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(共32张PPT)
§6-3 种群基因组成的变化与物种的形成
生物的进化
达尔文认为生物进化以个体为单位，
现代生物进化理论则认为进化应该以种群为单位。
什么叫做种群？
生活在一定区域的同种生物的全部个体叫做种群.
特点： 种群中的个体并不是机械地集合在一起,而是具有年龄和性别的差异，并且彼此可以交配,并通过繁殖将各自的基因传给后代.
种群是生物进化和繁殖的基本单位
性状是由基因控制的，因此研究生物的进化必须研究种群的基因组成和变化。 如何分析种群的基因组成和变化？
由此人们提出基因库和基因频率的概念。
1.什么是种群的基因库？
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。
基因库和基因频率
2.什么是种群的基因频率？
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。
生物兴趣小组发现在三圣乡某草地中有一群灰色翅（基因型为aa）的蝗虫，其中出现少量的绿色翅(Aa)的变异个体，且绿色翅不易被天敌发现。
如果绿色翅的个体能够存活下来，其体内 A基因能传给后代吗？
aa
Aa
活动一：分析资料，构建种群基因频率、基因型频率的概念
资料：
生物兴趣小组一段时间后对该蝗虫种群进行了统计，从这个种群中随机抽取200个个体，测得基因型为AA、Aa和aa的个体分别是60、120和20个，求A和a的基因频率。
AA、Aa和aa的基因型频率分别为30%，60%，10%
A基因频率:60%
a 基因频率:40%
30%
30%
30%
10%
36%
48%
16%
60%
40%
已知，蝗虫种群中AA、Aa和aa的基因型频率分别为30%，60%，10%。若该种群在同时满足种群中个体数量非常多，没有迁入、迁出，所有个体间都能自由交配并产生后代，没有突变和基因重组，不同翅色的个体生存和繁殖的机会相等这些条件时，以这些个体为亲本，计算出
（1）亲本自由交配，求产生的子一代的基因型频率及A,a的基因频率？
活动二： 结合资料，讨论分析在一定条件下，种群基因频率、基因型频率的变化情况（时间：8分钟）
（2）子一代自由交配，求产生的子二代基因型频率及A,a的基因频率？
（3）子二代自由交配，求产生的子三代基因型频率及A,a的基因频率？
亲代 子一代 子二代 子三代
基因型 频率 AA 30%
Aa 60%
aa 10%
基因频率 A 60%
a 40%
36%
48%
16%
60%
40%
36%
16%
48%
60%
40%
60%
40%
36%
48%
16%
题中群体满足五个条件的情况下,计算子二代、子三代的基因频率与基因型频率 ; 分析 各代基因频率与基因型频率相同吗？
AA、Aa和aa的基因型频率分别为30%，60%，10%.
遗传平衡定律
五个条件 ：1、种群很大
2、随机交配
3、没有突变和重组
4、没有个体迁入迁出
5、没有自然选择
用数学方程式表示为：
(p+q)2 = p2 + 2pq + q2
(6)、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？
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。
进化的方向是定向的吗？
进化的方向取决于什么因素？
突变和重组都是随机的、不定向的！----
突变和重组为进化提供原材料。
自然选择 对基因频率变化的影响
第1年 第2年 第3年 第4年 ……
基因型频率 SS 10%
Ss 20%
ss 70%
基因频率 S 20%
s 80%
书：P113
自然选择对基因频率变化的影响
第1年 第2年 第3年 第4年 ……
基因型频率 SS 10% 11.5% 13.1% 14.7%
Ss 20% 22.9% 26% 29.2%
ss 70% 65.6% 60.9% 56.1%
基因频率 S 20% 23% 26.1% 29.3% 升高
s 80% 77% 73.9% 70.7% 降低
书：P113
生物进化的实质是_____
基因频率的改变
表面看，自然选择是对一个个生物 个体
表型的选择，实质上是对个体所包含的变异
进行选择。从现代分子遗传水平看，自然选择
实质上是对变异所对应的基因的选择， 从而
改变着群体中不同基因的基因频率。
基因频率计算的常见类型
1、常染色体上的基因，已知各基因型的个体数，求基因频率。
例1．在某种群中，AA的个体有30个，Aa有60个，aa有10个，求A、a的基因频率。
解析：该种群中一共有100个，共含有200个基因，A的总数有30×2＋60×1=120，A的频率为120/200=60%。由于在一个种群中基因频率有A+a=100%,所以a=1-60%=40%.
