1、第第3 3节节 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一一 种群基因组成的变化种群基因组成的变化第六章第六章 生物的进化生物的进化过度繁殖过度繁殖有限的环境条件有限的环境条件+加剧加剧生存斗争生存斗争+变异变异导致导致适者生存适者生存+有利性状遗传有利性状遗传导致导致生物新类型出现生物新类型出现回顾：达尔文的自然选择学说达尔文把适者生存，不适者被淘汰的过程叫做达尔文把适者生存，不适者被淘汰的过程叫做自然选择。自然选择。达尔文：达尔文：先变异，后选择先变异，后选择问题探讨：先有鸡还问题探讨：先有鸡还是先有蛋？你更认同是先有蛋？你更认同甲同学的观点还是乙甲同学的观点还是乙同学
2、的观点，为什么？同学的观点，为什么？1.什么叫做种群？生活在一定区域的同种生物的全部个体叫做种群.(一一)种群是生物进化的基本单位种群是生物进化的基本单位卧龙自然保护区 猕猴判断下列是否属于种群（1）一个池塘中的全部鱼 （2）一个池塘中的全部鲤鱼（3）两个池塘内的全部青蛙（4）一片草地上的全部植物（5）一片草地上的成年梅花鹿2 2、种群的特点：、种群的特点：种群中的个体并不是机械地集合在一起，而是彼此种群中的个体并不是机械地集合在一起，而是彼此可可以交配以交配，并，并通过繁殖将各自的基因传给后代通过繁殖将各自的基因传给后代。故种群也是。故种群也是繁殖的基本单位繁殖的基本单位。3.3.基因库与基
3、因频率基因库：一个种群中全部个体所含有的全部基因。基因频率可用抽样调查的方法来获得，并且，基因频率可用抽样调查的方法来获得，并且，A%+a%=1A%+a%=1。基因频率:指某种基因占全部等位基因的比例。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例例:如某昆虫种群中决定翅色为绿色的基因为如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，决定翅色为褐色的基因为因为a a，从种群中随机抽出从种群中随机抽出100100个个体，测知基因型为个个体，测知基因型为AAAA、AaAa和和aaaa的个的个体分别是体分别是3030、6060和和1010个。那么个。那么A
4、 A和和a a的基因频率是多少的基因频率是多少?常染色体遗传：设定A%、a%分别表示基因A和a的频率例例.对某校学生进行对某校学生进行血友病血友病遗传病调查研究后发现：遗传病调查研究后发现：100100名女生中有患者名女生中有患者3 3人、携带者人、携带者1515人；人；100100名男生中有名男生中有患者患者6 6人，那么该群体中血友病基因的频率是人，那么该群体中血友病基因的频率是()()A.4.4%B.5.1%C.9%D.10.2%A.4.4%B.5.1%C.9%D.10.2%在在X X上的某上的某基因频率基因频率=某基因的数目某基因的数目2 2女性个体数女性个体数+男性个体数男性个体数
5、100%100%Y Y染色体上没有等位基因！染色体上没有等位基因！C C女患女患X Xa aX Xa a=3=3 女携女携X XA AX Xa a=15,=15,男患男患X Xa aY=6Y=6Xa=3 32+15+62+15+6 2 2100+100100+100=9%纯合子基因型频率纯合子基因型频率+1/2+1/2杂合子基因型频率杂合子基因型频率AAAA、AaAa、aaaa的个体分别占的个体分别占24%24%、72%72%、4%4%、那么、那么A A、a a的基因频率是多少？的基因频率是多少？A%=AA%+1/2Aa%=24%+1/272%=60%a%=aa%+1/2Aa%=4%+1/27
6、2%=40%A%=AA%+1/2Aa%a%=aa%+1/2Aa%假设某假设某种群数量非常大，所有的雌雄个体间都能自由交配并能产生后种群数量非常大，所有的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代，没有迁入和迁出，不同的个体生存和繁殖的机会是均等的，基因代，没有迁入和迁出，不同的个体生存和繁殖的机会是均等的，基因A A和和a a都不突变，根据孟德尔的分离定律计算。都不突变，根据孟德尔的分离定律计算。(1)该种群产生的该种群产生的A配子和配子和a配子的比值各是多少？配子的比值各是多少？(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？(
7、4)将计算结果填入下表，想一想，子二代、子三代以及若干代以后，种群将计算结果填入下表，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？的基因频率会同子一代一样吗？用数学方法讨论基因频率的变化亲代基因型比值AA(30%)Aa(60%)aa(10%)配子的比值A(30%)A(30%)a(30%)a(10%)子代基因型频率AA(36%)Aa(48%)aa(16%)子代基因频率A(60%)a(40%)基因频率亲本与子代相同，基因型频率从子一代开始稳定不变。1.1.种群很大种群很大2.2.随机交配随机交配3.3.没有突变和重组没有突变和重组4.4.没有个体迁入迁出没有个体迁入迁出5
8、.5.个体繁殖和生存的机会相等个体繁殖和生存的机会相等若种群中一对等位基因为若种群中一对等位基因为A A和和a a，设，设A A的基因频率的基因频率=p=p，a a的基因频率的基因频率=q=q，则：则：(p (pq)=q)=1 1 那么那么（p+q）2=p2+2pq+q2=1 AA AA的基因型频率的基因型频率=p2 Aa Aa的基因型频率的基因型频率=2pq aa aa的基因型频率的基因型频率=q2 p p2 2+2pq+q+2pq+q2 2=AA%+Aa%+aa%=1=AA%+Aa%+aa%=1遗传平衡定律遗传平衡定律/哈迪哈迪温伯格平衡定律温伯格平衡定律方法三理想状态女性患者XbXb=0
