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Content学案学案2 种群基因频率的改变与生物进化种群基因频率的改变与生物进化 Content 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：生活在一定区域的种群：生活在一定区域的_的全部个体。的全部个体。2.2.基因库：一个种群中基因库：一个种群中_所含有的所含有的_。3.3.基因频率：在一个种群基因库中，某个基因占基因频率：在一个种群基因库中，某个基因占_数的比率。数的比率。二、突变和基因重组产生进化的原材料二、突变和基因重组产生进化的原材料 1.1.现代遗传学的研究表明，可遗传的变异来源于现代遗传学的研究表明，可遗传的变异来源于_、_和和_。2.2.基因突变产生新的基因突变产生新的_，这就可能使种群的，这就可能使种群的_发生变化。发生变化。三、自然选择决定生物进化的方向三、自然选择决定生物进化的方向 在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生_，导致，导致生物朝着生物朝着_不断进化。不断进化。同种生物同种生物全部个体全部个体全部基因全部基因全部等位基因全部等位基因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等位基因等位基因基因频率基因频率定向改变定向改变一定的方向一定的方向 Content学点一学点一 种群是生物进化的基本单位种群是生物进化的基本单位 1.种群的概念：种群的概念：生活在一定区域的（即同一地点的）同种生物生活在一定区域的（即同一地点的）同种生物的全部个体。种群是生物繁殖的基本单位。的全部个体。种群是生物繁殖的基本单位。2.种群的基因库和基因频率种群的基因库和基因频率 （1 1）基因库：）基因库：一个种群中全部个体所含有的全部基因。一个种群中全部个体所含有的全部基因。（2 2）基因频率：）基因频率：在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率。即：因数的比率。即：基因频率基因频率=(=(某种基因的数目某种基因的数目/控制同种性状的等位基因的总控制同种性状的等位基因的总数数)100%100%Content （3 3）基因型频率：）基因型频率：指某种特定基因型的个指某种特定基因型的个体占群体内全部个体的比例。即：体占群体内全部个体的比例。即：基因型频率基因型频率=(=(特定基因型的个体数特定基因型的个体数/该种群该种群的个体总数的个体总数)100%100%（4 4）实例）实例 从某个昆虫种群中随机抽取从某个昆虫种群中随机抽取100100个个体，测个个体，测得基因型为得基因型为AAAA、AaAa、aaaa的个体数分别是的个体数分别是1010、1010、8080，则这个种群中，则这个种群中A A基因的频率为：（基因的频率为：（10102+102+10）200=15%200=15%，a a基因的频率为：（基因的频率为：（80802+102+10）200=85%200=85%。【解析】一定区域内的同种生物的全部个体构成种【解析】一定区域内的同种生物的全部个体构成种群。群。【例【例1 1】下列生物属于一个种群的是（】下列生物属于一个种群的是（）A.A.一块农田中的全部害虫一块农田中的全部害虫 B.B.一个湖泊中的全部绿藻一个湖泊中的全部绿藻 C.C.一个池塘中的全部浮游植物一个池塘中的全部浮游植物 D.D.一片草原上的全部鹌鹑一片草原上的全部鹌鹑D D Content1.1.在一个种群中随机抽出一定数量的个体，基因型为在一个种群中随机抽出一定数量的个体，基因型为AAAA的的 个体占个体占18%18%，基因型为，基因型为AaAa的个体占的个体占78%,78%,基因型为基因型为aaaa的个的个 体占体占4%4%。基因。基因A A和基因和基因a a的频率分别是（的频率分别是（）A.18%A.18%，82%B.36%82%B.36%，64%64%C.57%C.57%，43%D.92%43%D.92%，8%8%C C 【解析】在计算基因频率时，一般认为基因的总数是【解析】在计算基因频率时，一般认为基因的总数是个体数乘个体数乘2 2（一般按一对等位基因计算），某一基因数（一般按一对等位基因计算），某一基因数应将含有这种基因的总数累计。根据题意，在应将含有这种基因的总数累计。根据题意，在100100个个个个体中，体中，AAAA占占1818个，个，AaAa占占7878个，个，aaaa占占4 4个，即在个，即在200200个基因个基因中，中，A A基因占：基因占：18182+78=1142+78=114个，基因频率为个，基因频率为114114200=57%,a200=57%,a基因占：基因占：2 24+78=864+78=86个，基因频率为个，基因频率为8686200=43%200=43%。