72现代生物进化理论的主要内容zw（人教版必修2）.ppt

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1、第第2 2节节 现代生物进化理论的主要内现代生物进化理论的主要内容容一、种群基因频率的改变与生物进化一、种群基因频率的改变与生物进化时间: 6月15日班级：高一(8)班探究活动（一）探究活动（一）情景：情景：如果在灰色翅（基因型为如果在灰色翅（基因型为aa)昆虫的群体中偶昆虫的群体中偶然出现一只绿色翅（然出现一只绿色翅（Aa)的变异个体，且绿色比灰色的变异个体，且绿色比灰色更不容易被敌害发现。更不容易被敌害发现。讨论题目：讨论题目：1.根据达尔文根据达尔文“适者生存、不适者淘汰适者生存、不适者淘汰”的观点该绿色的观点该绿色个体个体一定一定能被选择下来吗？能被选择下来吗？2.如果该绿色个体能很好

2、的生活下来，它体内的如果该绿色个体能很好的生活下来，它体内的A基因基因怎样才能传递给后代？怎样才能传递给后代？3、如果、如果Aa与其他个体交配生殖，后代还会是绿色吗？与其他个体交配生殖，后代还会是绿色吗？ 个体的基因型也会随着个体的死亡而消失，但决定表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现型的基因却可以通过有性生殖有性生殖来传给后代来传给后代.后代会发生性状分离，出现后代会发生性状分离，出现aa的个体。的个体。探究活动（二）探究活动（二）1.1.怎样的一群个体可以称为种群呢？怎样的一群个体可以称为种群呢？实际上，在自然界中，每个物种总是分成实际上，在自然界中，每个

3、物种总是分成一个一个或大或小的群体，这些群体就是一个一个或大或小的群体，这些群体就是不同的种群。不同的种群。2.2.一个生物的一个生物的“种种”或或“物种物种”与种群又与种群又有什么区别呢？有什么区别呢？生活在生活在一定区域一定区域的的同种同种生物的生物的全部个体全部个体叫做种群叫做种群现在练练吧！现在练练吧！l1.一片草地上的全部蛇。一片草地上的全部蛇。l2.我国长江流域的全部白暨豚。我国长江流域的全部白暨豚。l3.一个池塘内的所有鱼。一个池塘内的所有鱼。l4.一个寺庙里的全部和尚。一个寺庙里的全部和尚。l5.宝鸡渭河公园里的全部竹子。宝鸡渭河公园里的全部竹子。一个种群中的个体是机械地集合在

4、一起吗？一个种群中的个体是机械地集合在一起吗？一个种群中的个体是能自由交配、繁殖一个种群中的个体是能自由交配、繁殖的，因此的，因此种群是生物种群是生物繁殖的基本单位繁殖的基本单位探究活动（三）探究活动（三）1.1.什么是基因库？基因频率的含义是什么？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。叫这个种群的基因库。在一个种群基因库中，某基因占全部等在一个种群基因库中，某基因占全部等位基因数的比率叫做基因频率。位基因数的比率叫做基因频率。在一个种群中，某基因型个体在一个种群中，某基因型个体占全部个体的比率。占全部个体的

5、比率。2.基因型频率基因型频率：1 1常染色体遗传方面的基因频率计算常染色体遗传方面的基因频率计算通过通过基因型个数基因型个数计算基因频率计算基因频率基因频率基因频率=种群中该基因的总数种群中该种群中该基因的总数种群中该等位基因的总数。等位基因的总数。 例例1 1：从某个种群中随机抽出：从某个种群中随机抽出100100个个体，测个个体，测知基因型为知基因型为AAAA、AaAa和和aaaa的个体分别是的个体分别是3030、6060和和1010个，求个，求A A，a a的基因频率。的基因频率。通过通过基因型频率基因型频率计算基因频率计算基因频率一个等位基因频率一个等位基因频率=该等位基因纯合子的频

6、率该等位基因纯合子的频率+1/2+1/2杂合子的频率杂合子的频率l例例2 2：从某种生物种群中随机抽出一定数量的个：从某种生物种群中随机抽出一定数量的个体，其中基因型为体，其中基因型为AAAA的个体占的个体占24%24%，基因型为，基因型为AaAa的个体占的个体占72%72%，基因型为，基因型为aaaa的个体占的个体占4%4%，基，基因因A A和基因和基因a a的频率分别是的频率分别是( )( )lA.24% 72% B.36% 64% C.57% A.24% 72% B.36% 64% C.57% 43% D.60%43% D.60%40%40%l按基因型频率计算：按基因型频率计算：A=AA

7、A=AA1/2Aa=24% 1/2Aa=24% 1/2 1/2 72%= 60%72%= 60%a=aa a=aa 1/2Aa=4% 1/2Aa=4% 1/2 1/2 72%= 40%72%= 40%探究活动（三）探究活动（三）遗传平遗传平衡状态衡状态3. 用数学方法讨论基因频率的改变用数学方法讨论基因频率的改变 假设讨论题假设讨论题2中的群体满足以下五个条件：中的群体满足以下五个条件： 昆虫群体数量足够大，昆虫群体数量足够大， 全部的雌雄个体间都能全部的雌雄个体间都能自由交配自由交配并能产生后并能产生后代，代， 没有迁入与迁出，没有迁入与迁出， AA、Aa、aa三种基因型昆虫的生存能力完全三

