新教材《种群基因组成的变化与物种的形成》课件人教版.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,二级,三级,四级,五级,2020/9/12,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,2020/9/12,#,第,3,节 种群基因组成的变化与物种的形成,先有鸡还是先有蛋？,甲同学说：当然是先有鸡蛋了，因为只有生殖细胞产生的基因突变才能遗传给后代，体细胞即使发生了基因突变，也不能影响后代的性状乙同学说：不对，人们在养鸡过程中，是根据鸡的性状来选择的，只让符合人类需求的鸡繁殖后代，因此是先有鸡后有蛋讨论,你同意哪位同学的观点？你的答案和理由是什么？,这两种观点都有一定的道理，但都不全面因为他们忽视了鸡和蛋在基因组成上的一致性，也忽视了生物的进化是以种群为单位而不是以个体为单位这一重要观点生物进化的过程是种群基因库在环境的选择作用下定向改变的过程，以新种群与祖先种群形成生殖隔离为标志，并不是在某一时刻突然有一个个体或一个生殖细胞成为一个新物种问题探讨,P110,第,3,节 种群基因组成的变化与物种的形成,（一）种群基因组成的变化,苍鹭,鸳鸯,牛背鹭,一、种群和种群基因库,P110,1.,种群：,生活在,一定区域,的,同种生物全部个体,的集合叫做种群,同时同地同种,灰头麦鸡,鸬鹚,种群是繁殖的单位,蒲公英,一、种群和种群基因库,P111,一个种群中,全部个体,所含有的,全部基因,，叫做这个种群的基因库,2.,基因库：,包括基因的种类和数目,一、种群和种群基因库,P111,3.,基因频率：,在一个种群基因库中某个基因占全部等位基因数的比值，叫做基因频率,A,基因频率,=,A,基因的个数,A,和,a,的总数,100%,某基因的个数,=,纯合子个体数,X 2,杂合子个体数,种群中该对等位基因的总数,=A,个数,+a,个数,=,个体总数,X 2,某昆虫种群中，绿色翅的基因为,A,褐色翅的基因位,a,，调查发现,AA,、,Aa,、,aa,的个体分别占,30,、,60,、,10,那么,A,、,a,的基因频率是多少？,A+a=1,一、种群和种群基因库,P111,3.,基因频率：,A,基因的基因频率为,:,=30/100100%,+1/260/100100%=60%,A=,100%,AA,(AA,Aa,aa),=60%,100%,2AA,Aa,2(AA,Aa,aa),=,100%,Aa,(AA,Aa,aa),2,1,某昆虫种群中，绿色翅的基因为,A,褐色翅的基因位,a,，调查发现,AA,、,Aa,、,aa,的个体分别占,30,、,60,、,10,那么,A,、,a,的基因频率是多少？,A+a=1,一、种群和种群基因库,P111,3.,基因频率：,a,基因的基因频率为,:,=10/100100%,+1/260/100100%=40%,a=,100%,aa,(AA,Aa,aa),=40%,100%,2,aa,Aa,2(AA,Aa,aa),=,100%,Aa,(AA,Aa,aa),2,1,一、种群和种群基因库,P111,4.,基因型频率：,基因型频率,=,该基因型个体数,该种群个体总数,100%,A,基因频率,=,A,基因的个数,A,和,a,的总数,100%,=AA,基因型频率,+1/2Aa,基因型频率,AA,、,Aa,、,aa,的个体分别占,24%,、,72%,、,4%,、那么,A,、,a,的基因频率是多少？（）,A.36%,和,64%B.57%,和,43%,C.24%,和,72%D.60%,和,40%,D,用数学方法讨论基因频率的变化,P111,1,、假设上述,昆虫种群非常大,，所有的,雌雄个体间都能自由交配,并产生后代，,没有迁入和迁出,，,不同翅色的个体生存和繁殖的机会是均等的,，,基因,A,和,a,都不产生突变,，根据孟德尔的分离定律计算：,(1),该种群产生的,A,配子和,a,配子的比率是多少？,(2),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？,(4),子二代、子三代以及若干代以后，种群的基因频率会同子一代一样吗？,用数学方法讨论基因频率的变化,P111,亲代基因型的频率,AA(30%),Aa(60%),aa(10%),配子的比率,A(),A(),a(),a(),亲代产生配子总数,A(),a(),子一代基因型频率,AA(),Aa(),aa(),子一代基因频率,A(),a(),30%,30%,30%,10%,36%,48%,16%,60%,40%,60%,40%,自由交配,配子法,子一代配子,60%A,40%a,60%A,40%a,36%AA,16%aa,24%Aa,24%Aa,亲代,子一代,子二代,子三代,基因型频率,AA,30%,Aa,60%,aa,10%,基因频率,A,60%,a,40%,36%,48%,16%,60%,40%,36%,16%,48%,60%,60%,40%,40%,36%,48%,16%,基因频率亲本与子代相同，基因型频率从子一代开始就稳定下来了,用数学方法讨论基因频率的变化,P111,尝试计算子二代、子三代的基因频率与基因型频率,用数学方法讨论基因频率的变化,P111,若种群中一对等位基因为,A,和,a,，设,A,的基因频率,=p,，,a,的基因频率,=q,因为,(p,q)=A%+a%=1,，,则（,p+q,）,2,=p,2,+2pq+q,2,=AA%+Aa%+aa%=1,。

