高中生物《种群基因频率的改变与生物进化》优质教学课件
分别为30 个、60 个、10 个。 • (1) 计算S 、s 的基因频率。 • (2) 计算SS 、Ss 、ss 个体的基因型频率。
基因频率= ————————— × 100%
S ：60% s : 40%
SS ：30% Ss ：60% ss ：10%
= 纯合子的基因型频率+1/2 杂合子的基因型 频率 基因型频率= ——————— × 100%
代个体中 SS 、 Ss 、 ss 的基因型频率分别是多少？
(p+q)2=p2+2pq+q2=1
♂♀ S(p) s(q)
S(p) SS(p2) Ss(pq)
s(q) Ss(pq) ss(q2)
基因型频率
： SS ：p2 Ss ：2pq Ss ：q2
特别提醒
Байду номын сангаас
模拟活动：自然选择对种群基因频率变化的影响
种群是生物进化的基本单位
技能训练
种群是生物进化的基本单位
技能训练
种群是生物进化的基本单位
技能训练
• 2. 现有一个桦尺蠖种群，测得基因型为 SS 、 Ss 、 ss 的个体分别占 30% 、 60% 、 10% 。
• (1) 该种群产生的 S 、 s 配子的比率各是多少？ S ：60% s:
• (2)F1 的基因型频率各是多少？
• 19 世纪中期以前，桦尺蠖几乎都是浅色型的。但随着英国工业的发展，工 厂排除的煤烟将树皮熏成黑褐色。
1. 第一名同学确定生活环境 ( 白色卡或者黑色卡 ) 。 2.第二名同学随机摸取 2 粒棋子并作记录 ( 黑 - 黑或 黑 - 白：黑色桦尺蠖；白 - 白：浅色桦尺蠖 ) 。 3.第三名同学随机抽取事件卡。根据事件卡上的内容 决定这只桦尺蠖的存活状况。 4.重复以上过程多次，每隔 5 次统计结果并计算存活 个体的基因频率。
7.2 现代生物进化理论的主要内容
达尔文自然选择学说的局限性
达尔文自然选择学说的局限性
• 1. 对于遗传与变异的本质，无法做出科学的解释； • 2. 对生物进化的解释局限于个体水平； • 3. 强调物种形成都是渐变的结果，不能很好的解释物种大爆发等现象。
7.2 现代生物进化理论的主要内容
01
=SS =ss =Ss
种群是生物进化的基本单位
• 基因库：一个种群中全部个体所含有的全部基因。 • 基因频率：在一个基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率。
基因频率= ————————— × 100%
技能训练
种群是生物进化的基本单位
• 1. 某桦尺蠖种群共有100 个个体，测得基因型为SS 、Ss 、ss 的个体
(AA 、 Aa 、 aa) ， 100 对等位基因就可以产生 3100≈1048 种基因型。
现代生物进化理论——以达尔文的自然选择学说为核心
• 1. 种群是进化的基本单位。
• 进化的实质是种群基因频率的改变。
• 2. 突变和基因重组产生进化的原材料。 • 3. 自然选择决定生物进化的方向。
THANKS
认为黑色桦尺蠖出现的根本原因是什么？可遗传变异的来源还有哪些？
突变和基因重组产生进化原材料
资料分析
• 材料 1 ：染色体结构的改变会使排列在染色体上的基因数目或者排列顺序发
生改变，从而导致性状的变异。
• 材料 2 ：有性生殖的生物可以通过杂交而进行基因重组，所提供的遗传变异 巨大。假设桦尺蠖的染色体有 10 对，估计含等位基因在 4 万对以上。若无 复等位基因，那么 1 对等位基因就可以形成 3 种基因型
山东省莒县第四中学 刁志武 2017.12.22
Video
标号
“ 事件”含义
A-3
桦尺蠖存活下来。
4-5
桦尺蠖因疾病而死亡。
6-K
桦尺蠖的天敌杀死了其颜色与环境 不同的桦尺蠖。
自然选择对种群基因频率变化的影响
资料分析
• 有学者调查研究了 1850 年到 1950 年工业革命前后曼彻斯特地区的桦尺蠖 ，得到如下数据：
年份
SS
基因型 频率
Ss
ss
黑色 S 基因频率
浅色 s
