先有雞還是先有蛋？甲同學(xué)說：當(dāng)然是先有雞蛋了，因為只有生殖細(xì)胞產(chǎn)生的基因突變才能遺傳給后代，體細(xì)胞即使發(fā)生了基因突變，也不能影響后代的性狀。一同學(xué)說：不對，人們在養(yǎng)雞過程中，是根據(jù)雞的性狀來選擇的，只讓符合人類需求的雞繁殖后代，因此是先有雞后有蛋。你同意哪位同學(xué)的觀點？你的答案和理由是什么？
這兩種觀點都有一定的道理，但都不全面。因為他們忽視了雞和蛋在基因組成上的一致性，也忽視了生物的進化是以種群為單位而不是以個體為單位這一重要觀點。 生物進化的過程是種群基因庫在環(huán)境的選擇作用下定向改變的過程，以新種群與祖先種群形成生殖隔離為標(biāo)志，并不是在某一時刻突然有一個個體或一個生殖細(xì)胞成為一個新物種。
　　自然選擇直接作用的是生物的個體，而且是個體的表型。但是，在自然界中，沒有哪一個個體是長生不死的，個體的基因型也會隨著個體的死亡而消失，但決定表現(xiàn)型的基因卻可以通過生殖傳給后代，因此研究生物的進化僅僅研究個體的表現(xiàn)型是否與環(huán)境適應(yīng)是不夠的，還需要研究群體的基因組成變化。
能夠在自然狀態(tài)下相互交配并且產(chǎn)生可育后代的一群生物稱為一個物種，簡稱“種”。
（1）概念：生活在一定區(qū)域的同種生物全部個體的集合。（2）實例：一片樹林中的全部獼猴是一個種群，不同樹林中的（同種）獼猴構(gòu)成兩個不同的種群。（3）特點：是生物繁殖和進化的基本單位,彼此可以交配，并通過繁殖講各自的基因傳給后代。
一個種群中全部個體所含有的全部基因，叫做這個種群的基因庫。
在一個種群基因庫中，某個基因占全部等位基因數(shù)的比值，叫做基因頻率。
在一個種群基因庫中，某個基因型的個體占個體總數(shù)的比值。
例1：某昆蟲種群中決定翅色為綠色的基因為A，決定翅色為褐色的基因為a，從種群中隨機抽出100個個體，測知基因型為AA、Aa和aa的個體分別是30、60和10個。那么A和a的基因頻率是多少？
方法二：通過基因型頻率計算
A基因頻率 = AA的基因型頻率+1/2Aa基因型頻率
A基因頻率= 30%+1/2×60% = 60%
a基因頻率 = 10%+1/2×60% = 40%
AA基因型頻率為: 30%
Aa基因型頻率為: 60%
aa基因型頻率為: 10%
a基因頻率 = aa的基因型頻率+1/2Aa基因型頻率
例2、在調(diào)查紅綠色盲時，隨機抽查了200人，其中男女各100人。女性患者1人，攜帶者3人，男性患者4 人。色盲基因的頻率為多少？
1、假設(shè)上述昆蟲種群數(shù)量非常大，所有的雌雄個體間都能自由交配并能產(chǎn)生后代，沒有遷入和遷出，不同翅色的個體生存和繁殖的機會是均等的，基因A和a都不產(chǎn)突變，根據(jù)孟德爾的分離定律計算。 (1)該種群產(chǎn)生的A配子和a配子的比值各是多少？ (2)子代基因型的頻率各是多少？ (3)子代種群的基因頻率各是多少？ (4)將計算結(jié)果填入下表，想一想，子二代、子三代以及若干代以后，種群的基因頻率會同子一代一樣嗎？
用數(shù)學(xué)方法討論基因頻率的改變
1、假設(shè)上述昆蟲種群數(shù)量非常大，所有的雌雄個體間都能自由交配并能產(chǎn)生后代，沒有遷入和遷出，不同翅色的個體生存和繁殖的機會是均等的，基因A和a都不產(chǎn)突變，根據(jù)孟德爾的分離定律計算。
當(dāng)群體滿足以下五個條件： ①昆蟲群體數(shù)量足夠大； ②全部的雌雄個體間都能自由交配并能產(chǎn)生后代； ③沒有遷入與遷出； ④自然選擇對翅型性狀沒有作用； ⑤基因A和a都不產(chǎn)生突變，種群的基因頻率和基因型頻率可以世代相傳不發(fā)生變化，保持平衡。
