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达尔文的自然选择学说主要内容？
过度繁殖，生存斗争，遗传变异，适者生存
自然选择直接作用的是生物的个体，而且是个体的表现型。
必须研究群体的基因组成的变化。
但个体会死亡，表现型会消失，但是基因却会代代相传。
第3节 种群基因组成的变化与物种的形成
一 种群基因组成的变化
一片树林中的全部猕猴
一片草地上的所有蒲公英
概念：
生活在一定区域的同种生物的全部个体的集合。
（一）种群
一、种群基因组成的变化
判断下列是否属于种群
（1）一个池塘中的全部鱼
（2）一个池塘中的全部鲤鱼
（3）两个池塘内的全部鲤鱼
（4）一片草地上的成年梅花鹿
否
是
否
否
特点：
②雌雄个体可通过繁殖将各自的基因遗传给后代。
①一个种群就是一个繁殖单位。
①是生物繁殖和进化的基本单位
(二) 基因库
在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因的比率，叫做基因频率。
某种基因型个体占种群总数的比例。
基因型频率=
某基因型的个体
种群总数
×100%
一个种群中全部个体所含有的全部基因。
2.基因频率
3.基因型频率：
1.基因库：
基因频率=
某基因的总数
×100%
控制该性状的等位基因总数
方法一：概念法：
①常染色体上基因频率的计算
某种基因的个数=纯合子个体数 X 2＋杂合子个体数
控制该性状的等位基因总数=个体总数 X 2
基因频率=
某基因的总数
×100%
控制该性状的等位基因总数
例1：某昆虫种群中决定翅色为绿色的基因为A，决定翅色为褐色的基因为a，从种群中随机抽出100个个体，测知基因型为AA、Aa和aa的个体分别是30、60和10个。那么A和a的基因频率是多少？
A基因频率为:
a基因频率为：
= 40%
A%=
×100%
2×AA＋Aa
2(AA＋Aa＋aa)
a%=
= 60%
2×aa＋Aa
2(AA＋Aa＋aa)
×100%
方法二：通过基因型频率计算
A基因频率 = AA的基因型频率+1/2Aa基因型频率
= 30%+1/2×60% = 60%
= 10%+1/2×60% = 40%
AA基因型频率为: 30%
Aa基因型频率为: 60%
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
例1：某昆虫种群中决定翅色为绿色的基因为A，决定翅色为褐色的基因为a，从种群中随机抽出100个个体，测知基因型为AA、Aa和aa的个体分别是30、60和10个。那么A和a的基因频率是多少？
=纯合体基因型频率+1/2杂合子基因型频率
基因频率
A%+a%=1 AA%+Aa%+aa%=1
等位基因的频率之和等于1,基因型频率之和也为1。
例2、在调查红绿色盲时，随机抽查了200人，其中男女各100人。女性患者1人，携带者3人，男性患者4人。色盲基因的频率为多少？
=
1×2+3+4
100×2+100
×100% =
3%
基因频率=
某基因的数目
控制该性状的等位基因总数
× 100%
②X染色体上基因频率的计算
概念法：
Xb基因频率=
色盲基因的总数
（2×女性个体数+男性个体数）
×100%
**Y染色体上没有等位基因！
1.AA、Aa、aa的个体分别占24%、72%、4%、那么A、a的基因频率是多少？（ ）
A. 36%和64% B. 57%和43%
C. 24%和72% D. 60%和40%
D
小试牛刀
2.对某校学生进行血友病遗传病调查研究后发现：100名女生中有患者3人、携带者15人；100名男生中有患者6人，那么该群体中血友病基因的频率是( )
A.4.4% B.5.1% C.9% D.10.2%
C
若亲代昆虫中的种群满足以下五个条件：
①昆虫种群数量足够大，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不同翅色的个体生存和繁殖的机会是均等的（自然选择对A、a控制的翅型性状没作用）⑤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配子的比值各是多少？
(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)将计算结果填入下表，想一想，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？
思考讨论：用数学方法讨论基因频率的改变
亲代基因型的频率 AA（30%） Aa（60%） aa（10%）
配子的比率 A（ ） A( ) a( ) a( )
子一代基因型频率 AA（ ） Aa( ) aa( )
子一代基因频率 A（ ） a( ) 子二代基因型频率 AA（ ） Aa( ) aa( )
子二代基因频率 A（ ） a( ) 30%
30%
30%
10%
36%
48%
16%
60%
40%
36%
48%
16%
60%
40%
若亲代昆虫中的种群满足以下五个条件：
①昆虫种群数量足够大，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不同翅色的个体生存和繁殖的机会是均等的（自然选择对A、a控制的翅型性状没作用）⑤基因A和a都不产生突变。
思考讨论：用数学方法讨论基因频率的改变
4.遗传平衡定律（哈迪-温伯格定律）
遗传平衡状态
种群的基因频率和基因型频率可以世代相传不发生变化，保持平衡。
当种群满足以下五个条件：
①昆虫种群数量足够大，
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不同翅色的个体生存和繁殖的机会是均等的（自然选择对A、a控制的翅型性状没作用）
⑤基因A和a都不产生突变。
遗传平衡公式：哈迪-温伯格定律
（p + q）2= p2 + 2pq + q2 =1
A%
a%
AA% Aa% aa%
若已知AA的基因型频率为m，则A的基因频率为:
√m
A（p） a( q )
A（ p ）
a ( q )
雌配子
雄配子
F1基因型频率
AA（p2）
Aa(pq)
Aa（pq）
aa(q2)
2.上述计算结果是建立在5个假设条件基础上的。对自然界的种群来说，这5个条件都成立吗？你能举出哪些实例？
第一：足够大的种群是不存在；
第二：种群中雌雄个体间充分的随机交配是不现实的；
第三：由于各种原因，种群中有的个体会迁出该群体，或迁入该种群；
