1、2021人教版（人教版（新教材新教材）必修二）必修二 遗传和进化遗传和进化第6章 生物的进化第3节 种群基因组成的变化与物种形成本节聚焦本节聚焦：1 1、为什么说种群是生物进化的基本单位？、为什么说种群是生物进化的基本单位？2 2、种群的基因频率为什么会发生变化？、种群的基因频率为什么会发生变化？3 3、自然选择与种群基因频率的变化有什么、自然选择与种群基因频率的变化有什么关系？关系？自然选择四个基本论点：自然选择四个基本论点： 自然选择的自然选择的基础基础 自然选择的自然选择的动力动力 自然选择的自然选择的结果结果 变异的变异的来源来源，导，导致生存斗争致生存斗争 变异和遗传变异和遗传 过度
2、过度繁殖繁殖 生存斗争生存斗争 适者生存适者生存达尔文的自然选择学说达尔文的自然选择学说生物都会死亡，但它们在有生之年会努力地把自己的基因传承下来。 仅仅是一个个体可以完成传承吗？仅仅是一个个体可以完成传承吗？可见研究生物的进化仅仅研究个体是不够的，必须可见研究生物的进化仅仅研究个体是不够的，必须以以群体群体为单位进行研究。为单位进行研究。( (一一) )种群和种群基因库种群和种群基因库这个群体就是这个群体就是种群种群！（1 1）一个池塘中的全部鱼）一个池塘中的全部鱼 （2 2）一个池塘中的全部鲤鱼）一个池塘中的全部鲤鱼（3 3）农牧市场全部的羊）农牧市场全部的羊（4 4）一片草地上的成年梅花
3、鹿一片草地上的成年梅花鹿否否是是否否否否注意注意一些笼统的词，一些笼统的词，如：鱼，羊，鼠，蛇，牛如：鱼，羊，鼠，蛇，牛等等。等等。一一 、种群和种群基因库种群和种群基因库概念概念 指指生活在生活在 _ 的的 _ 生物生物的的_个体。个体。一定区域一定区域同种同种全部全部一一 、种群种群和种群基因库和种群基因库1.种群种群概念概念(2)特点特点种群是生物种群是生物_的基本单位的基本单位繁殖繁殖交配交配P110P110思考：思考：如何分析种群的基因组成和变化呢？如何分析种群的基因组成和变化呢？ 种群中的个体并不是机械地集合在一起，而是彼种群中的个体并不是机械地集合在一起，而是彼此此可以交配可以交
4、配，并，并通过通过繁殖繁殖将各自的基因传给后代将各自的基因传给后代。实现实现基因交流基因交流2.基因库基因库3.基因频率基因频率= = =A A基因频率基因频率a a基因频率基因频率= 40%= 40%100%100%2 2AAAAAaAa2(AA2(AAAaAaaa)aa)= 60%= 60%2 2aaaaAaAa2(AA2(AAAaAaaa)aa)100%100%(P(PA A) )（P Pa a）A+a=1 AA+Aa+aa=1 基因频率基因频率=该该纯纯合体基因型频率合体基因型频率+1/2杂合体基因型频率杂合体基因型频率某某昆虫种群中，绿色翅的基因为昆虫种群中，绿色翅的基因为A, 褐色
5、翅的基因为褐色翅的基因为a，调查发现调查发现AA、Aa、aa的个体分别占的个体分别占30%、60%、10%，那么那么A、a的基因频率是多少？的基因频率是多少？ 在在一个种群中随机抽取一定数量的个体，其一个种群中随机抽取一定数量的个体，其中基因型中基因型AA的个体占的个体占14%，基因型，基因型Aa的个体的个体占占76%，基因，基因A和和a的频率分别是多少？的频率分别是多少？基因在基因在X X染色体，染色体，Y Y染色体上无染色体上无等位基因，等位基因，如红绿色盲基因，这样的情况如何计算基因频率呢？例题例题2 2：在对某工厂职工进行遗传学调查时发现，在男女各在对某工厂职工进行遗传学调查时发现，在
6、男女各400400名职工中，女性色盲基因的携带者为名职工中，女性色盲基因的携带者为3030人，患者为人，患者为1010人，人，男性患者为男性患者为2222人，那么这个群体中色盲人，那么这个群体中色盲基因的频率基因的频率为？为？6%6%色盲基因频率色盲基因频率= =色盲基因色盲基因的总数的总数全部等位基因全部等位基因的总数的总数100%100%X XB BX XB BX XB BX Xb bX Xb bX Xb b女性：女性：X XB BY YX Xb bY Y男性：男性：100%100%色盲基因频率色盲基因频率= =（2 2 女性个体数）女性个体数）+ +男性个体数男性个体数X Xb bX X
7、b b2 2 + + X XB BX Xb b+ + X Xb bY Y解：解：= =（2 2 ）+ +2 2 + + + + 100%100%= =P PX Xb b据据调查，某校学生中基因型的比例是调查，某校学生中基因型的比例是XBXB（42.32%）、）、 XBXb （7.36%）、）、 XbXb （0.32%）、）、 XBY （46%）、）、 XbY（4%），则），则 该地区该地区 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教材P111 “思考与讨论”用用数学方法讨论基因频率的变化数学方法讨
