1、第六章第六章生物的进化生物的进化第第3 3节节 种群基因组成的变化种群基因组成的变化先有鸡还是先有蛋？先有鸡还是先有蛋？甲同学说：甲同学说：当然是先有鸡蛋了，因为只有生殖细当然是先有鸡蛋了，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。了基因突变，也不能影响后代的性状。乙同学说：乙同学说：不对，人们在养鸡过程中，是根据鸡不对，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，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。因此是先有鸡后有蛋。你同意哪位同学的观点
2、？你的答案和理由是什么？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，但都这两种观点都有一定的道理，但都不全面不全面。因为它们忽视了鸡和蛋在基因组成上。因为它们忽视了鸡和蛋在基因组成上的一致性，也忽视了的一致性，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。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祖先种群形成生殖隔离生殖隔离为标志，并不是在某一时刻突然有一个个体或一个生殖细胞成为标志，并
3、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。为一个新物种。问题探讨问题探讨一、种群和种群基因库一、种群和种群基因库 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，而且是且是个体的表型个体的表型。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，决定表型的基因却可以随着生殖而世代延续，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。并且在群体中扩散。研究生物的进化，仅研究个体和表型是研究生物的进化，仅研究个体和表型是不够的，还必须研究群体基因组成的变化。不够的，还必须研究群体基因组成的变化。果蝇果蝇X X染色体上的染色体上的部分基因示
4、意图部分基因示意图种群是生物种群是生物进化进化的基本单位的基本单位种群：种群：生活在一定区域的生活在一定区域的同种同种生物生物全部全部个体的集合。个体的集合。一片树林中的全部猕猴是一个种群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一片草地上的所有蒲公英是一个种群 同时同地同种同时同地同种一、种群和种群基因库一、种群和种群基因库种群的个体并不是机械地结合在一种群的个体并不是机械地结合在一起。一个种群其实就是一个繁殖的起。一个种群其实就是一个繁殖的单位，雌雄个体可以通过繁殖将各单位，雌雄个体可以通过繁殖将各自的基因遗传给后代。自的基因遗传给后代。种群在繁衍过程中，个体有新老交种
5、群在繁衍过程中，个体有新老交替，基因却代代相传。替，基因却代代相传。蝗虫产卵蝗虫产卵种群是种群是繁殖繁殖的基本单位的基本单位一、种群和种群基因库一、种群和种群基因库1 1、基因库、基因库：一个：一个种群种群中全部个体所含有的中全部个体所含有的全部基因全部基因。一个种群都有一个基因库，种群中每个个体所含有的基因只是基一个种群都有一个基因库，种群中每个个体所含有的基因只是基因库的一部分，个体一代代死亡，但因库的一部分，个体一代代死亡，但基因库在代代相传基因库在代代相传中保留下来，中保留下来，并得到发展。并得到发展。包括基因的种类和数目包括基因的种类和数目举例：举例：这些金鱼各自有自己的基因，共同构
6、成了种群的基因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。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。个体数目越多，个体间的差异越大，基因库也就越大。一、种群和种群基因库一、种群和种群基因库某种基因型某种基因型个体占个体占种群总数种群总数的比值。的比值。基因型频率基因型频率=某基因型的个体某基因型的个体种群总数种群总数100%100%3.3.基因型频率：基因型频率：某昆虫决定翅色的基因频率某昆虫决定翅色的基因频率2.2.基因频率基因频率：在一个种群基因库中，在一个种群基因库中，某个基因某个基因占占全部等位基因全部
