第七章第二节现代生物进化理论的主要内容文科.ppt

第七章第二节现代生物进化理论的主要内容文科现在学习的是第1页，共36页第2节 现代生物进化理论的主要内容本节聚焦：1、为什么说种群是生物进化的基本单位？2、种群的基因频率为什么会发生变化？3、自然选择与种群基因频率的变化有什么关系？现在学习的是第2页，共36页 如果在灰色翅如果在灰色翅(基因型为基因型为aa)aa)昆虫的群体中偶然昆虫的群体中偶然出现一只绿色翅出现一只绿色翅(基因型为基因型为Aa)Aa)的变异个体，且绿色的变异个体，且绿色比灰色更不易被捕食。那么：比灰色更不易被捕食。那么：1 1、昆虫的翅色将怎样变化？、昆虫的翅色将怎样变化？2 2、该绿色个体一定能被选择下来吗？为什么、该绿色个体一定能被选择下来吗？为什么？3 3、如果该绿色个体能很好生活下来，它体内的、如果该绿色个体能很好生活下来，它体内的A A基基因怎样才能传递给子代呢？因怎样才能传递给子代呢？4 4、如果、如果AaAa与其他个体交配生殖，后代还会是绿色的与其他个体交配生殖，后代还会是绿色的吗？吗？现在学习的是第3页，共36页（一）种群是生物进化的基本单位：（一）种群是生物进化的基本单位：1 1、种群概念：、种群概念：生活在生活在一定区域一定区域的的同种生物同种生物的的全部个体全部个体。卧龙自然保护区 猕猴例：判断下列是否属于种群例：判断下列是否属于种群（1 1）一个池塘中的全部鲤鱼）一个池塘中的全部鲤鱼（2 2）一个池塘中的全部鱼）一个池塘中的全部鱼（3 3）一片草地上的全部植物）一片草地上的全部植物（4 4）一片草地上的全部蒲公英）一片草地上的全部蒲公英现在学习的是第4页，共36页一个生物一个生物“种种”或或“物种物种”于种群有何区别？于种群有何区别？物种可以是分布在不物种可以是分布在不同的自然界的不同区域，同的自然界的不同区域，具有一定的形态结构和生具有一定的形态结构和生理特征，能够在自然状态理特征，能够在自然状态下相互交配并且产生可育下相互交配并且产生可育后代的一群生物。后代的一群生物。现在学习的是第5页，共36页2 2、种群的特点：、种群的特点：种群中的个体并不是机械地集合在一起，而种群中的个体并不是机械地集合在一起，而是是彼此彼此可以交配实行基因交流可以交配实行基因交流，并，并通过繁殖将通过繁殖将各自的基因传给后代各自的基因传给后代。同前一年的蝗虫种群相比，新形成的蝗虫种同前一年的蝗虫种群相比，新形成的蝗虫种群在基因组成上会有什么变化吗？群在基因组成上会有什么变化吗？现在学习的是第6页，共36页3 3、基因库：、基因库：一个种群一个种群中中全部个体全部个体所含有的所含有的全部基因全部基因。4 4、基因频率：、基因频率：在一个种群基因库中，某个基因占全部在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率。等位基因数的比率。概念：概念：现在学习的是第7页，共36页例例:从种群中随机抽出从种群中随机抽出100100个个体，测知基因型为个个体，测知基因型为AAAA、AaAa和和aaaa的个体分别是的个体分别是3030、6060和和1010个。那么个。那么A A和和a a的基因频率是多少的基因频率是多少?解解:A A基因的基因频率为基因的基因频率为:a a基因的基因频率为：基因的基因频率为：基因频率基因频率=某基因的数目某基因的数目该基因的等位基因的总数该基因的等位基因的总数=纯合子频率纯合子频率+1/2+1/2杂合子频率杂合子频率=40%=40%=30/100100%=30/100100%+1/260/100100%=60%+1/260/100100%=60%=10/100100%=10/100100%+1/260/100100%=40%+1/260/100100%=40%A%=100%100%2AAAa2(AAAaaa)a%=100%100%=60%=60%2aaAa2(AAAaaa)100%100%现在学习的是第8页，共36页自交和自由交配自交自交是指植物中的自花授粉和雌雄异花的同株授粉，广义的自交也可指基因型相同的个体相互交配。若只考虑一个种群的一对等位基因B和b，种群中个体的基因型为BB、Bb、bb，则其包含的交配组合为BBBB、BbBb、bbbb三类。