种群基因频率的改变与生物进化精选PPT.ppt

关于种群基因频率的改变与生物进化第1页，讲稿共57张，创作于星期二2、基因库：、基因库：3、基因频率、基因频率一个种群的全部个体所含的全部基因一个种群的全部个体所含的全部基因某个基因占全部等位基因数的比例某个基因占全部等位基因数的比例 每一个种群都有它的基因库，种群的个体一代一每一个种群都有它的基因库，种群的个体一代一代地死亡，但基因库却在代代相传过程中保持和发代地死亡，但基因库却在代代相传过程中保持和发展。展。第2页，讲稿共57张，创作于星期二例题例题:从种群中随机抽出从种群中随机抽出100100个个体个个体,测知基因型为测知基因型为AA,Aa,AA,Aa,和和aaaa的个体分别是的个体分别是3030、6060和和1010个个.那么那么A A和和a a的基因频率是的基因频率是多少多少?解解:A A的基因频率为的基因频率为:a a的基因频率为：的基因频率为：=纯合子基因型频率纯合子基因型频率+1/2杂合子基因型频率杂合子基因型频率=60%=60%=40%=40%PA=2AAAa2(AAAaaa)100%Pa=2aaAa2(AAAaaa)100%即：即：PA=PAA+1/2PAa一对等位基因的频率之和为一对等位基因的频率之和为1基因频率基因频率=某基因的数目某基因的数目全部等位基因的总数全部等位基因的总数100%第3页，讲稿共57张，创作于星期二哈迪哈迪-温伯格定律（遗传平衡定律）温伯格定律（遗传平衡定律）1908年，英国数学家哈迪和德国医生温伯格分别提出关于年，英国数学家哈迪和德国医生温伯格分别提出关于基因稳定性基因稳定性的见解。他们指出，一个有性生殖的自然种群中，的见解。他们指出，一个有性生殖的自然种群中，在符合以下五个条件的情况下在符合以下五个条件的情况下，各等位基因的频率和等位，各等位基因的频率和等位基因的基因型频率在一代一代的遗传中是稳定不变的。或基因的基因型频率在一代一代的遗传中是稳定不变的。或者说是者说是保持着基因平衡保持着基因平衡的。的。这五个条件是：这五个条件是：1 1、种群很大、种群很大 2 2、个体之间随机交配、个体之间随机交配 3 3、没有突变产生、没有突变产生 4 4、没有个体迁入迁出、没有个体迁入迁出 5 5、没有自然选择、没有自然选择第4页，讲稿共57张，创作于星期二基因频率与基因型频率的关系基因频率与基因型频率的关系 处于平衡状态的种群，一对等位基因处于平衡状态的种群，一对等位基因A和和a，A的基的基因频率为因频率为p，a的基因频率为的基因频率为q，则：，则：哈迪哈迪-温伯格定律可用数学方程式表示为：温伯格定律可用数学方程式表示为：(p p+q q)2 2=p p2 2+2+2pqpq+q q2 2=1=1 =P PAAAA+P PAaAa+P PaaaaAA的基因型频率为的基因型频率为p2Aa的基因型频率为的基因型频率为2pqaa的基因型频率为的基因型频率为q2第5页，讲稿共57张，创作于星期二 例、在某一种群中，已调查得知，隐性性例、在某一种群中，已调查得知，隐性性状者（等位基因用状者（等位基因用A、a表示）表示）占占16%，那么，那么该性状的该性状的AA、Aa基因型个体出现的频率分基因型个体出现的频率分别为（别为（）A.0.36、0.48 B.0.36、0.24 C.0.16、0.48 D.0.48、0.36A第6页，讲稿共57张，创作于星期二(二二)、突变和基因重组产生进化的原材料、突变和基因重组产生进化的原材料可遗传变异可遗传变异为进化提供了原材料为进化提供了原材料特点：随机、不定向特点：随机、不定向结果：不能决定生物进化的方向，只是提供进化结果：不能决定生物进化的方向，只是提供进化的原材料。的原材料。