種群基因組成的變化 高一下學(xué)期生物人教版必修二

第六章生物的進(jìn)化第3節(jié)

種群基因組成的變化與物種的形成假定獼猴群體中有一只雄性個(gè)體發(fā)生了變異（超猴），變異使其在生存斗爭(zhēng)中獲得了優(yōu)勢(shì)。1.超猴使其所在的群體強(qiáng)大起來(lái)，但它卻沒(méi)有合適伴侶孤獨(dú)一生，其死后獼猴群體又恢復(fù)到原來(lái)的樣子，這能不能說(shuō)獼猴群體進(jìn)化了？2.假如超猴降低一點(diǎn)擇偶標(biāo)準(zhǔn)，與普通雌性交配生小猴子。當(dāng)超猴死去，多年之后，超猴的表型（基因）能不能在群體中擴(kuò)散開(kāi)來(lái)？不能能種群是生物進(jìn)化的基本單位1.種群定義：生活在一定區(qū)域的同種生物的全部個(gè)體叫做種群。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⑤一片草地上的成年梅花鹿×√×××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。種群是物種繁衍、進(jìn)化的基本單位。種群在繁衍過(guò)程中，個(gè)體有新老交替，基因卻代代相傳。一、種群和種群基因庫(kù)一、種群和種群基因庫(kù)【思考】同前一年的蝗蟲(chóng)種群相比，新形成的蝗蟲(chóng)種群在基因組成上會(huì)有什么變化嗎？一、種群和種群基因庫(kù)2.種群基因庫(kù)一個(gè)種群中全部個(gè)體所含有的全部基因叫這個(gè)種群的基因庫(kù)。判斷：1.一只小狗的全部基因是一個(gè)基因庫(kù)()2.種群中每個(gè)個(gè)體含有種群基因庫(kù)的全部基因()××一、種群和種群基因庫(kù)3.基因頻率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。在基因庫(kù)中，某基因占控制此性狀全部等位基因數(shù)的比率叫做基因頻率。A+aA×100%A%＝AA+Aa+aaAA×100%AA%＝某昆蟲(chóng)種群中，綠色翅的基因?yàn)锳,褐色翅的基因?yàn)閍，調(diào)查發(fā)現(xiàn)AA、Aa、aa的個(gè)體分別有30、60、10個(gè)，AA、Aa、aa的基因型頻率是多少？那么A、a的基因頻率是多少？方法一：概念法方法二：通過(guò)基因型頻率計(jì)算方法一：概念法A基因頻率為:a基因頻率為：=40%A%=×100%2×AA＋Aa2(AA＋Aa＋aa)a%==60%2×aa＋Aa2(AA＋Aa＋aa)×100%A基因的數(shù)量：2×30+60=120個(gè)a基因的數(shù)量：2×10+60=80個(gè)A基因的頻率：120÷200=60%a基因的頻率：80÷200=40%方法二：通過(guò)基因型頻率計(jì)算①在種群中，一對(duì)等位基因的基因頻率之和等于1，基因型頻率之和也等于1。②一個(gè)基因的頻率=該基因純合子的基因型頻率+1/2雜合子的基因型頻率A基因頻率=AA的基因型頻率+1/2Aa基因型頻率A基因頻率=30%+1/2×60%=60%a基因頻率=10%+1/2×60%=40%AA基因型頻率為:

30%aa基因型頻率為:

10%a基因頻率=aa的基因型頻率+1/2Aa基因型頻率Aa基因型頻率為:60%調(diào)查色盲遺傳時(shí)，將調(diào)查數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)在如下表格中,請(qǐng)你推算該種群中Xb的基因頻率.類(lèi)型XBXBXBXbXbXbXBYXbY數(shù)量30200464XbXB+XbXb=×100％=20+430×2+20×2+46+4×100％=16％一、種群和種群基因庫(kù)

假設(shè)上述昆蟲(chóng)種群數(shù)量非常大，所有的雌雄個(gè)體間都能自由交配并能產(chǎn)生后代，沒(méi)有遷入和遷出，不同翅色的個(gè)體生存和繁殖的機(jī)會(huì)是均等的，基因A和a都不產(chǎn)突變，根據(jù)孟德?tīng)柕姆蛛x定律計(jì)算。(1)該種群產(chǎn)生的A配子和a配子的比值各是多少？(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(huì)同子一代一樣嗎？用數(shù)學(xué)方法討論基因頻率的變化親代基因型比值A(chǔ)A(30%)Aa(60%)aa(10%)配子的比值A(chǔ)()A()a()a()子代基因型頻率AA()Aa()aa()子代基因頻率A()a()

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%60%40%40%36%48%16%一、種群和種群基因庫(kù)種群的基因頻率和基因型頻率可以世代相傳不發(fā)生變化，保持平衡。5.遺傳平衡定律遺傳平衡群體自由/隨機(jī)交配一次后，種群的基因頻率和基因型頻率均保持不變。

設(shè)A的基因頻率為p，a的基因頻率為q；則p+q=1，且：

(p+q)2=p2+2pq+q2AA基因型的頻率Aa基因型的頻率aa基因型的頻率一、種群和種群基因庫(kù)一、種群和種群基因庫(kù)遺傳平衡種群(大的自由交配的種群可近似為遺傳平衡種群)A基因頻率=AA基因型頻率a基因頻率=aa基因型頻率二、種群基因頻率的變化2.上述計(jì)算結(jié)果是建立在5個(gè)假設(shè)條件基礎(chǔ)上的。5個(gè)條件為：①昆蟲(chóng)群體數(shù)量足夠大；②全部的雌雄個(gè)體間都能自由交配并能產(chǎn)生后代；③

