高中生物酶的教案
發(fā)表時(shí)間:2021-03-15種群基因頻率的改變與生物進(jìn)。
課題:種群基因頻率的改變與生物進(jìn)化(課時(shí)1)
1、解釋種群、種群基因庫(kù)、基因頻率等概念2、說(shuō)明種群是生物進(jìn)化的基本單位
3、解釋突變和基因重組為生物進(jìn)化提供原材料的原因
4、舉例說(shuō)明自然選擇作用可以使種群基因頻率發(fā)生定向改變
基礎(chǔ)知識(shí)
觀察與思考
歸納與結(jié)論種群
是生
物進(jìn)
化的
基本
單位
知道什么是種群,種群的特點(diǎn)是什么?種群基因庫(kù)以及基因頻率的的概念
1、概念:生活在一定內(nèi)的生物的
2、特點(diǎn):種群的個(gè)體之間具有和性別的差別,并不是
結(jié)合在一起;種群也是的基本單位。個(gè)體之間彼此可以,并通過(guò)繁殖將各自的基因傳遞給后代。
3、種群基因庫(kù)
4、基因頻率基因頻率的計(jì)算1例:從某種生物的種群隨機(jī)抽100個(gè)個(gè)體中,測(cè)知其基因型分別為AA、Aa、aa的個(gè)體分別為20、60和20個(gè),問(wèn)其中A、a基因頻率各為多少?
A基因頻率=;a基因頻率=____________________
2、如果產(chǎn)生新的等位基因A2,種群的各個(gè)基因頻率會(huì)變化嗎?解釋突變和基因重組為生物進(jìn)化提供原材料的原因
1回憶變異類型
2、突變和基因重組對(duì)于種群遺傳組成的改變一樣嗎?為什么?
3、在自然情況下,突變的頻率很低,且多數(shù)有害,對(duì)生物進(jìn)化有重要意義嗎?
4、突變和基因重組產(chǎn)生的變異有方向嗎?
1、可遺傳變異包括、和
,其中后兩個(gè)又統(tǒng)稱突變。
2、________。因?yàn)橹挥胁拍艹霈F(xiàn)新基因,才能豐富基因庫(kù),改變基因頻率??梢栽黾踊蛐偷姆N類。
3、例如:每個(gè)果蠅約有104對(duì)基因,假定每個(gè)基因的突變率都是10-5。若有一個(gè)中等數(shù)量的果蠅種群(約有108個(gè)個(gè)體),請(qǐng)同學(xué)們計(jì)算出每一代出現(xiàn)的基因突變數(shù)是多少?
基因突變數(shù)是
這說(shuō)明種群中每代產(chǎn)生的基因突變的數(shù)量是很大的,并通過(guò)繁殖得到積累,成為基因頻率改變的基礎(chǔ)。而且突變的有利或有害并不是絕對(duì)的,它取決于生物的___。
4、由于突變和基因重組都是________、________,因此它們只是提供了,不能決定生物進(jìn)化的方向。
自然選擇決定生物進(jìn)化方向自然選擇是如何起作用的?
在自然選擇的作用下,具有個(gè)體有更多的機(jī)會(huì)產(chǎn)生后代,種群中;相反,具有不不利變異的個(gè)體留下后代的機(jī)會(huì)少,種群中相應(yīng)基因的頻率就是下降。
在自然選擇的作用下,種群的基因頻率會(huì),
導(dǎo)致生物朝不斷進(jìn)化。
自然選擇對(duì)種群基因頻率的影響?
