1、第第6 6章章 生物的进化生物的进化第3节 种群基因组成的变化与物种的组成先有鸡还是先有蛋？甲同学说：当然是先有鸡蛋了，因为只有生殖细胞产生的基因突变才能遗传给后代，体细胞即使发生了基因突变，也不能影响后代的性状。乙同学说：不对，人们在养鸡过程中，是根据鸡的性状来选择的，只让符合人类需求的鸡繁殖后代，因此是先有鸡后有蛋。问题探讨问题探讨你同意哪位同学的观点？你的答案和理由是什么？一、种群基因组成的变化果蝇X染色体上的部分基因示意图 自然选择直接作用的是生物的个体，而且是个体的表型。个体的表型会随着个体的死亡而消失，决定表型的基因却可以随着生殖而世代延续，并且在群体中扩散。研究生物的进化，仅研究
2、个体和表型是不够的，还必须研究群体基因组成的变化。生活在一定区域的同种生物全部个体的集合。1、种群：一片树林中的全部猕猴是一个种群一片草地上的所有蒲公英是一个种群一、种群基因组成的变化概念种群的个体并不是机械地结合在一起。一个种群其实就是一个繁殖的单位，雌雄个体可以通过繁殖将各自的基因遗传给后代。种群在繁衍过程中，个体有新老交替，基因却代代相传。蝗虫产卵种群是生物繁殖的基本单位、进化的基本单位课本P114 种群是物种在自然界的存在形式，也是一个繁殖单位。下列生物群体中属于种群的是A.一个湖泊中的全部鱼B.一片森林中的全部蛇C.一间屋中的全部蟑螂D.卧龙自然保护区中的全部大熊猫D D2、基因库：
3、一个种群中全部个体所含有的全部基因（2）基因频率：在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率一、种群基因组成的变化（1）概念（3）基因型频率：某基因型个体数占群体内全部个体数的比率（4）种群基因频率基因型频率的相关计算通过某基因型个体数计算基因频率A基因的数量：a基因的数量：A基因的频率：a基因的频率：基因频率=某种基因的数目控制同种性状的等位基因的总数100%在某昆虫种群中，决定翅色为绿色的基因是A，褐色的基因是a，从这个种群中随机抽取100个个体，测得基因型为AA、Aa和aa的个体分别是30、60和10个。230+60=120个210+60=80个120200=60%80200=4
4、0%在种群中，一对等位基因的基因频率之和等于1创P84训练难一点训练难一点2、德国小蠊（二倍体）是常见的室内昆虫。随机取样的德国小蠊个体中，ss个体数为6，SS个体数为26，Ss个体数为18。则s的基因频率为()A0.26 B0.3 C0.46 D0.58B B 在某昆虫种群中，决定翅色为绿色的基因是A，褐色的基因是a，从这个种群中随机抽取100个个体，测得基因型为AA、Aa和aa的个体分别是30、60和10个。基因型频率=该基因型个体数该种群个体总数100%AA基因型的频率：Aa基因型的频率：aa基因的频率：计算公式30100=30%60100=60%10100=10%在种群中，基因型频率之
5、和也等于1。通过某基因型频率计算基因频率 一个基因的频率=该基因纯合子的基因型频率+1/2杂合子的基因型频率课本P1143、某一瓢虫种群中有黑色和红色两种体色的个体，这一性状由一对等位基因控制，黑色（B）对红色（b）为显性，如果基因型BB的个体占占18、Bb占78、bb占4。基因B、b频率分别是A.18%、82%B.36%、64%C.57%、43%D.92%、8%C C创P84训练难一点训练难一点1、在豚鼠中，黑毛（B）对白毛（b）是显性，如果某豚鼠种群中BB占81、Bb占18、bb占1。则该种群基因库中B、b基因频率分别是A.99%、1%B.90%、10%C.81%、19%D.50%、50%