基因突变基因突变染色体变异染色体变异基因重组基因重组突变突变第7页，讲稿共57张，创作于星期二实例：实例：在经常在经常刮大风刮大风的海岛上，无翅或残翅的昆虫的海岛上，无翅或残翅的昆虫 特别多特别多第8页，讲稿共57张，创作于星期二（三）、自然选择决定生物进化的方向（三）、自然选择决定生物进化的方向 从宏观（性状）上来看进化过程：性状与环境色彩相似，较能适应环从宏观（性状）上来看进化过程：性状与环境色彩相似，较能适应环境而大量生存；性状与环境色彩差异很大，易被捕食者捕食而大量被淘汰。境而大量生存；性状与环境色彩差异很大，易被捕食者捕食而大量被淘汰。表现为适者生存，不适者被淘汰。表现为适者生存，不适者被淘汰。从微观（基因）来看进化过程为：从微观（基因）来看进化过程为：淘汰不利变异的基因，保留了淘汰不利变异的基因，保留了有利变异基因，通过遗传逐渐积累。有利变异基因，通过遗传逐渐积累。第9页，讲稿共57张，创作于星期二原因原因：淘汰不利变异基因、积累有利变异：淘汰不利变异基因、积累有利变异 基因。基因。结论：自然选择决定生物进化的方向结论：自然选择决定生物进化的方向结果：结果：使基因频率定向改变。使基因频率定向改变。变异是不定向的，自然选择是定向的变异是不定向的，自然选择是定向的.第10页，讲稿共57张，创作于星期二生物进化过程的实质生物进化过程的实质:种群基因频率发生变化的过程。种群基因频率发生变化的过程。种群中的基因频率是可以改变的，导致基因频率改变种群中的基因频率是可以改变的，导致基因频率改变的因素是：突变、基因重组、自然选择、的因素是：突变、基因重组、自然选择、遗传漂变、迁移遗传漂变、迁移等。等。第11页，讲稿共57张，创作于星期二遗传漂变遗传漂变 在一个种群中，某种基因的频率为在一个种群中，某种基因的频率为1，如果这个，如果这个种群有种群有100万个个体，含这种基因的个体就有成千万个个体，含这种基因的个体就有成千上万个。如果这个种群只有上万个。如果这个种群只有50个个体，含这种基因个个体，含这种基因的个体就只有的个体就只有1个。在这种情况下，可能会由于这个个。在这种情况下，可能会由于这个个体偶然死亡或没有交配，而使这种基因在种群中个体偶然死亡或没有交配，而使这种基因在种群中消失，这种现象叫遗传漂变。一般种群越小，遗传消失，这种现象叫遗传漂变。一般种群越小，遗传漂变越显著漂变越显著。第12页，讲稿共57张，创作于星期二迁移迁移 在一个种群中，如果含有在一个种群中，如果含有A基因的个体比含有基因的个体比含有a基基因的个体更多地迁移到另一地区，那么，这个种群中因的个体更多地迁移到另一地区，那么，这个种群中A基因和基因和a基因的频率就会发生相应的变化。基因的频率就会发生相应的变化。第13页，讲稿共57张，创作于星期二二、隔离与物种的形成二、隔离与物种的形成1、物种：能够在自然状态下相互交配并且产生可、物种：能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物，称为一个物种。育后代的一群生物，称为一个物种。不同物种特点：不同物种特点：一般不能交配，即使交配成功，一般不能交配，即使交配成功，也不能产生可育的后代。（生殖也不能产生可育的后代。（生殖 隔离）隔离）第14页，讲稿共57张，创作于星期二马马驴驴骡骡生殖隔离生殖隔离第15页，讲稿共57张，创作于星期二地理隔离地理隔离 同一种生物由于地理上的障碍而分成不同的种群，同一种生物由于地理上的障碍而分成不同的种群，使得种群间不能发生基因交流的现象。使得种群间不能发生基因交流的现象。第16页，讲稿共57张，创作于星期二 世界各世界各地的人虽然地的人虽然各有不同，各有不同，但他们之间但他们之间可以彼此通可以彼此通婚，并且产婚，并且产生可育的后生可育的后代。因此，代。因此，全世界的人全世界的人在生物学上在生物学上属于属于同一个物同一个物种种智人智人。第17页，讲稿共57张，创作于星期二2.隔离在物种形成中的作用隔离在物种形成中的作用隔离：不同种群间的个体，在自然条件下基因不能隔离：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。