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1、认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目第第7章章 现代生物进化理论现代生物进化理论第第1节节 理论的主要内容理论的主要内容人教版普通高中课程标准实验教科书人教版普通高中课程标准实验教科书 生物必修生物必修IIII河北平山中学河北平山中学 刘春霞刘春霞认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目 达尔文的自然选择学说指出，在一种达尔文的自然选择学说指出，在一种生物的群体中，出现有利变异的个体能存活，生物的群体中，出现有利变异的个体能存活，并且有
2、机会留下自己的后代。并且有机会留下自己的后代。 但是，研究生物的进化，仅研究个体的但是，研究生物的进化，仅研究个体的表现型是否与环境相适应是不够的，还必须表现型是否与环境相适应是不够的，还必须研究研究群体群体基因组成的变化。基因组成的变化。这个群体就是这个群体就是种群种群！为什么说种群是生物进化的基本单位？认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目（一）种群是生物进化的基本单位（一）种群是生物进化的基本单位1 1、种群概念：、种群概念：生活在生活在一定区域一定区域的的同种生物同种生物的的全部个体全部个体。卧龙自然保护区
3、 猕猴认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目判断下列是否属于种群判断下列是否属于种群（1）一个池塘中的全部鱼）一个池塘中的全部鱼 （2）一个池塘中的全部鲤鱼）一个池塘中的全部鲤鱼（3）两个池塘内的全部青蛙）两个池塘内的全部青蛙（4）一片草地上的全部植物）一片草地上的全部植物（5）一片草地上的成年梅花鹿）一片草地上的成年梅花鹿庙里的一群和尚也属于种群吗庙里的一群和尚也属于种群吗 ？否否是是否否否否否否认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目
4、2 2、种群的特点：、种群的特点： 种群中的个体并不是机械地集合在一起，种群中的个体并不是机械地集合在一起，而是彼此而是彼此可以交配可以交配，并，并通过繁殖将各自的基因通过繁殖将各自的基因传给后代传给后代。 思考：思考：同前一年的蝗虫种群相比，新形成的同前一年的蝗虫种群相比，新形成的蝗虫种群在蝗虫种群在基因组成基因组成上会有什么变化吗？上会有什么变化吗？认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目3 3、基因库：、基因库：一个种群一个种群中中全部个体全部个体所含有的所含有的全部基因全部基因。这些金鱼各自有自己这些金鱼各自
5、有自己的基因，共同构成了的基因，共同构成了种群的基因库。它们种群的基因库。它们各自的基因都是基因各自的基因都是基因库的一部分。库的一部分。个体数个体数目越多，个体间的差目越多，个体间的差异越大，基因库也就异越大，基因库也就越大。越大。认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目4 4、基因频率：、基因频率：在一个种群基因库中，某个基因占全部等在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率。位基因数的比率。基因频率基因频率该基因的总数该基因的总数该等位基因的总数该等位基因的总数认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症
6、下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目例例: :如某昆虫种群中决定翅色为绿色的基因为如某昆虫种群中决定翅色为绿色的基因为A A，决定翅色，决定翅色为褐色的基因为为褐色的基因为a a，从种群中随机抽出从种群中随机抽出100100个个体，测知基个个体，测知基因型为因型为AAAA、AaAa和和aaaa的个体分别是的个体分别是3030、6060和和1010个。那么个。那么A A和和a a的基因频率是多少的基因频率是多少? ?解解: :A A基因的基因频率为基因的基因频率为: :a a基因的基因频率为：基因的基因频率为：基因频率基因频率= =某基因的数目某基因的数目