8、种基因型昆虫的生存能力完全相同（也就是说自然选择对相同（也就是说自然选择对A、a控制的翅型性状控制的翅型性状没有作用）没有作用） 也没有基因突变和染色体变异。也没有基因突变和染色体变异。计算：计算： (1)子一代、子二代、子三代的基因频率与子一代、子二代、子三代的基因频率与基因型频率。基因型频率。存在有遗传平衡时，雌雄配子：存在有遗传平衡时，雌雄配子： A 60%A 60%a 40%a 40%36%24%16%AAAaAa 24%aa卵子卵子精子精子 亲代亲代子一代子一代 子二代子二代 子三代子三代基因基因型频型频率率AA30%Aa60%aa10%基因基因频率频率A60%a40%36%48%1

9、6%60%40%36%16%48%60%60%40%40%（2）分析各代基因频率与基因型频率相同）分析各代基因频率与基因型频率相同吗？吗？ 36%48%16%l运用遗传平衡公式：运用遗传平衡公式：l例例3 3：在某一个种群中，已调查得知，隐性性状者：在某一个种群中，已调查得知，隐性性状者（等位基因用（等位基因用A A、a a表示）占表示）占16%16%，那么该种群的，那么该种群的AAAA、AaAa基因型个体出现的概率分别为：基因型个体出现的概率分别为：lA.0.36A.0.36、0.48 B.0.360.48 B.0.36、0.24 0.24 lC.0.16C.0.16、0.48 D.0.48

10、0.48 D.0.48、0.360.36l第一步已知隐性性状者即第一步已知隐性性状者即aaaa的基因型频率为的基因型频率为16%16%，那么那么a a基因的频率为基因的频率为0.40.4、A A的基因频率为的基因频率为1- 1-0.4=0.60.4=0.6。l第二步将其看作在理想的状态下，运用遗传平衡第二步将其看作在理想的状态下，运用遗传平衡公式进行计算：公式进行计算：AA%=A%AA%=A%A%=0.6A%=0.60.6=0.360.6=0.36；Aa%=2Aa%=2A%A%a%=2a%=20.60.60.4=0.480.4=0.48（3 3）上述计算结果是在满足五个假设条件的基）上述计算结

11、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？特别是如果第点假设成立这与前都能成立吗？特别是如果第点假设成立这与前面我们所学的基因突变的哪个特点相违背？面我们所学的基因突变的哪个特点相违背？基因突变可产生新基因突变可产生新基因基因( (等位基因等位基因) )，基因突变是可遗传基因突变是可遗传变异的根本来源；变异的根本来源；是基因频率改变的是基因频率改变的基础基础。 遗传平衡所指的种群是理想种群，在自然条件遗传平衡所指的种群是理想种群，在自然条件下，这样的种群是不存在的。所以种群基因频率下，这样的种群是不存在的。所以种群

12、基因频率迟早要发生变化，所以种群的进化是必然的。迟早要发生变化，所以种群的进化是必然的。思考：思考：生物自发突变的频率很低，且大多数突变对生物生物自发突变的频率很低，且大多数突变对生物体是有害的，它为何还能作为生物进化的原材料呢？体是有害的，它为何还能作为生物进化的原材料呢？ 例例4. 果蝇约有果蝇约有104对基因，假定每个基因的突对基因，假定每个基因的突变率都是变率都是105，若有一个中等数量的果蝇种群，若有一个中等数量的果蝇种群（约有（约有108个个体），那么每一代出现基因突变数个个体），那么每一代出现基因突变数是多少呢？是多少呢？ 2 104 105个体个体 108种群种群=2 107影

13、响种群基因频率变化的根本原因是什么？变异 变异的类型有那些？不能遗传的变异可遗传的变异基因突变染色体变异基因重组 突 变 产生产生等位基因等位基因基因重组基因重组多种多样多种多样的基因型的基因型种群出现大量种群出现大量的可遗传变异的可遗传变异变异是不定向的变异是不定向的形成了进化的原材料形成了进化的原材料突变突变（1 1）根据前面所学的你能做出假设吗？）根据前面所学的你能做出假设吗？探究活动（四）探究活动（四）“探究自然选择对种群基因频率的影响探究自然选择对种群基因频率的影响”ss黑褐色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自然选择可以使种群的基因频率定向改变探

14、究活动（三）探究活动（三）2 2）现在我们用数学方法来讨论一下桦尺蠖基因频率变化）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。的原因。18701870年桦尺蠖的基因型频率为年桦尺蠖的基因型频率为SS10% SS10% ； Ss20%Ss20%； ss70%ss70%，在树干变黑这一环境条件下假如树干变黑不利于，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桦尺蠖的生存，使得种群中浅色个体每年减少10%10%，黑色，黑色个体每年增加个体每年增加10%10%，以后的几年内，桦尺蠖种群每年的基，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？

