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1、第第2 2节节 现代生物进化理论的主要内容现代生物进化理论的主要内容一、种群基因频率的改变与生物进化一、种群基因频率的改变与生物进化避拜闯梁傀挑摘搐揪疚倒董捧咐梨曙膨蠢博莽轻侈祭混疡义科完敏吹砖臆67现代生物进化理论的主要内容67现代生物进化理论的主要内容种群是生物进化的基本单位l生活在生活在一定区域一定区域的的同种同种生物的生物的全部个体全部个体叫做种群叫做种群榨糟故千呢好盗纱丙盒狸郸梭媒湛腐瓜逐佯践姜蚀傻次帛珠蛙茂择绷占挡67现代生物进化理论的主要内容67现代生物进化理论的主要内容以下描述是种群吗？l1.一片草地上的全部蛇。一片草地上的全部蛇。l2.我国长江流域的全部白暨豚。我国长江流域的
2、全部白暨豚。l3.海南岛上四季常有的红树林。海南岛上四季常有的红树林。l4.菜市场的全部大葱。菜市场的全部大葱。一个种群中的个体是机械地集合在一起吗？一个种群中的个体是机械地集合在一起吗？一个种群中的个体是能自由交配、繁殖一个种群中的个体是能自由交配、繁殖的，因此的，因此种群是生物种群是生物繁殖的基本单位繁殖的基本单位干儒放溉撬示芭神腕揣恃酉迢扮罕处涣姚鼠线吮篆噬郡千豫痰鱼片焙客肚67现代生物进化理论的主要内容67现代生物进化理论的主要内容探究活动（三）探究活动（三）1.1.什么是基因库？基因频率的含义是什么？什么是基因库？基因频率的含义是什么？一个种群中一个种群中全部个体全部个体所含有的所含
3、有的全部基因全部基因叫这个种群叫这个种群的的基因库。基因库。2.2.基因频率的计算基因频率的计算某昆虫种群中，绿色翅的基因为某昆虫种群中，绿色翅的基因为A, A, 褐色翅的基因位褐色翅的基因位a a，调查发现，调查发现AAAA、AaAa、aaaa的个体分别占的个体分别占30%30%、60%60%、10%10%、那么那么A A、a a的基因频率是多少？的基因频率是多少？在一个种群基因库中，某基因占在一个种群基因库中，某基因占全部等位基因全部等位基因数的数的比率叫做比率叫做基因频率基因频率。在一个种群中，某基因型个体占全部个在一个种群中，某基因型个体占全部个体的比率。体的比率。基因型频率基因型频率
4、：晒畦垫瞩还跟崔汲笨次检庚绍倡缔弯蜗捻饮颗匣蛀会屠乱擅傀祟仓聪沈污67现代生物进化理论的主要内容67现代生物进化理论的主要内容探究活动（三）遗传平遗传平衡状态衡状态3. 用数学方法讨论基因频率的改变用数学方法讨论基因频率的改变 假设讨论题假设讨论题2中的群体满足以下五个条件：中的群体满足以下五个条件： 昆虫群体数量足够大，昆虫群体数量足够大， 全部的雌雄个体间都能全部的雌雄个体间都能自由交配自由交配并能产生后代，并能产生后代， 没有迁入与迁出，没有迁入与迁出， AA、Aa、aa三种基因型昆虫的生存能力完全相三种基因型昆虫的生存能力完全相同（也就是说自然选择对同（也就是说自然选择对A、a控制的翅
5、型性状没有作控制的翅型性状没有作用）用） 也没有基因突变和染色体变异。也没有基因突变和染色体变异。计算：计算： (1)子一代、子二代、子三代的基因频率与基因型频率子一代、子二代、子三代的基因频率与基因型频率蛛孟象妈青辽锗冒锁酷霍似徒施姐翻酒诵断雹甜辉瘫肺哲巷室桐穿挝该荔67现代生物进化理论的主要内容67现代生物进化理论的主要内容在有性生殖过程中，如果符合在有性生殖过程中，如果符合遗传平衡遗传平衡，产生的雌雄，产生的雌雄配子：配子： A 60%A 60%a 40%a 40%36%24%16%AAAaAa 24%aa卵子卵子精子精子盈炳近棵砧涟栏间坡私秽酣传攒猫天堕船患帚乔摊支挖骸痔桑苟扎佣辩玉6
6、7现代生物进化理论的主要内容67现代生物进化理论的主要内容 亲代亲代子一代子一代 子二代子二代 子三代子三代基因基因型频型频率率AA30%Aa60%aa10%基因基因频率频率A60%a40%36%48%16%60%40%36%16%48%60%60%40%40%（2）分析各代基因频率与基因型频率相同吗？）分析各代基因频率与基因型频率相同吗？ 36%48%16%媒苍坐撞用质拳酥幢垛彰吗少括驮狭燎睬摧铭勺战凭名砍茎镐斋汛耘泅铝67现代生物进化理论的主要内容67现代生物进化理论的主要内容遗传平衡定律（哈代遗传平衡定律（哈代-温伯格定律）温伯格定律） 如果一个种群符合下列条件：如果一个种群符合下列条件
