【课件】种群基因组成的变化与物种的形成+课件高一下学期生物人教版必修2.pptx

第第3节节 种群基因组成的变种群基因组成的变 化与物种的形成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选择下定向改变的过程，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生殖细胞成为一个新物种问题探讨问题探讨aaA_ 自然选择自然选择直接作用直接作用的是生物的的是生物的个体个体，而且是个体的，而且是个体的表型表型但是，在自然界，但是，在自然界，没有哪个个体是长生不死的，没有哪个个体是长生不死的，个体的表型会随着个体的死亡而消失个体的表型会随着个体的死亡而消失，决定决定表型的基因却可以随着生殖而世代延续，并且在群体中扩散表型的基因却可以随着生殖而世代延续，并且在群体中扩散。

研究生物的研究生物的进化，仅研究个体和表型是不够的，还必须研究进化，仅研究个体和表型是不够的，还必须研究群体基因组成群体基因组成的变化一 种群基因组成的变化1、种群：生活在一定区域的同种生物全部个体的集合一片树林中的全部猕猴是一个种群一片草地上的所有蒲公英是一个种群（1）一个池塘中的全部鱼 （2）一个池塘中的全部鲤鱼（3）两个池塘内的全部鲤鱼（4）一片草地上的成年梅花鹿否是否否一、一、种群和种群基因库种群和种群基因库研究什么样的群体？研究什么样的群体？种群中的个体并不是机械地集合在一起，而是彼此可以交配，并通过繁殖将各自的基因传给后代种群是繁殖的基本单位，也生物进化的基本单位2、种群的特点：一、一、种群和种群基因库种群和种群基因库种群个体间自由交配，通过繁殖才能将各自的基因传递给后代为什么种群是生物繁殖的基本单位？一、一、种群和种群基因库种群和种群基因库有利变异的个体通过繁殖，才能将控制有利变异的基因在群体中传递、扩散，生物才能进化有利变异个体如果死亡前不能把变异基因传递给后代，那它对生物的进化是没有贡献的为什么种群是生物进化的基本单位？某个猴子发生变异，使猴群强大起来，但没某个猴子发生变异，使猴群强大起来，但没有合适伴侣孤独一生，其死后猴群又恢复到有合适伴侣孤独一生，其死后猴群又恢复到原来的样子，这能不能说猴群体进化了？原来的样子，这能不能说猴群体进化了？若该猴降低一点择偶标准，与普通猴交若该猴降低一点择偶标准，与普通猴交配生小猴子。

当该猴死去，该猴的表型配生小猴子当该猴死去，该猴的表型（基因）能不能在群体中扩散开来？（基因）能不能在群体中扩散开来？一、一、种群和种群基因库种群和种群基因库许多昆虫的寿命不足一年，所许多昆虫的寿命不足一年，所有的蝗虫都会在秋风中死去，有的蝗虫都会在秋风中死去，其中有些个体成功的完成生殖，其中有些个体成功的完成生殖，死前在土壤中埋下受精卵，来死前在土壤中埋下受精卵，来年春夏之交部分受精卵成功的年春夏之交部分受精卵成功的发育成蝗虫发育成蝗虫种群在繁衍过程中，个体有新老交替，基因却代代相传种群在繁衍过程中，个体有新老交替，基因却代代相传如同前一年的如同前一年的蝗虫种群相比，蝗虫种群相比，新形成的蝗虫种群在基因组成上会有什么变化吗？新形成的蝗虫种群在基因组成上会有什么变化吗？一、一、种群和种群基因库种群和种群基因库3、种群的基因库：一个种群中全部个体所含有的全部基因其中每个个体所含的基因只是基因库的一部分其中每个个体所含的基因只是基因库的一部分这些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。

是基因库的一部分个体数目越多，个体间的差异越大，基因库也就越大一、一、种群和种群基因库种群和种群基因库在某昆虫种群中，决定翅色为绿色的基因是A，褐色的基因是a，从这个种群中随机抽取100个个体，测得基因型为AA、Aa和aa的个体分别是30、60和10个基因型频率基因型频率=该基因型个体数该基因型个体数该种群个体总数该种群个体总数100%AA基因型频率基因型频率=30100=30%Aa基因型频率基因型频率=60100=60%aa基因型频率基因型频率=10100=10%4、基因型频率：在一个种群基因库中，某个基因型的个体占个体总数的比值一、一、种群和种群基因库种群和种群基因库在某昆虫种群中，决定翅色为绿色的基因是A，褐色的基因是a，从这个种群中随机抽取100个个体，测得基因型为AA、Aa和aa的个体分别是30、60和10个基因频率基因频率=某基因的总数某基因的总数全部等位基因的总数全部等位基因的总数100%1、100个体数的全部等位基因总数为个体数的全部等位基因总数为_2002、A基因为基因为_ 个，个，a基因为基因为_ 个个230+60=120 210+60=80A频率频率=120200=60%a频率频率=80200=40%25、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一、一、种群和种群基因库种群和种群基因库X染色体上基因频率计算染色体上基因频率计算XB=Xb=例：例：在调查红绿色盲时，随机抽查了在调查红绿色盲时，随机抽查了200200人，其中男女各人，其中男女各100100人。

