种群基因频率的改变与生物进化
假设某种群中显性纯合子占的比例为D，杂合子占的比例为 H，隐性纯合子占的比例为R，则种群中显性基因的频率为 D＋H/2，隐性基因的频率为R＋H/2。
例题2
在一个自由交配的种群中，如AA个体占18％，Aa个体占82 ％，假设隐性个体全部淘汰，试计算这个种群中A和a的基 因频率？
解析：套用上述公式，D＝18％，H＝82％，R＝0。
答案：A的基因频率是59％，a的基因频率是41％。
3. 依据遗传平衡公式求基因频率
公式
遗传平衡公式是由英国数学家哈迪（G· H· Handy）和德国医生 温伯格（W· weiberg）分别提出来的关于基因频率稳定的见解。 他们提出，在一定条件的情况下，群体的基因频率和基因型频 率保持平衡。 可以用下列数学式表示：p＋q＝1， （p＋q）2＝1，其中p表示 显性等位基因的频率，q表示隐性等位基因的频率， p2表示显性 纯合子的基因型频率， q2表示隐性纯合子的基因型频率，2pq表 示杂合子的基因型频率。
基因重组产生 多样的基因型
出现大量
可遗传的 变异
基 因 库
三、自然选择决定生物进化的方向
突变和基因重组是随机的、不定向的。
自然选择决定生物进化的方向。
具有有利变异的个体基因频率 具有不利变异的个体基因频率 一般个体 在自然选择 的作用下
基因频率会发 生定向改变
某种群基因库 某种群基因库
2. 通过基因型频率求基因频率
例题 3
人的白化病决定于隐性基因a，纯合子aa才表现为白化病，经过 调查某人群中每10000人有一个白化病人，求白化病基因及其显 性基因的频率。 解析：可以把该人群看作是一个平衡的群体，根据遗传平衡公 式，可知q2 ＝1/10000，容易求出a的基因频率q＝0.01，则p＝1 －q＝1－0.01＝0.99。
（一）突变
基因突变和染色体变异统称为突变。
基因突变：DNA分子中发生碱基的替换、增添和缺 失，而引起的基因结构的改变。 染色体变异：染色体大小、结构和数目的改变。 单个基因的突变率很低，但种群的突变率并不低。
基因突变
染色体变异
突 变
（二）可遗传的变异
达尔文明确指出：可遗传的变异是生物进化 的原材料。 现代遗传学研究表明：可遗传的变异来源于 基因突变、基因重组和染色体变异。
一、种群基因频率的改变与生物进化
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、种群是生物进化的基本单位
（一）种群
1.概念
生活在一定区域内 同种生物的全部个 体叫做种群。
企鹅种群
2、理解
⑴种群是生物的繁殖单位
⑵研究生物的进化，必修研究有利基因
在群体中扩散，形成群体基因组成的变 化。
情景假设（一）： ⑴某昆虫种群的雌雄个体间能自由交配并产生后 代。 ⑵没有个体的迁入和迁出 ⑶自然选择对翅色这一相对性状没有作用 ⑷基因A和a都不产生突变
结论（一）：在这些假设的基础上， 种群的基因频率不会发生改变，也 就是说种群的基因组成没有变化
情景假设（二）：突变和基因重组对基因 突变的影响：
⑴可遗传的变异是生物进化的原材料
⑵突变和基因重组
结论二： 突变和重组都能改变种群基因频率，由于这 些变异都是随机、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。
情景假设三：自然选择对种群基 因频率变化的影响：
1，假设由于环境的改变，灰色翅色的昆 虫很难生存 结论三：在自然选择的作用下，种群的 基因频率会发生定向改变，导致生物朝 着一定的方向不断进化
基因突变
基因重组 染色体变异
可遗传 的变异
（三）突变、基因重组和进化的原材料
突变产生新的等位基因，可能改变种群的基因频率。
新的等位基因在有性生殖过程中，通过基因重组，形成 多样的基因型，产生大量可遗传的变异，是生物进化的 原材料。 有性生殖 基因突变产生
基 因 库
等位基因 染色体变异 改变遗传物质
A．24％，72％ C．57％，43％ B．36％，64％ D．60％，40％
解析：假设抽样个体数量为100，然后确定每种基因型的个体数， 再计算单个基因的个数。
答案：D
二、模拟探究：用数学的方法 讨论基因频率的变化和生物进 化的关系
目的：用不同颜色的棋子代表一对等位基因，模拟种 群个体通过配子将遗传基因传递给子代的过程，探究 种群基因频率的改变与生物进化的关系。
（二）基因库
一个种群中全部个体所含有
的全
在一个种群基因库中，某个基因占全 部等位基因数的比例。
1. 通过基因型求基因频率
公式
某基因频率＝某基因的数目÷ 等位基因的总数
例题 1
在一个种群中随机抽出一定数量的个体，其中基因型为AA的个 体占24％，基因型为Aa的个体占72％，基因型为aa的个体占4％， 那么基因A和a的频率分别是（ ）
种群基因频率的改变与生物进化
a a 100% Aa
A=60% a=40%