7、等位基因数的比值。数的比值。基因基因频率频率某基因的数目某基因的数目该基因的等位基因的总数该基因的等位基因的总数=纯合子频率纯合子频率+1/2+1/2杂合子频率杂合子频率100%100%=一、种群和种群基因库一、种群和种群基因库例：某昆虫种群中，绿色翅的基因为例：某昆虫种群中，绿色翅的基因为A,A,褐色翅的基因位褐色翅的基因位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30%30%、60%60%、10%10%、那么、那么A A、a a的基因频率是多少？的基因频率是多少？假设该种群数量为假设该种群数量为100100，基因型，基因型AAAA的个体为的个体为3030
8、，AaAa个体为个体为6060，aaaa个体为个体为1010，那么控制此性状的等位基因总数那么控制此性状的等位基因总数200200个。个。A A基因数基因数=2=2303060=12060=120个个a a基因数基因数=60=602 210=8010=80个个A A基因基因的频率的频率=60%60%a a基因的频率基因的频率=40%40%在种群中，在种群中，一对一对等位基因的等位基因的基因频率之和等于基因频率之和等于1 1，基因型频率之和也等于，基因型频率之和也等于1 1。A%+a%=1 AA%+Aa%+aa%=1A%+a%=1 AA%+Aa%+aa%=1一、种群和种群基因库一、种群和种群基因
9、库假设上述昆虫假设上述昆虫种群非常大，种群非常大，所有的雌雄个体间都能自由交配并产生后代所有的雌雄个体间都能自由交配并产生后代 ，没有没有迁入和迁出，迁入和迁出，不同翅色的个体生存和繁殖的机会是均等的，不同翅色的个体生存和繁殖的机会是均等的，基因基因A A和和a a都不产生突都不产生突变，根据孟德尔的分离定律计算。变，根据孟德尔的分离定律计算。1 1、该种群产生的该种群产生的A A配子和配子和a a配子的比值各是多少？子代基因型的频率配子的比值各是多少？子代基因型的频率各是多少？子代种群的基因频率各是多少？各是多少？子代种群的基因频率各是多少？亲代基因型的频率亲代基因型的频率AA(30%)AA
10、(30%)Aa(60%)Aa(60%)aa(10%)aa(10%)配子的比率配子的比率A()A()A()A()a()a()a()a()亲代产生配子总数亲代产生配子总数A()A()a()a()子一代基因型频率子一代基因型频率AA()AA()Aa()Aa()aa()aa()子一代基因频率子一代基因频率A()A()a()a()30%30%30%30%30%30%10%10%36%36%48%48%16%16%60%60%40%40%60%60%40%40%讨论：讨论：一、种群和种群基因库一、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 子二代、子三代以及若干代以后，种群
11、的基因频率会同子一代一样吗？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？【总结总结】：种群的基因频率会同子一代一样。种群的基因频率会同子一代一样。如果一个如果一个种种群符合下列条件：群符合下列条件：种种群是极大的；群是极大的；种种群个体间都能群个体间都能自由交配自由交配并产生后代，种群中每个个体与其他个体的交配机会是相并产生后代，种群中每个个体与其他个体的交配机会是相等的；等的；种群之间不存在个体的种群之间不存在个体的迁入和迁出迁入和迁出或基因交流；或基因交流；没有自然选择（不同没有自然选择（不同个体生存和繁殖的机会是均等的）；个体生存和繁殖的机会是均等的）；没有突变发生；没
12、有突变发生；那么这个种群的基因频率就可以一代代稳定不变，那么这个种群的基因频率就可以一代代稳定不变，保持平衡保持平衡。这就是这就是遗传平衡定律，遗传平衡定律，也称也称哈代哈代温温伯格平衡伯格平衡。讨论：讨论：一、种群和种群基因库一、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在满足上述在满足上述5 5个条件的前提下：若种群中一对等位基因分别为个条件的前提下：若种群中一对等位基因分别为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，那么遗传平衡定律可以写成：，那么遗传平衡定律可以写成：A=pA=pa=qa=qA=pA=