自由交流的现象。类型类型地理隔离地理隔离生殖隔离生殖隔离第18页，讲稿共57张，创作于星期二新物种形成新物种形成原来同一物种原来同一物种产生不同的突变产生不同的突变和基因重组和基因重组不同的基因库不同的基因库不同的物种不同的物种 地理隔离地理隔离自然选择自然选择生殖隔离生殖隔离 不同的种不同的种群群不同的种群的基因不同的种群的基因库出现明显差异库出现明显差异第19页，讲稿共57张，创作于星期二原始地雀原始地雀分布于不同分布于不同岛屿上上（地理隔离）（地理隔离）各地雀种群出各地雀种群出现不同不同突突变和基因重和基因重组不同种群不同种群间无基因交流无基因交流不同种群基因不同种群基因频率率发生不同生不同变化化各各岛屿环境不同，自然境不同，自然选择导致不致不同种群的基因同种群的基因频率改率改变有所差异有所差异长此以往，不同种群基因此以往，不同种群基因库形成明形成明显差异差异最最终产生生殖隔离，物种形成生生殖隔离，物种形成加拉帕戈斯群岛不同种地雀形成图解加拉帕戈斯群岛不同种地雀形成图解 第20页，讲稿共57张，创作于星期二物种的形成：物种形成的方式有多种，物种的形成：物种形成的方式有多种，经过长期期地理隔离地理隔离而达到而达到生殖隔离生殖隔离是比是比较常常见的的方式。方式。思考：物种的形成都需要先地理隔离吗？思考：物种的形成都需要先地理隔离吗？因此隔离是物种形成的必要条件。因此隔离是物种形成的必要条件。如：二倍体西瓜和四倍体西瓜如：二倍体西瓜和四倍体西瓜骤变式物种形成式物种形成第21页，讲稿共57张，创作于星期二物种形成的三个环节：物种形成的三个环节：（1 1）突变和基因重组）突变和基因重组（2 2）自然选择）自然选择（3 3）隔离）隔离:产生生物进化的产生生物进化的原材料原材料：使种群的基因频率：使种群的基因频率定定向改变并向改变并决定生物进化的决定生物进化的方向方向：新物种形成的：新物种形成的必要条件必要条件第22页，讲稿共57张，创作于星期二现代生物进化理论的基本观点现代生物进化理论的基本观点1、种群是生物进化的基本单位；、种群是生物进化的基本单位；2、生物进化的实质在于种群基因频率的改变；、生物进化的实质在于种群基因频率的改变；3、突变和基因重组、突变和基因重组、自然选择及隔离是物种形成的三自然选择及隔离是物种形成的三个基本环节；个基本环节；通过它们的综合作用，种群产生分化，最终导致新通过它们的综合作用，种群产生分化，最终导致新物种的形成。物种的形成。以自然选择学说为核心的现代生物进化理论的基本观点：以自然选择学说为核心的现代生物进化理论的基本观点：第23页，讲稿共57张，创作于星期二总结总结种群是生物进化的基本单位种群是生物进化的基本单位突变和基因重组、自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本突变和基因重组、自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节（突变和基因重组产生生物进化的原材料，自然选择使环节（突变和基因重组产生生物进化的原材料，自然选择使种群的基因频率定向改变并决定生物进化的方向，隔离是新种群的基因频率定向改变并决定生物进化的方向，隔离是新物种形成的必要条件）。物种形成的必要条件）。生物进化的实质在于种群基因频率的改变。生物进化的实质在于种群基因频率的改变。以自然选择学说为核心的现代生物进化理论的基本观点：以自然选择学说为核心的现代生物进化理论的基本观点：第24页，讲稿共57张，创作于星期二 三三三三 共同进化与生物多样性的形成共同进化与生物多样性的形成共同进化与生物多样性的形成共同进化与生物多样性的形成第25页，讲稿共57张，创作于星期二（一）共同进化：（一）共同进化：第26页，讲稿共57张，创作于星期二捕食者的存在是否对被捕食者有害无益？捕食者的存在是否对被捕食者有害无益？第27页，讲稿共57张，创作于星期二捕食者的存在是否对被捕食者有害无益？