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1、　　 現代生物進化理論的主要內容（一） （種群基因頻率的改變與生物進化） 主講：黃岡中學生物高級教師　童金元 一、種群是生物進化的基本單位 1、種群的概念 　　種群是生活在一定區(qū)域的同種生物的全部個體。種群是生物繁殖的基本單位。個體間彼此交配，通過繁殖將自己的基因傳遞給后代。 　　生活在這里的每一種動物、植物和微生物都構成一個個種群。生物個體通過繁殖將自己的基因傳遞給后代。 2、基因庫 　　一個種群中全部個體所含的全部基因叫做這個種群的基因庫，其中每個個體所含的基因只是基因庫的一部分。 　　這些金魚各自有自己的基因，共同構成了種群的基因庫。它們各自的基因都是基

2、因庫的一部分。個體間的差異越大，基因庫也就越大。 3、基因頻率 　　在一個種群基因庫中，某個基因占全部等位基因數的比率叫基因頻率。生物進化其實就是種群基因頻率改變的過程。 　　人類把鯽魚的后代培育成金魚，實質就是通過選擇改變基因頻率。從圖中看，顯然紅色基因的頻率顯著提高了。 基因頻率的計算： 例1、某昆蟲種群中，綠色翅的基因為A, 褐色翅的基因位a，調查發(fā)現AA、Aa、aa的個體分別占30%、60%、10%、那么A、a的基因頻率是多少？ A基因數=2×30＋60=120個 a基因數=60＋2×10=80個 A的頻率==60% a的頻率==40% 例2、抽樣調查某地100

3、位女性和100位男性發(fā)現：女性中有5位色盲患者和20位攜帶者，男性中有15位色盲患者，則該地色盲基因的頻率約是多少？ 4、基因型頻率 在一個種群中，某基因型個體占全部個體的比率。 基因型頻率的計算（遺傳平衡定律） 若A的頻率=p　　　　　a的頻率=q 則AA= p2　　　　Aa=2pq　　　　　aa=q2 p2＋2pq＋q2=1 總結： A的頻率＋a的頻率=1 AA＋Aa＋aa=1 例3、在一個足夠大的種群中，A的頻率是0.4，a的頻率是0.6，若各種條件穩(wěn)定不變，則該種群中AA、Aa、aa的基因型頻率各是____________________？ 答案：0.16　　

4、0.48　　0.36 二、突變和基因重組產生進化的原材料 基因突變產生新的等位基因，這就可能使種群的基因頻率發(fā)生變化。 實例1、由于突變和基因重組，樺尺蠖形成了不同的體色。 突變的有利和有害并不是絕對的，它取決于生物的生存環(huán)境。 實例2、在經常刮大風的海島上，無翅或殘翅的昆蟲特別多。 　　思考：自然界中生物的自然突變頻率很低，而且一般對生物體是有害的。為什么還能夠改變種群中的基因頻率呢？它為什么還能夠作為生物進化的原材料？ 　　例如：果蠅約有104對基因，假定每個基因的突變率都是10－5，若有一個中等數量的果蠅種群（約有108個個體），那么每一代出現基因突變數是多少呢

5、？ 總結： 　　基因突變產生的等位基因，通過有性生殖過程中的基因重組，可以形成多種多樣的基因型，從而使種群出現大量的可遺傳變異。由于基因突變和重組都是隨機的、不定向的，因此它們只是提供生物進化的原材料，不能決定生物進化的方向。 　　“探究自然選擇對種群基因頻率的影響” 三、自然選擇決定生物進化的方向 　　在自然選擇的作用下，種群的基因頻率會發(fā)生定向改變，導致生物朝著一定的方向不斷進化。 - 返回 - 　　 同步測試 一、單項選擇題 1、下列關于基因頻率的敘述中，正確的是（B　） A．某種群中某基因的突變率 B．某種群中某種基因的出現比例 C．