6、B B创P84典例1、某种植物种群中，AA基因型个体占30%，aa基因型个体占20%，若该种植物自交，后代中AA、aa基因型个体出现的频率以及A、a的基因频率分别是A55%、45%、45%、55%B55%、45%、55%、45%C42.5%、32.5%、45%、55%D42.5%、32.5%、55%、45%D D难度加一点难度加一点D D典例2、据调查，某校高中学生（男女比例为1:1），关于某性状基因型的比例为XBXB（42.32%）、XBXb（7.36%）、XbXb（0.32%）、XBY（46%）、XbY（4%），则该地区XB和Xb的基因频率分别是A.60%、8%B.80%、92%C.78%
7、、92%D.92%、8%与伴性遗传有关的基因频率的计算 运用哈代-温伯格平衡定律计算基因频率和基因型频率 适用条件：种群非常大；所有雌雄个体间自由交配并产生后代；没有迁入和迁出；没有基因突变；没有自然选择。在一个有性生殖的自然种群中，当等位基因只有一对（Aa）时，设p代表A基因的频率，q代表a基因的频率，则：(p+q)2=p2+2pq+q2=1 在某昆虫种群中，决定翅色为绿色的基因是A，褐色的基因是a，从这个种群中随机抽取100个个体，测得基因型为AA、Aa和aa的个体分别是30、60和10个。亲代基因型的比值AA（30%）Aa（60%）aa（10%）配子的比值 A（）A（）a（）a（）子代基
8、因型比例AA（）Aa（）aa（）子代基因频率A（）a（）创P81对应训练对应训练1、某动物的基因A、a和B、b分别位于非同源染色体上，只有A基因 或B基因的胚胎不能存活（如：aaaBB、Aabb等）。若AABB和aabb个 体交配得F1，F1群体中雌雄个体相互交配，F2群体中A的基因频率是A50%B60%C45%D40%C C典例3、在某一种群中，经调查得知，隐性性状约占（等位基因用A、a表示）9%，那么该性状的AA、aa基因型个体出现的频率分别是A.0.9、0.82 B.0.36、0.55C.0.49、0.42 D.0.18、0.73C C创P84难度加一点难度加一点二、种群基因频率的变化
9、基因突变在自然界是普遍存在的。基因突变产生新的等位基因，这就可以使种群的基因频率发生变化。变异不可遗传的变异可遗传的变异基因突变染色体变异突变基因重组（一）影响种群基因频率变化的因素 生物自发突变的频率很低，而且许多突变是有害的，但是由于种群是由许多个体组成，每个个体的细胞中都有成千上万个基因，每一代就会产生大量的突变。【例如】果蝇1组染色体上约有1.3104个基因，假定每个基因的突变频率都为10-5，对一个约有108个个体的果蝇种群来说，每一代出现的基因突变数是：21.310410-5108=2.6107（个）1、突变和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
10、种多样的基因型，从而使种群中出现多种多样可遗传的变异类型。猫由于基因重组而产生的毛色变异有性生殖过程中的基因重组【例如】有翅的昆虫中有时会出现残翅和无翅的突变类型，这类昆虫在正常情况下很难生存下去。但是在经常刮大风的海岛上，这类昆虫却因为不能飞行而避免了被海风吹到海里淹死。某海岛上残翅和无翅的昆虫2、生物的生存环境突变的有害和有利也不是绝对的，这往往取决于生物的生存环境。3、自然选择对种群基因频率变化的影响 英国的曼彻斯特地区有一种桦尺蛾（其幼虫叫桦尺蠖）。它们夜间活动，白天休息在树干上。杂交实验表明，桦尺蛾的体色受一对等位基因S和s控制，黑色(S)对浅色(s)是显性的。在19世纪中叶以前，桦
11、尺蛾几乎都是浅色型的，该种群中S基因的频率很低，在5%以下。到了20世纪中叶，黑色型的桦尺蛾却成了常见的类型，S基因的频率上升到95%以上。长满地衣的树干上的桦尺蛾黑色树干上的桦尺蛾 1870年桦尺蛾的基因型频率为SS 10%；Ss 20%；ss 70%，在树干变黑这一环境条件下假如树干变黑不利于桦尺蛾的生存，使得种群中浅色（ss）个体每年减少10%，黑色个体每年增加10%，以后的几年内，桦尺蛾种群每年的基因型频率与基因频率是多少呢？第1年第2年第3年第4年基因型频率SS10%11.5%Ss20%22.9%ss70%65.6%基因频率S20%23%s80%77%13.1%26%60.9%26.
