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第2节 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,探究活动（一）,情景：如果在灰色翅（基因型为aa)昆虫的群体中偶然出现一只绿色翅（Aa)的变异个体，且绿色比灰色更不容易被敌害发现。,讨论题目： 1.根据达尔文“适者生存、不适者淘汰”的观点该绿色个体一定能被选择下来吗？ 2.如果该绿色个体能很好的生活下来，它体内的A基因怎样才能传递给后代？ 3、如果Aa与其他个体交配生殖，后代还会是绿色吗？,自然界中，没有哪一个体是长生不死的,个体的表现型也会随着个体的死亡而消失，但决定表现型的基因却可以通过生殖而世代延续.,后代会发生性状分离，出现aa的个体。,研究生物的进化仅仅研究个体的表现型是否与环境适应是不够的，还需要研究群体的基因组成的变化。种群是生物进化的基本单位。,探究活动（二）,1.怎样的一群个体可以称为种群呢？,实际上，在自然界中，每个物种总是分成一个一个或大或小的群体，这些群体就是不同的种群,2.“物种”或“种”与种群又有什么区别呢？,生活在一定区域的同种生物的全部个体叫做种群,指能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物称为一个物种，简称“种”。,练习：118页课后练习1,一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、繁殖的，因此种群是生物繁殖的基本单位。,探究活动（三）,基因频率？,一个种群中全部个体所含有的全部基因叫这个种群的基因库。,在一个种群基因库中，某基因占全部等位基因数的比率,在一个种群中，某基因型个体占全部个体的比率。,基因型频率？,种群在繁衍过程中，个体有新老交替，基因却代代相传。,基因库？,基因频率的计算,例：某昆虫种群中，绿色翅的基因为A, 褐色翅的基因位a，抽取100个个体，AA、Aa、aa的个体分别占30、60、10，那么A、a的基因频率是多少？,探究活动（三）,就这对等位基因来说，每个个体可以看做含有2个基因。那么，这100个个体共有200个基因，其中， A基因有230+60=120个， a基因有210+60=80个。于是，在这个种群中， A基因的频率为：120200=60% a基因的频率为： 80200=40%,通过基因型个体数计算基因频率 基因频率=种群中该基因的总数种群中该等位基因的总数。,通过基因型频率计算基因频率 一个等位基因频率=该等位基因纯合子的频率+1/2杂合子的频率 例：从某种生物种群中随机抽出一定数量的个体，其中基因型为AA的个体占24%，基因型为Aa的个体占72%，基因型为aa的个体占4%，基因A和基因a的频率分别是( ) A.24% 72% B.36% 64% C.57% 43% D.60% 40%,某昆虫种群中，绿色翅的基因为A, 褐色翅的基因位a，抽取100个个体，AA、Aa、aa的个体分别占30、60、10个。,探究活动（三）,这一种群繁衍若干代以后，其基因频率会不会发生变化？,课本115页思考与讨论,探究活动（三）,遗传平衡状态,3. 用数学方法讨论基因频率的改变 假设讨论题2中的群体满足以下五个条件： 昆虫群体数量足够大， 全部的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代， 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同（也就是说自然选择对A、a控制的翅型性状没有作用） 也没有基因突变和染色体变异。 计算： (1)子一代、子二代、子三代的基因频率与基因型频率,遗传平衡定律（哈代-温伯格定律） 如果一个种群符合下列条件： 种群是极大的 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相等的； 没有突变产生 种群之间不存在个体的迁移 没有自然选择 那么，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。（遗传平衡的种群是理想的种群）。如果用p代表Y基因的基因频率，q代表基因y的频率，那么 （p+q）2=p2+2pq+q2=1； p+q=1；YY=p2；Yy=2pq；yy=q2；,运用遗传平衡公式： 例5：在某一个种群中，已调查得知，隐性性状者（等位基因用A、a表示）占16%，那么该种群的AA、Aa基因型个体出现的概率分别为： A. 0.36、0.48 B. 0.36、0.24 C. 0.16、0.48 D. 0.48、0.36 第一步已知隐性性状者即aa的基因型频率为16%，那么a基因的频率为0.4、A的基因频率为1-0.4=0.6。 第二步将其看作在理想的状态下，运用遗传平衡公式进行计算：AA%=A%A%=0.60.6=0.36；Aa%=2A%a%=20.60.4=0.48 答案为A,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，所以种群的进化是必然的。,种群进化的原材料是什么？ 种群进化的方向由什么决定？,变异的类型：,不能遗传的变异,可遗传的变异,染色体变异,称为突变,基因重组,基因突变,种群进化的原材料是什么？ （阅读课本116页找答案）,思考：生物自发突变的频率很低，它为何还能作为生物进化的原材料呢？,例 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,突变和基因重组产生进化的原材料,突变,等位基因,通过基因型个体数计算基因频率 基因频率=种群中该基因的总数种群中该等位基因的总数。