新人教版生物必修2(新教材)课件:6-2生物现代生物进化理论的主要内容.ppt
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1、6.26.2 现代生物进化理论的现代生物进化理论的 主要内容主要内容 一个基因所控制的性状对个体生一个基因所控制的性状对个体生 存和繁殖后代的贡献越大存和繁殖后代的贡献越大, ,拥有该基因拥有该基因 的个体的可能越多的个体的可能越多! !当然就会使越来越当然就会使越来越 多的虎拥有自己的拷贝多的虎拥有自己的拷贝! ! 一、种群基因频率的一、种群基因频率的 改变与生物进化改变与生物进化 探究活动探究活动 情景情景:如果在灰色翅(基因型为如果在灰色翅(基因型为aa)昆虫的群体中偶然出昆虫的群体中偶然出 现一只绿色翅(现一只绿色翅(Aa)的变异个体,且绿色比灰色更不容易的变异个体,且绿色比灰色更不容
2、易 被敌害发现。被敌害发现。 讨论题目:讨论题目: 1.根据达尔文“适者生存、不适者淘汰”的观点该根据达尔文“适者生存、不适者淘汰”的观点该 绿色个体能被选择下来吗?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,它体内的如果该绿色个体能很好的生活下来,它体内的A基基 因怎样才能传递给后代?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,个体的在自然界中,没有哪一个体是长生不死的,个体的 表现表现型也会随着个体的死亡而消失,但决定表现型的型也会随着个体的死亡而消失,但决定表现型的 基因却可以基因却可以通过有性生殖才传给后代 通过有性生殖才传给后代, ,因此研究生物的
3、进因此研究生物的进 化仅仅研究个体的表现型是否与环境适应是不够的,化仅仅研究个体的表现型是否与环境适应是不够的, 还需要研究还需要研究群体 群体的基因组成变化。 的基因组成变化。 探究活动(一)探究活动(一) 情景:情景:如果在灰色翅(基因型为 如果在灰色翅(基因型为aa)昆虫的群体中偶然昆虫的群体中偶然 出现一只绿色翅(出现一只绿色翅(Aa)的变异个体,且绿色比灰的变异个体,且绿色比灰 色更不容易被敌害发现。色更不容易被敌害发现。 如果该绿色个体(如果该绿色个体(Aa)已经很好的生活下来,它体内的)已经很好的生活下来,它体内的A 基因怎样才能遗传给后代?请写出遗传图解。基因怎样才能遗传给后代
4、?请写出遗传图解。 出现有利变异个体内出现有利变异个体内 的有利基因只有在群体的有利基因只有在群体 中中,通过有性生殖才能世通过有性生殖才能世 代延续。代延续。 X AA Aa 绿翅绿翅 AA 绿翅绿翅 (1) P: Aa 绿翅绿翅 配子配子 A a A F1: 绿翅绿翅 aa 灰翅灰翅 X Aa Aa 绿翅绿翅 AA 绿翅绿翅 (2) Aa 配子配子 A a A a Aa 绿翅绿翅 P: F1: 绿翅绿翅 绿翅绿翅 aa 灰翅灰翅 X Aa Aa 绿翅绿翅 (3) aa 配子配子 A a a P: F1: 绿翅绿翅 绿翅绿翅 研究生物的进化仅仅研究个体研究生物的进化仅仅研究个体 的表现型是否
5、与环境适应是不的表现型是否与环境适应是不 够的,还必须研究够的,还必须研究群体 群体的基因 的基因 组成变化。组成变化。 这个群体就是这个群体就是种群种群! ( (一一) )种群是生物进化的基本单位种群是生物进化的基本单位 探究活动(二)探究活动(二) 1.什么叫做种群?什么叫做种群? 生活在生活在一定区域一定区域的的同种同种生物的生物的全部全部个体叫做种群个体叫做种群. 种群中的个体并不是机种群中的个体并不是机 械地集合在一起械地集合在一起, ,而是彼此而是彼此 可以交配可以交配, ,并通过繁殖将各并通过繁殖将各 自的基因传给后代自的基因传给后代. . 现在练练吧! 探究活动(二)探究活动(