若種群中一對等位基因為A和a，設(shè)A的基因頻率=p，a的基因頻率=q。(p＋q)=1，則（p+q2)=p2+2pq+q2=1。
AA基因型頻率=p2；aa基因型頻率=q2；Aa基因型頻率=2pq。
自交和自由交配時基因頻率和基因型頻率的變化規(guī)律
改變純合子增多雜合子減少
第一：足夠大的種群是不存在；第二：種群中雌雄個體間充分的隨機交配是不現(xiàn)實的；第三：基因突變每時每刻都有可能發(fā)生；第四：由于各種原因，種群中有的個體會離開該群體，或遷入該種群；第五：在自然界中，自然選擇是不可抗拒的，始終對種群發(fā)揮作用。所以從理論上分析，種群基因頻率會發(fā)生改變，生物的進化是必然的。
突變產(chǎn)生的新基因會使種群的基因頻率發(fā)生變化?；駻2的頻率是增加還是減少，要看這一突變對生物體是有益還是有害的，這取決于生物生存的環(huán)境。
通過《思考?討論》知道，能使種群基因頻率發(fā)生變化的因素有許多，我們著重學(xué)習(xí)突變和基因重組及自然選擇。
1、基因突變產(chǎn)生新的等位基因，這就可以使種群的基因頻率發(fā)生變化。
例如果蠅一組染色體上約有1.3×104基因，假定每個基因的突變率都是10-5，若有一個中等數(shù)量的果蠅種群（約有108個個體），那么每一代出現(xiàn)基因突變數(shù)是多少呢？
在自然情況下，突變的頻率是很低的，且多數(shù)是有害的，對生物的進化有重要意義嗎？
2×1.3× 104
每一代就會產(chǎn)生大量的突變個體，且大多數(shù)突變對生物體是有害的。突變的有利與有害是相對的而不是絕對的，這往往取決于生物的生存環(huán)境。
每一代出現(xiàn)的基因突變數(shù)是：
種群中出現(xiàn)大量可遺傳的變異
形成了進化的原材料,不能決定生物進化的方向
2、突變（基因突變和染色體變異）和基因重組產(chǎn)生進化的原材料。
探究自然選擇對種群基因頻率變化的影響
英國的曼徹斯特地區(qū)有一種樺尺蛾（其幼蟲叫樺尺蠖）。它們夜間活動，白天棲息在樹干上。雜交實驗表明，樺尺蛾的體色受一對等位基因S和s控制，黑色(S)對淺色(s)是顯性的。在19世紀(jì)中葉以前，樺尺蛾幾乎都是淺色型的，該種群中S基因的頻率很低，在5%以下。到了20世紀(jì)中葉，黑色型的樺尺蛾卻成了常見的類型，S基因的頻率上升到95%以上。19世紀(jì)時，曼徹斯特地區(qū)的樹干上長滿了淺色的地衣。后來，隨著工業(yè)的發(fā)展，工廠排出的煤煙使地衣不能生存，結(jié)果樹皮裸露并被熏成黑褐色。
假設(shè)1870年，樺尺蛾種群的基因型頻率為SS10%,Ss 20%,ss 70%,S基因的頻率為20%。在樹干變黑這一環(huán)境條件下，假如樹干變黑不利于淺色樺尺蛾的生存，使得種群中淺色個體每年減少10%,黑色個體每年增加10%。第2~10年間，該種群每年的基因型頻率各是多少？每年的基因頻率是多少？（計算結(jié)果填入下表）
1.樹干變黑會影響樺尺蛾種群中淺色個體的出生率嗎？為什么？
2.在自然選擇過程中，直接受選擇的是基因型還是表型？為什么？
會。因為樹干變黑后，淺色個體容易被發(fā)現(xiàn)，被捕食的概率增加，許多淺色個體可能在沒有交配，產(chǎn)卵前就已被天敵捕食，導(dǎo)致其個體數(shù)減少，影響出生率。
直接受選擇的是表型（體色），而不是基因型，基因型并不能在自然選擇中起直接作用，因為天敵在捕食樺尺蛾時，看到的是樺尺蛾的體色而不是控制體色的基因。
生物進化的實質(zhì)是基因頻率的改變
種群基因頻率的改變，標(biāo)志著生物的進化。