13、pa=qa=qAA=pAA=p2 2 aa=q aa=q2 2Aa=pqAa=pqAa=pqAa=pq AA AA的基因型频率的基因型频率=p=p2 2 aa aa的基因型频率的基因型频率=q=q2 2 Aa Aa的基因型频率的基因型频率=2pq=2pq (p(pq)=A%+a%=1q)=A%+a%=1 (p+q)(p+q)2 2=p=p2 2+2pq+q+2pq+q2 2=AA%+Aa%+aa%=1=AA%+Aa%+aa%=1 子一代雌配子子一代雌配子子一代雄配子子一代雄配子遗传平衡所指的种群是遗传平衡所指的种群是理想的种群理想的种群，在自然条件下，这样的种群是不存在的。，在自然条件下，这样
14、的种群是不存在的。这也说明了在自然界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。这也说明了在自然界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。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一、种群和种群基因库一、种群和种群基因库2 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、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？说，这五个条件都成立吗？你能举出哪些实例？不成立不成立 （1 1）足够大的种群是不存在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，而根据概率原理
15、，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。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 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，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因型的卵细胞和精子结合的机会不会是均等的 （3 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。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 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。在
16、自然界中，自然选择是不可抗拒的，始终对种群发挥作用。（5 5）基因突变每时每刻都有可能发生。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。个体数目庞大，基因种类多，基因突变的数量也是很可观的。所以所以从理论上分析，种群基因频率的改变是不可避免的，从理论上分析，种群基因频率的改变是不可避免的，生物的进化是必然的生物的进化是必然的。讨论：讨论：一、种群和种群基因库一、种群和种群基因库3 3、如果、如果:该种群出现新的突变型性（基因型为该种群出现新的突变型性（基因型为A A2 2a a或或A A
17、2 2A A2 2），），也就是产生新的等位基因也就是产生新的等位基因A A2 2，种群的基因频率会发生变化，种群的基因频率会发生变化吗？基因吗？基因A A2 2的频率可能会怎样变化？的频率可能会怎样变化？突变产生的突变产生的新基因新基因会使种群的基因频率发生变化。会使种群的基因频率发生变化。基因基因A A2 2的频率是上升还是下降，要看这一突变对生物体是有益的频率是上升还是下降，要看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。还是有害的，这往往取决于生物生存的环境。讨论：讨论：一、种群和种群基因库一、种群和种群基因库 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
18、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？=1 12+3+4 2+3+4 1001002+1002+100 100%100%=3%3%基因频率基因频率=某基因的数目某基因的数目控制该性状的等位基因总数控制该性状的等位基因总数 100%100%X X染色体上基因频率的计算染色体上基因频率的计算概念法：概念法：X Xb b基因频率基因频率=色盲基因的总数色盲基因的总数（2 2女性个体数女性个体数+男性个体数）男性个体数）100%100%注意：注意：男性