7、该基因的等位基因的总数该基因的等位基因的总数= =纯合子频率纯合子频率+1/2+1/2杂合子频率杂合子频率= 40%= 40% =30/100100%=30/100100% +1/260/100100% = 60%+1/260/100100% = 60% =10/100100%=10/100100% +1/260/100100% = 40%+1/260/100100% = 40%A%=100%100%2AAAa2(AAAaaa)a%= 100% 100%= 60%= 60%2aaAa2(AAAaaa)100%100%认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫
8、工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目例1： AA、Aa、aa的个体分别占24%、72%、4%、那么A、a的基因频率是多少？（ ） A. 36%和64% B. 57%和43% C. 24%和72% D. 60%和40%D认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目例例2:某工厂有男女职工各某工厂有男女职工各200人，对他们进人，对他们进行调查时发现，女色盲行调查时发现，女色盲5人，女性携带人，女性携带15人。人。男性色盲男性色盲11人，求人，求XB,Xb的频率。的频率。解解: :100%100%52 15 11 200
9、2 200Xb%= 6%= 6%XB%=16% = 94%= 94%认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目合作探究1.1.完成书中的表格完成书中的表格2.2.对自然界的种群来说，这五个条件都能对自然界的种群来说，这五个条件都能成立吗？成立吗？3.3.如果该种群出现新的突变型，也就是产如果该种群出现新的突变型，也就是产生新的等位基因（生新的等位基因（A A2 2），种群的基因频率会），种群的基因频率会变化吗？基因变化吗？基因A A2 2的频率可能会怎样变化？的频率可能会怎样变化？认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始
10、对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目A 60%精子精子A 60%a 40%AA36%Aa24%24%Aaaa16%认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目30%30%30%10%36%48%16%60%40%p+q = 1(p+q )2=p2+2pq+q2= 1AA= p2 Aa= 2pq aa=q2p表示基因A的频率，q表示基因a的频率哈代哈代-温伯格公式温伯格公式（遗传平衡定律）（遗传平衡定律）（1）认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国
11、家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目 一种蛾中控制浅颜色的等位基因是隐性的，控制一种蛾中控制浅颜色的等位基因是隐性的，控制深颜色的等位基因是显性的。假设一个种群中有深颜色的等位基因是显性的。假设一个种群中有640640只浅色的蛾和只浅色的蛾和360360只深色的蛾，只深色的蛾，群体呈遗传平衡群体呈遗传平衡，那，那么有多少只杂合子的蛾？么有多少只杂合子的蛾？320只只 因，因，aa=q2=640/（640+360）=0.64a=q=0.8又因又因q+p=1，则，则A=p=1-q=1-0.8=0.2Aa=2pq=20.80.2=0.32Aa的个体数的个体数=0.32(640只只+360
12、只只)=320只只小试牛刀小试牛刀认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目 如果一个种群能保证下列五个条件：如果一个种群能保证下列五个条件：该种群非常大；该种群非常大；所有的雌雄个体都能自由交配；所有的雌雄个体都能自由交配；没有迁入和迁出；没有迁入和迁出；自然选择对不同表现型的个体没有作用；自然选择对不同表现型的个体没有作用；每对基因不发生突变，并且携带每对基因的染色每对基因不发生突变，并且携带每对基因的染色体不发生变异。体不发生变异。 这个种群的基因频率（包括基因型频率）就可这个种群的基因频率（包括基因型频率）就可
13、以一代代稳定不变，保持平衡。这就是遗传平衡定以一代代稳定不变，保持平衡。这就是遗传平衡定律，也称哈代律，也称哈代温伯格平衡。温伯格平衡。 遗传平衡定律遗传平衡定律认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目第一：足够大的种群是不存在第一：足够大的种群是不存在第二：种群中充分的随机交配也是不现实的，也就是第二：种群中充分的随机交配也是不现实的，也就是 说不同基因型的卵细胞和精子结合的机会不会说不同基因型的卵细胞和精子结合的机会不会 是均等的是均等的第三：基因突变每时每刻都有可能发生第三：基因突变每时每刻都有可能发生第四：由