6、某種基因在基因庫中所占的比例稱為基因頻率 D．一對等位基因的基因頻率之和為1/2 2、若一個群體中，某一性狀出現的頻率增加，這很可能是（　A） A．這個性狀對環(huán)境具有很強的適應性 B．該群體中具此性狀的純合體多 C．這個性狀的出現是由環(huán)境條件引起的 D．控制這個性狀的基因為隱性 3、某植物種群中，AA個體占16%，aa個體占36%，該種群隨機交配產生的后代中AA個體百分比、A基因頻率和自交產生的后代中AA個體百分比、A基因頻率的變化依次為（C） A．增大，不變；不變，不變 B．不變，增大；增大，不變 C．不變，不變；增大，不變 D．不變，不變；不變，增大 4、在某動物種

7、群中，基因型AA占24%、Aa占72%、aa占4%。這三種基因型的個體在某一環(huán)境中的生存能力或競爭能力為AA=Aa>aa，則在長期的選擇過程中，下列較能正確表示A基因和a基因之間比例變化的圖是（D　） 5、某小麥種群中TT個體占20%，Tt個體占60%，tt個體占20%，由于某種病害導致tt個體全部死亡，則病害發(fā)生前后該種群中T的基因頻率分別是（B　） A．50%、50%　　　　　　　　　B．50%、62.5% C．62.5%、50%　　　　　　　　D．50%、100% 6、在某一人群中，調查得知，隱性性狀為16%，問該性狀不同類型的基因型頻率是多少（按AA、Aa、aa排列）（A　

8、） A．0.36　　　0.48　　　　0.16 B．0.48　　　0.36　　　　0.16 C．0.16　　　0.48　　　　0.36 D．0.16　　　0.36　　　　0.48 7、在一種群中，基因型AA的比例占25%，基因型Aa的比例占50%，基因型aa的個體比例為25%，已知基因型aa的個體無繁殖能力，基因型AA和Aa的個體的繁殖能力相當，則在隨機交配產生的后代中，具有繁殖能力的個體所占比例為（B?。? A．3/4　　　　　　　　　　　　B．8/9 C．1/9　　　　　　　　　　　　D．1/16 8、下列說法正確的是（　C） A．某池塘里的全部綠藻構成一個種群 B．種群

9、中每個個體含有該種群基因庫的全部基因 C．自然界中種群的基因頻率總在不斷變化，基因頻率的變化是使基因庫變化的原因 D．自然選擇是影響基因頻率的唯一因素 9、有關基因頻率和生物進化的關系，以下說法正確的是（A?。? A．生物只要發(fā)生進化，基因頻率就會改變 B．只有在新物種形成時才發(fā)生基因頻率的改變 C．基因頻率的改變不一定引起生物的進化 D．生物在進化過程中不一定引起基因頻率的改變 10、“基因突變對絕大多數個體是不利的，但卻是生物進化的重要因素之一?！蹦阏J為這一說法（A?。? A．正確?；蛲蛔冸m對多數個體不利，但它為自然選擇提供了材料，為物種進化奠定了基礎 B．正確?；蛲蛔?/p>

10、雖對多數個體不利，但基因突變的方向與生物進化的方向是基本一致的 C．不正確。因為基因突變不利于個體的繁殖，會導致物種絕滅 D．不正確。因為基因突變會導致個體死亡，不利于生物進化 顯示提示 提示： 　　1、基因頻率是指在一個種群基因庫中，某個基因占全部等位基因數的比率。 　　2、一個群體中，某一性狀出現的頻率增加，說明該性狀對環(huán)境具有很強的適應性，控制這個性狀的基因可能是顯性基因也可能是隱性基因，這是自然環(huán)境對生物的變異性狀進行長期選擇的結果。 　　3、根據題意可推知在種群中Aa的比率為48%，因此可以算出該種群的基因頻率A為40%，a為60%，由于沒有自然選擇，因此自由交配得

