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1、第二節(jié) 現代生物進化理論的主要內容,,種群基因頻率的改變與生物進化,,教學目標,1、解釋種群、種群基因庫、基因頻率等概念。 2、理解種群是生物進化的基本單位。 3、學會計算基因頻率和基因型頻率。 4、運用數學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。那么，昆蟲的翅色將怎樣變化？,討論題目： 1.根據達爾文“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，它體內的A基因怎樣才能傳遞

2、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，因此研究生物的進化，僅僅研究個體的表現型是否與環(huán)境適應是不夠的，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

3、 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,B,3.生物進化的基本單位 （ ） A. 個體 B. 基因 C. 種群 D. 群體,2.下列關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. 種群是生物進化的基本單位,C,C,探究活動（三）,,1.什么是基因庫？基因頻率的含義是什么

4、？,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。,基因型頻率：,,=純合體基因型頻率+1/2雜合子基因型頻率,,A%+a%=1 AA%+Aa%+aa%=1,AA 30% Aa 60% aa 10%,基因頻率,=,某基因總數,,該基因等位基因的總數,2.基因頻率的計算,等位基因的頻率之和等于1,2.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

5、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%,D,1200,800,60％ 40％,3.在一個種群中隨機抽出一定數量的個體，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%?；蛐虯和a的頻率分別 是 ， 。,57％ 43％,探究活動（四）,用數學方法討論基因頻率的改變 假設討論題2中的群體滿足以下五個條件： ①昆蟲群體數量足夠大， ②全部的雌雄個體間都能自由交配并能產生

6、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，有一半的兔體內有白色脂肪，基因型為AA，另一半兔體內有黃色脂肪，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，這個種群產生具有A和a基因的精子比例是0.5：0.5，產生具有A和a基因的的卵細胞比例也是0.5：0.5。根據遺傳規(guī)律，產生的子一代具有三種基因型，它們的比例是：,0.25AA,0.25Aa,0.25Aa,0.25aa,,AA%

7、,aa%,Aa%,=25%,=25%,=50%,A％＝AA％＋1/2Aa％ a％＝ a a％＋1/2Aa％,=25%+1/2Χ50%=50%,=25%+1/2Χ50%=50%,0.5,0.5,即： [p（ A％） + q（ a％） ] 2 =p2（AA%） + 2pq（Aa% ）+ q2 （aa%） =1,遺傳平衡公式：哈代-溫伯格定律,（p + q）2=p2+ 2pq + q2 =1,A%,a%,,,AA%= p2 Aa%= 2pq aa%=q2,,PP(AA),pq(Aa),qq(aa),pq(Aa),遺傳平衡公式：哈代-溫伯格定律,①昆蟲群體數量足夠大， ②全部的雌雄個

8、體間都能自由交配并能產生后代， 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,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）上述計算結果是在滿足五個假設條件的基礎上計算的，對自然界的種群來說，這五個條件都能成立嗎？特別是如果

9、第⑤點假設成立這與前面我們所學的基因突變的哪個特性相違背？,(4)如果產生新的等位基因，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系？,？等位基因是如何產生的呢?,基因突變,？自然界中突變的頻率很低，能作為進化的原材料嗎？,2x104,10-5,108,x,x,=,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殘翅和無翅類型,突變和基因重組產生進化的原材料,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,

10、,基因頻率的改變,,生物的進化,生物進化過程實質：,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?,形成了進化的原材料,,由于突變和基因重組，樺尺蠖出現不同的體色。,(黑)S基因頻率從5%→95%,,,95%,5%,（1）根據前面所學的你能做出假設嗎？,自然選擇可以使種群的基因頻率定向改變,探究活動（五）,2）現在我們用數學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SS 10% ； Ss 20%； ss 70%，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

11、淺色個體每年減少10%，黑色個體每年增加10%，以后的幾年內，樺尺蠖種群每年的基因型頻率與基因頻率是多少呢？,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上面的數據分析，變黑的環(huán)境對樺尺蠖產生了什么樣的影響？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、產卵前就已被天敵捕食,天敵看到的是樺尺蠖得體色（表現型）而不是控制體色的基因,原因是： 淘汰不利變異

12、基因、積累有利變異基因 結果是： 使基因頻率定向改變。,結論：自然選擇決定生物進化的方向,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化,自然選擇決定生物進化的方向,,2．下面關于現代生物進化理論的敘述, 正確的是 A.種群是生物進化的基本單位 B.自然選擇學說是現代生物進化理論的核心 C.生物進化過程的實質在于種群基因頻率的改變 D.生物進化過程的實質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

13、的成蚜 D．一個池塘中的全部魚,課堂練習,3.下列關于物種的敘述哪一項是不正確的（ ） A．同一物種內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．同一物種內的個體具有一定的形態(tài)特征和生理功能,C,4． 在我國云南澄江發(fā)現的動物化石群約處于5.3億年前的寒武紀早期。該化石群有l(wèi)00多種60多個類群,大多已滅絕。其動物結構與現存動物結構差異根大,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早期“突然”出現的事實與達爾文進化學說觀點相矛盾的是 （ ） A．生物是由其祖先經漫長的地質年代逐漸進 化而來 B．現代生物之間有或近或遠的親緣

14、關系 C．生物的變異是不定向的 D．生物是從簡單到復雜,從低等到高等進化的,A,5.下列關于生物進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．生物的進化是定向的 6.下列哪一項不是自然選擇對生物進化的作用 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,A,C,（多選）20世紀初，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

15、于這一問題的預測，正確的是（ ） A．短時期內，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．現在的美國紅鈴蟲和印度紅鈴蟲可自由交配和繁殖 D．現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,ABD,6.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量比。這些變產生的原因是 ( ) A．灰尺蛾遷離，黑尺蛾遷入 B．工業(yè)煤煙使灰尺蛾變成黑尺蛾 C．自然選擇作用 D．人工選擇的作用,C,7.用現代生物進化理論分析解釋狼的進化過程。 (1)狼群中存在不同類型的個體，如有跑得快的， 有跑得慢的。它說明生物具有______的特性，而 這種特性是生物進化的 。 (2)隨著環(huán)境的改變，食物稀少，跑得快、兇猛的 狼才能獲得食物生存下去。這樣，食物、環(huán)境對 狼起了______作用，而這種作用是______的， 它決定著生物進化的______。,變異,原材料,選擇,方向,定向,