14、于各种原因，种群中有的个体会离开该群体，第四：由于各种原因，种群中有的个体会离开该群体，相反的可能，有的同种的外来个体会迁入该种群相反的可能，有的同种的外来个体会迁入该种群 第五：在自然界中，自然选择是不可抗拒的，始终对第五：在自然界中，自然选择是不可抗拒的，始终对种群发挥作用种群发挥作用不能不能（2 2）对自然界的种群来说，这五个条件都能成对自然界的种群来说，这五个条件都能成立吗？立吗？认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目生物进化的实质：生物进化的实质： 种群的进化过程就是种群种群的进化过程就是种群基因基因频率
15、频率发生变化的过程。发生变化的过程。 通过讨论基因频率的变化可以认通过讨论基因频率的变化可以认识到，自然界中种群的识到，自然界中种群的基因频率一定基因频率一定会发生变化会发生变化，也就是说，也就是说种群的进化是种群的进化是必然的必然的。认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目 （3 3）如果该种群出现新的突变型，也就是如果该种群出现新的突变型，也就是产生新的等位基因（产生新的等位基因（A A2 2），种群的基因频率会），种群的基因频率会变化吗？基因变化吗？基因A A2 2的频率可能会怎样变化？的频率可能会怎样变化？
16、突变产生的新基因突变产生的新基因会会使种群的基因频率使种群的基因频率发生变化发生变化。 基因基因A2A2的频率是增加还是减少，要看这的频率是增加还是减少，要看这一突变一突变对生物体是有益还是有害的对生物体是有益还是有害的，这往，这往往取决于往取决于生物生存的环境生物生存的环境。认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目基因突变和染色体变异统称为基因突变和染色体变异统称为突变突变。 基因突变在自然界是普遍存在的，因基因突变在自然界是普遍存在的，因此基因突变产生此基因突变产生新的等位基因新的等位基因，这就可能，这就可能使使
17、种群的基因频率发生变化种群的基因频率发生变化。不可遗传变异不可遗传变异可遗传变异可遗传变异基因突变基因突变基因重组基因重组染色体变异染色体变异变异变异（二）突变和基因重组产生生物进化的原材料（二）突变和基因重组产生生物进化的原材料认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目 自然界中生物的自然突变频率很低，而自然界中生物的自然突变频率很低，而且一般对生物体是有害的。为什么还能够且一般对生物体是有害的。为什么还能够改变种群中的基因频率呢？改变种群中的基因频率呢？ 种群是由许多个体组成的，每个个体的种群是由许多个体组成的，每
18、个个体的每一个细胞内都有成千上万个基因，这样，每一个细胞内都有成千上万个基因，这样，每一代就会产生大量的突变。每一代就会产生大量的突变。认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目 例如：一个果蝇约有例如：一个果蝇约有10104 4对基因，假定每个基对基因，假定每个基因的突变率都是因的突变率都是10105 5，若有一个中等数量的果蝇种，若有一个中等数量的果蝇种群（约有群（约有10108 8个个体），那么每一代出现基因突变个个体），那么每一代出现基因突变数是多少呢？数是多少呢？ 2 104 105个体个体 108种群种群=
19、 2 107 突变的有害和有利也不是绝对的，突变的有害和有利也不是绝对的，取决于取决于生物的生生物的生存环境。存环境。突变和基因重组突变和基因重组产生进化的原材料产生进化的原材料认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目基因重组基因重组基因突变基因突变新的等位基因新的等位基因多种多样多种多样的基因型的基因型种群中出现大量种群中出现大量可遗传的变异可遗传的变异变异是变异是不定向不定向的的形成了形成了进化的原材料进化的原材料, ,不能决定生物进化的方向不能决定生物进化的方向认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然
20、后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目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黑褐色树干上的桦尺蠖黑褐色树干上的桦尺蠖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英英19世纪曼彻斯特世纪曼彻斯特英英20世纪曼彻斯特世纪曼彻斯特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问题：问题：桦尺蠖种群中桦尺蠖种群中s s基因的频率为什么越来越低？基因的频率为什么越来越低？假设：假设：根据前面所学的你能做出假设吗？根据前面所学的你能做