19、个体男性个体只有一条只有一条性染色体含有该类基因；性染色体含有该类基因；女性个体中女性个体中两条两条性染色体均含有该类基因。性染色体均含有该类基因。一、种群和种群基因库一、种群和种群基因库1 1、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.一个种群中一个个体所含有的全部基因一个种群中一个个体所含有的全部基因 B.B.一个种群中全部个体所含有的显性基因一个种群中全部个体所含有的显性基因 C.C.一个种群中全部个体所含有的全部基因一个种群中全部个体所含有的全部基因 D.D.一个种群的基因一个种群的基因2 2、据调查，某校学生中基因型的比例是据调查，某校学生中基因型的比例是X
20、 XB BX XB B（42.32%42.32%）、）、X XB BX Xb b （7.36%7.36%）、）、X Xb bX Xb b （0.32%0.32%）X XB BY Y（46%46%）、）、X Xb bY Y（4%4%），），则该地区则该地区 X XB B和和 X Xb b 的基因频率分别是的基因频率分别是 A.6%A.6%、8%B.8%8%B.8%、92%92%C.78%C.78%、92%D.92%92%D.92%、8%8%D DC C练习练习3 3、下列关于种群的叙述中，错误的是下列关于种群的叙述中，错误的是 A.A.种群是生物进化和繁殖的基本单位种群是生物进化和繁殖的基本单位
21、 B.B.一个池塘中的全部鱼是一个种群一个池塘中的全部鱼是一个种群 C.C.一个种群中的全部基因构成该种群的基因库一个种群中的全部基因构成该种群的基因库 D.D.种群内的个体会死亡，但基因库却可在代代相传的过程种群内的个体会死亡，但基因库却可在代代相传的过程中得以保持和发展中得以保持和发展4 4、已知人眼中的褐色（已知人眼中的褐色（A A）对蓝色（）对蓝色（a a）是显性。在一个有）是显性。在一个有3000030000人的人群中，蓝眼人有人的人群中，蓝眼人有36003600人，褐眼的有人，褐眼的有2640026400人，其中人，其中纯合体有纯合体有1200012000人。那么，在这个人群中人。
22、那么，在这个人群中A A和和a a基因频率分布为基因频率分布为A A.0.640.64和和0.36 B0.36 B.0.36 0.36和和0.640.64C C.0.500.50和和0.50 D.0.820.50 D.0.82和和0.180.18B B练习练习A A5 5、(2016(2016全国全国)理论上下列关于人类单基因遗传病的叙述，正确的是理论上下列关于人类单基因遗传病的叙述，正确的是 A A常染色体隐性遗传病在男性中的发病率等于该病致病基因的基因频率常染色体隐性遗传病在男性中的发病率等于该病致病基因的基因频率 B B常染色体显性遗传病在女性中的发病率等于该病致病基因的基因频率常染色体
23、显性遗传病在女性中的发病率等于该病致病基因的基因频率 C CX X染色体显性遗传病在女性中的发病率等于该病致病基因的基因频率染色体显性遗传病在女性中的发病率等于该病致病基因的基因频率 D DX X染色体隐性遗传病在男性中的发病率等于该病致病基因的基因频率染色体隐性遗传病在男性中的发病率等于该病致病基因的基因频率关键点拨关键点拨:常染色体隐性遗传病在男女中频率相同常染色体隐性遗传病在男女中频率相同,而伴而伴X X遗传时，男性、女性的发病率应该单独计算。遗传时，男性、女性的发病率应该单独计算。理论上，若常染色体隐性遗传病的致病基因频率为理论上，若常染色体隐性遗传病的致病基因频率为p p，则男性和女
24、性中，则男性和女性中的发病率均为的发病率均为p p2 2，A A错误；若常染色体显性遗传病的致病基因频率为错误；若常染色体显性遗传病的致病基因频率为q q，则正常基因频率为则正常基因频率为1 1q q，男性和女性中正常的概率均为，男性和女性中正常的概率均为(1(1q)q)2 2，患病，患病概率均为概率均为1 1(1(1q)q)2 22q2qq q2 2，B B错误；若错误；若X X染色体隐性遗传病的致病染色体隐性遗传病的致病基因频率为基因频率为n n，则男性，则男性(XY)(XY)中的发病率为中的发病率为n n，D D正确；若正确；若X X染色体显性遗染色体显性遗传病的致病基因频率为传病的致病
