生物必修2《遗传与进化》一 种群基因组成的变化完美版ppt课件

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甲同学说：当然是先有鸡蛋了，因为只有生殖细胞产生的基因突变才能遗传给后代，体细胞即使发生了基因突变，也不能影响后代的性状。乙同学说：不对，人们在养鸡过程中，是根据鸡的性状来选择的，只让符合人类需求的鸡繁殖后代，因此是先有鸡后有蛋。你同意哪位同学的观点？你的答案和理由是什么？
【答案】这两种观点都有一定的道理，但都不全面。因为它们忽视了鸡和蛋在基因组成上的一致性，也忽视了生物的进化是以种群为单位而不是以个体为单位这一重要观点。生物进化的过程是种群基因库在环境的选择作用下定向改变的过程，以新种群与祖先种群形成生殖隔离为标志，并不是在某一时刻突然有一个个体或一个生殖细胞成为一个新物种。
一 种群基因组成的变化
自然选择直接作用的是生物的个体，而且是个体的表型。但是，在自然界，没有哪个个体是长生不死的，个体的表型会随着个体的死亡而消失，决定表型的基因却可以随着生殖而世代延续，并且在群体中扩散。 研究生物的进化，仅研究个体和表型是不够的，还必须研究群体基因组成的变化。 种群在繁衍过程中，个体有新老交替，基因却代代相传。
种群是生物进化的基本单位
定义：生活在一定区域的同种生物的全部个体叫做种群。
①一个池塘中的全部鱼 ②一个池塘中的全部鲤鱼③两个池塘内的全部青蛙④一片草地上的全部植物⑤一片草地上的成年梅花鹿
种群中的个体并不是机械地集合在一起，而是彼此可以交配，并通过繁殖将各自的基因传给后代。种群是物种繁衍、进化的基本单位。
种群在繁衍过程中，个体有新老交替，基因却代代相传。
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。
判断：1.一只小狗的全部基因是一个基因库( )2.种群中每个个体含有种群基因库的全部基因( )
在一个种群中，某基因型个体占全部个体的比率。
在基因库中，某基因占控制此性状全部等位基因数的比率叫做基因频率。
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的个体分别有30、60、10个，AA、Aa、aa的基因型频率是多少？那么A、a的基因频率是多少？
方法二：通过基因型频率计算
A基因的数量：2×30+60=120个a基因的数量：2×10+60=80个A基因的频率：120÷200=60%a基因的频率：80÷200=40%
① 在种群中，一对等位基因的基因频率之和等于1，基因型频率之和也等于1。② 一个基因的频率=该基因纯合子的基因型频率+1/2杂合子的基因型频率
A基因频率 = AA的基因型频率+1/2Aa基因型频率
A基因频率= 30%+1/2×60% = 60%
a基因频率 = 10%+1/2×60% = 40%
AA基因型频率为: 30%
aa基因型频率为: 10%
a基因频率 = aa的基因型频率+1/2Aa基因型频率
Aa基因型频率为: 60%
调查色盲遗传时，将调查数据统计在如下表格中,请你推算该种群中Xb的基因频率.
