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种群的遗传平衡
新课导入
这一有利变异的个体能永远生存下去吗？
情景：如果在灰色翅（aa）昆虫的群体中偶然出现一只绿色翅（Aa）的变异个体，且绿色比灰色更适应环境。思考：
该个体中的有利基因A，怎样才能世代传递下去？
若Aa的个体能够繁殖，后代都是绿色个体吗？
某个体的有利变异的基因只有在群体中，通过有性生殖才能时代延续。有利变异绿色个体（Aa）的有性生殖的后代，还会有灰色（aa）个体出现。
因此，研究生物的进化，仅仅研究个体的表现型是否与环境相适应是不够的，还需要研究群体的基因组成变化。这个群体就是种群。
寻找证据
阅
读
一、种群是进化的基本单位
1.经历干旱后中地雀喙深度变化的趋势是什么？
2.导致中地雀喙大小发生变化的环境因素是什么？
3.进化的单位是个体还是群体？
阅读课本P120页资料，根据阅读获得的信息，思考下列问题：
1.经历干旱后中地雀喙深度变化的趋势是什么？
2.导致中地雀喙大小发生变化的环境因素是什么？
3.进化的单位是个体还是群体？
经历多次干旱之后，中地雀种群喙的平均深度显著变大。
造成这种变化的原因是干旱不断地对中地雀喙的大小进行选择。
进化的单位是群体。
1．种群概念
生活在同一环境空间、能自由交配并产生下一代的同种个体称为种群。
一片树林中的全部
猕猴是一个种群
一片草地上的所有蒲
公英也是一个种群
同一区域（区域可大可小，大到地球，小的可以是一汪池塘）
同一物种的生物
全部个体
种群的三个要素
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
否
是
否
否
否
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。
思考：同前一年的蝗虫种群相比，新形成
的蝗虫种群在基因组成上会有什么变化吗？
2．种群的特点
一个生物“种”或“物种”与种群有何区别？
物种可以分布在自然界的不同区域。
只有在可以发生随机交配、繁殖，使基因能够世代传递的一定区域内的同种全部个体的集合才是一个种群。自然界的物种实际上是以一个个种群存在的，种群是生物进化的基本单位。
二、基因频率是等位基因在种群中的相对比率
基因库和等位基因频率
种群中的全部个体所含有的全部遗传信息，称为该种群的基因库。如果已知某一种群所有个体的基因型，就可以知道每一个等位基因的数目，从而计算出它在基因库中所占的比率，这个比率叫作等位基因频率，其数值通常用小数表示。
等位基因频率＝
该基因的总数
全部等位基因的总数
×
100%
例：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的等位基因频率是多少？
A基因的等位基因频率为：
A%=
×100%
2×AA＋Aa
2（AA＋Aa＋aa）
=
60%
a基因的等位基因频率为：
=40%
a%=
2×aa＋Aa
2（AA＋Aa＋aa）
×100%
若无法判断它们的基因型，该怎么计算等位基因频率？
三、哈迪-温伯格定律揭示了种群遗传平衡的本质
实际上，种群中的隐性基因不会越来越少。以一个绵羊种群为例，假设其基因库中等位基因频率：显性等位基因（W）频率p=0.7，隐性等位基因（w）频率q=0.3。
同时该种群还满足以下五个条件：（1）种群的规模是极大的；（2）种群内个体间随机交配；（3）没有突变的发生；（4）没有个体的迁入和迁出；（5）没有发生自然选择。
思考：显性纯合子（WW）和隐性纯合子（ww）杂交，F2中有3/4的显性表型。长此以往，种群中会不会显性基因越来越普遍，隐性基因越来越少呢？
在遗传平衡状态下（满足上述五个条件）时：
若用p代表W基因的基因频率，q代表基因w的基因频率，则：这个种群的基因频率（包括基因型频率）就可以一代代稳定不变，保持平衡。
哈代-温伯格定律（遗传平衡定律）
p+q=1
（p+q）2=p2+2pq+q2=1
WW=p2
