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1、第第2 2节节 现代生物进化理论的主要内容现代生物进化理论的主要内容第7章 现代生物进化理论问问 题题 探探 讨讨情景：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，且绿色比灰色更不的变异个体，且绿色比灰色更不容易被敌害发现。容易被敌害发现。讨论题目：讨论题目：1.根据达尔文根据达尔文“适者生存、不适者淘汰适者生存、不适者淘汰”的观点的观点该绿色个体一定能被选择下来吗？该绿色个体一定能被选择下来吗？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基因怎样才能传递给后
2、代？基因怎样才能传递给后代？1 1、种群概念：、种群概念：生活在生活在一定区域一定区域的的同种生物同种生物的的全部个体全部个体。卧龙自然保护区 猕猴一片草地上的蒲公英一片草地上的蒲公英判断下列是否属于种群判断下列是否属于种群（1）一个池塘中的全部鱼）一个池塘中的全部鱼 （2）一个池塘中的全部鲤鱼）一个池塘中的全部鲤鱼（3）两个池塘内的全部青蛙）两个池塘内的全部青蛙（4）一片草地上的全部植物）一片草地上的全部植物（5）一片草地上的成年梅花鹿）一片草地上的成年梅花鹿否否是是否否否否否否 同前一年的蝗虫种群相比，新形成的蝗虫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？种群在基
3、因组成上会有什么变化吗？、基因库、基因库: :一个种群中全部个体所含有的全一个种群中全部个体所含有的全部基因叫做这个种群的部基因叫做这个种群的基因库基因库。其中每个个体所含的基因只是基因库的一部分其中每个个体所含的基因只是基因库的一部分 这些金鱼各自有自这些金鱼各自有自己的基因，共同构成了己的基因，共同构成了种群的基因库。它们各种群的基因库。它们各自的基因都是基因库的自的基因都是基因库的一部分。个体数目越多，一部分。个体数目越多，个体间的差异越大，基个体间的差异越大，基因库也就越大。因库也就越大。 基因频率基因频率 是指一个种群基因库中某个基因占全部等位是指一个种群基因库中某个基因占全部等位基
4、因数的比率。基因数的比率。 基因频率基因频率 100%100%基因型频率基因型频率 是指某种特定基因型的个体占群体内全部个是指某种特定基因型的个体占群体内全部个体的比率。体的比率。 基因型频率基因型频率 100% 100% 3.基因频率和基因型频率基因频率和基因型频率例例1:1:如某昆虫种群中决定翅色为绿色的基因为如某昆虫种群中决定翅色为绿色的基因为A A，决定翅，决定翅色为褐色的基因为色为褐色的基因为a a，从种群中随机抽出，从种群中随机抽出100100个个体，测个个体，测知基因型为知基因型为AAAA、AaAa和和aaaa的个体分别是的个体分别是3030、6060和和1010个。个。问问每种
5、基因型频率是多少？每种基因型频率是多少？A A、a a基因频率是多少？基因频率是多少？解解: :基因频率基因频率 = =种群中该基因的数目种群中该基因的数目 全部等位基因的总数全部等位基因的总数 100% 100%基因型频率基因型频率 = = 该基因型个体数该基因型个体数 该种群个体总数该种群个体总数 100% 100%= = 纯合子基因型频率纯合子基因型频率 + 1/2+ 1/2杂合子基因型频率杂合子基因型频率例例1.在一个种群中随机抽出一定数量的个体，在一个种群中随机抽出一定数量的个体，其中基因型为其中基因型为AA的个体占的个体占18%，基因型，基因型Aa的个的个体占体占78%，aa的个体
6、占的个体占4%。基因。基因A和和a的频率分的频率分别是别是 ， 。57 43练习：练习：例例2:某工厂有男女职工各某工厂有男女职工各200人，对他们进行调查人，对他们进行调查时发现，女色盲时发现，女色盲5人，女性携带人，女性携带15人。男性色盲人。男性色盲11人，求人，求XB和和Xb的频率。的频率。解解: :100%100%52 15 11 2002 200Xb%= 6%= 6%XB%=16%= 94%= 94%1、假设的昆虫群体满足以下五个条件：昆虫群体数量足够大，昆虫群体数量足够大，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，没有迁入与迁出，没有迁入
7、与迁出，自然选择对自然选择对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也没有基因突变和染色体变异。也没有基因突变和染色体变异。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亲代基因型亲代基因型 的频率的频率AA(30%)Aa(60%)aa(10%)配子的比率配子的比率A( ) A( ) a( ) a( )子代基因型子代基因型 频率频率AA( )Aa( )aa( )子代基因频率子代基因频率A ( )a( )30%30%30%10%36%48%16%60%40%如果如果F1个体再自由交配，产生个体再自由交配，产生F2呢？呢？亲代亲代子一代子一代子二代子二代子三代子三代基因
8、基因型频型频率率AA30%Aa60%aa10%基因基因频率频率Aa36%48%16%60%40%36%16%48%60%60%40%40%36%48%16%60%40% 上述在群体上述在群体满足五个条件满足五个条件的情况下的情况下,计算子二代、计算子二代、子三代的基因频率与基因型频率子三代的基因频率与基因型频率 ; 分析一下各代基分析一下各代基因频率与基因型频率相同吗？因频率与基因型频率相同吗？子代的基因频率和基因型频率不改变子代的基因频率和基因型频率不改变假设的昆虫群体满足以下五个条件：昆虫群体数量足够大，昆虫群体数量足够大，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
