【公开课】种群基因组成的变化与物种的形成课件高一下学期生物人教版必修2.pptx
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1、CHANGESINPOPULATIONGENETICMAKEUPANDSPECIESFORMATION第六章生物的进化白色花丛中的黄色蝴蝶白色花丛中的黄色蝴蝶(aa)aa)群体中偶然出现一只群体中偶然出现一只白色蝴蝶白色蝴蝶(A_)(A_)的变异个体。的变异个体。问题探讨问题探讨1 1)该变异对于蝴蝶的存活有什么影响?)该变异对于蝴蝶的存活有什么影响?白色蝴蝶能够在此环境(白花丛)下躲避天敌,增加生白色蝴蝶能够在此环境(白花丛)下躲避天敌,增加生存并繁殖后代的机会存并繁殖后代的机会2 2)以上说明自然选择直接筛选的是基因型还是表现型?)以上说明自然选择直接筛选的是基因型还是表现型?表现型表现型
2、(性状性状)问题探讨问题探讨3 3)白色个体如果脱离种群能把它体内的白色基因)白色个体如果脱离种群能把它体内的白色基因传递下去吗?传递下去吗?不能,生物通过繁殖才能将自己的基因传递下来。不能,生物通过繁殖才能将自己的基因传递下来。4 4)以上说明进化的单位是个体还是种群?)以上说明进化的单位是个体还是种群?种群。种群。白色花丛中的黄色蝴蝶白色花丛中的黄色蝴蝶(aa)aa)群体中偶然出现一只群体中偶然出现一只白色蝴蝶白色蝴蝶(A_)(A_)的变异个体。的变异个体。自然选择自然选择直接作用对象:直接作用对象:个体的个体的性状性状(表表现型)现型)研究生物的进化,仅研究个体和表型是不够的,还必须研究
3、种群种群种群种群基因组成的变化。根本作用对象:根本作用对象:种群的基因种群的基因什么是种群什么是种群?生活在一定区域的同种生物的全部个体叫做种群。生活在一定区域的同种生物的全部个体叫做种群。生活在一定区域的同种生物的全部个体叫做种群。种群是生物进化和繁殖的基本单位概念要点概念要点 同一区域同一区域 同种生物同种生物 全部个体全部个体 自由交配自由交配如果同种的两个异性个体相距遥远,没有机会交配,它们就分属两个不同种群。这两个种群是独立进化的,假以时日,有可能演变成两个不同物种种群种群第六章生物的进化判断下列是否属于种群:判断下列是否属于种群:(1)一个池塘中的所有的鱼(2)一个池塘中的全部的鲤
4、鱼(3)两个池塘内的全部青蛙(4)一片草地上的全部植物(5)一片草原上的所有斑马基因库:一个种群中基因库:一个种群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。基因频率:在一个种群基因库中,某个基因占全部等位基因基因频率:在一个种群基因库中,某个基因占全部等位基因数的比率。数的比率。基因型频率:在一个种群中,某基因型个体占基因型频率:在一个种群中,某基因型个体占种群内全部个体的比率。种群内全部个体的比率。基因型频率=某基因型个体总数种群全部个体数 100%基因频率=某基因的总数该等位基因的总数 100%某昆虫决定翅色的基因频率种群基因组成和变化种群基因组成和变化种群基因组成和变化种群基因
5、组成和变化第六章生物的进化已知已知某昆虫种群中决定翅色为绿色的基因为A,决定翅色为褐色的基因为a。样本样本从种群中随机抽出100100个个体,测知基因型为AA、Aa和 aa 的个体分别是3030、6060和1010个。计算 A 和 a 的基因频率分别是多少?计算计算A Aa aA aA AA AA AA aa aA AaaaaAaAaAaAAAAAAAAAAA A思考思考讨论讨论第六章生物的进化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假设上述昆虫群体满足以下五个条件:假设上述昆虫群体满足以下五个条件:昆虫群体数量足够大。全部的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代。没有迁入与迁出。
6、AA、Aa、aa三种基因型昆虫的生存能力完全相同(也就是说没有自然选择)。没有基因突变和染色体变异。遗传平衡状态遗传平衡状态思考思考 讨论讨论第六章第六章生物的进化生物的进化亲代基因型亲代基因型的比值的比值AAAA(30%30%)AaAa(60%60%)aaaa(10%10%)配子的比值配子的比值子代基因型子代基因型频率频率AAAA()Aa Aa()aaaa()子代基因子代基因频率频率A()A()a()a()36%36%48%48%16%16%60%60%40%40%A A(30%)(30%)A A(30%)(30%)a a(30%)(30%)a a(10%)(10%)思考思考 讨论讨论第六章