11、到的后代AA、Aa、aa的比率分別為16%、48%、36%，進而可得知AA頻率和A頻率均不發(fā)生變化。而自交后代中AA、Aa、aa的比率分別為28%、24%、48%，從而算出A頻率為40%。 　　4、由題意可知，此時A的基因頻率為：（24×2＋72）÷200=0.6，a的基因頻率為：1-0.6=0.4；又知這三種基因型的個體在某一環(huán)境中的生存能力或競爭能力為AA=Aa>aa，在自然選擇作用下，a基因傳遞給后代的概率就會下降，在后代中基因型為aa的個體頻率就會下降，a的基因頻率在0.4的基礎上下降。AA、Aa的個體頻率增加，A的基因頻率也在0.6的基礎上增加。 　　5、由題意得出病害發(fā)生前T的

12、基因頻率為（20×2＋60）÷200=50%；由于某種病害導致tt個體全部死亡，病害發(fā)生后T的基因頻率為（20×2＋60）÷（200-20×2）=62.5%。 　　6、由題意可知，該人群中隱性性狀為16%，即aa的基因型頻率為16%，在基因頻率保持不變的情況下，則a的基因頻率為0.4，A的基因頻率為0.6，AA基因型頻率為0.6×0.6=0.36，Aa的基因型頻率為2×0.6×0.4=0.48。 　　7、由于aa個體無繁殖能力，故有繁殖能力的個體中a的基因頻率為2/3÷2=1/3，A的基因頻率為1/3＋2/3÷2=2/3，自由交配產生的后代中AA占2/3×2/3=4/9；Aa占2/3×1/

13、3×2=4/9；aa占1/3×1/3=1/9，aa無繁殖能力，有繁殖能力的個體占8/9。 　　8、某池塘里的全部綠藻不一定屬于同一個物種，不能構成一個種群；種群中不一定每個個體含有該種群基因庫的全部基因；自然界中種群的基因頻率總在不斷變化，基因頻率的變化是使基因庫變化的原因；自然選擇是影響基因頻率的因素，但不是唯一因素，除此之外，還有基因突變、染色體變異等。 　　9、種群基因頻率的改變是生物進化的實質，在生物進化的過程中，基因頻率一定會改變，但生物進化不一定會形成新物種。 　　10、基因突變一般是有害的，但有的基因突變卻是有利的。所謂有利的基因突變是指這種變異性狀對生活的適應能力更強，在

14、自然選擇中保留下來，并通過遺傳逐代積累并加強，形成新的物種。 二、簡答題 11、在一個海島上，一種海龜中有的腳趾是連趾（ww），有的腳趾是分趾（WW、Ww），連生的腳趾便于劃水，游泳能力強，分趾則游泳能力較弱。若開始時，連趾和分趾的基因頻率各為0.5，當海龜數量增加到島上食物不足時。連趾的海龜容易從海水中得到食物，分趾的海龜則不易獲得食物而餓死，若干萬年后，基因頻率變化成W為0.2，w為0.8。請問： 　?。?）該種群中所有海龜所含的基因稱為該種群的____________________?；蝾l率變化后，從理論上計算，海龜種群中連趾占整個種群的比例為__________。 　?。?）

15、導致海龜種群的基因頻率變化的原因______________________________。 　?。?）該種群是否發(fā)生了進化__________。 顯示答案 　　11、（1）基因庫　　　64% 　?。?）自然選擇導致海龜種群的基因頻率發(fā)生定向變化 　?。?）發(fā)生了進化，因為只要種群基因頻率改變，就是在進化 　　解析：基因庫是指一個種群中全部個體所含有的全部基因；由題干可知，w的基因頻率為0.8，在種群基因頻率不變的情況下，ww的個體占0.8×0.8=0.64；在自然選擇的作用下，種群的基因頻率會發(fā)生定向改變；種群基因頻率的改變是生物進化的實質，在生物進化的過程中，基因頻率一定