现在学习的是第9页，共36页自交和自由交配 自由交配自由交配又叫随机交配，是指在一个有性繁殖的生物种群中，任何一个雌性或雄性个体与任何一个异性个体交配的机会均等。若只考虑一个种群的一对等位基因B和b，种群中个体的基因型为BB、Bb、bb，则其包含的交配组合为BBBB、BbBb、bbbb、BBBb、Bbbb、BBbb。现在学习的是第10页，共36页有数学方法讨论基因频率的变化有数学方法讨论基因频率的变化1 1、假设上述、假设上述昆虫种群非常大昆虫种群非常大，所有的，所有的雌雄个体间都能自由雌雄个体间都能自由交配交配并产生后代，并产生后代，没有迁入和迁出没有迁入和迁出，自然选择对翅色这一自然选择对翅色这一相对性状没有作用相对性状没有作用，基因基因A A和和a a都不产生突变都不产生突变，根据孟德尔的，根据孟德尔的分离定律计算：分离定律计算：(1)(1)该种群产生的该种群产生的A A配子和配子和a a配子的比率是多少？配子的比率是多少？(2)(2)子代基因型的频率各是多少？子代基因型的频率各是多少？(3)(3)子代种群的基因频率各是多少？子代种群的基因频率各是多少？(4)(4)子二代、子三代以及若干代以后，种群的基因频率会同子二代、子三代以及若干代以后，种群的基因频率会同子一代一样吗？子一代一样吗？现在学习的是第11页，共36页新代基因型的频率AA(30%)Aa(60%)aa(10%)配子的比率A()A()a()a()子代基因型频率AA()Aa()aa()子代基因频率A()a()30%30%30%10%36%48%16%60%40%2 2、上述计算结果是建立在五个假设条件基础上的。对自然界、上述计算结果是建立在五个假设条件基础上的。对自然界的种群来说，这五个条件都成立吗？你能举出哪些实例？的种群来说，这五个条件都成立吗？你能举出哪些实例？3 3、如果该种群出现新的突变型，也就是产生新的等位基、如果该种群出现新的突变型，也就是产生新的等位基因因A A2 2，种群的基因频率会变化吗？基因，种群的基因频率会变化吗？基因A A2 2的频率可能会怎的频率可能会怎样变化？样变化？现在学习的是第12页，共36页 如果用p是A基因的频率；q是a基因的频率。则 p2表示AA的基因型的频率，2pq表示Aa基因型的频率q2表示aa基因型的频率。基因型频率之和应等于1，即p2+2pq+q2=1现在学习的是第13页，共36页哈迪-温伯格定律符合的五个条件：符合的五个条件：1、种群大种群大2、种群中个体间的交配是随机的种群中个体间的交配是随机的3、没有突变发生没有突变发生4、没有新的基因加入、没有新的基因加入(不存在个体迁入和迁出不存在个体迁入和迁出)5、没有自然选择、没有自然选择各等位各等位基因的频率基因的频率和等位基因的和等位基因的基因型频率基因型频率在在一代一代的遗传中将保持不变。一代一代的遗传中将保持不变。现在学习的是第14页，共36页 对种群基因频率的影响对种群基因频率的影响 在一个足够大的种群中，如果不存在突变和选择，自交和自由交配都不会改变种群的基因频率。对种群基因型频率的影响对种群基因型频率的影响 在一个足够大的种群中，如果不存在突变和选择，自交能使纯合体的频率逐渐增加，杂合体的频率逐渐降低，逐渐得到纯系，即自交是获得纯系的有效方法。自由交配则不会持续改变种群的基因型频率。现在学习的是第15页，共36页 在一个种群中，基因型为在一个种群中，基因型为AA的个体占的个体占50%，基因型，基因型为为Aa的个体占的个体占20%，基因型为，基因型为aa的个体占的个体占30%，假设，假设各种基因型的个体存活率和繁殖率都相同，请计算下列各种基因型的个体存活率和繁殖率都相同，请计算下列问题：问题：1该种群中，该种群中，A和和a的频率分别为的频率分别为 。2若该种群自交一代后，若该种群自交一代后，A和和a的频率分别为的频率分别为 ，自交两代后，自交两代后，A和和a的频率分别为的频率分别为 ；若该种群；若该种群自由交配一代后，自由交配一代后，A和和a的频率分别为的频率分别为 ，自由交，自由交配两代后，配两代后，A和和a的频率分别为的频率分别为 。3若该种群连续自交后，若该种群连续自交后，F1中中AA、Aa、aa基因型的基因型的频率分别为频率分别为 。