12、1%73.9%14.7%29.2%56.1%29.3%70.7%升高降低自然选择决定生物进化的方向 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不断提高；相反，具有不利变异的个体留下后代的机会少，种群中相应基因的频率会下降。在自然选择的作用下，淘汰不利变异基因、积累有利变异基因，种群的基因频率会发生定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化。在自然选择中，直接受选择的是基因型还是表现型？天敌看到的是桦尺蠖得体色（表现型）而不是控制体色的基因突变、基因重组、自然选择基因频率的改变生物的进化生物进化过程实质：种群基因频率发生变化的过程变异是不定向的总结性语句：自
13、然选择是定向的生物进化的实质是：种群基因频率的改变种群是生物进化的基本单位探究实践一、实验原理创P79诊断自测诊断自测2、19世纪中叶以前，英国曼彻斯特地区的桦尺蛾几乎都是浅色型（s）的，随着工业的发展，工厂排出的煤烟逐渐将树皮熏成黑褐色，到了20世纪中叶，黑色型（S）的桦尺蛾成了常见类型下列与此有关的叙述中正确的是A、自然选择的方向发生了改变，所以自然选择是不定向的B、桦尺蛾种群进化过程中接受选择的是各种基因型的个体C、该地区桦尺蛾种群进化过程中Ss的基因型频率不会改变D、长时间的环境污染导致s基因定向突变成S基因B B创P80典例1、在一次大风暴后，有人搜集了100只受伤的麻雀并饲养，结果
14、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 突变和基因重组决定生物进化的方向 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B B2、根据现代生物进化理论，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.种群内基因频率改变的偶然性随种群数量下降而减少C C课本P1144、一种果蝇的突变体在21的气温下，存能力很差，但是当气温上升到25.5时突变体的生存能力大大提高。这说明A.突变是不定向的B.突变是随机发生的C
15、.突变的有害或有利取决于环境条件D.环境条件的变化对突变体都是有害的C C二、隔离在物种形成中的作用 同种生物的不同种群，由于突变和选择因素的不同，其基因组成可能会朝不同的方向改变，导致种群间出现形态和生理上的差异。马驴骡子它们是同一个物种吗？同一物种可以分布在不同区域；种群是同一区域内的同一物种的全部个体。种群是物种繁殖和进化的基本单位。1、物种概念 能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物物种与种群的区别 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。（1）概念2、隔离两口池塘中的草鱼地理隔离 同种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交流的现象。生殖隔
16、离 不同物种之间一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不能产生可育后代的现象。（2）种类 达尔文在环球考察中观察到一个奇怪的现象。加拉帕戈斯群岛位于南美洲附近的太平洋中，由13个主要岛屿组成，这些岛屿与南美洲大陆的距离为160950km。3、隔离在物种形成中的作用 在加拉帕戈斯群岛上生活着13种地雀。这些地雀的喙差别很大，不同种之间存在生殖隔离。而在辽阔的南美洲大陆上，却看不到这13种地雀的踪影。不同岛屿的环境有较大差别，比如岛的低洼地带，布满棘刺状的灌丛；而在只有大岛上才有的高地，则生长着茂密的森林。这些岛屿是500万年前由海底的火山喷发后形成的，比南美洲大陆的形成晚得多。可以推测这些地雀的
17、共同祖先来自南美大陆，以后在各个岛屿上形成了不同的种群加拉帕戈斯群岛的地雀加拉帕戈斯群岛的几种地雀南 美 洲 地 雀经过漫长的岁月和许多世代的逐渐演变形成新物种。（1）物种形成的方式 渐变式（绝大多数）种群之间小种群基因频率发生改变新物种地理隔离自然选择生殖隔离短时间内即可形成，如自然界中多倍体的形成。物种A杂种植物异源多倍体杂交染色体加倍物种B 爆发式种群是生物进化的基本单位，生物进化的实质：种群基因频率的改变。物种形成过程的三个基本环节：突变和基因重组、自然选择及隔离突变和基因重组产生进化的原材料自然选择使种群的基因频率定向改变并决定生物进化的方向隔离是新物种形成的必要条件。总结：创P82
18、 典例2、大约一万年前，某大峡谷中的松鼠被一条河流分隔成甲、乙两个种群，两个种群所发生的变化如图所示，下列叙述正确的是A地球上新物种的形成都必须先经历a过程，再最终达到生殖隔离Bb过程的实质就是定向改变种群的基因频率，使生物发生进化C只能表示新物种形成过程中，基因突变是不定向和随机的D品系1和品系2种群基因库出现了差异，立刻形成物种1和物种2B B创P82对应训练对应训练3、基于对物种概念的理解，判断下列关于物种的说法不正确的是A.不同种群的生物可能属于同一个物种B.一个物种只含有一个种群C.同一物种具有相似的形态和生理特征D.自然状态下，能通过有性生殖繁殖后代，且后代也有繁殖能力B B4、下列关于物种形成的叙述，错误的是A经过长期的地理隔离而达到生殖隔离是常见的物种形成方式B隔离是物种形成的必要条件C两个不同种群一旦产生生殖隔离就形成了新物种D基因频率改变一定导致新物种形成D D所有目标都是黑暗的，只有行动才与光明相伴！
