6.3种群基因组成的变化与物种的形成 课件 (共30张PPT)2022—2023学年高一下学期生物人教版必修2

(共30张PPT)
第3节
种群基因组成的变化与物种的形成
目录/CONTENT
种群基因组成的变化
种群和种群基因库
种群基因频率的变化
自然选择对种群基因频率变化的影响
一
二
隔离在物种形成中的作用
物种的概念
隔离及其在物种形成中的作用
一、种群基因组成的变化
1.1种群和种群基因库
在自然界中，没有哪一个个体是长生不死的，个体的基因型也会随着个体的死亡而消失，但决定表现型
的基因却可以通过生殖传给后代，因此研究生物的进化仅仅研究个体的表现型是否与环境适应是不够的，
还需要研究群体的基因组成变化。（数字统计规律）
种群：生活在一定区域的同种生物的所有个体。
（1）个体间可以自由交配；
（2）产生可育的后代（可见，种群也是繁殖的基本单位）。
（1）一个池塘中全部鱼？ （2）一个池塘中的全部鲤鱼？√
（3）两个池塘内的全部青蛙？ （4）一片草地上的全部植物？
（5）一片草地上的成年梅花鹿？ （5）一片树林中的全部猕猴？√
基因库：一个种群中全部个体所含有的全部基因叫做这个种群的基因库。
个体数目越多，基因库越大。
一、种群基因组成的变化
1.1种群和种群基因库
一、种群基因组成的变化
1.1种群和种群基因库
基因频率 是指一个种群基因库中某个基因占全部等位基因数的比率。
基因频率=ⅹ100%
基因型频率 是指某种特定基因型个体占群体内全部个体的比率。
基因型频率= ⅹ100%
例1.在一个种群中随机抽出一定数量的个体，其中基因型为AA个体占18%，基因型Aa的个体占78%，
aa的个体占4%。基因A和a的频率分别是？
例2.某工厂有男女职工各200人，对他们进行调查时发现，女色盲5人，女性携带15人。男性色盲11人，求
XB,Xb的频率？
解析：题中的个体数是100个，一个个体两个等位基因，那么基因数就是100ⅹ2=200个。
A==0.57
a==0.43
解析：题中色盲是伴X染色体隐性遗传，男女职工各200人，女职工的基因型X-X-,男职工得基因型X-Y
Xb %=100%=6%
XB %=1-6%=94%
用数学方法讨论基因频率的变化
1、假设的昆虫群体满足以下五个条件：
①昆虫群体数量足够大；
②全部的雌雄个体间都能够自由交配并能产生后代；
③没有迁入与迁出；
④自然选择对A、a控制的翅型性没有作用；
⑤也没有基因突变和染色体变异。
一、种群基因组成的变化
亲代基因型的频率 AA（30%） Aa(60%) aa(10%)
配子的比率 A （30%） A（30%） a （30%） a （10%）
子一代基因型频率 AA （36%） Aa （48%） aa（16%）
子一代基因频率 A（60%） a （40%） 雄配子/雌配子
A （0.6）
a （0.4）
A （0.6）
a （0.4）
AA （0.36）
Aa （0.24）
Aa （0.24）
aa （0.16）
一、种群基因组成的变化
在上述条件下，种群的基因频率和基因型频率可以世代相传不发生变化，保持平衡，叫做哈代（迪）——温伯格定律，也叫遗传平衡定律。
一、种群基因组成的变化
在一个符合哈—温定律的种群（随机交配）中，如何根据已知的基因频率计算基因型频率？
雄配子/雌配子
A （x）
a （y）
A （x）
a （y）
AA （x2）
Aa （xy）
Aa （xy）
aa （y2）
一、种群基因组成的变化
AA=P（A）2 Aa=2 P（A） P（a） aa= P（a）2
在一个符合哈代温伯格遗传平衡定律的人类群体中，某常染色体隐性遗传病由于位于常染色体上
基因（a）控制。如果群体的发病率为9%。随机婚配的群体中，后代AA、Aa、aa三种基因型出现
的频率分别是多少？
解：aa= P（a）2 =0.09
P（a）=0.03（30%）
P（A）=1-0.3=0.7（70%）
AA=P（A）2=0.49（49%）
Aa=2 P（A） P（a） =0.42（42%）
遗传平衡是一种理想状态，而事实上在自然界中这种状态是不可能存在的。所以，种群的基因频率一定会发生变化，也就是说种群的进化是必然的。
生物进化的过程实质就是种群基因频率发生变化的过程。
基因突变在自然界是普遍存在的，因此基因突变产生新的等位基因，这就可能使种群的基因频率发生变化。
种群是由许多个体组成的，每个个体的每个细胞内都有成千上万个基因，这样，每一代就会产生大量的突变。