沒(méi)有遷入與遷出；④

自然選擇對(duì)性狀沒(méi)有作用

⑤

基因A和a都不產(chǎn)生突變。

對(duì)自然界的種群來(lái)說(shuō)，這5個(gè)條件都成立嗎？用數(shù)學(xué)方法討論基因頻率的改變

遺傳平衡所指的種群是理想種群，在自然條件下，這樣的種群是不存在的。這說(shuō)明在自然界中，種群的基因頻率遲早要發(fā)生變化，也就是說(shuō)種群的進(jìn)化是必然的。什么會(huì)引起種群基因頻率改變呢？二、種群基因頻率的變化3.如果該種群出現(xiàn)新的突變型（基因型為A2a或A2A2），也就是產(chǎn)生新的等位基因A2，種群的基因頻率會(huì)變化嗎？基因A2的頻率可能會(huì)怎樣變化？

突變產(chǎn)生的新基因會(huì)使種群的基因頻率發(fā)生變化?；駻2的頻率是增加還是減少，要看這一突變對(duì)生物體是有益還是有害的，這往往取決于生物生存的環(huán)境。二、種群基因頻率的變化

基因突變?cè)谧匀唤缡瞧毡榇嬖诘?。基因突變產(chǎn)生新的等位基因，這就可以使種群的基因頻率發(fā)生變化。變異可遺傳的變異基因突變?nèi)旧w變異基因重組突變不可遺傳的變異二、種群基因頻率的變化

由于種群是由許多個(gè)體組成，每個(gè)個(gè)體的細(xì)胞中都有成千上萬(wàn)個(gè)基因，這樣，每一代就會(huì)產(chǎn)生大量的突變。思考：生物自發(fā)突變的頻率很低，而且大多數(shù)突變對(duì)生物體是有害的，那么，它為何還能夠作為生物進(jìn)化的原材料呢？【例如】果蠅1組染色體上約有1.3×104個(gè)基因，假定每個(gè)基因的突變頻率都為10-5，對(duì)一個(gè)約有108個(gè)個(gè)體的果蠅種群來(lái)說(shuō)，每一代出現(xiàn)的基因突變數(shù)是：2×1.3×104×10-5×108=2.6×107（個(gè)）二、種群基因頻率的變化種群中出現(xiàn)大量的可遺傳的變異基因突變?nèi)旧w變異基因重組提供進(jìn)化的原材料變異能不能決定生物進(jìn)化的方向？為什么？三、自然選擇對(duì)種群基因頻率變化的影響

英國(guó)的曼徹斯特地區(qū)有一種樺尺蛾（其幼蟲(chóng)叫樺尺蠖）。它們夜間活動(dòng)，白天棲息在樹(shù)干上。雜交實(shí)驗(yàn)表明，樺尺蛾的體色受一對(duì)等位基因S和s控制，黑色(S)對(duì)淺色(s)是顯性的。探究自然選擇對(duì)種群基因頻率變化的影響三、自然選擇對(duì)種群基因頻率變化的影響

討論1.樹(shù)干變黑會(huì)影響樺尺蛾種群中淺色個(gè)體的出生率嗎？為什么？

探究自然選擇對(duì)種群基因頻率變化的影響

會(huì)。因?yàn)闃?shù)干變黑后，淺色個(gè)體容易被發(fā)現(xiàn)，被捕食的概率增加，許多淺色個(gè)體可能在沒(méi)有交配，產(chǎn)卵前就已被天敵捕食，導(dǎo)致其個(gè)體數(shù)減少，影響出生率。三、自然選擇對(duì)種群基因頻率變化的影響

討論2.在自然選擇過(guò)程中，直接受選擇的是基因型還是表型？為什么？探究自然選擇對(duì)種群基因頻率變化的影響

在自然選擇過(guò)程中，直接受選擇的是生物的表現(xiàn)型；

基因型并不能在自然選擇中起直接作用，因?yàn)樘鞌吃诓妒硺宄叨陼r(shí)，看到的是樺尺蛾的體色而不是控制體色的基因。變異是不定向的自然選擇是定向的不利變異被淘汰,有利變異逐漸積累種群的基因頻率發(fā)生定向的改變生物朝著一定方向緩慢進(jìn)化生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的定向改變。三、自然選擇對(duì)種群基因頻率變化的影響種群基因頻率的改變，標(biāo)志著生物的進(jìn)化。課堂小結(jié)生物變異自然選擇基因突變?nèi)旧w變異基因重組突變種群基因頻率定向改變生物進(jìn)化生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率在自然選擇作用下的定向改變。種群基因頻率的改變，標(biāo)志著生物的進(jìn)化探究抗生素對(duì)細(xì)菌的選擇作用實(shí)驗(yàn)原理一般情況下，一定濃度的抗生素會(huì)殺死細(xì)菌，但變異的細(xì)菌可能產(chǎn)生耐藥性。在實(shí)驗(yàn)室連續(xù)培養(yǎng)細(xì)菌時(shí)，如果向培養(yǎng)基中添加抗生素，耐藥菌有可能存活下來(lái)。目的要求通過(guò)觀察細(xì)菌在含有抗生素的培養(yǎng)基上的生長(zhǎng)狀況，探究抗生素對(duì)細(xì)菌的選擇作用。實(shí)驗(yàn)步驟①培養(yǎng)皿分區(qū)、標(biāo)號(hào)。③將不含抗生素的紙片和抗生素紙片分別放在平板的不同位置。②涂布平板。①②③④探究抗生素對(duì)細(xì)菌的選擇作用④將培養(yǎng)皿倒置于37℃的恒溫箱中培養(yǎng)12~16h。⑥從抑菌圈邊緣的菌落上挑取細(xì)菌，接種到