高中生物必修二課件8：7-2-1 種群基因頻率的改變與生物進(jìn)化

種群基因頻率的改變與生物進(jìn)化過(guò)度繁殖遺傳和變異大量個(gè)體具有不利變異不適應(yīng)環(huán)境的個(gè)體不適者被淘汰生存斗爭(zhēng)具有有利變異適應(yīng)環(huán)境的個(gè)體適者生存生物新類型達(dá)爾文自然選擇學(xué)說(shuō)情景：在一片樹(shù)林中，如果在灰色翅（基因型為aa)昆蟲(chóng)的群體中偶然出現(xiàn)一只綠色翅（Aa)的變異個(gè)體。且綠色比灰色更不容易被敵害發(fā)現(xiàn)。一、種群基因頻率的改變與生物進(jìn)化思考回答：1.根據(jù)達(dá)爾文的觀點(diǎn)綠色翅昆蟲(chóng)能活下去的幾率大么？2.該綠色個(gè)體能一直生存下去么？3.該個(gè)體綠色性狀能保留下來(lái)并傳給后代么？怎么傳遞？過(guò)度繁殖遺傳和變異大量個(gè)體具有不利變異不適應(yīng)環(huán)境的個(gè)體不適者被淘汰生存斗爭(zhēng)具有有利變異適應(yīng)環(huán)境的個(gè)體適者生存生物新類型達(dá)爾文自然選擇學(xué)說(shuō)

的局限性進(jìn)化單位如何實(shí)現(xiàn)？可見(jiàn)，研究生物進(jìn)化，僅研究個(gè)體的表現(xiàn)型是否與環(huán)境相適應(yīng)是不夠的，還必須研究群體的基因組成的變化。1.種群-----生物進(jìn)化的基本單位一、種群基因頻率的改變與生物進(jìn)化判斷下列是否屬于種群（1）一個(gè)池塘中的全部魚(yú)（2）一個(gè)池塘中的全部鯉魚(yú)（3）兩個(gè)池塘內(nèi)的全部青蛙（4）一片草地上的全部植物（5）一片草地上的全部雄性梅花鹿否是否否否種群特點(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，并通過(guò)繁殖將各自的基因傳給后代。一、種群基因頻率的改變與生物進(jìn)化(一)種群是進(jìn)化的基本單位是生物繁殖的基本單位情景：在一片樹(shù)林中，如果在灰色翅（基因型為aa)昆蟲(chóng)的群體中偶然出現(xiàn)一只綠色翅（Aa)的變異個(gè)體。且綠色比灰色更不容易被敵害發(fā)現(xiàn)。一、種群基因頻率的改變與生物進(jìn)化思考回答：利用遺傳學(xué)知識(shí)，結(jié)合達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說(shuō)，請(qǐng)同學(xué)們討論昆蟲(chóng)種群出現(xiàn)綠色個(gè)體后，種群會(huì)如何進(jìn)化？1.種群-----生物進(jìn)化的基本單位1、基本概念（1）基因庫(kù)：一個(gè)種群中全部個(gè)體所含有的全部基因（2）基因頻率：在一個(gè)種群基因庫(kù)中，某個(gè)基因占

全部等位基因數(shù)的比率基因頻率=某基因的數(shù)目該基因的等位基因的總數(shù)×100%(一)種群是進(jìn)化的基本單位1、基本概念（1）基因庫(kù)：一個(gè)種群中全部個(gè)體所含有的全部基因（2）基因頻率：在一個(gè)種群基因庫(kù)中，某個(gè)基因占

