721种群基因频率的改变与生物进化-1课件.ppt

1、 可以按如下思路展开想像：一个基因所控制的性状，可以按如下思路展开想像：一个基因所控制的性状，对个体生存和繁殖后代的贡献越大，拥有该基因的个体就对个体生存和繁殖后代的贡献越大，拥有该基因的个体就可能越多。可能越多。达尔文的自然选择学说指出，在一种生物的群体中，达尔文的自然选择学说指出，在一种生物的群体中，出现出现_变异的个体容易存活，并且有有较多的机会变异的个体容易存活，并且有有较多的机会_。也就是说自然选择直接作用的是生物的。也就是说自然选择直接作用的是生物的_，而且是个体的，而且是个体的_。一一 种群基因频率的改变与生物进化种群基因频率的改变与生物进化 现代生物学家吸取了达尔文自然选择学说

2、的精华部分，现代生物学家吸取了达尔文自然选择学说的精华部分，运用运用现代遗传学、生态学、物理、化学方法现代遗传学、生态学、物理、化学方法对生物的进化对生物的进化进行分析，提出了进行分析，提出了现代的生物进化理论现代的生物进化理论。有利有利留下后代留下后代个体个体表现型表现型 但是，在自然界，没有哪个个体是长生不死的，个体但是，在自然界，没有哪个个体是长生不死的，个体的表现型也会随着个体的死亡而消失，决定表现型的基因的表现型也会随着个体的死亡而消失，决定表现型的基因却可以随着生殖而世代延续，并且在群体中扩散。可见，却可以随着生殖而世代延续，并且在群体中扩散。可见，研究生物的进化，仅研究个体的表现

3、型是否与环境相适应研究生物的进化，仅研究个体的表现型是否与环境相适应是不够的，还必须研究群体的基因组成的变化。是不够的，还必须研究群体的基因组成的变化。问问1、什么是种群？、什么是种群？问问2、种群的交配与基因传递？、种群的交配与基因传递？一一 种群基因频率的改变与生物进化种群基因频率的改变与生物进化 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时空条件时空条件组成和数量组成和数量生殖和遗传组成生殖和遗传组成一个池塘一个池塘一片草地一片草地全部鲤鱼全部鲤鱼所有蒲公英所有蒲公英相互交配，交流基因相互交配，交流基因相互交配，交流基因相互交配，交流基因一定自然区域一定自然区域同种生物个体总和

4、同种生物个体总和群体共有全部基因群体共有全部基因 种种 群群基因库基因库A A、一片树林中的全部猴是一个种群、一片树林中的全部猴是一个种群 B B、一片草地的所有蒲公英也是一个种群、一片草地的所有蒲公英也是一个种群 C C、一个池塘中的全部鱼属于种群、一个池塘中的全部鱼属于种群D D、一个池塘中的全部鲤鱼属于种群、一个池塘中的全部鲤鱼属于种群E E、两个池塘内的全部青蛙属于种群、两个池塘内的全部青蛙属于种群F F、一片草地上的成年梅花鹿属于种群、一片草地上的成年梅花鹿属于种群是是是是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叫做种群。叫做种群。一一 种群基因频率的改变

5、与生物进化种群基因频率的改变与生物进化 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种群是种群是生物繁殖生物繁殖的基本单位。的基本单位。种群在繁衍过程中，种群在繁衍过程中，个体新老交替，基因代代相传个体新老交替，基因代代相传。例如。例如,许许多昆虫的寿命都不足一年（如蝗虫），所有的虫都会在秋风中死去，多昆虫的寿命都不足一年（如蝗虫），所有的虫都会在秋风中死去，其中有些个体成功地完成生殖，死前在土壤中埋下受精卵。来年春其中有些个体成功地完成生殖，死前在土壤中埋下受精卵。来年春夏之交，部分受精卵成功地发育成蝗虫夏之交，部分受精卵成功地发育成蝗虫 问问3、什么是基因库？、什么是基因库？彼此彼

6、此可以交配可以交配，通过繁殖将自己的通过繁殖将自己的基因传递基因传递给后代。给后代。（实现基因交流）实现基因交流）3 3、基因库：、基因库：1 1、种群的定义、种群的定义 2 2、种群的繁殖、种群的繁殖 解：解：就就 AaAa 这对等位基因来说，每个个体可以看做含这对等位基因来说，每个个体可以看做含有有2 2个基因，那么，这个基因，那么，这100 100 个个体共有个个体共有200200个基因个基因(A(A或或a)a)。由此可知：由此可知：A A 基因的数目是基因的数目是2 230+60=120 30+60=120 个个 a a 基因的数目是基因的数目是2 210+60=80 10+60=80

