第七章 第2節(jié) 現(xiàn)代生物進化理論的主要內容-種群基因頻率的改變與生物進化

拉馬克關于進化的用進廢退學說進步意義：1、歷史上第一個比較完整的進化學說2、否定了神創(chuàng)論和物種不變論，奠定了科學生物進化論的基礎。不足：1、”用進廢退“法則和”獲得性遺傳“法則缺乏事實依據。2、過于強調環(huán)境的變化直接導致物種的改變。實際上，環(huán)境的變化如果未引起遺傳物質的改變，就不會使生物產生可遺傳的變異。自然選擇學說的科學性1、科學地解釋_______________。2、科學地解釋生物的_____性和_____性。3、揭示了生命現(xiàn)象的統(tǒng)一性是由于所有生物都有共同的祖先。4、給神創(chuàng)論和物種不變論以致命的打擊，為__________主義提供有力武器。生物進化的原因多樣適應辯證唯物自然選擇學說的局限性

對生物遺傳和變異的本質，自然選擇對遺傳和變異如何起作用等問題，未能做出本質上的說明，對生物進化的解釋局限于個體水平。進化理論的“進化”形成以自然選擇為核心的現(xiàn)代生物進化理論認清遺傳變異的本質，摒棄獲得性遺傳以種群為生物進化的單位現(xiàn)代生物進化理論現(xiàn)代生物進化理論的主要內容種群基因頻率的改變與生物進化隔離導致物種的形成共同進化與生物多樣性的形成一、種群基因頻率的改變與生物進化如果在灰色翅（基因型為aa）昆蟲的群體中偶然發(fā)現(xiàn)了一只綠色翅（Aa）的變異個體，且綠色比灰色更不容易被天敵發(fā)現(xiàn)。如果該綠色個體（Aa）已經很好的生活下來，它體內的A基因怎樣才能遺傳給后代？（一）種群是生物進化的基本單位一、種群基因頻率的改變與生物進化（一）種群是生物進化的基本單位1、種群：一定時間內，生活在一定區(qū)域的同種生物的全部個體，叫做種群。種群是生物繁殖的基本單位。特點：彼此可以交配實現(xiàn)基因交流。一、種群基因頻率的改變與生物進化（一）種群是生物進化的基本單位例：下列屬于種群的是（）A、一塊水田里的全部水稻、水草B、一塊稻田里的全部蚜蟲C、一塊朽木上的全部真菌D、一個池塘中全部魚B一、種群基因頻率的改變與生物進化（一）種群是生物進化的基本單位例：下列關于種群的說法不正確的是（）A、種群是生物進化的基本單位B、種群是生物繁殖的基本單位C、中國大陸上所有老虎是一個種群D、同一種群的個體可以自由交配C一、種群基因頻率的改變與生物進化（一）種群是生物進化的基本單位例：判斷下列情況是否屬于種群一個池塘中的全部魚兩個池塘內的全部青蛙一片草地上的全部植物一片草地上的成年梅花鹿廟里的一群和尚×××××一、種群基因頻率的改變與生物進化（一）種群是生物進化的基本單位2、基因庫：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。3、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，叫做基因頻率?；蝾l率的計算例：某昆蟲種群中，綠色翅的基因為A,褐色翅的基因位a，調查發(fā)現(xiàn)AA、Aa、aa的個體分別占30%、60%、10%、那么A、a的基因頻率是多少？A=60%a=40%基因頻率的計算例：某昆蟲種群中，綠色翅的基因為A,褐色翅的基因位a，調查發(fā)現(xiàn)AA、Aa、aa的個體分別占30%、60%、10%、那么A、a的基因頻率是多少？⑴通過基因型個體數(shù)量計算基因頻率某種基因的基因頻率＝此種基因的個數(shù)種群中該對等位基因的總數(shù)基因頻率的計算例：某昆蟲種群中，綠色翅的基因為A,褐色翅的基因位a，調查發(fā)現(xiàn)AA、Aa、aa的個體分別占30%、60%、10%、那么A、a的基因頻率是多少？⑵通過基因型頻率計算基因頻率100%基因型頻率＝某基因型的個體數(shù)種群總個體數(shù)×基因頻率＝純合子基因型頻率+1/2雜合子基因型頻率學以致用1、據調查得知，某學校的學生中各血型的比率如下：IAIA20%,IAi30%,IBIB10%,IBi20%,IAIB10%,ii10%。請計算IB的基因頻率。2、一個種群中有AA18個，Aa78個，aa4個。請計算這個種群中A和a的頻率。3、某工廠有男女職工各200人，對他們進行調查時發(fā)現(xiàn)，女色盲5人，女性攜帶者15人，男性色盲11人，求XB、Xb的頻率。