1、下列屬于種群的是()A.一個(gè)蜂箱中的所有蜜蜂B.一個(gè)水庫(kù)中所有的魚(yú)C.一片草地上所有開(kāi)花的車前草D.長(zhǎng)白山自然保護(hù)區(qū)2、基因庫(kù)是指()A.一個(gè)生物個(gè)體中所含有的全部基因B.一個(gè)種群中所有個(gè)體所含有的某種基因C.一個(gè)種群中所有個(gè)體所含有的全部基因D.一個(gè)種群中所有配子所含有的全部基因3、自然選擇直接作用于生物的()
A.表現(xiàn)型B.基因型
C.不利基因D.有利基因
4、決定生物進(jìn)化方向的是()
A.遺傳和變異B.自然選擇
C.生存斗爭(zhēng)D.過(guò)度繁殖
5、現(xiàn)從一種群中隨機(jī)抽取100只羊,測(cè)知基因型為BB、Bb和bb的個(gè)體分別是85、10和5個(gè)。則在該種群中,b基因頻率為()
A.1%B.10%C.80%D.90%
6、對(duì)一個(gè)種群隨機(jī)抽一定數(shù)量的樣本進(jìn)行測(cè)試,結(jié)果基因型為AA的個(gè)體占24%,基因型為Aa型的個(gè)體占70%,基因型為aa的個(gè)體占6%,則基因A和a的頻率分別為()
A.59%和41%B.47%和53%C.82%和18%D.62%和38%
7、有翅昆蟲(chóng)有時(shí)會(huì)出現(xiàn)殘翅或無(wú)翅的突變類型,這類昆蟲(chóng)在正常情況下很難生存下去,但在經(jīng)常刮大風(fēng)的海島上,這種突變類型因?yàn)椴荒茱w行,從而避免被風(fēng)吹到海里淹死。這個(gè)事例說(shuō)明()
A.突變多數(shù)是有害的B.突變多數(shù)是有利的C.突變的有害和有利并不是絕對(duì)的D.突變的有害和有利是絕對(duì)的8、突變對(duì)絕大多數(shù)生物個(gè)體是不利的,但它是生物進(jìn)化的重要因素之一。你認(rèn)為這一說(shuō)法是()A.正確的,突變雖對(duì)多數(shù)個(gè)體不利,但它為定向的自然選擇奠定了基礎(chǔ)B.正確的,突變雖對(duì)多數(shù)個(gè)體不利,但基因突變的方向與生物進(jìn)化的方向是一致的C.不正確的,突變不利于個(gè)體的繁殖,會(huì)導(dǎo)致物種的絕滅D.不正確的,突變導(dǎo)致個(gè)體死亡,不利于生物進(jìn)化9、祖國(guó)寶島臺(tái)灣蝴蝶資源豐富,種類繁多。變異是島上蝶類新種形成和進(jìn)化的重要因素之一。但是下列變異中不能成為蝶類的進(jìn)化內(nèi)因是()A.基因結(jié)構(gòu)改變引起的變異B.染色體數(shù)目改變引起的變異C.環(huán)境改變引起的變異D.生物間雜交引起的變異
相關(guān)知識(shí)
基因頻率和基因型頻率的計(jì)算
一名合格的教師要充分考慮學(xué)習(xí)的趣味性,高中教師要準(zhǔn)備好教案,這是老師職責(zé)的一部分。教案可以讓上課時(shí)的教學(xué)氛圍非?;钴S,有效的提高課堂的教學(xué)效率。那么如何寫(xiě)好我們的高中教案呢?下面是由小編為大家整理的“基因頻率和基因型頻率的計(jì)算”,供大家參考,希望能幫助到有需要的朋友。
一、利用種群中一對(duì)等位基因組成的各基因型個(gè)體數(shù)求解
種群中某基因頻率=種群中該基因總數(shù)/種群中該對(duì)等位基因總數(shù)×100%
種群中某基因型頻率=該基因型個(gè)體數(shù)/該種群的個(gè)體數(shù)×100%
例1已知人的褐色(A)對(duì)藍(lán)色(a)是顯性。在一個(gè)有30000人的群體中,藍(lán)眼的有3600人,褐眼的有26400人,其中純體12000人。那么,在這個(gè)人群中A、a基因頻率和AA、Aa、aa基因型頻率是多少?
解析等位基因成對(duì)存在,30000個(gè)人中共有基因30000×2=60000個(gè),藍(lán)眼3600含a基因7200個(gè),褐眼26400人,純合體12000人含A基因24000個(gè),雜合體14400人含(26400-12000)×2=28800個(gè)基因,其中A基因14400個(gè),a基因14400個(gè)。則:
A的基因頻率=(24000+14400)/60000=0.64,a的基因頻率=7200+14400)/60000=0.36
AA的基因型頻率=12000÷30000=0.4,Aa的基因型頻率=14400÷30000=0.