25、基因频率为m m，则正常基因频率为，则正常基因频率为1 1m m，女性中正常的概率，女性中正常的概率为为(1(1m)m)2 2，患病概率为，患病概率为1 1(1(1m)m)2 22m2mm m2 2，C C错误。错误。D D练习练习二、种群基因频率的变化二、种群基因频率的变化基因突变在自然界是普遍存在的。基因突变产生基因突变在自然界是普遍存在的。基因突变产生新的等位基因新的等位基因，这就可以使种群的基因频率发生变化。这就可以使种群的基因频率发生变化。可遗传的变异可遗传的变异变异变异不可遗传的变异不可遗传的变异基因突变基因突变染色体变异染色体变异基因重组基因重组突变突变二、种群基因频率的变化二、
26、种群基因频率的变化 由于自然界中基因自发突变频率很低，而且许多突变对生物体是由于自然界中基因自发突变频率很低，而且许多突变对生物体是有害的。那基因突变为什么还能够作为生物进化的原材料呢？有害的。那基因突变为什么还能够作为生物进化的原材料呢？例如：果蝇例如：果蝇1 1组染色体上约有组染色体上约有1.31.310104 4对基因，假定每个基因的突变率对基因，假定每个基因的突变率都是都是1010-5-5，对一个中等大小的果蝇种群（约有，对一个中等大小的果蝇种群（约有10108 8个个体）来说，每一个个体）来说，每一代出现基因突变数将是：代出现基因突变数将是：1.31.310104 42 21010-
27、5-510108 8=2.6=2.610107 7(个个)，由此可知每一代会产生大量的突变。由此可知每一代会产生大量的突变。突变的有害和有利不是绝对的，这取决于生物的生存环境。突变的有害和有利不是绝对的，这取决于生物的生存环境。例如：有翅的昆虫中有时会出现残翅和无翅的突变例如：有翅的昆虫中有时会出现残翅和无翅的突变类型，这类昆虫在正常情况下很难生存下去，但是类型，这类昆虫在正常情况下很难生存下去，但是在经常刮大风的海岛上，这类昆虫却因为不能飞行在经常刮大风的海岛上，这类昆虫却因为不能飞行而避免被海风吹到海里淹死。而避免被海风吹到海里淹死。二、种群基因频率的变化二、种群基因频率的变化影响种群基因
28、频率变化的因素影响种群基因频率变化的因素 基因突变产生的等位基因，通过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的基因型，从而使种群中出现多种多样可遗传的变异类型。多种多样可遗传的变异类型。(突变和基因重组都是随机的、不定向的突变和基因重组都是随机的、不定向的)猫由于基因重组而产生的毛色变异猫由于基因重组而产生的毛色变异练习练习6 6、下列关于生物变异的叙述中，正确的是、下列关于生物变异的叙述中，正确的是A.A.镰刀型细胞贫血症是由基因突变导致的遗传病，可镰刀型细胞贫血症是由基因突变导致的遗传病，可
29、用显微镜观察是否患病用显微镜观察是否患病B.B.基因重组导致生物性状多样性，也是生物变异的根基因重组导致生物性状多样性，也是生物变异的根本来源，一般发生在有性生殖的过程中本来源，一般发生在有性生殖的过程中C.C.联会时的互换实现了染色单体上等位基因的重新组联会时的互换实现了染色单体上等位基因的重新组合合D.D.病毒基因整合到宿主细胞病毒基因整合到宿主细胞DNADNA上属于基因突变上属于基因突变E.E.基因重组会导致配子种类和数目增多基因重组会导致配子种类和数目增多A A三、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变化的影响【探究探究实践实践】：英国的曼彻斯特地区有一种桦尺蛾（
30、其幼虫叫桦尺蠖）。它们夜间活动，白天栖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 S和和s s控制，黑色（控制，黑色（S S）对浅）对浅色（色（s s）是显性的。在）是显性的。在1919世纪中叶以前，桦尺蛾几乎都是世纪中叶以前，桦尺蛾几乎都是浅色型浅色型的，该种群中的，该种群中S S基因的基因的频率很低，在频率很低，在5%5%以下。到了以下。到了2020世纪中叶，世纪中叶，黑色型黑色型的桦尺蛾却成了常见的类型，的桦尺蛾却成了常见的类型，S S基因的基因的频率上升
31、到频率上升到95%95%以上。以上。19 19世纪时，曼彻斯特地区的树干上长满了世纪时，曼彻斯特地区的树干上长满了浅色的地衣浅色的地衣。后来，随着工业的发展，。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黑褐色。长满地衣的树干上的桦尺蛾长满地衣的树干上的桦尺蛾黑色树干上的桦尺蛾黑色树干上的桦尺蛾【提出问题提出问题】：桦尺蛾种群决定浅色桦尺蛾种群决定浅色性状中性状中s s基因的频率为基因的频率为什么越来越低呢？什么越来越低呢？三、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变化的影响【作出假设作出假
