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1、第7章 现代生物进化理论,第1节 理论的主要内容,人教版普通高中课程标准实验教科书 生物必修II,河北平山中学 刘春霞,问题探讨：,幼 虎,把自己想象成虎体内的一个基因。你不仅不愿意自己在虎的后代中消失，而且想让越来越多的虎拥有自己的拷贝。你怎样才能达到这一目的呢？你将选择做哪一种基因？,一个基因所控制的性状对个体生存和繁殖后代的贡献越大,拥有该基因的个体的可能越多!当然就会使越来越多的虎拥有自己的拷贝!,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，并且有机会留下自己的后代。 但是，研究生物的进化，仅研究个体的表现型是否与环境相适应是不够的，还必须研究群体基因组成的
2、变化。,这个群体就是种群！,为什么说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、种群概念：,生活在一定区域的同种生物的全部个体。,卧龙自然保护区 猕猴,判断下列是否属于种群,（1）一个池塘中的全部鱼 （2）一个池塘中的全部鲤鱼（3）两个池塘内的全部青蛙（4）一片草地上的全部植物（5）一片草地上的成年梅花鹿,庙里的一群和尚也属于种群吗 ？,否,是,否,否,否,2、种群的特点：,种群中的个体并不是机械地集合在一起，而是彼此可以交配，并通过繁殖将各自的基因传给后代。,思考：同前一年的蝗虫种群相比，新形成的蝗虫种群在基因组成上会有什么变化吗？,3、基因库：,一个种群中全部个体所含有
3、的全部基因。,这些金鱼各自有自己的基因，共同构成了种群的基因库。它们各自的基因都是基因库的一部分。个体数目越多，个体间的差异越大，基因库也就越大。,4、基因频率：,在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率。,例:如某昆虫种群中决定翅色为绿色的基因为A，决定翅色为褐色的基因为a，从种群中随机抽出100个个体，测知基因型为AA、Aa和aa的个体分别是30、60和10个。那么A和a的基因频率是多少?,解:,A基因的基因频率为:,a基因的基因频率为：,基因频率=,=纯合子频率+1/2杂合子频率,= 40%,=30/100100% +1/260/100100% = 60%,=10/100100
4、% +1/260/100100% = 40%,A%=,a%=, 100%,= 60%,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,例2:某工厂有男女职工各200人，对他们进行调查时发现，女色盲5人，女性携带15人。男性色盲11人，求XB,Xb的频率。,解:,Xb%=,= 6%,XB%=16%,= 94%,合作探究,1.完成书中的表格2.对自然界的种群来说，这五个条件都能成立吗？3.如果该种群出现新的突变型，也就是产生新的等位基因（A2），种群的基因频率会
5、变化吗？基因A2的频率可能会怎样变化？,AA,36%,Aa,24%,24%,Aa,aa,16%,30%,30%,30%,10%,36%,48%,16%,60%,40%,p+q = 1,(p+q )2,=p2+2pq+q2,= 1,AA= p2 Aa= 2pq aa=q2,表示基因A的频率，q表示基因a的频率,哈代-温伯格公式（遗传平衡定律）,（1）,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640只浅色的蛾和360只深色的蛾，群体呈遗传平衡，那么有多少只杂合子的蛾？,320只,因，aa=q2=640/（640+360）=0.64a=q=0.8又因q+p
6、=1，则A=p=1-q=1-0.8=0.2Aa=2pq=20.80.2=0.32Aa的个体数=0.32(640只+360只)=320只,小试牛刀,如果一个种群能保证下列五个条件：该种群非常大；所有的雌雄个体都能自由交配；没有迁入和迁出；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体不发生变异。 这个种群的基因频率（包括基因型频率）就可以一代代稳定不变，保持平衡。这就是遗传平衡定律，也称哈代温伯格平衡。,遗传平衡定律,36%,48%,40%,在讨论题2中的群体满足五个条件的情况下,计算子二代、子三代的基因频率与基因型频率 ; 分析一下各代基因频率与基因型频率相同
7、吗？,16%,60%,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 说不同基因型的卵细胞和精子结合的机会不会 是均等的第三：基因突变每时每刻都有可能发生第四：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 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,不能,（2）对自然界的种群来说，这五个条件都能成立吗？,生物进化的实质： 种群的进化过程就是种群基因频率发生变化的过程。,通过讨论基因频率的变化可以认识到，自然界中种群的基因频率一定会发生变化，也就是说种群的进化是必然的。,（3）如果该种群出现新的突变型，也就是产生新
8、的等位基因（A2），种群的基因频率会变化吗？基因A2的频率可能会怎样变化？,突变产生的新基因会使种群的基因频率发生变化。,基因A2的频率是增加还是减少，要看这一突变对生物体是有益还是有害的，这往往取决于生物生存的环境。,基因突变和染色体变异统称为突变。,基因突变在自然界是普遍存在的，因此基因突变产生新的等位基因，这就可能使种群的基因频率发生变化。,不可遗传变异,可遗传变异,基因突变基因重组染色体变异,变异,（二）突变和基因重组产生生物进化的原材料,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，每个个体的每一个细胞内都有成
9、千上万个基因，这样，每一代就会产生大量的突变。,例如：一个果蝇约有104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108个个体），那么每一代出现基因突变数是多少呢？,2 104 105,个体, 108,种群,= 2 107,突变的有害和有利也不是绝对的，取决于生物的生存环境。,突变和基因重组产生进化的原材料,基因重组,基因突变,新的等位基因,多种多样的基因型,种群中出现大量可遗传的变异,变异是不定向的,形成了进化的原材料,不能决定生物进化的方向,长满地衣的树干上的桦尺蠖,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,英19世纪曼彻斯特,英20世纪曼彻斯特
10、,自然选择可以使种群的基因频率定向改变,问题：桦尺蠖种群中s基因的频率为什么越来越低？假设：根据前面所学的你能做出假设吗？,（三）自然选择决定了生物进化的方向,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。1870年桦尺蠖的基因型频率为SS 10% ； Ss 20%； ss 70%，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减少10%，黑色个体每年增加10%，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？,13.1%,升高,26%,60.9%,26.1%,73.9%,14.6%,29.3%,56.1%,29.3%,70.7%,降低,
11、(1)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浅色个体的出生率有影响吗？,(2)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s基因频率减少,S基因频率增加。,许多浅色个体可能在没有交配、产卵前就已被天敌捕食。,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。,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向改变。,课 堂 练 习,1.对生物进化的方向起决定作用的是（ ） A.基因重组 B.基因突变 C.染色体变异 D.自然选择,D,2.对种群概念的叙述，正确的是（ ） A.不同空间中同种生物个体的总和
12、 B.生活在同一山头的全部兔子的总和 C.一片水田中所有鱼的总和 D.一个生态环境中相互关系的动植物的总和,B,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,4某植物种群中基因AA的个体占20%，基因型aa的个体占50%。 （1）该种群中A的基因频率是_，a的基因频率是_。 （2）该种群自交一代后，基因型AA的个体占_%，基因型aa的个体占_%。 （3）该种群如果连续自交多代，它的进化趋势是_，因为从基因频率上看是_的，而从基因型上看是_。,35%,65%,27.5,57.5,没有进化,无变化,杂合子的比例越来越小，而,纯合子的比例越来越大,
