1、6.36.3 种群基因组成的变化与物种的形成种群基因组成的变化与物种的形成【学习目标学习目标】1、解释种群、种群基因库、基因频率、地理隔离、生殖隔离等概念2、运用数学统计方法讨论种群基因频率的变化3、探讨自然选择对种群基因频率变化的影响【课前预习案】课前预习案】一、种群基因组成的变化一、种群基因组成的变化1、种群的概念：生活在的的集合叫做种群2、种群中基因传递的特点：种群在繁衍过程中，个体 有新老交替，基因却代代相传3、基因库的概念：一个种群中，叫作这个种群的基因库4、基因频率的概念：，叫作基因频率5、自然界中可遗传变异的来源：可遗传的变异来源于6、基因突变率：基因突变个体数占被观察个体总数的
2、比率7、基因突变数：每一个基因的突变率虽然很低，但在一个种群中基因的突变数量仍然很大二、隔离在物种形成中的作用二、隔离在物种形成中的作用1、物种的概念：能够在的一群生物称为一个物种2、生殖隔离的概念：不同物种之间一边是不能相互交配的，即使交配成功，这种现象叫做生殖隔离3、地理隔离的概念：， 叫做地理隔离4、隔离的概念：不同种群间的个体，在自然条件下，统称为隔离【课堂探究案】课堂探究案】 问题探究问题探究一一 1在一个种群中随机抽出一定数量的个体，其中基因型 AA 的个体占 24%，基因型 Aa 的个体占 72%，基因型 aa 的个体占 4%。该种群中基因 A 和基因 a 的频率分别是多少？2某
3、工厂有男女职工各 200 名，对他们进行调查时发现，女性色盲基因的携带者为 15 人，患者为 5 人，男性患者为 11 人。那么，这个群体中色盲基因的频率为多少？提示：据题意分析，基因型 XBXb有 15 人，基因型 XbXb有 5 人，基因型 XbY 有 11 人，所以，Xb共有 36 个，女性有 2 条 X 染色体，男性只有 1 条 X 染色体，所以等位基因总数2002200600。因此，Xb的基因频率是 36/600100%6%。名师点津：名师点津：1以一对等位基因(A、a)和其组成的基因型(AA、Aa、aa)为例(1)A 或 a 的基因频率为该基因数A（或 a）该基因及其等位基因总数（
4、Aa）100%(2)AA 或 Aa 或 aa 的基因型频率为该基因型个体数AA（或 Aa、aa）种群个体总数100%题型一已知调查的各种基因型的个体数，计算基因频率某基因频率该基因总数该基因及其等位基因总数100%A2AAAa2（AAAaaa）100%aAa2aa2（AAAaaa）100%A、a 为基因，AA、Aa、aa 为三种基因型个体数。题型二已知基因型频率求基因频率常染色体上一个等位基因的频率该等位基因纯合子的频率1/2杂合子的频率AAA1/2Aa；aaa1/2Aa。题型三X 染色体上基因的基因频率的计算XY 型性别决定的生物，基因在 X 染色体上，Y 染色体上无等位基因，计算时只计 X
5、 染色体上的基因数，不考虑 Y 染色体。ZW 型性别决定也是这样。例如，用N表示个体数，则有XbXbXBXb2NXbXbNXBXbNXbY2NXXNXY不涉及 Y 染色体，XBXb1。题型四利用哈代温伯格定律，由基因频率计算基因型频率(1)成立前提种群非常大；所有雌雄个体之间自由交配；没有迁入和迁出；没有自然选择；没有突变。(2)计算公式当等位基因只有两个(A、a)时，设p表示 A 的基因频率，q表示 a 的基因频率，则基因型 AA的频率为p2，Aa 的频率为 2pq，aa 的频率为q2。如果一个种群达到遗传平衡，其基因型频率应符合：p22pqq21。误区警示：伴 X 染色体遗传病中，男性中患
6、者的表型概率(色盲)相关基因型(XbY)的频率相关基因(b)的频率。2自交、自由交配与基因频率改变的关系(1)自交是指基因型相同的个体交配，雌雄同株植物是指自花传粉。结果是杂合基因型频率降低，纯合基因型频率增加，在无选择条件下，各基因频率不变。(2)自由交配是指种群内不同基因型的个体间相互交配。在无选择的条件下，基因频率、基因型频率均保持不变，相关计算可按哈代温伯格定律进行。(3)只要种群的基因频率不变，即使基因型频率改变，种群也未发生进化。 问题探究二问题探究二 适应是自然选择的结果适应是自然选择的结果1所有的变异都能导致种群基因频率的改变吗？为什么？2突变具有低频性，还能为生物进化提供原材
7、料吗？3生物进化的实质是什么？如何判断一个种群是否发生了进化？名师点津名师点津1理解“可遗传的变异”的含义(1)来源：基因突变、基因重组以及染色体变异。其中基因突变和染色体变异统称为突变，都能产生新的基因型，但只有基因突变能产生新的基因。(2)数量大突变数大：突变的频率虽然很低，但一个种群往往由许多个体组成，而且每一个个体的每一个细胞都含有成千上万个基因，所以在种群中每一代都会产生大量的突变。基因重组：基因突变产生的等位基因，通过有性生殖过程中的基因重组，可以形成多种多样的基因型，从而使种群出现大量的可遗传变异。(3)意义：为生物进化提供原材料，但不能决定生物进化的方向。2自然选择对种群基因频