16、會改變，但生物進化不一定會形成新物種。 12、某植物種群，AA基因型個體占30%，aa基因型個體占20%，則： 　?。?）植物的A、a基因頻率分別是__________、__________。 　　（2）若該植物自交，后代中AA、aa基因型個體分別占__________、__________。這時，A、a的基因頻率分別是__________、__________。 　　（3）依據現代生物進化理論，這種植物在兩年中是否發(fā)生了進化？__________，原因是____________________。 　?。?）由此可知，生物進化的基本單位是__________，進化的原材料由_____

17、_____提供，是否發(fā)生進化決定于__________，進化的實質是____________________。 顯示答案 　　12、（1）55%　　　　45% 　?。?）42.5%　　　32.5%　　　55%　　　45% 　?。?）沒有發(fā)生進化　　　基因頻率沒有發(fā)生改變 　?。?）種群　　突變和基因重組　　自然選擇　　　種群基因頻率的改變 　　解析：由題意可知，Aa的基因型頻率為1－30%－20%=50%，則A基因頻率為（30×2＋50）÷200=0.55，a基因頻率為1－0.55=0.45；AA基因型個體仍占30%，aa基因型個體仍占20%，50%的Aa自交后代中，AA基因型

18、個體占12.5%，aa基因型個體占12.5%。 -END- 　　 課外拓展 為什么說個體不是生物進化的基本單位？ 　　認識生物界最直觀、最具體的對象是生物個體，因為生物的基本特征是體現在個體上的：繁殖、遺傳和變異都發(fā)生在個體上。因此，達爾文視生物個體為進化的基本單位，認為自然選擇作用的是個體，進化表現為個體在遺傳組成和性狀上的改變?，F代進化論的研究表明，個體不是進化的基本單位，理由如下。（1）就原核生物和無性繁殖的真核生物來說，來自同一親本的無性繁殖系是由遺傳上相同的個體組成的，同一克隆內的個體之間沒有遺傳差異，自然選擇作用的是無性繁殖系。（2）對于有性生殖的生物來說，

19、個體的基因型是終身不變的，無論它在自然選擇中具有多大優(yōu)勢，其基因型也不可能一成不變地傳給下一代個體，這是因為個體的基因組成來自父母雙方。但是就一個種群來說，種群中全部基因的總和（基因庫）卻可以在傳宗接代過程中維持相對穩(wěn)定，因此，自然選擇作用的是種群，本質上是種群基因庫。也可以這樣理解：種群中個體的基因來自種群基因庫，個體死亡后又通過其后代把基因歸還給基因庫。如果一個個體不能與種群中其他個體交配產生后代，這個個體在進化上就沒有意義。 -END- 　　 高考解析 例1、某人群中某常染色體顯性遺傳病的發(fā)病率為19%，一對夫婦中妻子患病，丈夫正常，他們所生的子女患該病的概率是（　

20、） A．10/19　　　　　　　　　　　　B．9/19 C．1/19　　　　　　　　　 　　　D．1/2 答案：A。 解析： 　　該病是常染色體顯性遺傳病，患病率為19%（包括AA和Aa），則正常的概率為Aa的基因型頻率為在患者中Aa占的比例為。因此，在子女中正常的概率為：，患病的概率。 例2、某植物種群中，AA個體占16%，aa個體占36%，該種群隨機交配產生的后代中AA個體百分比、A基因頻率和自交產生的后代中AA個體百分比、A基因頻率的變化依次為（?。? A．增大，不變；不變，不變　　　B．不變，增大；增大，不變 C．不變，不變；增大，不變　　　D．不變，不變；不變，增大 答案：C。 解析： 　　AA占16%，aa占36%，，所以Aa占48%，A=0.4，a=0.6。由于不存在自然選擇作用，因此種群的基因頻率不變。在隨機自由交配的情況下，根據基因平衡公式（p＋q）2=p2＋2pq＋q2，其中p2代表AA的基因型頻率，q2代表aa的基因型頻率。后代AA=0.4×0.4=16%，Aa=2×0.4×0.6=48%，aa=0.6×0.6=36%。16%AA16%AA，48%Aa48%（1/4AA＋1/2Aa＋1/4aa），AA=16%＋12%=28%。 -END-