隔离与物种的形成及基因频率计算

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第五讲　现代生物进化理论第三单元第2课时 隔离与物种的形成

基因频率的计算-2-1、什么是物种？物种与种群有什么关系？

2、隔离有哪些类型？隔离的实质是什么？

3、物种形成的三个基本环节是哪三个？

4、新物种形成的标志是什么？

5、常染色体上的基因频率如何计算？性染色体呢？

6、什么是遗传平衡定律？影响种群基因频率的因素有哪些？一、知识梳理 P119-121及P115（一）隔离与物种的形成1、物种的概念： 在自然状态下能够相互交配并产生可育后代的一群生物。 二、课堂探究 种群是同一物种个体的集合体，我们所见到的物种实际是种群，所以种群是物种存在的具体形式。在种群这个集合体内，个体之间可以自由繁殖后代，所以种群也是物种的繁殖单位。同一种群内，基因可以自由交流，由于地理隔离或生殖隔离最终导致物种的变化，可见，种群也是物种的进化单位。思考：物种与种群之间是什么关系？ 地理隔离 生殖隔离的先决条件生殖隔离 区分物种的主要依据2、隔离（1）概念：（3）作用：阻止基因交流，是物种形成的必要条件。不同种群间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。(1)渐变式——长期地理隔离导致生殖隔离的产生。3.物种形成的三种典型模式(2)骤变式——无地理隔离而产生生殖隔离

骤变式物种的形成主要是通过异源多倍体的染色体变异的方式形成新物种,一旦出现可以很快形成生殖隔离。(3)人工创造新物种——通过植物体细胞杂交(如番茄—马铃薯)、多倍体远缘杂交(如甘蔗—萝卜)、多倍体育种(如八倍体小黑麦)等方式也可以创造新物种。 地理隔离是形成物种的量变阶段，生殖隔离是形成物种的质变阶段，隔离是物种形成的必要条件。不同物种间都存在着生殖隔离,物种的形成必须经过生殖隔离，但不一定要经过地理隔离。 思考：新物种形成是否一定经过地理隔离？是否一定经过生殖隔离？突变和基因重组产生进化的原材料自然选择决定生物进化的方向(定向)隔离导致物种的形成4、物种形成的三个环节物种形成三个环节的关系图辨析：（1）生物进化和物种形成生殖隔离出现基因频率改变新物种形成，生殖隔离，质变生物进化，基因频率改变，量变①只有不同种群的基因库产生了明显差异，出现生殖隔离才形成新物种；②进化不一定产生新物种，新物种产生一定存在进化辨析：（2）自然选择和人工选择区别与联系 ?与原物种间已形成生殖隔离(不能杂交或能杂交但后代不育)。

?物种必须是可育的。如三倍体无子西瓜、骡子均不可称“物种”，因为它们均是“不育”的，而四倍体西瓜相对于二倍体西瓜则是“新物种”，因它与二倍体西瓜杂交产生的子代(三倍体西瓜)不育，意味着二者间已产生生殖隔离。辨析：（3）“新物种”必须具备两个条件对点练习1 下列关于生物进化的叙述，正确的是(　　)

A．新物种的形成都必须先经地理隔离，再产生生殖隔离

B．海南热带野生动植物园的公狮和母虎交配，产下不育

的“狮虎兽”，说明狮子和老虎存在生殖隔离

C．华南虎和东北虎的形成，是地理隔离导致生殖隔离的

结果

D．19世纪的英国工业革命，使灰色桦尺蠖演变成新物

种——黑色桦尺蠖B（二）基因频率的计算2、计算常染色体遗传和伴性遗传的基因频率

（1） 常染色体遗传方式（2）伴X染色体遗传方式（1）XY型性别决定生物，基因在X染色体上，Y染色体上无等位基因，计算时某某X染色体上的基因数不考虑Y染色体。ZW型性别决定也是这样。

（2）伴X遗传病中，男性中患者的表现型概率(色盲)＝相关基因型概率(XbY)＝相关基因频率(b)。

（3）人群中，不论基因在常染色体还是在性染色体上，在男女群体中其基因频率是相等的。例如色盲男性中发病率7%，女性中发病率为(7%)2≈0.5%。易错警示3、运用哈代一温伯格平衡，由基因频率计算基因型概率

（1）内容：在一个有性生殖的自然种群中，当等位基因为一对(A、a)时，设p代表A基因的频率，q代表a基因的频率则(p＋q)2＝p2＋2pq＋q2＝1。其中p2是AA(纯合子)的基因型频率，2pq是Aa(杂合子)的基因型频率，q2是aa(纯合子)的基因型频率。（2）适用的5个条件是：种群足够大；种群中个体间的交配是随机的；没有迁入迁出的发生；无基因突变；没有自然选择。（3）已知基因型AA或aa的频率，求A或a的基因频率用开平方的方法。即A(a)＝ (对于XY型性别决定的生物，雄性的伴性遗传除外)。　 （1）自交和自由交配的基因型频率计算方法不同。如果是自交，则应根据遗传图解进行逐个分析，而如果是自由交配，则应按遗传平衡进行计算，即AA的基因型频率＝A的基因频率×A的基因频率。自交过程中，可以根据基因型频率求基因频率，但不可以根据基因频率求基因型频率。自交前后基因型频率在变，基因频率不变。

（2）根据公式计算基因频率和基因型频率，如果基因位于常染色体上，就不必考虑性别问题，特别是在理想条件下，符合哈代—温伯格定律，可以直接代入公式进行计算。

易错警示对点练习2.(2015课标全国Ⅰ理综,32)假设某果蝇种群中雌雄个体数目相等,且对于A和a这对等位基因来说只有Aa一种基因型。回答下列问题。

(1)若不考虑基因突变和染色体变异,则该果蝇种群中A基因频率∶a基因频率为　　。理论上,该果蝇种群随机交配产生的第一代中AA、Aa和aa的数量比为　　　　　,A基因频率为　　　　　。

(2)若该果蝇种群随机交配的实验结果是第一代中只有Aa和aa两种基因型,且比例为2∶1,则对该结果最合理的解释是　　　　　　。根据这一解释,第一代再随机交配,第二代中Aa和 aa基因型个体数量的比例应为　　 　。 1∶11∶2∶10.5A基因纯合致死1∶1 对点练习3 据调查，某小学学生中基因型及比例为XBXB(42.32%)、XBXb(7.36%)、XbXb(0.32%)、XBY(46%)、XbY(4%)，则在该群体中B和b的基因频率分别为(　　)A.6%、8% B.8%、92%

C.78%、92% D.92%、8%D1．(2015届**_*下图表示生物新物种形成的基本环节，对图示分析正确的是(　　)

A．种群基因型频率的定向改变是形成新物种的前提

B．图中B表示地理隔离，是新物种形成的必要条件

C．图中A表示突变，为进化提供原材料，是变异的根本来源

D．图中C表示生殖隔离，可以指两种生物不能杂交产生后代D三、提升训练 2．某常染色体隐性遗传病在人群中的发病率为1%，色盲在男性中的发病率为7%。现有一对表现正常的夫妇，妻子为该常染色体遗传病致病基因和色盲致病基因携带者。那么他们所生小孩同时患上述两种遗传病的概率是（ ）

A. 1/88 B. 1/22

C. 7/2200 D. 3/800 A 3、(2015·山东卷，6)玉米的高某某(H)对矮秆(h)为显性。现有若干H基因频率不同的玉米群体，在群体足够大且没有其他因素干扰时，每个群体内随机交配一代后获得F1。各F1中基因型频率与H基因频率(p)的关系如图。下列分析错误的是(　　)DA.0

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