第二节第二节 现代生物进化理论的现代生物进化理论的主要内容主要内容种群是生物进化的基本单位 一个基因所控制的性状对个体一个基因所控制的性状对个体生存和繁殖后代的贡献越大生存和繁殖后代的贡献越大, ,拥有该拥有该基因的个体的可能越多基因的个体的可能越多! !当然就会使当然就会使越来越多的虎拥有自己的拷贝越来越多的虎拥有自己的拷贝! !种群是生物进化的基本单位一、种群基因频率的一、种群基因频率的 改变与生物进改变与生物进化化种群是生物进化的基本单位探究活动（一）探究活动（一）情景：情景：如果在灰色翅（基因型为如果在灰色翅（基因型为aa)昆虫的群体中偶然昆虫的群体中偶然 出现一只绿色翅（出现一只绿色翅（Aa)的变异个体，且绿色比灰的变异个体，且绿色比灰 色更不容易被敌害发现。色更不容易被敌害发现。 如果该绿色个体（如果该绿色个体（Aa）已经很好的生活下来，它体内）已经很好的生活下来，它体内的的A基因怎样才能遗传给后代？请写出遗传图解。基因怎样才能遗传给后代？请写出遗传图解。种群是生物进化的基本单位 出现有利变异个体出现有利变异个体内的有利基因只有在群内的有利基因只有在群体中体中,通过有性生殖才通过有性生殖才能世代延续。能世代延续。XAAAa绿翅绿翅AA绿翅绿翅（1）P:Aa绿翅绿翅配子配子A aAF1:绿翅绿翅 aa灰翅灰翅XAaAa绿翅绿翅AA绿翅绿翅（2）Aa配子配子A aA aAa绿翅绿翅P:F1:绿翅绿翅绿翅绿翅 aa灰翅灰翅XAaAa绿翅绿翅（3） aa配子配子A aaP:F1:绿翅绿翅绿翅绿翅种群是生物进化的基本单位 研究生物的进化仅仅研究个体研究生物的进化仅仅研究个体 的表现型是否与环境适应是不的表现型是否与环境适应是不 够的，还必须研究够的，还必须研究群体群体的基因的基因 组成变化。组成变化。这个群体就是这个群体就是种群种群！种群是生物进化的基本单位( (一一) )种群是生物进化的基本单种群是生物进化的基本单位位种群是生物进化的基本单位探究活动（二）探究活动（二）1.什么叫做种群？什么叫做种群？ 生活在生活在一定区域一定区域的的同种同种生物的生物的全部全部个体叫做种群个体叫做种群. 种群中的个体并不是种群中的个体并不是机械地集合在一起机械地集合在一起, ,而是而是彼此可以交配彼此可以交配, ,并通过繁并通过繁殖将各自的基因传给后代殖将各自的基因传给后代. .种群是生物进化的基本单位现在练练吧！探究活动（二）探究活动（二）2.阅读阅读114页的第三自然段，探究并回答问题。页的第三自然段，探究并回答问题。（1）种群在繁衍过程中，个体有新老交替，基因却）种群在繁衍过程中，个体有新老交替，基因却代代相传。这句话表明种群在进化过程中处于什么代代相传。这句话表明种群在进化过程中处于什么地位？地位？说明说明在自然界中，种群是生物繁殖、进化的在自然界中，种群是生物繁殖、进化的基本单位。基本单位。种群是生物进化的基本单位下列属于种群的是下列属于种群的是 （ ）A.一块水田里的全部水稻一块水田里的全部水稻 、水草、水草 B 一块稻田里的全部幼蚜、有翅、无翅的成蚜一块稻田里的全部幼蚜、有翅、无翅的成蚜 C 一块朽木上的全部真菌一块朽木上的全部真菌 D. 一个池塘中全部鱼一个池塘中全部鱼下列关于种群的说法不正确的是下列关于种群的说法不正确的是 （ ） A.种群是生物进化的基本单位种群是生物进化的基本单位B.种群是生物繁殖的基本单位种群是生物繁殖的基本单位C.中国大陆上所有老虎是一个种群中国大陆上所有老虎是一个种群 D.同一种群的个体可以自由交配同一种群的个体可以自由交配BC种群是生物进化的基本单位 性状是由基因控制的，因此研究生物的进化必须研究种群的基因组成和变化。如何分析种群的基因组成和变化？由此人们提出基因库和基因频率的概念。种群是生物进化的基本单位探究活动（三）探究活动（三）1.什么是种群的基因库？什么是种群的基因库？一个种群一个种群中中全部个体全部个体所所含有的含有的全部基因全部基因叫这个叫这个种群的基因库。种群的基因库。种群是生物进化的基本单位什么是种群的基因频率？什么是种群的基因频率？在一个种群基因库中，某基因占全部等位基因的 比率叫做基因频率。种群是生物进化的基本单位2.