归纳总结：常染色体上的基因，已知各基因的个体数，求基因频率时，用：A=A的总数/(A的总数+a的总数)= A的总数/总个体数×2。a=1-A。
2、常染色体上的基因，已知各基因型的比例，求基因的频率。
例2．在一个种群中，AA的个体有25%，aa的个体有15%，求A、a的基因频率。
解析：由于在一个种群中，各基因型频率之和等于100%，AA的个体有25%，aa的个体有15%，可以知道Aa的个体有60%。A=25%+60%×1/2=55%，a=1-A=1-45%=45%。
归纳总结：通过基因型计算基因频率可以采用一个等位基因的频率等于它的纯合子与1/2杂合子频率之和。
3、常染色体上的基因，已知某基因的频率，计算基因型的频率。
例3．果蝇的体色由常染色体上的一对等位基因控制，基因型BB、Bb为灰身，bb为黑身。若人为地组成一个群体，其中80%为BB个体，20%为bb的个体，群体随机交配，其子代中Bb的比例为（ ）
A，25% B，32% C,50% D,64%
解析：因为BB=80%，bb=20%，所以B=BB+1/2×Bb=80%+0=80%，b=1-B=1-80%=20%。则有Bb=2PQ=2× 80%×20%=32%。正确答案为B，32%。
归纳总结：在一个随机交配的群体里，在没有迁移、突变和选择的条件下，世代相传不发生变化，计算基因频率时，就可以采用遗传平衡定律计算，即(P+Q) =P +2PQ+Q =1，P代表A Q代表a，P 代表AA，2PQ代表Aa，Q代表aa。
4、常染色体上的基因，已知各基因型的比例，求该种群自交一代后，某基因型或某基因的频率。
例4．已知某种群中，AA基因型频率为25%，aa基因型频率为39%，则该种群的个体自交一代后，基因型AA的频率为（ ）
A，50% B，34% C，25% D，61%
解析：由于AA=25%，aa=39%，可知Aa=1-25%-39%=36%。该种群的个体自交一代后，基因型AA=25%×1+36%× =34%，所以正确答案为：B，34%。
归纳总结：常染色体上的基因，已知各基因型的比例，求该种群自交一代后，某基因型或某基因的频率时，要先计算出当代各种基因型的频率，在在自交后代中统计出各种基因型的频率，最后求出各种基因的频率。
5、伴X染色体上的基因，已知基因型的人数或频率，求基因频率。
例5，某校的一个生物兴趣小组在研究性学习活动中，开展了色盲普查活动，他们先从全校的1800名学生中随机抽取了200名学生（男女学生各半）作为首批调查对象，结果发现有女性色盲患者3人，男性色盲患者6人，女性色盲基因携带者15人。那么在该校全校学生中色盲基因的频率约为多少？
解析：由于色盲基因及其等位基因只位于X染色体上，而Y染色体上没有对应基因，因此在200名学生中该等位基因的总数为Xb+ XB =100×2+100×1=300，而色盲基因的总数为Xb=3×2+15×1+6×1=27，因此色盲基因Xb的基因频率为：27/300×100%=9%。由于这200名学生是随机抽样的，因此在全校学生中色盲基因的基因频率同样为9%。所以，正确答案为：9%。
归纳总结：在伴性遗传中，已知各基因型的人数，求基因频率时，则可采用：Xb = Xb总数/X总数。
6、伴X染色体上的基因，已知某基因型的频率，求其它基因型的频率。
例6．在某一地区，已知男人中有8%患红绿色盲，请你计算正常女人杂合子频率和女人纯合子频率。
解析：在男性中，基因频率就是基因型频率。即Xb =Xb Y， XbY=8%，则Xb=8%，XB =1- 8%=92%。由于女人中有两条X染色体，其符合遗传平衡定律，即：(P+Q) =P +2PQ+Q =1，P代表XB Q代表Xb，P 代表XBXB，2PQ代表XBXb，Q代表XbXb。
归纳总结：在伴性遗传中，已知某基因型的频率，求其它基因型的频率时，则可运用：在雄性中基因频率就是基因型频率，在雌性中：有两条X染色体，其符合遗传平衡定律，即：(P+Q) =P +2PQ+Q =1，P代表代表XB Q代表Xb，P 代表XBXB，2PQ代表XBXb，Q代表XbXb。
7、推算子代患病概率
（1）色盲基因出现的频率为7%。一个正常男性与一个无亲缘关系的女性结婚，子代患色盲的可能性是：
A.7/400 B.8/400 C.13/400或1/400 D.14/400
D
（2）已知苯丙酮尿是位于常染色体上的隐性遗传病。据调查，该病的发病率大约为1/10000。请问在人群中该苯丙酮尿隐性致病基因的基因频率以及携带此隐性基因的杂合基因型频率各是多少？
a=0.01 Aa=0.0198
马与驴交配产生的后代骡没有生殖能力
马和驴是不是一个物种？
隔离导致物种的形成
虎狮兽
什么是物种？
东北虎
华南虎
隔离在物种形成中的作用
两个不同虎亚种
（马和驴杂交，子代骡不育）
生殖隔离
注：不同种群之间一旦产生生殖隔离，就不会有基因交流了。
地理隔离
物种形成：读书P117~118
加拉帕戈斯群岛一的几种地雀
南 美 洲 地 雀
地理隔离
导致
生殖隔离
比较常见
新物种形成
的标志------
生殖隔离
有时,无需地理隔离也能形成新物种
在自然界里还存在另一种物种形成方式，它往往只需要几代甚至一代就完成了，而且不需经过地理隔离。例如，多倍体植物的形成 就是如此。自然界里几平将近一半的被子植物和某些栽培作物就是这样形成的。
AABBCC（普通小麦）
DD（黑麦）
×
ABC
配子
D
配子
ABCD
（不育）
AABBCCDD（八倍体小黑麦）
（可育）
秋水仙素处理
例：八倍体小黑麦的培育
1、突变和基因重组产生进化的原材料
2、自然选择决定生物进化的方向(定向)
3、隔离是导致物种形成的必要条件
总结
补充：小资料
遗传漂变及其在生物进化中的作用 ：
在群体遗传学中，把由于小群体引起的基因
频率随机减少甚至丢失的现象称为遗传漂变。
例如，在一个种群中，某种基因的频率为1%，如果这个种群有100万个个体，含这种基因的个体数就有成千上万个。如果这个种群只有50个个体，那么就意味着只有一个个体具有这种基因。在后一种情况下，可能会由于这个个体偶然死亡或没有交配，而使这种基因在种群中消失。
一般来说，种群越小，遗传漂变就越显著。

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