例3 在一个种群中随机抽取一定数量的个体，其中基因型AA 的个体占12%，基因型Aa的个体占76%，基因型aa的个体占 12%，那么基因A和a频率分别是多少？
A＝AA基因型频率＋1/2Aa基因型频率 a＝aa基因型频率＋1/2Aa基因型频率
不是
探究活动二： 怎样的一群个体可以称为种群呢？
例1：下列实例是否是种群。 （1）一片森林中所有的蛇。 不是 （2）一个池塘中所有的青蛙。 不是 （3）微山湖中所有的鲤鱼。 是
探究活动三： 什么是基因库和基因频率？ 对于一个种群如何得知某个基因频率的大小呢？
例2 假设从某个昆虫种群中随机抽取100个个体，绿色翅的 基因为A，褐色翅的基因为a，测得基因型为AA、Aa、aa的 个体分别是30、60、10，计算基因的频率。
A 在基因突变过程中产生的等位基因，经过有性生殖产 生基因重组
B 突变是生物进化的原材料之一 C 突变频率低且都是有害的 D 突变的有害和有利不是绝对的，它取决于生物的踪训练【1】（1）
亲代基因型的 频率
AA(30 %)
Aa(60%)
aa(10%)
配子的频率
子代基因型频 率
子代基因频率
A (30%) A(30%)、a( 30%) a( 10%)
AA( ) Aa( )
aa( )
A( )
a( )
♀ ♂
A(60%)
A(60%) 36%AA
a(40%)
问题讨论： ①该变异对于昆虫的存活有什么影响？
有利于昆虫躲避天敌，增加生存并繁殖后代的机会
②该绿色个体能一直生存下去吗？
生物个体总会因为各种各样的原因死亡，例如天敌的捕食、疾病、衰老等等
山东省枣庄市第八中学高中生物7.2.1种群基因频率的改变与生物进化教案新人教版必修2
种群基因频率改变与生物进化
教 学 目 标
知识目标
1．解释种群、种群基因库、基因频率的概念。
2．运用数学方法讨论种群基因频率的变化和相关计算。
3.说明突变和基因重组、自然选择在生物进化过程中的作用。
能力目标
1. 运用数学方法讨论种群基因频率的变化。
2. 运用生物进化观点解释一些生物现象。
情感态度和价值观目标 形成生物进化的观点 重 点 1．基因频率的概念。
2．突变和基因重组、自然选择在生物进化过程中的作用。
难 点
1．基因频率的概念和计算方法。
2．自然选择在生物进化过程中的作用。
知 识 点
1．种群、种群基因库、基因频率的概念。
2. 突变和基因重组、自然选择在生物进化过程中的作用 考 试 点
1．种群及与之有关的概念剖析。
2. 有关基因频率和基因型频率的计算。
能 力 点 基因频率的概念和计算
自主探究点
1. 哈代一温伯格平衡(遗传平衡定律)
2. X 染色体上基因的基因频率计算
易错易混点 基因库、基因频率和基因型频率 训 练 点
1．种群及与之有关的概念剖析。
2. 有关基因频率和基因型频率的计算。
拓 展 点
1. 哈代一温伯格平衡(遗传平衡定律)
2. X 染色体上基因的基因频率计算
教法与学法
1． 教师讲述、启发与学生阅读、思考、探究相结合。
2.学案导学
教学模式 学案导学
教 具
多媒体课件、学案。
现代生物进化理论的主要内容-种群基因频率的改变与生物进化(共35张PPT)
2× 104 × 10－5 × 108 =2 ×107
个体
种群
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
突变
基
基因突 变
因
染色 体变 异
重 组
（二）突变和基因重组产生进化的原材料
基因突变产生新的等位基因，这就可能使种群 的基因频率发生变化。
由于突变和基因重组， 桦尺蠖形成了不同的体色。
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：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），
中V的基因频率约是
A.43%
√B.48%
C.52% D.57%
4、某校共有学生1600人，红绿色盲遗传病 调查研究后发现，该群体中色盲基因的 频率是6.8%，780名女生中有患者23人，携 带者52人，男生中色盲的人数约为( )
√
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：
①昆虫种群非常大，②所有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自然选择对翅色 这一相对性状没有作用⑤基因A和a都不产生突变
D.基因突变可改变基因库的组成 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
现代生物进化理论的主要内容 一片草地上的全部植物 一、种群基因频率的改变与生物进化
基因频率的计算
⑴通过基因型个体数量计算基因频率
种群基因频率的改变与生物进化
