现代进化论的内容.ppt
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1、第第2节节 现代生物进化理论的现代生物进化理论的主要内容主要内容 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 如果在褐色翅如果在褐色翅( (基因型为基因型为aaaa) )昆虫的群体昆虫的群体中偶然出现一只绿色翅中偶然出现一只绿色翅( (基因型为基因型为AaAa) )的变异的变异个体,且绿色比灰色更不易被捕食。那么:个体,且绿色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
2、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,后代还会是绿色与其他个体交配生殖,后代还会是绿色的吗?的吗?(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
3、蒲公英种群的特点:种群中的个体可以彼此交配,并通过种群的特点:种群中的个体可以彼此交配,并通过繁殖将各自的基因传给后代。繁殖将各自的基因传给后代。基因库:一个种群中全部个体所含有的全部基因,基因库:一个种群中全部个体所含有的全部基因,叫做该种群的基因库。叫做该种群的基因库。基因频率:在一个种群基因库中,某个基因占全部基因频率:在一个种群基因库中,某个基因占全部等位基因数的比例。等位基因数的比例。A A(a a)的频率)的频率 = = A(aA(a) )的个数的个数/ /基因基因A A和和a a总数总数A A频率频率 + a+ a频率频率 = 1 = 1 某种基因的基因频率某种基因的基因频率=某
4、种基因的纯合体频率某种基因的纯合体频率+1/2杂合体频率杂合体频率基因型频率基因型频率=该基因型个体数该基因型个体数/该种群个体总数该种群个体总数 已知某昆虫翅的绿色由显性基因已知某昆虫翅的绿色由显性基因A A控制,褐色由控制,褐色由隐性基因隐性基因a a控制。现从该种群中随机抽取控制。现从该种群中随机抽取100100个个体,个个体,测得基因型为测得基因型为AAAA、AaAa、aaaa的个体数分别是的个体数分别是3030、6060、1010个。求该种群基因个。求该种群基因A A和和a a的频率。的频率。100100个个体基因的总数是个个体基因的总数是200200个个A A的频率的频率 = =
5、(30302 + 60 2 + 60 )/ 200 = 0.6/ 200 = 0.6a a的频率的频率 = = (60 + 1060 + 102 2 )/ 200 = 0.4/ 200 = 0.4或或a a的频率的频率 = 1 = 1 0.6 = 0.4 0.6 = 0.4 如果该种群是一个非常大的群体,各雌雄个体如果该种群是一个非常大的群体,各雌雄个体之间可以自由交配的话,就有下列之间可以自由交配的话,就有下列9 9种交配方式。种交配方式。P P基因型频率基因型频率AA_AA_AaAa_aaaa_配子的比率配子的比率A_A_A _A _a _a _a_a_F F基因型频率基因型频率AA_AA
6、_AaAa_aaaa_F F 基因频率基因频率A _A _a _a _0.30.30.10.10.30.30.30.30.30.30.10.10.360.360.480.480.160.160.60.60.40.40.60.6问题:若干代以后,该种群的基因频率会不会发生改问题:若干代以后,该种群的基因频率会不会发生改变?(填下表)。变?(填下表)。问题:从上表数据可知,后代的基因频率不变,事实问题:从上表数据可知,后代的基因频率不变,事实可能吗?可能吗? 如果一个种群能保证下列五个条件:该种群非如果一个种群能保证下列五个条件:该种群非常大;所有的雌雄个体都能自由交配;没有迁入常大;所有的雌雄个
7、体都能自由交配;没有迁入和迁出;自然选择对不同表现型的个体没有作用;和迁出;自然选择对不同表现型的个体没有作用;每对基因不发生突变,并且携带每对基因的染色体每对基因不发生突变,并且携带每对基因的染色体不发生变异。不发生变异。 这个种群的这个种群的基因频率基因频率(包括基因型频(包括基因型频率)就可以一代代稳定不变,保持平衡。这就是遗传率)就可以一代代稳定不变,保持平衡。这就是遗传平衡定律,也称哈代平衡定律,也称哈代温伯格平衡。温伯格平衡。 用数学方法讨论基因频率的变化用数学方法讨论基因频率的变化遗传平衡定律遗传平衡定律 若种群中一等位基因为若种群中一等位基因为A A和和a a,设,设A A的基
8、的基因频率因频率=p=p,a a的基因频率的基因频率=q =q , 因为因为(p(pq)=q)=A%+aA%+a%=1%=1, 则则(p+qp+q)2 2 = p= p2 2 + 2pq + q+ 2pq + q2 2 = = AA%+Aa%+aaAA%+Aa%+aa%=1%=1 。 AAAA的基因型频率的基因型频率=p=p2 2; aaaa的基因型频率的基因型频率=q=q2 2; AaAa的基因型频率的基因型频率=2pq=2pq。 2、一种蛾中控制浅颜色的等位基因是隐性的,控制、一种蛾中控制浅颜色的等位基因是隐性的,控制深颜色的等位基因是显性的。假设一个种群中有深颜色的等位基因是显性的。假设