8、论基因频率的变化亲代基因型的频率亲代基因型的频率AA(30%)AA(30%)Aa(60%)Aa(60%)aa(10%)aa(10%)配子的比率配子的比率A( )A( )a( )a( )子一代子一代基因型基因型频率频率AA( )Aa( )aa( )子一代子一代基因基因频率频率A ( )a( )30%30%30%10%36%48%16%60%40% A 60%a 40%卵子A 60%a 40%精子36%AA24%Aa24%Aa16%aa种群中所有种群中所有个体个体自由交配自由交配时，运时，运用用棋盘法棋盘法解答：解答：若若A的基因频率的基因频率=p，a的基因频率的基因频率=q ，p+q= 1 (
9、p+q ) 2 = p2 + 2pq + q2 = 1 AA的的基因型基因型频率频率Aa的的基因型基因型频率频率aa的的基因型基因型频率频率种群中种群中各等位基因的各等位基因的基因频率基因频率和和基因型频基因型频率率在一代代的遗传中不发生变化在一代代的遗传中不发生变化但是自然界中，一般无法满足上述五个条件，但是自然界中，一般无法满足上述五个条件，可能就会使种群基因频率发生变化？可能就会使种群基因频率发生变化？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AA30%Aa60%aa10%基因基因频率频率A60%a40%36%48%16%60%40%36%16%48%60%60%
10、40%40%36%48%16%子子二代、子三代以及若干代以后，种群的基因频率二代、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？会同子一代一样吗？如果满足上述五个条件，如果满足上述五个条件，种群中种群中各等位基因各等位基因的的基因频率基因频率和和基因型频率基因型频率在一代代的遗传中不发在一代代的遗传中不发生变化或者说保持着基因平衡。叫做生变化或者说保持着基因平衡。叫做遗传平衡定遗传平衡定律，律，哈代哈代温伯格温伯格平衡。平衡。想一想想一想可遗传可遗传的变异的变异基因突变基因突变染色体变异染色体变异基因重组基因重组突变突变二二、 种群基因频率的变化种群基因频率的变化突变和基因重组提供了生
11、物进化突变和基因重组提供了生物进化的的原材料原材料思考思考：生物自发突变的频率很低生物自发突变的频率很低，它，它为何还能作为生为何还能作为生物进化的原材料呢？物进化的原材料呢？一一个果蝇约有个果蝇约有10104 4对基因，假定每个基因的突变率都是对基因，假定每个基因的突变率都是10105 5，若有一个中等数量的果蝇种群（约有，若有一个中等数量的果蝇种群（约有10108 8个个个个体），那么每一代出现基因突变数体），那么每一代出现基因突变数是是2 107情景：情景：在某在某海岛中有翅海岛中有翅的的昆虫，有时昆虫，有时会会出现出现残翅残翅 和和 无翅无翅 的的突变类型。突变类型。 突变突变的有害和
12、有利的有害和有利并不是并不是绝对的，它绝对的，它取取决于决于生物的生存环境。生物的生存环境。突变和重组都是随机的、不定向的，那么种群基因频率的改变是否也是不定向的呢？思考思考：生物自发突变的频率很低生物自发突变的频率很低，它，它为何还能作为生为何还能作为生物进化的原材料呢？物进化的原材料呢？例题例题：一个果蝇约有：一个果蝇约有10104 4对基因，假定每个基因的突变率对基因，假定每个基因的突变率都是都是10105 5，若有一个中等数量的果蝇种群（约有，若有一个中等数量的果蝇种群（约有10108 8个个个个体），那么每一代出现基因突变数是多少呢？体），那么每一代出现基因突变数是多少呢？ 2 10
13、4 105个体个体 108种群种群= 2 107二二、 种群基因频率的变化种群基因频率的变化突变突变基因重组基因重组新的等位基因新的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大量可遗种群中出现大量可遗传的变异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基因频率的改变是否也是不定向的呢？基因频率的改变是否也是不定向的呢？黑色S：5% 95% 浅色s：95% 5%桦尺蛾桦尺蛾三、三、 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长满地衣的树干上的桦尺蠖长满地衣的树干上的桦尺蠖黑褐色树干上的桦尺蠖黑
