第3节种群基因组成的变化与物种的形成-第1课时

第3节种群基因组成的变化与物种的形成（第1课时）（一）种群基因组成的变化生活在一定区域的同种生物全部个体的集合叫作种群。一片树林中的全部猕猴是一个种群一个池塘里所有荷花也是一个种群A.一亩农田中的全部水稻B.一片森林中的全部昆虫C.一口池塘中全部鲫鱼D.一个果园里的五棵苹果E.一片森林中的全部蛇F.一个池塘中所有的鱼G.世界上的全部的鸟下列各项属于种群的有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“大家好，我是迷倒万千少女的猿人帅哥。”“大家好，我是倾国倾城的猿人美女。”人为什么越来越帅、越来越美？请尝试用现代生物进化理论解释。性状是由基因控制的，因此研究生物的进化必须研究种群的基因组成和变化。如何分析种群的基因组成和变化？基因库一个种群中全部个体所含有的全部基因，叫作这个种群的。基因频率在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比值，叫作。基因频率例：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的基因频率是多少？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的基因频率是多少？方法1：据概念计算例：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的基因频率是多少？方法2：据基因型频率计算基因频率=纯合子基因型频率+1/2杂合子基因型频率A基因的基因频率=AA%+1/2Aa%=30%+1/2×60%=60%纯合子基因型频率：AA为30%、aa为10%杂合子基因型频率：Aa为60%（一）种群基因组成的变化用数学方法讨论基因频率的变化假设以上昆虫群体满足以下五个条件：①昆虫群体数量足够大。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。④AA、Aa、aa三种基因型昆虫的生存能力完全相同（也就是说自然选择对A、a控制的翅型性状没有作用）。⑤没有基因突变和染色体变异。遗传平衡状态（一）种群基因组成的变化在有性生殖过程中，如果符合遗传平衡，产生的雌雄配子：A60%A60%a40%a40%36%24%16%AAAaAa24%aa♀♂（一）种群基因组成的变化亲代子一代子二代子三代基因型频率AA30%Aa60%aa10%基因频率A60%a40%36%48%16%60%40%36%16%48%60%60%40%40%36%48%16%各代基因频率相同吗？基因型频率相同吗？这有什么前提条件吗？各代基因频率相同。从子一代开始。需要满足上述5个前提条件。假设种群非常大，所有的雌雄个体间都能自由交配并产生后代，没有迁入和迁出，没有自然选择，不产生基因突变：若用p代表A基因的基因频率，q代表基因a的频率p+q=1（p+q）2=1（p+q）2=p2+2pq+q2=1AA=p2Aa=2pqaa=q2（一）种群基因组成的变化在自然界，这五个条件都成立吗？①昆虫群体数量足够大。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。④AA、Aa、aa三种基因型昆虫的生存能力完全相同（也就是说自然选择对A、a控制的翅型性状没有作用）。⑤没有基因突变和染色体变异。独特的求偶行为——体现性别的选择（一）种群基因组成的变化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。（一）种群基因组成的变化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，种群的基因频率会变化吗？。引起种群基因频率发生改变的原因可能使什么？为什么突变能够作为生物进化的原材料呢？基因突变、基因重组和染色体变异，其中，基因突变和染色体变异统称为突变。例如：一个果蝇约有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？2×104×10-5×108=2×107基因A2的频率可能会怎样变化？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，这往往取决于生物生存的环境。基因型分别为Ss和ss的桦尺蛾杂交，子代一定是黑色的吗？产生的新的基因怎样才能保留下来？产生有利变异的个体，其后代不一定也是有利变异的个体，个体最终会死亡，但基因却能够随着生殖而延续，因此研究生物的进化，仅眼睛个体的表型是不够的，还需要研究群体基因组成的变化，这个群体就是种群。就是种群基因频率发生变化的过程。