現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容（第1課時(shí)）-高一下學(xué)期生物人教版必修2

1、第2節(jié) 現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容一、種群基因頻率的改變與生物進(jìn)化2（一）種群是生物進(jìn)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(gè)體。臥龍自然保護(hù)區(qū) 獼猴3判斷下列是否屬于種群（1）一個(gè)池塘中的全部魚 （2）一個(gè)池塘中的全部鯉魚（3）兩個(gè)池塘內(nèi)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否是否否否42、種群的特點(diǎn)： 種群中的個(gè)體并不是機(jī)械地集合在一起，而是彼此可以交配，并通過繁殖將各自的基因傳給后代。 思考：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(huì)有什么變化嗎？5種群是生物繁殖、進(jìn)化的基本單位。3、基因庫：一個(gè)種群中全部個(gè)體所含有的全部基因。4、

2、基因頻率：在一個(gè)種群基因庫中，某個(gè)基因占全部等位基因數(shù)的比率?；蝾l率該基因的總數(shù)該等位基因的總數(shù)65、基因型頻率：基因型頻率該基因型個(gè)體數(shù)該種群個(gè)體總數(shù)例:如某昆蟲種群中決定翅色為綠色的基因?yàn)锳，決定翅色為褐色的基因?yàn)閍，從種群中隨機(jī)抽出100個(gè)個(gè)體，測(cè)知基因型為AA、Aa和aa的個(gè)體分別是30、60和10個(gè)。那么A和a的基因頻率是多少?基因頻率=某基因的數(shù)目該基因的等位基因的總數(shù)=純合子基因型頻率+1/2雜合子基因型頻率 100%注意：種群中一對(duì)等位基因基因頻率之和等于1，基因型頻率之和也等于1。常染色體遺傳：7某學(xué)校男女各有100人，其中XBXB占50人，XBXb占30人，XbXb占20

3、人，XBY占80人，XbY占20人，求XB、Xb的基因頻率。基因頻率=某基因的數(shù)目該基因的等位基因的總數(shù) 100%8伴X基因頻率在男女（群體）中相等?。ㄇ疤幔弘S機(jī)的大的種群中）XB=70%、Xb=30%伴性遺傳中的基因頻率計(jì)算：9親代基因型 的頻率AA(30%)Aa(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%P表示基因A的頻率，q表示基因a的頻率在“自由交配”的情況下：10p+q = 1(p+q )2=p2+2pq+q2= 1AA= p2 Aa

4、= 2pq aa=q2 親代子一代 子二代 子三代基因型 頻率AA30%Aa60%aa10%基因頻率A60%a40%36%48%40% 在討論題2中的群體滿足五個(gè)條件的情況下,計(jì)算子二代、子三代的基因頻率與基因型頻率 ; 分析一下各代基因頻率與基因型頻率相同嗎？ 16%60%36%48%40%16%60%36%48%40%16%60% 由此可見，如果滿足上述五個(gè)條件，則親代和子代每一種基因的頻率都不會(huì)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，也叫遺傳平衡定律。它是指在一個(gè)極大的隨機(jī)交配的種群中，在沒有突變、選擇和遷移的條件下，種群的基因頻率和基因型頻

5、率可以世代相傳不發(fā)生變化，保持平衡。思考： 1、上述結(jié)果是在滿足五個(gè)假設(shè)條件的基礎(chǔ)上計(jì)算的，對(duì)自然界的種群來說，這五個(gè)條件都能成立嗎？12在自然條件下,這樣的種群是不存在的。這也從反面說明了在自然界中，種群的基因頻率遲早要發(fā)生變化，也就是說種群的進(jìn)化是必然的。 2、 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(huì)變化嗎？基因A2的頻率可能會(huì)怎樣變化？ 突變產(chǎn)生的新基因會(huì)使種群的基因頻率發(fā)生變化。 基因A2的頻率是增加還是減少，要看這一突變對(duì)生物體是有益還是有害的，這往往取決于生物生存的環(huán)境?？蛇z傳的變異、自然選擇、遷入遷出等想一想，導(dǎo)致基因頻率變化的因素有哪些？生物

6、進(jìn)化的實(shí)質(zhì)：種群基因頻率發(fā)生變化。影響種群基因頻率變化的根本原因是什么？可遺傳的變異 可遺傳的變異有哪些類型？可遺傳的變異基因突變?nèi)旧w變異基因重組突變“達(dá)爾文可遺傳的變異是生物進(jìn)化的原材料”14 自然界中生物的自然突變頻率很低，而且一般對(duì)生物體是有害的。為什么還能夠改變種群中的基因頻率呢？例1：一個(gè)果蠅約有104對(duì)基因，假定每個(gè)基因的突變率都是105，若有一個(gè)中等數(shù)量的果蠅種群（約有108個(gè)個(gè)體），那么每一代出現(xiàn)基因突變數(shù)是多少呢？ 2 104 105個(gè)體 108種群= 2 107（二）突變和基因重組產(chǎn)生生物進(jìn)化的原材料 15 種群是由許多個(gè)體組成的，每個(gè)個(gè)體的每一個(gè)細(xì)胞內(nèi)都有成千上萬個(gè)基因

7、，這樣，每一代就會(huì)產(chǎn)生大量的突變。 突變的有害還是有利不是絕對(duì)的，這往往取決于生物的生存環(huán)境。例2： 自然界中生物的自然突變頻率很低，而且一般對(duì)生物體是有害的。為什么還能夠改變種群中的基因頻率呢？（二）突變和基因重組產(chǎn)生生物進(jìn)化的原材料 16基因 重組基因突變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(jìn)化的原材料,不能決定生物進(jìn)化的方向（二）突變和基因重組產(chǎn)生生物進(jìn)化的原材料 那由誰來決定生物進(jìn)化的方向呢？17探究：自然選擇對(duì)種群基因頻率的影響英19世紀(jì)曼徹斯特英20世紀(jì)曼徹斯特長滿地衣的樹干上的樺尺蠖黑褐色樹干上的樺尺蠖問題：樺尺蠖種群中s基因的頻率為什么越來

8、越低？假設(shè)：自然選擇使種群的基因頻率發(fā)生定向改變。18 現(xiàn)在我們用數(shù)學(xué)方法來討論一下樺尺蠖基因頻率變化的原因。1870年樺尺蠖的基因型頻率為SS 10% ； Ss 20%； ss 70%，在樹干變黑這一環(huán)境條件下假如樹干變黑不利于淺色樺尺蠖的生存，使得種群中淺色個(gè)體每年減少10%，黑色個(gè)體每年增加10%，以后的幾年內(nèi)，樺尺蠖種群每年的基因型頻率與基因頻率是多少呢？第1年第2年第3年第4年基因型頻率SS10%11.5%Ss20%22.9%ss70%65.6%基因頻率S20%23%s80%77%13.1%升高26%60.9%26.1%73.9%14.6%29.3%56.1%29.3%70.7%降低(1)在這個(gè)探究實(shí)驗(yàn)中根據(jù)上面的數(shù)據(jù)分析，變黑的環(huán)境對(duì)樺尺蠖產(chǎn)生了什么樣的影響？變黑的環(huán)境對(duì)樺尺蠖淺色個(gè)體的出生率有影響嗎？(2)在自然選擇中，直