6、二) 2.阅读阅读114页的第三自然段,探究并回答问题。页的第三自然段,探究并回答问题。 (1)种群在繁衍过程中,个体有新老交替,基因却代)种群在繁衍过程中,个体有新老交替,基因却代 代相传。这句话表明种群在进化过程中处于什么地位?代相传。这句话表明种群在进化过程中处于什么地位? 说明说明在自然界中,种群是生物繁殖、进化的基在自然界中,种群是生物繁殖、进化的基 本单位。本单位。 下列属于种群的是下列属于种群的是 ( ) A.一块水田里的全部水稻一块水田里的全部水稻 、水草、水草 B 一块稻田里的全部幼蚜、有翅、无翅的成蚜一块稻田里的全部幼蚜、有翅、无翅的成蚜 C 一块朽木上的全部真菌一块朽木上
7、的全部真菌 D. 一个池塘中全部鱼一个池塘中全部鱼 下列关于种群的说法不正确的是下列关于种群的说法不正确的是 ( ) A.种群是生物进化的基本单位种群是生物进化的基本单位 B.种群是生物繁殖的基本单位种群是生物繁殖的基本单位 C.中国大陆上所有老虎是一个种群中国大陆上所有老虎是一个种群 D.同一种群的个体可以自由交配 同一种群的个体可以自由交配 B C 性状是由基因控制的,因 此研究生物的进化必须研究种 群的基因组成和变化。如何分 析种群的基因组成和变化?由 此人们提出基因库和基因频率 的概念。 探究活动(三)探究活动(三) 1.什么是种群的基因库?什么是种群的基因库? 一个种群一个种群中中全
8、部个体全部个体所含所含 有的有的全部基因全部基因叫这个种群叫这个种群 的基因库。的基因库。 什么是种群的基因频率?什么是种群的基因频率? 在一个种群基因库中, 某基因占全部等位基 因的 比率叫做基因频 率。 2.基因频率的计算基因频率的计算 某昆虫种群中,绿色翅的基因为某昆虫种群中,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3030、6060、10,10,那那 么么A A、a a的基因频率是多少?(自读的基因频率是多少?(自读115115页)页) A= 302+60 _ 200 = 60% 200 a=
9、 102+60 _ = 40% A + a = 1 此种基因的个数此种基因的个数 种群中该对等位基因的总数种群中该对等位基因的总数 此种基因的个数此种基因的个数=纯合子个体数纯合子个体数 X 2X 2杂合子个体数杂合子个体数 种群中该对等位基因的总数种群中该对等位基因的总数=个体总数个体总数 X 2X 2 通过基因型个体数量计算基因频率通过基因型个体数量计算基因频率 某种基因的某种基因的 基因频率基因频率 = 例例1、从某种群抽取、从某种群抽取100个个体,测知基因型个个体,测知基因型AA、Aa、aa 的个体分别为的个体分别为30、60、10个。个。 则则A基因的频率为基因的频率为 23060
10、 1002 100%=60% 则则a基因的频率为基因的频率为 21060 1002 100%=40% 2、基因型频率:、基因型频率: 指在一个进行有性繁殖的群体中,不同指在一个进行有性繁殖的群体中,不同 基因型所占的比例。基因型所占的比例。 已知基因型频率,则基因频率等于包含特定基因的纯已知基因型频率,则基因频率等于包含特定基因的纯 合体频率与杂合体频率的一半合体频率与杂合体频率的一半 AA基因频率为基因频率为 30 100 = 0.3 Aa基因频率为基因频率为 = 0.6 aa基因频率为基因频率为 60 100 10 100 = 0.1 则则A基因频率为基因频率为0.3+1/20.6=0.6
11、 a基因频率为基因频率为0.1+1/20.6=0.4 3. 用数学方法讨论基因频率的改变用数学方法讨论基因频率的改变 (5) (6) (1) (2) (3) (4) 假设假设115115页题目中的种群满足以下五个条件:页题目中的种群满足以下五个条件: 昆虫群体数量足够大昆虫群体数量足够大, 没有迁入与迁出没有迁入与迁出, 全部的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代全部的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代, AAAA、AaAa、aaaa三种基因型昆虫的生存能力完全相同三种基因型昆虫的生存能力完全相同 (也也 就是说自然选择对就是说自然选择对A A、a a控制的翅型性状没有作用控制的翅型性状没有作用
