課件_現(xiàn)代生物進化理論的主要內容

1、第五章 生物的進化第二節(jié) 現(xiàn)代生物進化理論的主要內容問題：如果在灰色翅（aa）昆蟲的群體中偶然出現(xiàn)一只綠色翅（Aa）的變異個體，且綠色比灰色更不容易被捕食。那么，昆蟲的翅色將怎樣變化？ 需要研究種群的基因組成的變化。 一、種群的基因頻率的改變與生物進化一個生物 “物種”與種群有何區(qū)別？ （一）相關概念：1.種群是生物進化的基本單位；指生活在同一地點的同種生物個體的總和。種群是物種繁衍、進化的基本單位。物種可以分布在自然界的不同區(qū)域，自然界的物種實際上是以一個個種群的形式存在的。一個果園中的全部昆蟲 地球上全部的郁金香 一片草地的所有蒲公英一個池塘中的所有魚2.種群基因庫：一個種群中全部等位基因

2、的總和3.基因頻率 一個基因的數(shù)目種群全部等位基因數(shù) 例如：A=60% a=40%4.基因型頻率 特定基因型的個體種群總個體數(shù) 例如：AA=40% Aa=40% aa=20%（二）基因頻率的計算 1. 已知一個種群中A、a的基因頻率分別是60%、40%,則理論上AA、Aa、aa的個體在種群中分別占多大比例？3.某昆蟲種群中，綠色翅的基因為A, 褐色翅的基因位a，調查發(fā)現(xiàn)AA、Aa、aa的個體分別占30%、60%、10%、那么A、a的基因頻率是多少？2.已知人眼的褐色（A）對藍色（a）是顯性。在一個有30000人的人群中，藍眼的人3600人;褐眼的有26400人，其中純合體有12000人。那么在

3、這個人群中A和a的基因頻率分別為 A 0.64和0.36 B 0.36和0.64 C 0.50和0.50 D 0.82和0.18（A）60% 40%討論：用數(shù)學方法討論基因頻率的變化 假設上述昆蟲種群非常大，所有的雌雄個體間都能自由交配并產生后代，沒有遷入和遷出，自然選擇對翅色這一相對性狀沒有作用，基因A和a都不產生突變，根據(jù)孟德爾的分離定律計算：親代基因型的頻率AA(30%)Aa(60%)aa(10%)配子的比率A( )A( )a( )a( )子代基因型頻率AA( )Aa( )AA( )子代基因頻率A ( )a( )30%30%30%10%36%48%16%60%40%子二代、子三代，種群的

4、基因頻率分別是多少？子二代子一代基因型頻率AA(36%)Aa(48%)aa(16%)配子的比率A( )A( )a( )a( )子二代基因型頻率AA( )Aa( )AA( )子二代基因頻率A ( )a( )36%24%24%16%36%48%16%60%40%子三代子二代基因型頻率AA(36%)Aa(48%)aa(16%)配子的比率A( )A( )a( )a( )子三代基因型頻率AA( )Aa( )AA( )子三代基因頻率A ( )a( )36%24%24%16%36%48%16%60%40%（三）遺傳平衡定律（哈迪-溫伯格定律） 種群有相對的穩(wěn)定性，其基礎是遺傳平衡。1. 定律內容： 一個有性

5、生殖的自然種群，在符合下列條件時，各基因頻率和基因型頻率將在世代遺傳中保持不變，并且基因頻率決定基因型頻率。 種群大；隨機交配；沒有突變；沒有遷移；沒有自然選擇。2. 定律的數(shù)學表達式： (pq)2 p22pqq2 1p：等位基因A的頻率；q：等位基因a的頻率；p2：基因型AA的頻率；2pq：基因型Aa的頻率；q2：基因型aa的頻率。 1.人的白化病取決于隱性基因a，假設調查發(fā)現(xiàn)每10000人中有一個白化病患者，問Aa的人數(shù)是多少？解：aa的頻率：1/10000，即q2 = 0.0001則：q = 0.01，p = 0.99；2pq = 0.0198即Aa的頻率是0.0198，人數(shù)有198人。

6、 2.某工廠有男女職工各200名，對他們進行調查時發(fā)現(xiàn)，女性色盲基因攜帶者為15人，女性患者1人，男性患者14人，這個群體中色盲基因的頻率應為多少？解：（15+2+14）/6005.17%問題：1、對自然界的種群來說，上述五個假設條件都成立嗎？為什么？2、如果該種群出現(xiàn)新的突變型，也就是產生新的等位基因A2，種群的基因頻率會變化嗎？基因A2的頻率可能會怎樣變化？二、突變和基因重組是進化的原材料1、突變指基因突變和染色體變異。2、突變的有害和有利是相對的，它取決于生物的生存環(huán)境。3、突變和基因重組只產生生物進化的原材料，不能決定生物進化的方向。三、自然選擇對種群基因頻率變化的影響95%5%95%

7、（ss）5%Ss或SS19世紀 長滿地衣的樹干上的樺尺蠖20世紀 黑褐色樹干上的樺尺蠖問題：s基因的頻率為什么越來越低？過度繁殖遺傳變異生存斗爭適者生存資源有限逐代積累有利變異的基因頻率，使生物進化三、自然選擇對種群基因頻率變化的影響自然選擇決定生物進化的方向，使基因頻率發(fā)生定向改變。即生物進化的實質是種群基因頻率的定向改變。討論：下圖是由于長期使用某種農藥，害蟲數(shù)量隨時間變化的曲線圖。請用現(xiàn)代進化理論的觀點來解釋。 時間數(shù)量過度繁殖遺傳變異生存斗爭適者生存資源有限逐代積累有利變異的基因頻率，使生物進化抗性菌株 + 青霉素問題：突變發(fā)生在接觸藥之前還是之后？金黃色葡萄球菌（影印法）（影印法）四

8、、隔離導致物種的形成1.相關概念：物種：在自然狀態(tài)下能夠相互交配和繁殖，并產生可育后代的一群生物，簡稱“種”。 隔離：不同種群間的個體，在自然條件下基因不能自由交流的現(xiàn)象。地理隔離：同一種生物由于地理障礙而分成不同的種群，使種群間不能發(fā)生基因交流的現(xiàn)象。生殖隔離：不同物種之間一般不能相互交配，即使交配成功，也不能產生可育后代的現(xiàn)象。由地理隔離發(fā)展到生殖隔離是大多數(shù)物種形成的基本因素，生殖隔離一旦形成，原來屬于一個物種的就形成了不同的物種。隔離在物種形成中的作用1.設想從南美洲大陸遷移來的兩個初始種群，它們的基因頻率一樣嗎？2.不同島嶼的地雀種群，產生突變的情況一樣嗎？3.對不同島嶼的地雀種群來說，環(huán)境作用有差別嗎？這對種群基因頻率的變化會產生什么影響？4.如果這片海域只有一個小島，還會形成這么多種地雀嗎？2.物種形成的三個基本環(huán)節(jié)：突變和基因重組提供進化的原材料；自然選擇使基因頻率定向改變， 決定生物進化的方向；隔離物種形成的必要條件共同進化與生物多樣性的形成1、共同進化 不同物種間的共同進化 生物與無機環(huán)境