一種群基因頻率的改變與生物進化詳解演示文稿

1、第節(jié)一種群基因頻率的改變與生物進化詳解演示文稿第一頁，共三十一頁。優(yōu)選第節(jié)一種群基因頻率的改變與生物進化第二頁，共三十一頁。 如果在褐色翅(基因型為aa)昆蟲的群體中偶然出現(xiàn)一只綠色翅(基因型為Aa)的變異個體，且綠色比灰色更不易被捕食。那么：1、昆蟲的翅色將怎樣變化？2、該綠色個體一定能被選擇下來嗎？為什么？3、如果該綠色個體能很好生活下來，它體內(nèi)的A基因怎樣才能傳遞給子代呢？4、如果Aa與其他個體交配生殖，后代還會是綠色的嗎？問題探討：第三頁，共三十一頁。（一）種群是生物進化的基本單位：1、種群概念：生活在一定區(qū)域的同種生物的全部個體。臥龍自然保護區(qū) 獼猴第四頁，共三十一頁。例：判斷下列是

2、否屬于種群（1）一個池塘中的全部鯉魚（2）一個池塘中的全部魚（3）一片草地上的全部植物（4）一片草地上的全部蒲公英第五頁，共三十一頁。一個生物“種”或“物種”于種群有何區(qū)別？ 物種可以是分布在不同的自然界的不同區(qū)域，只有在發(fā)生隨機交配、繁衍，是基因能夠世代相傳的一定區(qū)域內(nèi)的同種全部個體的集合才是一個種群。第六頁，共三十一頁。2、種群的特點： 種群中的個體并不是機械地集合在一起，而是彼此可以交配實行基因交流，并通過繁殖將各自的基因傳給后代。 同前一年的蝗蟲種群相比，新形成的蝗蟲種群在基因組成上會有什么變化嗎？第七頁，共三十一頁。人們?yōu)槭裁匆岢觥胺N群”這個概念呢？ 自然界的物種實際上是以一個個種

3、群存在的，種群是物種繁衍、進化的基本單位。它為研究生物與環(huán)境的關(guān)系和物種的變化帶來了方便。第八頁，共三十一頁。3、基因庫：一個種群中全部個體所含有的全部基因。4、基因頻率：在一個種群基因庫中，某個基因占全部等位基因數(shù)的比率。概念：第九頁，共三十一頁。例:從種群中隨機抽出100個個體，測知基因型為AA、Aa和aa的個體分別是30、60和10個。那么A和a的基因頻率是多少?解:A基因的基因頻率為:a基因的基因頻率為：基因頻率=某基因的數(shù)目該基因的等位基因的總數(shù)=純合子頻率+1/2雜合子頻率= 40% =30/100100% +1/260/100100% = 60% =10/100100% +1/2

4、60/100100% = 40%A%=100%2AAAa2(AAAaaa)a%= 100%= 60%2aaAa2(AAAaaa)100%第十頁，共三十一頁。思考與討論：有數(shù)學方法討論基因頻率的變化1、假設(shè)上述昆蟲種群非常大，所有的雌雄個體間都能自由交配并產(chǎn)生后代，沒有遷入和遷出，自然選擇對翅色這一相對性狀沒有作用，基因A和a都不產(chǎn)生突變，根據(jù)孟德爾的分離定律計算：(1)該種群產(chǎn)生的A配子和a配子的比率是多少？(2)子代基因型的頻率各是多少？(3)子代種群的基因頻率各是多少？(4)子二代、子三代以及若干代以后，種群的基因頻率會同子一代一樣嗎？第十一頁，共三十一頁。新代基因型的頻率AA(30%)A

5、a(60%)aa(10%)配子的比率A( )A( )a( )a( )子代基因型頻率AA( )Aa( )aa( )子代基因頻率A ( )a( )30%30%30%10%36%48%16%60%40%2、上述計算結(jié)果是建立在五個假設(shè)條件基礎(chǔ)上的。對自然界的種群來說，這五個條件都成立嗎？你能舉出哪些實例？3、如果該種群出現(xiàn)新的突變型，也就是產(chǎn)生新的等位基因A2，種群的基因頻率會變化嗎？基因A2的頻率可能會怎樣變化？第十二頁，共三十一頁。 由此可見，如果滿足上述五個條件，則親代和子代每一種基因的頻率都不會改變，到再下一代也是如此，也就是說基因頻率可以代代保持穩(wěn)定不變。這就是哈代溫伯格平衡，也叫遺傳平衡

6、定律。 但是，在實際中，這樣的平衡是不存在的。 這是因為，第一：足夠大的種群是不存在，而根據(jù)概率原理，當個體數(shù)不是充足大時，實際得到的數(shù)值與理論上的數(shù)值就存在誤差，實際中子代和親代的基因頻率就會有差異。 第十三頁，共三十一頁。 第二：種群中充分的隨機交配也是不現(xiàn)實的，也就是說不同基因型的卵細胞和精子結(jié)合的機會不會是均等的。 例如，在生殖季節(jié)，為了爭奪異性配偶，雄性海象之間要進行激烈而又殘酷的競爭，爭斗的最后結(jié)果常常是強大的一方占有二三十個雌性海象，由于競爭失敗，有的雄性海象沒有任何的交配機會。假設(shè)其它條件不變，在生殖季節(jié)里，如果競爭力強的雄性海象個體基因型大多數(shù)是AA，而競爭失敗的雄性海象個體