在自然選擇的作用下，具有有利變異的個體有更多的機會產(chǎn)生后代，種群中相應(yīng)基因的頻率會不斷提高；相反，具有不利變異的個體留下后代的機會少，種群中相應(yīng)基因的頻率會下降。在自然選擇過程中，直接受選擇的是生物的表現(xiàn)型； 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(dǎo)致生物朝著一定的方向不斷進化。
2、影響基因頻率的因素：
基因突變、基因重組和自然選擇
3、生物進化的實質(zhì)就是：
1、種群是生物進化的單位，也是生物繁殖的單位。
種群基因頻率發(fā)生變化的過程。種群基因頻率的改變，標(biāo)志著生物的進化。
1、下列關(guān)于種群的敘述中，錯誤的是（ ） A．種群是生物進化和繁殖的基本單位B．一個池塘中的全部魚是一個種群C．一個種群中的全部基因構(gòu)成該種群的基因庫D．種群內(nèi)的個體會死亡，但基因庫卻可在代代相傳的過程中得以保持和發(fā)展
2.某海島上因為經(jīng)常有大風(fēng)天氣，某種昆蟲中無翅的或翅特別發(fā)達的個體比翅普通（中間型）的更易生存，長此以往形成了現(xiàn)在的無翅或翅特別發(fā)達的表型占絕對優(yōu)勢的昆蟲種群。下列分析正確的是（ ）A. 大風(fēng)導(dǎo)致昆蟲出現(xiàn)無翅和翅特別發(fā)達的變異B. 昆蟲翅的全部基因構(gòu)成了該種群的基因庫C. 大風(fēng)在昆蟲翅的進化過程中起選擇作用D. 無翅昆蟲與翅特別發(fā)達的昆蟲組成了兩個種群
3．一只果蠅的突變體在21℃的氣溫下，生存能力很差，但是，當(dāng)氣溫上升到25.5℃時，突變體的生存能力大大提高。這說明（ ）A．突變是不定向的B．突變是隨機發(fā)生的C．突變的有害或有利取決于環(huán)境條件D．環(huán)境條件的變化對突變體都是有害的
6.3 種群基因組成的變化與物種的形成-【新教材】人教版（2019）高中生物必修二課件(共35張PPT)
4、蝸牛的有條紋(A)對無條紋(a)為顯性。在一個地區(qū)的蝸牛種群內(nèi),有條紋(AA)個體占55%，無條紋個體占15%，若蝸牛間進行自由交配得到F1，則A基因的頻率和F1中Aa基因型的頻率分別是(　　)A.30%，21%　　　B.30%，42%C.70%，21%　　D.70%，42%
5、在非洲人群中，約每10 000個人中有4個人患囊性纖維原癌，該病屬于常染色體遺傳。一對正常夫婦生有一患病的孩子。此后，該婦女與另一健康男性再婚，他們所生的孩子患此病的概率是(　　)A．1/25 B．1/50 C．1/100 D．1/102
（1）二者存在正相關(guān)的關(guān)系。依據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)（2）隨著抗生素人均使用量的增加，不耐藥的細(xì)菌生存和繁殖的機會減少，耐藥菌生存和繁殖的機會增加，耐藥性基因在細(xì)菌種群中的基因頻率逐年上升。（3）由于細(xì)菌繁殖很快，耐藥率的上升速度也很快，因此需要加強監(jiān)控。我國衛(wèi)生部門建立了相關(guān)監(jiān)測機制，說明黨和政府關(guān)注民生。醫(yī)療機構(gòu)及時通報預(yù)警信息，有利于全國各醫(yī)院機構(gòu)共同及時采取措施，如更換新的抗生素類藥物，將細(xì)菌耐藥率控制在較低水平。（4）提示：合理使用抗生素，防止濫用抗生素。

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一 種群基因組成的變化

版本： 人教版 (2019)

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