捕食者的存在是否对被捕食者有害无益？捕食者所捕食的大多是被捕食者中年老、病捕食者所捕食的大多是被捕食者中年老、病弱或年幼的个体，客观上起到弱或年幼的个体，客观上起到促进种群发展促进种群发展的作的作用。用。“精明的捕食者精明的捕食者”策略策略：捕食者一般不能将所有的猎：捕食者一般不能将所有的猎物吃掉，否则自己也无法生存。物吃掉，否则自己也无法生存。“收割理论收割理论”：捕食者往往捕食个体数量多的物种，：捕食者往往捕食个体数量多的物种，这样就会避免出现一种或几种生物在生态系统中这样就会避免出现一种或几种生物在生态系统中占绝对优势的局面，为其他物种的形成腾出空间占绝对优势的局面，为其他物种的形成腾出空间有利于增加物种的多样性有利于增加物种的多样性。第28页，讲稿共57张，创作于星期二共同进化的含义共同进化的含义1：不同物种间的共同进化：不同物种间的共同进化第29页，讲稿共57张，创作于星期二 地球形成时原始大气中是没有氧气的，但是随着蓝藻的地球形成时原始大气中是没有氧气的，但是随着蓝藻的出现，使得大气中有了氧气。出现，使得大气中有了氧气。共同进化的含义共同进化的含义2：生物和无机环境间也存在共同进化。生物和无机环境间也存在共同进化。第30页，讲稿共57张，创作于星期二不同物种之间，生物与无机环境之间在相互影响不同物种之间，生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，这就是中不断进化和发展，这就是共同进化共同进化通过漫长的共同进化过程，地球上不仅出现了通过漫长的共同进化过程，地球上不仅出现了千姿百态的物种，而且形成了多种多样的生态千姿百态的物种，而且形成了多种多样的生态系统，也就是形成了系统，也就是形成了生物的多样性生物的多样性综上所述：综上所述：第31页，讲稿共57张，创作于星期二2、生物多样性的形成、生物多样性的形成（1）生物多样性的内容）生物多样性的内容基因多样性基因多样性物种多样性物种多样性生态系统多样性生态系统多样性（2）生物多样性的形成的进化历程）生物多样性的形成的进化历程生物的进化历程可概括为：生物的进化历程可概括为：从原核生物到真核生物，从原核生物到真核生物，从无性生殖到有性生殖，由简单到复杂，从无性生殖到有性生殖，由简单到复杂，由水生到陆生，由低等到高等。由水生到陆生，由低等到高等。（3）、生物进化理论在发展）、生物进化理论在发展第32页，讲稿共57张，创作于星期二地球形成地球形成原始生命：古细菌（厌氧异养）原始生命：古细菌（厌氧异养）原核生物：蓝藻原核生物：蓝藻 细菌（自养）细菌（自养）真核生物：出现了有性生物真核生物：出现了有性生物植物：植物：厥类植物厥类植物裸子植物裸子植物被子植物被子植物动物：动物：两栖类动物两栖类动物 鸟类鸟类哺乳类动物哺乳类动物古生代（寒武纪）古生代（寒武纪）中生代中生代新生代新生代第33页，讲稿共57张，创作于星期二3、生物进化理论在发展、生物进化理论在发展中性进化理论：新种交替出现理论：第34页，讲稿共57张，创作于星期二第35页，讲稿共57张，创作于星期二第36页，讲稿共57张，创作于星期二古细菌古细菌第37页，讲稿共57张，创作于星期二第38页，讲稿共57张，创作于星期二第39页，讲稿共57张，创作于星期二第40页，讲稿共57张，创作于星期二第41页，讲稿共57张，创作于星期二第42页，讲稿共57张，创作于星期二第43页，讲稿共57张，创作于星期二寒武纪寒武纪第44页，讲稿共57张，创作于星期二第45页，讲稿共57张，创作于星期二第46页，讲稿共57张，创作于星期二中生代陆地和海洋中的情况中生代陆地和海洋中的情况第47页，讲稿共57张，创作于星期二世界上到底是先有世界上到底是先有鸡还是先有蛋？是先有蛋？这个个问题困困扰了人了人类几千年！几千年！对于于这个个问题，首先是神学家，首先是神学家们作出了作出了“解解释”：先有：先有鸡，因，因为上帝上帝创造了造了鸡，然后，然后让鸡下蛋！