7、的基因型大多數(shù)是aa（可能是由于本身基因型的關(guān)系，而導致性狀上的差異），那么A的基因頻率將越來越大。第十四頁，共三十一頁。 第三：基因突變每時每刻都有可能發(fā)生。雖然每一個基因突變的頻率很低很低，但一個種群中有很多很多的基因，所以基因的實際突變數(shù)是較大的，而且經(jīng)過代代的遺傳基因突變必然對種群的基因頻率產(chǎn)生影響，使基因的頻率發(fā)生改變。如由a突變成A的數(shù)或a突變成其它復等位基因的數(shù)相對較大，則a的基因頻率將越來越小。 第四：由于各種原因，種群中有的個體會離開該群體，相反的可能，有的同種的外來個體會遷入該種群，使種群中各種基因型的比例發(fā)生變化，而導致種群基因頻率的改變 。 第十五頁，共三十一頁。 第五

8、：在自然界中，自然選擇是不可抗拒的，始終對種群發(fā)揮作用。如基因型為aa的個體由于本身基因的原因，在特定的環(huán)境條件下，而導致性狀缺陷，不能適應(yīng)變化了的環(huán)境，在自然選擇中處于不利地位，則a的基因頻率也會越來越小。 由于上述五方面的因素，種群基因頻率的改變是客觀的，親代和子代之間基因頻率的差異可能是微妙的，但經(jīng)過代代的遺傳，當這一差異由量變的積累而達到質(zhì)的差異時，該種群就漸變成另外一個不同的種群了。所以從理論上分析，種群基因頻率的改變是不可避免的，生物的進化是必然的。第十六頁，共三十一頁。影響種群基因頻率變化的根本原因是什么？是變異 變異的類型有那些？影響種群基因頻率變化的根本原因是什么？不能遺傳的

9、變異可遺傳的變異基因突變基因重組染色體變異第十七頁，共三十一頁。2種群基因重組的結(jié)果： 產(chǎn)生更多變異(基因型)、不定向（二）突變和基因重組產(chǎn)生生物進化的原材料 1.基因突變的特點： 普遍存在 ，隨機發(fā)生，突變頻率很低，多數(shù)對生物體是有害的，不定向的 基因突變與基因頻率改變有什么關(guān)系？為什么？3.基因突變和染色體變異統(tǒng)稱為突變。第十八頁，共三十一頁。人類把鯽魚的后代培育成金魚，實質(zhì)就是通過選擇改變基因頻率。從圖中看，顯然紅色基因的頻率顯著提高了。某海島上的昆蟲出現(xiàn)殘翅和無翅類型第十九頁，共三十一頁。 基因突變與基因頻率改變有什么關(guān)系？為什么？ 基因突變產(chǎn)生新的等位基因，這就可能使種群的基因頻率發(fā)

10、生變化。 在自然情況下，突變的頻率是很低的，且多數(shù)是有害的，對生物的進化有重要意義嗎？ 種群是由許多個體組成的，每個個體的每一個細胞內(nèi)都有成千上萬個基因，這樣每一代就會產(chǎn)生大量的突變。 如果蠅約有104對基因，假定每個基因的突變頻率是105，對于一個中等大小的果蠅種群（約有108個個體）來說 每一代出現(xiàn)的基因突變數(shù)是： 21041051082107（個）第二十頁，共三十一頁。（二）突變和基因重組產(chǎn)生進化的原材料突變基因 重組新的等位基因多種多樣的基因型種群中出現(xiàn)大量可遺傳的變異變異是不定向的形成了進化的原材料,不能決定生物進化的方向第二十一頁，共三十一頁。由于突變和基因重組，樺尺蠖形成了不同的

11、體色（黑色S、淺色s）英19世紀曼徹斯特英20世紀曼徹斯特S(黑色)基因頻率：樺尺蠖樺尺蠖5%以下 95%以上 未形成生殖隔離，還有基因交流第二十二頁，共三十一頁。原因是： 淘汰不利變異基因、積累有利變異基因結(jié)果是： 使基因頻率定向改變。（三）自然選擇決定生物進化的方向第二十三頁，共三十一頁。影響基因頻率的因素：基因突變、基因重組和自然選擇生物進化的實質(zhì)就是： 種群是生物進化的單位，也是生物（ ）的單位。繁殖生物進化=種群基因頻率變化種群基因頻率發(fā)生變化的過程。小結(jié)：第二十四頁，共三十一頁。小結(jié)（自然選擇決定生物進化的方向）：種群中產(chǎn)生的變異是（ ）的，經(jīng)過長期的自然選擇，其中不利變異被不斷淘

12、汰，有利變異逐漸（ ），從而使種群的基因頻率發(fā)生（ ）改變，導致生物朝向一定方向進化?？梢?，生物進化的方向是由（ ） 決定的。不定向積累定向自然選擇種群中產(chǎn)生的變異（ ）自然選擇方向( )不定向定向第二十五頁，共三十一頁。某工廠有男女職工各200名，對他們進行調(diào)查時發(fā)現(xiàn)，女性色盲基因攜帶者為15人，女性患者1人，男性患者14人，這個群體中色盲基因的頻率應(yīng)為（ ）。 A、15% B、3.88% C、5.17% D、10.3%色盲（b）基因頻率1521420022005.17C課堂練習： 100%第二十六頁，共三十一頁。1、已知人眼中的褐色（A）對藍色(a)是顯性。在一個有30000人的人群中，藍眼人有3600人，褐眼的有26400人，其中純合體有12000人。那么，在這個人群中A和a基因頻率分布為（ ）（A）0.64和0.36 （B）0.36和0.64 （C）0.50和0.50 （D）0.82和0.182、在某一種群中，已調(diào)查得知，隱性性狀者（等位基因用A、a表示） 占16%，那么該性狀的AA、Aa基因型個體出現(xiàn)的頻率分別為（ ）A.0.36、0.48 B.0.36、0.24 C.0.16、0.48 D.0.480.