廣東省平遠(yuǎn)縣高中生物 7.2.1 種群基因頻率的改變與生物進(jìn)化課件 新人教版必修2.ppt

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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 一 種群是生物進(jìn)化的基本單位 1 種群的概念 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 一片草地的所有蒲公英 判斷下列所述情況是否是一個(gè)種群 1 一個(gè)池塘中的所有魚類 2 甲池塘中的鯉魚和乙池塘中的鯉魚 3 一個(gè)池塘中所有成年鯉魚 4 一個(gè)池塘中所有鯉魚 2 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 而是彼此可以交配實(shí)行基因交流 并通過繁殖將各自的基因傳給后代 因此 種群不僅是生物進(jìn)化的基本單位 也是繁殖的基本單位 3 基因庫(kù) 一個(gè)種群中全部個(gè)體所含有的全部基因 叫做這個(gè)種群的基因庫(kù) 4 基因頻率 在一個(gè)種群基因庫(kù)中 某個(gè)基因占全部等位基因數(shù)的比率 某昆蟲決定翅色的基因頻率 全部個(gè)體 10個(gè)A基因個(gè)數(shù) 11個(gè) AA中 3 2 6個(gè)Aa中 5 1 5個(gè)aa中 0個(gè) 全部等位基因數(shù) 10 2 20個(gè)A基因頻率 11 20 55 例 從種群中隨機(jī)抽出100個(gè)個(gè)體 測(cè)得基因型為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 解法一 A基因的基因頻率為 a基因的基因頻率為 基因頻率 40 A a 100 60 由題目知 AA Aa和aa的個(gè)體的基因型頻率分別為 30 60 和10 解法二 某基因頻率 該純合子頻率 1 2雜合子頻率 A AA頻率 1 2Aa頻率 30 1 2 60 60 a aa頻率 1 2Aa頻率 10 1 2 60 40 這一種群繁殖若干代以后 其基因頻率會(huì)不會(huì)發(fā)生變化 已知基因型頻率 求基因頻率 種群中一對(duì)等位基因的頻率之和等于1基因型頻率之和也等于1 哈迪 溫伯格定律 遺傳平衡定律 1908年 英國(guó)數(shù)學(xué)家哈迪和德國(guó)醫(yī)生溫伯格分別提出關(guān)于基因穩(wěn)定性的見解 他們指出 一個(gè)有性生殖的自然種群中 在符合以下五個(gè)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 或者說是保持著基因平衡的 這五個(gè)條件是 1 種群很大2 隨機(jī)交配3 沒有突變和重組4 沒有個(gè)體遷入遷出5 沒有選擇 處于平衡狀態(tài)的種群 一對(duì)等位基因Aa A的頻率為p a的頻率為q 則 AA的機(jī)率為p2 Aa的機(jī)率為2pq aa的機(jī)率為q2 哈迪 溫伯格定律可用數(shù)學(xué)方程式表示為 p q 2 p2 2pq q2 哈迪 溫伯格定律 遺傳平衡定律 在自然界中 這五個(gè)條件都可能發(fā)生變化 因此 在實(shí)際中 這樣的平衡是不存在的 也就是說 基因頻率會(huì)發(fā)生變化 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(huì)變化嗎 基因A2的頻率可能會(huì)怎樣變化 2 上述計(jì)算結(jié)果是建立在五個(gè)假設(shè)條件基礎(chǔ)上的 對(duì)自然界的種群來(lái)說 這五個(gè)條件都成立嗎 你能舉出哪些實(shí)例 種群的基因頻率會(huì)變化 至于基因A2的頻率是增加還是減少 要看這一突變對(duì)生物體是有益的還是有害的 練習(xí)1 從地某某生物種群中隨機(jī)抽取100個(gè)體 其中DD個(gè)體有30個(gè) Dd個(gè)體有60個(gè) dd個(gè)體有10個(gè) 則D和d的基因頻率是 A30 和10 B60 和40 C50 和50 D75 和25 答案 B 1 已知某種群各基因型的個(gè)體數(shù)求基因頻率 練習(xí)2 在一個(gè)種群中隨機(jī)抽出一定數(shù)量的個(gè)體 其中基因型為BB的個(gè)體為18 基因型為Bb的個(gè)體占70 基因型bb的個(gè)體占12 那么基因B和b的頻率分別是A18 82 