h現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容

第二節(jié)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容種群基因頻率的改變與生物進(jìn)化教學(xué)目標(biāo)1、解釋種群、種群基因庫、基因頻率等概念。2、理解種群是生物進(jìn)化的基本單位。3、學(xué)會計算基因頻率和基因型頻率。4、運用數(shù)學(xué)方法討論種群基因頻率的改變。5、突變和基因重組、自然選擇、在生物進(jìn)化中的作用。探究活動（一）情景：如果在灰色翅（基因型為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敵害發(fā)現(xiàn)。那么，昆蟲的翅色將怎樣變化？討論題目：1.根據(jù)達(dá)爾文“適者生存、不適者淘汰”的觀點該綠色個體能被選擇下來嗎？2.如果該綠色個體能很好的生活下來，它體內(nèi)的A基因怎樣才能傳遞給后代？3.如果Aa與其他個體交配生殖，后代還會綠色嗎？

在自然界中，沒有哪一個體是長生不死的，個體的基因型也會隨著個體的死亡而消失，但決定表現(xiàn)型的基因卻可以通過有性生殖才傳給后代，因此研究生物的進(jìn)化，僅僅研究個體的表現(xiàn)型是否與環(huán)境適應(yīng)是不夠的，還需要研究群體的基因組成變化，這個群體就是種群。種群是生物進(jìn)化的基本單位探究活動（二）1.怎樣的一群個體可以稱為種群呢？實際上，在自然界中，物種是以一個個種群存在的，種群是物種繁殖、生物進(jìn)化的基本單位。2.一個生物的“種”或“物種”與種群又有什么區(qū)別呢？生活在一定區(qū)域的同種生物的全部個體叫做種群物種可以分布在不同的自然界的不同區(qū)域，只有在可以發(fā)生隨機交配、繁衍，使基因能夠世代相傳的一定區(qū)域內(nèi)的同種全部個體的集合才是一個種群。1.下列屬于種群的是（）A.一塊水田里的全部水稻、水草B一塊稻田里的全部幼蚜、有翅、無翅的成蚜C一塊朽木上的全部真菌D.一個池塘中全部魚B3.生物進(jìn)化的基本單位（）A.個體B.基因C.種群D.群體2.下列關(guān)于種群的說法不正確的是（）A.同一種群的個體可以自由交配B.種群是生物繁殖的基本單位C.中國大陸上所有老虎是一個種群D.種群是生物進(jìn)化的基本單位CC探究活動（三）1.什么是基因庫？基因頻率的含義是什么？一個種群中全部個體所含有的全部基因叫這個種群的基因庫。在一個種群基因庫中，某基因占全部等位基因的比率叫做基因頻率。在一個種群中，某基因型個體占全部個體的比率?；蛐皖l率：=純合體基因型頻率+1/2雜合子基因型頻率A%+a%=1AA%+Aa%+aa%=1AA30%Aa60%aa10%基因頻率=某基因總數(shù)該基因等位基因的總數(shù)2.基因頻率的計算等位基因的頻率之和等于12.從某生物種群中隨機抽1000個個體，測知基因型為BB、Bb、、bb的個體分別為300個、600個和100個。在這1000個個體中：

B基因有

個，其基因頻率為

；

b基因有

個，其基因頻率為

。1.AA、Aa、aa的個體分別占24%、72%、4%、那么A、a的基因頻率是多少？（）

A.36%和64%B.57%和43%C.24%和72%D.60%和40%D120080060％40％3.在一個種群中隨機抽出一定數(shù)量的個體，其中基因型為AA的個體占18%，基因型Aa的個體占78%，aa的個體占4%。基因型A和a的頻率分別是

，

。57％43％探究活動（四）用數(shù)學(xué)方法討論基因頻率的改變假設(shè)討論題2中的群體滿足以下五個條件：①昆蟲群體數(shù)量足夠大，②全部的雌雄個體間都能自由交配并能產(chǎn)生后代，③沒有遷入與遷出，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）⑤也沒有基因突變和染色體變異。遺傳平衡狀態(tài)例：在一個兔種群中，有一半的兔體內(nèi)有白色脂肪，基因型為AA，另一半兔體內(nèi)有黃色脂肪，基因型為aa。這個種群中的A的基因頻率是

，AA基因型的頻率是

。在有性生殖過程中，在滿足上述五個條件下，這個種群產(chǎn)生具有A和a基因的精子比例是0.5：0.5，產(chǎn)生具有A和a基因的的卵細(xì)胞比例也是0.5：0.5。根據(jù)遺傳規(guī)律，產(chǎn)生的子一代具有三種基因型，它們的比例是：

卵細(xì)胞精子0.5A0.5a0.5A0.5a0.25AA0.25Aa0.25Aa0.25aaAA%aa%Aa%=25%=25%=50%A％＝AA％＋1/2Aa％a％＝aa％＋1/2Aa％=25%+1/2Χ50%=50%=25%+1/2Χ50%=50%0.50.5即：

[p（A％）+q（a％）]2

=p2（AA%）

+2pq（Aa%

）+q2

（aa%）

=1遺傳平衡公式：哈迪-溫伯格定律（p+q）2=p2+2pq+q2=1A%a%AA%=p2Aa%=2pqaa%=q2

卵細(xì)胞精子P（A）q(a)P(A)q(a)PP(AA)pq(Aa)qq(aa)pq(Aa)遺傳平衡公式：哈迪-溫伯格定律①昆蟲群體數(shù)量足夠大，②全部的雌雄個體間都能自由交配并能產(chǎn)生后代，③沒有遷入與遷出，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）⑤也沒有基因突變和染色體變異。這個種群的基因頻率（包括基因型頻率）就可以一代代穩(wěn)定不變，保持平衡。應(yīng)符合下列條件：計算子一代、子二代、子三代的基因頻率與基因型頻率