基因频率的计算基因频率的计算 某昆虫种群中，绿色翅的基因为某昆虫种群中，绿色翅的基因为A, A, 褐色翅的褐色翅的基因位基因位a a，调查发现，调查发现AAAA、AaAa、aaaa的个体分别占的个体分别占3030、6060、10,10,那么那么A A、a a的基因频率是多少？（自读的基因频率是多少？（自读115115页）页）A=302+60 _ 200=60% 200a=102+60 _=40%A+a=1 此种基因的个数此种基因的个数 种群中该对等位基因的总数种群中该对等位基因的总数此种基因的个数此种基因的个数= =纯合子个体数纯合子个体数 X 2 X 2杂合子个体数杂合子个体数种群中该对等位基因的总数种群中该对等位基因的总数= =个体总数个体总数 X 2 X 2通过基因型个体数量计算基因频率通过基因型个体数量计算基因频率某种基因的某种基因的某种基因的某种基因的基因频率基因频率基因频率基因频率=种群是生物进化的基本单位3. 用数学方法讨论基因频率的改变用数学方法讨论基因频率的改变(5)(6)(1)(2)(3)(4)种群是生物进化的基本单位假设假设115115页题目中的种群满足以下五个条件：页题目中的种群满足以下五个条件：昆虫群体数量足够大，昆虫群体数量足够大， 没有迁入与迁出，没有迁入与迁出，全部的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代，全部的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代，AAAA、AaAa、aaaa三三种种基基因因型型昆昆虫虫的的生生存存能能力力完完全全相相同同 （也就是说自然选择对（也就是说自然选择对A A、a a控制的翅型性状没有作用）控制的翅型性状没有作用）AA和和a a都不产生突变都不产生突变, ,即没有基因突变和染色体变异。即没有基因突变和染色体变异。在有性生殖过程中，如果符合以上的理想条件，在有性生殖过程中，如果符合以上的理想条件，(1)该该种群种群产生的产生的A 配子和配子和a 配子的比率各是多少配子的比率各是多少? A 60%a 40%卵细胞卵细胞精子精子A 60%a 40%36%24%16%AAAaAa24%aa子一子一代基代基因型因型频率频率种群是生物进化的基本单位(2)子代基因型的频率各是多少子代基因型的频率各是多少?(3)子代种群的基因频率各是多少子代种群的基因频率各是多少?30%30%30%10%36%48%60%40%16%亲代基因型的亲代基因型的频率频率AA(30%)Aa(60%)aa(10%)配子的比率配子的比率A( )A( )a( )a( )子代基因型的子代基因型的频率频率AA( ) Aa( )aa( )子代种群的基子代种群的基因频率因频率A ( )a( )种群是生物进化的基本单位 亲代亲代子一代子一代 子二代子二代 子三代子三代基因基因型频型频率率AA30%Aa60%aa10%基因基因频率频率A60%a40%36%48%16%60%40%36%16%48%60%40%60%40%36%48%16%(4)在讨论题在讨论题2中的群体中的群体满足五个条件满足五个条件的情况下的情况下,计计算子二代、子三代的基因频率与基因型频率算子二代、子三代的基因频率与基因型频率 ; 分分析一下各代基因频率与基因型频率相同吗？析一下各代基因频率与基因型频率相同吗？ 种群是生物进化的基本单位 满足五个假设条件满足五个假设条件的种群是理想的种的种群是理想的种群群, ,在自然条件下在自然条件下, ,这样的种群是不存在的这样的种群是不存在的. .这也从反面说明了在自然界中这也从反面说明了在自然界中, ,种群的基因种群的基因频率频率迟早要迟早要发生变化发生变化, ,也就是说种群的也就是说种群的进化进化是必然的是必然的. .（5 5）上上述述计计算算结结果果是是在在满满足足五五个个假假设设条条件件的的基基础础上上计计算算的的，对对自自然然界界的的种种群群来来说说，这这五五个个条条件件都都能能成成立立吗吗？特特别别是是如如果果第第点点假假设设（基基因因A和和a都都不不产产生生突突变变,即即没没有有基基因因突突变变和和染染色色体体变变异异。）