F2中中AA、Aa、aa基因型的频率基因型的频率分别为分别为 。4若该种群自由交配，若该种群自由交配，F1中中AA、Aa、aa基因型的基因型的频率分别为频率分别为 。F2中中AA、Aa、aa基因型的频基因型的频率分别为率分别为 。现在学习的是第18页，共36页参考答案参考答案1、60%和40%2、60%和40%60%和40%60%和40%60%和40%3、55%、10%、35%57.5%、5%、37.5%4、36%、48%、16%36%、48%、16%现在学习的是第19页，共36页5、基因频率变化和进化的关系、基因频率变化和进化的关系生物进化的实质：生物进化的实质：基因频率发生定向的改基因频率发生定向的改变变 因此，可认为生物基因频率发生了改变因此，可认为生物基因频率发生了改变就意味着生物发生了进化；反之，生物进就意味着生物发生了进化；反之，生物进化了，基因频率也一定改变了。化了，基因频率也一定改变了。现在学习的是第20页，共36页2 2种群基因重组的结果：种群基因重组的结果：种群基因重组的结果：种群基因重组的结果：产生更多变异产生更多变异产生更多变异产生更多变异(基因型基因型基因型基因型)、不定向、不定向、不定向、不定向（二）突变和基因重组产生生物进化的原材料（二）突变和基因重组产生生物进化的原材料 1.1.基因突变的特点：基因突变的特点：基因突变的特点：基因突变的特点：普遍存在普遍存在普遍存在普遍存在 ，随机发生，突变频率很低，随机发生，突变频率很低，随机发生，突变频率很低，随机发生，突变频率很低，多数对生物体，多数对生物体，多数对生物体，多数对生物体是有害的，不定向的是有害的，不定向的是有害的，不定向的是有害的，不定向的 基因突变与基因频率改变有什么关系？为什么基因突变与基因频率改变有什么关系？为什么？3.3.基因突变和染色体变异统称为突变。基因突变和染色体变异统称为突变。基因突变和染色体变异统称为突变。基因突变和染色体变异统称为突变。现在学习的是第21页，共36页 基因突变与基因频率改变有什么关系？为什么？基因突变与基因频率改变有什么关系？为什么？基因突变产生新的等位基因，这就可能使种群的基因基因突变产生新的等位基因，这就可能使种群的基因基因突变产生新的等位基因，这就可能使种群的基因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。频率发生变化。频率发生变化。频率发生变化。在自然情况下，突变的频率是很低的，且多数是有害的，在自然情况下，突变的频率是很低的，且多数是有害的，对生物的进化有重要意义吗？对生物的进化有重要意义吗？种群是由许多个体组成的，每个个体的每一个细胞内都有种群是由许多个体组成的，每个个体的每一个细胞内都有种群是由许多个体组成的，每个个体的每一个细胞内都有种群是由许多个体组成的，每个个体的每一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。成千上万个基因，这样每一代就会产生大量的突变。成千上万个基因，这样每一代就会产生大量的突变。成千上万个基因，这样每一代就会产生大量的突变。如果蝇约有如果蝇约有104对基因，假定每个基因的突变频率是对基因，假定每个基因的突变频率是105，对，对于一个中等大小的果蝇种群（约有于一个中等大小的果蝇种群（约有108个个体）来说个个体）来说 每一代出现的基因突变数是：每一代出现的基因突变数是：21041051082107（个）（个）现在学习的是第22页，共36页（二）突变和基因重组产生进化的原材料（二）突变和基因重组产生进化的原材料突变突变基因基因 重组重组新的等位基因新的等位基因多种多样多种多样的基因型的基因型种群中出现大量可种群中出现大量可遗传的变异遗传的变异变异是变异是不定向不定向的的形成了形成了进化的原材料进化的原材料,不能决定生物进化的方向不能决定生物进化的方向现在学习的是第23页，共36页原因是：原因是：淘汰不利变异基因、积累有利变异基因淘汰不利变异基因、积累有利变异基因结果是：结果是：使基因频率定向改变。使基因频率定向改变。