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探究自然選擇對(duì)種群基因頻率變化的影響導(dǎo)學(xué)案
探究自然選擇對(duì)種群基因頻率變化的影響導(dǎo)學(xué)案
一、提出問(wèn)題
樺尺蠖種群中s基因(決定淺色性狀)的頻率為什么越來(lái)越低呢?
二、作出假設(shè)
自然選擇使樺尺蠖種群基因頻率__________向改變。
三、實(shí)驗(yàn)方案(模擬活動(dòng))
1.黑色棋子模擬黑色的樺尺蠖,白色棋子模擬淺色的個(gè)體。黑白色卡紙代表樺尺蠖生活的環(huán)境。
2.每組中2位學(xué)生模擬鳥(niǎo)類。(備注:一年中鳥(niǎo)類捕捉種群中10個(gè)個(gè)體)
3.統(tǒng)計(jì)種群各種基因型剩余的個(gè)體數(shù)量并計(jì)算基因頻率
4.在坐標(biāo)系中繪制S基因頻率和s基因頻率的曲線圖
四、分析結(jié)果,得出結(jié)論
思考:請(qǐng)結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析自然選擇在生物進(jìn)化的作用是什么?
實(shí)驗(yàn)結(jié)論:自然選擇使樺尺蠖種群中基因頻率____________改變。
鞏固練習(xí)
1.下列生物屬于種群的是()
A.一塊水田里全部的水稻、水草、魚(yú)、蝦及其他生物
B.一塊朽木上的全部真菌
C.一塊棉田中全部的幼蚜、有翅、無(wú)翅的成蚜
D.一個(gè)池塘中全部的魚(yú)
2.對(duì)生物進(jìn)化的方向起決定作用的是()
A.基因重組B.基因突變C.染色體變異D.自然選擇
3.在一個(gè)種群中,隨機(jī)抽出一定數(shù)量的個(gè)體。其中基因?yàn)锳A的個(gè)體占24%,Aa的個(gè)體占72%,aa的個(gè)體占4%,那么基因A和a的頻率分別是()
A.36%、64%B.57%、43%C.24%、22%D.60%、40%
4.請(qǐng)用現(xiàn)代生物進(jìn)化理論分析解釋狼的進(jìn)化過(guò)程。
(1)狼群中存在不同變異個(gè)體,如有跑得快的,有跑得慢的。這些變異類型是生物進(jìn)化的。
(2)隨著環(huán)境的改變,食物稀少,跑得快、兇猛的狼才能獲得食物生存下去。這樣,食物、環(huán)境對(duì)狼起了______作用,它決定著生物進(jìn)化的______。
5.某植物種群中基型AA的個(gè)體占20%,基因型aa的個(gè)體占50%。
(1)這個(gè)種群中基因A的頻率是,a的基因頻率是。
(2)這個(gè)種群自交一代后,基因型AA的個(gè)體占%,基因A的頻率;aa的基因型個(gè)體占______________%,a的基因頻率是_____________。
專題十五種群與生物群落
專題十五種群與生物群落
1.列舉種群的特征和群落的結(jié)構(gòu)特征。
2.識(shí)別群落,說(shuō)出群落水平上研究的問(wèn)題。
3.嘗試用樣方法調(diào)查種群密度和土壤中小動(dòng)物類群豐富度的研究。
4.說(shuō)明建構(gòu)種群增長(zhǎng)模型的方法和人類活動(dòng)對(duì)群落演替的影響。
5.關(guān)注人類活動(dòng)對(duì)種群數(shù)量變化的影響和我國(guó)實(shí)行退耕還林、還草、還湖,退牧還草的政策。
1.種群和群落的結(jié)構(gòu)的特征。
2.嘗試建構(gòu)種群增長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型,并據(jù)此解釋種群數(shù)量的變化
3.群落的演替過(guò)程。
1.樣方的選擇和確定;建構(gòu)種群增長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型。
2.從結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一的角度描述群落的結(jié)構(gòu)特征。
3.群落的演替過(guò)程。
第1課時(shí)
一、相關(guān)知識(shí)