12、) A A和和a a都不产生突变都不产生突变, ,即没有基因突变和染色体变异即没有基因突变和染色体变异。 在有性生殖过程中,如果符合以上的理想条件,在有性生殖过程中,如果符合以上的理想条件, (1)该该种群种群产生的产生的A 配子和配子和a 配子的比率各是多少配子的比率各是多少? A 60% a 40% 卵细胞卵细胞 精子精子 A 60% a 40% 36% 24% 16% AA Aa Aa 24% aa 子一子一 代基代基 因型因型 频率频率 在有性生殖过程中,如果符合遗传平衡,产生的雌雄配 子: 36% 24% 16% AA Aa Aa 24% aa A 60% a 40% 卵子 A 60
13、% a 40% 精子 遗 传 平 衡 定 律 其中其中p p代表代表A A基因的频率,基因的频率,q q代表代表a a基因的频率。基因的频率。 则则p+q=1p+q=1,(p(pq)q)2 2=p=p2 22pq2pqq q2 2=1=1 并得出并得出p p2 2代表代表AAAA的频率,的频率, q q2 2代表代表aaaa的频率,的频率,2pq2pq代表代表 杂合子杂合子AaAa的频率。的频率。 (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)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? 30% 30% 30% 10% 36% 48% 60% 40% 16% 亲代基
14、因型的频率亲代基因型的频率 AA (30%) Aa(60%) aa (10%) 配子的比率配子的比率 A( ) A( ) a( ) a( ) 子代基因型的频率子代基因型的频率 AA( ) Aa( ) aa( ) 子代种群的基因频率子代种群的基因频率 A ( ) a( ) 亲代亲代 子一代子一代 子二代子二代 子三代子三代 基因基因 型频型频 率率 AA 30% Aa 60% aa 10% 基因基因 频率频率 A 60% a 40% 36% 48% 16% 60% 40% 36% 16% 48% 60% 40% 60% 40% 36% 48% 16% (4)在讨论题在讨论题2中的群体中的群体满足
15、五个条件满足五个条件的情况下的情况下,计算子计算子 二代、子三代的基因频率与基因型频率二代、子三代的基因频率与基因型频率 ; 分析一下各分析一下各 代基因频率与基因型频率相同吗?代基因频率与基因型频率相同吗? 满足五个假设条件满足五个假设条件的种群是理想的种群的种群是理想的种群, , 在自然条件下在自然条件下, ,这样的种群是不存在的这样的种群是不存在的. .这也从这也从 反面说明了在自然界中反面说明了在自然界中, ,种群的基因频率种群的基因频率迟早迟早 要要发生变化发生变化, ,也就是说种群的也就是说种群的进化进化是必然的是必然的. . (5 5)上述计算结果是在满足五个假设条件的基础上计上
16、述计算结果是在满足五个假设条件的基础上计 算的算的,对自然界的种群来说对自然界的种群来说,这五个条件都能成立吗这五个条件都能成立吗? 特别是如果第特别是如果第点假设点假设( (基因基因A和和a都不产生突变都不产生突变,即没有基即没有基 因突变和染色体变异因突变和染色体变异。)成立这与前面我们所学的基因突 成立这与前面我们所学的基因突 变的哪个特性相违背变的哪个特性相违背? 与基因突变的普遍性相违背。与基因突变的普遍性相违背。 (6)、如果该种群出现新的突变型,也就是、如果该种群出现新的突变型,也就是 产生新的等位基因(产生新的等位基因(A2),种群的基因频),种群的基因频 率会变化吗?基因率会
17、变化吗?基因A2的频率可能会怎样变的频率可能会怎样变 化?化? 突变产生的新基因会使种群的基因频率发突变产生的新基因会使种群的基因频率发 生变化。生变化。 基因基因A A2 2的频率是增加还是减少,要看这一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。取决于生物生存的环境。 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 遗传平衡定律遗传平衡定律 遗传平衡定律是由英国数学家哈代遗传平衡定律是由英国数学家哈代 和德国医生温伯格分别于和德国医生温伯格分别于19081908年和年和 19091909年独立证明
