(全程复习方略)春高中生物-第7章-第2节-第1课时种群基因频率的改变与生物进化名师课件-新人教版必修2.ppt
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1、第2节现代生物进化理论的主要内容第1课时种群基因频率的改变与生物进化一、种群是生物进化的基本单位一、种群是生物进化的基本单位1.1.种群:种群:(1)(1)概念。概念。三个要素三个要素 举例:一片树林中的全部猕猴。举例:一片树林中的全部猕猴。一定区域一定区域同种生物同种生物全部全部(2)(2)特点:种群中的个体彼此间通过特点:种群中的个体彼此间通过_将各自的基因传给将各自的基因传给后代。后代。繁殖繁殖2.2.种群基因库与基因频率:种群基因库与基因频率:全部个体全部个体全部基因全部基因基因库基因库全部等位基因全部等位基因二、突变和基因重组产生进化的原材料二、突变和基因重组产生进化的原材料1.1.
2、变异类型:变异类型:可遗传变异的来源可遗传变异的来源 基因突变基因突变染色体变异染色体变异2.2.可遗传变异的形成、特点和作用:可遗传变异的形成、特点和作用:(1)(1)形成。形成。_产生等位基因。产生等位基因。通过有性生殖过程中的基因重组,可以形成多种多样的通过有性生殖过程中的基因重组,可以形成多种多样的_。(2)(2)特点:随机的、特点:随机的、_。(3)(3)作用:只是提供生物进化的作用:只是提供生物进化的_,不能决定生物进化的,不能决定生物进化的_。基因突变基因突变基因型基因型不定向的不定向的原材料原材料方向方向三、自然选择决定生物进化的方向三、自然选择决定生物进化的方向1.1.原因:
3、不断淘汰发生原因:不断淘汰发生_的个体,选择积累发生的个体,选择积累发生_的个体。的个体。2.2.实质:种群的基因频率发生实质:种群的基因频率发生_。不利变异不利变异有利变异有利变异定向改变定向改变【思考辨析思考辨析】1.1.判断正误:判断正误:(1)(1)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。()()【分析分析】种群是生活在一定区域的同种生物的全部个体,鱼不种群是生活在一定区域的同种生物的全部个体,鱼不是一个物种,不能构成一个种群。是一个物种,不能构成一个种群。(2)(2)因个体的死亡,所含有的基因也会随之消失。因个体的死亡,所含有的基因也会随之消失。()()【分析分析
4、】个体可以通过繁殖将基因传给后代,所含基因不一定个体可以通过繁殖将基因传给后代,所含基因不一定消失。消失。(3)(3)变异不仅为生物进化提供了原材料,而且决定了生物进化变异不仅为生物进化提供了原材料,而且决定了生物进化的方向。的方向。()()【分析分析】变异只能为生物进化提供原材料,而自然选择决定生变异只能为生物进化提供原材料,而自然选择决定生物进化的方向。物进化的方向。(4)(4)种群的基因频率不变时,则生物没有发生进化。种群的基因频率不变时,则生物没有发生进化。()()2.2.问题思考:问题思考:(1)(1)当没有自然选择存在时,种群的基因频率就不会发生改变,当没有自然选择存在时,种群的基
5、因频率就不会发生改变,这种说法对吗?为什么?这种说法对吗?为什么?提示:提示:不对。除自然选择外,还有基因突变、迁入和迁出等因不对。除自然选择外,还有基因突变、迁入和迁出等因素都会使种群基因频率发生变化。素都会使种群基因频率发生变化。(2)(2)在自然选择过程中,直接受选择的是基因型还是表现型?在自然选择过程中,直接受选择的是基因型还是表现型?简要说明原因。简要说明原因。提示:提示:直接受选择的是表现型,例如天敌看到的是性状,而不直接受选择的是表现型,例如天敌看到的是性状,而不是控制性状的基因。是控制性状的基因。一、基因型频率和基因频率的关系一、基因型频率和基因频率的关系1.1.相关概念的比较
6、:相关概念的比较:比较比较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基因频率频率(某个基因的个数某个基因的个数/全部全部等位基因数等位基因数)100%100%发生了定向的生物进化发生了定向的生物进化基因型基因型频率频率(特定基因型的个体数特定基因型的个体数/该种群个体总数该种群个体总数)100%100%生物不一定进化生物不一定进化基因库基因库一个种群中全部个体所一个种群中全部个体所含有的全部基因含有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2.2.基因频率的相关计算:基因频率的相关计算:(1)(1)已知基因型的数量或各基因型频率