全部等位基因數(shù)的比率基因頻率=某基因的數(shù)目該基因的等位基因的總數(shù)×100%(一)種群是進(jìn)化的基本單位【案例1】某樺尺蠖種群中，黑色翅的基因?yàn)镾，淺色翅的基因位s，抽樣調(diào)查100個(gè)個(gè)體，測(cè)得基因型為SS、Ss、ss的個(gè)體分別為10、20、70個(gè)、問(wèn)S、s基因頻率是多少？SS基因型頻率=10/100=10%Ss基因型頻率=20/100=20%ss基因型頻率=70/100=70%某種基因的基因頻率=某種基因的純合子頻率+1/2雜合子頻率S=10%+1/2×20%s=70%+1/2×20%=20%=80%(一)種群是進(jìn)化的基本單位每種基因型頻率是多少？【案例2】某樺尺蠖種群中，黑色翅的基因?yàn)镾，淺色翅的基因位s，抽樣調(diào)查100個(gè)個(gè)體，測(cè)得基因型為SS、Ss、ss的個(gè)體分別為10、20、70個(gè)。若該種群非常大，所有雌雄個(gè)體間隨機(jī)交配，沒(méi)有遷入和遷出，無(wú)自然選擇，無(wú)突變，根據(jù)孟德?tīng)柗蛛x定律計(jì)算：（1）該種群產(chǎn)生的S、s配子的比率各是多少？

（2）F1代的基因型頻率各是多少？

（3）F1代種群的基因頻率各是多少？（4）將計(jì)算結(jié)果填入表格，想一想，F(xiàn)2代、F3代以及若干代以后，種群的基因頻率會(huì)改變嗎？(一)種群是進(jìn)化的基本單位【案例2】某樺尺蠖種群中，黑色翅的基因?yàn)镾，淺色翅的基因位s，抽樣調(diào)查100個(gè)個(gè)體，測(cè)得基因型為SS、Ss、ss的個(gè)體分別為10、20、70個(gè)。若該種群非常大，所有雌雄個(gè)體間隨機(jī)交配，沒(méi)有遷入和遷出，無(wú)自然選擇，無(wú)突變，根據(jù)孟德?tīng)柗蛛x定律計(jì)算：（1）該種群產(chǎn)生的S、s配子的比率各是多少？

（2）F1代的基因型頻率各是多少？

（3）F1代種群的基因頻率各是多少？（4）將計(jì)算結(jié)果填入表格，想一想，F(xiàn)2代、F3代以及若干代以后，種群的基因頻率會(huì)改變嗎？(一)種群是進(jìn)化的基本單位【案例2】某樺尺蠖種群，黑色翅基因?yàn)镾，淺色翅基因?yàn)閟，抽樣調(diào)查100個(gè)個(gè)體，測(cè)得基因型為SS、Ss、ss的分別為10、20、70個(gè)，若該種群為親本，如果滿足隨機(jī)交配等理想條件，根據(jù)孟德?tīng)柗蛛x定律計(jì)算：（1）該種群產(chǎn)生的S、s配子的比率各是多少？親代基因型頻率SS（10%）Ss（20%）ss（70%）親代配子的比率S（10%）S（10%）s（10%）s（70%）S=20%s=80%(一)種群是進(jìn)化的基本單位（2）F1代的基因型頻率？（3）F1代的基因頻率是多少？