(一)基本概念
種群、種群密度、樣方法、五點(diǎn)取樣法、等距取樣法、重捕標(biāo)志法、出生率、死亡率、遷入率、遷出率、年齡組成、增長(zhǎng)性、穩(wěn)定性、衰退型、性別比例;性引誘劑、信息素;種群數(shù)量的變化、種群數(shù)量增長(zhǎng)模型、數(shù)學(xué)模型、J型曲線、S形曲線、環(huán)境容納量;
(二)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)
(三)疑難解析
1.年齡組成
2.種群J型增長(zhǎng)模型在假定①增長(zhǎng)是無(wú)界的;②世代不相重疊;③沒(méi)有遷入和遷出;④不具年齡結(jié)構(gòu)等條件下,最簡(jiǎn)單的單種種群增長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型,通常是把世代t+1的種群Nt+1與世代t的種群Nt聯(lián)系起來(lái)的方程:
Nt+1=λNt或Nt=N0λt其中N為種群大小,t為時(shí)間,λ為種群的周限增長(zhǎng)率。
3.影響種群數(shù)量變化的因素
種群的數(shù)量變化是出生和死亡、遷入和遷出相互作用的綜合結(jié)果。所有能影響種群的出生率、死亡率和遷移的因素,都會(huì)影響種群數(shù)量的變化。
影響種群數(shù)量的因素有很多。有些因素的作用是隨種群密度而變化的,這種因素稱為密度制約因素。例如,傳染病在密度大的種群中更容易傳播,因而對(duì)種群數(shù)量的影響就大。又如,種內(nèi)斗爭(zhēng)在密度大的種群中更加劇烈,對(duì)種群數(shù)量的影響也就更大。
密度制約因素對(duì)種群數(shù)量變化的影響是通過(guò)反饋調(diào)節(jié)而實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)種群數(shù)量超過(guò)環(huán)境容納量時(shí),密度制約因素的作用增強(qiáng),使出生率下降,死亡率增加,從而使種群的增長(zhǎng)受到抑制。當(dāng)種群數(shù)量降低到環(huán)境容納量以下時(shí),密度制約因素的作用減弱,從而使種群增長(zhǎng)加快。例如,食物是一種密度制約因素。當(dāng)旅鼠過(guò)多時(shí),草原植被遭到破壞,旅鼠種群由于缺乏食物,數(shù)量下降。旅鼠數(shù)量減少后,植被又逐漸恢復(fù),旅鼠種群的數(shù)量又隨之恢復(fù)如圖所示。
4.關(guān)于種群數(shù)量變化的“S”型曲線的探討
種群數(shù)量增長(zhǎng)的“S”曲線反映的是種群數(shù)量在一個(gè)有限環(huán)境中隨時(shí)間變化而變化的規(guī)律的曲線如圖。
(1)關(guān)于種群數(shù)量變化規(guī)律的探討:由圖中看出,種群數(shù)量在不同時(shí)期或期間的數(shù)量有多少之別,種群增長(zhǎng)率也有快慢之分。
(2)關(guān)于制約因素的探討:
在0→2期間,食物、生存空間充裕,種內(nèi)斗爭(zhēng)、天敵等因素的制約強(qiáng)度小。
在1→3期間,環(huán)境中各制約因素的作用強(qiáng)度逐漸增大,在3時(shí)期及以后達(dá)到最大。
(3)關(guān)于“S”型曲線與“J”型曲線,波動(dòng)曲線的包含與被包含關(guān)系:
在圖中,0→3期間,近似于“J”型曲線,可以說(shuō)“S”型曲線包含了“J”型曲線,但這一段不等于“J”型曲線。(在“J”型曲線中瞬時(shí)增長(zhǎng)率是不變的,而在“S”型曲線中該值是不斷變化的。)
(4)“S”型曲線在生產(chǎn)實(shí)踐中的指導(dǎo)意義
根據(jù)“S”曲線的特點(diǎn),由于在1/2K時(shí)增長(zhǎng)率最大,因此若為了持續(xù)獲得較多的生物資源,一方面應(yīng)該設(shè)法增大環(huán)境滿載量K,如加強(qiáng)生物生存環(huán)境的管理,另一方面,捕撈、采伐應(yīng)該在種群數(shù)量在達(dá)到1/2K以上時(shí)進(jìn)行,而且剩余種群數(shù)量保持在1/2K左右。若要對(duì)有害生物進(jìn)行防治,一方面應(yīng)該設(shè)法減下環(huán)境滿載量K,另一方面通過(guò)引入天敵等措施,將種群數(shù)量盡量控制在較低水平。
