先有雞還是先有蛋? 甲同學說:當然是先有雞蛋了，因為只有生殖細胞產生的基因突變才能遺傳給后代，體細胞即使發(fā)生了基因突變，也不能影響后代的性狀。 乙同學說: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，都不全面。因為它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。
思考1： 自然選擇的直接作用對象是基因型還是表型？
思考2： 生物進化的基本單位是個體還是種群？
一 種群和種群基因庫
生活在一定區(qū)域的同種生物的 全部個體的集合。
一片草地上的所有蒲公英
三個要素：“同種”、“全部個體”（所有年齡段個體都有），一定空間
說出下列描述是不是一個種群：
一個池塘中全部的浮游生物 （ ） 一個池塘中全部的蝌蚪 （ ）甲池塘中的鯉魚和乙池塘中的鯉魚 （ ）一個班級中全部的學生 （ ）某農貿市場全部的鯉魚 ( )
種群中的個體并不是機械地集合在一起，而是彼此可以交配實現(xiàn)基因交流，并通過繁殖將各自的基因遺傳給后代。
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。
（3）基因型頻率：在一個種群中，某種基因型個體數(shù)占該種群個體總數(shù)比值。
【例1】某昆蟲種群中，綠色翅的基因為A, 褐色翅的基因為a，從種群中隨機抽出100個個體,調查發(fā)現(xiàn)AA、Aa、aa的個體分別占30、60、10,那么A、a的基因頻率是多少？
（4）基因頻率的計算方法：
①若某基因位于常染色體上
【例2】某工廠有男女職工各200名，對他們進行調查時發(fā)現(xiàn)，女性色盲基因的攜帶者為15人，患者5人，男性患者11人。那么這個群體中色盲基因的基因頻率為多大？
②若某基因只位于X染色體上
【例3】假如一個昆蟲種群中有AA占30％，Aa60％，aa占10％。 那么A、a的 基因頻率是多少？
A=AA%+1/2Aa%
a=aa%+1/2Aa%
=30%+30%=60%
=10%+30%=40%
基因頻率=純合子頻率+1/2雜合子頻率
方法二：通過基因型頻率計算
只能用于位于常染色體上或X、Y同源區(qū)段上
AA+Aa+aa=
用數(shù)學方法討論基因頻率的變化
(二）用數(shù)學方法討論基因頻率的變化
1. 遺傳平衡定律（哈代－溫伯格定律）
各代基因頻率相同嗎？基因型頻率相同嗎？這有什么前提條件嗎？
各代基因頻率相同?；蛐皖l率從子一代開始保持不變。需要滿足上述5個前提條件。
當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生后代； ③無遷入與遷出； ④無自然選擇； ⑤無基因突變
設A的基因頻率為p，a的基因頻率為q；則有p+q=1，那么
種群的基因頻率將不會改變
(p+q)2 = p2 + 2pq + q2 ＝ 1
AA=p2 Aa=2pq aa=q2
改變(純合子增多雜合子減少)
方法三：通過遺傳平衡定律計算
遺傳平衡群體（理想種群）
(三）種群基因頻率的變化
思考：上述計算結果是建立在5個假設條件基礎上的。 對自然界的種群，這5個條件都成立嗎？
遺傳平衡所指的種群是理想種群，自然條件下，這樣的種群是不存在
例: 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？
2×1.3× 104
種群是由許多個體組成的，每個個體的每一個細胞內部都有成千上萬個基因，這樣，每一代就會產生大量的突變。
思考：自然界中自發(fā)突變的頻率很低，那么為什么突變還能夠作為進化的原材料？
突變產生的變異有利或有害是絕對的嗎？
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 。
在正常情況下，殘翅和無翅很難生存下去；
在經(jīng)常刮大風的海島上，因不能飛行而避免了淹死。
思考：基因突變大都是有害的，為什么還能為生物進化提供原材料？
影響種群基因頻率變化的因素
（不能決定生物進化的方向）
思考：為什么突變和重組只是提供生物進化原材料？
突變和基因重組都是隨機的、不定向的，因此它們只是提供了生物進化的原材料，不能決定種群基因頻率的變化方向，即不能決定生物進化的方向。
那么，種群基因頻率的改變是否也是不定向的呢？
由于突變，樺尺蠖出現(xiàn)不同體色
19世紀，樺尺蠖種群中黑色基因（S）頻率為5%，淺灰色基因（s）頻率為95%
20世紀，樺尺蠖種群中黑色基因（S）頻率為95%，淺灰色基因（s）頻率為5%
樺尺蠖種群中的S基因為什么越來越高？
自然選擇可以使種群的基因頻率定向改變
(四）探究自然選擇對種群基因頻率變化的影響
1870年樺尺蛾的基因型頻率為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%，以后的幾年內，樺尺蛾種群每年的基因型頻率與基因頻率是多少呢？
**計算過程注意重新計算單位一
假設該種群共有100個個體，則在第一年中
SS：10個 Ss：20個 ss: 70個
第二年時，由于淺色個體每年減少10%，黑色個體每年增加10%
SS：10x（1+10%）=11個 Ss：20x（1+10%）=22個 ss: 70x（1-10%）=63個SS+Ss+ss=96個
SS：11/ 96=11.5% Ss：22/ 96 =22.9% ss: 63/96=65.6%
(1) 樹干變黑會影響樺尺蠖種群中淺色個體的出生率嗎？為什么？
自然選擇使基因頻率定向改變
(2)在自然選擇中，直接受選擇的是基因型還是表現(xiàn)型？為什么？
種群基因頻率改變導致生物進化
結論：自然選擇決定生物進化的方向
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，許多個體可能沒有交配、產卵前就被天敵捕食，導致其個體數(shù)減少，影響出生率。
表現(xiàn)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蠖時，看到的是樺尺蠖的體色而不是控制體色的基因。

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一 種群基因組成的變化

版本： 人教版 (2019)

年級： 必修2《遺傳與進化》

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