7.2.1《种群基因频率的改变与生物进化》PPT课件（新人教版-必修2）

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7.2.1《种群基因频率的改变与生物进化》
第七章《现代生物进化理论》 第二节《现代生物进化理论的主要内容》 第１课时
教学目标
知识与能力
1.解释种群、种群基因库、基因频率等概念。
2.运用数学方法讨论种群基因频率的变化。
3.说明现代生物进化理论的主要内容。
４.形成生物进化的观点和生物进化理论在发展的观念。
1教学重点
（1）种群、物种、基因频率概念。
教学难点
（1）基因频率的概念。
种群是生物进化的基本单位
突变和基因重组产生进化的原材料
自然选择决定生物进化的方向
种群基因频率的改变与生物进化
（一）种群是生物进化的基本单位
１、种群的概念： 　　种群是生活在一定区域的同种生物的全部个体。种群是生物繁殖的基本单位。个体间彼此交配，通过繁殖将自己的基因传递给后代。
生活在这里的每一种动物、植物和微生物都构成一个种群。生物个体通过繁殖将自己的基因传递给后代。
（一）种群是生物进化的基本单位
２、一个种群中全部个体所含的全部基因叫做这个种群的基因库，其中每个个体所含的基因只是基因库的一部分。
这些金鱼各自有自己的基因，共同构成了种群的基因库。它们各自的基因都是基因库的一部分。个体间的差异越大，基因库也就越大。
（一）种群是生物进化的基本单位
3、在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率叫基因频率。生物进化其实就是种群基因频率改变的过程。
人类把鲫鱼的后代培育成金鱼，实质就是通过选择改变基因频率。从图中看，显然红色基因的频率显著提高了。
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的频率=
120
____________
200
=
60%
a的频率=
80
___________
200
=
40%
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？
A基因数=2×30﹢60=120个
a基因数=60﹢2×10=80个
AA+Aa+aa=1
A的频率﹢ a的频率=1
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
a
36%
48%
16%
60%
40%
36%
16%
48%
60%
60%
40%
40%
36%
48%
16%
60%
40%
用数学方法讨论基因频率的改变
若亲代昆虫中的种群满足以下五个条件：
①昆虫种群数量足够大，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，④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。
p2+2pq+q2
= 1
遗传平衡定律
AA= p2 Aa= 2pq aa=q2
若 A的频率=p
a的频率=q
在满足以上五个条件下
则
基因突变
染色体变 异
基 因重 组
突变
可遗传的变异—生物进化的原材料
（二）突变和基因重组产生进化的原材料
　　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。
某海岛上的昆虫出现残翅和无翅类型
　　由于突变和基因重组，桦尺蠖形成了不同的体色。
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？
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
实例：在经常刮大风的海岛上，无翅或残翅的昆虫特别多
突变的有利和有害并不是绝对的，它取决于生物的生存环境
基因突变产生的等位基因，通过有性生殖过程中的基因重组，可以形成多种多样的基因型，从而使种群出现大量的可遗传变异。由于基因突变和重组都是随机的、不定向的，因此它们只是提供生物进化的原材料，不能决定生物进化的方向。
“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
s
s
19世纪
20世纪
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
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。
（三）自然选择决定生物进化的方向
有关基因频率的计算
1、抽样调查某地100位女性和100位男性发现：女性中有5位色盲患者和20位携带者，男性中有15位色盲患者，则该地色盲基因的频率约是多少？
5×2 + 20 + 15
100×2 + 100
× 100% = 15%
2、在一个足够大的种群中，A的频率是0.4，a的频率是0.6，若各种条件稳定不变，则该种群中AA、Aa、 aa的基因型频率各是 。该种群中所有成熟个体自由交配一次，产生的后代个体中A的频率是 ， a的频率是 。
0.16 0.48 0.36
0.4 0.6