7、 个个 A A 基因的频率为基因的频率为120120200=60200=60 a a 基因的频率为基因的频率为80 80 200=40200=40 例如，在某昆虫种群中，决定翅色为绿色的基因为例如，在某昆虫种群中，决定翅色为绿色的基因为A A，决定翅色为褐色的基因为决定翅色为褐色的基因为a a，从这个种群中随机抽取，从这个种群中随机抽取100100只只个体，测得基因型为个体，测得基因型为AAAA、AaAa和和aaaa的个体分别是的个体分别是 3030、6060和和10 10 个，个，试求基因试求基因A A、a a的频率的频率？一一 种群基因频率的改变与生物进化种群基因频率的改变与生物进化 1-

8、种群是生物进化的基本单位种群是生物进化的基本单位问问5、如何求基因频率？、如何求基因频率？4.4.基因频率：基因频率：在一个种群基因库中，某个基因占全部等位在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率，叫做基因频率。基因数的比率，叫做基因频率。问问4、什么是基因频率？、什么是基因频率？别：基因频率别：基因频率=纯合体基因型频率纯合体基因型频率+杂合子基因型频率的一半杂合子基因型频率的一半基因频率基因频率 =该基因的总数该基因的总数该等位基因的总数该等位基因的总数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基因频率基因频率 基因型频率基因型频率A基因频率基

9、因频率（30302+602+60）200200 6060 a基因频率基因频率（10102+602+60）200200 4040一一 种群基因频率的改变与生物进化种群基因频率的改变与生物进化 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AA基因型频率：基因型频率：30/100=30%Aa基因型频率：基因型频率：60/100=60%aa基因型频率：基因型频率：10/100=10%则：则：A基因频率：基因频率：301/26060 a基因频率：基因频率：10 1/260401 1、已知人眼中的褐色（、已知人眼中的褐色（A A）对蓝色）对蓝色(a)(a)是显性。在一个有是显性。在一个有30000

10、30000人的人群中，蓝眼人有人的人群中，蓝眼人有36003600人，褐眼的有人，褐眼的有2640026400人，人，其中纯合体有其中纯合体有1200012000人。那么，在这个人群中人。那么，在这个人群中A A和和a a基因频基因频率分布为率分布为2 2、在某一种群中，已调查得知，隐性性状者（等位基因、在某一种群中，已调查得知，隐性性状者（等位基因用用A A、a a表示）表示）占占16%16%，那么该性状的，那么该性状的AAAA、AaAa基因型个体出基因型个体出现的频率分别为现的频率分别为 一一 种群基因频率的改变与生物进化种群基因频率的改变与生物进化 1-种群是生物进化的基本单位种群是生物

11、进化的基本单位0.640.64和和0.360.36 0.36 0.36和和0.480.483 3、某工厂有男女职工各、某工厂有男女职工各200200人，对他们进行调查时发现，人，对他们进行调查时发现，女色盲女色盲5 5人，女性携带人，女性携带1515人。男性色盲人。男性色盲1111人，求人，求X XB B,X,Xb b的频的频率率.总基因数：总基因数：2002200600 XbXb 5个个 XBXb 15个个 XBXB 180个个 XbY 11个个 XBY 189个个 Xb：（521511）/600=6%XB：（180215+189）/600=94%一一 种群基因频率的改变与生物进化种群基因频

12、率的改变与生物进化 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4 4、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XBXB(42.32%)XBXb(7.36%)XbXb(0.32%)XBY(46%)XbY(4%)，则该地则该地区区 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一一 种群基因频率的改变与生物进化种群基因频率的改变与生物进化 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思考：这一种群繁殖若干代以后，其基因频率会不会发生变化呢？思考：这一种群繁殖若干代以后，其基因频率会不

13、会发生变化呢？亲代亲代 基因型频率基因型频率AA30%Aa 60%aa10%配子比例配子比例AAaa子代子代 基因型频率基因型频率AA Aaaa子代子代 基因频率基因频率Aa30%30%30%10%36%48%16%60%40%A 60%A 60%a 40%a 40%36%24%16%AAAaAa24%aa卵细胞卵细胞精子精子一一 种群基因频率的改变与生物进化种群基因频率的改变与生物进化 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子一代子一代 基因型频率基因型频率AA36%Aa 48%aa16%配子比例配子比例AAaa子二代子二代 基因型频率基因型频率AA Aaaa子二代子二代 基因

