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(共36張PPT)
生物學（新人教版）
遺傳與進化
第六章 生物的進化
第 4 節
種群基因組成的變化
Biology
一、種群基因組成的變化
（一）種群和種群基因庫
【任務一】（3min）
閱讀課本P110—111，思考：
1.什么是種群
2.基因庫是什么？
3.基因頻率如何計算？
1.什么是種群？
（1）概念：
生活在一定區域的 生物 的集合。
（2）特點：
種群是生物進化的 ，
種群也是生物繁殖的基本單位。
全部個體
同種
基本單位
2.基因庫
一個種群中全部個體所含有的全部基因。
判斷下面例子是不是一個種群：
①一個池塘中的全部魚
②一個池塘中的全部鯉魚
③兩個池塘內的全部青蛙
④一片草地上的全部植物
⑤一片草地上的成年梅花鹿
×
√
×
×
×
3.基因頻率
(1)概念：
在一個種群基因庫中，某個基因占 的比值。
全部等位基因數
例：某昆蟲種群中，綠色翅的基因為A, 褐色翅的基因為a，調查100個個體，發現AA、Aa、aa的個體分別30、60、10、那么A、a的基因頻率是多少？
方法一：通過概念計算
假設該種群數量為100，基因型AA的個體為30，Aa個體為60，aa個體為10，那么控制此性狀的等位基因總數200個。
方法二：通過基因型頻率計算
AA=30%
Aa=60%
aa=10%
1、某一瓢蟲種群中有黑色和紅色兩種體色的個體，這一性狀由一對等位基因控制.黑色（B） 對紅色（b）為顯性如果基因型為BB的個體占 18%,基因型為Bb的個體占78%,基因型為bb的個 體占4% ?；駼和b的頻率分別為（ ）
A. 18%、82% B. 36%、64%
C. 57%、43% D. 92%. 8%
用數學方法討論基因頻率的變化（自由交配）
親代基因型的頻率 AA（30%） Aa(60%) aa(10%)
配子的比率 A( ) A( ) a( ) a( )
子一代 基因型頻率 AA( ) Aa( ) aa( )
子一代 基因頻率 A( ) a( ) 30%
30%
30%
10%
36%
48%
16%
60%
40%
4.遺傳平衡定律
當群體滿足以下五個條件：
①群體數量足夠大
②雌雄個體間能自由交配
③沒有遷入與遷出
④自然選擇對性狀沒有作用
⑤不產生突變
種群的基因頻率和基因型頻率可以世代相傳不發生變化，保持平衡。
設A的基因頻率為p，a的基因頻率為q；
則有p+q=1，那么
(p+q)2 = p2 + 2pq + q2 ，
其中 P2的值就是AA基因型的頻率，
2pq的值就是Aa基因型的頻率，
q2的值就是aa基因型的頻率。
對于自然界的種群來說，遺傳平衡定律五個條件都成立嗎？
突變產生的變異有利或者有害取決于是否能適應環境
1、一種果蠅的突變體在21℃的氣溫下生存能力很差，但是，當氣溫上升到25.5 ℃時，突變體的生存能力大大提高。這說明（ ）
A.突變是不定向的
B.突變是隨機發生的
C.突變的有害或有利取決于環境條件
D.環境條件的變化對突變體都是有害的
（三）自然選擇對種群基因頻率變化的影響
英國的曼徹斯特地區有一種樺尺蛾（其幼蟲叫樺尺蠖)。它們夜間活動，白天棲息在樹干上。雜交實驗表明，樺尺蛾的體色受一對等位基因S和s控制，黑色(S)對淺色(s)是顯性的。在19世紀中葉以前，樺尺蛾幾乎都是淺色型的，該種群中S基因的頻率很低，在5%以下。到了20世紀中葉，黑色型的樺尺蛾卻成了常見的類型，S基因的頻率上升到95%以上。
19世紀時，曼徹斯特地區的樹干上長滿了淺色的地衣。后來，隨著工業的發展，工廠排出的煤煙使地衣不能生存，結果樹皮裸露并被熏成黑褐色。
第1年 第2年 第3年 第4年 ……
基因型頻率 SS 10% 11.5%
Ss 20% 22.9%
ss 70% 65.6%
基因頻率 S 20% 23%
s 80% 77%
13.1%
14.7%
26%
29.2%
60.9%
56.1%
26.1%
29.3%
73.9%
降低
70.7%
升高
樹干變黑不利于淺色樺尺蛾的生存
討論：課本P113
1、樹干變黑會影響樺尺蛾種群中淺色個體的出生率嗎？為什么？
2、在自然選擇過程中，直接受選擇的是基因型還是表型？為什么？
影響。樹干變黑后，淺色個體容易被天敵發現，被捕食的概率增加，許多淺色個體可能在沒有交配、產卵就已被天敵捕食，導致其個體數減少，進而影響出生率。
在自然選擇的作用下，種群的基因頻率會發生定向改變，導致生物朝著一定的方向不斷進化。
表型；天敵在捕食樺尺蛾時，看到的是樺尺蛾的體色而不是控制體色的基因
變異是不定向的
自然選擇定向
不利變異被淘汰,有利變異逐漸積累
種群的基因頻率發生定向改變
生物朝一定方向緩慢進化
生物進化的實質是種群基因頻率的定向改變。
（三）自然選擇對種群基因頻率變化的影響
小結
一、概念檢測
1.從基因水平看，生物進化的過程就是種群 基因頻率發生定向改變的過程,判斷下列相關表述 是否正確.
