现代生物进化理论的主要内容

(共19张PPT)
第二节 现代生物进化理论的主要内容
种群基因频率的改变与生物进化
苍山县第三中学 宋佃信
探究活动（一）
情景：如果在灰色翅（基因型为aa)昆虫的群体中偶然出现一只绿色翅（Aa)的变异个体，且绿色比灰色更不容易被敌害发现。
讨论题目：
1.根据达尔文“适者生存、不适者淘汰”的观点该绿色个体能被选择下来吗？
2.如果该绿色个体能很好的生活下来，它体内的A基因怎样才能传递给后代？
在自然界中，没有哪一个体是长生不死的，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有性生殖才传给后代，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。
探究活动（二）
1.怎样的一群个体可以称为种群呢？
实际上，在自然界中，物种是以一个个种群存在的，种群是物种繁殖、进化的基本单位。
2.一个生物的“种”或“物种”与种群又有什么区别呢？
生活在一定区域的同种生物的全部个体叫做种群
现在练练吧！
1.下列属于种群的是 （ ）
A.一块水田里的全部水稻 、水草
B 一块稻田里的全部幼蚜、有翅、无翅的成蚜
C 一块朽木上的全部真菌 D. 一个池塘中全部鱼
2.下列关于种群的说法不正确的是 （ ）
同一种群的个体可以自由交配
种群是生物繁殖的基本单位
C.中国大陆上所有老虎是一个种群
D. 种群是生物进化的基本单位
3.生物进化的基本单位 （ ）
A. 个体 B. 基因 C. 种群 D. 群体
B
C
C
探究活动（三）
1.什么是基因库？基因频率的含义是什么？
一个种群中全部个体所含有的全部基因叫这个种群的基因库。
2.基因频率的计算
某昆虫种群中，绿色翅的基因为A, 褐色翅的基因位a，调查发现AA、Aa、aa的个体分别占30%、60%、10%、那么A、a的基因频率是多少？
在一个种群基因库中，某基因占全部等位基因的比率叫做基因频率。
在一个种群中，某基因型个体占全部个体的比率。
基因型频率：
A=
30×2+60
________________________
200
=
60%
a=
10×2+60
________________________
200
=
40%
30%+60 % /2
10+60/2
=
=
________________________
________________________
100
30+60 /2
=
100
=
10%+60 % /2
基因频率=纯合体基因型频率+杂合 子基因型频率的一半
快去练练吧！
A+a=1 AA+Aa+aa=1
AA 30%
Aa 60%
aa 10%
4.下列关于基因库的叙述不正确的是 ( )
A一个种群种一个个体所含有的全部基因叫做这个种群的基因库
B一个种群种全部个体所含有的显性基因叫做这个种群的基因库
C一个种群种全部个个体所含有的全部基因叫做这个种群的基因库
D一个种群的基因库会随着种群中一代一代的死亡而消减和灭亡
5. AA、Aa、aa的个体分别占24%、72%、4%、那么A、a的基因频率是多少？（ ）
A. 36%和64% B. 57%和43%
C. 24%和72% D. 60%和40%
C
D
探究活动（三）
3. 用数学方法讨论基因频率的改变
假设讨论题2中的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自由交配并能产生后代，
③没有迁入与迁出，
④AA、Aa、aa三种基因型昆虫的生存能力完全相同（也就是说自然选择对A、a控制的翅型性状没有作用）
⑤也没有基因突变和染色体变异。
(1)计算子一代、子二代、子三代的基因频率与基因型频率
遗传平衡状态
在有性生殖过程中，如果符合遗传平衡，产生的雌雄配子：
A 60%
A 60%
a 40%
a 40%
36%
24%
16%
AA
Aa
Aa
24%
aa
卵子
精子
p+q = 1
(p+q )2
=p2+2pq+q2
= 1
遗传平衡定律
AA= p2 Aa= 2pq aa=q2
亲代 子一代 子二代 子三代
基因型频率 AA 30%
Aa 60%
aa 10%
基因频率 A 60%
a 40%
36%
48%
16%
60%
40%
36%
16%
48%
60%
60%
40%
40%
（2）分析一下各代基因频率与基因型频率相同吗？
（3）上述计算结果是在满足五个假设条件的基础上计算的，对自然界的种群来说，这五个条件都能成立吗？特别是如果第⑤点假设成立这与前面我们所学的基因突变的哪个特性相违背？
36%
48%
16%
自然界中生物的自然突变频率很低，而且一般对生物体是有害的。为什么还能够改变种群中的基因频率呢？
基因突变可产生新基因(等位基因)，基因突变是可遗传变异的根本来源。是基因频率改变的基础。
例如：果蝇约有104对基因，假定每个基因的突变率都是10－5，若有一个中等数量的果蝇种群（约有108个个体），那么每一代出现基因突变数是多少呢？
2× 104 × 10－5
个体
× 108
种群
=2 ×107
1．种群中突变的特点： 突变数很大、不定向
2．种群基因重组的结果：产生更多变异、不定向
结论：提供进化的原材料。
基因突变
染色体变 异
基 因重 组
突变
可遗传的变异—基因频率改变的因素
（1）根据前面所学的你能做出假设吗？
探究活动（四）
“探究自然选择对种群基因频率的影响”
s
s
长满地衣的树干上的桦尺蠖
黑褐色树干上的桦尺蠖
自然选择可以使种群的基因频率定向改变
探究活动（三）
2）现在我们用数学方法来讨论一下桦尺蠖基因频率变化的原因。1870年桦尺蠖的基因型频率为SS 10% ； Ss 20%； ss 70%，在树干变黑这一环境条件下假如树干变黑不利于桦尺蠖的生存，使得种群中浅色个体每年减少10%，黑色个体每年增加10%，以后的几年内，桦尺蠖种群每年的基因型频率与基因频率是多少呢？
第1年 第2年 第3年 第4年 ……
基因型频率 SS 10% 11.5%
Ss 20% 22.9%
ss 70% 65.6%
基因频率 S 20% 23%
s 80% 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)在这个探究实验中根据上面的数据分析，变黑的环境对桦尺蠖产生了什么样的影响？变黑的环境对桦尺蠖浅色个体的出生率有影响吗？
(4)在自然选择种，直接受选择的是基因型还是表现型？
变黑的环境使控制浅色的s基因频率减少，S基因频率增加
许多浅色个体可能在没有交配、产卵前就已被天敌捕食
天敌看到的是桦尺蠖得体色（表现型）而不是控制体色的基因
原因是：
淘汰不利变异基因、积累有利变异基因
结果是：
使基因频率定向改变。
结论：自然选择决定生物进化的方向
再来练练兵！
6.某岛屿上存在着尺蛾的两个变种，该地区原为森林，后建设成工业区。下表为该地区不同时期的两个变种尺蛾的数量比。这些变产生的原因是 ( )
A．灰尺蛾迁离，黑尺蛾迁入
B．工业煤烟使灰尺蛾变成黑尺蛾
C．自然选择作用
D．人工选择的作用
7.用现代生物进化理论分析解释狼的进化过程。
(1)狼群中存在不同类型的个体，如有跑得快的，有跑得慢的。它说明生物具有______的特性，而这种特性是生物进化的 。
(2)随着环境的改变，食物稀少，跑得快、凶猛的狼才能获得食物生存下去。这样，食物、环境对狼起了______作用，而这种作用是______的，它决定着生物进化的______。
森林时期 工业时期
灰蛾 黑蛾 灰蛾 黑蛾
99% 1% 1% 99%
C
变异
原材料
选择
方向
定向的
课外作业：学案自我测评 题目 5、6、7、9-16