4%16%64%SSSsSs16%ssS（20%）s（80%）卵子S

（20%）s（80%）精子F1代基因型頻率SS%=4%Ss%=32%ss%=64%

（1）該種群產(chǎn)生的S、s配子的比率分別為：20%80%(一)種群是進(jìn)化的基本單位（2）F1代的基因型頻率？（3）F1代的基因頻率是多少？

4%16%64%SSSsSs16%ssS（20%）s（80%）卵子S

（20%）s（80%）精子F1代基因型頻率SS%=4%Ss%=32%ss%=64%

（1）該種群產(chǎn)生的S、s配子的比率分別為：20%80%(一)種群是進(jìn)化的基本單位親代基因型頻率SS（10%）Ss（20%）ss（70%）親代配子的比率S（20%）s（80%）F1代基因型頻率SS（4%）Ss（32%）ss（64%）F1代基因頻率F2代基因型頻率F2代基因頻率F3代基因型頻率F3代基因頻率（4）將計(jì)算結(jié)果填入表格，想一想，F(xiàn)2代、F3代以及若干代以后，種群的基因頻率會(huì)改變嗎？SS（4%）Ss（32%）ss（64%）SS（4%）Ss（32%）ss（64%）S（20%）S（20%）s（80%）s（80%）S（20%）s（80%）親代F1代F2代F3代…基因型頻率SS10%4%4%4%…Ss20%32%32%32%…ss70%64%64%64%…基因頻率S20%20%20%20%…s80%80%80%80%…理想條件：①該種群非常大；②所有的雌雄個(gè)體都能自由交配；③沒(méi)有遷入和遷出；④無(wú)自然選擇的作用；⑤不發(fā)生突變。用數(shù)學(xué)方法討論基因頻率的變化——遺傳平衡定律1908年，英國(guó)數(shù)學(xué)家哈迪和德國(guó)醫(yī)生溫伯格分別提出關(guān)于基因穩(wěn)定性的見(jiàn)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，1、種群很大2、隨機(jī)交配3、沒(méi)有突變和重組4、沒(méi)有個(gè)體遷入遷出5、沒(méi)有自然選擇那么，這個(gè)種群的基因頻率和基因型頻率在遺傳中是穩(wěn)定不變的，保持平衡（這一定律又稱哈迪——溫伯格定律）。設(shè)種群中，A基因頻率=p，a基因頻率=q，因?yàn)椋╬＋q）=A%+a%=1，所以（p+q）2=p2+2pq+q2=AA%+Aa%+aa%=1AA基因型頻率=p2；aa基因型頻率=q2；Aa基因型頻率=2pq用數(shù)學(xué)方法討論基因頻率的變化——遺傳平衡定律1908年，英國(guó)數(shù)學(xué)家哈迪和德國(guó)醫(yī)生溫伯格分別提出關(guān)于基因穩(wěn)定性的見(jiàn)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，1、種群很大2、隨機(jī)交配3、沒(méi)有突變和重組4、沒(méi)有個(gè)體遷入遷出5、沒(méi)有自然選擇那么，這個(gè)種群的基因頻率和基因型頻率在遺傳中是穩(wěn)定不變的，保持平衡（這一定律又稱哈迪——溫伯格定律）。設(shè)種群中，A基因頻率=p，a基因頻率=q，因?yàn)椋╬＋q）=A%+a%=1，所以（p+q）2=p2+2pq+q2=AA%+Aa%+aa%=1AA基因型頻率=p2；aa基因型頻率=q2；Aa基因型頻率=2pq

在某一種群中，已調(diào)查得知，隱性性狀者（等位基因用A、a表示）占16%，那么該性狀的AA、Aa基因型個(gè)體出現(xiàn)的頻率分別為（）

A.0.36、0.48B.0.36、0.24C.0.16、0.48D.0.48、0.36A

隱性性狀者為16%，即aa=16%，a的基因頻率是a=40%，A的基因頻率是A=1-40%=60%；根據(jù)遺傳平衡定律該人群中AA的基因型頻率是AA=60%×60%=0.36，Aa的基因型頻率是Aa=2×40%×60%=0.48，總結(jié)一、種群基因頻率的改變與生物進(jìn)化(一)種群是生物進(jìn)化的基本單位1、種群、基因庫(kù)、基因頻率等概念2、用數(shù)學(xué)方法討論基因頻率的變化現(xiàn)在練練吧！下列關(guān)于基因庫(kù)的敘述正確的是()A.一個(gè)種群中一個(gè)個(gè)體所含有的全部基因叫做這個(gè)種群的基因庫(kù)B.一個(gè)種群中全部個(gè)體所含有的顯性基因叫做這個(gè)種群的基因庫(kù)C.一個(gè)種群中全部個(gè)體所含有的全部基因叫做這個(gè)種群的基因庫(kù)D.一個(gè)種群的基因庫(kù)會(huì)隨著種群中一代一代的死亡而消減和滅亡C據(jù)調(diào)查得知，某小學(xué)的學(xué)生中基因型的比率為：

XBXB44%XBXb5%XbXb1%XBY43%XbY7%則Xb的基因頻率是（）A、13.2%B、5%C、14%D、9.3%D人類的苯丙酮尿癥是代謝疾病，由隱性基因控制。如果群體的發(fā)病率是1/10000，表現(xiàn)型正常的個(gè)體與苯丙酮尿癥患者婚配，生出患苯丙酮尿癥小孩的概率是

