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一种群基因频率的改变与生物进化7.2现代生物进化理论的主要内容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种群基因频率的改变与生物进化一.种群是生物进化的基本单位１、种群的概念：种群是生活在一定区域的同种生物的全部个体。种群是生物繁殖的基本单位。个体间彼此交配，通过繁殖将自己的基因传递给后代。生活在这里的每一种动物、植物和微生物都构成一个种群。生物个体通过繁殖将自己的基因传递给后代。２、一个种群中全部个体所含的全部基因叫做这个种群的基因库，其中每个个体所含的基因只是基因库的一部分。这些金鱼各自有自己的基因，共同构成了种群的基因库。它们各自的基因都是基因库的一部分。个体间的差异越大，基因库也就越大。3、在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率叫基因频率。生物进化其实就是种群基因频率改变的过程。人类把鲫鱼的后代培育成金鱼，实质就是通过选择改变基因频率。从图中看，显然红色基因的频率显著提高了。4、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的频率=120____________200=60%a的频率=80___________200=40%5.基因频率的计算某昆虫种群中，绿色翅的基因为A,褐色翅的基因位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？A基因数=2×30﹢60=120个a基因数=60﹢2×10=80个A的频率﹢a的频率=16.用数学方法讨论基因频率的变化1、假设上述昆虫种群非常大，所有的雌雄个体间都能自由交配并产生后代，没有迁入和迁出，自然选择对翅色这一相对性状没有作用，基因A和a都不产生突变，根据孟德尔的分离定律计算：(1)该种群产生的A配子和a配子的比率是多少？(2)子代基因型的频率各是多少？(3)子代种群的基因频率各是多少？(4)子二代、子三代以及若干代以后，种群的基因频率会同子一代一样吗？新代基因型的频率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%2、上述计算结果是建立在五个假设条件基础上的。对自然界的种群来说，这五个条件都成立吗？你能举出哪些实例？3、如果该种群出现新的突变型，也就是产生新的等位基因A2，种群的基因频率会变化吗？基因A2的频率可能会怎样变化？亲代子一代子二代子三代基因型频率AA30%Aa60%aa10%基因频率Aa36%48%16%60%40%36%16%48%60%60%40%40%36%48%16%60%40%在一个有性生殖的自然种群中，在符合5个条件（①种群大②种群中个体间的交配时随机的③没有突变发生④没有自然选择⑤也没有基因突变和染色体变异。）的情况下，各等位基因的频率和基因型频率在一代一代的遗传中是稳定不变的，或者说保持基因平衡。这就是哈代－温伯格定律，也叫遗传平衡定律。p2+2pq+q2=1AA基因型的频率=p2Aa基因型的频率=2pqaa基因型的频率=q2设A的频率=pa的频率=q则当等位基因只有一对Aa时，练习在一个足够大的种群中，A的频率是0.4，a的频率是0.6，若各种条件稳定不变，则该种群中AA、Aa、aa的基因型频率各是。该种群中所有成熟个体自由交配一次，产生的后代个体中A的频率是，a的频率是。0.160.480.360.40.6基因突变染色体变异基因重组突变可遗传的变异—生物进化的原材料二.突变和基因重组产生进化的原材料基因突变产生新的等位基因，这就可能使种群的基因频率发生变化。某海岛上的昆虫出现残翅和无翅类型由于突变和基因重组，桦尺蠖形成了不同的体色。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？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），那么每一代出现基因突变数是多少呢？2×104×10－5个体×108种群=2×107实例：在经常刮大风的海岛上，无翅或残翅的昆虫特别多突变的有利和有害并不是绝对的，它取决于生物的生存环境。基因突变产生的等位基因，通过有性生殖过程中的基因重组，可以形成多种多样的基因型，从而使种群出现大量的可遗传变异。由于基因突变和重组都是随机的、不定向的，因此它们只是提供生物进化的原材料，不能决定生物进化的方向。“探究自然选择对种群基因频率的影响”ss长满地衣的树干上的桦尺蠖黑褐色树干上的桦尺蠖ss19世纪20世纪第1年第2年第3年第4年……基因型频率SS10%11.5%Ss20%22.9%ss70%65.6%基因频率S20%23%s80%77%70.7%26%29.2%14.7%56.1%60.9%26.1%73.9%29.3%13.1%升高降低在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化。三.自然选择决定生物进化的方向1.某工厂有男女职工各200名，对他们进行调查时发现，女性色盲基因携带者为15人，女性患者1人，男性患者14人，这个群体中色盲基因的频率应为（）。A、15%B、3.88%C、5.17%D、10.3%色盲（b）基因频率＝15＋2＋14200×2＋200＝5.17％C×100%2、已知人眼中的褐色（A）对蓝色(a)是显性。在一个有30000人的人群中，蓝眼人有3600人，褐眼的有26400人，其中纯合体有12000人。那么，在这个人群中A和a基因频率分布为（）（A）0.64和0.36（B）0.36和0.64（C）0.50和0.50（D）0.82和0.183、在某一种群中，已调查得知，隐性性状者（等位基因用A、a表示）占16%，那么该性状的AA、Aa基因型个体出现的频率分别为（）A.0.36、0.48B.0.36、0.24C.0.16、0.48D.0.480.36AA4、据调查，某校学生中基因型的比例为XBXB（42.32%）XBXb（7.36%）XbXb（0.32%）XBY（46%）XbY（4%），则该地区XB和Xb的基因频率分别是（）A.6%、8%B.8%、92%C.78%、92%D.92%、8%D5.抽样调查某地100位女性和100位男性发现：女性中有5位色盲患者和20位携带者，男性中有15位色盲患者，则该地色盲基因的频率约是多少？