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. . . 第二节 现代生物进化理论的主要内容 第七章《现代生物进化理论》 沂南第一中学 李维娜 * 1、解释种群、种群基因库、基因频率等概念。 2、运用数学方法讨论种群基因频率的变化。 3、说明现代生物进化理论的主要内容。 4、举例说明共同进化和生物多样性形成的原因。 学习目标 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 种群是生物进化的基本单位 突变和基因重组产生进化的原材料 自然选择决定生物进化的方向 * 把自己想象成虎体内的一个基因。你不仅不愿意自己在虎的后代中消失，而且想让越来越多的虎拥有自己的拷贝。怎样才能达到这一目的呢？你将选择做哪一种基因呢？ 达尔文的自然选择学说指出，在一种生物的群体中，出现有利变异的个体容易存活，并且有较多机会留下自己的后代。 但是，研究生物的进化，仅研究个体的表现型是否与环境相适应是不够的，还必须研究群体的基因组成的变化。 这个群体就是种群！ * 一、种群是生物进化的基本单位 1、种群的概念： 生活在一定区域的同种生物的全部个体。 * 2、种群的特点： 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。 思考：同前一年的蝗虫种群相比，新形成的蝗虫种群在基因组成上会有什么变化吗？ 种群也是生物繁殖的基本单位！ * 3、基因库： 一个种群中全部个体所含有的全部基因。 4、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率。 基因频率＝ 该基因的总数 该等位基因的总数 每个个体所含有的基因只是基因库的一部分。 ×100% * 这一种群繁殖若干代后，其基因频率会不会发生变化呢？ 用数学方法讨论基因频率的变化 探讨： 例:从种群中随机抽出100个个体，测知基因型为AA、Aa和aa的个体分别是30、60和10个。那么A和a的基因频率是多少? a基因的基因频率为： = 40% 2×aa＋Aa 2(AA＋Aa＋aa) ×100% A基因的基因频率为: ×100% 2×AA＋Aa 2(AA＋Aa＋aa) = 60% A%= a%= * 亲代基因型 频率 AA(30%) Aa(60%) aa(10%) 配子的比率 A( ) A( ) a( ) a( ) 子代基因型 频率 AA( ) Aa( ) aa( ) 子代基因频率 A ( ) a( ) 30% 30% 30% 10% 36% 48% 16% 60% 40% 若亲代昆虫中的种群满足以下五个条件： ①昆虫种群数量足够大；②全部的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代；③没有迁入与迁出；④自然选择对A、a控制的翅型性状没有作用；⑤没有基因突变和染色体变异。 用数学方法讨论基因频率的改变 ( 教材P115 ) * 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 a 36% 48% 16% 60% 40% 36% 16% 48% 60% 60% 40% 40% 36% 48% 16% 60% 40% 各等位基因的频率和基因型频率在世代的遗传中稳定不变。 结论： * 在一个有性生殖的自然种群中，在符合以上5个条件的情况下，各等位基因的频率和基因型频率在世代的遗传中稳定不变，或者说是保持着基因平衡。 　 (p+q )2 ＝p2+2pq+q2 AA= p2 Aa= 2pq aa=q2 设A频率为p，a频率为q，则p+q＝1 1908年，数学家哈代和医生温伯格提出“哈代-温伯格定律”，也称为“遗传平衡定律”： A (p) a (q) AA Aa Aa aa 雌配子 雄配子 A (p) a (q) (p2) (q2) (pq) (pq) 拓展——哈代-温伯格定律 ＝1 * 1.影响种群基因频率变化的根本原因是什么？可遗传变异的来源有哪些？ 可遗传的变异 基因突变 染色体变异 基因重组 突变 2.生物自发突变的频率很低，而且突变大多是有害的，那么，它为什么还能够作为生物进化的原材料呢？ 3.突变和基因重组能否决定生物进化的方向？为什么？ 遗传平衡所指的种群是理想种群，在自然条件下，这样的种群存在吗？ 在自然条件下，这样的种群是不存在的。所以种群基因频率迟早要 发生变化，因此种群的进化是必然的。 自学思考 种群是由许多个体组成的，每个个体的每一个细胞内都有成千上万个基因，这样，每一代就会产生大量的突变。此外，突变的有害还是有利也不是绝对的，这往往取决于