14、褐色树干上的桦尺蠖（1 1）你）你能做出假设吗？能做出假设吗？可以可以使种群的基因频率定向改变使种群的基因频率定向改变自然选择自然选择第第1年年第第2年年第第3年年第第4年年基因型基因型频率频率SSSS10%11.5%SsSs20%22.9%ssss70%65.6%基因频基因频率率S S20%23%s80%77%14.7%70.7%26%29.2%56.1%60.9%26.1%73.9%29.3%13.1%2）现在我们用）现在我们用数学方法数学方法来讨论一下桦来讨论一下桦尺蛾基因频率尺蛾基因频率变化变化的原因的原因。第一年桦尺蛾的。第一年桦尺蛾的基因型频率为基因型频率为SS10% ； Ss20
15、%； 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桦尺蛾的尺蛾的生存，使得种群中生存，使得种群中浅色个体每年减少浅色个体每年减少10%，黑色黑色个体每年增加个体每年增加10%，以后的几年内，桦，以后的几年内，桦尺蛾种群尺蛾种群每年的基每年的基因型频率与基因频率是多少呢？因型频率与基因频率是多少呢？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第第1年年第第2年年第第3年年第第4年年基因型频基因型频率率SS深深1010%11 11.5%12.113%13.314.6%Ss深深2020%2222.9%24.226%26.
16、629.3%ss浅浅7070%6365.6%56.761%5156.1%总数总数100969390.9基因基因频率频率S20%23%26%29.3%s80%77%74%70.7%假设因为环境影响，种群中浅色个体假设因为环境影响，种群中浅色个体每年减少每年减少10%10%，黑色个体每年增加，黑色个体每年增加10%10%桦尺蠖结论结论: 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总结总结1.种群种群是是生物进化生物进化的的基本单位基本单位基因库基因库基因频率基因频率2.突变突变和重组和重组为生物进化提供原材料为生物进化提供原材料3.自然选择决定生物进化自然选择决定生物进化的方向的方向结论
17、：结论： 生物进化的生物进化的实质实质是是种群种群基因频率的定向改变基因频率的定向改变突变突变 定向改变定向改变 不定向的不定向的 自然选择自然选择基因频率基因频率抑菌圈的大小抑菌圈的大小B Bb b不定向不定向前前选择选择有抗药性基因的个体占极少数有抗药性基因的个体占极少数1 1、在某一种群中，已调查得知，隐性性状者在某一种群中，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）表示） 占占16%，那么该性状，那么该性状的的AA、Aa基因型个体出现的频率分别为（基因型个体出现的频率分别为（ ）A.0.36、0.48 B.0.36、0.24 C.0.16、0.48 D.0.48
18、0.36A当堂检测2、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XB XB（42.32%） XB Xb （7.36%） XbXb （0.32%） XBY （46%） Xb Y（4%），则），则该地区该地区 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当堂检测例：用现代生物进化理论分析解释狼的进化例：用现代生物进化理论分析解释狼的进化过程。过程。(1)(1)狼群中存在不同类型的个体，如有跑得快狼群中存在不同类型的个体，如有跑得快的，有跑得慢的。它说明生物具有的，有跑得慢的。它说明生物具有_的
19、的特性，而这种特性是生物进化的特性，而这种特性是生物进化的 。(2)(2)随着环境的改变，食物稀少，跑得快、凶随着环境的改变，食物稀少，跑得快、凶猛的狼才能获得食物生存下去。这样，食物、猛的狼才能获得食物生存下去。这样，食物、环境对狼起了环境对狼起了_作用，而这种作用是作用，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_。变异原材料选择方向方向定向的1.1.某工厂有男女职工各某工厂有男女职工各200200名，对他们进行调查时发现，名，对他们进行调查时发现，女性色盲基因携带者为女性色盲基因携带者为1515人，女性患者人，女性患者1 1人，男性患者人，男性患者1414人，这个群体中人，这个群体中色盲基因色盲基因的频率应为（的频率应为（ ）。）。 A A、15% B15% B、3.88% C3.88% C、5.17% D5.17% D、10.3%10.3%色盲（色盲（b b）基因频率）基因频率1521420022005.17C C 100% 100%当堂检测谢谢