9、交配并能产生后代，没有迁入与迁出，没有迁入与迁出，自然选择对自然选择对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也没有基因突变和染色体变异。也没有基因突变和染色体变异。 在上述条件下，种群的基因频率和基因型频在上述条件下，种群的基因频率和基因型频率可以率可以世代相传不发生变化，保持平衡世代相传不发生变化，保持平衡，叫做叫做，也叫也叫 设设A的基因频率的基因频率=p，a的基因频率的基因频率=q ，p+q= 1 ( p+q ) 2 = p2 + 2pq + q2 = 1 AA的基因型频率的基因型频率Aa的基因型频率的基因型频率aa的基因型频率的基因型频率利用利用遗传平遗传平衡定律求
10、基因频率衡定律求基因频率例：人类的苯丙酮尿症是代谢疾病，由例：人类的苯丙酮尿症是代谢疾病，由隐性基因隐性基因(a)(a)控制。如果群体的发病率控制。如果群体的发病率为为1/1001/100。随机婚配的群体中，后代。随机婚配的群体中，后代AAAA、AaAa、aaaa三种基因型出现的频率三种基因型出现的频率分别是多少？分别是多少？0.81、0.18、0.01例：例：人类的苯丙酮尿症是代谢疾病，人类的苯丙酮尿症是代谢疾病，由隐性基因（由隐性基因（a a）控制。如果群体的）控制。如果群体的发病率为发病率为1/1001/100。表现型正常的个体。表现型正常的个体婚配，生出患病小孩的概率是多少？婚配，生出
11、患病小孩的概率是多少？1/121 遗传平衡是一种理想状态，而事实遗传平衡是一种理想状态，而事实上在自然界中这种状态是不可能存在的。上在自然界中这种状态是不可能存在的。所以，所以，种群的基因频率一定会发生变化，种群的基因频率一定会发生变化，也就是说种群的进化是必然的。也就是说种群的进化是必然的。 生物进化的过程生物进化的过程实质实质就是就是种群基种群基因频率发生变化的过程。因频率发生变化的过程。基因突变在自然界是普遍存在的，因此基基因突变在自然界是普遍存在的，因此基因突变产生因突变产生新的等位基因新的等位基因，这就可能使种，这就可能使种群的基因频率发生变化。群的基因频率发生变化。不可遗传变异不可
12、遗传变异可遗传变异可遗传变异基因突变基因突变基因重组基因重组染色体变异染色体变异变异变异 自然界中生物的自然自然界中生物的自然突变频率很低突变频率很低，而且一般对生物体而且一般对生物体是有害的是有害的。为什么还能。为什么还能够改变种群中的基因频率呢？够改变种群中的基因频率呢？种群是由许多个体组成的，每个个体的每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，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。每一代就会产生大量的突变。例如：一个果蝇约有例如：一个果蝇约有10104 4对基因，假定每个基因的对基因，假定每个基因的突变率都是突变率都是10105 5
13、，若有一个中等数量的果蝇种群，若有一个中等数量的果蝇种群（约有（约有10108 8个个体），那么每一代出现基因突变数个个体），那么每一代出现基因突变数是多少呢？是多少呢？ 2 104 105个体个体 108种群种群= 2 107 突变的有害还突变的有害还是有利也不是是有利也不是绝对的，这往绝对的，这往往取决于生物往取决于生物的生存环境。的生存环境。突变突变基因基因 重组重组新的等位基因新的等位基因多种多样多种多样的基因型的基因型种群中出现大量种群中出现大量可遗传的变异可遗传的变异变异是变异是不定向不定向的的形成了形成了进化的原材料进化的原材料,不能决定生物进化的方向不能决定生物进化的方向（二）
14、突变和基因重组产生进化的原材料（二）突变和基因重组产生进化的原材料突变和基因重组为生物进化提供了原材料，自然突变和基因重组为生物进化提供了原材料，自然选择可以使基因频率发生定向改变，导致生物朝选择可以使基因频率发生定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化。着一定的方向不断进化。 1. 1. 一个种群由一个种群由400400只鸟组成，其中基因型只鸟组成，其中基因型AAAA的个体有的个体有4040只、只、AaAa的个体有的个体有160160只、只、aaaa的个体有的个体有200200只。只。 该种群中基因该种群中基因a a的频率是多少？的频率是多少？ A 40% B 50% C 60% D 70%
15、A 40% B 50% C 60% D 70%；. . 如果有如果有4040只基因型为只基因型为aaaa的鸟迁出，的鸟迁出，4040只基因型为只基因型为AAAA的鸟迁入，请问新群体中基因的鸟迁入，请问新群体中基因a a的频率将是多少？的频率将是多少？ A 40% B 50% C 60% D 70%A 40% B 50% C 60% D 70%；DC练习练习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？的基因频率是多少？ （ ） A. 36%A. 36%和和64% B. 57%64% B. 57%和和43% 43
16、% C. 24% C. 24%和和72% D. 60%72% D. 60%和和40%40%DA=24% 72% = 60% 据调查得知，某学校的学生中各血型的据调查得知，某学校的学生中各血型的比率如下：比率如下： IAIA 20% IAi 30% IBIB 10% IBi 20% IAIB 10% ii 10%计算计算IB的基因频率。的基因频率。10% 10% 20%） = 25%某工厂有男女职工各某工厂有男女职工各200200名，对他们进行调查时名，对他们进行调查时发现，女性色盲基因携带者为发现，女性色盲基因携带者为1515人，女性患者人，女性患者1 1人，男性患者人，男性患者1414人，这个群体中人，这个群体中色盲基因色盲基因的频的频率应为（率应为（ ）。）。 A A、15% B15% B、3.88% C3.88% C、5.17% D5.17% D、10.3%10.3%色盲（色盲（b b）基因频率）基因频率1521420022005.17C C 100% 100% 4.4.在某一种群中，已调查得知，隐性性状者（等位在某一种群中，已调查得知，隐性性状者（等位基因用基因用A A、a a