親代子一代

子二代

子三代基因型頻率AA30%Aa60%aa10%基因頻率Aa36%48%16%60%40%36%16%48%60%60%40%40%36%48%16%60%40%若親代昆蟲中的種群滿足以下五個條件：①昆蟲種群非常大，②所有的雌雄個體間都能自由交配并能產生后代，③沒有遷入與遷出，④自然選擇對翅色這一相對性狀沒有作用⑤基因A和a都不產生突變用數(shù)學方法討論基因頻率的變化作業(yè)：課后鞏固（十七）知識回顧：1、種群2、基因庫3、基因頻率1.下列關于種群的說法中錯誤的是()A.一個種群中的個體間是相互影響的B.一個種群中存在著年齡、性別不同的各種生物個體C.對一個種群有利的環(huán)境，可能對另一個種群是不利的D.種群中的個體在不斷死亡，但基因庫卻能保持和發(fā)展√2.下列關于基因庫的描述中，錯誤的是（）A.基因庫是一個種群的全部個體所含的全部基因B.生物個體總是要死亡的，但基因庫卻因種群個體的繁殖而代代相傳C.種群中每個個體含有種群基因庫中的全部基因D.基因突變可改變基因庫的組成√基因頻率的計算⑴通過基因型個體數(shù)量計算基因頻率某種基因的基因頻率＝此種基因的個數(shù)種群中該對等位基因的總數(shù)⑵通過基因型頻率計算基因頻率100%基因型頻率＝某基因型的個體數(shù)種群總個體數(shù)×基因頻率＝純合子基因型頻率+1/2雜合子基因型頻率3、（2009·上海高考）某小島上原有果蠅20000只，其中基因型VV、Vv和vv的果蠅分別占15%、55%和30%。若此時從島外入侵了2000只基因型為VV的果蠅，且所有果蠅均隨機交配，則F1中V的基因頻率約是A.43%B.48%C.52%D.57%√4、某校共有學生1600人，紅綠色盲遺傳病調查研究后發(fā)現(xiàn)，該群體中色盲基因的頻率是6.8%，780名女生中有患者23人，攜帶者52人，男生中色盲的人數(shù)約為()A.120B.119C.64D.56√

親代子一代

子二代

子三代基因型頻率AA30%Aa60%aa10%基因頻率Aa36%48%16%60%40%36%16%48%60%60%40%40%36%48%16%60%40%若親代昆蟲中的種群滿足以下五個條件：①昆蟲種群非常大，②所有的雌雄個體間都能自由交配并能產生后代，③沒有遷入與遷出，④自然選擇對翅色這一相對性狀沒有作用⑤基因A和a都不產生突變用數(shù)學方法討論基因頻率的變化哈迪-溫伯格定律1908年，英國數(shù)學家哈迪和德國醫(yī)生溫伯格分別提出關于基因穩(wěn)定性的見解。他們指出，一個有性生殖的自然種群中，在符合以下五個條件的情況下，各等位基因的頻率和等位基因的基因型頻率在一代一代的遺傳中是穩(wěn)定不變的?；蛘哒f是保持著基因平衡的。這五個條件是：1、種群很大

2、隨機交配

3、沒有突變和重組

4、沒有個體遷入遷出

5、沒有選擇哈迪-溫伯格定律

處于平衡狀態(tài)的種群，一對等位基因Aa，A的頻率為p，a的頻率為q，則：

AA的機率為p2；

Aa的機率為2pq；

aa的機率為q2哈迪-溫伯格定律可用數(shù)學方程式表示為：(p+q)2=p2+2pq+q25、在一個足夠大的種群中，A的頻率是0.4，a的頻率是0.6，若各種條件穩(wěn)定不變，則該種群中AA、Aa、aa的基因型頻率各是

。該種群中所有成熟個體自由交配一次，產生的后代個體中A的頻率是

，a的頻率是

。0.16，0.48，0.360.4

0.6影響基因頻率的因素

在自然條件下，哈迪-溫伯格定律所需的五個條件是難以滿足的，因而基因頻率總是要發(fā)生改變，也就是說進化在任何種群中都是必然要發(fā)生的。生物進化的實質是基因頻率的改變

表面看，自然選擇是對一個個生物個體的選擇，實質上是對個體所包含的變異進行選擇。從現(xiàn)代分子遺傳水平看，自然選擇實質上是對變異所對應的基因的選擇，從而改變著群體中不同基因的基因頻率。

所以，生物進化的過程的實質是種群基因頻率發(fā)生變化的過程?；蛲蛔內旧w變異基因重組突變可遺傳的變異—生物進化的原材料（二）突變和基因重組產生進化的原材料基因突變產生新的等位基因，這就可能使種群的基因頻率發(fā)生變化。由于突變和基因重組，樺尺蠖形成了不同的體色。

自然界中生物的自然突變頻率很低，而且一般對生物體是有害的。為什么還能夠改變種群中的基因頻率呢？

例：果蠅約有104對基因，假定每個基因的突變率都是10－5，若有一個中等數(shù)量的果蠅種群（約有108個個體），那么每一代出現(xiàn)基因突變數(shù)是多少呢？2×104×10－5個體×108種群=2×107例：在經常刮大風的海島上，無翅或殘翅的昆蟲特別多

突變的有利和有害并不是絕對的，它取決于生物的生存環(huán)境基因突變產生的等位基因，通過有性生殖過程中的基因重組，可以形成多種多樣的基因型，從而使種群出現(xiàn)大量的可遺傳變異。由于基因突變和重組都是隨機的、不定向的，因此它們只是提供生物進化的原材料，不能決定生物進化的方向。探究自然選擇對種群基因頻率的影響ss長滿地衣的樹干上的樺尺蠖

黑褐色樹干上的樺尺蠖

ss19世紀20世紀自然選擇對基因頻率變化的影響第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%P11713.1%26%60.9%26.1%73.9%14.7%29.2%56.1%29.3%70.7%升高降低