1850 年 1% 7% 92% 4.5%
95.5%
1870 年 10% 20% 70% 20% 80%
1902 年 28% 12% 60% 34% 66%
1950 年 91.2% 0.8%
8% 95.2% 4.8%
资料分析
• 1. 在不同的环境中，桦尺蠖直接受选择的是基因型还是表现型？ • 2. 基因频率变化的趋势有特定的方向，是由什么决定的？ • 3. 19 世纪中叶以前，桦尺蠖几乎都是浅色型的，黑色型的桦尺蠖非常少。你
桦尺蠖 (HUÒ)
• 19 世纪中叶以前，桦尺蠖几乎都是浅色型的，黑色型的桦尺蠖非常少。你 认为黑色桦尺蠖出现的根本原因是什么？
基因突变 • 新出现的基因如何保留下来？
在种群中和其他个体不断繁殖，产生后代。
种群是生物进化的基本单位
• 使用棋子构建种群 ( 黑色代表 S 基因，白色代表 s 基因 ) 。
40%
♂♀ S(60%) s(40%)
S(60%) s(40%)
SS(36% Ss(24%
) Ss(24%)
) ss(16% )
基因型频率
： SS ：36% Ss ：48% Ss ：16%
基因频
率： S： 60% s ：40%
遗传平衡定律
• 由于基因频率保持不变，下一代的基因型频率也不会改变。
• 若 S 的基因频率用 p 表示， s 的基因频率用 q 表示，并且 p+q=1 ，则子
PART
种群基因频率的改变与生物进化
桦尺蠖 (HUÒ)
桦尺蠖 (HUÒ)
P
P
：
：
F1
F1
：
：
• 若桦尺蠖的体色是由一对等位基因 (S 、 s) 控制的，那么这一相对性状中 显性性状是？隐性性状是？并尝试写出浅色型和黑色型可能的基因型。
黑色为显性，基因型可能为 SS 、 Ss ；浅色为隐性，基因型为 ss 。
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种群基因频率的改变与生物进化ppt1 精品课件
患者，则该地色盲基因的频率约是多少？
5×2 + 20 +% = 15%
2、在一个足够大的种群中，A的频率是0.4，a的频率 是0.6，若各种条件稳定不变，则该种群中AA、Aa、
aa的基因型频率各是 中A的频率是 0.4
0.16
0.48
0.36
0.6
。该 。
种群中所有成熟个体自由交配一次，产生的后代个体
2× 104 × 10－5 × 108 =2 ×107
个体 种群
实例：在经常刮大风的海岛上，无翅
或残翅的昆虫特别多
突变的有利和有害并不是绝对的，它 取决于生物的生存环境
基因突变产生的等位基因，通过有性 生殖过程中的基因重组，可以形成多 种多样的基因型，从而使种群出现大 量的可遗传变异。由于基因突变和重 组都是随机的、不定向的，因此它们 只是提供生物进化的原材料，不能决 定生物进化的方向。
由于突变和基因重组， 桦尺蠖形成了不同的体色。
某海岛上的昆 虫出现残翅和无翅 类型
自然界中生物的自然突变频率很低，而且一般对生物体是 有害的。为什么还能够改变种群中的基因频率呢？
例如：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？
（一）种群是生物进化的基本单位
２、一个种群中全部个体所含的全部基因叫做 这个种群的基因库，其中每个个体所含的基因 只是基因库的一部分。 这些金鱼各自有 自己的基因，共同构 成了种群的基因库。 它们各自的基因都是 基因库的一部分。个 体间的差异越大，基 因库也就越大。
（一）种群是生物进化的基本单位
“探究自然选择对种群基因频率的影响”
s
s
5×2 + 20 +% = 15%
2、在一个足够大的种群中，A的频率是0.4，a的频率 是0.6，若各种条件稳定不变，则该种群中AA、Aa、
aa的基因型频率各是 中A的频率是 0.4
0.16
0.48
0.36
0.6
。该 。
种群中所有成熟个体自由交配一次，产生的后代个体
2× 104 × 10－5 × 108 =2 ×107
个体 种群
实例：在经常刮大风的海岛上，无翅