第四：在自然界中，自然选择是不可抗拒的，始终对种群发挥作用。
第五：基因突变每时每刻都有可能发生。
种群的基因频率一定会发生变化，生物的进化是必然的。
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,种群的基因频率会发生变化吗？基因A2的频率可能会怎样变化？
基因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，这取决于生物生存的环境。
可遗传变异？
基因突变
基因重组
染色体变异
突变
突变和基因重组提供生物进化的原材料。
？自然界中突变的频率很低，能作为进化的原材料吗？
2x1.3x104
10-5
108
x
x
=
2.6x107(个)
每一代就会有大量的变异
基因数 突变率 个体 突变个体数
二、种群基因频率的变化
有利与有害是相对的，取决于生物的生存环境
某海岛上残翅和无翅昆虫
？突变一定有利或有害吗
突变
许多等位基因
基因
重组
许多
基因型
大量可遗
传的变异
形成了进化的原材料，
不能决定生物进化的方向。
结论：突变和基因重组只产生生物进化的原材料，不能决定生物进化的方向。
变异是不定向的
可遗传变异的特点:
突变和重组都是_________、_________
随机的
不定向的
那么，种群基因频率的改变是否也是不定向的呢？
由于突变和基因重组，桦尺蠖出现不同的体色。
(黑)S基因频率从5%→95%
95%
5%
探究自然选择对种群基因频率变化的影响
三、自然选择对种群基因频率变化的影响
探究 实践
自然选择可以使种群的基因频率定向改变
桦尺蠖种群中的S基因为什么越来越高？
提出问题
作出假设
创设情境示例
1870年桦尺蛾的基因型频率为SS10%，Ss20%，ss70%，在树干变黑这一环境条件下，假如树干变黑不利于浅色桦尺蛾的生存，使得种群中浅色个体每年减少10%，黑色个体每年增加10%，以后的几年内，桦尺蛾种群每年的基因型频率与基因频率是多少呢？
第1年 第2年 第3年 第4年 ……
基因型频率 SS 10% 11.5%
Ss 20% 22.9%
ss 70% 65.6%
基因频率 S 20% 23%
s 80% 77%
70.7%
26%
29.3%
14.6%
56.1%
60.9%
26.1%
73.9%
29.3%
13.1%
升高
降低
升高
升高
降低
创设情境示例
在________的作用下，种群的基因频率_____________，导致生物_______________________。
分析结果，得出结论
自然选择
发生定向改变
朝着一定的方向不断进化
第1年 第2年 第3年 第4年 ……
基因型频率 SS 10% 11.5%
Ss 20% 22.9%
ss 70% 65.6%
基因频率 S 20% 23%
s 80% 77%
70.7%
26%
29.3%
14.6%
56.1%
60.9%
26.1%
73.9%
29.3%
13.1%
升高
降低
升高
升高
降低
讨论1.树干变黑会影响桦尺蠖种群中浅色个体的出生率吗？为什么？
讨论2.在自然选择过程中，直接受选择的是基因型还是表型？为什么？
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，许多个体可能没有交配、产卵前就被天敌捕食，导致其个体数减少，影响出生率。
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蠖时，看到的是桦尺蠖的体色而不是控制体色的基因。
自然选择使基因频率定向改变。
结论：自然选择决定生物进化的方向
自然选择使种群的基因频率定向改变，故自然选择决定生物进化的方向。
三、自然选择对种群基因频率变化的影响
变异是不定向的
自然选择
淘汰不利变异积累有利变异
种群的基因频率发生定向改变
生物朝一定方向缓慢进化
自然选择决定生物进化的方向
种群基因频率的改变
生物进化的实质：
种群基因频率的改变，标志着生物的进化。
如何理解进化的实质是种群基因频率的改变？
某植物种群，AA基因型个体占30%，aa基因型个体占20%，据此回答下面的问题．
（1）该植物的A、a基因频率分别是______、______．
（2）若该植物自交一代，
F1中AA、aa基因型个体分别占______、______．
这时，A和a的基因频率分别是______、______．
（3）依现代生物进化理论，这种植物在两年中是否发生了进化？为什么？
55%
45%
42.5%
32.5%
55%
45%
没有发生进化
种群基因频率没有发生改变
四、课堂小结
五、练习与应用
1．从基因水平看，生物进化的过程就是种群基因频率发生定向改变的过程。判断下列相关表述是否正确。
（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。（ ）
√
X
√
概念检测
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
D
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%
C
4．一只果蝇的突变体在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
C
探究抗生素对细菌的选择作用
实验原理
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。
目的要求
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。
实验步骤
①培养皿分区、标号。
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。
②涂布平板。
①
②
③
④
探究抗生素对细菌的选择作用
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。
结果分析
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。
探究抗生素对细菌的选择作用
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？
促进耐药菌的产生。

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