女性患者人女性患者1 1人，携带者人，携带者3 3人，男性患者人，男性患者4 4 人色盲基因的频率为多少？人色盲基因的频率为多少？X Xb b=12+3+4 12+3+4 1002+1001002+100 100%100%=3%3%一、一、种群和种群基因库种群和种群基因库一个基因的频率=它的纯合子的基因型频率+1/2杂合子的基因型频率A频率频率=AA%+1/2Aa%a频率频率=aa%+1/2 Aa%例：例：某一瓢虫种群中有黑色和红色两种体色的个体，这一性状由一对某一瓢虫种群中有黑色和红色两种体色的个体，这一性状由一对等位基因控制，黑色等位基因控制，黑色(B)(B)对红色对红色(b)(b)为显性如果基因型为为显性如果基因型为BBBB的个体的个体占占18%18%，基因型为，基因型为BbBb的个体占的个体占78%78%，基因型为，基因型为bbbb的个体占的个体占4%4%基因B B和和b b的频率分别为（的频率分别为（）A A18%18%、82%B82%B36%36%、64%C64%C57%57%、43%D43%D92%92%、8%8%C一、一、种群和种群基因库种群和种群基因库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根据根据孟德尔的分离定律孟德尔的分离定律计算：计算：(1)(1)该种群产生的该种群产生的A A配子和配子和a a配子的比率是多少？配子的比率是多少？(2)(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)(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？(4)(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？代一样吗？1.1.假设上述假设上述昆虫种群非常大昆虫种群非常大昆虫种群非常大昆虫种群非常大，所有的，所有的雌雄个体间都能自由交配雌雄个体间都能自由交配雌雄个体间都能自由交配雌雄个体间都能自由交配并产并产生后代，生后代，没有迁入和迁出没有迁入和迁出没有迁入和迁出没有迁入和迁出，自然选择对翅色这一相对性状没有作用自然选择对翅色这一相对性状没有作用自然选择对翅色这一相对性状没有作用自然选择对翅色这一相对性状没有作用，基因基因基因基因A A A A和和和和a a a a都不产生突变都不产生突变都不产生突变都不产生突变，思考思考讨论讨论一、一、种群和种群基因库种群和种群基因库 由由此此可可见见，如如果果满满足足上上述述五五个个条条件件，则则亲亲代代和和子子代代每每一一种种基基因因的的频频率率都都不不会会改改变变，到到再再下下一一代代也也是是如如此此，也也就就是是说说基基因因频频率率可可以以代代代代保持稳定不变保持稳定不变。

这就是这就是哈代温伯格平衡哈代温伯格平衡，也叫，也叫遗传平衡定律遗传平衡定律亲代基因型的频率亲代基因型的频率AAAA（30%30%）AaAa（60%60%）aaaa（10%10%）配子的比率配子的比率A A（）A()A()a()a()a()a()子一代基因型频率子一代基因型频率AAAA（）Aa()Aa()aa()aa()子一代基因频率子一代基因频率A A（）a()a()子二代基因型频率子二代基因型频率AAAA（）Aa()Aa()aa()aa()子二代基因频率子二代基因频率A A（）a()a()30%30%30%10%36%48%16%60%40%36%48%16%60%40%思考思考讨论讨论一、一、种群和种群基因库种群和种群基因库 1908年，英国数学家哈代与德国医生温伯格应用数学方法探讨群体中基因频率变化所得的结论：他们指出在一个有性生殖的自然种群中，在理想条件下，种群的基因频率和基在理想条件下，种群的基因频率和基因型频率可以世代相传，不发生变化，保持平衡，称为遗传平衡，因型频率可以世代相传，不发生变化，保持平衡，称为遗传平衡，也叫哈代-温伯格定律6、遗传平衡定律（哈代 温伯格定律）：（1 1）当群体满足以下五个条件：）当群体满足以下五个条件：昆虫群体数量足够大；昆虫群体数量足够大；全部的雌雄个体间都能全部的雌雄个体间都能自由交配自由交配并能产生后代；并能产生后代；没有迁入与迁出；没有迁入与迁出；自然选择自然选择对性状没有作用；对性状没有作用；基因基因A A和和a a都不产生都不产生突变突变种群的基因频率将不会改变种群的基因频率将不会改变一、一、种群和种群基因库种群和种群基因库A(p)a(q)A(p)AA(p2)Aa(pq)a(q)Aa(pq)aa(q2)AA 基因型频率=p2 Aa 基因型频率=2pq aa 基因型频率=q2基因在常染色体上：(p+q)2 =p2 +2pq +q2 （2）公式）公式：设A的基因频率为p，a的基因频率为q，则p+q=16、遗传平衡定律（哈代 温伯格定律）：一、一、种群和种群基因库种群和种群基因库（2）公式）公式：设A的基因频率为p，a的基因频率为q，则p+q=1基因仅在X染色体上：XA=p，Xa=q女性：(p+q)2=p2+2pq+q2 男性：XAY=pXaY=q男性基因型频率=基因频率XAXA=p2XAXa=2pqXaXa=q26、遗传平衡定律（哈代 温伯格定律）：一、一、种群和种群基因库种群和种群基因库第一：足够大的种群是不存在；第二：种群中雌雄个体间充分的随机交配是不现实的；第三：基因突变每时每刻都有可能发生；第四：由于各种原因，种群中有的个体会离开该群体，或迁入该种群；第五：在自然界中，自然选择是不可抗拒的，始终对种群发挥作用。

遗传平衡所指的种群是理想种群，在自然条件下，这样的种群是不存在的这说明在自然界中，种群的基因频率迟早要发生变化，也就是说种群的进化是必然的思考思考讨论讨论种群基因频率的改变与生物的进化的关系？一、一、种群和种群基因库种群和种群基因库 如果该种群出现新的突变型（基因型为A2a或A2A2），也就是产生新的等位基因A2，种群的基因频率会变化吗？基因A2的频率可能会怎样变化？基因基因A A2 2的频率是增加还是减少，要看这一突变对生物体是有益还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，这往往取决于是有害的，这往往取决于生物生存的环境生物生存的环境突变产生的新基因会使种群的基因频率发生变化什么变化？）思考思考讨论讨论一、一、种群和种群基因库种群和种群基因库 基因。