学点二学点二 突变和基因重组产生进化的原材料突变和基因重组产生进化的原材料 1.可遗传的变异的来源可遗传的变异的来源 可遗传的变异有三种：基因突变、基因重组和染色体变异，其中可遗传的变异有三种：基因突变、基因重组和染色体变异，其中基因突变和染色体变异统称为突变。基因突变和染色体变异统称为突变。2.可遗传的变异的特点可遗传的变异的特点 （1 1）普遍性：）普遍性：无论是低等生物，还是高等生物以及人，都可能发无论是低等生物，还是高等生物以及人，都可能发生基因突变。生基因突变。（2 2）低频性：）低频性：在自然状态下，基因突变的频率是很低的。但是，在自然状态下，基因突变的频率是很低的。但是，由于种群由许多个体组成，每个个体的每一个细胞内都有成千上万个由于种群由许多个体组成，每个个体的每一个细胞内都有成千上万个基因，这样，每一代都会产生大量的突变。基因，这样，每一代都会产生大量的突变。（3 3）多害性：）多害性：虽然大多数基因突变对生物是有害的，但是，突变虽然大多数基因突变对生物是有害的，但是，突变对生物体有害或者有利并不是绝对的，它取决于生物的生存环境。对生物体有害或者有利并不是绝对的，它取决于生物的生存环境。3.可遗传的变异的结果可遗传的变异的结果 由于突变和基因重组都是随机的、不定向的，因此它们只是提供由于突变和基因重组都是随机的、不定向的，因此它们只是提供了生物进化的原材料，不能决定生物进化的方向。了生物进化的原材料，不能决定生物进化的方向。【解析】突变包括基因突变和染色体变异。【解析】突变包括基因突变和染色体变异。【例【例2 2】现代生物进化理论中的突变是指（】现代生物进化理论中的突变是指（）A.A.基因突变基因突变 B.B.染色体变异染色体变异 C.C.基因突变和染色体变异基因突变和染色体变异 D.D.基因突变、染色体变异和基因重组基因突变、染色体变异和基因重组C C Content2.2.有翅昆虫有时会出现残翅或无翅的突变类型，这类昆虫在正常情况下有翅昆虫有时会出现残翅或无翅的突变类型，这类昆虫在正常情况下 很难生存下去，但在经常刮大风的海岛上，这种突变类型因不能飞行，很难生存下去，但在经常刮大风的海岛上，这种突变类型因不能飞行，从而避免被风吹到海里淹死。这个事例说明（从而避免被风吹到海里淹死。这个事例说明（）A.A.突变多数是有害的突变多数是有害的 B.B.突变多数是有利的突变多数是有利的 C.C.突变的有害和有利并不是绝对的突变的有害和有利并不是绝对的 D.D.突变的有害和有利是绝对的突变的有害和有利是绝对的C C 【解析】在计算基因频率时，一般认为基因的总数是个体数乘【解析】在计算基因频率时，一般认为基因的总数是个体数乘2 2（一般按一对等位基因计算），某一基因数应将含有这种基因的（一般按一对等位基因计算），某一基因数应将含有这种基因的总数累计。根据题意，在总数累计。根据题意，在100100个个体中，个个体中，AAAA占占1818个，个，AaAa占占7878个，个，aaaa占占4 4个，即在个，即在200200个基因中，个基因中，A A基因占：基因占：18182+78=1142+78=114个，基因频率个，基因频率为为114114200=57%,a200=57%,a基因占：基因占：2 24+78=864+78=86个，基因频率为个，基因频率为8686200=43%200=43%。学点三学点三 自然选择决定生物进化的方向自然选择决定生物进化的方向1.自然选择的过程（如图自然选择的过程（如图7-2-1所示）所示）图图7-2-17-2-12.自然选择与基因频率的变化自然选择与基因频率的变化生物进化的过程实质上就是种群基因频率发生生物进化的过程实质上就是种群基因频率发生变化的过程。具有有利变异个体的相应基因频率不变化的过程。具有有利变异个体的相应基因频率不断提高，而具有不利变异个体的相应基因频率会不断提高，而具有不利变异个体的相应基因频率会不断下降，导致生物朝着一定的方向不断进化。断下降，导致生物朝着一定的方向不断进化。【解析】生物进化的实质在于种群基因频率的定向【解析】生物进化的实质在于种群基因频率的定向改变，而不是有利变异的积累。改变，而不是有利变异的积累。【例【例3 3】下列关于现代生物进化理论的叙述，错误的是（】下列关于现代生物进化理论的叙述，错误的是（）A.A.种群是生物进化的基本单位种群是生物进化的基本单位 B.B.自然选择学说是现代生物进化理论的核心自然选择学说是现代生物进化理论的核心 C.C.生物进化过程的实质是种群基因频率的改变生物进化过程的实质是种群基因频率的改变 D.D.生物进化过程的实质在于有利变异的保存生物进化过程的实质在于有利变异的保存D D Content3.3.