第7章-第2節(jié)一種群基因頻率的改變與生物進化

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在自然界中，沒有哪一個體是長生不死的，個體的基因型也會隨著個體的死亡而消失，但決定表現(xiàn)型的基因卻可以通過有性生殖才傳給后代，因此研究生物的進化，僅僅研究個體的表現(xiàn)型是否與環(huán)境適應(yīng)是不夠的，還需要研究群體的基因組成變化，這個群體就是種群。種群是生物進化的基本單位1.怎樣的一群個體可以稱為種群呢？實際上，在自然界中，物種是以一個個種群存在的，種群是物種繁殖、生物進化的基本單位。2.一個生物的“種”或“物種”與種群又有什么區(qū)別呢？生活在一定區(qū)域的同種生物的全部個體叫做種群物種可以分布在不同的自然界的不同區(qū)域，只有在可以發(fā)生隨機交配、繁衍，使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。種群是生物進化的基本單位一定區(qū)域全部同種1.什么是基因庫？基因頻率的含義是什么？一個種群中全部個體所含有的全部基因叫這個種群的基因庫。在一個種群基因庫中，某基因占全部等位基因的比率叫做基因頻率。在一個種群中，某基因型個體占全部個體的比率。基因型頻率：基因頻率、基因型頻率的計算方法技巧：設(shè)有N個個體的種群，AA、Aa、aa的個體數(shù)分別是n1、n2、n3，A、a的基因頻率分別用PA、Pa表示，則：

在種群中一對等位基因的頻率之和等于1，基因型頻率之和也等于1。例2.從某生物種群中隨機抽1000個個體，測知基因型為BB、Bb、bb的個體分別為300個、600個和100個。在這1000個個體中：

B基因有

個，其基因頻率為

；

b基因有

個，其基因頻率為

。例1.AA、Aa、aa的個體分別占24%、72%、4%、那么A、a的基因頻率是多少？（）

A.36%和64%B.57%和43%C.24%和72%D.60%和40%D120080060％40％例3.在一個種群中隨機抽出一定數(shù)量的個體，其中基因型為AA的個體占18%，基因型Aa的個體占78%，aa的個體占4%?；駻和a的頻率分別是

，

。57％43％遺傳平衡公式：哈迪-溫伯格定律①昆蟲群體數(shù)量足夠大，②全部的雌雄個體間都能自由交配并能產(chǎn)生后代，③沒有遷入與遷出，④AA、Aa、aa三種基因型昆蟲的生存能力完全相同（也就是說自然選擇對A、a控制的翅型性狀沒有作用）⑤也沒有基因突變和染色體變異。這個種群的基因頻率（包括基因型頻率）就可以一代代穩(wěn)定不變，保持平衡。應(yīng)符合下列條件：

當(dāng)?shù)任换蛑挥袃蓚€時(A、a)，設(shè)p表示A的基因頻率，q表示a的基因頻率，則基因型AA的頻率為p2，Aa的頻率為2pq，aa的頻率為q2。

歸納提升遺傳平衡定律(2)成立前提：思考雜合子連續(xù)自交，基因型頻率（），基因頻率（），在無基因突變、各種基因型的個體生活力相同時，一個群體隨機交配，基因型頻率（），基因頻率（）。

改變不變不變不變1.計算公式：①種群非常大；②所有雌雄個體之間自由交配；③沒有遷入和遷出；④沒有自然選擇⑤基因沒有發(fā)生突變。1.常染色體上基因頻率計算典例導(dǎo)悟

3.（2014上海卷.單科.9）果蠅的長翅（V）對殘翅（v）為顯性。在一個由600只長翅果蠅和400只殘翅果蠅組成的種群中，若雜合子占所有個體的40%，那么隱性基因v在該種群內(nèi)的基因頻率為（）

A．20%B．40%C．60%D．80%C3.（2013上海卷，22）某種群中有AA、Aa、aa三種基因型的個體，其中AA、Aa所占比例隨時間的變化如圖7，第36個月時，基因a在種群中的頻率為（）A．0.2B．0.3C．0.4D．0.6

D變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練4（2015全國卷,32).

假設(shè)某果蠅種群中雌雄個體數(shù)目相等，且對于A和a這對等位基因來說只有Aa一種基因型。回答下列問題：（1）若不考慮基因突變和染色體變異，則該果蠅種群中A基因頻率：a基因頻率為