三考點(diǎn)例析
例(06年高考全國(guó)卷Ⅱ)種群數(shù)量變化受許多因素的影響。
①某種昆蟲(chóng)在不同溫度和濕度條件下種群數(shù)量的變化如圖。據(jù)圖回答:
在溫度偏離最適溫度或濕度偏離最適濕度條件下,昆蟲(chóng)種群數(shù)量會(huì)__________。一個(gè)生態(tài)因子的變化會(huì)影響________________________________的作用。昆蟲(chóng)種群數(shù)量變化是溫度和濕度______________________的結(jié)果。
②昆蟲(chóng)種群的大小由種群的____________________________決定。
③經(jīng)調(diào)查,第一年此種昆蟲(chóng)種群數(shù)量為N0,如果在理想條件下,每年增長(zhǎng)率保持不變,且λ=1.3,第三年該種群數(shù)量為_(kāi)____________________。
[試題解析](1)本題從考試大綱理解能力“(2)能運(yùn)用所學(xué)知識(shí),對(duì)某些生物學(xué)問(wèn)題進(jìn)行解釋、推理,作出合理的判斷或得出正確的結(jié)論?!焙瞳@取信息的能力“(1)會(huì)鑒別、選擇試題給出的相關(guān)生物學(xué)信息,并能運(yùn)用這些信息,結(jié)合所學(xué)知識(shí)解決相關(guān)的生物學(xué)問(wèn)題。”和綜合運(yùn)用能力“理論聯(lián)系實(shí)際,綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決自然界和社會(huì)生活中的有關(guān)生物學(xué)問(wèn)題?!比胧?,考查生物與環(huán)境的關(guān)系。(2)本題從考試大綱理解能力之“(1)能闡述所學(xué)知識(shí)的要點(diǎn),把握知識(shí)間的內(nèi)在聯(lián)系,形成知識(shí)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。(2)能運(yùn)用所學(xué)知識(shí),對(duì)某些生物學(xué)問(wèn)題進(jìn)行解釋、推理,作出合理的判斷或得出正確的結(jié)論。”和獲取信息的能力“(1)會(huì)鑒別、選擇試題給出的相關(guān)生物學(xué)信息,并能運(yùn)用這些信息,結(jié)合所學(xué)知識(shí)解決相關(guān)的生物學(xué)問(wèn)題?!比胧?,綜合考查動(dòng)物的新陳代謝的相關(guān)知識(shí)。
[參考答案](1)減少(1分),另一個(gè)生態(tài)因子(2分),綜合作用(2分)
出生率和死亡率(1分)、遷出率和遷入率(1分),1.69N0(1分)
考點(diǎn)點(diǎn)撥:第2課時(shí)
一、相關(guān)知識(shí)
(一)基本概念
群落、群落的物種組成、豐富度;種間關(guān)系、捕食、競(jìng)爭(zhēng)、寄生、互利共生;群落的空間結(jié)構(gòu)、垂直結(jié)構(gòu)、水平結(jié)構(gòu);群落的演替、初生演替、次生演替。
(二)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)
(三)疑難解析
1.群落結(jié)構(gòu)