种群基因频率的改变与生物进化第1课时种群基因频率的改变与生物进化[学习目标] 1.评释种群、基因库和基因频率的概念。
2.种群基因频率的谋略和影响因素。
3.评释生物进化的实质。
一、种群是生物进化的基本单位1．种群的概念及特点(1)概念：生活在一定地区的同种生物的全部个别。
如一片树林中的全部猕猴或一个湖泊中的所有鲤鱼都可以看作一个种群。
(2)特点：种群是生物进化的基本单位，种群中的个别彼此可以交配，议决交配繁殖将各自的基因传给后代。
种群也是生物繁殖的基本单位。
2．基因库一个种群中全部个别所含有的全部基因叫做这个种群的基因库。
3．基因频率(1)概念：在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率。
(2)谋略：基因频率＝种群中某基因的总数该基因及其等位基因的总数×100%。
(3)影响因素：突变、选择、迁移等。
例1下列关于种群的叙述中，不正确的是()A．种群是生物进化的基本单位B．种群内个别间彼此可以交配，并议决繁殖将各自的基因传给后代C．两个池塘内的全部田鸡是一个种群D．一个树林中的全部杜鹃是一个种群答案C剖析在一定地区内(即联合所在)同种生物的全部个别叫做种群，两个池塘内的全部田鸡，属于两个种群。
例2某相对独立的海岛上，原有果蝇20 000只，此中基因型为AA、Aa和aa的果蝇分别占15%、55%和30%。
若此时从岛外侵犯了2 000只基因型为AA的果蝇，且所有果蝇均随机交配，则理论上F1中A的基因频率约是()A．43% B．48%C．52% D．57%答案 B剖析 原海岛上基因型为AA 的果蝇的数量为20 000×15%＝3 000只，基因型为Aa 的果蝇数量为20 000×55%＝11 000只，基因型为aa 的果蝇数量为20 000×30%＝6 000 只，侵占2 000只基因型为AA 的果蝇后，基因型为AA 的果蝇数量为5 000只，该岛上果蝇种群总数量为22 000只，所以各种基因型的果蝇的基因型频率分别为AA ＝5 000÷22 000＝522，Aa ＝11 000÷22 000＝1122，aa ＝6 000÷22 000＝622，故A 的基因频率＝522＋12×1122＝2144≈48%。
种群基因频率的改变与生物进化
群体是生物进化的研究对象
1、个体中有利变异的基因无法通过长生不老永
远的保存在体内。
2、有利变异的基因只有在群体中通过有性繁殖
才能世代延续。
观察下列图片，总结它们有什么共同特征
一根树枝上的全部猕猴
一片农田中的全部玉米
一片草地上的所有蒲公英
一群返乡途中的黑颈鹤
什么是种群？
生活在一定区域的同种生物的全部 个体叫做种群。
基因频率的计算
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的个体分别为30、60、 10个、那么A因数
全部等位基因数
基因总数=（60+30+10）×2=200个 A基因数量为2×30+60=120个 a基因数量为2×10+60=80个
种群基因频率的改变与生物进化
——种群是生物进化的基本单位
2013级4班 王洋英
复习：
1、达尔文的自然选择学说内容。
2、达尔文的自然选择学说有何局限性？ 3、什么才是生物进化研究的对象？
如果在灰色翅（基因型为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 不容易被敌害发现。 1.这一有利变异个体能永 远生存下去吗？ 2.它体内的A基因要通过 什么样的方式才能保存下 去？
A基因频率为120/200=60%
a基因频率为80/200=40%
下列属于种群的是？
A、一块水田里的全部水稻 、水草 B、一块稻田里的全部幼蚜、有翅、无翅的成蚜 C、一块朽木上的全部真菌 D、一个池塘中全部鱼
种群的基本特征
1、种群中的个体并不是机械的集合在一起， 而是彼此之间可以交配，并通过繁殖将各自 的基因传给后代。
种群基因频率的改变与生物进化课件2021-2022学年高一下学期生物人教版必修
全部等位基因的总数
（4）基因型频率：在一个种群基因库中，某个基因型的个体占个体总数的比率。
基因型频率 = 种群中该基因型个体的数目 × 100%
全部个体的总数用数学Fra bibliotek法讨论基因频率的变化
1
假设上述昆虫种群非常大
2 所有的雌雄个体间都能自由交配并产生后代
3
没有迁入和迁出
4 自然选择对翅色这一相对性状没有作用
因A2，种群的基因频率会发生变化吗？
基因A2的频率可能会怎样变化。 生物进化的实质是 基因频率 发生改变。
二 突变和基因重组产生进化的原材料
自然界，生物自发突变的频率很低，而且突变大多 数是有害的，为什么还能够作为生物进化的原材料的呢？
果蝇约有104对基因，假定每个基因的突变率是10－5， 一个约有109个果蝇的种群每一代出现的基因突变数是多少？
种群的基因频率会同子一代一样吗?
