現(xiàn)代生物計(jì)劃理論的主要內(nèi)容

現(xiàn)代生物計(jì)劃理論的主要內(nèi)容第一頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日

如果在褐色翅(基因型為aa)昆蟲的群體中偶然出現(xiàn)一只綠色翅(基因型為Aa)的變異個(gè)體，且綠色比灰色更不易被捕食。那么：1、昆蟲的翅色將怎樣變化？2、該綠色個(gè)體一定能被選擇下來嗎？為什么？3、如果該綠色個(gè)體能很好生活下來，它體內(nèi)的A基因怎樣才能傳遞給子代呢？4、如果Aa與其他個(gè)體交配生殖，后代還會是綠色的嗎？問題探討：第二頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日

出現(xiàn)有利變異個(gè)體內(nèi)的有利基因只有在群體中，通過有性生殖才能世代延續(xù)，另外有利變異的個(gè)體的后代不一定能真實(shí)遺傳。因此，研究生物的進(jìn)化，僅僅研究個(gè)體的表現(xiàn)形式是否與環(huán)境相適應(yīng)是不夠的，還需要研究群體的基因組成的變化，這個(gè)群體就是種群。

第三頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日（一）種群是生物進(jìn)化的基本單位：1、種群概念：生活在一定區(qū)域的同種生物的全部個(gè)體。臥龍自然保護(hù)區(qū)獼猴第四頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日一個(gè)生物“種群”或“物種”于種群有何區(qū)別？物種可以是分布在不同的自然界的不同區(qū)域，發(fā)生隨機(jī)交配、繁衍，種群是基因能夠世代相傳的一定區(qū)域內(nèi)的同種全部個(gè)體的集合才是一個(gè)種群。第五頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日2、種群的特點(diǎn)：

種群中的個(gè)體并不是機(jī)械地集合在一起，而是彼此可以交配實(shí)行基因交流，并通過繁殖將各自的基因傳給后代。第六頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日例：判斷下列是否屬于種群（1）一個(gè)池塘中的全部鯉魚（2）一個(gè)池塘中的全部魚（3）一片草地上的全部植物（4）一片草地上的全部蒲公英第七頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日人們?yōu)槭裁匆岢觥胺N群”這個(gè)概念呢？

自然界的物種實(shí)際上是以一個(gè)個(gè)種群存在的，種群是物種繁衍、進(jìn)化的基本單位。它為研究生物與環(huán)境的關(guān)系和物種的變化帶來了方便。第八頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日3、基因庫：一個(gè)種群中全部個(gè)體所含有的全部基因。4、基因頻率：在一個(gè)種群基因庫中，某個(gè)基因占全部等位基因數(shù)的比率。概念：第九頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日例:從種群中隨機(jī)抽出100個(gè)個(gè)體，測知基因型為AA、Aa和aa的個(gè)體分別是30、60和10個(gè)。那么A和a的基因頻率是多少?解:A基因的基因頻率為:a基因的基因頻率為：基因頻率=某基因的數(shù)目該基因的等位基因的總數(shù)=純合子頻率+1/2雜合子頻率=40%

=30/100×100%

+1/2×60/100×100%=60%

=10/100×100%

+1/2×60/100×100%=40%A%=×100%2×AA＋Aa2(AA＋Aa＋aa)a%=×100%=60%2×aa＋Aa2(AA＋Aa＋aa)×100%第十頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日在一個(gè)種群中，某基因型個(gè)體占全部個(gè)體的比率?；蛐皖l率：第十一頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日基因頻率=純合子頻率+1/2雜合子頻率即A的頻率=AA+1/2Aaa的頻率=aa+1/2Aa基因頻率之和等于1即A的頻率+a的頻率=1同樣基因型頻率之和等于1即AA+Aa+aa=1