群落是一個(gè)有機(jī)的、有規(guī)律的系統(tǒng),它具一定結(jié)構(gòu)。其空間結(jié)構(gòu)明顯地表現(xiàn)在垂直分層上,稱為垂直結(jié)構(gòu):森林群落分為林冠、下木、灌木、草本和地被等層次,各種動(dòng)物也在森林的不同高度中占據(jù)一定的位置。森林群落的水平結(jié)構(gòu)表現(xiàn)在鑲嵌性上,即組成群落的植物在水平方向的分布不均勻和斑塊性。一般來(lái)說(shuō),群落垂直分層越多,動(dòng)物種類也越豐富。群落結(jié)構(gòu)亦隨時(shí)間而改變。夏天,溫帶落葉闊葉林中林木茂盛,動(dòng)物種類和數(shù)量也多;冬季,樹(shù)葉脫落,草被枯黃,某些鳥(niǎo)遷飛,一些動(dòng)物則冬眠,這就是群落時(shí)間結(jié)構(gòu)的表現(xiàn)。物種多樣性結(jié)構(gòu)在不同群落中也有差異:熱帶雨林中物種十分豐富,沒(méi)有明顯的優(yōu)勢(shì)種。北方針葉林中冷杉和云杉等占優(yōu)勢(shì),動(dòng)物種類相對(duì)貧乏。群落結(jié)構(gòu)還表現(xiàn)在生活型組成上,根據(jù)休眠或復(fù)蘇芽位置的高低和保護(hù)方式,將高等植物分為高芽位植物、地上芽植物、地面芽植物、地下芽植物和一年生植物五種生活型。
2.種間關(guān)系的比較
互利共生:強(qiáng)調(diào)的是兩種生物生活在一起,互惠互利,若彼此分開(kāi)一方或雙方都不能獨(dú)立生活。如地衣中的真菌和藻類;白蟻和它腸道中的鞭毛蟲(chóng)等的關(guān)系
寄生:也是兩種生物生活在一起,但一方受益,另一方受害,受益的一方稱為寄生生物,受害的一方稱為宿主。寄生的情況有兩種,一種是一種生物寄居在另一種生物的體表,代謝類型是異養(yǎng)需氧型,如虱和蚤等;另一種是一種生物寄居在另一種生物的體內(nèi),代謝類型是異養(yǎng)厭氧型,如蛔蟲(chóng)、絳蟲(chóng)、血吸蟲(chóng)等。
捕食:強(qiáng)調(diào)了兩種生物生活在一起,一種生物以另一種生物為食的現(xiàn)象。捕食關(guān)系的兩種生物之間沒(méi)有排斥現(xiàn)象,捕食者選擇被捕食者,被捕食者也選擇捕食者,具有捕食關(guān)系的兩種生物之間,在長(zhǎng)期的進(jìn)化過(guò)程中進(jìn)行著相互選擇,保持著動(dòng)態(tài)的平衡。
競(jìng)爭(zhēng):強(qiáng)調(diào)的是兩種生物生活在一起由于在生態(tài)系統(tǒng)中的生態(tài)位重疊而發(fā)生爭(zhēng)奪生態(tài)資源而進(jìn)行斗爭(zhēng)的現(xiàn)象。如果生態(tài)位完全重疊,又沒(méi)有制約其種群發(fā)展的其他生物因素和非生物因素的存在,就會(huì)發(fā)生競(jìng)爭(zhēng)排斥現(xiàn)象。如培養(yǎng)在一起的大小草履蟲(chóng),16天后,大草履蟲(chóng)全部死亡,小草履蟲(chóng)仍能繼續(xù)正常生長(zhǎng)。但在池塘內(nèi),大小草履蟲(chóng)是共生在一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中的,原因是在池塘中還存在著草履蟲(chóng)的天敵,通過(guò)天敵制約著小革履蟲(chóng)種群的發(fā)展,所以還有大草履蟲(chóng)的生存空間
3.引進(jìn)生物新品種的利與弊
我國(guó)從西漢張騫出使西域時(shí)開(kāi)始,陸續(xù)從國(guó)外引進(jìn)苜蓿、葡萄、蠶豆、核桃、大蒜、石榴、馬鈴薯、玉米、辣椒、花生、紅薯、南瓜、棉花、西瓜、菠菜、茄子、姜、芝麻、豌豆、西紅柿、蕎麥等農(nóng)作物,以及沉香、菩提樹(shù)、貝葉樹(shù)、懸鈴木、油橄欖、白楊、黑松、冷杉、橡膠樹(shù)、桉樹(shù)、銀合歡、相思樹(shù)、南洋杉等樹(shù)種。同時(shí),我國(guó)的水稻、大豆、茶、油桐、桃、杏、柑桔,以及多種名貴花卉,特產(chǎn)珍樹(shù)也在異國(guó)的土壤中開(kāi)花結(jié)果。我國(guó)的四不象(麋鹿)還是首先由我國(guó)傳入英國(guó),后在我國(guó)絕跡,到本世紀(jì)50年代再由歐洲返回家園繁衍后代的。由此可見(jiàn),生物引進(jìn)的意義重大,它不但豐富了各國(guó)人民的生活,而且使世界上的動(dòng)植物家族更加繁榮興旺起來(lái)。
然而,在幾千年的引進(jìn)史上也不乏失敗的例子,更有甚者,由于盲目引進(jìn)而引起無(wú)窮的禍害。
