1、性状水平性状水平基因（分子）水平基因（分子）水平以个体为单位以个体为单位以种群为单位以种群为单位达尔文达尔文自然选择学说自然选择学说现代生物现代生物进化理论进化理论核心息烽县第一中学息烽县第一中学 吕海吕海第3 3节 种群基因组成的变化与物种的形成第六章 生物的进化【思考思考】桦尺】桦尺蛾蛾的翅色浅色（的翅色浅色（a a）与黑色）与黑色(A)(A)为一对相对性状，为一对相对性状，在一个只有浅色在一个只有浅色桦尺桦尺蛾的蛾的地区，偶然出现一黑色地区，偶然出现一黑色（基因型（基因型为为AaAa）的变异个体，若黑色翅比浅色翅更适应环境的变异个体，若黑色翅比浅色翅更适应环境:（1 1）这一有利变异的个
2、体能永远）这一有利变异的个体能永远生存下去吗？生存下去吗？（2 2）该个体中的有利基因）该个体中的有利基因A A能保留能保留下来吗下来吗，如何保留？，如何保留？种群繁衍种群繁衍不能不能种群是生物进化和繁殖的基本单位！种群是生物进化和繁殖的基本单位！一、种群及种群基因库、基因频率一个种群中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；在一个种群基因库中，某个基因在一个种群基因库中，某个基因占占全部等位基因数全部等位基因数的比值。的比值。生活在一定区域的生活在一定区域的同种生物同种生物的的全部个体全部个体。（1）种 群：（2）基因库：（3）基因频率：基因频率基因频率 =种群中该基因
3、的数目种群中该基因的数目 全部等位基因的总数全部等位基因的总数 100%100%【例【例1 1】某桦尺蠖种群中，黑色翅的基因为某桦尺蠖种群中，黑色翅的基因为A A，浅色浅色翅的基因位翅的基因位a a，抽样调查，抽样调查100100个个体，测得基因型为个个体，测得基因型为AAAA、AaAa、aaaa的个体分别为的个体分别为1010、2020、7070个、问个、问A A、a a的的基因基因频率频率以及以及 AA AA、Aa Aa、aa aa的的基因型频率基因型频率是多少？是多少？【思考思考】尝试总结尝试总结基因频率基因频率与与基因型频率基因型频率之间的关系？之间的关系？基因频率基因频率=纯合子频率
4、纯合子频率+1/2+1/2杂合子频率杂合子频率A%=AA%+1/2Aa%A%=AA%+1/2Aa%a%=aa%+1/2Aa%a%=aa%+1/2Aa%（1 1）在某种群中，）在某种群中，AAAA的个体有的个体有3030个，个，AaAa有有6060个，个，aaaa有有1010个，求个，求A A、a a的基因频率。的基因频率。（2 2）在一个种群中，）在一个种群中，AAAA的个体有的个体有25%25%，aaaa的个体有的个体有15%15%，求，求A A、a a的基因频率。的基因频率。（3 3）已知某种群中，）已知某种群中，AAAA基因型频率为基因型频率为25%25%，aaaa基因型基因型频率为频率
5、为39%39%，则该种群的个体自交一代后，基因型，则该种群的个体自交一代后，基因型AAAA的频率为（的频率为（）A A，50%B50%B，34%C34%C，25%D25%D，61%61%【例】【例】某校随机抽取了某校随机抽取了200200名学生（男女学生各半）名学生（男女学生各半）作为首批调查对象，结果发现有女性色盲患者作为首批调查对象，结果发现有女性色盲患者3 3人，人，男性色盲患者男性色盲患者6 6人，女性色盲基因携带者人，女性色盲基因携带者1515人。那么人。那么在该校全校学生中色盲基因的频率约为多少？在该校全校学生中色盲基因的频率约为多少？【思考】若基因只在X染色体上，而Y染色体没有其