用数学方法讨论基因频率的变化
1
假设上述昆虫种群非常大
2 所有的雌雄个体间都能自由交配并产生后代
3
没有迁入和迁出
4 自然选择对翅色这一相对性状没有作用
5
基因A和a都不产生突变
亲代
AA
基因型频率 （30％）
Aa （60％）
aa （10％）
配子比率 A_3_0_％__ A _3_0_％__ a _3_0_％__ a _1_0_％__
ss
基因 S
频率
s
讨论：
第1年 10% 20% 70% 20% 80%
第2年 11.5% 22.9% 65.6% 23% 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%
种群基因频率的改变与生物进化教学设计
种群基因频率的改变与生物进化-----教学设计一、教案背景1、面对学生：高中2、学科：生物3、学生准备：（1）复习孟德尔分离定律（2）预习本节的内容熟悉种群、基因库、基因频率等基本概念（3）查阅与现代生物进化理论有关的资料二、教学课题人教版必修二《遗传与进化》第七章第二节第一部分——种群基因频率的改变与生物进化教材分析“种群基因频率的改变与生物进化”是人教版高中生物必修2第七章第二节第1部分的内容。
这是一节理论性非常强的课，表面上看似简单，但要从数学角度量化生物进化的本质，难度还是比较大的。
根据《生物课程标准》对本节课的要求，教学中应在简单评价了达尔文进化理论具有一定的历史局限性之后，着重于“从性状水平深入到基因水平，从个体水平上升华到种群水平”方面的阐述，使原有进化理论得以修正和扩展。
教学目标1、知识目标：解释种群、种群基因库、基因频率等概念。
2、能力目标：（1）解释生物界的现象，培养学生理论联系实际，正确认识自然的能力以及分析问题和解决问题能力。
（2）基因频率的计算，掌握运用具体科学方法的能力。
3、情感目标：形成生物进化的观点。
探讨生物进化思想对人们观念的影响。
课时安排：2课时，本节为第一课时三、重点难点（1）教学重点：种群、种群基因库、基因频率等概念。
（2）教学重点：基因频率的概念及运算；、生物进化的本质是种群基因频率的改变。
四、教学方法教法：本节课主要采取以启发式教学原则为基础，适当地加以讲授法、讨论法、自学阅读法、综合分析法等。
学法：在学法指导上采用知识迁移法，逻辑推理分析与总结方法等。
五、教学准备结合教参，和他人优秀教案进行教学设计，在百度文库中搜索《种群基因频率的改变与生物进化》ppt课件进行选择、修改、补充、整理等处理使之更加适合课堂教学。
六、教学过程1、引入【百度搜索】视频/programs/view/xo-Nlye8H8A先让学生观看一段表面看似“搞笑”，实质隐含了关于生物进化信息的视频，通过视频内容的讨论，可看出达尔文的自然选择学说中的某些观点与现代遗传学所揭示的遗传和变异的本质之间有冲突，进而导入本节课要探究的问题—种群基因频率的改变与生物进化。
高二上学期生物必修二 7.2.1种群基因频率的改变与生物进化
4、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。为什么还能够作为生物进化的 原材料呢？
a.种群中每一代都会产生大量的突变
种群是由许多个体组成的，每个个体的每一 个细胞内都有成千上万个基因，这样，每一 代就会产生大量的突变。
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？
3. 等位基因的频率之和等于1。
巩固练习：
1、下列关于基因库的叙述正确的是 ( )C
A一个种群中一个个体所含有的全部基因叫做这个种群 的基因库
B一个种群中全部个体所含有的显性基因叫做这个种群 的基因库
C一个种群中全部个体所含有的全部基因叫做这个种群 的基因库
D一个种群的基因库会随着种群中一代一代的死亡而消 减和灭亡
第二：种群中充分的随机交配也是不现 实的，也就是说不同基因型的卵细胞和 精子结合的机会不会是均等的。
第三：基因突变每时每刻都有可能发生
第四：由于各种原因，种群中有的个体 会迁出该群体，相反的可能，有的同种 的外来个体会迁入该种群。 第五：在自然界中，自然选择是不可抗拒 的，始终对种群发挥作用
