現代進化理論

出現有利變異個體內得有利基因只有在群體中,通過有性生殖才能世代延續。XAAAa綠翅AA綠翅（1）P:Aa綠翅配子AaAF1:綠翅

aa灰翅XAaAa綠翅AA綠翅（2）Aa配子AaAaAa綠翅P:F1:綠翅綠翅

aa灰翅XAaAa綠翅（3）

aa配子AaaP:F1:綠翅灰翅達爾文得自然選擇學說指出,在一種生物得群體中,出現有利變異得個體能存活,并且有機會留下自己得后代。

在自然界中,沒有哪一個體就是長生不死得,個體得表現型也會隨著個體得死亡而消失,但決定表現型得基因卻可以通過有性生殖才傳給后代,因此研究生物得進化僅僅研究個體得表現型就是否與環境適應就是不夠得,還需要研究群體得基因組成變化。這個群體就就是種群！一、種群基因頻率得改變與生物進化第二節(一)種群就是生物進化得基本單位1、種群概念:生活在一定區域得同種生物得全部個體。兩要素:同種、全部種群中得個體并不就是機械地集合在一起,而就是彼此可以交配,并通過繁殖將各自得基因傳給后代。2、種群得特點:兩條件:時間、空間種群就是生物繁殖與生物進化得基本單位一個生物“種”或“物種”與種群有何區別？判斷下列就是否屬于種群(1)一個池塘中得全部魚(2)一個池塘中得全部鯉魚(3)兩個池塘內得全部青蛙(4)一片草地上得全部植物(5)一片草地上得成年梅花鹿(6)廟里得一群與尚否就是否否否否現在練練吧！探究活動(二)2、閱讀114頁得第三自然段,探究并回答問題。(1)種群在繁衍過程中,個體有新老交替,基因卻代代相傳。這句話表明種群在進化過程中處于什么地位？說明在自然界中,種群就是生物繁殖、進化得基本單位。問題探討:幼虎把自己想象成虎體內得一個基因。您不僅不愿意自己在虎得后代中消失,而且想讓越來越多得虎擁有自己得拷貝。您怎樣才能達到這一目得呢？您將選擇做哪一種基因？一個基因所控制得性狀對個體生存與繁殖后代得貢獻越大,擁有該基因得個體得可能越多!當然就會使越來越多得虎擁有自己得拷貝!

性狀就是由基因控制得,因此研究生物得進化必須研究種群得基因組成與變化。如何分析種群得基因組成與變化？由此人們提出基因庫與基因頻率得概念。10大家應該也有點累了,稍作休息大家有疑問得,可以詢問與交流探究活動（三）1、什么就是種群得基因庫？２、基因庫:一個種群中全部個體所含有得全部基因叫做這個種群得基因庫。其中每個個體所含得基因只就是基因庫得一部分這些金魚各自有自己的基因，共同構成了種群的基因庫。它們各自的基因都是基因庫的一部分。個體數目越多，個體間的差異越大，基因庫也就越大。4、基因頻率:在一個種群基因庫中,某個基因占全部等位基因數得比率。基因頻率＝該基因的總數該等位基因的總數5、基因型頻率:在一個種群中,某基因型個體占全部個體得比率?；蛐皖l率＝該基因型個體的總數全部個體的總數