下蛋！随着科学的随着科学的发展人展人们不相信上帝了！不相信上帝了！没了上帝，上帝没了上帝，上帝创造了造了鸡的的“解解释”也就也就没人相信了。没人相信了。第48页，讲稿共57张，创作于星期二有利变异逐代积累有利变异逐代积累生物的适应性生物的适应性第49页，讲稿共57张，创作于星期二过度繁殖过度繁殖.自然选择学说的主要内容自然选择学说的主要内容适者生存适者生存一、自然选择一、自然选择适者生存、不适者被淘汰适者生存、不适者被淘汰的的过程。过程。生存斗争生存斗争遗传和变异遗传和变异现象现象动力动力内因内因结果结果第50页，讲稿共57张，创作于星期二1.下列关于基因库的叙述正确的是下列关于基因库的叙述正确的是 ()A A一个种群中一个个体所含有的全部基因叫做这个种群的基因库一个种群中一个个体所含有的全部基因叫做这个种群的基因库B B一个种群中全部个体所含有的显性基因叫做这个种群的基因库一个种群中全部个体所含有的显性基因叫做这个种群的基因库C C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 CD2.AA、Aa、aa的个体分别占的个体分别占24%、72%、4%、那么、那么A、a的基因频率是的基因频率是多少？（多少？（）A.36%和和64%B.57%和和43%C.24%和和72%D.60%和和40%第51页，讲稿共57张，创作于星期二3、据调查，某校学生中基因型的比例为、据调查，某校学生中基因型的比例为XB XB（42.32%）XB Xb（7.36%）XbXb（0.32%）XBY（46%）Xb Y（4%），则该地区），则该地区 XB和和 Xb 的基因频率分别的基因频率分别是（是（）A.6%、8%B.8%、92%C.78%、92%D.92%、8%D第52页，讲稿共57张，创作于星期二据调查得知，某小学的学生中基因型的比率为：据调查得知，某小学的学生中基因型的比率为：X XB BX XB B 44%44%X XB BX Xb b 5%X 5%Xb bX Xb b 1%1%X XB BY 43%XY 43%Xb bY 7%Y 7%则则X Xb b的基因频率是：的基因频率是：()()A A、13.2%B13.2%B、5%C5%C、14%D14%D、9.3%9.3%D第53页，讲稿共57张，创作于星期二4、人类的苯丙酮尿症是代谢疾病，、人类的苯丙酮尿症是代谢疾病，由隐性基因控制。如果群体的发病率是由隐性基因控制。如果群体的发病率是1/10000，表现型正常的个体与苯丙酮尿，表现型正常的个体与苯丙酮尿症患者婚配，生出患苯丙酮尿症小孩的概症患者婚配，生出患苯丙酮尿症小孩的概率是率是 。1/101第54页，讲稿共57张，创作于星期二1、已知人眼中的褐色（、已知人眼中的褐色（A）对蓝色）对蓝色(a)是显性。在一个是显性。在一个有有30000人的人群中，蓝眼人有人的人群中，蓝眼人有3600人，褐眼的有人，褐眼的有26400人，其中纯合体有人，其中纯合体有12000人。那么，在这个人群人。那么，在这个人群中中A和和a基因频率分别为（基因频率分别为（）（A A）0.640.64和和0.36 0.36 （B B）0.360.36和和0.640.64 （C C）0.500.50和和0.50 0.50 （D D）0.820.82和和0.180.182 2、在某一种群中，已调查得知，隐性性状者（等位基、在某一种群中，已调查得知，隐性性状者（等位基因用因用A A、a a表示）表示）占占16%，那么该性状的，那么该性状的AA、Aa基因基因型个体出现的频率分别为（型个体出现的频率分别为（）A.0.36、0.48 B.0.36、0.24 C.0.16、0.48 D.0.480.36AA第55页，讲稿共57张，创作于星期二一、生命起源的化学进化过程一、生命起源的化学进化过程第56页，讲稿共57张，创作于星期二感感谢谢大大家家观观看看第57页，讲稿共57张，创作于星期二