8、率变化的影响(1)在自然选择的作用下，具有有利变异的个体有更多的机会产生后代，种群中相应基因的频率会逐渐提高。具体过程：种群中产生变异(不定向)不利变异被淘汰有利变异积累(定向) 基因频率定向改变 生物朝一定方向进化。(2)自然选择的对象直接对象是生物的表型。间接对象是相关的基因型。根本对象是与表型相对应的基因。(3)生物进化的实质：种群基因频率的改变。(4)生物进化的方向：变异是不定向的，自然选择是定向的，定向的自然选择决定了生物进化的方向。误区警示：(1)生物进化是以种群为单位的，而不是以个体或物种为单位的。因为同一物种个体可能分布在不同地域而不能进行基因交流。(2)突变包括基因突变和染色
9、体变异两种，并非仅指基因突变。(3)基因频率与生物进化的关系只要基因频率改变，生物就进化；只要生物进化，基因频率一定改变。若基因频率不变，则生物就不进化，基因频率是否改变是判断生物是否进化的有效依据。【课后巩固案】课后巩固案】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2根据现代生物进化理论判断，下列说法正确的是()A自然选择决定了生物变异和进化的方向B生物进化的实质是种群基因型频率的改变C种群内基因频率的改变在世代间具有连续性D种群内
10、基因频率改变的偶然性随种群数量下降而减小3在一次大风暴后，有人搜集了 100 只受伤的麻雀，并把它们饲养起来，结果活下来 64只。 在死去的个体中， 大部分是个体比较大、 变异类型特殊的， 下列有关叙述正确的是()A突变和基因重组是定向的B自然选择会改变种群的基因频率C特殊的变异类型都是不利的D不产生变异的生物才能生存4某植物种群中，r 基因纯合的个体不能存活。已知该种群的基因型分别为 YYRR、YyRR、yyRR、YYRr、YyRr、yyRr，它们的基因型频率依次为 30%、20%、20%、10%、10%、10%。则 Y和 y 的基因频率依次为()A55%和 45%B45%和 55%C27.
11、5%和 22.5%D22.5%和 27.5%5在一个海岛上的一种海龟中有的脚趾是连趾(ww)，有的脚趾是分趾(Ww、WW)。连趾海龟便于划水，游泳能力强，分趾海龟游泳能力较弱。开始时，连趾和分趾的基因频率各为 0.5，当岛上食物不足时， 连趾的海龟更容易从海中得到食物。 若干万年后， W 的基因频率变为 0.2，w 的基因频率变为 0.8。(1)该种群中所有海龟所含有的全部基因称为该种群的_，基因频率发生变化后，从理论上计算，杂合子占分趾海龟的比例为_。(2)该种群中海龟多种多样的类型来源于可遗传的变异，但由于变异是_的，因此只为生物进化提供原材料。(3)该海龟种群_(填“是”或“否”)发生了
12、进化，理由是_。用精练的语言把你当堂掌握的核心知识的精华部分和基本技能的要领部分写下来，并进行识记。知识精华技能要领答答案案【课前预习案】【课前预习案】一、一定区域同种生物全部个体全部个体所含有的全部基因在一个种群的基因库中，某个基因占全部等位基因数的比值基因突变、基因重组和染色体变异二、自然状态下相互交配并且产生可育的后代也不能产生可育的后代同种生物由于地理障碍而分成不同的种群，使得种群之间不能发生基因交流的现象不能自由交流的现象【课堂探究案】课堂探究案】问题探究一1.提示：A%AA%1/2Aa%60%；a%aa%1/2Aa%40%。2.提示：据题意分析，基因型 XBXb有 15 人，基因型
13、 XbXb有 5 人，基因型 XbY 有 11 人，所以，Xb共有 36 个，女性有 2 条 X 染色体，男性只有 1 条 X 染色体，所以等位基因总数2002200600。因此，Xb的基因频率是 36/600100%6%。问题探究二1.提示：不是。只有可遗传的变异才能影响种群基因的组成，才能改变基因频率。2.提示：虽然突变的频率低，但一个种群往往由许多个体组成，而每一个个体的每一个细胞内都有成千上万个基因，所以在种群中每一代都会产生大量突变。3.提示：进化的实质是种群基因频率的改变。判断的依据是种群基因频率是否发生改变。【课后巩固案】【课后巩固案】1-4BCBA解析(1)一个种群中所有个体所含的全部基因，称为该种群的基因库；由题意可知，基因频率发生变化后，WW 的基因型频率0.20.2100%4%，ww 的基因型频率0.80.8100%64%，Ww 的基因型频率164%4%32%，因此杂合子占分趾海龟的比例为 32%(4%32%)8/9。(2)该种群中海龟有多种多样的类型，其中可遗传的变异来源于突变和基因重组，但由于变异是不定向的，因此只是产生了进化的原材料。(3)生物进化的实质是种群基因频率的改变，该海龟种群中基因频率发生了改变，因此海龟发生了进化。答案(1)基因库8/9(2)不定向(3)是种群基因频率已经改变
