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第4章 生物的进化
第2节 生物进化理论在不断发展
（第2课时）
英国的曼彻斯特地区有一种桦尺蛾，夜间活动，白天栖息在树干上。自然条件下桦尺蛾体色有黑色和浅色两种类型。
情境一：桦尺蛾的工业黑化现象
桦尺蛾之间能进行相互杂交，黑色的桦尺蛾杂交能产生黑色和浅色的个体，而浅色的桦尺蛾之间杂交，其后代都是浅色的。
19世纪
20世纪
用自然选择学说解释桦尺蛾的进化
现 代 进 化 理 论
祖先
变异
有利
不利
存活（有利性状得到保留）
淘汰
自然选择
遗传
后代
？
？
假设黑色这一性状是由A基因控制。个体的生命是有限的，那黑色桦尺蛾如何将它体内的A基因保留下来？
思考探究一
(一)种群
1. 生活在 _________ 的 ______ 生物的 ______ 个体叫做种群.
是生物进化的基本单位
同一区域
同种生物
全部个体
（1）一个池塘中的全部鲤鱼
（2）一个池塘中的全部的鱼
（3）分别在长江水系和辽河水系的中华绒螯蟹
否
是
否
判一判
？
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.
基因频率
????????+????
?
某种等位基因形式
占所有等位基因形式中的比例
基因型频率
????????????????+????????+????????
?
某种基因型
占所有基因型中的比例
表型频率
红花红花+白花
?
某个相对性状中某种表型
占该相对性状所有表型的比例
(一)种群
是生物进化的基本单位
【思考探究二】
在桦尺蛾种群中，决定体色为黑色的基因为A，决定体色为浅色的基因为a，从该种群中随机抽取100个个体，测得基因型为AA、Aa、和aa的个体分别为30个、60个和10个，相关基因型频率、基因频率、表型频率分别是多少？
AA=30% Aa=60% aa=10%
黑色=90% 浅色=10%
解:
A基因的基因频率为:
a基因的基因频率为：
= 40%
A%=
×100%
2×AA＋Aa
2(AA＋Aa＋aa)
a%=
= 60%
2×aa＋Aa
2(AA＋Aa＋aa)
×100%
基因频率=
某基因的数目
该基因的等位基因的总数
× 100%
算一算：
某地有50只纯种的长翅果蝇（VV）和50只残翅果蝇（vv）组成一个种群，请计算亲代基因型和V、v的基因频率。如果该种群内果蝇随机交配，请计算子一代的基因型和基因频率。
亲代
F1
F2
……
Fn
基因型频率
VV

Vv

vv

基因频率
V

v

25%
50%
25%
50%
50%
50%
50%
50%
50%
0
某种基因的基因频率=
某种基因的纯合体频率+1/2杂合体频率
算一算：
某地有50只纯种的长翅果蝇（VV）和50只残翅果蝇（vv）组成一个种群，请计算亲代基因型和V、v的基因频率。如果该种群内果蝇随机交配，请计算子一代的基因型和基因频率。
亲代
F1
F2
……
Fn
基因型频率
VV

Vv

vv

基因频率
V

v

基因频率相对稳定，则该种群未发生进化。
25%
50%
25%
50%
50%
50%
50%
25%
50%
25%
50%
50%
25%
50%
25%
50%
50%
50%
50%
0
在不考虑基因突变、选择、迁移等事件的前提下，种群的基因频率、基因型频率和表型频率都不会发生改变。
遗传平衡种群
现代进化理论
上述计算结果是在满足五个假设条件的基础上计算的，对自然界的种群来说，这五个条件都能成立吗？特别是如果第③点（基因A和a都不产生突变，即没有基因突变和染色体变异）成立，这与前面我们所学的基因突变的哪个特点相违背？
种群中突变的特点：

算一算：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
个体基因突变数
× 108
种群基因突变数
=2 ×107
突变数很大、随机、不定向
（二）可遗传变异为自然选择提供了丰富的素材
基因突变
基因重组
染色体变异
新的表型
蝴蝶翅纹饰的多种可遗传变异
现代进化理论
19世纪
20世纪
思考：
试分析从19世纪到20世纪，由于环境改变使A（黑色）和a（浅色）基因频率如何变化？主导因素？
A基因频率:
a 基因频率：
思考探究三
（三）.自然选择主导进化的方向
变异是不定向的
自然选择
不利变异
不断淘汰
有利变异
积累加强
基因频率定向改变
生物进化
而生物进化的实质就是：种群基因频率的改变。只要种群基因频率在变，就意味着生物在进化。
◇物 种：
自然状态下相互交配
产生可育后代
♀2N=64
♂2N=62
（四）隔离可能导致新物种的形成
地理隔离
生殖隔离
——由于某些地理障碍而发生的
——进行有性生殖的生物彼此之间不能杂交/杂交不育
导致
标志着新物种的形成
阻止基因交流
现代进化理论
现代进化理论
种群
可遗传变异
有利变异保存
不利变异淘汰
基因频率改变
进化
新物种
导致
导致
导致
标志
隔离
自然选择
基因突变
染色体变异基因重组
基因突变
迁入迁出、偶然交配等
现代进化理论
总结1：“定向”与“不定向”
①不定向：变异的方向
变异是随机的，方向不受环境影响
②定向：自然选择的方向、基因频率改变的方向、进化的方向
（2）通过基因型频率计算基因频率
基因频率=纯合子频率+1/2杂合子频率
（1）通过基因型个体数量计算基因频率
基因频率=
某基因的数目
该基因的等位基因的总数
某基因的个数=纯合子个体数 X 2＋杂合子个体数
种群中该对等位基因的总数=个体总数 X 2
总结2：基因频率的计算
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。
总结3：运用哈代-温伯格平衡定律计算基因频率和基因型频率
在一个有性生殖的自然种群中，当等位基因只有一对（Aa）时，设p代表A基因的频率，q代表a基因的频率，则：
(p+q)2=p2+2pq+q2=1
适用条件：种群大；种群中个体间的交配是随机的；没有突变的发生；种群之间不存在个体的迁移或基因交流；没有自然选择。
谢谢观看

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