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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,一、种群是生物进化的基本单位,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,2.一个生物的“种”或“物种”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,现在练练吧！,1.下列属于种群的是（）A.一块水田里的全部水稻、水草 B 一块稻田里的全部幼蚜、有翅、无翅的成蚜 C 一块朽木上的全部真菌 D.一个池塘中全部鱼2.下列关于种群的说法不正确的是（）同一种群的个体可以自由交配 种群是生物繁殖的基本单位C.中国大陆上所有老虎是一个种群 D.种群是生物进化的基本单位3.生物进化的基本单位（）A.个体 B.基因 C.种群 D.群体,B,C,C,1.什么是基因库？基因频率的含义是什么？,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。,2.基因频率的计算,某昆虫种群中，绿色翅的基因为A,褐色翅的基因为a，调查发现AA、Aa、aa的个体分别占30%、60%、10%、那么A、a的基因频率是多少？,在一个种群基因库中，某基因占全部等位基因数的比率叫做基因频率。,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：,一、种群是生物进化的基本单位,3.用数学方法讨论基因频率的改变 假设上述昆虫种群满足以下五个条件：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，自然选择对A、a控制的翅型性状没有作用 没有突变计算：(1)子一代、子二代、子三代的基因频率与基因型频率,一、种群是生物进化的基本单位,36%,48%,16%,60%,40%,36%,16%,48%,60%,60%,40%,40%,分析各代基因频率与基因型频率相同吗？,36%,48%,16%,在有性生殖过程中，如果符合遗传平衡定律（哈代-温伯格定律）：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。产生的雌雄配子：,A 60%,A 60%,a 40%,a 40%,36%,24%,16%,AA,Aa,Aa,24%,aa,卵子,精子,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。,二、突变和基因重组产生生物进化的原材料,突变,等位基因,思考：生物自发突变的频率很低，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？,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,（1）根据前面所学的你能做出假设吗？,“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,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,(3)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？,(4)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,原因：淘汰不利变异基因、积累有利变异基因结果：使基因频率定向改变。,三、自然选择决定生物进化的方向,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,方向,定向的,C,有关基因频率的计算,1常染色体遗传方面的基因频率计算通过基因型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。例1：从某个种群中随机抽出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。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2：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%,有关基因频率的计算,D,运用遗传平衡公式：例3：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：、0.24、0.36【解析】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,有关基因频率的计算,2.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。,有关基因频率的计算,例4：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%【解析】色盲是伴X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：XBXb，男性色盲患者的基因型是：Xb Y。(男性无携带者)根据题意，780名女生中有患者23人、携带者52人，因此女性中Xb占：23252=98；820名男生中有患者65人，因此男性中Xb占：65Xb基因总数：9865163这样，该校学生中的X染色体总数是：78028202380，这样该群体中色盲基因的频率就是：163/2380=6.8%。答案选C(容易会误算成(780820)23200，结果得出5.1%这一错误结论，而选B),有关基因频率的计算,