9、一个种群中有640只浅色的蛾和只浅色的蛾和360只深色的蛾,群体呈遗传平衡,那只深色的蛾,群体呈遗传平衡,那么有多少只杂合子的蛾?么有多少只杂合子的蛾?1、某工厂有男女职工各、某工厂有男女职工各200名,对他们进行调查时发名,对他们进行调查时发现,女性色盲基因的携带者为现,女性色盲基因的携带者为15人,患者人,患者5人,男性人,男性患者患者11人,那么这个群体中色盲基因的频率是多少?人,那么这个群体中色盲基因的频率是多少? 6%320只只(15+52+11)/(200女女2+200男男 1) 因,因,aa=q2=640/(640+360)=0.64a=q=0.8又因又因q+p=1,则,则A=p
10、=1-q=1-0.8=0.2Aa=2pq=20.80.2=0.32Aa的个体数的个体数=0.32(640只只+360只只)=320只只3、在一个种群中随机抽出一定数量的个体,其中基、在一个种群中随机抽出一定数量的个体,其中基因型因型AA的个体占的个体占24%,基因型,基因型Aa的个体占的个体占72%,基,基因型因型aa的个体占的个体占4%,那么基因,那么基因A和和a的频率分别为的频率分别为( )A、24% 72% B、36% 64%C、57% 43% D、60% 40%D影响基因频率的因素:影响基因频率的因素:基因突变、基因重组和自然选择。基因突变、基因重组和自然选择。生物进化的实质就是:生物
11、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: 可遗传的变异是生物进化的原材料。可遗传的变可遗传的变异是生物进化的原材料。可遗传的变异来源于基因突变、基因重组和染色体变异(其中异来源于基因突变、基因重组和染色体变异(其中基基因突变和染色体变异统称突变因突变和染色体变异统称突变)。)。 基因突变产生新的等位基因,这就可能使种群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。的基因频率发生变化。突变突变基
12、因重组基因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种群中出现大量可遗传的变异可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(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(1 1)根据前面所学的知识你能做出假设吗?)根据前面所学的知识你能做出假设吗?“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”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(三三)自然选择决定生物进化的方向自
13、然选择决定生物进化的方向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的原因。)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。18701870年桦尺蠖的基因型频率为年桦尺蠖的基因型频率为SS 10% SS 10% ; Ss 20%Ss 20%; ss 70%ss 70%,在树,在树干变黑这一环境条件下假如树干变黑不利于浅色桦尺蠖的生存,使干变黑这一环境条件下假如树干变黑不利于浅色桦尺蠖的生存,使得种群中浅色个体每年减少得种群中浅色个体每年减少10%10%,黑色个体每年增加,黑色个体每年增加10%10%,以后的几,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?年内,
14、桦尺蠖种群每年的基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年年基因型频率SS10%10%11.5%11.5%Ss20%20%22.9%22.9%ss70%70%65.6%65.6%基因频率S20%20%23%23%s80%80%77%77%70.7%26%29.3%14.6%56.1%60.9%26.1%73.9%29.3%13.1%升高升高降低降低不定向变异自然选择通过生存斗争实现不利变异 (基因)淘汰由生存斗争中失败而死亡有利变异有利变异 (基因基因)通过遗传积累种群的基因频率定向改变生物定向进化影响基因频率的因素:影响基因频率的因素:突变突变、基因重组基因
15、重组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,也是生种群是生物进化的单位,也是生物(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: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)的,经过长期的自然选择,其中不利变异被不断淘汰,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(有利变异逐渐( ),从而使种群的基因),从而使种群的基因频率发生(频率发生( )改变,导致生物朝向一
16、)改变,导致生物朝向一定方向进化。可见,生物进化的方向是由定方向进化。可见,生物进化的方向是由( )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练习练习. .某岛屿上存在着尺蛾的两个变种,该地区原为森林,后建设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。这些变化产生的原因是变化产生的原因是 ( )( )A A灰尺蛾迁离,黑尺蛾迁入灰尺蛾迁离,黑尺蛾迁入B B工业煤烟使灰尺
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