7、,计算基因频率:已知基因型的数量或各基因型频率,计算基因频率:以一对等位基因为例,有以下两种方法。以一对等位基因为例,有以下两种方法。已知基因型个体数计算基因频率。已知基因型个体数计算基因频率。某基因频率某基因频率=(=(纯合子个数纯合子个数2+2+杂合子个数杂合子个数)(总个数总个数2)2)已知基因型频率计算基因频率。已知基因型频率计算基因频率。一个等位基因频率一个等位基因频率=该等位基因纯合子的基因型频率该等位基因纯合子的基因型频率+杂合子杂合子的基因型频率的基因型频率12实例。实例。已知基因型频率计算基因频率,设有已知基因型频率计算基因频率,设有N N个个体的种群,个个体的种群,AAAA
8、、AaAa、aaaa的个体数分别为的个体数分别为n n1 1、n n2 2、n n3 3,A A、a a的基因频率分别用的基因频率分别用PAPA、PaPa表示,表示,AAAA、AaAa、aaaa的基因型频率分别用的基因型频率分别用P PAAAA、P PAaAa、P Paaaa表示,则:表示,则:1212AAAAa3232aaaAa2nnn1n1P()PP2NN2N22nnn1n1P()PP2NN2N2(2)(2)根据遗传平衡定律计算基因频率和基因型频率。根据遗传平衡定律计算基因频率和基因型频率。遗传平衡定律。遗传平衡定律。在一个有性生殖的自然种群中,在符合以下在一个有性生殖的自然种群中,在符合
9、以下5 5个条件的情况下,个条件的情况下,各等位基因的频率和基因型频率在一代一代的遗传中是稳定不各等位基因的频率和基因型频率在一代一代的遗传中是稳定不变的,或者说是保持着基因平衡的。这变的,或者说是保持着基因平衡的。这5 5个条件是:个条件是:a.a.种群是极大的;种群是极大的;b.b.种群中个体间的交配是随机的;种群中个体间的交配是随机的;c.c.没有突变发生;没有突变发生;d.d.没有新基因加入;没有新基因加入;e.e.没有自然选择。没有自然选择。基因频率与基因型频率的计算公式。基因频率与基因型频率的计算公式。设设A A频率为频率为p p,a a频率为频率为q q,则,则p+q=1p+q=
10、1。即:即:AA=pAA=p2 2,Aa=2pqAa=2pq,aa=qaa=q2 2。实例:若已知实例:若已知AAAA的基因型频率为的基因型频率为m m,则,则A A的基因频率为的基因频率为 。雄配子雄配子雌配子雌配子A(p)A(p)a(q)a(q)A(p)A(p)AA(pAA(p2 2)Aa(pq)Aa(pq)a(q)a(q)Aa(pq)Aa(pq)aa(qaa(q2 2)m【警示钟警示钟】基因型频率与基因频率的不对应性基因型频率与基因频率的不对应性(1)(1)基因频率相同的两个种群,它们的基因型频率不一定相同。基因频率相同的两个种群,它们的基因型频率不一定相同。(2)(2)当基因型频率发生
11、改变时,基因频率不一定发生改变。当基因型频率发生改变时,基因频率不一定发生改变。【学而后思学而后思】(1)(1)所有的变异都能导致种群基因频率的改变吗?为什么?所有的变异都能导致种群基因频率的改变吗?为什么?提示:提示:不是。只有可遗传的变异才能影响种群基因的组成,才不是。只有可遗传的变异才能影响种群基因的组成,才能改变基因频率。能改变基因频率。(2)(2)若基因存在于若基因存在于X X染色体上,在染色体上,在Y Y染色体上无等位基因,如何染色体上无等位基因,如何计算基因的频率?计算基因的频率?提示:提示:该基因的数量除以所有该基因的数量除以所有X X染色体的数量,一定不要将染色体的数量,一定
12、不要将Y Y染染色体计算在内,因为色体计算在内,因为Y Y染色体上无等位基因。如染色体上无等位基因。如X X染色体上染色体上A A基基因的频率计算:因的频率计算:AAAaAAAAaaaAaAX XX XX YX XX XX XX YX Y2NNNX=2(NNN)(NN)【典例训练典例训练1 1】(2013(2013海南高考海南高考)果蝇长翅果蝇长翅(V)(V)和残翅和残翅(v)(v)由一由一对常染色体上的等位基因控制。假定某果蝇种群有对常染色体上的等位基因控制。假定某果蝇种群有20 00020 000只果只果蝇,其中残翅果蝇个体数量长期维持在蝇,其中残翅果蝇个体数量长期维持在4%4%,若再向该
13、种群中引,若再向该种群中引入入20 00020 000只纯合长翅果蝇,在不考虑其他因素影响的前提下,只纯合长翅果蝇,在不考虑其他因素影响的前提下,关于纯合长翅果蝇引入后种群的叙述,错误的是关于纯合长翅果蝇引入后种群的叙述,错误的是()A.vA.v基因频率降低了基因频率降低了50%50%B.VB.V基因频率增加了基因频率增加了50%50%C.C.杂合果蝇比例降低了杂合果蝇比例降低了50%50%D.D.残翅果蝇比例降低了残翅果蝇比例降低了50%50%【解题关键解题关键】解答本题时需关注以下两点:解答本题时需关注以下两点:(1)(1)种群基因频率、基因型频率的计算方法。种群基因频率、基因型频率的计算