6、等位基因，基因频率怎么计算？X Xb b%=X Xb b X XB B+X+Xb b 100%100%【例【例2 2】假设假设某某桦尺蛾桦尺蛾种群足够大种群足够大，黑色翅的基因为，黑色翅的基因为A A，浅色翅的基因位浅色翅的基因位a a，抽样调查，抽样调查100100个个体，测得基因个个体，测得基因型为型为AAAA、AaAa、aaaa的个体分别为的个体分别为1010、2020、7070个、个、让该让该种种群群随机交配，没有迁入和迁出，无自然选择，无突变随机交配，没有迁入和迁出，无自然选择，无突变,根据孟德尔分离定律计算：根据孟德尔分离定律计算：（1 1）该种群产生的）该种群产生的A A、a a
7、配子的比率各是多少？配子的比率各是多少？（2 2）F F1 1代的基因型频率各是多少？代的基因型频率各是多少？（3 3）F F1 1代种群的基因频率各是多少？代种群的基因频率各是多少？（4 4）将计算结果填入表格，想一想，）将计算结果填入表格，想一想，F2 F2代、代、F3 F3代代以及若干代以后，种群的基因频率会改变吗以及若干代以后，种群的基因频率会改变吗？【思考.讨论】用数学方法讨论基因频率的变化亲亲代代基基因型频率因型频率AAAA（10%10%）AaAa（20%20%）aaaa（70%70%）亲亲代代配配子的比率子的比率F F1 1代代基基因型频率因型频率F F1 1代代基基 因频率因频
8、率F F2 2代代基基因型频率因型频率F F2 2代代基基 因频率因频率F F3 3代代基基因型频率因型频率F F3 3代代基基 因频率因频率AA（4%）Aa（32%）aa（64%）AA（4%）Aa（32%）aa（64%）A（20%）a（80%）A（20%）a（80%）A（10%）a（10%）A（10%）a（70%）A（20%）a（80%）AA（4%）aa（64%）Aa（32%）【知识拓展】【知识拓展】遗传平衡定律遗传平衡定律设：设：A A的基因频率为的基因频率为p p、a a的基因频率为的基因频率为q:q:p+q=1p+q=1(p+q)(p+q)2 2=1=1p p2 2+2pq+q+2pq
9、+q2 2=1=1AA的基因型频率=p2Aa的基因型频率=2pqaa的基因型频率=q2 指在一个指在一个足够大足够大的的随机交配随机交配的种群中，在的种群中，在没有突变、选择没有突变、选择和迁入、迁出和迁入、迁出的条件下，种群的的条件下，种群的基因频率基因频率和和基因型频率基因型频率可以世可以世代相传不发生变化，保持平衡。代相传不发生变化，保持平衡。说明：自由交配可以说明：自由交配可以用遗传平衡定律解题用遗传平衡定律解题;（3 3）囊性纤维病是一种常染色体遗传病。在欧洲人群中每囊性纤维病是一种常染色体遗传病。在欧洲人群中每25002500个人就有一人患此病。如果一对健康的夫妇有一个患病的个人就
10、有一人患此病。如果一对健康的夫妇有一个患病的儿子，此后该女又与另一健康男子再婚，则再婚后他们生一个儿子，此后该女又与另一健康男子再婚，则再婚后他们生一个患此病孩子的概率是：患此病孩子的概率是：A.0.98%B.0.04%C.3.9%D.2%A.0.98%B.0.04%C.3.9%D.2%（2 2）已知苯丙酮尿是位于常染色体上的隐性遗传病。据调查，已知苯丙酮尿是位于常染色体上的隐性遗传病。据调查，该病的发病率大约为该病的发病率大约为1/100001/10000。请问在人群中该苯丙酮尿隐性。请问在人群中该苯丙酮尿隐性致病基因的基因频率以及携带此隐性基因的杂合基因型频率各致病基因的基因频率以及携带此
11、隐性基因的杂合基因型频率各是多少？是多少？（1 1）在某一地区，已知男人中有）在某一地区，已知男人中有20%20%患红绿色盲，请你计算患红绿色盲，请你计算女人杂合子频率和女人纯合子频率。女人杂合子频率和女人纯合子频率。【思考】上述计算结果是建立在【思考】上述计算结果是建立在5 5个假设条件基础上的。对自个假设条件基础上的。对自然界的种群来说然界的种群来说，这，这5 5个条件都成立吗？你能举出哪些实例？个条件都成立吗？你能举出哪些实例？对自然界的种群来说，这对自然界的种群来说，这5 5个条件不可能同时都成立个条件不可能同时都成立【思考】【思考】如果如果该种群出现新的突变型（基因型为该种群出现新的