第十二頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日哈迪-溫伯格定律（遺傳平衡定律）1908年，英國數(shù)學(xué)家哈迪和德國醫(yī)生溫伯格分別提出關(guān)于基因穩(wěn)定性的見解。他們指出，一個(gè)有性生殖的自然種群中，在符合以下五個(gè)條件的情況下，各等位基因的頻率和等位基因的基因型頻率在一代一代的遺傳中是穩(wěn)定不變的。或者說是保持著基因平衡的。這五個(gè)條件是：1、種群很大

2、個(gè)體之間隨機(jī)交配

3、沒有突變產(chǎn)生

4、沒有個(gè)體遷入遷出

5、沒有自然選擇第十三頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日假設(shè)115頁題目中的種群滿足以下五個(gè)條件：①昆蟲群體數(shù)量足夠大，③沒有遷入與遷出，②全部的雌雄個(gè)體間都能自由交配并能產(chǎn)生后代，④AA、Aa、aa三種基因型昆蟲的生存能力完全相同（也就是說自然選擇對A、a控制的翅型性狀沒有作用）⑤A和a都不產(chǎn)生突變,即沒有基因突變和染色體變異。在有性生殖過程中，如果符合以上的理想條件，(1)該種群產(chǎn)生的A配子和a配子的比率各是多少?

A60%a40%卵細(xì)胞精子A60%a40%36%24%16%AAAaAa24%aa子一代基因型頻率第十四頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日(2)子代基因型的頻率各是多少?(3)子代種群的基因頻率各是多少?30%30%30%10%36%48%60%40%16%親代基因型的頻率AA(30%)Aa(60%)aa(10%)配子的比率A()A()a()a()子代基因型的頻率AA()Aa()aa()子代種群的基因頻率A()a()第十五頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日

親代子一代

子二代

子三代基因型頻率AA30%Aa60%aa10%基因頻率A60%a40%36%48%16%60%40%36%16%48%60%40%60%40%36%48%16%(4)在討論題2中的群體滿足五個(gè)條件的情況下,計(jì)算子二代、子三代的基因頻率與基因型頻率;分析一下各代基因頻率與基因型頻率相同嗎？

第十六頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日若種群中一等位基因?yàn)锳和a，設(shè)A的基因頻率=p，a的基因頻率=q，因?yàn)?p＋q)=A%+a%=1，則（p+q）2=p2+2pq+q2=AA%+Aa%+aa%=1。AA的基因型頻率=p2；aa的基因型頻率=q2；Aa的基因型頻率=2pq。第十七頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日基因頻率與基因型頻率的關(guān)系

處于平衡狀態(tài)的種群，一對等位基因A和a，A的基因頻率為p，a的基因頻率為q，則：哈迪-溫伯格定律可用數(shù)學(xué)方程式表示為：(p+q)2=p2+2pq+q2=1=PAA+PAa+PaaAA的基因型頻率為p2Aa的基因型頻率為2pqaa的基因型頻率為q2第十八頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日變異的類型有那些？不能遺傳的變異可遺傳的變異基因突變基因重組染色體變異第十九頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日（二）突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料基因突變產(chǎn)生新的等位基因，這就可能使種群的基因頻率發(fā)生變化。

某海島上的昆蟲出現(xiàn)殘翅和無翅類型由于突變和基因重組，樺尺蠖形成了不同的體色。

第二十頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日(二)、突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料可遺傳變異為進(jìn)化提供了原材料特點(diǎn)：隨機(jī)、不定向結(jié)果：不能決定生物進(jìn)化的方向，只是提供進(jìn)化的原材料?；蛲蛔?nèi)旧w變異基因重組突變第二十一頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日

基因突變在自然界是普遍存在的，因此基因突變產(chǎn)生新的等位基因,這就可能使種群的基因頻率發(fā)生變化.什么是突變？

現(xiàn)代遺傳學(xué)研究表明，可遺傳的變異來源于基因突變、基因重組和染色體變異。其中基因突變和染色體變異統(tǒng)稱為突變。第二十二頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日