14、方法。(2)(2)用遗传平衡定律公式计算基因频率和基因型频率。用遗传平衡定律公式计算基因频率和基因型频率。【解析解析】选选B B。本题考查基因频率及基因型频率的计算。因该。本题考查基因频率及基因型频率的计算。因该果蝇种群果蝇种群vvvv的基因型频率为的基因型频率为4%4%,由遗传平衡定律公式算出,由遗传平衡定律公式算出v=0.2v=0.2,V=0.8V=0.8,进而计算出引入纯种长翅果蝇前,进而计算出引入纯种长翅果蝇前,vvvv有有0.040.0420 000=80020 000=800,VvVv有有2 20.20.20.80.820 000=6 40020 000=6 400,VVVV有有0
15、.80.80.80.820 000=12 80020 000=12 800。引入后,基因频率。引入后,基因频率v=(800v=(8002+2+6 400)/(40 0006 400)/(40 0002)=0.12)=0.1,V=1-0.1=0.9V=1-0.1=0.9,故,故A A项正确,项正确,B B项错项错误。因误。因VvVv、vvvv的数目不变,而该种群的总数增加一倍,所以的数目不变,而该种群的总数增加一倍,所以VvVv、vvvv的基因型频率降低的基因型频率降低50%50%,C C、D D正确。正确。【变式备选变式备选1 1】一种蛾中控制浅颜色的等位基因是隐性的,控一种蛾中控制浅颜色的等
16、位基因是隐性的,控制深颜色的等位基因是显性的。假设有制深颜色的等位基因是显性的。假设有640640只浅色的蛾和只浅色的蛾和360360只只深色的蛾,群体符合遗传平衡定律,那么有多少只蛾是杂合子深色的蛾,群体符合遗传平衡定律,那么有多少只蛾是杂合子()A.210A.210B.50B.50C.240C.240D.320D.320【解析解析】选选D D。由于该种群符合遗传平衡定律,其中隐性纯合。由于该种群符合遗传平衡定律,其中隐性纯合子为子为640640只,占总数的只,占总数的64%64%,所以隐性基因的频率为,所以隐性基因的频率为80%80%,显性,显性基因的频率为基因的频率为20%20%,所以杂
17、合子的基因型频率为,所以杂合子的基因型频率为2 280%80%20%=32%20%=32%,杂合子有,杂合子有(640+360)(640+360)32%=32032%=320只。只。二、生物进化的实质及与可遗传变异和自然选择的关系二、生物进化的实质及与可遗传变异和自然选择的关系1.1.生物进化的实质:生物进化的实质:实例分析:以桦尺蠖的体色进化为例实例分析:以桦尺蠖的体色进化为例由以上可以看出,生物进化实质上是种群基因频率发生变化,由以上可以看出,生物进化实质上是种群基因频率发生变化,即在生物进化过程中某基因的频率如果逐渐增大,反映该基因即在生物进化过程中某基因的频率如果逐渐增大,反映该基因控
18、制的性状对环境的适应能力较强。控制的性状对环境的适应能力较强。2.2.可遗传的变异为生物进化提供原材料:可遗传的变异为生物进化提供原材料:(1)(1)突变和基因重组使种群的基因频率发生不定向的改变。突变和基因重组使种群的基因频率发生不定向的改变。(2)(2)由于突变和基因重组都是随机的、不定向的,因此它们只由于突变和基因重组都是随机的、不定向的,因此它们只是提供了生物进化的原材料,不能决定生物进化的方向。是提供了生物进化的原材料,不能决定生物进化的方向。3.3.自然选择决定生物进化的方向:自然选择使种群基因频率发自然选择决定生物进化的方向:自然选择使种群基因频率发生定向改变,使生物朝着适应环境
19、的方向进化。生定向改变,使生物朝着适应环境的方向进化。如图所示:如图所示:【警示钟警示钟】“定向定向”与与“不定向不定向”(1)(1)变异是不定向的。变异是不定向的。(2)(2)自然选择是定向的。自然选择是定向的。(3)(3)种群基因频率的变化是定向的。种群基因频率的变化是定向的。(4)(4)生物进化是定向的。生物进化是定向的。【学而后思学而后思】(1)(1)自然界中存在基因频率一直不变的种群吗?为什么?自然界中存在基因频率一直不变的种群吗?为什么?提示:提示:没有。种群基因频率的改变是由自然选择决定的,由于没有。种群基因频率的改变是由自然选择决定的,由于自然环境是不断变化的,所以会导致基因频
20、率的改变。自然环境是不断变化的,所以会导致基因频率的改变。(2)(2)所有类型的变异均能为生物进化提供原材料吗?为什么?所有类型的变异均能为生物进化提供原材料吗?为什么?提示:提示:不一定。可遗传的变异能为生物进化提供原材料,而不不一定。可遗传的变异能为生物进化提供原材料,而不可遗传的变异不能为生物进化提供原材料,因为不可遗传的变可遗传的变异不能为生物进化提供原材料,因为不可遗传的变异不能引起种群基因频率的改变。异不能引起种群基因频率的改变。【典例训练典例训练2 2】(2013(2013威海高一检测威海高一检测)不同基因型的褐鼠对灭不同基因型的褐鼠对灭鼠灵药物的抗性及对维生素鼠灵药物的抗性及对
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