7、生物的进化亲代亲代子一代子一代 子二代子二代 子三代子三代基因型基因型频率频率AAAA30%30%36%36%AaAa60%60%48%48%aaaa10%10%16%16%基因基因频率频率A A60%60%60%60%a a40%40%40%40%36%36%16%16%48%48%60%60%40%40%各代基因频率相同吗?基因型频率相同吗?这有什么前提条件吗?各代基因频率相同吗?基因型频率相同吗?这有什么前提条件吗?各代基因频率相同。基因型频率从子一代开始保持不变。需要满足各代基因频率相同。基因型频率从子一代开始保持不变。需要满足上述上述5 5个前提条件。个前提条件。36%36%16%1
8、6%48%48%60%60%40%40%遗传平衡定律遗传平衡定律(哈代(哈代 温伯格定律)温伯格定律):当当群体满足以下群体满足以下五个条件五个条件:种群种群数量足够大;数量足够大;自由交配;自由交配;无迁入与迁出;无迁入与迁出;无自然选择;无自然选择;不产生突变。不产生突变。种群的基因频率将不会改变。种群的基因频率将不会改变。设设 A 的基因频率为的基因频率为 p,a 的基因频率为的基因频率为 q;则则 p+q=1,且:且:aa 基因型基因型频率频率AA 基因型频率基因型频率Aa 基因型频率基因型频率 (p+q)2 =p2 +2pq +q2 在对某工厂职工进行遗传学调查时发现,在男女在对某工
9、厂职工进行遗传学调查时发现,在男女各各400名名职工中,职工中,女性色盲基因的携带者为女性色盲基因的携带者为30人,患者为人,患者为10人,男性患者为人,男性患者为22人。人。那么这个群体中色盲基因的频率为那么这个群体中色盲基因的频率为()A.4.5 B.5.9 C.6 D.9解解析析:红绿红绿色色盲盲相关基因总数相关基因总数=400 2+400=1200(个个)Xb =10 2+30+22 1=72(个)(个)故红绿故红绿色色盲盲的基因频率(的基因频率(Xb%)=120072 100%=6%思考思考 讨论讨论第六章生物的进化上述计算结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,
10、这五个条件都能成立吗?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不存在的。在自然界中,种群的基因频率迟早要发生变化,也就是说种群的进化是必然的。说 明思考思考 讨论讨论第六章生物的进化如果该种群出现新的突变型(基因型为 A2a 或 A2A2),也就是产生新的等位基因 A2,种群的基因频率会变化吗?基因 A2的频率可能会怎样变化?突变产生的新基因会使种群的基因频率基因频率发生变化。基因 A2 的频率是增加还是减少,要看这一突变对生物体是有益还是有害的,这往往取决于生物生存的环境。结论结论第六章生物的进化种群的进化过程就是种群 发生变化的过程。是生物进化的基本单位。基因频率基因
11、频率种群种群当堂检测当堂检测第六章生物的进化1.下列关于种群的叙述中,错误的是()A.种群是生物进化和繁殖的基本单位B.一个池塘中的全部鱼是一个种群C.一个种群中的全部基因构成该种群的基因库D.种群内的个体会死亡,但基因库却可在代代相传的过程中得到保持和发展B B当堂检测当堂检测第六章生物的进化2.在某一种群中,经过调查得知,隐性性状约占 9%(等位基因用A、a表示),那么该性状的 AA、Aa 基因型个体出现的频率分别约为()A.0.9、0.82B.0.36、0.55C.0.49、0.42 D.0.18、0.73C C当堂检测当堂检测第六章生物的进化3.某种群中含有基因型为AA的个体300个,
12、Aa的个体 200个,aa的个体500个,则该种群中a的基因频率为()A.40%B.60%C.50%D.70%B B当堂检测当堂检测第六章生物的进化4.B/b是仅位于果蝇X染色体上的一对等位基因。现有一果蝇种群,雌雄各1000只。其中,基因型为XBXB的果蝇200只,基因型为XbXb的果蝇300只,基因型为XBY的果蝇600只。该果蝇种群中b的基因频率为()A.40%B.60%C.50%D.70%C C第六章生物的进化思考思考达尔文曾明确指出,可遗传的变异提供达尔文曾明确指出,可遗传的变异提供了生物进化的原材料。了生物进化的原材料。可遗传变异是怎么产生的呢?可遗传变异是怎么产生的呢?基因突变在