在生物引進(jìn)史上造成危害最大的恐怕要數(shù)煙草的引種了。1492年,哥倫布發(fā)現(xiàn)美洲新大陸,當(dāng)他們看到當(dāng)?shù)厝丝谥械鹬痪砣贾母刹莅魰r(shí),初時(shí)驚嘆不己,繼而羨慕之極,后來(lái)競(jìng)相效尤。1558年,煙草在哥倫布的家鄉(xiāng)西班牙試種,隨后迅速蔓延歐洲各地,并逐步走向世界。明朝時(shí),煙草經(jīng)菲律賓傳入我國(guó)。煙草對(duì)人類的危害可謂罄竹難書(shū),要是當(dāng)初人們將它拒之門(mén)外,也就不會(huì)有無(wú)數(shù)的癮君子死于它的魔掌之下了。
對(duì)我國(guó)恐怕最令人辛酸的是英帝國(guó)主義強(qiáng)迫我國(guó)引種鴉片(罌粟植物)。1840年以來(lái),英國(guó)殖民主義者強(qiáng)迫我國(guó)人民種植鴉片,結(jié)果有許多人成為吸毒者,害得家破人亡,同時(shí)中國(guó)的幾億兩白銀和大量財(cái)富隨之流入英國(guó)侵略者的腰包。
在作物的引種上,古今中外也出現(xiàn)過(guò)不少失敗的事例。漢武帝劉徹曾因荔枝“味道好極了”于公元111年便下令在長(zhǎng)安建造一座“扶荔宮”,從當(dāng)時(shí)的“蠻夷之地”引種了100株荔枝,結(jié)果竟全部?jī)鏊?,雖一再補(bǔ)種,仍無(wú)一幸存。盡管武帝“怒發(fā)沖冠”殺了幾十個(gè)無(wú)辜的養(yǎng)護(hù)人,也無(wú)法使荔枝在長(zhǎng)安生存,最后只能“偃旗息鼓”。解放后的50年代,我國(guó)曾在東北引種南方良種水稻,結(jié)果苗株茂盛但不抽穗揚(yáng)花,而南方引種東北水稻也同樣顆粒無(wú)收。
在生物引進(jìn)史中,動(dòng)物引進(jìn)的數(shù)量相對(duì)植物而言可謂“九牛一毛”。然而,引進(jìn)不當(dāng),危害比植物毫不遜色。最著名的恐怕是澳大利亞的“兔害”和“癩蛤蟆事件”了。
1859年,澳大利亞一位莊園主托馬斯奧斯金在英國(guó)游玩時(shí),看到本國(guó)沒(méi)有的小動(dòng)物——兔子十分可愛(ài),于是帶回24只放養(yǎng)在自己的莊園里。想不到,兔子在澳大利亞迅速繁殖生長(zhǎng),在不長(zhǎng)的時(shí)間里便遍布全國(guó)各地。它們破壞植被,引起土壤侵蝕,啃光大片牧草和莊稼。據(jù)統(tǒng)計(jì),因兔子造成的經(jīng)濟(jì)損失每年高達(dá)1億美元以上。生物學(xué)家曾多次設(shè)法對(duì)付兔害,但均未成功。本世紀(jì)50年代,曾培育出一種能使兔子不育的跳蚤,一度使兔子死亡90%以上;然而到80年代初,這里的兔子已對(duì)跳蚤病毒產(chǎn)生了免疫力,于是兔子家族又迅速興旺發(fā)達(dá)。目前,澳大利亞至少有兔子4億只以上,災(zāi)害日益嚴(yán)重。
三考點(diǎn)例析
例(2004年高考全國(guó)卷)生活在一個(gè)生物群落中的兩個(gè)種群(a、b)的數(shù)量變化如圖所示,下列判斷正確的是
A.a種群與b種群為競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系,a種群依賴b種群
B.a種群與b種群為競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系,競(jìng)爭(zhēng)程度由強(qiáng)到弱
C.a種群為S型增長(zhǎng),其增長(zhǎng)受本身密度制約
D.b種群為J型增長(zhǎng),始終受到a種群的制約
[解析]本題考查了種群的增長(zhǎng)相關(guān)知識(shí)。a為“S”型曲線,b為“T”曲線,由于a和b為競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系,導(dǎo)致b被淘汰。研究種群數(shù)量變化的意義生物群落的概念
[答案]C
四自我檢測(cè)
1.下列敘述中屬于種群的是()。
A.一個(gè)池塘里的魚(yú)B.一座山上的樹(shù)
C.一個(gè)公園里的草地D.一塊油菜地里的油菜
2.下列哪兩個(gè)重要因素(參數(shù))決定著動(dòng)物種群的增長(zhǎng)?
