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(共40张PPT)
第3节 种群基因组成的变化与物种的形成
第六章 生物的进化
二
适应是自然选择的结果
2.达尔文的自然选择学说
三、现代生物进化理论
以自然选择为核心，并对其加以完善
遗传变异的认识： 性状水平→基因水平
适应及物种形成等研究：个体水平→种群水平
自然选择
对象（直接作用）
个体的表型（性状）
个体的表型会随着死亡而消失
但决定表型的基因会随着遗传（繁殖）世代延续，并在群体扩散
研究生物的进化，还是必须以种群为基本单位的基因组成变化
一片树林 中的 全部 猕猴
一片草地 上的 所有 蒲公英
（一）种群：
生活在 一定区域 的 同种生物 全部个体的集合叫做种群。
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
（一）种群：
生活在一定区域的同种生物全部个体的集合叫做种群。
×
√
×
×
一、种群基因组成的变化
（5）动物园中的某种老虎
×
（一）种群：
生活在一定区域的同种生物全部个体的集合叫做种群。
一、种群基因组成的变化
特点：
③雌雄个体可通过繁殖将各自的基因遗传给后代
②一个种群就是一个繁殖单位，种群是生物繁殖和进化的基本单位
①种群的个体并不是机械地集合在一起
繁殖时，新老种群在基因组成上会有什么变化吗？
(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
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%
性状的等位基因总数
例1某桦尺蠖种群中，黑色翅的基因为A， 浅色翅的基因位a，抽样调查100个个体，测得基因型为AA、Aa、aa的个体分别为30、60、10个、问A、a的基因频率以及 AA、 Aa、 aa的基因型频率是多少？
基因型频率=
某基因型的个体
种群总数
×100%
基因频率=
某基因的总数
×100%
性状的等位基因总数
注意：A%+a%=1 AA%+Aa%+aa%=1
练习：在某种群中，AA的个体有44个，Aa有20个，aa有36个，求A、a的基因频率。
方法一：概念法
练习AA、Aa、aa的个体分别占24%、72%、4%、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%
方法二：通过基因型频率计算
=纯合体基因型频率+1/2杂合子基因型频率
基因频率
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%
X染色体上基因频率的计算
Xb基因频率=
色盲基因的总数
（2×女性个体数+男性个体数）
×100%
→注意：Y染色体上没有等位基因！
推算：
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？
X染色体上基因频率的计算
Xb基因频率=
色盲基因的总数
（2×女性个体数+男性个体数）
×100%
→注意：Y染色体上没有等位基因！
推算：
练习.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%
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
遗传平衡定律：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)
自由交配
——配子法
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。
这5个条件在自然条件下成立吗？
不可能存在，种群的基因频率一定会发生变化，生物的进化是必然的。
如果:该种群出现新的突变型性（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？
会，突变产生的新基因会使种群的基因频率发生变化。
基因A2的频率是上升还是下降
讨论：
→ 要看这一突变对生物体是有益还是有害
这往往取决于生物生存的环境
→
生物进化原材料→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
（改变基因的频率）
自然界中突变的频率很低，且多害少利，能作为进化的原材料吗？
2x1.3x104
10-5
108
x
x
=
2.6x107(个)
①每一代就会有大量变异
突变个体数
二、种群基因频率的变化
结论：
→①只有基因突变能产生新的基因
基因数
突变率
个体
②有利与有害是相对的，取决于生物的生存环境
→②单说基因重组不改变基因频率
基因突变
许多等位基因
基因
重组
许多
基因型
大量可遗
传的变异
结论：形成了进化的原材料，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？
19世纪中叶长满地衣
的树干上的桦尺蛾
20世纪，黑色树干上
的桦尺蛾
杂交实验表明，桦尺蛾的体色受一对等位基因S和s控制，
黑色（S）对浅色（s）是显性的
在自然环境的选择作用下，该种群的S基因的频率逐年上升，
控制浅色的s基因频率逐年下降
性状的不同会带来怎样的后果呢？那么，基因频率会怎样改变呢？
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
结果：在________ 的作用下，种群的基因频率 _____________，导致生物_______________________。
分析：自然选择作用下，具有有利变异个体更有机会产生后代，种群中相应基因频率会不断升高
进化的实质：
进化的方向：
种群基因频率的改变
虽然变异是不定向的，但是自然选择是定向的
自然选择使种群基因频率定向改变，自然选择方向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。
结论： 的变异为生物进化提供原材料，自然选择 的改变生物的基因频率，决定其进化方向。
不定向
定向
1.生物进化和繁殖的基本单位是种群 。
2.种群是生活在一定区域内的同种生物全部个体的集合。
3.基因库是指一个种群中全部个体所含有的全部基因。
4.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。
5.可遗传变异（即突变和基因重组）是生物进化的原材料。
(突变的有害还是有利不是绝对的，这往往取决于生物的生存环境。）
基因突变
染色体变异
基因重组
突变
可遗传变异
由于突变和自然选择的因素不同
→基因组成朝不同方向改变
导致种群间出现形态和生理上的差异
这两个生物是同一物种吗？
一、物种
1.概念：
能够在 下 并且___ ________的一群生物，简称“种”.