13、自然界是普普遍遍存存在在的。基因突变产生新新的的等等位位基基因因,这也就改变了该种群的基因频率种群的基因频率。第六章生物的进化回顾旧知变 异不可遗传变异基因突变基因重组染色体变异基因突变和染色体变异统称为突变。可遗传变异第六章生物的进化思考思考 讨论讨论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。为何还能作为生物进化的原材料呢呢?第六章生物的进化案例分析案例分析例如,果蝇的1 1组组染色体上约有 1.3101.3104 4 个基因,假定每个基因的突变率都是 1010-5-5,若有一个中等数量的果蝇种群(约有 10108 8 个个体),每一代出现基因突变数是多少?2 2 1.3 1.3
14、 10 104 4 10 10-5单个个体 10 108果蝇种群=2.=2.6 10107 7(个个)第六章生物的进化提出疑问提出疑问基因突变对生物一定基因突变对生物一定是有害的吗?是有害的吗?或者一定是有利的吗或者一定是有利的吗?往往取决于生物的往往取决于生物的生存环境。生存环境。某海岛上残翅和无翅的昆虫第六章生物的进化变异的特性变异的特性基因重组基因重组基因基因突变突变新的新的等位基因等位基因多种多样的多种多样的基因型基因型种群中出现种群中出现大量大量可可遗传遗传的变异的变异变异是变异是不定向不定向的的产生有性生殖过程中形 成促使促使推断第六章生物的进化提出疑问提出疑问突变和重组都是随机的
15、、不定向的。种群基因频率的改变是否也是不定向的呢?第六章生物的进化探究探究 实践实践探究自然选择对种群基因频率变化的影响探究自然选择对种群基因频率变化的影响英国的曼彻斯特地区有一种桦尺蛾,昼伏夜出。杂交实验表明:其体色受一对等位基因 S 和 s 控制,黑色(S)对浅色(s)是显性的。在19世纪中叶以前,桦尺蛾几乎都是浅色型的,该种群中 S 基因的频率很低,在 5%以下。20世纪中叶,黑色型的桦尺蛾却成了常见的类型,S 基因的频率上升到95%以上。19世纪时,曼彻斯特地区的树干上长满了浅色的地衣。后来,随着工业的发展,工厂排出的煤烟使地衣不能生存,结果树皮裸露并被熏成黑褐色。长满地衣的树干上的桦
16、尺蛾黑色树干上的桦尺蛾第六章生物的进化探究探究 实实践践探究探究自然选择对种群基因频率变化的影响自然选择对种群基因频率变化的影响桦尺蠖种群中s基因(决定浅色性状)的频率为什么越来越低?提出问题作出假设环境改变环境改变(树皮变黑)后,浅色个体不易存活,树皮变黑)后,浅色个体不易存活,黑色个体有机会产生更多后代。黑色个体有机会产生更多后代。第六章生物的进化探究探究 实践实践探究探究自然选择对种群基因频率变化的影响自然选择对种群基因频率变化的影响创设情境计 算1870 年桦尺蠖的基因型频率为 SS 10%,Ss 20%,ss 70%,S 的基因频率为 20%。在树干变黑这一环境条件下,假如树干变黑不
17、利于浅色桦尺蠖的生存,使得种群中浅色个体每年减少10%,黑色个体每年增加10%。第第2 21010年间,年间,该该种群每年的基因型频率各是多种群每年的基因型频率各是多少少?基因频率是多基因频率是多少少?第六章生物的进化探究探究 实践实践按种群中浅色(ss)个体每年减少10%,黑色个体(S_)每年增加10%计算:第第1 1年年第第2 2年年第第3 3年年第第4 4年年基因型基因型频率频率SS1010%11.11.5%Ss2020%22.922.9%ss7070%65.6%基因基因频率频率S2020%2323%s80 0%7777%7070.7 7%26.0 0%29 9.3%14.6%56.1%
18、60 0.9 9%26.1%7 73.9 9%29 9.3%13.1%升升高高降低降低116322第六章生物的进化探究探究 实践实践讨论一树干变黑会影响桦尺蛾种群中浅色个体的出生率吗?为什么?树干变黑会树干变黑会影响影响桦尺蛾种群中浅色个体的出生率。桦尺蛾种群中浅色个体的出生率。讨论二在自然选择过程中,直接受选择的是基因型还是表型?为什么?直接受选择的是直接受选择的是表型表型(体色),而不是基因型。(体色),而不是基因型。第六章生物的进化结论归纳结论归纳自然选择对种群基因频率变化的影响自然选择对种群基因频率变化的影响变异是变异是不定向的不定向的自然选择定向不利变异被淘汰,不利变异被淘汰,有利变
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