15、因型频率与基因频率是多少呢？第第1 1年年 第第2 2年年 第第3年年第第4年年基因型基因型频率频率SS10%10%11.5%11.5%Ss20%20%22.9%22.9%ss70%70%65.6%65.6%基因基因频率频率S20%20%23%23%s80%80%77%77%70.7%26%29.2%14.7%56.1%60.9%26.1%73.9%29.3%13.1%升高升高降低降低(3)(3)在这个探究实验中根据上面的数据分析，变黑的环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

16、有影响吗？浅色个体的出生率有影响吗？(4)(4)在自然选择中，直接受选择的是基因型还是表现型？在自然选择中，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变黑的环境使控制浅色的s s基因频率减少，基因频率减少，S S基基因频率增加。因频率增加。许多浅色个体可能在没有交配、产卵前就已被天许多浅色个体可能在没有交配、产卵前就已被天敌捕食敌捕食。天敌看到的是天敌看到的是桦尺蠖的体色（表现型）而不是桦尺蠖的体色（表现型）而不是控制体色的基因控制体色的基因。自然选择对种群基因频率的影响自然选择对种群基因频率的影响变异是不定向的变异是不定向的不利变异被淘汰不利变异被淘汰, ,有利变异逐渐积累有利变

17、异逐渐积累经过自然选择经过自然选择种群的基因频率发生定向改变种群的基因频率发生定向改变生物朝一定方向缓慢进化生物朝一定方向缓慢进化自然选择自然选择表现型表现型基因型基因型基因频率基因频率直接直接间间接接例例6.某岛屿上存在着尺蛾的两个变种，该地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。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：这些变产生的原因是：（ ）A灰尺蛾迁离，黑尺蛾迁入灰尺蛾迁离，黑尺蛾迁入B工业煤烟使灰尺蛾变成黑尺蛾工业煤烟使灰尺蛾变成黑尺蛾C自然选择作用自然选择作用D人工

18、选择的作用人工选择的作用森林时期森林时期工业时期工业时期灰蛾灰蛾黑蛾黑蛾灰蛾灰蛾黑蛾黑蛾99%1%1%99%Cl例例7.用现代生物进化理论分析解释狼用现代生物进化理论分析解释狼的进化过程。的进化过程。l(1)狼群中存在不同类型的个体，如狼群中存在不同类型的个体，如有跑得快的，有跑得慢的。它说明有跑得快的，有跑得慢的。它说明生物具有生物具有_的特性，而这种特的特性，而这种特性是生物进化的性是生物进化的 。l(2)随着环境的改变，食物稀少，跑随着环境的改变，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、环境对狼起了下去。这样，食物、环境对狼起了_作用，而

19、这种作用是作用，而这种作用是_的，它决定着生物进化的的，它决定着生物进化的_。变异变异原材料原材料选择选择定向的定向的方向方向2.2.伴伴XX遗传方面的基因频率计算遗传方面的基因频率计算 这类题目的特殊点是：这类题目的特殊点是：要对要对XX染色体总数的正确染色体总数的正确计算，计算，因为男性中只有一个因为男性中只有一个XX染色体，所以计算男染色体，所以计算男性性XX染色体总数时染色体总数时不需要乘以不需要乘以2 2，这样就能够得出，这样就能够得出正确的结果。正确的结果。例例8：(2013年年2月南京调研卷月南京调研卷)对某对某校学生进行色盲遗传病调查研究后校学生进行色盲遗传病调查研究后发现：发

20、现：780名女生中有患者名女生中有患者23人、携人、携带者带者52人；人；820名男生中有患者名男生中有患者65人，人，那么该群体中色盲基因的频率是那么该群体中色盲基因的频率是( ) A.4.4% B.5.1% C.6.8% D.10.2%【解析】色盲是伴X染色体隐性遗传，女性色盲患者的基因型是： XbXb ，女性携带者的基因型是：XBXb，男性色盲患者的基因型是： Xb Y。 (男性无携带者)根据题意，780名女生中有患者23人、携带者52人，因此女性中Xb占：23252=98；820名男生中有患者65人，因此男性中Xb占：65Xb基因总数：9865163这样，该校学生中的X染色体总数是：7

21、8028202380，这样该群体中色盲基因的频率就是：163/2380=6.8%。答案选C(容易会误算成(780820)23200，结果得出5.1%这一错误结论，而选B) 1.某工厂男性5000名，男色盲250名；女性4000名，女色盲28人，女性携带者312人。此工厂男女色盲的发病率分别为 和 。色盲基因和正常基因的频率分别是 和 。4.8%95.2%Try it ！ 4.在某植物种群中随机抽样调查得知，其中基因型为AA和aa的个体分别占30%和20%则该种群中基因A和a的频率依次是 和 。10年中由于环境变化，AA型个体由于不适应而大量死亡，10年后，AA和aa型个体分别占群体的5%和85%，则此时A和a的频率分别 和 。判断这10年间，该生物有无进化？ ，原因是 。55%45%