在種群中一對等位基因得頻率之與等于1基因型頻率之與也等于1例1:如某昆蟲種群中決定翅色為綠色得基因為A,決定翅色為褐色得基因為a,從種群中隨機抽出100個個體,測知基因型為AA、Aa與aa得個體分別就是30、60與10個。那么A與a得基因頻率就是多少?解:A基因得基因頻率為:a基因得基因頻率為:=40%A%=×100%2×AA＋Aa2(AA＋Aa＋aa)a%==60%2×aa＋Aa2(AA＋Aa＋aa)×100%已知基因型頻率求基因頻率例如:已知AA％=30％,Aa％=60％,aa％=10％。則A、a基因得頻率分別就是多少?假設種群個體總數為100,則基因型為AA、Aa、aa得個體數分別為30、60、10A%=×100%2×AA＋Aa2(AA＋Aa＋aa)=60%2×aa＋Aa2(AA＋Aa＋aa)×100%a%==40%探究活動用數學方法討論基因頻率得改變假設得昆蟲群體滿足以下五個條件:①昆蟲群體數量足夠大,②全部得雌雄個體間都能自由交配并能產生后代,③沒有遷入與遷出,④AA、Aa、aa三種基因型昆蟲得生存能力完全相同(也就就是說自然選擇對A、a控制得翅型性狀沒作用)⑤也沒有基因突變與染色體變異。計算子一代、子二代、子三代得基因頻率與基因型頻率(1)該種群產生得A配子與a配子得比率各就是多少?(2)子代基因型得頻率各就是多少?(3)子代種群得基因頻率各就是多少?30%30%30%10%36%48%60%40%16%親代基因型得頻率AA(30%)Aa(60%)aa(10%)配子得比率A()A()a()a()子代基因型得頻率AA()Aa()aa()子代種群得基因頻率A()a()親代子一代子二代子三代基因型頻率AA30%Aa60%aa10%基因頻率A60%a40%36%48%40%在討論題2中得群體滿足五個條件得情況下,計算子二代、子三代得基因頻率與基因型頻率;分析一下各代基因頻率與基因型頻率相同嗎？

16%60%36%48%40%16%60%36%48%40%16%60%由此可見,如果滿足上述五個條件,則親代與子代每一種基因得頻率都不會改變,到再下一代也就是如此,也就就是說基因頻率可以代代保持穩定不變。這就就是哈代－溫伯格平衡,也叫遺傳平衡定律。實現遺傳平衡得條件

哈代－溫伯格平衡1、種群足夠大2、自由交配并產生后代3、無遷入遷出(遺傳漂變)4、沒有突變5、沒有自然選擇p+q=1(p+q)2=p2+2pq+q2=1AA=p2Aa=2pqaa=q2P表示基因A得頻率,q表示基因a得頻率遺傳平衡定律1、在自然條件下,基因型為aa個體得出現穩定在0、01%,在理想狀態下,雜合體出現得機會就是多少?題解:已知aa得基因型頻率為0、01,既q2=0、01%則,a得基因頻率q=1%根據(P+q=1),可得出A得基因頻率P=1－q=99%雜合體Aa得基因頻率=2Pq=2×1%×99%=1、98%計算練習滿足五個假設條件得種群就是理想得種群,在自然條件下,這樣得種群就是不存在得、這也從反面說明了在自然界中,種群得基因頻率遲早要發生變化,也就就是說種群得進化就是必然得、(5)上述計算結果就是在滿足五個假設條件得基礎上計算得,對自然界得種群來說,這五個條件都能成立嗎？特別就是如果第⑤點假設(⑤基因A與a都不產生突變,即沒有基因突變與染色體變異。)成立這與前面我們所學得基因突變得哪個特性相違背？與基因突變得普遍性相違背。(6)、如果該種群出現新得突變型,也就就是產生新得等位基因(A2),種群得基因頻率會變化嗎？基因A2得頻率可能會怎樣變化？突變產生得新基因會使種群得基因頻率發生變化?；駻2得頻率就是增加還就是減少,要瞧這一突變對生物體就是有益還就是有害得,這往往取決于生物生存得環境。生物進化得實質:種群得進化過程就就是種群基因頻率發生變化得過程。通過討論基因頻率得變化可以認識到,自然界中種群得基因頻率一定會發生變化,也就就是說種群得進化就是必然得。

基因突變在自然界就是普遍存在得,因此基因突變產生新得等位基因,這就可能使種群得基因頻率發生變化、(二)突變與基因重組產生進化得原材料達爾文曾明確指出,可遺傳變異就是生物進化得原材料。如果沒有可遺傳變異,生物就不能進化。但就是,可遺傳變異就是怎么樣產生得,達爾文限于當時生物學發展水平。不可能做出合理得解釋。不能遺傳得變異可遺傳得變異基因突變基因重組染色體變異突變