7、：种群是极大的；种群是极大的；种群个体间的交配是随机的，也就是说种群种群个体间的交配是随机的，也就是说种群中每一个个体与种群中其他个体的交配机会是中每一个个体与种群中其他个体的交配机会是相等的；相等的；没有突变产生没有突变产生种群之间不存在个体的迁移或基因交流种群之间不存在个体的迁移或基因交流没有自然选择；没有自然选择；那么，这个种群的基因频率（包括基因型）就那么，这个种群的基因频率（包括基因型）就可以一代代稳定不变，保持平衡。（遗传平衡可以一代代稳定不变，保持平衡。（遗传平衡的种群是理想的种群）。的种群是理想的种群）。户掂找撮徐戈皂了菊删托迎瑞掠市僚僳颜邢悍槽钦刷救蜘巴尹顷发博沧唇67现代生
8、物进化理论的主要内容67现代生物进化理论的主要内容（3 3）上上述述计计算算结结果果是是在在满满足足五五个个假假设设条条件件的的基基础础上上计计算算的的，对对自自然然界界的的种种群群来来说说，这这五五个个条条件件都都能能成成立立吗吗？特特别别是是如如果果第第点点假假设设成成立立这这与与前前面面我我们们所所学学的的基基因因突突变的哪个特点相违背？变的哪个特点相违背？基因突变与基因频率的改变有什么关系？基因突变与基因频率的改变有什么关系？l l普遍存在普遍存在l l随机发生随机发生l l突变频率很低突变频率很低l l多数对生物体是多数对生物体是有害有害的的l l不定向不定向的的基因突变可产生新基因
9、突变可产生新基因基因( (等位基因等位基因) )，基因突变是可遗传基因突变是可遗传变异的根本来源；变异的根本来源；是基因频率改变的是基因频率改变的基础基础。撅辰罪审慌韩岳临盲侵命陪饱侩帘锻募格豫力庐诽掏茵撬扦仔心寄圾酿莲67现代生物进化理论的主要内容67现代生物进化理论的主要内容 遗传平衡所指的种群是理想种群，在自然条件下，这遗传平衡所指的种群是理想种群，在自然条件下，这样的种群是不存在的。所以种群基因频率迟早要发生变化，样的种群是不存在的。所以种群基因频率迟早要发生变化，所以种群的进化是必然的。所以种群的进化是必然的。思考思考：生物自发突变的频率很低，且大多数突变对生物生物自发突变的频率很低
10、，且大多数突变对生物体是有害的，它为何还能作为生物进化的原材料呢？体是有害的，它为何还能作为生物进化的原材料呢？ 例例 果蝇约有果蝇约有104对基因，假定每个基因的突变率都是对基因，假定每个基因的突变率都是105，若有一个中等数量的果蝇种群（约有，若有一个中等数量的果蝇种群（约有108个个体），个个体），那么每一代出现基因突变数是多少呢？那么每一代出现基因突变数是多少呢？ 2 104 105个体个体 108种群种群=2 107鸽芹抵耸纫蠢惜滓芬庚钱谬妙朴涡期抬瑚痈挞委镣牢欠夸妄伤脓稼导爱霜67现代生物进化理论的主要内容67现代生物进化理论的主要内容不可以遗传的变异不可以遗传的变异可遗传的变异可
11、遗传的变异基因突变基因突变染色体变异染色体变异基因重组基因重组突变突变襟鲸祖缀呀允废谐惹挠喻颅道野赘惩兴忌撞啸抑渊眉赛馋侵强颓蓝蛰枕徽67现代生物进化理论的主要内容67现代生物进化理论的主要内容突变和基因重组产生生物进化的原材料突变和基因重组产生生物进化的原材料 突变突变产生产生等位基因等位基因基因重组基因重组多种多样多种多样的基因型的基因型种群出现大量种群出现大量的可遗传变异的可遗传变异变异是不定向的变异是不定向的形成了进化的原材料形成了进化的原材料节编咆否成肯沛押狞冻骇溅怜恼岩欢爸肖夸凝应只哑俄荤吻机逗糊鼓耻罢67现代生物进化理论的主要内容67现代生物进化理论的主要内容（1 1）根据前面所
12、学的你能做出假设吗？）根据前面所学的你能做出假设吗？探究活动（四）探究活动（四）“探究自然选择对种群基因频率的影响探究自然选择对种群基因频率的影响”ss长满地衣的树干上的桦尺蠖长满地衣的树干上的桦尺蠖长满地衣的树干上的桦尺蠖长满地衣的树干上的桦尺蠖黑褐色树干上的桦尺蠖黑褐色树干上的桦尺蠖自然选择可以使种群的基因频率定向改变自然选择可以使种群的基因频率定向改变栖俺不撂舜擦怜焕瓷擞风点满砌酮惧簇枉技荧亡尽寿酸灾划锅额募瞳逃套67现代生物进化理论的主要内容67现代生物进化理论的主要内容原因：原因： 淘汰不利变异基因、积累有利变异基因淘汰不利变异基因、积累有利变异基因结果：结果： 使基因频率定向改变。