9、.64%，XbXb=q2,则Xb=8%上述计算结果是建立在上述计算结果是建立在5 5个假设条件基础上的。对自然界的种群来说，个假设条件基础上的。对自然界的种群来说，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？第一第一：足够大的种群是：足够大的种群是不存在不存在；第二第二：种群中雌雄个体间：种群中雌雄个体间充分的随机交配是不现实的充分的随机交配是不现实的；第三第三：由于各种原因，种群中有的个体：由于各种原因，种群中有的个体会迁出会迁出该群体，或该群体，或迁入迁入该种群；该种群；第四第四：在自然界中，自然选择：在自然界中，自然选择是不可抗拒是不可抗拒的，始终对种群
10、发挥作用。的，始终对种群发挥作用。第五第五：基因突变：基因突变每时每刻都有可能每时每刻都有可能发生。发生。种群的基因频率一定会发生变化种群的基因频率一定会发生变化，生物的进化是必然的。，生物的进化是必然的。生物进化的实质：生物进化的实质：种群基因频率种群基因频率的改变。的改变。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A A2 2a a或或A A2 2A A2 2),),也就是产生新的也就是产生新的等位基因等位基因A A2 2,种群的基因频率会发生变化吗？基因种群的基因频率会发生变化吗？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？基因突变产生的新基因会
11、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。基因基因A A2 2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，这的，这取决于生物生存的环境。取决于生物生存的环境。生物进化的方向：由自然环境决定。生物进化的方向：由自然环境决定。（二）种群基因频率的变化（二）种群基因频率的变化阅读教材阅读教材112112页，找出并概括出可以遗传的变异类型。页，找出并概括出可以遗传的变异类型。可遗传变异？可遗传变异？基因突变基因突变基因基因重组重组染色体变异染色体变异突变突变突变和基因重组突变和基因重组提供生物进化的
12、原材料。提供生物进化的原材料。思考：思考：1.1.自然界中突变的频率很低，能作为进化的原材料吗？自然界中突变的频率很低，能作为进化的原材料吗？2.2.突变一定有利或有害吗突变一定有利或有害吗?有利与有害有利与有害是相对的，是相对的，取决于取决于生物的生存环境生物的生存环境结论：结论：突变和基因重组突变和基因重组产生产生生物进化的生物进化的原材料原材料，环境环境决定生物进化的决定生物进化的方向方向。算一算：算一算：果蝇果蝇1 1组染色体上约有组染色体上约有1.31.310104 4个基因，假定每个基因个基因，假定每个基因的突变频率均为的突变频率均为1010-5-5，对于一个数量为，对于一个数量为
13、10108 8个个体的中等大小的果个个体的中等大小的果蝇种群来说，每一代出现的基因突变数是多少？蝇种群来说，每一代出现的基因突变数是多少？答案：21.310410-5108=2.6107（个）！（三）自然选择对种群基因频率变化的影响（三）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探究自然选择对种群基因频率变化的影响自然选择可以使种群的基因频率定向改变自然选择可以使种群的基因频率定向改变桦尺蠖种群中的桦尺蠖种群中的s s基因为什么越来越低？基因为什么越来越低？提出问题提出问题作出假设作出假设制定并实施制定并实施研究方案研究方案参见教材参见教材113113页，完成表格数据
14、页，完成表格数据分析结果分析结果得出结论得出结论第第1 1年年第第2 2年年第第3 3年年第第4 4年年基因基因型频型频率率SSSS10%10%11.5%11.5%SsSs20%20%22.9%22.9%ssss70%70%65.6%65.6%基因基因频率频率S S20%20%23%23%s s80%80%77%77%70.7%70.7%26%26%29.3%29.3%14.6%14.6%56.1%56.1%60.9%60.9%26.1%26.1%73.9%73.9%29.3%29.3%13.1%13.1%升高升高降低降低升高升高升高升高降低降低在在_的作用下，种群的基因频率的作用下，种群的基
15、因频率_，导致生物导致生物_。自然选择自然选择发生定向改变发生定向改变朝着一定的方向不断进化朝着一定的方向不断进化讨论讨论1.1.树干变黑会影响桦尺蠖种群中浅色个体树干变黑会影响桦尺蠖种群中浅色个体的出生率的出生率吗？为什么？吗？为什么？讨论讨论2.2.在自然选择过程中，直接受选择的是基因型还是在自然选择过程中，直接受选择的是基因型还是表型？为什么？表型？为什么？会，会，因为树干变黑后，浅色个体容易被发现，被捕食的概因为树干变黑后，浅色个体容易被发现，被捕食的概率增加，许多个体可能率增加，许多个体可能没有交配、产卵前就被天敌捕食没有交配、产卵前就被天敌捕食，导致其，导致其个体数减少，影响出生率。个体数减少，影响出生率。表型表型，基因型并不能在自然选择中起直接作用，因为天敌基因型并不能在自然选择中起直接作用，因为天敌在捕食桦尺蠖时，看到的是桦尺蠖的体色而不是控制体色的基因。在捕食桦尺蠖时，看到的是桦尺蠖的体色而不是控制体色的基因。结论：自然选择结论：自然选择使基因频率定向改变，使基因频率定向改变，决定生物进化的方向决定生物进化的方向种群基因频率的改变种群基因频率的改变生物进化的实质：生物进化的实质：种群基因频率的改变，标志着生物的进化。种群基因频率的改变，标志着生物的进化。