。1101提出問(wèn)題：種群中s基因（淺色性狀）的頻率為什

么越來(lái)越低？作出假設(shè)？？？【探究】自然選擇對(duì)種群基因頻率變化的影響

(19世紀(jì)中葉)(20世紀(jì)中葉)（S）頻率為5%（S）頻率為95%（s）頻率為95%（s）頻率為5%（二）生物進(jìn)化實(shí)質(zhì)

(19世紀(jì)中葉)(20世紀(jì)中葉)提出問(wèn)題：種群中s基因（淺色性狀）的頻率為什么

越來(lái)越低？作出假設(shè)：黑褐色環(huán)境，不利于淺色樺尺蠖的生存，環(huán)境的選擇作用使s基因頻率越來(lái)越低。第1年第2年第3年第4年……基因型頻率SS10%Ss20%ss70%基因頻率S20%s80%驗(yàn)證假設(shè)：數(shù)學(xué)建模1870年樺尺蠖的基因型頻率為SS10%；Ss20%；ss70%，在樹(shù)干變黑的環(huán)境條件下，使種群中淺色個(gè)體每年減少10%，黑色個(gè)體每年增加10%，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？第1年第2年第3年第4年……基因型頻率SS10%11.5%Ss20%ss70%基因頻率S20%s80%驗(yàn)證假設(shè)：數(shù)學(xué)建模1870年樺尺蠖的基因型頻率為SS10%；Ss20%；ss70%，在樹(shù)干變黑的環(huán)境條件下，使種群中淺色個(gè)體每年減少10%，黑色個(gè)體每年增加10%，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？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%升高降低驗(yàn)證假設(shè)：數(shù)學(xué)建模1870年樺尺蠖的基因型頻率為SS10%；Ss20%；ss70%，在樹(shù)干變黑的環(huán)境條件下，使種群中淺色個(gè)體每年減少10%，黑色個(gè)體每年增加10%，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？自然選擇條件下種群基因頻率理想條件下種群基因頻率得出結(jié)論：環(huán)境的選擇作用使s基因頻率越來(lái)越低討論：?jiǎn)栴}1：自然選擇中，直接作用的是基因型還是表現(xiàn)型？自然選擇的本質(zhì)是什么？

問(wèn)題2：如果自然選擇是針對(duì)種群的基因進(jìn)行，會(huì)導(dǎo)致種群發(fā)生什么變化？

問(wèn)題3：種群基因頻率改變與生物進(jìn)化有什么關(guān)系？自然選擇的本質(zhì)是對(duì)基因進(jìn)行選擇。自然選擇會(huì)使種群的基因頻率發(fā)生定向改變種群基因頻率的改變意味著生物的進(jìn)化生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)：生物進(jìn)化的方向：自然選擇決定生物進(jìn)化的方向種群基因頻率的改變?cè)蚴牵禾蕴焕儺惢?、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。種群基因頻率的改變與生物進(jìn)化(二)自然選擇決定生物進(jìn)化的方向(一)種群是進(jìn)化的基本單位小結(jié)生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)：自然選擇決定生物進(jìn)化的方向自然選擇條件下種群基因頻率理想條件下種群基因頻率得出結(jié)論：環(huán)境的選擇作用使s基因頻率越來(lái)越低第1年第2年第3年第4年……基因型頻率SS10%11.5%Ss20%ss70%基因頻率S20%s80%驗(yàn)證假設(shè)：數(shù)學(xué)建模1870年樺尺蠖的基因型頻率為SS10%；Ss20%；ss70%，在樹(shù)干變黑的環(huán)境條件下，使種群中淺色個(gè)體每年減少10%，黑色個(gè)體每年增加10%，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？情景：在一片樹(shù)林中，如果在灰色翅（基因型為aa)昆蟲(chóng)的群體中偶然出現(xiàn)一只綠色翅（Aa)的變異個(gè)體。且綠色比灰色更不容易被敵害發(fā)現(xiàn)。一、種群基因頻率的改變與生物進(jìn)化思考回答：利用遺傳學(xué)知識(shí)，結(jié)合達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說(shuō)，請(qǐng)同學(xué)們討論昆蟲(chóng)種群出現(xiàn)綠色個(gè)體后，種群會(huì)如何進(jìn)化？1.種群----