下列与生物进化相关的描述，正确的是（下列与生物进化相关的描述，正确的是（）A.A.进化总是由突变引起的进化总是由突变引起的 B.B.进化时基因频率总是变化的进化时基因频率总是变化的 C.C.变异个体总是适应环境的变异个体总是适应环境的 D.D.进化改变的是个体而不是群体进化改变的是个体而不是群体B B 【解析】种群是生物进化的基本单位，进化的实质【解析】种群是生物进化的基本单位，进化的实质就是种群基因频率发生变化的过程，所以如果发生就是种群基因频率发生变化的过程，所以如果发生进化，就一定有基因频率的改变。进化，就一定有基因频率的改变。Content 基因频率的计算方法基因频率的计算方法 1.1.已知调查的各种基因型的个体数已知调查的各种基因型的个体数,计算基因频率计算基因频率 某基因频率某基因频率=(=(该基因总数该基因总数/该基因及其等位基因总该基因及其等位基因总数数)100%100%例如：例如：A A的基因频率的基因频率=A/(A=A/(Aa)a)100%100%。2.2.已知基因型频率求基因频率已知基因型频率求基因频率 计算公式：一对等位基因中某基因的频率该基因纯计算公式：一对等位基因中某基因的频率该基因纯合子的基因型频率合子的基因型频率+(1/2)+(1/2)杂合子的基因型频率杂合子的基因型频率 例如：例如：A A的基因频率的基因频率AAAA的基因型频率的基因型频率+(1/2)Aa+(1/2)Aa的基的基因型频率。因型频率。Content 3.3.根据遗传平衡定律计算基因频率根据遗传平衡定律计算基因频率 （1 1）依据如下表：设）依据如下表：设A A的频率为的频率为p p，a a的频率为的频率为q q，则，则p+qp+q=1=1。（2 2）已知基因型频率求基因频率，如）已知基因型频率求基因频率，如AAAA的基因型频率为的基因型频率为m m，则，则A A的的基因频率为基因频率为 。（3 3）已知基因频率求基因型频率，如）已知基因频率求基因型频率，如A A的基因频率为的基因频率为m m，则，则a a的基的基因频率为因频率为1-m1-m，基因型频率分别为：，基因型频率分别为：AA=mAA=m2 2；AaAa=2m(1-m)=2m(1-m)；aaaa=(1-m)=(1-m)2 2。4.X4.X染色体上的基因频率的计算染色体上的基因频率的计算 X Xb b的基因频率的基因频率X Xb b/（X XB B+X+Xb b）100%100%。mAAAA、a a、aaaa三种基因型频率的和为：三种基因型频率的和为：p p2 2+2pq+q+2pq+q2 2=1,=1,即即（p+q)p+q)2 2=p=p2 2+2pq+q+2pq+q2 2=1=1。【解析】由题意可知，一个【解析】由题意可知，一个X Xb b出现的频率为出现的频率为7%7%，而女性只有基因型为而女性只有基因型为X Xb bX Xb b时，才表现为色盲，即需要时，才表现为色盲，即需要两个两个X Xb b同时出现。因此，女性患色盲的概率为同时出现。因此，女性患色盲的概率为7%7%7%=0.49%7%=0.49%。【例【例4 4】男性色盲在我国的发病率为】男性色盲在我国的发病率为7%7%，则从理论，则从理论 上推算，我国女性患色盲的概率为（上推算，我国女性患色盲的概率为（）A.0.49%B.14%C.3.5%D.4.9%A.0.49%B.14%C.3.5%D.4.9%A A Content4.4.某工厂有男女职工各某工厂有男女职工各200200名，对他们进行调查时发现，女性色盲基因名，对他们进行调查时发现，女性色盲基因携带者为携带者为2020人，患者人，患者3 3人，男性患者人，男性患者1010人。那么，这个群体中色盲基人。那么，这个群体中色盲基因的频率为（因的频率为（）A.6%B.5%C.11%D.7.5%A.6%B.5%C.11%D.7.5%A A 【解析】某基因的频率【解析】某基因的频率=种群中该基因数种群中该基因数/种群中相关等位基因的种群中相关等位基因的总数。由于色盲基因及其等位基因只存在于总数。由于色盲基因及其等位基因只存在于X X染色体上，而染色体上，而Y Y染色体染色体上没有，因此色盲基因及其等位基因的总数是上没有，因此色盲基因及其等位基因的总数是X XB B+X+Xb b=200=2002+200=6002+200=600，色盲基因色盲基因X Xb b=20+3=20+32+10=362+10=36，群体中色盲基因的频率是：（，群体中色盲基因的频率是：（36/60036/600）100%=6%100%=6%。请做练案请做练案25 25 种群基因频率的改变与生物进化种群基因频率的改变与生物进化
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