或残翅的昆虫特别多
突变的有利和有害并不是绝对的，它 取决于生物的生存环境
基因突变产生的等位基因，通过有性 生殖过程中的基因重组，可以形成多 种多样的基因型，从而使种群出现大 量的可遗传变异。由于基因突变和重 组都是随机的、不定向的，因此它们 只是提供生物进化的原材料，不能决 定生物进化的方向。
由于突变和基因重组， 桦尺蠖形成了不同的体色。
某海岛上的昆 虫出现残翅和无翅 类型
自然界中生物的自然突变频率很低，而且一般对生物体是 有害的。为什么还能够改变种群中的基因频率呢？
例如：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？
（一）种群是生物进化的基本单位
２、一个种群中全部个体所含的全部基因叫做 这个种群的基因库，其中每个个体所含的基因 只是基因库的一部分。 这些金鱼各自有 自己的基因，共同构 成了种群的基因库。 它们各自的基因都是 基因库的一部分。个 体间的差异越大，基 因库也就越大。
（一）种群是生物进化的基本单位
“探究自然选择对种群基因频率的影响”
s
s
《种群基因频率改变与生物进化》课时1(39张)-PPT优秀课件
基因库： 一个种群中全部个体所含有的全部基因。
基因频率： 在一个种群基因库中，某个基因占全部等位 基因数的比率。
基因频率和基因型频率的计算：
某昆虫种群中，绿色翅的基因为A, 褐色翅的基 因位a，调查发现AA、Aa、aa的个体分别占30、60、 10,那么A、a的基因频率是多少？（115页）
A的基因频率:
26.1% 73.9%
第4年
14.7% 29.2% 56.1% 29.3% 70.7%
……
升高 降低
第7章 第2节《种群基因频率改变与生物进化 》课时 1(39张PPT)
第7章 第2节《种群基因频率改变与生物进化 》课时 1(39张PPT)
(3)在这个探究实验中根据上面的数据分析，变黑的 环境对桦尺蠖产生了什么样的影响？变黑的环境对桦 尺蠖浅色个体的出生率有影响吗？
第7章 第2节《种群基因频率改变与生物进化 》课时 1(39张PPT)
2.个体的突变率很低，但种群的突变率高 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 个体 种群
1.某工厂有男女职工各200名，对他们进行调查时发现 ，女性色盲基因携带者为15人，女性患者1人，男性患
者14人，这个群体中色盲基因的频率应为（ C ）。
A.15% B.3.88% C.5.17% D.10.3%
2.在某一种群中，已调查得知，隐性性状者（等位基
因用A、a表示） 占16%，那么该性状的AA、Aa基因型
有性生殖的自然种群中，在符合以下五
个条件的情况下，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。
《种群基因频率的变化与生物进化》人教版高中生物必修PPT精品课件
SS
基因型频 率
Ss
ss
S
基因频率
s
第1年
第2年
10% 11.5%
20% 22.9%
70% 65.6%
20% 23%
80% 77%
第3年
13.1% 26%
60.9% 26.1% 73.9%
第4年
14.6% 29.3% 56.1% 29.3% 70.7%
……
升高 降低
三、自然选择决定生物进化的方向
(1)在这个探究实验中根据上面的数据分析，变黑的环境对桦尺蠖浅色个体的出生率有影响吗 ？
结论：突变和基因重组产生进化的原材料
三、自然选择决定生物进化的方向 探究自然选择对种群基因频率的影响
黑褐色树干上的桦尺蠖
英20世纪曼彻斯特
长满地衣的树干上的桦尺蠖
英19世纪曼彻斯特
问题：桦尺蠖种群中s基因的频率为什么越来越低？ 假设：根据前面所学的你能做出假设吗？
自然选择可以使种群的基因频率定向改变
