第2節(jié)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容一、種群基因頻率的改變與生物進(jìn)化探究活動(dòng)（一）情景：如果在灰色翅（基因型為aa)昆蟲的群體中偶然出現(xiàn)一只綠色翅（Aa)的變異個(gè)體，且綠色比灰色更不容易被敵害發(fā)現(xiàn)。討論題目：1.根據(jù)達(dá)爾文“適者生存、不適者淘汰”的觀點(diǎn)該綠色個(gè)體一定能被選擇下來嗎？2.如果該綠色個(gè)體能很好的生活下來，它體內(nèi)的A基因怎樣才能傳遞給后代？3、如果Aa與其他個(gè)體交配生殖，后代還會(huì)是綠色嗎？

個(gè)體的基因型也會(huì)隨著個(gè)體的死亡而消失，但決定表現(xiàn)型的基因卻可以通過有性生殖來傳給后代.后代會(huì)發(fā)生性狀分離，出現(xiàn)aa的個(gè)體。探究活動(dòng)（二）1.怎樣的一群個(gè)體可以稱為種群呢？實(shí)際上，在自然界中，每個(gè)物種總是分成一個(gè)一個(gè)或大或小的群體，這些群體就是不同的種群2.一個(gè)生物的“種”或“物種”與種群又有什么區(qū)別呢？生活在一定區(qū)域的同種生物的全部個(gè)體叫做種群現(xiàn)在練練吧！以下描述是種群?jiǎn)幔?.一片草地上的全部蛇。2.我國(guó)長(zhǎng)江流域的全部白暨豚。3.一個(gè)池塘內(nèi)的所有魚。4.一個(gè)寺廟里的全部和尚。5.琿春一中里的全部楊樹思考？一個(gè)種群中的個(gè)體是機(jī)械地集合在一起嗎？一個(gè)種群中的個(gè)體是能自由交配、繁殖的，因此種群是生物繁殖的基本單位探究活動(dòng)（三）1.什么是基因庫(kù)？基因頻率的含義是什么？一個(gè)種群中全部個(gè)體所含有的全部基因叫這個(gè)種群的基因庫(kù)。在一個(gè)種群基因庫(kù)中，某基因占全部等位基因數(shù)的比率叫做基因頻率。在一個(gè)種群中，某基因型個(gè)體占全部個(gè)體的比率?；蛐皖l率：有關(guān)基因頻率的計(jì)算1．常染色體遺傳方面的基因頻率計(jì)算①通過基因型個(gè)數(shù)計(jì)算基因頻率基因頻率=種群中該基因的總數(shù)／種群中該等位基因的總數(shù)。

例1：從某個(gè)種群中隨機(jī)抽出100個(gè)個(gè)體，測(cè)知基因型為AA、Aa和aa的個(gè)體分別是30、60和10個(gè)，求A，A的基因頻率。②通過基因型頻率計(jì)算基因頻率一個(gè)等位基因頻率=該等位基因純合子的頻率+1/2雜合子的頻率例2：從某種生物種群中隨機(jī)抽出一定數(shù)量的個(gè)體，其中基因型為AA的個(gè)體占24%，基因型為Aa的個(gè)體占72%，基因型為aa的個(gè)體占4%，基因A和基因a的頻率分別是()A.24%72%B.36%64%C.57%43%D.60%

40%按基因型頻率計(jì)算：A=AA＋1/2Aa=24%＋1/2×72%=60%a=aa＋1/2Aa=4%＋1/2×72%=40%有關(guān)基因頻率的計(jì)算探究活動(dòng)（三）遺傳平衡狀態(tài)3.用數(shù)學(xué)方法討論基因頻率的改變假設(shè)討論題2中的群體滿足以下五個(gè)條件：①昆蟲群體數(shù)量足夠大，②全部的雌雄個(gè)體間都能自由交配并能產(chǎn)生后代，③沒有遷入與遷出，④AA、Aa、aa三種基因型昆蟲的生存能力完全相同（也就是說自然選擇對(duì)A、a控制的翅型性狀沒有作用）⑤也沒有基因突變和染色體變異。計(jì)算：