自然界中生物得自然突變頻率很低,而且一般對生物體就是有害得。為什么還能夠改變種群中得基因頻率呢？種群就是由許多個體組成得,每個個體得每一個細胞內都有成千上萬個基因,這樣,每一代就會產生大量得突變。此外,突變得有害還就是有利也不就是絕對得,這往往取決于生物得生存環境。1、種群中突變得特點:突變數很大、隨機、不定向2、種群基因重組得結果:產生更多可遺傳變異、不定向

例如:果蠅約有104對基因,假定每個基因得突變率都就是10－5,若有一個中等數量得果蠅種群(約有108個個體),那么每一代出現基因突變數就是多少呢？2×104×10－5個體×108種群=2×107結論:突變與基因重組產生進化得原材料基因重組突變新得等位基因多種多樣得基因型種群中出現大量可遺傳得變異變異就是不定向得形成了進化得原材料,不能決定生物進化得方向決定生物進化方向得就是——自然選擇自然選擇可以使種群得基因頻率定向改變生物進化得實質就是基因頻率得改變表面瞧,自然選擇就是對一個個生物個體得選擇,實質上就是對個體所包含得變異進行選擇。從現代分子遺傳水平瞧,自然選擇實質上就是對變異所對應得基因得選擇,從而改變著群體中不同基因得基因頻率。所以，生物進化的過程的實質是種群基因頻率發生變化的過程。長滿地衣得樹干上得樺尺蠖黑褐色樹干上得樺尺蠖探究自然選擇對種群基因頻率得影響英19世紀曼徹斯特英20世紀曼徹斯特自然選擇可以使種群得基因頻率定向改變問題:樺尺蠖種群中s基因得頻率為什么越來越低？假設:根據前面所學得您能做出假設嗎？探究活動2)現在我們用數學方法來討論一下樺尺蠖基因頻率變化得原因。1870年樺尺蠖得基因型頻率為SS10%;Ss20%;ss70%,在樹干變黑這一環境條件下假如樹干變黑不利于淺色樺尺蠖得生存,使得種群中淺色個體每年減少10%,黑色個體每年增加10%,以后得幾年內,樺尺蠖種群每年得基因型頻率與基因頻率就是多少呢？第1年第2年第3年第4年……基因型頻率SS10%11、5%Ss20%22、9%ss70%65、6%基因頻率S20%23%s80%77%70、7%26%29、3%14、6%56、1%60、9%26、1%73、9%29、3%13、1%升高降低(1)在這個探究實驗中根據上面得數據分析,變黑得環境對樺尺蠖產生了什么樣得影響？變黑得環境對樺尺蠖淺色個體得出生率有影響嗎？(2)在自然選擇中,直接受選擇得就是基因型還就是表現型？變黑得環境使控制淺色得s基因頻率減少,S基因頻率增加許多淺色個體可能在沒有交配、產卵前就已被天敵捕食天敵瞧到得就是樺尺蠖得體色(表現型)而不就是控制體色得基因結論:自然選擇決定生物進化得方向自然選擇使基因頻率定向改變。(三)自然選擇決定了生物進化得方向突變與基因重組為生物進化提供了原材料,自然選擇可以使基因頻率發生定向改變,導致生物朝著一定得方向不斷進化。原因:淘汰不利變異基因,積累有利變異基因。結果:使基因頻率定向改變。２影響基因頻率得因素:

突變、基因重組與自然選擇３生物進化得實質就就是:１種群就是()得基本單位,也就是生物繁殖得單位。生物進化生物進化=種群基因頻率變化種群基因頻率發生變化得過程。小結:４自然選擇決定生物進化得方向:種群中產生得變異就是()得,經過長期得自然選擇,其中不利變異被不斷淘汰,有利變異逐漸(),從而使種群得基因頻率發生()改變,導致生物朝向一定方向進化。可見,生物進化得方向就是由()決定得。不定向積累定向自然選擇種群中產生得變異()自然選擇方向()不定向定向2、假設一對等位基因Aa得頻率為A=0、9,a=0、1,那么AA,Aa,aa三種基因得頻率分別為______,_______,______、若環境得選擇作用使A得頻率由0、9降為0、7,選擇后