现在我们用数学方法来讨论一下桦尺蠖基因频率变化的原因。1870年桦尺蠖的基因 型频率为SS 10% ； Ss 20%； ss 70%，在树干变黑这一环境条件下假如树干变黑不利于 浅色桦尺蠖的生存，使得种群中浅色个体每年减少10%，黑色个体每年增加10%，以后的 几年内，桦尺蠖种群每年的基因型频率与基因频率是多少呢？
3.基因库：
一个种群中全部个体所含有的全部基因。
4.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率。
基因频率＝
该基因的总数 该等位基因的总数
用数学方法讨论基因频率的变化
假设上述讨论题中的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，
高中生物7.2 种群基因频率的改变与生物进化优秀课件
回忆：现代生物进化理论的内容
一、种群基因频率的改变与生物进化
种群是生物 基因库
进化的根本
单位
基因频率
突变和重组为 生物进化提供 原材料
自然选择决定 生物进化的实质是种群基因频率 生物进化的方向 的定向改变
36% 48% 16% 60% 40%
如果满足上述五个条件，各等位基因的基因频率
和基因型频率在一代代的遗传中是稳定不变的或者
说保持着基因平衡。
哈代－温伯格平衡(遗传平衡定律)
遗传平衡定律——哈代—温伯格定律
内容：在理想状态下，各等位基因的频率和基因 型频率在遗传中是稳定不变的，及保持着基因平 衡。
Aa基因型的频率：100÷200=50%
练习1 从某种种群中随机抽200个体，测知基因型为 AA、Aa、aa个体分别为60、100、40，其中A的基 因频率是多少？AA，Aa的基因型频率？
解：这200个个体共有400个基因。
A基因频率=2(A2×A＋AAA＋a＋Aaaa×) 100%=2(26×0＋601＋001＋0040) ×100%
2A其.基如给所因果只子在怎该有代的样在，绿群群将才色体体基能个，中因传体通A即递能完过种给好很了群保后好有存性代的下生？生来殖活。，下才来能，够它将基体因内传的
不一定
思维碰撞
研究生物的进化仅仅研 究个体的表现型是否与环境 适应是不够的，还必须研究 群体的基因组成变化。
这个群体就是种群！
种群是生物进化的根本单位
a 40%
Aa 24% aa 16%
想一想：子二代、子三代以及假设干代以后，种群的基 因频率会同子一代一样吗？
亲代 子一代 子二代 子三代
基因型 AA 频率 Aa aa 基因 A 频率 a
种群基因频率的改变与生物进化
用数学方法讨论基因频率的变化——遗传平衡定律
1908年，英国数学家哈迪和德国医生温伯格分别提出关 于基因稳定性的见解。他们指出，一个有性生殖的自然种群 中，在符合以下五个条件的情况下，
1、种群很大 2、随机交配 3、没有突变和重组 4、没有个体迁入迁出 5、没有自然选择 那么，这个种群的基因频率和基因型频率在遗传中是稳 定不变的，保持平衡（这一定律又称哈迪——温伯格定律）。
SS（4%）
Ss（32%）
ss（64%）
S（20%）
s（80%）
SS
基因型频 率
Ss
ss
基因
S
频率
s
亲代 10% 20% 70% 20% 80%
F1代 4% 32% 64% 20% 80%
F2代 4% 32% 64% 20% 80%
F3代 …
4%
…
32%
…
64%
…
20%
…
80%
…
理想条件：
①该种群非常大； ②所有的雌雄个体都能自由交配； ③没有迁入和迁出；④无自然选择的作用； ⑤不发生突变。
前情回顾
1、拉马克认为生物进化的原因是： 用进废退 获得性遗传
2、达尔文自然选择学说的主要观点是： 过度繁殖-生存斗争-遗传变异-适者生存
第7章 现代生物进化理论
第2节 现代生物进化理论的主要内容
一、种群基因频率的改变与生物进化
情景：
在一片树林中，如果在灰身（基因型为aa)昆虫 的群体中偶然出现一只绿身（Aa)的变异个体，且绿 色比灰色更不容易被敌害发现。
思考：
4.利用遗传学知识，结合达尔文的自然选择学说， 请同学们讨论昆虫种群出现绿色个体后，种群会如 何进化？
种群基因频率的改变和生物进化-ppt精品课件
？突变一定有利或有害吗?
