人教版生物必修二7.2现代生物进化理论的主要内容第1课时

第2节 现代生物进化理论的主要内容 第1课时 情景 如果在一片绿色草地上灰色翅（基因型为aa)昆 虫的群体中偶然出现一只绿色翅（Aa)的变异个体，且 绿色比灰色更不容易被敌害发现。 讨论题目： 1.根据达尔文“适者生存、不适者淘汰”的观点该绿 色个体能被选择下来吗？ 2.如果该绿色个体能很好的生活下来，它体内的A基 因怎样才能传递给后代？ 在自然界中，没有哪一个体是长 生不死的，个体的表现型也会随着 个体的死亡而消失，但决定表现型 的基因却可以通过有性生殖才传给 后代，因此，研究生物的进化仅仅 研究个体的表现型是否与环境适应 是不够的，还需要研究群体的基因 组成变化。 一、种群基因频率的改变与生物进化 自学思考： 1、什么是种群？种群有什么特点？ 2、什么是种群的基因库？ 3、基因频率的含义是什么？怎样计算基因频率？ 1. 种群： 生活在一定区域的同种生物的全部个体叫做种群 （一）种群是生物进化的基本单位 判断属于种群？ （1）一个湖泊中的全部鱼 （2）一个湖泊中的全部鲤鱼 （3）一片草地上的全部草 （4）一片草地上的成年野兔 注意：鱼、草、野兔是一类生物，不是一个物种 种群的特点： 种群的个体不是机械地集合在一 起，而是彼此可以交配的（繁殖 的基本单位），并通过繁殖将各 自的基因传给后代 一个种群中 所含有的 叫做这个 种群的基因库。 2、基因库的概念： 　　 全部个体 全部基因 注：其中每个个体所含的基因只是基因库的一部分 特点：种群基因库不会因个体死亡而消失，而是在代代相传中 保持和发展 这些金鱼各自有自 己的基因，共同构成了 种群的基因库。它们各 自的基因都是基因库的 一部分。个体数目越多， 个体间的差异越大，基 因库也就越大。 3、什么是基因频率？ 4、什么是基因型频率？ 在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数 的比率。 基因频率= 在一个种群中，某基因型个体占全部个体的比率。 某基因的数目 该基因及其等位基因 的总数 × 100% 基因型频率= 特定基因型的个体数 总个体数 × 100% A的频率= 120 ____________ 200 = 60% a的频率= 80 ___________ 200 = 40% 当堂检测： （1） 绿色翅的基因为A, 褐色翅的基因为a， 某昆虫种群中随机抽查100个个体，测得AA、 Aa、aa的个体分别为30、60、10个，那么A、a 的基因频率是多少？ A基因数=2×30﹢60=120个 a基因数=60﹢2×10=80个 A%+a%=1 ×100% ×100% 注意： 常染色体： 每个个体含决定一对相 对性状的基因有两个 绿色翅的基因为A, 褐色翅的基因位a，某 昆虫种群中随机抽查体，测得基因型为AA、Aa、 aa的个体分别为30%、60%、10% ，那么A、a的 基因频率是多少？ A的频率=AA+1/2Aa = 30%+ ½×60% =60% a的频率= aa+1/2Aa = 10%+ ½×60% =40% 问题导学： 注： 基因频率=纯合子基因型频率+1/2杂合子基因型频率 （2）Ⅹ染色体上基因的基因频率的计算 Ⅹb的基因频率= × 100% Ⅹb+ⅩB Ⅹb 注意：男性个体只有一条性染色体含有该类基因； 女性个体中两条性染色体均含有该类基因。 例2.某工厂有男女职工各200人，对他们进行调查 时发现，女色盲5人，女性携带15人。男性色盲11人。 求XB,Xb的频率。 XB=1-6%=94%=6%Xb = 5×2＋15＋11 200×2＋200 伴X遗传：女性每个个体两个基因，男性只含一个基因 例1.在一个种群中随机抽出一定数量的个体，其 中，基因型为BB的个体占40%，基因型为Bb的个体占 50%，基因型为bb的个体占10%，常染色体遗传，则基 因B和b的频率分别是 ( ) A． 90%，10% B． 65%，35% C． 50%，50% D． 35%，65% B AA%+Aa%+aa%=1 A%+a%=1 1、基因型、基因频率之和 小结：常染色体，一对等位基因的基因型频率、基因 频率的特点、关系 2、基因型、基因频率关系 A% = A A + a 2×AA + 2×Aa + 2×aa 2×AA + 2×Aa× 21 = =AA+ Aa21 A=AA+1/2Aa 亲代基因型的频率 AA(30%) Aa(60%) aa(10%) 配子的比率 A( ) A( ) a( ) a( ) 亲代的基因频率 A a 30% 30% 30% 10% (60%) (40%) 2．