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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。