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%48%16%60%40%36%（2）分析一下各代基因頻率與基因型頻率相同嗎？（3）上述計算結(jié)果是在滿足五個假設(shè)條件的基礎(chǔ)上計算的，對自然界的種群來說，這五個條件都能成立嗎？特別是如果第⑤點假設(shè)成立這與前面我們所學(xué)的基因突變的哪個特性相違背？(4)如果產(chǎn)生新的等位基因，種群的基因頻率會變化嗎？？基因突變與基因頻率的改變有什么關(guān)系？？等位基因是如何產(chǎn)生的呢?基因突變？自然界中突變的頻率很低，能作為進(jìn)化的原材料嗎？2x10410-5108xx=2x107(個)

每一代就會有大量的變異取決于生物的生存環(huán)境某海島上的昆蟲出現(xiàn)殘翅和無翅類型突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料基因重組、基因突變及染色體變異基因突變和染色體變異統(tǒng)稱為突變。突變和基因重組可形成可遺傳的差異。？可遺傳的變異的來源有？？影響基因頻率的因素：突變、基因重組、自然選擇基因頻率的改變生物的進(jìn)化生物進(jìn)化過程實質(zhì)：種群基因頻率發(fā)生變化的過程突變許多等位基因基因重組許多基因型大量可遺傳的變異No!變異是不定向的那,誰決定的呢?形成了進(jìn)化的原材料

由于突變和基因重組，樺尺蠖出現(xiàn)不同的體色。(黑)S基因頻率從5%→95%95%5%（1）根據(jù)前面所學(xué)的你能做出假設(shè)嗎？自然選擇可以使種群的基因頻率定向改變探究活動（五）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樺尺蠖的生存，使得種群中淺色個體每年減少10%，黑色個體每年增加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%29.2%14.7%56.1%60.9%26.1%73.9%29.3%13.1%升高降低(3)在這個探究實驗中根據(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原因是：淘汰不利變異基因、積累有利變異基因結(jié)果是：使基因頻率定向改變。結(jié)論：自然選擇決定生物進(jìn)化的方向變異是不定向的自然選擇不利變異被淘汰,有利變異逐漸積累種群的基因頻率發(fā)生定向改變生物朝一定方向緩慢進(jìn)化自然選擇決定生物進(jìn)化的方向2．下面關(guān)于現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的敘述,正確的是A.種群是生物進(jìn)化的基本單位B.自然選擇學(xué)說是現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的核心C.生物進(jìn)化過程的實質(zhì)在于種群基因頻率的改變D.生物進(jìn)化過程的實質(zhì)在于有利變異的保存1．下列生物屬于種群的是：

A．一塊水田里的全部水稻、水草、魚、蝦及其他生物

B．一塊朽木上的全部真菌

C．一塊棉田中的全部幼蚜、有翅和無翅的成蚜

D．一個池塘中的全部魚課堂練習(xí)3.下列關(guān)于物種的敘述哪一項是不正確的（）

A．同一物種內(nèi)的生物個體可以自由交配和繁殖

B．物種具有遺傳穩(wěn)定性

C．不同物種的個體之間交配一定不能成功

D．同一物種內(nèi)的個體具有一定的形態(tài)特征和生理功能C4．在我國云南澄江發(fā)現(xiàn)的動物化石群約處于5.3億年前的寒武紀(jì)早期。該化石群有l(wèi)00多種60多個類群,大多已滅絕。其動物結(jié)構(gòu)與現(xiàn)存動物結(jié)構(gòu)差異根大,在此前的地層中卻找不到其祖先。如此多的動物種類在寒武紀(jì)早期“突然”出現(xiàn)的事實與達(dá)爾文進(jìn)化學(xué)說觀點相矛盾的是（）

A．生物是由其祖先經(jīng)漫長的地質(zhì)年代逐漸進(jìn)化而來

B．現(xiàn)代生物之間有或近或遠(yuǎn)的親緣關(guān)系

C．生物的變異是不定向的

D．生物是從簡單到復(fù)雜,從低等到高等進(jìn)化的A5.下列關(guān)于生物進(jìn)化的方向性問題的敘述，哪一項是不正確的（）

A．種群中生物個體的變異是定向的

B．種群的基因頻率的改變是定向的

C．自然選擇是定向的

D．生物的進(jìn)化是定向的6.下列哪一項不是自然選擇對生物進(jìn)化的作用A．自然選擇作用于生物的變異，使有利的變異得到保存，不利的變異被淘汰

B．自然選擇使生物種群的基因頻率發(fā)生定向性改變

C．自然選擇可誘導(dǎo)生物的變異發(fā)生定向性改變

D．自然選擇是物種形成的基本環(huán)節(jié)之一AC（多選）20世紀(jì)初，美國從印度引種大陸棉，由于檢疫的問題，使印度棉紅鈴蟲流入美國，下列關(guān)于這一問題的預(yù)測，正確的是（）A．短時期內(nèi)，印度紅鈴蟲和美國紅鈴蟲是兩個種群B．長時期后，美國紅鈴蟲可形成一個新的物種C．現(xiàn)在的美國紅鈴蟲和印度紅鈴蟲可自由交配和繁殖D．現(xiàn)在的美國紅鈴蟲和印度紅鈴蟲可能交配成功，但不一定能繁殖ABD6.某島嶼上存在著尺蛾的兩個變種，該地區(qū)原為森林，后建設(shè)成工業(yè)區(qū)。下表為該地區(qū)不同時期的兩個變種尺蛾的數(shù)量比。這些變產(chǎn)生的原因是

()A．灰尺蛾遷離，黑尺蛾遷入B．工業(yè)煤煙使灰