18、的,这一定律又称年独立证明的,这一定律又称哈哈 代代温伯格定律,温伯格定律,它是指在一个它是指在一个极极 大的随机交配大的随机交配的种群中,在的种群中,在没有突变、没有突变、 选择和迁移选择和迁移的条件下,种群的基因频的条件下,种群的基因频 率和基因型频率可以世代相传率和基因型频率可以世代相传不发生不发生 变化,保持平衡变化,保持平衡。 若种群中一等位基因为若种群中一等位基因为A A和和a a,设,设A A的基因频的基因频 率率=p=p,a a的基因频率的基因频率=q =q , 因为因为(p(pq)=A%+a%=1q)=A%+a%=1, 则(则(p+qp+q)2 2=p=p2 2+2pq+q+
19、2pq+q2 2=AA%+Aa%+aa%=1 =AA%+Aa%+aa%=1 。 AAAA的基因型频率的基因型频率=p=p2 2; aaaa的基因型频率的基因型频率=q=q2 2; AaAa的基因型频率的基因型频率=2pq=2pq。 总总 结结 种群基因频率的改变与生物进化种群基因频率的改变与生物进化 ( (一一) )种群是生物进化的基本单位种群是生物进化的基本单位 1、种群、基因库、基因频率等概念、种群、基因库、基因频率等概念 2、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 现在练练吧! 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
20、个个体所含有的全部基因叫做这个种群一个种群中一个个体所含有的全部基因叫做这个种群 的基因库的基因库 B B一个种群中全部个体所含有的显性基因叫做这个种群一个种群中全部个体所含有的显性基因叫做这个种群 的基因库的基因库 C C一个种群中全部个体所含有的全部基因叫做这个种群一个种群中全部个体所含有的全部基因叫做这个种群 的基因库的基因库 D D一个种群的基因库会随着种群中一代一代的死亡而消一个种群的基因库会随着种群中一代一代的死亡而消 减和灭亡减和灭亡 C AAAA、AaAa、aaaa的个体分别占的个体分别占24%24%、72%72%、4%4%那么那么 A A、 a a的基因频率是多少?的基因频率
21、是多少? ( ) A. 36%A. 36%和和64% B. 57%64% B. 57%和和43% 43% C. 24%C. 24%和和72% D. 60%72% D. 60%和和40%40% D 某种基因的基因频率某种基因的基因频率= 某种基因的纯合子频率某种基因的纯合子频率+1/2杂合子频率杂合子频率 通过基因型频率计算基因频率通过基因型频率计算基因频率 A=24% +1/2 X 72% = 60% 据调查得知,某学校的学生中各血型的比据调查得知,某学校的学生中各血型的比 率如下:率如下: IAIA 20% IAi 30% IBIB 10% IBi 20% IAIB 10% ii 10% 计
22、算计算IB的基因频率。的基因频率。 10% +1/2( 10% + 20%) = 25% 2、假设一对等位基因、假设一对等位基因Aa的频率为的频率为A=0.9,a=0.1,那么那么 AA,Aa,aa三种基因的频率分别为三种基因的频率分别为_,_,_.若环若环 境的选择作用使境的选择作用使A的频率由的频率由0.9降为降为0.7,选择后第二代基因型选择后第二代基因型 为为AA,Aa,aa的频率分别为的频率分别为_,_,_;若选取择若选取择 作用保持不变作用保持不变,后代基因型频率的变化规律是后代基因型频率的变化规律是 _. 0.81 0.18 0.01 0.49 0.42 0.09 AA型逐渐减少
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