每一代基因频率与雌、雄配子比率的关系？ 答案：相等 36% 24% 16% AA Aa Aa 24% aa A 60% a 40% 卵 A 60% a 40% 精子 AA % =（A%）2 Aa% = 2×A%×a% aa% =（a%）2 p+q = 1 (p+q )2 =p2+2pq+q2 = 1 AA= p2 Aa= 2pq aa=q2 亲代基因 型频率 AA（30%） Aa（60%） aa（10%） 配子的比 率 A （ ） A （ ）a （ ） a （ ） 子代基因 型频率 AA（ ） Aa（ ） aa（ ） 子代基因 频率 A （ ） a （ ） 30% 30% 30% 10% 36% 48% 16% 60% 40% P表示基因A的频率，q表示基因a的频率 (1)计算子二代、子三代的基因频率与基因型频率 哈代温伯格定律应用条件是： (1)种群是极大的； (2)种群个体间的交配是随机的,也就是说种群中每一个 个体与种群中其他个体的交配机会是相等的； (3)没有突变产生； (4)种群之间不存在个体的迁移 (5)没有自然选择。 那么，这个种群的基因频率和基因型频率就可以一代 代稳定不变，保持平衡。 •通过讨论基因频率的变化可以认识 到，自然界中种群的基因频率一定 会发生变化，也就是说种群的进化 是必然的。 在自然界，由于突变、基因重组 和自然选择等因素，种群的基因频率 和基因型频率总是在不断变化的。因 此，生物进化的过程实质上就是种群 基因频率发生变化的过程。 4.一个随机交配的群体，某一对相对性状中，隐性性状 表现型的频率是0.81,则杂合子Aa的频率是（ ） A 0.1 B 0.6 C 0.9 D 0.18 说明：自然界、随机交配的种群可以近似看做理想条 件，利用 AA % =（A%）2 Aa% = 2×A%×a% aa% =（a%）2 进行计算。 （二）突变和基因重组产生进化的原材料 　　1、基因突变和染色体变异统称为突变 2、基因突变产生新的等位基因，这就可能使 种群的基因频率发生变化。 3、遗传的变异来源于：基因突变、基因重组、 和染色体变异。 问题导学2：自然界，生物自发突变的频率很低，而 且突变大多数是有害的，为什么还能够作为生物进化的 原材料的呢？ 果蝇约有104对基因，假定每个基因的突变率是 10-5，一个约有108个果蝇的种群每一代出现的基因 突变率是？ 2×104×10-5×108＝2×107 种群是由许多个体组成的，每个个体的每个细胞内 都有成千上万个基因，这样，每一代就会产生大量的突 变 突变的有害和有利并不是绝对的，这取决于生物的 生存环境 结论：突变能为生物进化提供原材料 基因突变产生的等位基因，通过 有性生殖过程中的基因重组，可以 形成多种多样的基因型，从而使种 群出现大量的可遗传变异。由于基 因突变和重组都是随机的、不定向 的，因此它们只是提供生物进化的 原材料，不能决定生物进化的方向。 结论：基因重组的产生为生物进化提供原材料 19世纪，桦尺蠖种群中黑色 基因（S）频率为5%，浅灰色 基因（s）频率为95% 20世纪，桦尺蠖种群中黑 色基因（S）频率为95%， 浅灰色基因（s）频率为5% (三)自然选择决定生物进化的方向 (1) 根据上面的数据分析，变黑的环境对桦尺蠖 产生了什么样的影响？变黑的环境对桦尺蠖浅色 个体的出生率有影响吗？ (2)在自然选择中，直接受选择的是基因型还是表 现型？ 变黑的环境使控制浅色的s基因频率减少，S基因频率增加 许多浅色个体可能在没有交配、产卵前就已被天敌捕食 天敌看到的是桦尺蠖的体色（表现型）而不是控制体 色的基因 结论：自然选择决定生物进化的方向 .在一次大风暴后，有人搜集了100只受伤的麻雀， 把它们饲养起来，结果活下来64只，在死去的 个体中，大部分是个体比较大、变异类型特殊 的，下列有关叙述正确的是 A.突变和基因重组决定生物进化的方向 B.自然选择会改变种群的基因频率 C.特殊的变异类型都是不利的 D.不产生变异的生物才能生存 当堂检测： B 1.下列生物群体中属于种群的是（ ） A.一个湖泊中的全部鱼 B.一个森林中的全部蛇 C.卧龙自然保护区中的全部大熊猫 D.一间屋中的全部蟑螂 C 2.某一瓢虫种群中有黑色和红色两种体色的个体 （如下图），这一性状由一对等位基因控制，黑色 （B）对红色（b）为显性。如果基因型为BB的个体占 18％，基因型为Bb的个体占78％，基因型为bb的个体 占4％。基因B和b的频率分别是：（ ） A．18％、82％ B．36％、64％ C．57％、43％ D．92％、8％ C