（三）（三）自然选择决定自然选择决定生物进化的方向生物进化的方向现在学习的是第24页，共36页影响基因频率的因素：影响基因频率的因素：突变突变和和自然选择自然选择生物进化的实质就是：生物进化的实质就是：种群是生物进化的单位，也是生物（种群是生物进化的单位，也是生物（）的单位。）的单位。繁殖繁殖生物进化生物进化=种群基因频率变化种群基因频率变化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。小结：小结：现在学习的是第25页，共36页小结（小结（自然选择决定生物进化的方向自然选择决定生物进化的方向）：种群中产生的变异是（种群中产生的变异是（）的，经过长期的自）的，经过长期的自然选择，其中不利变异被不断淘汰，有利变异逐渐（然选择，其中不利变异被不断淘汰，有利变异逐渐（），从而使种群的基因频率发生（），从而使种群的基因频率发生（）改变，）改变，导致生物朝向一定方向进化。可见，生物进化的方向导致生物朝向一定方向进化。可见，生物进化的方向是由（是由（）决定的。决定的。不定向不定向积累积累定向定向自然选择自然选择种群中产生的变异种群中产生的变异（）自然选择方向自然选择方向()不定向不定向定向定向现在学习的是第26页，共36页（一）种群是生物进化的基本单位：（一）种群是生物进化的基本单位：第2节 现代生物进化理论的主要内容1 1、种群概念：、种群概念：2 2、种群的特点：、种群的特点：3 3、基因库：、基因库：4 4、基因频率：、基因频率：（二）突变和基因重组产生进化的原材料（二）突变和基因重组产生进化的原材料（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5、生物进化、生物进化=种群基因频率变化种群基因频率变化现在学习的是第27页，共36页基础题基础题1.C。2.C。3.C。4.突变和基因重组产生进化的原材料。如果突变和基因重组产生进化的原材料。如果没有突变，就不可能产生新的等位基因，基没有突变，就不可能产生新的等位基因，基因重组也就没有意义，生物就不可能产生可因重组也就没有意义，生物就不可能产生可遗传的变异，也就不可能进化。遗传的变异，也就不可能进化。拓展题拓展题1.提示：如选择育种和杂交育种。提示：如选择育种和杂交育种。2.提示：如果气候等其他条件也合适，并且提示：如果气候等其他条件也合适，并且这个种群具有一定的繁殖能力，该种群的个这个种群具有一定的繁殖能力，该种群的个体数会迅速增加。否则，也可能仍然处于濒体数会迅速增加。否则，也可能仍然处于濒危状态甚至绝灭。危状态甚至绝灭。现在学习的是第28页，共36页某工厂有男女职工各某工厂有男女职工各200200名，对他们进行调查时发现，名，对他们进行调查时发现，女性色盲基因携带者为女性色盲基因携带者为1515人，女性患者人，女性患者1 1人，男性患人，男性患者者1414人，这个群体中人，这个群体中色盲基因色盲基因的频率应为（的频率应为（）。）。A A、15%B15%B、3.88%C3.88%C、5.17%D5.17%D、10.3%10.3%色盲（色盲（b b）基因频率）基因频率1521420022005.17C C 100%100%现在学习的是第29页，共36页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基因频率分布为（基因频率分布为（）（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现在学习的是第30页，共36页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），则该地区地区 XB和和 Xb 的基因频率分别是（的基因频率分别是（）A.6%、8%B.8%、92%C.78%、92%D.92%、8%D现在学习的是第31页，共36页现在学习的是第32页，共36页现在学习的是第33页，共36页现在学习的是第34页，共36页基因突变与基因频率改变的有什么基因突变与基因频率改变的有什么关系？关系？为什么为什么基因突变的特点：基因突变的特点：普遍存在普遍存在随机发生随机发生突变频率很低突变频率很低多数对生物体是有害的多数对生物体是有害的不定向的不定向的现在学习的是第35页，共36页现在学习的是第36页，共36页