成成立立这这与与前前面面我我们们所所学学的基因突变的哪个特性相违背？的基因突变的哪个特性相违背？与基因突变的普遍性相违背。与基因突变的普遍性相违背。种群是生物进化的基本单位(6)、如果该种群出现新的突变型，也就、如果该种群出现新的突变型，也就是产生新的等位基因（是产生新的等位基因（A2），种群的基），种群的基因频率会变化吗？基因因频率会变化吗？基因A2的频率可能会的频率可能会怎样变化？怎样变化？突变产生的新基因会使种群的基因频率突变产生的新基因会使种群的基因频率发生变化。发生变化。基因基因A A2 2的频率是增加还是减少，要看这的频率是增加还是减少，要看这一突变对生物体是有益还是有害的，这一突变对生物体是有益还是有害的，这往往取决于生物生存的环境。往往取决于生物生存的环境。种群是生物进化的基本单位 用数学方法讨论基因频率的变化用数学方法讨论基因频率的变化 遗传平衡定律遗传平衡定律 遗传平衡定律是由英国数学家哈遗传平衡定律是由英国数学家哈代和德国医生温伯格分别于代和德国医生温伯格分别于19081908年年和和19091909年独立证明的，这一定律又年独立证明的，这一定律又称称哈代哈代温伯格定律，温伯格定律，它是指在它是指在一个一个极大的随机交配极大的随机交配的种群中，在的种群中，在没有突变、选择和迁移没有突变、选择和迁移的条件下，的条件下，种群的基因频率和基因型频率可以种群的基因频率和基因型频率可以世代相传世代相传不发生变化，保持平衡不发生变化，保持平衡。种群是生物进化的基本单位若种群中一等位基因为若种群中一等位基因为A A和和a a，设，设A A的基因的基因频率频率=p=p，a a的基因频率的基因频率=q =q ， 因为因为(p(pq)=A%+a%=1q)=A%+a%=1， 则（则（p+qp+q）2 2=p=p2 2+2pq+q+2pq+q2 2=AA%+Aa%+aa%=1 =AA%+Aa%+aa%=1 。AAAA的基因型频率的基因型频率=p=p2 2；aaaa的基因型频率的基因型频率=q=q2 2；AaAa的基因型频率的基因型频率=2pq=2pq。 种群是生物进化的基本单位总总 结结种群基因频率的改变与生物进化种群基因频率的改变与生物进化( (一一) )种群是生物进化的基本单位种群是生物进化的基本单位1、种群、基因库、基因频率等概念、种群、基因库、基因频率等概念2、用数学方法讨论基因频率的变化、用数学方法讨论基因频率的变化现在练练吧！种群是生物进化的基本单位下列关于基因库的叙述正确的是下列关于基因库的叙述正确的是 ( )( )A A一一个个种种群群中中一一个个个个体体所所含含有有的的全全部部基基因因叫叫做做这这个个种种群的基因库群的基因库B B一一个个种种群群中中全全部部个个体体所所含含有有的的显显性性基基因因叫叫做做这这个个种种群的基因库群的基因库C C一一个个种种群群中中全全部部个个体体所所含含有有的的全全部部基基因因叫叫做做这这个个种种群的基因库群的基因库D D一个种群的基因库会随着种群中一代一代的死亡而一个种群的基因库会随着种群中一代一代的死亡而消减和灭亡消减和灭亡 C种群是生物进化的基本单位AAAA、AaAa、aaaa的个体分别占的个体分别占24%24%、72%72%、4%4%那么那么 A A、a a的基因频率是多少？的基因频率是多少？ （ ） A. 36%A. 36%和和64% B. 57%64% B. 57%和和43% 43% C. 24% C. 24%和和72% D. 60%72% D. 60%和和40%40%D某种基因的基因频率某种基因的基因频率=某种基因的纯合子频率某种基因的纯合子频率+1/2杂合子频率杂合子频率通过基因型频率计算基因频率通过基因型频率计算基因频率A=24% +1/2 X +1/2 X 72% = 60%种群是生物进化的基本单位 据调查得知，某学校的学生中各血型的据调查得知，某学校的学生中各血型的比率如下：比率如下： IAIA 20% IAi 30% IBIB 10% IBi 20% IAIB 10% ii 10%计算计算IB的基因频率。的基因频率。10% +1/2+1/2（ 10% + + 20%） = 25%种群是生物进化的基本单位