12、突变型（基因型为A A2 2a a或或A A2 2A A2 2），），也就是产生新也就是产生新的等位基因的等位基因A A2 2，种群的基因频率会发生变化吗？，种群的基因频率会发生变化吗？基因基因A A2 2的频率可能会的频率可能会怎样变化怎样变化？突变产生的新基因会使种群的基因频率发生变化。基因突变产生的新基因会使种群的基因频率发生变化。基因A2A2的频率是增加还是减少，要看这一突变对生物体是有利还的频率是增加还是减少，要看这一突变对生物体是有利还是有害的，这取决于生物生存的环境。是有害的，这取决于生物生存的环境。二、种群基因频率的变化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
13、变可遗传可遗传变异变异 突变和基因重组是突变和基因重组是随机的、不定向的随机的、不定向的；只为进化；只为进化 提供提供原材料原材料,不能决定生物进化的方向。不能决定生物进化的方向。种群基因频种群基因频率发生改变率发生改变 (19 (19 世纪中叶世纪中叶 )(20)(20 世纪中叶世纪中叶)黑色（黑色（A A）浅色（浅色（a a）【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种群中a基因的频率为什么越来越低？提出问题：提出问题：作出假设：作出假设：得出结论：得出结论：(19 (19 世纪中叶世纪中叶 )(20)(20 世纪中叶世纪中叶)黑色（黑色（A A）浅色
14、（浅色（a a）【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种群中a基因的频率为什么越来越低？提出问题：提出问题：作出假设：作出假设：得出结论：得出结论：环境的定向选择作用使a基因频率越来越低。第1年第2年第3年第4年基因型频率AA10%11.5%Aa20%22.9%aa70%65.6%基因频率A20%23%a80%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11%11%+22%+63%浅色个体每年减少浅色个体每年减少10%10%，黑色个体每年增加，黑色个体每年增加10%10%(19
15、(19 世纪中叶世纪中叶 )(20)(20 世纪中叶世纪中叶)黑色（黑色（A A）浅色（浅色（a a）【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种群中a基因的频率为什么越来越低？提出问题：提出问题：作出假设：作出假设：得出结论：得出结论：环境的定向选择作用使a基因频率越来越低。自然选择使种群基因频率发生定向改变，自然选择使种群基因频率发生定向改变，导致生物朝着一定的方向进化。导致生物朝着一定的方向进化。进化的进化的实质实质【例】【例】桦尺蛾的体色黑色桦尺蛾的体色黑色(A)(A)对浅色对浅色(a)(a)为显性。将某桦尺蛾为显性。将某桦尺蛾种群分成两组种群分成
16、两组,分别迁移到分别迁移到甲、乙甲、乙两个区域两个区域,甲地是煤炭工业甲地是煤炭工业重镇重镇,乙地是闭塞的山区乙地是闭塞的山区,数年后抽样调查数年后抽样调查,结果如下表所示。结果如下表所示。下列有关说法中不正确的是下列有关说法中不正确的是()A.A.甲甲地地A A基因的频率为基因的频率为89%,89%,乙地乙地A A基因的频率为基因的频率为6%6%B.B.甲地的大部分甲地的大部分a a基因突变为基因突变为A A基因基因,故故A A基因的频率升高基因的频率升高C.C.从上述材料得知生物进化的方向是由自然选择决定的从上述材料得知生物进化的方向是由自然选择决定的D.D.从上述材料得知生物进化的实质就
