高中生物-一 種群基因頻率的改變與生物進(jìn)化教學(xué)課件設(shè)計(jì)

第2節(jié)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容一種群基因頻率的改變與生物進(jìn)化達(dá)爾文乘坐的“貝格爾號”已漸漸遠(yuǎn)去......尋覓生命史真容的腳步卻沒有停止。

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。問題探討：1.昆蟲的翅色將怎樣變化？2.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？群體有性生殖1.種群?生活在一定區(qū)域的同種生物的全部個(gè)體。討論分析：下列實(shí)例是否屬于種群（1）兩個(gè)池塘中的全部鯉魚（2）一個(gè)池塘中的全部魚（3）昌樂一中所有男生（4）一個(gè)池塘中的全部鯉魚☆【小試牛刀】種群的特點(diǎn)1.具有一定的時(shí)空限制2.應(yīng)包括同種生物各年齡段的全部個(gè)體3.種群中的個(gè)體并不是機(jī)械地集合在一起，而是彼此可以隨機(jī)交配，繁衍后代，使基因能夠世代傳遞。？【歸納提升】2.基因庫一個(gè)種群中全部個(gè)體所含有的全部基因。3.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。4.基因型頻率在一個(gè)種群中，某基因型個(gè)體占全部個(gè)體的比率。例1:在某昆蟲的種群中隨機(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?基因頻率=某基因的數(shù)目該基因的等位基因的總數(shù)×100%基因頻率的計(jì)算PA=60%Pa=40%【學(xué)以致用】思考與討論：用數(shù)學(xué)方法討論基因頻率的變化1.假設(shè)上述昆蟲種群非常大，所有的雌雄個(gè)體間都能自由交配并產(chǎn)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(chǎn)生突變，根據(jù)孟德爾的分離定律計(jì)算：（1）該種群產(chǎn)生的配子A和配子a的比率各是多少？（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？（4）將計(jì)算結(jié)果填入下表。想一想，子二代、子三代以及若干代以后，種群的基因頻率會同子一代一樣嗎？新代基因型的頻率AA(30%)Aa(60%)aa(10%)配子的比率A()A()a()a()子一代基因型頻率AA()Aa()aa()子一代基因頻率A()a()30%30%30%10%36%48%16%60%40%子二代基因型頻率AA()Aa()aa()子二代基因頻率A()a()36%48%60%40%16%基因頻率在親子代間是穩(wěn)定不變的，基因型頻率到子二代也會穩(wěn)定下來。（保持平衡）從子代的基因型頻率和基因頻率的計(jì)算結(jié)果中，發(fā)現(xiàn)了什么現(xiàn)象？

上述計(jì)算結(jié)果是建立在五個(gè)假設(shè)條件基礎(chǔ)上的。對自然界的種群來說，這五個(gè)條件都成立嗎？你能舉出哪些實(shí)例？

種群非常大、雌雄個(gè)體間都能自由交配并產(chǎn)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(chǎn)生突變。種群基因頻率的變化是必然的【大顯神通】變異是基因頻率變化的根本原因基因突變?nèi)旧w變異基因重組突變可遺傳的變異＞【溫故知新】基因突變的特點(diǎn)：普遍存在隨機(jī)發(fā)生不定向的突變頻率很低多數(shù)對生物體是有害的

在自然情況下，突變的頻率是很低的，且多數(shù)是有害的，對生物的進(jìn)化有重要意義嗎？突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料基因突變基因重組新的等位基因多種多樣的基因型種群出現(xiàn)了大量的可遺傳變異結(jié)論探究：ss長滿地衣的樹干上的樺尺蠖黑褐色樹干上的樺尺蠖英國的曼徹斯特樺尺蠖2019世紀(jì)50年代，英國生物學(xué)家凱特威爾

他在工業(yè)污染嚴(yán)重的地區(qū)進(jìn)行野外實(shí)驗(yàn)，把同等數(shù)量的雄性黑蛾和淺色蛾做了標(biāo)記，然后釋放。一周后，用未交配的雌蛾作為誘餌進(jìn)行重捕，重新捕獲的黑蛾大約是淺色蛾的兩倍。后來，他又在未受污染的地區(qū)重復(fù)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果與上一次結(jié)果恰恰相反。（重新捕獲的淺色蛾大約是黑蛾的兩倍）在重污染區(qū)的淺色蛾到哪里去了？未受污染地區(qū)的黑蛾呢？凱特威爾用到了什么研究方法？

劍橋大學(xué)遺傳學(xué)教授麥克·馬杰魯斯

用七年的時(shí)間每天花上幾個(gè)小時(shí)用望遠(yuǎn)鏡觀察、記錄鳥類在他家的花園捕食樺尺蠖的情況。他觀察到，由于劍橋沒有被污染，黑色蛾的確比淺色蛾更容易被鳥類捕食。

他的結(jié)論是：鳥類有選擇的捕食是2001年到2007年間劍橋的黑蛾頻率下降的一個(gè)主要因素。在觀察－假說－驗(yàn)證1.提出問題2.作出假設(shè)3.討論探究思路4.制定并實(shí)施探究方案5.分析結(jié)果（s基因的頻率為什么越來越低？）（自然選擇改變基因頻率）（分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出結(jié)論：……）探究：自然選擇對種群基因頻率的影響第1年第2年第3年第4年……基因型頻率SS10%11%11.5%Ss20%22%22.9%ss70%63%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%升高降低自然選擇定向改變種群的基因頻率

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？結(jié)論？不定向的變異產(chǎn)生進(jìn)化的原材料淘汰不利變異基因,積累有利變異基因定向改變種群的基因頻率自然選擇生物朝一定的方向進(jìn)化結(jié)論？自然選擇決定生物進(jìn)化的方向

世界會因你而精彩！謝謝！本節(jié)課的收獲例如：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)的基因突變數(shù)是多少呢？2×104×10-5個(gè)體×108種群=2×107曼徹斯特樺尺蠖十九世紀(jì)初十九世紀(jì)中后期工業(yè)革命工業(yè)革命后，曼徹斯特的樺尺蠖為什么變得以黑色為主了？這種解釋能被證明嗎？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