(1)子一代、子二代、子三代的基因頻率與基因型頻率在有性生殖過程中，如果符合遺傳平衡，產(chǎn)生的雌雄配子：

A60%A60%a40%a40%36%24%16%AAAaAa24%aa卵子精子

親代子一代

子二代

子三代基因型頻率AA30%Aa60%aa10%基因頻率A60%a40%36%48%16%60%40%36%16%48%60%60%40%40%（2）分析各代基因頻率與基因型頻率相同嗎？

36%48%16%遺傳平衡定律（哈代-溫伯格定律）如果一個(gè)種群符合下列條件：⒈種群是極大的；⒉種群個(gè)體間的交配是隨機(jī)的，也就是說種群中每一個(gè)個(gè)體與種群中其他個(gè)體的交配機(jī)會(huì)是相等的；⒊沒有突變產(chǎn)生⒋種群之間不存在個(gè)體的遷移或基因交流⒌沒有自然選擇；那么，這個(gè)種群的基因頻率（包括基因型）就可以一代代穩(wěn)定不變，保持平衡。（遺傳平衡的種群是理想的種群）。如果用p代表A基因的基因頻率，q代表基因a的頻率，那么（p+q）2=p2+2pq+q2=1；

p+q=1；AA=p2；Aa=2pq；aa=q2；運(yùn)用遺傳平衡公式：例3：在某一個(gè)種群中，已調(diào)查得知，隱性性狀者（等位基因用A、a表示）占16%，那么該種群的AA、Aa基因型個(gè)體出現(xiàn)的概率分別為：A.0.36、0.48B.0.36、0.24C.0.16、0.48D.0.48、0.36第一步已知隱性性狀者即aa的基因型頻率為16%，那么a基因的頻率為0.4、A的基因頻率為1-0.4=0.6。第二步將其看作在理想的狀態(tài)下，運(yùn)用遺傳平衡公式進(jìn)行計(jì)算：AA%=A%×A%=0.6×0.6=0.36；Aa%=2×A%×a%=2×0.6×0.4=0.48有關(guān)基因頻率的計(jì)算（3）上述計(jì)算結(jié)果是在滿足五個(gè)假設(shè)條件的基礎(chǔ)上計(jì)算的，對(duì)自然界的種群來說，這五個(gè)條件都能成立嗎？特別是如果第⑤點(diǎn)假設(shè)成立這與前面我們所學(xué)的基因突變的哪個(gè)特點(diǎn)相違背？基因突變與基因頻率的改變有什么關(guān)系？普遍存在隨機(jī)發(fā)生突變頻率很低多數(shù)對(duì)生物體是有害的不定向的基因突變可產(chǎn)生新基因(等位基因)，基因突變是可遺傳變異的根本來源；是基因頻率改變的基礎(chǔ)。

遺傳平衡所指的種群是理想種群，在自然條件下，這樣的種群是不存在的。所以種群基因頻率遲早要發(fā)生變化，所以種群的進(jìn)化是必然的。思考：生物自發(fā)突變的頻率很低，且大多數(shù)突變對(duì)生物體是有害的，它為何還能作為生物進(jìn)化的原材料呢？

例果蠅約有104對(duì)基因，假定每個(gè)基因的突變率都是10－5，若有一個(gè)中等數(shù)量的果蠅種群（約有108個(gè)個(gè)體），那么每一代出現(xiàn)基因突變數(shù)是多少呢？2×104×10－5個(gè)體×108種群=2

×107不可以遺傳的變異可遺傳的變異基因突變?nèi)旧w變異基因重組突變突變和基因重組產(chǎn)生生物進(jìn)化的原材料突變產(chǎn)生等位基因基因重組多種多樣的基因型種群出現(xiàn)大量的可遺傳變異變異是不定向的形成了進(jìn)化的原材料（1）根據(jù)前面所學(xué)的你能做出假設(shè)嗎？探究活動(dòng)（四）“探究自然選擇對(duì)種群基因頻率的影響”ss長(zhǎng)滿地衣的樹干上的樺尺蠖