32、设】：黑褐色的生活环境下，对浅色桦尺蛾生存不利，对黑色桦尺蛾：黑褐色的生活环境下，对浅色桦尺蛾生存不利，对黑色桦尺蛾生存有利，这种环境的选择作用使该种群的生存有利，这种环境的选择作用使该种群的S S基因的频率逐年上升，控制浅色基因的频率逐年上升，控制浅色的的s s基因频率逐年下降，这说明自然选择可以使种群的基因频率发生定向改变。基因频率逐年下降，这说明自然选择可以使种群的基因频率发生定向改变。【讨论探究思路讨论探究思路】：通过创设数字化问题情境的方法来探究（其中数字是假设的）：通过创设数字化问题情境的方法来探究（其中数字是假设的）18701870年，桦尺蛾种群的基因型频率如下：年，桦尺蛾种群的
33、基因型频率如下：SS10%SS10%，Ss20%Ss20%，ss70%ss70%。在树干变黑。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体每年减少10%10%，黑色个体每年增加，黑色个体每年增加10%10%。第。第210210年间，该种群每年的基因型频年间，该种群每年的基因型频率是多少？基因频率是多少？率是多少？基因频率是多少？假设桦尺蛾种群个体总数为假设桦尺蛾种群个体总数为100100个，则个，则SSSS个体数为个体数为1010个，个，SsSs个体数为个体数为2020个，个，ss
34、ss个个体数为体数为7070个。由于浅色个体每年减少个。由于浅色个体每年减少10%10%，黑色个体每年增加，黑色个体每年增加10%10%，则第，则第2 2年年SSSS个个体数为体数为1111个，个，SsSs个体数为个体数为2222，ssss个体数为个体数为6363个。第个。第3 3年年SSSS个体数为个体数为1212个，个，SsSs个体个体数为数为2424个，个，ssss个体数为个体数为5757个。第个。第4 4年年SSSS个体数为个体数为1313个，个，SsSs个体数为个体数为2727个，个，ssss个体个体数为数为5151个个三、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变
35、化的影响第第1 1年年第第2 2年年第第3 3年年第第4 4年年基因型频率基因型频率SSSS10%10%11.5%11.5%13.1%13.1%14.6%14.6%SsSs20%20%22.9%22.9%26%26%29.3%29.3%ssss70%70%65.6%65.6%60.9%60.9%56.1%56.1%基因频率基因频率S S20%20%23%23%26.1%26.1%29.3%29.3%s s80%80%77%77%73.9%73.9%70.7%70.7%升高升高降低降低【分析结果，得出结论分析结果，得出结论】：计算结果支持上述假设，在自然环境的：计算结果支持上述假设，在自然环境的
36、选择作用下，该种群的选择作用下，该种群的S S基因的频率逐年上升，控制浅色的基因的频率逐年上升，控制浅色的s s基因频基因频率逐年下降，这说明率逐年下降，这说明自然选择自然选择可以使可以使种群的基因频率发生定向改变种群的基因频率发生定向改变。111111+22+6311+22+63=11.5%=11.5%三、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变化的影响直接选择的是表型（体色），而不是基因型。因为天敌在捕食桦尺蛾时，看到直接选择的是表型（体色），而不是基因型。因为天敌在捕食桦尺蛾时，看到的是桦尺蛾的体色而不是控制体色的基因。的是桦尺蛾的体色而不是控制体色的基因。1.1.树
37、干变黑会影响桦尺蛾种群中浅色个体的出生率吗？为什么？树干变黑会影响桦尺蛾种群中浅色个体的出生率吗？为什么？2.2.在自然选择过程中，直接受选择的是基因型还是表型？为什么？在自然选择过程中，直接受选择的是基因型还是表型？为什么？会影响。树干变黑后，浅色个体容易被发现，被捕食的概率增加，许多浅色个会影响。树干变黑后，浅色个体容易被发现，被捕食的概率增加，许多浅色个体可能在没有交配、产卵前就已被天敌捕食，导致其个体数减少，影响出生率。体可能在没有交配、产卵前就已被天敌捕食，导致其个体数减少，影响出生率。【总结总结】：在自然选择的作用下，具有有利变异的个体有更多的机会产生后代，：在自然选择的作用下，具
