2019-2020年人教版高中生物必修2備課資料:7-2 現代生物進化理論的主要內容 第1課時.doc
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2019-2020年人教版高中生物必修2備課資料:7-2 現代生物進化理論的主要內容 第1課時.doc
備課資料2019-2020年人教版高中生物必修2備課資料:7-2 現代生物進化理論的主要內容 第1課時種群的基因頻率能否保持穩(wěn)定呢?英國數學家哈代(G.H.Hardy, 18771947)和德國醫(yī)生溫伯格(W.Weinberg,18621937)分別于1908年和1909年獨立證明,如果一個種群符合下列條件:(1)種群是極大的;(2)種群個體間的交配是隨機的,也就是說種群中每一個個體與種群中其他個體的交配機會是相等的;(3)沒有突變產生;(4)種群之間不存在個體的遷移或基因交流;(5)沒有自然選擇,那么,這個種群的基因頻率(包括基因型頻率)就可以一代代穩(wěn)定不變,保持平衡。這就是遺傳平衡定律,也稱哈代溫伯格平衡。遺傳平衡定律的推導包括三個步驟:(1)從親本到所產生的配子;(2)從配子的結合到子一代(或合子)的基因型;(3)從子一代(或合子)的基因型到子代的基因頻率。下面用一個例子來說明。在一個兔種群中,有一半的兔體內有白色脂肪,基因型為YY,另一半的兔體內有黃色脂肪,基因型為yy。那么,這個種群中的基因Y和基因y的頻率都是0.5。在有性生殖過程中,在滿足上述五個條件的情況下,這個種群產生的具有Y和y基因的精子的比例是0.50.5,產生的具有Y和y基因的卵細胞的比例也是0.50.5。有性生殖的結果,根據孟德爾遺傳規(guī)律,產生的子一代具有三種基因型,并且它們之間的比例是: 卵細胞精子0.5Y0.5y0.5Y0.25YY0.25Yy0.5y0.25Yy0.25yy由此可見,子一代基因型YY、Yy、yy的頻率分別是0.25、0.50和0.25。那么,子一代中各基因的頻率分別是:Y=0.25+1/20.5=0.5,y=1/20.5+0.25=0.5。因此,子一代中基因Y和基因y的頻率不變,仍然是0.500. 50。如果繼續(xù)滿足上述五個條件,這個種群中基因Y和基因y的頻率將永遠保持0.500.50,而基因型YY、Yy、yy的頻率也會一直保持0.25、0.50和0.25。如果用p代表基因Y的頻率,q代表基因y的頻率。那么,遺傳平衡定律可以寫成:(p+q)2= p2 + 2pq + q2=1。其中p2代表一個等位基因(如Y)純合子的頻率,q2代表另一個等位基因(如y)純合子的頻率,2pq代表雜合子(如Yy)的頻率。如果一種群達到了遺傳平衡,其基因型頻率應當符合p2+2pq+q21。遺傳平衡所指的種群是理想的種群,在自然條件下,這樣的種群是不存在的。這也從反面說明了在自然界中,種群的基因頻率遲早要發(fā)生變化,也就是說種群的進化是必然的。