13、使基因频率定向改变。结论：自然选择决定生物进化的方向结论：自然选择决定生物进化的方向自然选择对种群基因频率的影响自然选择对种群基因频率的影响纷迟珍那人擅瑞庇隶吾照宿白慕铃妊否谜旭劣旧俯忧作膀初贺雄由敲反拄67现代生物进化理论的主要内容67现代生物进化理论的主要内容有关基因频率的计算有关基因频率的计算1 1常染色体遗传方面的基因频率计算常染色体遗传方面的基因频率计算通过通过基因型基因型计算基因频率计算基因频率基因频率基因频率= =种群中该基因的总数种群中该等位基因的总种群中该基因的总数种群中该等位基因的总数。数。 例例3 3：从某个种群中随机抽出：从某个种群中随机抽出100100个个体，测知基因
14、型个个体，测知基因型为为AAAA、AaAa和和aaaa的个体分别是的个体分别是3030、6060和和1010个。个。就这对等位基因来说，每个个体可以看做含有就这对等位基因来说，每个个体可以看做含有2 2个基因。个基因。那么，这那么，这100100个个体共有个个体共有200200个基因，其中，个基因，其中，A A基因有基因有230+60=120230+60=120个，个，a a基因有基因有210+60=80210+60=80个。于是，在这个种群中，个。于是，在这个种群中，A A基因的频率为：基因的频率为：120200=60%120200=60%a a基因的频率为：基因的频率为： 80200=40
15、% 80200=40%焚峙棉灯羽柞恳比薪国烤绅转肯孰逸诅痕饵心稗袭善啊介邪扼膀肢滥卉酮67现代生物进化理论的主要内容67现代生物进化理论的主要内容l2.伴伴X遗传方面的基因频率计算遗传方面的基因频率计算l这类题目的特殊点是：这类题目的特殊点是：X染色体总数的正确计算，染色体总数的正确计算，因为男性中只有一个因为男性中只有一个X染色体，所以计算男性染色体，所以计算男性X染色体总数时染色体总数时不需要乘以不需要乘以2，这样就能够得出正，这样就能够得出正确的结果。确的结果。有关基因频率的计算有关基因频率的计算驮酗进朵雀竣隘缎舶惰烦驭起吭酋都诉婆滦尔稍淮芦兼叹县惭言设何炮典67现代生物进化理论的主要内
16、容67现代生物进化理论的主要内容l例例7：(2003年年2月南京调研卷月南京调研卷)对某校学生进行色盲遗传病调查对某校学生进行色盲遗传病调查研究后发现：研究后发现：780名女生中有患者名女生中有患者23人、携带者人、携带者52人；人；820名男名男生中有患者生中有患者65人，那么该群体中色盲基因的频率是人，那么该群体中色盲基因的频率是( )lA.4.4% B.5.1% C.6.8% D.10.2%l【解析】【解析】l色盲是伴色盲是伴X染色体隐性遗传，女性色盲患者的基因型是：染色体隐性遗传，女性色盲患者的基因型是： XbXb ，女性携带者的基因型是：，女性携带者的基因型是：XBXb，男性色盲患者
17、的基因型是：，男性色盲患者的基因型是： Xb Y。 (男性无携带者男性无携带者)l根据题意，根据题意，780名女生中有患者名女生中有患者23人、携带者人、携带者52人，因此女性中人，因此女性中Xb占：占：23252=98；820名男生中有患者名男生中有患者65人，因此男性中人，因此男性中Xb占：占：65lXb基因总数：基因总数：9865163l这样，该校学生中的这样，该校学生中的X染色体总数是：染色体总数是：78028202380，这，这样该群体中色盲基因的频率就是：样该群体中色盲基因的频率就是：163/2380=6.8%。l答案选答案选C(容易会误算成容易会误算成(780820)23200，结果得出，结果得出5.1%这这一错误结论，而选一错误结论，而选B)有关基因频率的计算有关基因频率的计算唱祭氰痹安窜糟撬呸压粗副校毋灌溃雷疵消耳焊求赖慎额挣象纫耶耪袄伎67现代生物进化理论的主要内容67现代生物进化理论的主要内容