38、有有利变异的个体有更多的机会产生后代，种群中相应基因的频率会不断提高；相反，具有不利变异的个体留下后代的机会种群中相应基因的频率会不断提高；相反，具有不利变异的个体留下后代的机会少，种群中相应基因的频率会下降。少，种群中相应基因的频率会下降。讨论：讨论：三、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变化的影响 自然选择自然选择使种群的基因频率定向改变使种群的基因频率定向改变，故故自然选择决定生物进化的方向。自然选择决定生物进化的方向。变异是变异是不不定向定向的的自然自然选择选择淘汰不利变异淘汰不利变异积累有利变异积累有利变异种群的基因频率种群的基因频率发生发生定向定向改变改变生
39、物朝生物朝一定方一定方向向缓慢进化缓慢进化自然选择决定生自然选择决定生物进化的方向物进化的方向种群基因频率的定向改变种群基因频率的定向改变生物进化的实质：生物进化的实质：种群基因频率的改变，标志着生物的进化。种群基因频率的改变，标志着生物的进化。项目项目含义含义变化后与进化的关系变化后与进化的关系基因型基因型频率频率基因频率基因频率基因库基因库基因型频率、基因频率与基因库的比较基因型频率、基因频率与基因库的比较某个基因型个体数某个基因型个体数/全全部部个体个体数数100%100%生物不一定进化生物不一定进化某基因数某基因数/全部等位基全部等位基因数因数100%100%导致生物进化导致生物进化种
40、群中的全部基因种群中的全部基因可导致生物进化，它的变可导致生物进化，它的变化是形成新物种的前提化是形成新物种的前提三、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变化的影响7 7、某植物种群，、某植物种群，AAAA基因型个体占基因型个体占30%30%，aaaa基因型个体占基因型个体占20%20%，据此回答下面的问题据此回答下面的问题（1 1）该植物的）该植物的A A、a a基因频率分别是基因频率分别是_、_（2 2）若该植物自交一代，）若该植物自交一代，F F1 1中中AAAA、aaaa基因型个体分别占基因型个体分别占_、_ 这时，这时，A A和和a a的基因频率分别是的基因频率
41、分别是_、_（3 3）依现代生物进化理论，这种植物在两年中是否发生了）依现代生物进化理论，这种植物在两年中是否发生了进化？为什么？进化？为什么？55%55%45%45%42.5%42.5%32.5%32.5%55%55%45%45%没有发生进化没有发生进化种群基因频率没有发生改变种群基因频率没有发生改变练习练习自交和自由交配时基因频率和基因型频率的变化规律自交和自由交配时基因频率和基因型频率的变化规律交配方式交配方式基因频率基因频率基因型频率基因型频率自交自交自自由由交交配配处于遗传平衡处于遗传平衡不处于遗传平衡不处于遗传平衡改变改变纯合子增多杂合子减少纯合子增多杂合子减少不改变不改变改变改变
42、不改变不改变不改变不改变不改变不改变8 8、在一次大风暴后，有人搜集了在一次大风暴后，有人搜集了100100只受伤的麻雀，并把它只受伤的麻雀，并把它们饲养起来，结果活下来们饲养起来，结果活下来6464只。在死去的个体中，大部分是只。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个体比较大、变异类型特殊的，下列有关叙述正确的是 A A突变和基因重组是定向的突变和基因重组是定向的 B B自然选择会改变种群的基因频率自然选择会改变种群的基因频率 C C特殊的变异类型都是不利的特殊的变异类型都是不利的 D D不产生变异的生物才能生存不产生变异的生物才能生存B B练习练习A A
43、9 9、如表是科研人员连续若干年研究浅色飞蛾和黑色飞蛾在某国如表是科研人员连续若干年研究浅色飞蛾和黑色飞蛾在某国家不同地区的分布状况的结果：家不同地区的分布状况的结果：数据数据 地区地区郊区郊区工业区工业区浅色飞蛾浅色飞蛾95%95%5%5%黑色飞蛾黑色飞蛾5%5%95%95%下列对飞蛾在研究区域内的不均衡分布最合理的解释是下列对飞蛾在研究区域内的不均衡分布最合理的解释是 A.A.自然选择的作用使浅色飞蛾适合在郊区生活，黑色飞蛾适合在工业区生活自然选择的作用使浅色飞蛾适合在郊区生活，黑色飞蛾适合在工业区生活 B.B.生活在工业区的孩子们喜欢抓浅色飞蛾玩，造成工业区的浅色飞蛾减少生活在工业区的孩
44、子们喜欢抓浅色飞蛾玩，造成工业区的浅色飞蛾减少 C.C.浅色飞蛾更喜欢生活在郊区浅色飞蛾更喜欢生活在郊区 D.D.悬浮于高度污染的空气中的烟灰染黑了飞蛾悬浮于高度污染的空气中的烟灰染黑了飞蛾结合题干信息和数据表格分析可知，郊区几乎没有工业，周围颜色浅，有利于浅色蛾结合题干信息和数据表格分析可知，郊区几乎没有工业，周围颜色浅，有利于浅色蛾的生存；工业区被污染，周围颜色深，有利于深色蛾的生存，这是自然选择的结果。的生存；工业区被污染，周围颜色深，有利于深色蛾的生存，这是自然选择的结果。练习练习1010、用水蚤进行水温变化的实验过程和现象如图所示用水蚤进行水温变化的实验过程和现象如图所示。请回答下列