（1）某地區紅綠色肓患者在男性中約占8%, 在女性中約占0.64%,由此可知，紅綠色肓基因Xb的基因頻率約為8%。（ ）
（2）基因頻率變化是由基因突變和基因重組引起的，不受環境的影響。（ ）
（3 ）生物進化的實質是種群基因頻率在自然選擇作用下的定向改變。（ ）
2.種群是物種在自然界的存在形式，也是一個繁殖單位。下列生物群體中屬于種群的是（ ）
A.一個湖泊中的全部魚
B 一片森林中的全部蛇
C.一間屋中的全部蟑螂
D.臥龍自然保護區中的全部大熊貓
√
×
√
D
二、隔離在物種形成中的作用
達爾文（1809-1882）
生命的起源
《物種起源》
地球上的當今生物由共同祖先進化而來。人和猿有共同祖先。
不同的生物是怎么形成的？
（一）物種的概念
1.物種：
能夠在自然狀態下 并且產生 的一群生物
相互交配
可育后代
馬
驢
×
騾子
是否
可育？
（不育）
不是同一物種！
你知道騾子為
什么不育嗎？
2.生殖隔離：不同物種之間一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不能產生可育的后代，這種現象叫作生殖隔離；即不同的物種之間不能發生基因交流。
（1）獅子和老虎是一個物種嗎？
答：是兩個物種，獅虎獸是不育的，所以獅和虎是兩個物種
（2）全世界的人都是一個物種嗎？
答：是，無論白人黑人黃種人結婚，都能產生具有生殖能力的后代。
（3）所有的騾子是一個新物種嗎？
答：不是，因為同一物種的雌雄個體間要能夠相互交配并產生可育后代，而騾子是不可育的，因此騾子不是一個新物種。
（4）二倍體西瓜和四倍體西瓜是不是一個物種？
答：不是，因為后代三倍體西瓜不可育，存在生殖隔離。
（二）隔離在物種形成中的作用
看到這2個字，
你聯想到什么？
這是將病毒隔離，那生物之間的隔離是什么意思呢？
1.隔離：
2.隔離的類型
地理隔離
生殖隔離
同種生物由于地理障礙而分成不同的種群，使得種群間不能發生基因交流的現象。
不同物種之間一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不能產生可育后代的現象。
不同群體間的個體，在自然條件下基因不能自由交流的現象。
地理隔離和生殖隔離的聯系
分析圖6-11，思考地理隔離和生殖隔離有沒有什么聯系？
由于長期地理隔離而沒有相互交配,沒有基因交流,形成了生殖隔離,它們形成兩個不同的亞種。
加拉帕戈斯群島的地雀
隔離及其在物種形成中的作用 P117
隔離及其在物種形成中的作用 P117
2．不同島嶼上的地雀種群，產生突變的情況一樣嗎？
不一樣。因為突變是隨機發生的。
3．對不同島嶼上的地雀種群來說，環境的作用有沒有差別？這對種群基因頻率的變化會產生什么影響？
不同島嶼的地形和植被條件不一樣，因此環境的作用會有差別，導致種群基因頻率朝不同的方向改變。
4．如果這片海域只有一個小島，還會形成這么多種地雀嗎？
不會。因為個體間有基因的交流。
1．設想美洲大陸的一種地雀來到加拉帕戈斯群島后，先在兩個島嶼上形成兩個初始種群。這兩個初始種群的個體數量都不多。它們的基因頻率一樣嗎？
由于這兩個種群的個體數量都不夠的多，基因頻率可能不一樣。
思考·討論
同一物種
地理隔離，阻隔基因交流
突變、基因重組
種群基因庫出現明顯差異
自然選擇，基因頻率發生改變
生殖隔離，新物種形成的標志
新物種
物種形成的三個環節
①突變和基因重組產生進化的原材料
②自然選擇導致種群基因頻率的定向改變
③隔離是物種形成的必要條件
地理隔離是形成物種的量變階段，
生殖隔離是形成物種的質變階段，
隔離是物種形成的標志，也是必要條件。
通過長期地理隔離而實現生殖隔離，是否是新物種形成的唯一方式呢？
物種A
物種B
雜交
雜種植物
染色體加倍
異源多倍體
不是。多倍體的形成不需經地理隔離。
A：地理隔離
B：生殖隔離
物種形成和生物進化的比較
物種形成 生物進化
標志 生殖隔離出現 基因頻率改變
變化后生物與原生物的關系 屬于不同物種 可能屬于同一物種；
也可能屬于不同物種
二者聯系 生物進化不一定導致新物種的形成； 新物種一旦形成，說明生物肯定進化了 課堂小結
謝謝觀看

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