17、是种群基因频率的变化从上述材料得知生物进化的实质就是种群基因频率的变化B区域区域AA(%)AA(%)Aa(%)Aa(%)aa(%)aa(%)甲甲808018182 2乙乙2 28 89090【注意】曼彻斯特地区的桦尺蛾，虽然基因频率发生了很大变【注意】曼彻斯特地区的桦尺蛾，虽然基因频率发生了很大变化，但是并没有形成新的物种。化，但是并没有形成新的物种。【思考】为什么说它们没有形成新的物种？到底需要【思考】为什么说它们没有形成新的物种？到底需要进化到进化到什么程度什么程度才能形成新的物种呢才能形成新的物种呢？怎样判断两个种群是否属于？怎样判断两个种群是否属于一个物种呢？一个物种呢？三、隔离在物种
18、形成中的作用1.1.什么是物种？什么是物种？2.2.怎样理解地理隔离和生殖隔离？怎样理解地理隔离和生殖隔离？3.3.隔离在物种形成中起什么作用？隔离在物种形成中起什么作用？【自主学习自主学习】5min5min自主阅读教材自主阅读教材P116-118P116-118，回答问题：，回答问题：马驴骡子（1）物种的含义马驴骡子物种：能够在 下相互交配，并且产生 后代的一群生物。自然状态自然状态可育可育【思考】已知马有【思考】已知马有3232对染色体，驴有对染色体，驴有3131对染色体，他们交配对染色体，他们交配后能产生后代骡子，马和驴属于一个物种吗？为什么？后能产生后代骡子，马和驴属于一个物种吗？为什
19、么？狮子老虎狮虎兽 种群是物种种群是物种繁殖繁殖和和进化进化的基本单位；的基本单位；【物种与种群的区别】同一同一物种物种可以分布在可以分布在不同区域不同区域,形成多个种群形成多个种群；种群是一定种群是一定区域内同一物种的全部个体；区域内同一物种的全部个体；【思考】【思考】两个池塘的鲤鱼是两个池塘的鲤鱼是一个物种一个物种吗？吗？它们是属于一个种群它们是属于一个种群还是两个种群？还是两个种群？种群种群和和物种物种有什么区别？有什么区别？（2）隔离的概念及类型 不同物种之间一般是不能相互交配的，即使交配成功，不同物种之间一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不能生育不能产生可育的后代的现象；也不能生
20、育不能产生可育的后代的现象；【隔离】不同群体间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。包括生殖隔离和地理隔离。生殖隔离：同种同种生物由于地理障碍而分成不生物由于地理障碍而分成不同的种群，使得种群间不能发生基因同的种群，使得种群间不能发生基因交流的现象交流的现象;地理隔离：东北虎华南虎【想一想】【想一想】地理隔离和生殖隔离之间有没有什么联系呢地理隔离和生殖隔离之间有没有什么联系呢？【结论】由于长期地理隔离而没有相互交配，没有基因交流，形成不同亚种，最终形成生殖隔离。（3）隔离在物种形成中的作用加拉帕戈斯群岛地雀加拉帕戈斯群岛地雀1.1.设想南美洲大陆的一种地雀来到加拉帕戈斯群岛后，先在设想南
21、美洲大陆的一种地雀来到加拉帕戈斯群岛后，先在两个岛屿上形成两个初始种群。这两个种群的个体数量都不两个岛屿上形成两个初始种群。这两个种群的个体数量都不多。它们的基因频率一样吗？多。它们的基因频率一样吗？答：由于这两个种群的个体数量都不够多，答：由于这两个种群的个体数量都不够多，基因频率可能是不一样的。基因频率可能是不一样的。2.2.不同岛屿上的地雀种群，产生突变的情况一样吗？不同岛屿上的地雀种群，产生突变的情况一样吗？答：不一样。因为突变是随机发生的。答：不一样。因为突变是随机发生的。【思考.讨论】3.3.对不同岛屿上的地雀种群来说，环境的作用有没有差别？对不同岛屿上的地雀种群来说，环境的作用有
22、没有差别？这对种群这对种群基因频率基因频率的变化会产生什么影响？的变化会产生什么影响？答：不同答：不同岛屿自然环境条件不一样，因此环境的作用会有岛屿自然环境条件不一样，因此环境的作用会有差别，导致种群基因频率朝着不同的方向改变。差别，导致种群基因频率朝着不同的方向改变。4.4.如果这片海域只有一个小岛，还会形成这么多种地雀吗？如果这片海域只有一个小岛，还会形成这么多种地雀吗？答：不会。因为个体间有基因的交流。答：不会。因为个体间有基因的交流。【思考.讨论】5.5.据加拉帕戈斯群岛地雀的形成，分析据加拉帕戈斯群岛地雀的形成，分析隔离隔离在物种形成的在物种形成的过程中有什么作用过程中有什么作用？隔