Ww=2pq
ww=q2
在有性生殖过程中，产生的雌雄配子：
W
70%
W
70%
w
30%
w
30%
49%
21%
9%
WW
Ww
Ww
21%
ww
♀
♂
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？
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。
种群的进化过程就是种群基因频率发生变化的过程。种群是生物进化的基本单位。
当堂检测
1.下列关于种群的叙述中，错误的是（
）
A．种群是生物进化的基本单位
B．一个池塘中的全部鱼是一个种群
C．一个种群中的全部基因构成该种群的基因库
D．种群内的个体会死亡，但基因库却可在代代相传的过程中得到保持和发展
B
2．在某一种群中，经过调查得知，隐性性状约占9%（等位基因用A、a表示），那么该性状的AA、Aa基因型个体出现的频率分别约为（　　）
A．0.9、0.82　　　
B．0.36、0.55
C．0.49、0.42
D．0.18、0.73
C
知识梳理
种群的遗传平衡
种群是进化的基本单位
基因频率是等位基因在种群中的相对比率
哈迪-温伯格定律揭示了种群遗传平衡的本质
谢
谢种群的遗传平衡
【教学目标】
1．阐述种群、种群基因库、基因频率等概念的内涵。
2．运用数学方法讨论种群基因频率的变化。
【教学重点】
理解种群、物种、基因频率等概念。
【教学难点】
种群的判断。
【教学过程】
一、导入新课
设问题情境，通过问题串，引发学生思考。
某种昆虫的翅色是灰色（基因型为aa），偶然出现一绿色的变异个体（基因型为Aa），如果绿色翅与灰色翅比较，更适应环境。按照达尔文“适者生存，不适者淘汰”的观点，这一有利变异的个体能永远生存下去吗？该个体中的有利基因A，怎样才能世代传衍下去？即使Aa的个体能够繁殖，后代都是绿色个体吗？通过该问题的探讨，可以使学生发现，某个体的有利变异的基因只有在群体中，通过有性生殖才能世代延续，另外有利变异个体（Aa）的有性生殖的后代，还会出现aa的个体。因此，研究生物的进化，仅仅研究个体的表现型是否与环境相适应是不够的，还需要研究群体的基因组成变化，这个群体就是种群（提出种群的概念）。
二、讲授新课
（一）种群是进化的基本单位
寻找证据——阅读
阅读课本P120页资料，根据阅读获得的信息，思考下列问题：
1．经历干旱后中地雀喙深度变化的趋势是什么？
2．导致中地雀喙大小发生变化的环境因素是什么？
3．进化的单位是个体还是群体？
每个学生先自己独立完成，然后以组为单位进行讨论，各组代表回答上述问题。教师点评。
1．种群概念
教师通过具体实例来讲解种群的概念。例如，一片树林中的全部猕猴是一个种群，一片草地上的所有蒲公英也是一个种群（展示图片）。引导学生归纳出以下的种群三要素：同一区域、同一物种的生物、全部个体。
2．种群特点
师生共同归纳出种群的特点：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。
最后总结：一个生物“种”或“物种”与种群的区别；种群是繁殖的单位；研究生物性状的维持和变化不能立足于个体的变化，只能以种群为单位。因此，要从研究种群中全部个体所含有的全部基因入手（引出基因库的概念）。
（二）基因频率是等位基因在种群中的相对比率
教师介绍基因库和基因频率的概念。种群中的全部个体所含有的全部遗传信息，称为该种群的基因库。如果已知某一种群所有个体的基因型，就可以知道每一个等位基因的数目，从而计算出它在基因库中所占的比率，这个比率叫作等位基因频率，其数值通常用小数表示。
利用教材P121页的图文内容，指导学生练习计算基因频率的方法。
举例巩固，在计算结束后，提问：若无法判断它们的基因型，该怎么计算等位基因频率？
在学生理解了基因库的基本含义，以及学会了基因频率的计算方法后，教师再次提出问题：一个种群基因库中的基因频率，在子代又会怎样呢？（顺利进入下一内容）
（三）哈迪-温伯格定律揭示了种群遗传平衡的本质