45、问题：请回答下列问题：（1 1）实验表明，多数水蚤生活的最适温度是）实验表明，多数水蚤生活的最适温度是_。（2 2）有些水蚤能在）有些水蚤能在20 20 环境中生活，有些水蚤能在环境中生活，有些水蚤能在2828环境中生活，这表明水蚤个体之间存在着环境中生活，这表明水蚤个体之间存在着_。这体现了生物的变异是这体现了生物的变异是_。（3 3）实验中在）实验中在20 20 或或28 28 环境中都有生存的个体，它们都是环境中都有生存的个体，它们都是_的的个体。温度的改变对水蚤起了个体。温度的改变对水蚤起了_作用，这作用，这种作用是种作用是_（填（填“定向定向”或或“不定向不定向”）的。）的。（4 4
46、）20 20 环境中生活的水蚤移入环境中生活的水蚤移入28 28 环境中，将导致水蚤死亡；环境中，将导致水蚤死亡；28 28 环境中生活的水蚤移入环境中生活的水蚤移入20 20 环境中也将引起其死亡。上述现象说明当环环境中也将引起其死亡。上述现象说明当环境条件改变时，如果生物缺少境条件改变时，如果生物缺少 ，就要被环境淘汰。，就要被环境淘汰。25 25 差异差异 适应适应20 20 或或28 28 环境环境 定向定向选择选择不定向不定向 练习练习 适应新环境的变异适应新环境的变异2 2、影响基因频率的因素：、影响基因频率的因素：突变突变、基因重组基因重组和和自然选择自然选择3 3、生物进化的实
47、质就是：、生物进化的实质就是：1 1、种群、种群是生物是生物进化进化的单位，也是生物的单位，也是生物繁殖繁殖的单位。的单位。种群基因频率发生变化的过程。种群基因频率发生变化的过程。种群基因频率的改变，标志着生物的进化。种群基因频率的改变，标志着生物的进化。1 1从基因水平看，生物进化的过程就是种群基因频率发生定向改变的从基因水平看，生物进化的过程就是种群基因频率发生定向改变的过程。判断下列相关表述是否正确。过程。判断下列相关表述是否正确。（1 1）某地区红绿色盲患者在男性中约占）某地区红绿色盲患者在男性中约占8%8%，在女性中约占，在女性中约占0.64%0.64%，由此，由此可知，红绿色盲基因
48、可知，红绿色盲基因X Xb b的基因频率约为的基因频率约为8%8%。（2 2）基因频率变化是由基因突变和基因重组引起的，不受环境的影响。）基因频率变化是由基因突变和基因重组引起的，不受环境的影响。（3 3）生物进化的实质是种群基因频率在自然选择作用下的定向改变。）生物进化的实质是种群基因频率在自然选择作用下的定向改变。2 2种群是物种在自然界的存在形式，也是一个繁殖单位。下列生物群种群是物种在自然界的存在形式，也是一个繁殖单位。下列生物群体中属于种群的是体中属于种群的是 A A一个湖泊中的全部鱼一个湖泊中的全部鱼 B B一片森林中的全部蛇一片森林中的全部蛇 C C一间屋中的全部蟑螂一间屋中的全
49、部蟑螂 D D卧龙自然保护区中的全部大熊猫卧龙自然保护区中的全部大熊猫X XD D3.3.某一瓢虫种群中有黑色和红色两种体色的个体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这一性状由一对等位基因控制因控制,黑色黑色(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的个体占的个体占18%,18%,基因型基因型为为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。基因B B和和b b的频率分别为的频率分别为 A.18%A.18%、82%82%B.36%B.36%、64%64%C.57%C.57%、4
50、3%43%D.92%D.92%、8%8%4 4一只果蝇的突变体在一只果蝇的突变体在2121的气温下，生存能力很差，但是，当气温上的气温下，生存能力很差，但是，当气温上升到升到25.525.5时，突变体的生存能力大大提高。这说明时，突变体的生存能力大大提高。这说明 A A突变是不定向的突变是不定向的 B B突变是随机发生的突变是随机发生的 C C突变的有害或有利取决于环境条件突变的有害或有利取决于环境条件 D D环境条件的变化对突变体都是有害的环境条件的变化对突变体都是有害的C CC C1.1.举出人为因素导致种群基因频率定向改变的实例。举出人为因素导致种群基因频率定向改变的实例。【答案】【答案