影响基因频率的因素
推论3：有利变 异逐代积累， 生物不断进化 出新类型
1、贡献：
（1）相对系统地解释了生物进化的原因
(四)评价
（2）揭示了生命现象存在统一性是由于所有的生物
都是由共同的原始祖先进化而来的；较好地解释了
生物的多样性和适应性
（3）反对神创论和物种不变论，为辩证唯物主义世界观提供了 有力的武器
2、局限性：
1、虎体内有成千上万个基因，如果把你想成 虎体内的一个基因,你会选择做怎样的基因呢?
高中生物人教版必修二《第七章第二节种群基因频率的改变与生物进化》课件
（1）树干变黑会影响桦尺蠖种群中浅色个体的出生率吗？ 为什么？
会，许多浅色个体可能在没有交配、产卵前就已被天敌捕食
（2）在自然选择中，直接受选择的是基因型还是表现型？
天敌看到的是桦尺蠖的体色（表现型）而不是控制体色的基因
（三）自然选择决定生物进化的方向
变异是 自然选择 不定向的
不利变异被淘汰, 有利变异逐渐积累
应符合下列条件：
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， ④ AA、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 也没有基因突变和染色体变异。
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。
那么A、a的基因频率分别是多少？ 60% 40%
4. 基因型频率
30% 60% 10%
AA 的频率+ Aa 的频率 + aa 的频率 = 1
4. 基因型频率
在一个种群中，某基因型个体占全部个体的比率。 该基因型个体数
基因型频率 = 该种群个体总数 ×100%
基因频率与基因型频率的计算
小结：
基因频率 =
小 结：
１. 种群是（生物进化）的基本单位， 也是生物繁殖的单位。
２. 影响基因频率的因素： （突变）、基因重组和（自然选）择
３. 生物进化的实质就是： 种群基因频率发生变化的过程。 生物进化 = 种群基因频率变化
４. 自然选择决定生物进化的方向：
种群中产生的变异是（不定向）的，经过长期的 自然选择，其中不利变异被不断淘汰，有利变异逐渐 （积累），从而使种群的基因频率发生（ 定向） 改变，导致生物朝向一定方向进化。 可见，生物进化的方向是由（自然选）择决定的。
种群基因频率的改变与生物进化
庙里的一群和尚也属于种群吗 ？
2、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。
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？
3、基因库：
一个种群中全部个体所含有的全部基因。 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。个体数 目越多，个体间的差 异越大，基因库也就 越大。
该基因的等位基因的总数
=纯合子频率+1/2杂合子频率
A基因的基因频率为:
A%=
2×AA＋Aa 2(AA＋Aa＋aa)
×100% = 60%
=30/100×100% +1/2×60/100×100% = 60%
a基因的基因频率为：
a%=
2×aa＋Aa
×100%
= 40%
2(AA＋Aa＋aa) =10/100×100% +1/2×60/100×100% = 40%
例1： AA、Aa、aa的个体分别占24%、72%、4%、 那么A、a的基因频率是多少？（ D ） A. 36%和64% C. 24%和72% B. 57%和43% D. 60%和40%
例2:某工厂有男女职工各200人，对他们进 行调查时发现，女色盲5人，女性携带15人。 男性色盲11人，求XB,Xb的频率。 解: Xb%= 5×2 ＋15 ＋11 200×2 ＋200 ×100%= 6%
长满地衣的树干上的桦尺蠖
英20世纪曼彻斯特
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