取决于生物的生存环境
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
？突变和基因重组能决定生物 进化的方向吗？
形成了进化的原材料
结论：突变和基因重组只产生生物进化的原材料，不能 决定生物进化的方向。
某海岛上残翅和无翅昆虫
7 . 2 . 1种群基 因频率 的改变 和生物 进化( 共17张 PPT)
×100%
（2 × 女性个体数+男性个体数）
7 . 2 . 1种群基 因频率 的改变 和生物 进化( 共17张 PPT)
7 . 2 . 1种群基 因频率 的改变 和生物 进化( 共17张 PPT)
思考讨论：用数学方法讨论基因频率的变化
若亲代昆虫中的种群满足以下五个条件： 遗传平衡状态
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自然选择对A、a 控制的翅型性状没有作用⑤也没有基因突变和染色体变异。
7 . 2 . 1种群基 因频率 的改变 和生物 进化( 共17张 PPT)
(二)
基因库
1.定义：一个种群中全部个体所含有的全部基因。
2.基因频率
在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因的比 率，叫做基因频率。
基因频率= 该基因某及基其因等的位总基数因的总数×100%
3.基因型频率：某种基因型个体占种群总数的比例。
基因型 频率
基因频 率
亲代 AA Aa aa A a
30% 60% 10% 60% 40%
子一代 36% 48% 16% 60% 40%
子二代 36% 48% 16% 60% 40%
子三代 36% 48% 16% 60% 40%
取决于生物的生存环境
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
？突变和基因重组能决定生物 进化的方向吗？
形成了进化的原材料
结论：突变和基因重组只产生生物进化的原材料，不能 决定生物进化的方向。
某海岛上残翅和无翅昆虫
7 . 2 . 1种群基 因频率 的改变 和生物 进化( 共17张 PPT)
×100%
（2 × 女性个体数+男性个体数）
7 . 2 . 1种群基 因频率 的改变 和生物 进化( 共17张 PPT)
7 . 2 . 1种群基 因频率 的改变 和生物 进化( 共17张 PPT)
思考讨论：用数学方法讨论基因频率的变化
若亲代昆虫中的种群满足以下五个条件： 遗传平衡状态
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自然选择对A、a 控制的翅型性状没有作用⑤也没有基因突变和染色体变异。
7 . 2 . 1种群基 因频率 的改变 和生物 进化( 共17张 PPT)
(二)
基因库
1.定义：一个种群中全部个体所含有的全部基因。
2.基因频率
在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因的比 率，叫做基因频率。
基因频率= 该基因某及基其因等的位总基数因的总数×100%
3.基因型频率：某种基因型个体占种群总数的比例。
基因型 频率
基因频 率
亲代 AA Aa aa A a
30% 60% 10% 60% 40%
子一代 36% 48% 16% 60% 40%
子二代 36% 48% 16% 60% 40%
子三代 36% 48% 16% 60% 40%
新版 《种群基因频率改变与生物进化》课时 1(39张PPT)学习演示PPT课件
种群中该对等位基因的总数=个体总数 X 2
(2)通过基因型频率计算基因频率
某基因型的个体数
基因型频率=
个体总数
基因频率=
纯合子基因型的频率+1/2杂合子基因型的频率
1．已知人眼的褐色（A）对蓝色（a）是显性。在一
个有3000人的人群中，蓝眼的人360人，褐眼纯合子
的有1200人，其中杂合子有1440人。那么，在这一个
4.据调查，某校学生中基因型的比例为XB XB（42.32%） 、 XB Xb （7.36%）、 XbXb （0.32%）、 XBY （46%）、 Xb Y（4%），则该地区 XB和 Xb 的基因频率分别是
（ D）
A.6%、8%
B.8%、92%
C.78%、92% D.92%、8%
哈迪-温伯格定律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？特别是如果第⑤点假设（⑤基因A和a都不产生 突变,即没有基因突变和染色体变异。）成立，这与 前面我们所学的基因突变的哪个特性相违背？
一、种群是生物进化的基本单位 种群:
生活在一定区域的同种生物的全部个体叫做种群。
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。
“物种”与“种群”的区别？
物种可以分布在不同的自然界的不同区域，自然界 的物种实际上是以一个个种群存在的。
种群是生活在一定区域的同种生物的全部个体，是物 种繁衍、进化的基本单位。
基因 AA 型频 Aa 率 aa
基因 A 频率 a
亲代 30% 60% 10% 60% 40%
子一代
36% 48% 16% 60% 40%
子二代
36% 48% 16% 60%