用数学方法讨论基因频率的变化
5. 遗传平衡定律（哈代－温伯格定律）
1.各代基因频率相同吗？基因型频率相同吗？这有什么前提条件吗？
各代基因频率相同。基因型频率从子一代开始保持不变。需要满足上述5个前提条件。
当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； ④自然选择对性状没有作用； ⑤基因A和a都不产生突变
设A的基因频率为p，a的基因频率为q；则有p+q=1，那么
种群的基因频率将不会改变
(p+q)2 = p2 + 2pq + q2 ＝ 1
AA=p2 Aa=2pq aa=q2
2.上述计算结果是建立在5个假设条件基础上的。5个条件为：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； ④ 自然选择对性状没有作用 ⑤ 基因A和a都不产生突变。 对自然界的种群来说，这5个条件都成立吗？
用数学方法讨论基因频率的改变
遗传平衡所指的种群是理想种群，在自然条件下，这样的种群是不存在的。这说明在自然界中，种群的基因频率迟早要发生变化，也就是说种群的进化是必然的。
3. 如果该种群出现新的突变型（基因型为A2a或A2A2），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？
突变产生的新基因会使种群的基因频率发生变化。 基因A2的频率是增加还是减少，要看这一突变对生物体是有益还是有害的，这往往取决于生物生存的环境。
基因突变在自然界是普遍存在的。基因突变产生新的等位基因，这就可以使种群的基因频率发生变化。
由于种群是由许多个体组成，每个个体的细胞中都有成千上万个基因，这样，每一代就会产生大量的突变。
思考：生物自发突变的频率很低，而且大多数突变对生物体是有害的，那么，它为何还能够作为生物进化的原材料呢？
【例如】果蝇1组染色体上约有1.3×104个基因，假定每个基因的突变频率都为10-5，对一个约有108个个体的果蝇种群来说，每一代出现的基因突变数是：
2×1.3×104×10-5×108=2.6×107（个）
种群中出现大量的可遗传的变异
变异能不能决定生物进化的方向？为什么？
探究自然选择对种群基因频率变化的影响
自然选择对种群基因频率的影响
会。因为树干变黑后，浅色个体容易被发现，被捕食的概率增加，许多浅色个体可能在没有交配，产卵前就已被天敌捕食，导致其个体数减少，影响出生率。
在自然选择过程中，直接受选择的是生物的表现型； 基因型并不能在自然选择中起直接作用，因为天敌在捕食桦尺蛾时，看到的是桦尺蛾的体色而不是控制体色的基因。
不利变异被淘汰,有利变异逐渐积累
种群的基因频率发生定向的改变
生物朝着一定方向缓慢进化
生物进化的实质是种群基因频率的定向改变。
种群基因频率的改变，标志着生物的进化。
探究抗生素对细菌的选择作用
一般情况下，一定浓度的抗生素会杀死细菌，但变异的细菌可能产生耐药性。在实验室连续培养细菌时，如果向培养基中添加抗生素，耐药菌有可能存活下来。
通过观察细菌在含有抗生素的培养基上的生长状况，探究抗生素对细菌的选择作用。
③将不含抗生素的纸片和抗生素纸片分别放在平板的不同位置。
④将培养皿倒置于37 ℃的恒温箱中培养12~16 h。
⑥从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌，接种到已灭菌的液体 培养基中培养。重复步骤②~⑤。
⑤观察细菌的生长状况。是否有抑菌圈？测量、记录。
①你的数据结果是否支持“耐药菌是普遍存在的”这一说法？
支持。抑菌圈边缘生长的可能是耐药菌。
②在本实验条件下，耐药菌所产生的变异是有利的还是有害的？
在本实验条件下，一般来说是有利的，有利于生物在特定环境中生存和繁殖的变异在此环境中就是有利变异。
③滥用抗生素有什么后果？
人们根据自己的需要，把某些比较合乎要求的变异个体挑选出来，让它们保留后代，把其他变异个体淘汰，不让它们传流后代。经过连续数代的选择，人类所需要的变异被保留下来，而且得以积累，微小变异成为显著变异，从而培育出新品种。
人工培育的各种类型的鸡
一、概念检测1.从基因的水平看，生物进化的过程就是种群基因频率发生定向改变的过程。判断下列相关叙述是否正确。(1)某地区红绿色盲患者在男性中约占8%，在女性中约占0.64%，由此可知， 红绿色盲基因Xb的基因频率约为8%。( )(2)基因频率变化是由基因突变和基因重组引起的，不受环境的影响。( )(3)生物进化的实质是种群基因频率在自然选择作用下的定向改变。( )
2.种群是物种在自然界的存在形式，也是一个繁殖单位。下列生物群体中属于种群的是( )A. 一个湖泊中的全部鱼B. 一片森林中的全部蛇C. 一间屋中的全部蟑螂D. 卧龙自然保护区中的全部大熊猫
3.某一瓢虫种群中有黑色和红色两种体色的个体，这一性状由一对等位基因控制，黑色(B)对红色(b)为显性。如果基因型为BB的个体占18%，基因型为Bb的个体占78%，基因型为bb的个体占4%。基因B和b的频率分别为( ) A．18%、82% B．36%、64% C．57%、43% D．92%、8%
4．一种果蝇的突变体在21℃的气温下，生存能力很差，但是，当气温上升到25.5℃时，突变体的生存能力大大提高，这说明(　　)A．突变是不定向的B．突变是随机发生的C．突变的有害或有利取决于环境条件D．环境条件的变化对突变体都是有害的