21、出假设吗？（三）自然选择决定了（三）自然选择决定了生物进化的方向生物进化的方向认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目 现在我们用数学方法来讨论一下桦尺蠖基因频率变现在我们用数学方法来讨论一下桦尺蠖基因频率变化的原因。化的原因。18701870年桦尺蠖的基因型频率为年桦尺蠖的基因型频率为SS 10% SS 10% ； Ss Ss 20%20%； ss 70% ss 70%，在树干变黑这一环境条件下假如树干变，在树干变黑这一环境条件下假如树干变黑不利于浅色桦尺蠖的生存，使得种群中浅色个体每年黑不利于浅色桦尺蠖的生存，使
22、得种群中浅色个体每年减少减少10%10%，黑色个体每年增加，黑色个体每年增加10%10%，以后的几年内，桦尺，以后的几年内，桦尺蠖种群每年的基因型频率与基因频率是多少呢？蠖种群每年的基因型频率与基因频率是多少呢？13.1%升高升高26%60.9%26.1%73.9%14.6%29.3%56.1%29.3%70.7%降低降低认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目(1)(1)在这个探究实验中根据上面的数据分析，变黑的环在这个探究实验中根据上面的数据分析，变黑的环境对桦尺蠖产生了什么样的影响？变黑的环境对桦尺蠖境对桦尺蠖
23、产生了什么样的影响？变黑的环境对桦尺蠖浅色个体的出生率有影响吗？浅色个体的出生率有影响吗？(2)(2)在自然选择中，直接受选择的是基因型还是表现型？在自然选择中，直接受选择的是基因型还是表现型？ 变黑的环境使控制浅色的变黑的环境使控制浅色的s s基因频率减少基因频率减少,S,S基因频基因频率增加率增加。 许多浅色个体可能在没有交配、产卵前就已被天许多浅色个体可能在没有交配、产卵前就已被天敌捕食敌捕食。 天敌看到的是桦尺蠖的体色（表现型）而不是控天敌看到的是桦尺蠖的体色（表现型）而不是控制体色的基因制体色的基因。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使基因频率定
24、向改变。自然选择使基因频率定向改变。认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目课课 堂堂 练练 习习1.1.对生物进化的方向起决定作用的是对生物进化的方向起决定作用的是（ ） A. A.基因重组基因重组 B. B.基因突变基因突变 C. C.染色体变异染色体变异 D. D.自然选择自然选择D2.2.对种群概念的叙述，正确的是（对种群概念的叙述，正确的是（ ） A. A.不同空间中同种生物个体的总和不同空间中同种生物个体的总和 B. B.生活在同一山头的全部兔子的总和生活在同一山头的全部兔子的总和 C. C.一片水田中所
25、有鱼的总和一片水田中所有鱼的总和 D. D.一个生态环境中相互关系的动植物的总和一个生态环境中相互关系的动植物的总和B认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目3.用现代生物进化理论分析解释狼的进化过程。(1)狼群中存在不同类型的个体，如有跑得快的，有跑得慢的。它说明生物具有_的特性，而这种特性是生物进化的 。(2)随着环境的改变，食物稀少，跑得快、凶猛的狼才能获得食物生存下去。这样，食物、环境对狼起了_作用，而这种作用是_的，它决定着生物进化的_。变异原材料选择方向定向的认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药
26、，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目 4 4某植物种群中基因某植物种群中基因AAAA的个体占的个体占20%20%，基因型，基因型aaaa的个体占的个体占50%50%。 （1 1）该种群中）该种群中A A的基因频率是的基因频率是_，a a的基因的基因频率是频率是_。 （2 2）该种群自交一代后，基因型）该种群自交一代后，基因型AAAA的个体占的个体占_%_%，基因型，基因型aaaa的个体占的个体占_%_%。 （3 3）该种群如果连续自交多代，它的进化趋势）该种群如果连续自交多代，它的进化趋势是是_，因为从基因频率上看是，因为从基因频率上看是_的，的，而从基因型上看是而从基因型上看是_。35%65%27.557.5没有进化没有进化无变化无变化杂合子的比例越来越小，而杂合子的比例越来越小，而纯合子的比例越来越大纯合子的比例越来越大