满足,5,个前提条件情况下：,子一代配子,A=p,a=q,A=p,a=q,AA=p,2,aa=q,2,Aa=pq,Aa=pq,AA,的基因型频率,=p,2,；,aa,的基因型频率,=q,2,；,Aa,的基因型频率,=2pq,用数学方法讨论基因频率的变化,P111,2,、上述计算结果是建立在五个假设条件基础上的对自然界的种群来说，这五个条件都成立吗？你能举出哪些实例？,不成立,（,1,）,足够大的种群是不存在,，而根据概率原理，当个体数不是充足大时，实际得到的数值与理论上的数值就存在误差，实际中子代和亲代的基因频率就会有差异2,）,所有雌雄个体间都能自由交配并产生后代也是不现实的,，也就是说不同基因型的卵细胞和精子结合的机会不会是均等的,（,3,）,由于各种原因，种群中有的个体会离开该群体，有的个体会迁入该种群4,）,在自然界中，自然选择是不可抗拒的，始终对种群发挥作用5,）,基因突变每时每刻都有可能发生虽然基因突变具有低频性，但考虑种群个体数目庞大，基因种类多，基因突变的数量也是很可观的用数学方法讨论基因频率的变化,P111,3,、如果该种群出现新的突变型（基因型为,A,2,a,或,A,2,A,2,，也就是产生新的等位基因,A,2,，种群的基因频率会变化吗？基因,A,2,的频率可能会怎样变化？,会发生变化,A,2,的基因频率是上升还是下降，要看这一突变对生物体是有益的还是有害的。

二,、种群基因频率的变化,P112,现代遗传学研究表明，,可遗传的变异来源于基因突变、基因重组和染色体变异,其中,基因突变和染色体变异统称为突变基因突变在自然界是普遍存在的，因此,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,.,变异,不可遗传变异,可遗传变异,基因突变,染色体变异,基因重组,突变,二,、种群基因频率的变化,P112,自然界中生物的自然突变频率很低，而且一般对生物体是有害的为什么还能够改变种群中的基因频率呢？,例如：果蝇一组染色体上约有,1.310,4,个基因，假定每个基因的突变率都是,10,-5,，若有一个中等数量的果蝇种群（约有,10,8,个个体），那么每一代出现基因突变数是多少呢？,21.3 10,4,10,-5,=2.6 10,7,二,、种群基因频率的变化,P112,某海岛上的昆虫出现残翅和无翅类型,有利与有害是,不是绝对的，这往往取决于生物的生存环境突变产生的变异有利或有害是绝对的吗？,二,、种群基因频率的变化,P112,突变和基因重组都是,随机的、不定向的,，那么，种群基因频率的变化是否也是不定向的呢？,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，从而使种群中出现多种多样可遗传的变异类型。