。理論上該果蠅種群隨機交配產(chǎn)生的第一代中AA、Aa和aa的數(shù)量比為

，A基因頻率為

。1：11:2：150%2.X染色體上的基因頻率計算

典例導(dǎo)悟

4.(2015·北京四中模擬)某生物興趣小組抽樣調(diào)查的200人中，各種基因型和人數(shù)情況如下表所示，則這200人中，Xb的基因頻率為(

)A.85% B．30%C．20% D．15%基因型XBXBXBXbXbXbXBYXbY人數(shù)781487030C思考若該基因位于XY的同源區(qū)段呢？種群是生物進化的基本單位1.（1）A配子占60%，a配子占40%。（2）子代基因型頻率：AA占36%；Aa占48%；aa占16%。（3）子代種群的基因頻率：A占60%；a占40%。（4）種群的基因頻率會同子一代一樣。2.對自然界的種群來說，這五個條件不可能同時都成立。例如，翅色與環(huán)境色彩較一致的，被天敵發(fā)現(xiàn)的機會就少些。3.突變產(chǎn)生新的基因會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，要看這一突變對生物體是有益的還是有害的。突變和基因重組產(chǎn)生進化的原材料基因突變?nèi)旧w變異基因突變基因型不定向的原材料方向？基因突變與基因頻率的改變有什么關(guān)系？？等位基因是如何產(chǎn)生的呢?基因突變？自然界中突變的頻率很低，能作為進化的原材料嗎？2x10410-5108xx=2x107(個)每一代就會有大量的變異取決于生物的生存環(huán)境某海島上的昆蟲出現(xiàn)殘翅和無翅類型D突變和基因重組產(chǎn)生進化的原材料基因重組、基因突變及染色體變異基因突變和染色體變異統(tǒng)稱為突變。突變和基因重組可形成可遺傳的差異。？可遺傳的變異的來源有？？影響基因頻率的因素：突變、基因重組、自然選擇基因頻率的改變生物的進化生物進化過程實質(zhì)：種群基因頻率發(fā)生變化的過程突變許多等位基因基因重組許多基因型大量可遺傳的變異No!變異是不定向的那,誰決定的呢?形成了進化的原材料

由于突變和基因重組，樺尺蠖出現(xiàn)不同的體色。(黑)S基因頻率從5%→95%95%5%（1）根據(jù)前面所學(xué)的你能做出假設(shè)嗎？自然選擇可以使種群的基因頻率定向改變探究活動（五）課本P117如果第1年種群個體數(shù)為100個，當(dāng)黑色（表現(xiàn)型）個體每年增加10%時，基因型為SS（黑色）個體第2年將會增加到11個，基因型為Ss（黑色）個體第2年將增加到22個，基因型為ss（淺色）個體第2年將減少到63個。第2年種群個體總數(shù)為96個，基因型SS的頻率是11÷96=11.5%；基因型Ss的頻率是22÷96=22.9%；基因型ss的頻率是63÷96=65.6%。在學(xué)生理解了計算方法后，可獨立計算以后年份的基因型頻率和基因頻率，從中找出規(guī)律。2）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SS10%；Ss20%；ss70%，在樹干變黑這一環(huán)境條件下假如樹干變黑不利于樺尺蠖的生存，使得種群中淺色個體每年減少10%，黑色個體每年增加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%70.7%26%29.2%14.7%56.1%60.9%26.1%73.9%29.3%13.1%升高降低(3)在這個探究實驗中根據(jù)上面的數(shù)據(jù)分析，變黑的環(huán)境對樺尺蠖產(chǎn)生了什么樣的影響？變黑的環(huán)境對樺尺蠖淺色個體的出生率有影響嗎？(4)在自然選擇中，直接受選擇的是基因型還是表現(xiàn)型？變黑的環(huán)境使控制淺色的s基因頻率減少，S基因頻率增加許多淺色個體可能在沒有交配、產(chǎn)卵前就已被天敵捕食天敵看到的是樺尺蠖得體色（表現(xiàn)型）而不是控制體色的基因自然選擇決定生物進化的方向不利變異有利變異定向改變原因是：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。結(jié)論：自然選擇決定生物進化的方向變異是不定向的自然選擇不利變異被淘汰,有利變異逐漸積累種群的基因頻率發(fā)生定向改變生物朝一定方向緩慢進化自然選擇決定生物進化的方向考點三基因頻率、基因型頻率的計算1.常染色體上基因頻率計算典例導(dǎo)悟

1（2014上海卷.單科.9）果蠅的長翅（V）對殘翅（v）為顯性。在一個由600只長翅果蠅和400只殘翅果蠅組成的種群中，若雜合子占所有個體的40%，那么隱性基因v在該種群內(nèi)的基因頻率為

A．20%B．40%C．60%D．80%C考點三基因頻率、基因型頻率的計算2.（2013上海卷，22）某種群中有AA、Aa、aa三種基因型的個體，其中AA、Aa所占比例隨時間的變化如圖7，第36個月時，基因a在種群中的頻率為（）A．0.2B．0.3C．0.4D．0.6

D變式訓(xùn)練3.某常染色體隱性遺傳病在人群中的發(fā)病率為1%，色盲在男性中的發(fā)病率為7%?，F(xiàn)有一對表現(xiàn)正常的夫婦，妻子為該常染色體遺傳病致病基因和色盲致病基因攜帶者。那么他們所生小孩同時患上述兩種遺傳病的概率是（

）。A1/88B1/22C7/2200D3/800A考點三基因頻率、基因型頻率的計算變式訓(xùn)練55%45%42.5%32.5%55%45%沒進化基因頻率沒發(fā)生改變種群突變和基因重組自然選擇基因頻率的改變網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建核心回扣1.種群是生物進化的基本單位。2.突變和基因重組產(chǎn)生進化的原材料。3.自然選擇決定生物進化的方向。4.生物進化的實質(zhì)是基因頻率的改變。基礎(chǔ)題1.C2.C3.C4.突變和基因重組產(chǎn)生進化的原材料。如果沒有突變，就不可能產(chǎn)生新的等位基因，基因重組也就沒有意義，生物就不可能產(chǎn)生可遺傳的變異，也就不可能進化。拓展題1.提示：如選擇育種和雜交育種。2.提示：如果氣候等其他條件也合適，并且這個種群具有一定的繁殖能力，該種群的個體數(shù)會迅速增加。否則，也可能仍然處于瀕危狀態(tài)甚至絕滅。蜚蠊（fěilián

蟑螂）泛指屬于蜚蠊目（Blattodea）的昆蟲，目前已被發(fā)現(xiàn)大約有4