14、频率基因频率Aa36%24%24%16%36%48%16%60%40%一一 种群基因频率的改变与生物进化种群基因频率的改变与生物进化 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1.1.假设上述昆虫种群非常大，所有的雌雄个体间都能自由假设上述昆虫种群非常大，所有的雌雄个体间都能自由交配并产生后代，没有迁入和迁出自然选择对翅色这一交配并产生后代，没有迁入和迁出自然选择对翅色这一相对性状没有作用，基础相对性状没有作用，基础A A 和和a a都不产生突变，据据孟德都不产生突变，据据孟德尔的分离定律计算：尔的分离定律计算：（1 1）A A

15、配子占配子占60%60%，a a配子占配子占40%40%。（2 2）子代基因型频率：）子代基因型频率：AAAA占占36%36%；AaAa占占48%48%；aaaa占占16%16%。（3 3）子代种群的基因频率：）子代种群的基因频率：A A占占60%60%；a a占占40%40%。一一 种群基因频率的改变与生物进化种群基因频率的改变与生物进化 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）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）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）想一想，子二代，子三代以及若干代以后，种群的）想一想，子二代，子三代以及若干

16、代以后，种群的基因频率会同子一代一样吗？基因频率会同子一代一样吗？（1）该种群产生的）该种群产生的A A配子和配子和a a配子的比率各是多少？配子的比率各是多少？一一 种群基因频率的改变与生物进化种群基因频率的改变与生物进化 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PF1F2配配子子基基因因型型频频率率基基因因频频率率p(AA)=30%p(Aa)=60%p(aa)=10%p(A)=6060 p(a)=4040p(AA)=36%p(Aa)=48%p(aa)=16%p(A)=6060 p(a)=4040p(AA)=36%p(Aa)=48%p(aa)=16%p(A)=6060 p(a)=

17、4040 A或或A 60%a或或a 40%A或或A 60%a或或a 40%（4）想一想，子二代，子三代以及若干代以后，种群的基因频）想一想，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？率会同子一代一样吗？子一代基因型频率子一代基因型频率AA(36%)Aa(48%)aa(16%)子一代的子一代的配子比率配子比率A(36%)A(24%)a(24%)a(16%)子二代基因型频率子二代基因型频率AA(36%)Aa(48%)aa(16%)子二代基因频率子二代基因频率A(60%)a(40%)一一 种群基因频率的改变与生物进化种群基因频率的改变与生物进化 1-种群是生物进化的基本单位种群是

18、生物进化的基本单位亲代基因型的频率亲代基因型的频率AA(30%)Aa(60%)aa(10%)亲代的亲代的配子的比率配子的比率A(30%)A(30%)a(30%)a(10%)子一代基因型频率子一代基因型频率AA(36%)Aa(48%)aa(16%)子一代基因频率子一代基因频率A(60%)a(40%)子二代基因型频率子二代基因型频率AA(36%)Aa(48%)aa(16%)子二代的子二代的配子比率配子比率A(36%)A(24%)a(24%)a(16%)子三代基因型频率子三代基因型频率AA(36%)Aa(48%)aa(16%)子三代基因频率子三代基因频率A(60%)a(40%)亲代亲代 子一代子一代

19、 子二代子二代 子三代子三代基因型基因型频率频率AA30%36%36%36%Aa60%48%48%48%aa10%16%16%16%基因基因 频率频率A60%60%60%60%a40%40%40%40%种群的基因频率会同子一代一样。种群的基因频率会同子一代一样。一一 种群基因频率的改变与生物进化种群基因频率的改变与生物进化 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上述计算结果是建立在五个假设条件基础上的。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？些实例？一一 种群基因频率的改

20、变与生物进化种群基因频率的改变与生物进化 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 3如果该种群出现新的突变型（基因型为如果该种群出现新的突变型（基因型为A2a或或A2A2,也就是产生新的等位基因也就是产生新的等位基因A2，种群的基因频率会，种群的基因频率会变化吗？基因变化吗？基因A2的频率可能会怎样变化？的频率可能会怎样变化？2.2.对自然界的种群来说，这五个条件不可能同时都成对自然界的种群来说，这五个条件不可能同时都成立。例如，翅色与环境色彩较一致的，被天敌发现的机会立。例如，翅色与环境色彩较一致的，被天敌发现的机会就少些。就少些。3.3.突变产生新的基因会使种群的基因频率发生变化。突变产生新的基因会使种群的基因频率发生变化。基因基因A2的频率是增加还是减少，要看这一突变对生物体的频率是增加还是减少，要看这一突变对生物体是有益的还是有害的。是有益的还是有害的。结论：上述上述5个假设都成立的条件下，种群基因频率在世代繁衍过个假设都成立的条件下，种群基因频率在世代繁衍过程中不会发生变化，我们称为程中不会发生变化，我们称为遗传平衡遗传平衡。