时种群基因频率的改变与生物进化PPTHooker.ppt

* 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 1.概述种群、基因库、基因频率概念。 2.尝试运用数学方法讨论种群基因频率的改变。 3.培养学生处理资料和数据的能力。 1.通过引导学生分析调查所取的数据，培养学生以事实为依据得出结论的科学态度。 2.通过教学活动，进一步培养学生“生物是进化来的”、“生物的进化与环境密切相关”的思想观念，帮助学生树立辩证唯物主义的认识观。 知识目标 情感目标 某种昆虫的翅色是灰色(基因型为aa)，偶然出现一绿色的变异个体（基因型为Aa），如果绿色翅与灰色翅比较，更适应环境。按照达尔文“适者生存，不适者被淘汰”的观点，这一有利变异个体能永远生存下去吗？该个体中的有利基因A，怎样才能世代传递下去？即使Aa的个体能够繁殖，后代都是绿色个体吗？通过该问题的探讨，可以发现，某个体的有利变异的基因只有在群体中，通过有性生殖才能世代延续，另外有利变异个体（Aa）的有性生殖的后代，还会出现aa的个体。因此，研究生物的进化，仅仅研究个体的表现型是否与环境相适应是不够的，还需要研究群体的基因组成变化，这个群体就是种群（提出种群的概念）。 探究活动（一） 情景： 如果在灰色翅（基因型为aa)昆虫的群体中偶然出现一只绿色翅（Aa)的变异个体，且绿色比灰色更不容易被敌害发现。 讨论题目： 1.根据达尔文“适者生存、不适者被淘汰”的观点该绿色个体能被选择下来吗？ 2.如果该绿色个体能很好地生存下来，它体内的A基因怎样才能传递给后代？ 在自然界中，没有哪一个个体是长生不死的，个体的表现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通过有性生殖传给后代，因此研究生物的进化仅仅研究个体的表现型是否与环境相适应是不够的，还需要研究群体的基因组成变化。 探究活动（二） 1.怎样的一群个体可以称为种群呢？ 实际上，在自然界中，物种是以一个个种群的形式存在的，种群是物种繁殖、进化的基本单位。 2.“种”或“物种”与种群又有什么区别呢？ 生活在一定区域的同种生物的全部个体叫做种群。 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。 探究活动（三） 1.什么是基因库？基因频率的含义是什么？ 一个种群中全部个体所含有的全部基因叫这个种群的基因库。 2.基因频率的计算 某昆虫种群中，绿色翅的基因为A, 褐色翅的基因为a，调查发现AA、Aa、aa的个体分别占30%、60%、10%，那么A、a的基因频率是多少？ 基因型频率：在一个种群中,某基因型个体占全部个体的比率。 A= a= 基因频率=纯合子基因型频率+杂合子基因型频率的一半 A+a=1 AA+Aa+aa=1 AA 30% Aa 60% aa 10% 100 10×2+60 200 = 40% 10+60/2 = = 10%+60%/2 30×2+60 200 = 60% 30%+60%/2 = 100 30+60/2 = 假设讨论题2中的群体满足以下五个条件： ①昆虫群体数量足够大， 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， ④AA、Aa、aa三种基因型昆虫的生存能力完全相同，（也就是说自然选择对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。 3. 用数学方法讨论基因频率的改变 在有性生殖过程中，如果符合遗传定律，产生的雌雄配子： A 60% A 60% a 40% a 40% 36% 24% 16% AA Aa Aa 24% aa 卵子 精子 p+q = 1 (p+q )2 =p2+2pq+q2 = 1 AA= p2 Aa= 2pq aa=q2 自然界中生物的自然突变频率很低，而且一般对生物体是有害的。为什么还能够改变种群中的基因频率呢？ 基因突变可产生新基因(等位基因)，基因突变是可遗传变异的根本来源，是基因频率改变的基础。 例如：果蝇约有104对基因，假定每个基因的突变率都是10－5，若有一个中等数量的果蝇种群（约有108个个体），那么每一代出现的基因突变数是多少呢？ 2× 104 × 10－5 个体 ×108 种群 =2 ×107 1．种群中突变的特点：突变数很大、不定向。 2．种群基因重组的结果：产生更多变异、不定向。 结论：突变和基因重组提供进化的原材料。 基因突变 染色体变异 基因 重组 突变 可遗传的变异—基因频率改变的因素 （1）根据前面所学的你能做出假设吗？ 探究活动（四） “探究自然选择对种群基因频率的影响” s s 长满地衣的树干上的桦尺蠖 黑褐色树干上的桦尺蠖 自然选择可以使种群的基因频率定向