例如：果蠅約有104對基因，假定每個(gè)基因的突變率都是10－5，若有一個(gè)中等數(shù)量的果蠅種群（約有108個(gè)個(gè)體），那么每一代出現(xiàn)基因突變數(shù)是多少呢？

2×104×10－5個(gè)體×108種群=2×107

自然界中生物的自然突變頻率很低，而且一般對生物體是有害的。為什么還能夠改變種群中的基因頻率呢？

種群是由許多個(gè)體組成的，每個(gè)個(gè)體的每一個(gè)細(xì)胞內(nèi)都有成千上萬個(gè)基因，這樣，每一代就會產(chǎn)生大量的突變。第二十三頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日

此外，突變的有害還是有利也不是絕對的，這往往取決于生物的生存環(huán)境。結(jié)論：突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料1．種群中突變的特點(diǎn)：突變數(shù)很大、隨機(jī)、不定向2．種群基因重組的結(jié)果：產(chǎn)生更多可遺傳變異、不定向第二十四頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日突變基因重組新的等位基因多種多樣的基因型種群中出現(xiàn)大量可遺傳的變異變異是不定向的形成了進(jìn)化的原材料,不能決定生物進(jìn)化的方向第二十五頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日(三)自然選擇決定生物進(jìn)化的方向（1）根據(jù)前面所學(xué)的知識你能做出假設(shè)嗎？探究活動:“探究自然選擇對種群基因頻率的影響”長滿地衣的樹干上的樺尺蠖

黑褐色樹干上的樺尺蠖

自然選擇可以使種群的基因頻率定向改變第二十六頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日探究活動2）現(xiàn)在我們用數(shù)學(xué)方法來討論一下樺尺蠖基因頻率變化的原因。1870年樺尺蠖的基因型頻率為SS10%；Ss20%；ss70%，在樹干變黑這一環(huán)境條件下假如樹干變黑不利于淺色樺尺蠖的生存，使得種群中淺色個(gè)體每年減少10%，黑色個(gè)體每年增加10%，以后的幾年內(nèi)，樺尺蠖種群每年的基因型頻率與基因頻率是多少呢？第1年第2年第3年第4年……基因型頻率SS10%11.5%Ss20%22.9%ss70%65.6%基因頻率S20%23%s80%77%70.7%26%29.3%14.6%56.1%60.9%26.1%73.9%29.3%13.1%升高降低第二十七頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日(3)在這個(gè)探究實(shí)驗(yàn)中根據(jù)上面的數(shù)據(jù)分析，變黑的環(huán)境對樺尺蠖產(chǎn)生了什么樣的影響？變黑的環(huán)境對樺尺蠖淺色個(gè)體的出生率有影響嗎？(4)在自然選擇中，直接受選擇的是基因型還是表現(xiàn)型？

變黑的環(huán)境使控制淺色的s基因頻率減少，S基因頻率增加

許多淺色個(gè)體可能在沒有交配、產(chǎn)卵前就已被天敵捕食

天敵看到的是樺尺蠖得體色（表現(xiàn)型）而不是控制體色的基因。第二十八頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日

自然選擇使種群的基因頻率定向改變并決定生物進(jìn)化的方向樺尺蠖深色淺色棲息環(huán)境淺色（個(gè)體多）（個(gè)體少）棲息環(huán)境深色s基因頻率降低S基因頻率升高淺色深色s基因頻率又降低S基因頻率又升高s基因頻率95%S基因頻率95%第二十九頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日原因是：

淘汰不利變異基因、積累有利變異基因結(jié)論：自然選擇決定生物進(jìn)化的方向結(jié)果是：使基因頻率定向改變。第三十頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日影響基因頻率的因素：基因突變、基因重組和自然選擇生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)就是：

種群是生物進(jìn)化的單位，也是生物（）的單位。繁殖生物進(jìn)化=種群基因頻率變化種群基因頻率發(fā)生變化的過程。小結(jié)：第三十一頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日小結(jié)（自