种群基因频率的改变与生物进化 讲课

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，各等位基因的频率和等位基因的基因 型频率在一代一代的遗传中是稳定不变的。或者 说是保持着基因平衡的。
这五个条件是：1、种群很大 2、随机交配 3、没有基因突变 4、没有个体迁入迁出 5、没有选择
• 若种群中一等位基因为A和a，设A的基因 频率=p，a的基因频率=q ， 因为(p＋q)=A%+a%=1， 则（p+q）2=p2+2pq+q2=AA%+Aa%+aa%=1 。
• AA的基因型频率=p2； • aa的基因型频率=q2； • Aa的基因型频率=2pq。
哈迪-温伯格定律
处于平衡状态的种群，一对等位基因Aa，A 的频率为p，a的频率为q，则：
一 种群基因频率的改变 与生物进化
一、种群是生物进化的单位
1、种群：生活在一定区域的同种生物的 全部个体叫做种群。
能进行交配，交流基因
2、基因库
基因库：一个种群中全部个体所含 有的全部基因。
种群是生物进化的基本单位
每一个种群都有它自己的基因库， 种群中的个体一代一代地死亡，但基 因库却在代代相传的过程中保持和发 展。所以，生物进化的单位不是个体， 而是种群。
可遗传的变异 Aa的基因型频率=2pq。
生物进化的实质：基因频率的改变
形成了进化的原材料,不能决定生物进化的方向
自然选择的实质: 基因频率的定向改变
种群中出现大量可遗传的变异
形成了进化的原材料,不能决定生物进化的方向 AA的机率为p2；
处于平衡状态的种群，一对等位基因Aa，A的频率为p，a的频率为q，则： 三、突变和基因重组产生进化的原材料
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，各等位基因的频率和等位基因的基因型频率在一代一代的遗
传中是稳定不变的。
自然选择的实质: 基因频率的定向改变
基因型频率：某基因型个体占全部个体的比率。
基因库：一个种群中全部个体所含有的就是通过选择改变基因频率。
基因频率的计算
基因频率：某个基因占全部等位基因数的比率。 基因型频率：某基因型个体占全部个体的比率。
例：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？
A=60% a=40%
哈迪-温伯格定律
AA的机率为p2； Aa的机率为2pq； aa的机率为q2
哈迪-温伯格定律可用数学方程式表示为：
(p+q)2=p2+2pq+q2
种三群基因、频率发突生变化变的过程和。 基因重组产生进化的原材料
哈迪-温伯格定律可用数学方程式表示为：
生物进化=种群基因频率变化
3、没有基因突变
自然选择对基因频率变化的影响
四、自然选择决定生物进化的方向(定向)
种群是生物进化的单位，也是生物（
）的单位。
英19世纪曼彻斯特 英20世纪曼彻斯特
桦
桦
尺
尺
蠖
蠖
S(黑色)基因频率：5%以下
95%以上
由于突变和基因重组，桦尺蠖形成了不同 的体色（黑色S、浅色s）
自然选择对基因频率变化的影响
P117
第1年 第2年 第3年
SS 基因
生物进化=种群基因频率变化 四、自然选择决定生物进化的方向(定向)
基因 重组
基因 新的等位基因 Aa的机率为2pq；
小结（自然选择决定生物进化的方向）：
突变 所以，生物进化的单位不是个体，而是种群。
若种群中一等位基因为A和a，设A的基因频率=p，a的基因频率=q ， 基因突变、基因重组和自然选择
多种多样 的基因型
人类把鲫鱼的后代培 育成金鱼，实质就是 通过选择改变基因频 率。从图中看，显然 红色基因的频率显著 —提—高— 了。
小结： 种群是生物进化的单位，也是生 物（ 繁殖 ）的单位。 影响基因频率的因素： 基因突变、基因重组和自然选择 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
种群中产生的变异是（
）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（
），从而使种群的基
种群中出现大量 因频率发生（
）改变，导致生物朝向一定方向进化。
每一个种群都有它自己的基因库，种群中的个体一代一代地死亡，但基因库却在代代相传的过程中保持和发展。
变异是不定向的 Aa的基因型频率=2pq。
小结（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。
种群中产生的变异（不定向 ）
自然选择方向( 定向 )
10%
11.5 %
13.1%
型频 Ss 率
20%
22.9 %
26%
ss
70%
65.6 %
60.9%
基因 S 频率 s
20% 23% 26.1% 80% 77% 73.9%
第4年 14.7% 29.2% 56.1% 29.3% 70.7%
……
升高 降低
四、自然选择决定生物进化的方向(定向)
生物进化的实质：基因频率的改变 自然选择的实质: 基因频率的定向改变