自然状态
相互交配
产生可育后代
思考：
要点①
要点②
①全世界的人都是一个物种吗？
是，无论白人黑人黄种人能相互交配，都能产生具有生殖能力的后代。
不同物种之间一般不能相互交配
2.物种 VS 种群
① 概念上：
种群是一定区域内的同种生物的全部个体。
②范围上：
同一物种可以分布在不同区域，由多个种群构成；
③功能上：
是物种繁殖和进化的基本单位。
种群1
种群2
物种
种群
②马（2N=64）和驴（2N=62）是一个物种吗？
所有的马是一个物种，所有的驴也是一个物种，但是马和驴不是同一个物种，因为马和驴交配产生的后代——骡没有生殖能力。
马
驴
骡子
→骡子也不是一个新物种
类型：①生殖隔离
概念：不同物种之间一般是不能相互交配的，即使交配成功，
也不能产生可育后代的现象。
1.二倍体西瓜和四倍体西瓜是不是一个物种？为什么？
不是
因为后代三倍体西瓜不可育
2.三倍体西瓜是一个新物种吗？
不是。因为同一物种的雌雄个体间要能够相互交配并产生可育后代，而三倍体是不可育的，因此三倍体西瓜不是一个新物种。
活学活用
在自然界，是不是同一物种的个体都生活在一起呢？
不是，地理上的障碍，每一个物种总是被分成一个一个或大或小的群体，这些群体就是不同的种群。
概念： _____生物由于 _______而分成不同的 _____，使得种群间不能发生基因交流的现象。
类型：②地理隔离
同种
地理障碍
种群
东北虎
华南虎
　由于长期地理隔离，形成两个不同的亚种。
→不一定会形成新的物种
二、隔离及其在物种形成中的作用
隔离
①地理隔离
②生殖隔离
隔离：
不同群体间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。
那么，地理隔离和生殖隔离有没有什么联系呢？
实质
由于长期地理隔离而没有相互交配，没有基因交流，最终形成生殖隔离。导致新物种的形成。
过程：
隔离在物种形成中的作用
是物种形成的标志。
地理隔离
阻断基因交流
在 下
基因频率向不同方向定向改变
种群的 出现差异
差异进一步加大
生殖隔离
新物种形成
标 志
总结：加拉帕戈斯群岛的地雀的形成方式
物种形成的三个基本环节:
（1） 提供原材料
（2） 使基因频率定向改变
（3） 是物种形成的必要条件
突变和基因重组
自然选择
隔离
生殖隔离
突变、基因重组和自然选择
基因库
物种形成的方式
自然选择2
自然选择1
地理隔离
原种
变异1
变异2
基因频率的定向改变
变异类型1
变异类型2
新物种
新物种
生殖隔离
新物种的形成是生物与环境相互影响相互作用的结果。
① 渐变式（绝大多数）
物种A
物种B
杂交
杂种植物
染色体加倍
多倍体
方式：主要通过染色体变异的方式形成新物种，此种方式多见于植物
物种形成的方式
② 骤变式
无需地理隔离，短时间内即可形成，如自然界中多倍体的形成
以及人工诱导多倍体的形成。
过程：
①一个物种的形成必须要经过生殖隔离，但不一定经过地理隔离，如多倍体的产生。
② 生殖隔离是物种形成的关键
③地理隔离是物种形成的量变阶段，生殖隔离是物种形成的质变时期。
地理隔离VS生殖隔离
意义：
物种的形成本身就代表生物的种类增加
→代表生物发生了进化
反过来？
5、下列关于物种的叙述，正确的是
①不同种群的生物肯定不属于同一个物种
②具有一定形态结构和生理功能，能相互交配且产生可育后代的一群生物个体
③隔离是形成新物种的必要条件　
④在物种形成过程中必须有地理隔离和生殖隔离
A. ①②④　　　 B. ①②③④ C. ②③ D. ③④
6、下列选项中，形成了新物种的是
A. 二倍体西瓜经秋水仙素处理成为四倍体西瓜
B. 桦尺娥体色的基因频率由S(灰色)95%变为s(黑色)95%
C. 马与驴交配产生了骡子
D. 克隆羊“多莉”
C
练习
A
【例1】下列关于隔离的叙述，不正确的是(　　)
A．阻止了种群间的基因交流
B．物种的形成都必定先经过长期的地理隔离
C．遗传组成上的差异是产生生殖隔离的根本原因
D．多倍体植物的产生不需要经过地理隔离
B
随堂检测
【例2】下列关于生物进化理论的叙述，错误的是 （ ）
A.形成新物种不一定要经过地理隔离，例如，二倍体西瓜和四倍体西瓜就不是同一个物种
B.自然选择作用于个体，从而影响种群的进化
C.变异是不定向的，基因频率的改变方向是定向的
D.物种形成的三个基本环节是突变、基因重组和自然选择
D

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