B36 64 C53 47 D76 24 2 已知某種群各基因型的頻率求基因頻率 某基因頻率 某基因純合子基因型頻率 1 2雜合子基因型頻率 遺傳平衡公式 p q 2 p2 2pq q2 若種群中一對(duì)等位基因?yàn)锳和a 則p為A的基因頻率 q為a的基因頻率 p2為AA的基因型頻率 2pq為Aa的基因型頻率 q2為aa的基因型頻率 練習(xí)3 在豚鼠中 黑毛對(duì)白毛是顯性 如果基因庫(kù)中90 是顯性基因B 10 是隱性基因b 則種群中基因型BB Bb bb的頻率是 A81 18 1 B45 40 15 C18 81 1 D45 45 10 3 已知某種群基因頻率求各基因型的頻率 種群中一對(duì)等位基因的頻率之和等于1 基因型頻率之和也等于1 影響種群基因頻率變化的根本原因是什么 是變異 基因突變會(huì)產(chǎn)生新基因 基因重組會(huì)產(chǎn)生新的基因型 染色體變異會(huì)影響到多個(gè)基因 二 突變和基因重組產(chǎn)生生物進(jìn)化的原材料 基因突變和染色體變異統(tǒng)稱為突變 某海島上的昆蟲出現(xiàn)殘翅和無(wú)翅類型 由于突變和基因重組 樺尺蠖形成不同體色 突變的有利和有害并不是絕對(duì)的 它取決于生物的生存環(huán)境 實(shí)例 在經(jīng)常刮大風(fēng)的海島上 無(wú)翅或殘翅的昆蟲特別多 但是 在自然情況下 生物自發(fā)突變的頻率很低 而且多數(shù)是有害的 那么 它為什么還能作為生物進(jìn)化的原材料呢 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(wàn)個(gè)基因 這樣每一代就會(huì)產(chǎn)生大量的突變 例如 果蠅約有104對(duì)基因 假定每個(gè)基因的突變頻率是10 5 對(duì)于一個(gè)中等大小的果蠅種群 約有108個(gè)個(gè)體 來(lái)說 每一代出現(xiàn)的基因突變數(shù)是 2 104 10 5 108 2 107 個(gè) 基因突變 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(jìn)化的原材料 不能決定生物進(jìn)化的方向 小結(jié) 英19世紀(jì)曼徹斯特 英20世紀(jì)曼徹斯特 S 黑色 基因頻率 5 以下95 以上 樺尺蠖 樺尺蠖 探究 自然選擇對(duì)種群基因頻率變化的影響 分析結(jié)果 得出結(jié)論 由于自然選擇使黑褐色的個(gè)體生存下來(lái) 所以黑色的基因頻率越來(lái)越大 而淺色的基因頻率越來(lái)越小 自然選擇使種群基因頻率發(fā)生定向改變 討論 1 樹干變黑會(huì)影響樺尺蠖種群中淺色個(gè)體的出生率嗎 為什么 2 在自然選擇過程中 直接受選擇的是基因型還是表現(xiàn)型 為什么 會(huì)影響 因?yàn)楹芏鄿\色個(gè)體可能在沒有交配 產(chǎn)卵前就已被天敵捕食 表現(xiàn)型 例如 樺尺蠖的天敵能夠看到的是它的體色而不是基因 三 自然選擇決定生物進(jìn)化的方向 在自然選擇的作用下 種群的基因頻率會(huì)發(fā)生定向改變 導(dǎo)致生物朝著一定的方向不斷變化 也可以說 生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)就是種群基因頻率發(fā)生變化的過程 3 影響基因頻率的因素 突變和基因重組 1 種群是生物進(jìn)化的基本單位 也是生物繁殖的基本單位 4 生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)就是種群基因頻率發(fā)生變化的過程 小結(jié) 2 突變和基因重組是生物進(jìn)化的原材料 自然選擇 使基因頻率發(fā)生變化 使基因頻率發(fā)生定向改變 5 種群中產(chǎn)生的變異是 的 而自然選擇是 的 經(jīng)過長(zhǎng)期的自然選擇 其中不利變異被不斷淘汰 有利變異逐漸 從而使種群的基因頻率發(fā)生 改變 導(dǎo)致生物朝向一定方向進(jìn)化 可見 決定著生物進(jìn)化的方向 不定向 定向積累 定向 定向的自然選擇 定向 A A 課堂練習(xí) 3 某工廠有男女職工各200名 對(duì)他們進(jìn)行調(diào)查時(shí)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(gè)群體中色盲基因的頻率應(yīng)為 A 15 B 3 88 C 5 17 D 10 3 C