,通过基因型频率计算基因频率 一个等位基因频率=该等位基因纯合子的频率+1/2杂合子的频率 例：从某种生物种群中随机抽出一定数量的个体，其中基因型为AA的个体占24%，基因型为Aa的个体占72%，基因型为aa的个体占4%，基因A和基因a的频率分别是( ) A. 24% 72% B. 36% 64% C. 57% 43% D. 60% 40%,种群进化的方向由什么决定？,课本116探究,（1）根据前面所学的你能做出假设吗？,探究活动（四） “探究自然选择对种群基因频率的影响”,s,s,自然选择可以使种群的基因频率定向改变,探究活动（三）,2）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SS10% ； Ss20%； ss70%，在树干变黑这一环境条件下假如树干变黑不利于桦尺蠖的生存，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？,70.7%,26%,29.2%,14.7%,56.1%,60.9%,26.1%,73.9%,29.3%,13.1%,升高,降低,70.7%,26%,29.2%,14.7%,56.1%,60.9%,26.1%,73.9%,29.3%,13.1%,升高,降低,淘汰不利变异基因、积累有利变异基因,结论：自然选择决定生物进化的方向,为什么自然选择决定生物进化的方向？,使基因频率定向改变。,1.某岛屿上存在着尺蛾的两个变种，该地区原为 森林，后建设成工业区。下表为该地区不同时期的两个变种尺蛾的数量比。这些变产生的原因是 A灰尺蛾迁离，黑尺蛾迁入 B工业煤烟使灰尺蛾变成黑尺蛾 C自然选择作用 D人工选择的作用,C,2.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,定向的,方向,对某校学生进行色盲遗传病调查研究后发现：780名女生中有患者23人、携带者52人；820名男生中有患者65人，那么该群体中色盲基因的频率是( ) A.4.4% B.5.1% C.6.8% D.10.2% 答案选C,伴X遗传方面的基因频率计算 这类题目的特殊点是：X染色体总数的正确计算，因为男性中只有一个X染色体，所以计算男性X染色体总数时不需要乘以2，这样就能够得出正确的结果。,总结： 1、生物进化的基本单位是种群（也是繁殖的基本单位） 2、种群的概念和特点 3、基因库、基因频率，基因频率与基因型频率的换算关系 4、生物进化的实质是种群基因频率的改变 5、突变和基因重组产生生物进化的原材料 (突变的有害还是有利也不是绝对的，这往往取决于生物的生存环境） 6、自然选择决定生物进化的方向（使基因频率定向改变）,某常染色体隐性遗传病在人群中的发病率为1%,色盲在男性中的发病率为7%。现有一对表现型正常的夫妇,妻子为该常染色体遗传病致病基因和色盲致病基因携带者.那么他们所生小孩同时患上述两种遗传病的概率是（ ） A.1/88 B.1/22 C.7/20 D.3/80,A,二、隔离与物种的形成,地理隔离?,概念：不同物种之间一般是不能够相互交配的，即使交配成功，也不能产生可育的后代。如季节隔离；不亲合性；杂种不育等。,生殖隔离?,东北虎和华南虎之间存在什么隔离？,由于地理上的障碍使得同种生物的不同种群间不能够发生基因交流的现象。,意义：是物种形成的标志,狮子与老虎杂交产生狮虎兽是没有生育能力的，狮子与老虎因杂种不育而形成生殖隔离,不同物种个体间因生殖隔离而不能进行基因交流。,曼陀罗的花粉在其他植物的花的柱头上不能完全萌发成为花粉管，使得两性生殖细胞不能融合而形成生殖隔离,孔雀与巨嘴鸟因求偶方式不同而出现生殖隔离,5、隔离在物种形成中的作用,隔离使同种但不同种群间的个体，在自然条件下不能发生基因交流。,是什么原因造成同一物种分化成不同类型的新种？,这说明了什么？,一个种群还是两个种群？,还能发生交配吗？,资料分析：,原始种群,小种群,地理隔离,各种群的基因频率向不同的方向发生改变,新物种,生殖隔离,出现不同的突变和基因重组产生不同变异,种群间差异逐渐扩大,种群基因库明显改变,生活在各自不同的自然环境中,各种群间不能进行基因交流,自然选择,1.经过长期的地理隔离而达到生殖隔离是物种形成比较常见的方式,2.一般情况下，地理隔离是生殖隔离的先决条件，生殖隔离一旦形成，原来属于一个物种的两个种群，就成了两个物种。,3.生物进化是一个量变到质变的过程，是一个长期的历史过程 。,4.一个物种的形成必须要经过生殖隔离，但不一定经过地理隔离，如多倍体的产生。,生物进化，不一定形成新的物种， 形成新的物种，生物一定进化了。,下列说法正确的（ ） A、地理隔离一旦形成，原来属于同一物种的个体就成了不同物种 B、生殖隔离一旦形成，原来属于同一物种的个体就成了不同物种 C、地理隔离是形成新物种的必然经历 D、每个新物种的形成都必定经历从地理隔离达到生殖隔离的过程,B,、隔离是物种形成的必要条件。 物种形成一般是长期地理隔离，达到生殖隔离 生殖隔离是物种形成的标志 可见，不同物种间都存在着生殖隔离,物种的形成必须经过生殖隔离，但不一定要经过地理隔离。,、生殖隔离形成的根本原因是物种间遗传的差异（或基因库的差异）,、物种形成的三个基本环节：,、突变和基因重组产生进化的原材料,、自然选择决定生物进化的方向(定向),、隔离导致物种的形成,总结：,
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