探究,实践,探究自然选择对种群基因频率变化的影响,英国的曼彻斯特地区有一种桦尺蛾（其幼虫叫桦尺蠖）它们夜间活动，白天栖息在树干上杂交实验表明，桦尺蛾的体色受一对等位基因,S,和,s,控制，黑色（,S,）对浅色（,s,）是显性的在,19,世纪中叶以前，桦尺蛾几乎都是浅色型的，该种群中,S,基因的频率很低，在,5%,以下到了,20,世纪中叶，黑色型的桦尺蛾却成了常见的类型，,S,基因的频率上升到,95%,以上19,世纪时，曼彻斯特地区的树干上长满了浅色的地衣后来，随着工业的发展，工厂排放的煤烟使地衣不能生存，,结果树皮裸露并被熏成黑褐色三,、自然选择对种群基因频率的影响,P112-P113,探究,实践,探究自然选择对种群基因频率变化的影响,三,、自然选择对种群基因频率的影响,P112-P113,提出问题,桦尺蛾种群中,s,基因（决定浅色性状）的频率为什么越来越低呢？,作出假设,根据前面所学知识作出假设：,树皮黑褐色的环境下，,黑色,体色的桦尺蛾,个体数量,逐年,增加,，控制黑色的,S,基因频率逐年上升,，而,浅色,体色的桦尺蛾由于不适应树皮黑褐色的环境，,浅色,体色的桦尺蛾,个体数量,逐年,减少,，控制浅色的,s,基因频率逐年下降,（减少）。

探究,实践,探究自然选择对种群基因频率变化的影响,三,、自然选择对种群基因频率的影响,P112-P113,讨论探究思路,你可以用创设数字化问题情境的方法来探究以下问题情境供参考创设情境示例（其中数字是假设的）：,1870,年，桦尺蛾种群的基因型频率为,SS 10%,，,Ss 20%,，,ss 70%,，,S,基因的频率为,20%,在树干变黑这一环境条件下，假如树干变黑不利于浅色桦尺蛾的生存，使得种群中浅色个体每年减少,10%,，黑色个体每年增加,10%,第,2,10,年间，该种群每年的基因型频率各是多少？每年的基因频率是多少？,提示：不同年份该种群的个体总数可能有所变化探究,实践,探究自然选择对种群基因频率变化的影响,三,、自然选择对种群基因频率的影响,P112-P113,第,1,年,第,2,年,第,3,年,第,4,年,基因型频率,SS,10%,11.5%,12.9%,14.3%,Ss,20%,22.9%,25.8%,29.7%,ss,70%,65.6%,61.3%,56.0%,基因频率,S,20%,23%,26%,29%,s,80%,77%,74%,71%,假设：第,1,年桦尺蛾种群个体总数为,100,个，则第,1,年,SS,的个体数为,10,个，,Ss,的个体数为,20,个，,Ss,个体数为,70,个。

浅色个体每年减少,10%,，黑色个体每年增加,10%,，,则第,2,年,SS,个体数为,11,个，,Ss,个体数为,22,，,ss,个体数为,63,个第,3,年,SS,个体数为,12,个，,Ss,个体数为,24,个，,ss,个体数为,57,个第,4,年,SS,个体数为,13,个，,Ss,个体数为,27,个，,ss,个体数为,51,个升高,降低,探究,实践,探究自然选择对种群基因频率变化的影响,三,、自然选择对种群基因频率的影响,P112-P113,3.,根据计算结果，对环境的选择作用的大小进行适当调整，比如，把浅色个体每年减少的数量百分比定高一些，重新计算种群基因型频率和基因频率的变化，与步骤,2,中所得的数据进行比较分析结果，得出结论,分析计算结果是否支持你作出的假设，得出结论探究,实践,探究自然选择对种群基因频率变化的影响,三,、自然选择对种群基因频率的影响,P112-P113,自然选择,使种群的基因频率定向改变,，,自然选择决定生物进化的方向,桦尺蛾,深色,浅色,栖息环境浅色,（多）,（少）,栖息环境深色,浅色,深色,s,基因频率。