23、离阻断突变、基因重组和种群 出现差异差异进一步加大隔离新物种形成地理自然选择基因频率基因库生殖基因交流加拉帕戈斯群岛的地雀的形成方式 朝着不同方向发生改变生殖隔离是物种形成的标志隔离是物种形成的必要条件（3）隔离在物种形成中的作用生殖隔离地理隔离 渐变式自然选择自然选择2 2自然选择自然选择1 1地理地理隔离隔离原物种变异1变异2基因频率的定向改变基因频率的定向改变变异类型1变异类型2新物种新物种生殖生殖隔离隔离 爆发式物种A杂种植物多倍体杂交杂交染色体加倍染色体加倍物种B【拓展延伸】物种形成的两种常见模式种群基因组成的变化与物种形成种群和种群基因库基因突变基因重组自然选择对种群基因频率变化的
24、影响概念提供生物进化原材料实质：自然选择定向改变基因频率，导致生物进化种群基因频率的变化隔离在物种形成中的作用基因频率计算方法染色体变异概念地理隔离和生殖隔离隔离是物种形成的必要条件【课堂小结】1.如图所示为种群与物种的关系图解，错误的是（）A.从图中可以看出，一个物种可以有很多种群，这些种群间只是因为地理隔离，阻碍了基因交流B.若物种2是由物种1形成的，则物种2一定发生基因频率的改变C.由物种1形成物种2的必要条件是地理隔离D.若种群1与种群2的基因频率都发生改变，则这两个种群都在进化C【当堂检测】2.如图表示物种形成的基本过程，下列叙述正确的是()A.自然选择过程中，直接受选择的是基因型，
25、进而基因频率会改变B.同一物种不同种群基因频率的改变导致种群基因库的差别越来越大，但生物没有进化C.地理隔离能使种群基因库产生差别，必然导致生殖隔离D.种群基因频率的改变是产生生殖隔离的前提条件D3.如图表示生物新物种形成的基本过程，下列叙述正确的是（）A.种群基因频率的定向改变一定会形成新物种B.图中a表示基因突变和基因重组，为进化提供原材料C.图中b表示地理隔离，是新物种形成的必要条件D.图中c表示生殖隔离D【实验】探究抗生素对细菌的选择作用1.1.为什么要从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌为什么要从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌?抑菌圈边缘抗生素浓度较低，可能存在具有耐药性的细菌。抑菌圈边缘抗生素
26、浓度较低，可能存在具有耐药性的细菌。2 2.你是否支持你是否支持“耐药菌是普遍耐药菌是普遍”存在的存在的”这一说法这一说法?说说你说说你的理由。的理由。支持。因为抑菌圈边缘生长的细菌可能是耐药菌。支持。因为抑菌圈边缘生长的细菌可能是耐药菌。讨论讨论3.3.在本实验的培养条件下在本实验的培养条件下,耐药菌所产生的变异是有利还是有耐药菌所产生的变异是有利还是有害的害的?你怎么理解变异是有利还是有害的你怎么理解变异是有利还是有害的?耐药菌产生的变异有利于生物在特定环境中生存和繁殖耐药菌产生的变异有利于生物在特定环境中生存和繁殖,在此环境中就是有利变异。在此环境中就是有利变异。4.4.滥用抗生素的现象十分普遍。例如，有人生病时觉得去滥用抗生素的现象十分普遍。例如，有人生病时觉得去医院很麻烦，就直接吃抗生素医院很麻烦，就直接吃抗生素;有的禽畜养殖者将抗生素添加有的禽畜养殖者将抗生素添加到动物饲料中。你认为这些做法会有什么后果到动物饲料中。你认为这些做法会有什么后果?滥用抗生素会使病菌的抗药基因不断积累滥用抗生素会使病菌的抗药基因不断积累,抗药性不断增强，抗药性不断增强，导致抗生素药物失效。导致抗生素药物失效。【作业】完成导学案、【作业】完成导学案、固学案、教材相应的习题！固学案、教材相应的习题！谢 谢 聆 听谢 谢 聆 听!