思考：显性纯合子（WW）和隐性纯合子（ww）杂交，F2中有3/4的显性表型。长此以往，种群中会不会显性基因越来越普遍，隐性基因越来越少呢？
实际上，种群中的隐性基因不会越来越少。以一个绵羊种群为例，假设其基因库中等位基因频率：显性等位基因（W）频率p=0.7，隐性等位基因（w）频率q=0.3。同时该种群还满足以下五个条件：（1）种群的规模是极大的；（2）种群内个体间随机交配；（3）没有突变的发生；（4）没有个体的迁入和迁出；（5）没有发生自然选择。
教师介绍哈代-温伯格定律（遗传平衡定律），引导学生得出例子中配子的占比情况表。
教师提出问题：这种现象在自然界的种群中会发生吗？由此引发学生讨论。
在学生讨论的基础上，教师和学生共同总结得出，自然界中种群的基因频率要稳定不变（不进化），必须满足上述5个条件。显然，同时满足以上5个条件是不可能的，基因突变和染色体变异总会发生的。通过讨论基因频率的变化可以认识到，自然界中种群的基因频率一定会发生变化，也就是说种群的进化是必然的。明确种群的进化过程就是种群基因频率发生变化的过程。种群是生物进化的基本单位。
当堂检测
1．下列关于种群的叙述中，错误的是（
B
）
A．种群是生物进化的基本单位
B．一个池塘中的全部鱼是一个种群
C．一个种群中的全部基因构成该种群的基因库
D．种群内的个体会死亡，但基因库却可在代代相传的过程中得到保持和发展
2．在某一种群中，经过调查得知，隐性性状约占9%（等位基因用A、a表示），那么该性状的AA、Aa基因型个体出现的频率分别约为（
C
）
A．0.9、0.82
B．0.36、0.55
C．0.49、0.42
D．0.18、0.73
【板书设计】种群的遗传平衡
【学习目标】
1．阐述种群、种群基因库、基因频率等概念的内涵。
2．运用数学方法讨论种群基因频率的变化。
【学习重点】
理解种群、物种、基因频率等概念。
【学习难点】
种群的判断。
【学习过程】
一、自主学习。
寻找证据——阅读
阅读课本P120页资料，根据阅读获得的信息，思考下列问题：
1．经历干旱后中地雀喙深度变化的趋势是什么？
2．导致中地雀喙大小发生变化的环境因素是什么？
3．进化的单位是个体还是群体？
二、知识巩固
1．下列有关种群基因库的叙述中，不正确的是（
）
A．一个种群的基因库包括这个种群所含有的全部基因
B．生物的个体总是要死亡的，但基因库却因种群个体的繁殖而代代相传
C．种群中每个个体都含有种群基因库的全部基因
D．基因突变可以改变种群基因库的组成
2．某一自由交配的昆虫种群，控制昆虫某性状的不同基因型及相应个体数目分别是AA＝77，Aa＝94，aa＝29。下列分析错误的是（
）
A．该昆虫种群A的基因频率为0.62，a的基因频率为0.38
B．如果若干代后A基因频率不变，则说明该种群没有发生进化
C．种群自由交配的结果是基因频率发生改变，基因型频率不改变
D．若下一代有500个个体，则杂合子约有236个
3．原鸡经过人类长时间的饲养、驯化逐渐形成现在的家鸡，即使是家鸡，也分化成为很多品种，如长尾巴的观赏鸡、善斗的斗鸡等。以下与此有关的说法中不正确的是（
）
A．原鸡形成家鸡的过程中，必然有基因频率的变化
B．突变和基因重组为多个品种的形成提供了必要的基础
C．在原鸡的驯化过程中，人类对鸡起到了选择的作用
D．若不经人类的驯养，原鸡种群中将不会出现长尾基因
4．某自花传粉植物种群中，亲代基因型是AA和aa的个体各占30%和20%，则亲代A的基因频率是（
）
A．25%
B．30%
C．50%
D．55%
5．下列过程不会导致生物进化的是（
）
A．在正常翅果蝇群体中，出现了残翅突变个体
B．某种环境因素改变而引起喜鹊基因频率的改变
C．濒临灭绝的江豚，有些个体得不到交配机会使部分基因消失
D．基因型为Yy的豌豆连续自交，后代中YY所占比例越来越大
答案
1．C
2．C
3．D
4．D
5．D

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