突变的有利还是有害取决于环境。
一、种群基因组成的变化
1.2种群基因频率的变化
种群中出现大量可遗传的非定向变异
多种多样的基因型
突变
产生不同表现型
新的等位基因
形成了进化的原材料，不能决定进化的方向
一、种群基因组成的变化
1.2种群基因频率的变化
基因重组
一、种群基因组成的变化
1.3自然选择对种群基因频率变化的影响
一、提出问题：桦尺蠖种群中的s基因的频率为什么越来越低呢？
二、作出假设：在树皮被熏成黑褐色的情况下，已不利于浅色型个体的生存，却变得有利于黑色型个体的生存。这种环境的选择作用会使得s基因的频率越来越低，进而S基因的频率越来越高，即自然选择的作用会使这个种群的基因频率发生定向改变。
三、实验步骤
（1）创设情境：在1870年时，基因型频率如下：SS10%，Ss20%，ss70%。在树皮被熏成黑褐色的情况下，变得不利于浅色型个体的生存，却有利于黑色型个体的生存，使得种群中的浅色个体每年减少10%，而黑色个体每年增加10%。
（2）布置任务：要求学生计算第2～10年间，种群每年的基因型频率和基因频率各为多少？
在计算完后，为了使研究更具说服力，可调整增长比率。比如，把比率调高些，再重新计算种群基因型频率和基因频率的变化。（提示：基因频率=该基因型个体数/该种群个体总数；不同年份该种群个体总数可能有所变化）
四、分析结果，得出结论：
在自然选择的作用下，黑色个体有更多的机会把自已的基因通过交配传给下一代，S基因的频率自然就会不断提高。在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变，从而导致生物朝一定方向不断进化。
探究自然选择对种群基因频率变化的影响
在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化。
一、种群基因组成的变化
1.3 自然选择对种群基因频率变化的影响
二、隔离在物种形成中的作用
2.1物种的概念
物种：指能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代（即后代能够生小宝宝）的一群生物，
称为一个物种，简称“种”。
二、隔离在物种形成中的作用
2.1物种的概念
2.1物种的概念
不同物种之间一般不能交配的，即使交配成功也不能产生可育后代，这种现象叫做生殖隔离。
生殖隔离
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生殖隔离
荇菜和梅花因为花期不同而出现了生殖隔离。
荇 菜
梅 花
“荇菜一般干3-5月返青，5-10月开花并
结果，9-10月果实。
生殖隔离
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孔雀和巨嘴鸟求偶方式不同而出现生殖隔离
河豚求偶、袋鼠求偶前两雄袋鼠大战
生殖隔离
曼陀罗的花粉在其他植物的花柱头上不能完全萌发成为花粉管，使得两性生殖细胞不能
融合而形成生殖隔离
曼陀罗花
狮虎兽
狮子与老虎杂交产生狮虎兽是没有生育能力的，狮子与老虎因杂种不育而形成生殖隔离。
生殖隔离
2.2隔离及其物种形成中的作用
隔离：指不同种群间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。
种类
生殖隔离：不同物种之间一般是不能够相互交配的，即使交配成功，
也不能够产生可育后代，这种现象叫生殖隔离。
地理隔离：由于地理上的障碍使得同种生物的不同种群间不能够发生
基因交流的现象。
地理隔离
同一物种因为地理上的障碍而分成不同的种群使得物种间不能发生基因交流的现象。
东北虎
华南虎
新物种形成过程
地理隔离
在不同的突变基因重组和自然选择下
阻断基因交流
基因频率向不同方向发生改变
差异进一步加大
差异进一步加大
生殖隔离
新物种形成
思考.讨论 隔离在物种形成中的作用
原始种群
地理隔离
多个小种群
突变和基因重组
自然选择
基因频率改变
生殖隔离
不同的新物种
思考.讨论 隔离在物种形成中的作用
原始祖先
地理
隔离
种群1
变异1
自然选择1
变异
类型1
新物种1
种群2
变异2
自然选择2
变异
类型2
新物种2
基因频率的定向改变
生殖隔离
思考.讨论
是不是所有的物种形成都是渐变的？
生物进化一定形成新物种吗？
谢谢您的欣赏
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