黑褐色樹干上的樺尺蠖

自然選擇可以使種群的基因頻率定向改變探究活動(dòng)（三）2）現(xiàn)在我們用數(shù)學(xué)方法來討論一下樺尺蠖基因頻率變化的原因。1870年樺尺蠖的基因型頻率為SS10%；Ss20%；ss70%，在樹干變黑這一環(huán)境條件下假如樹干變黑不利于樺尺蠖的生存，使得種群中淺色個(gè)體每年減少10%，黑色個(gè)體每年增加10%，以后的幾年內(nèi)，樺尺蠖種群每年的基因型頻率與基因頻率是多少呢？第1年第2年第3年第4年……基因型頻率SS10%11.5%Ss20%22.9%ss70%65.6%基因頻率S20%23%s80%77%70.7%26%29.2%14.7%56.1%60.9%26.1%73.9%29.3%13.1%升高降低(3)在這個(gè)探究實(shí)驗(yàn)中根據(jù)上面的數(shù)據(jù)分析，變黑的環(huán)境對(duì)樺尺蠖產(chǎn)生了什么樣的影響？變黑的環(huán)境對(duì)樺尺蠖淺色個(gè)體的出生率有影響嗎？(4)在自然選擇中，直接受選擇的是基因型還是表現(xiàn)型？變黑的環(huán)境使控制淺色的s基因頻率減少，S基因頻率增加。許多淺色個(gè)體可能在沒有交配、產(chǎn)卵前就已被天敵捕食天敵看到的是樺尺蠖的體色（表現(xiàn)型）而不是控制體色的基因原因：淘汰不利變異基因、積累有利變異基因結(jié)果：使基因頻率定向改變。結(jié)論：自然選擇決定生物進(jìn)化的方向自然選擇對(duì)種群基因頻率的影響變異是不定向的不利變異被淘汰,有利變異逐漸積累經(jīng)過自然選擇種群的基因頻率發(fā)生定向改變生物朝一定方向緩慢進(jìn)化自然選擇表現(xiàn)型基因型基因頻率直接間接6.某島嶼上存在著尺蛾的兩個(gè)變種，該地區(qū)原為森林，后建設(shè)成工業(yè)區(qū)。下表為該地區(qū)不同時(shí)期的兩個(gè)變種尺蛾的數(shù)量比。這些變產(chǎn)生的原因是A．灰尺蛾遷離，黑尺蛾遷入B．工業(yè)煤煙使灰尺蛾變成黑尺蛾C．自然選擇作用D．人工選擇的作用7.用現(xiàn)代生物進(jìn)化理論分析解釋狼的進(jìn)化過程。(1)狼群中存在不同類型的個(gè)體，如有跑得快的，有跑得慢的。它說明生物具有______的特性，而這種特性是生物進(jìn)化的

。(2)隨著環(huán)境的改變，食物稀少，跑得快、兇猛的狼才能獲得食物生存下去。這樣，食物、環(huán)境對(duì)狼起了______作用，而這種作用是______的，它決定著生物進(jìn)化的______。森林時(shí)期工業(yè)時(shí)期灰蛾黑蛾灰蛾黑蛾99%1%1%99%變異原材料選擇方向定向的C2.伴X遺傳方面的基因頻率計(jì)算這類題目的特殊點(diǎn)是：X染色體總數(shù)的正確計(jì)算，因?yàn)槟行灾兄挥幸粋€(gè)X染色體，所以計(jì)算男性X染色體總數(shù)時(shí)不需要乘以2，這樣就能夠得出正確的結(jié)果。有關(guān)基因頻率的計(jì)算例7：(2003年2月南京調(diào)研卷)對(duì)某校學(xué)生進(jìn)行色盲遺傳病調(diào)查研究后發(fā)現(xiàn)：780名女生中有患者23人、攜帶者52人；820名男生中有患者65人，那么該群體中色盲基因的頻率是()A.4.4%B.5.1%C.6.8%D.10.2%【解析】色盲是伴X染色體隱性遺傳，女性色盲患者的基因型是：XbXb

，女性攜帶者的基因型是：XBXb，男性色盲患者的基因型是：XbY。(男性無(wú)攜帶者)根據(jù)題意，780名女生中有患者23人、攜帶者52