A.出生率和食物供應(yīng)B.死亡率和遷移
C.死亡率和種群占據(jù)的地域面積D.出生率和死亡率
3.下表中有一種必要的生長(zhǎng)因子和另一種物質(zhì)是由兩種微生物合成的,如果將這兩種微生物培養(yǎng)在一起,它們之間的關(guān)系是()
生物必須供應(yīng)的生長(zhǎng)因子被合成釋放的物質(zhì)
紅色酵母嘧啶噻唑
毛霉噻唑嘧啶
A.競(jìng)爭(zhēng)B.捕食C.共生D.寄生
4.大多數(shù)生物群落在空間上有垂直分層現(xiàn)象,稱為群落的垂直結(jié)構(gòu)。引起森林群落中植物和動(dòng)物垂直分層現(xiàn)象的主要因素分別是()。
A.溫度、食物B.溫度、光照C.濕度、溫度D.光照、食物
5.淺海中牡蠣與魚(yú)類、節(jié)肢動(dòng)物、棘皮動(dòng)物等生物生活在一起。這些生物構(gòu)成了()
A.群落B.種群
C.生態(tài)系統(tǒng)D.生態(tài)因子
6.下圖描述了一種鹿的種群增長(zhǎng)速度的變化,在1935年大約有多少只鹿在特定的環(huán)境中生存下去而不會(huì)餓死
A.12000B.35000C.50000D.100000
7.下列哪種情況會(huì)導(dǎo)致田鼠種群內(nèi)個(gè)體間斗爭(zhēng)加劇的是()
A.發(fā)生流行?。拢棓?shù)量增加
C.繁殖力提高D.遷出率增加
8.某海灘黃泥螺種群現(xiàn)存量為3000噸。正常狀況下,每年該種群最多可增加300噸,為充分利用黃泥螺資源,又不影響可持續(xù)發(fā)展,理論上每年最多捕撈黃泥螺的是為()
A.3000噸B.1650噸C.1500噸D.不超過(guò)300噸
9.生活在一個(gè)生物群落中的兩個(gè)種群(a、b)的數(shù)量變化如下圖所示,下列判斷正確的是()
A.a(chǎn)種群與b種群為捕食關(guān)系,a種群依賴于b種群
B.種群與b種群為競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系,競(jìng)爭(zhēng)程度由強(qiáng)到弱
C.a(chǎn)種群為S型增長(zhǎng),其增長(zhǎng)受本身密度制約
D.b種群為J型增長(zhǎng),始終受到a種群的制約
10.在下列哪種條件下,種群可能呈“J”型增長(zhǎng)()
A.當(dāng)食物受到限制時(shí)
B.在物種適宜的環(huán)境中,食物開(kāi)始出現(xiàn)不足,但遠(yuǎn)不至于影響到該物種在這里生存
C.在一個(gè)沒(méi)有捕食者的生態(tài)系統(tǒng)中
D.在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的實(shí)驗(yàn)條件下
11.為除去農(nóng)作物的某種害蟲(chóng)而引入天敵蜘蛛后,一定時(shí)間后對(duì)兩個(gè)種群進(jìn)行調(diào)查,得出如圖所示的結(jié)果(圖中兩條曲線分別表示它們的數(shù)量變化)。有關(guān)敘述正確的是
A.在a-b期問(wèn),若同時(shí)引入害蟲(chóng)的另一種天敵螳螂,蜘蛛的數(shù)量將增加更快
B.在b-c期間,造成蜘蛛數(shù)量減少的原因是蜘蛛的食物不足
C.在c-d期間兩個(gè)種群數(shù)量保持相對(duì)穩(wěn)定的原因是發(fā)生了種間互助
D.害蟲(chóng)數(shù)量減少可導(dǎo)致蜘蛛數(shù)量增加
12.下圖反映了三個(gè)種群的年齡組成。請(qǐng)據(jù)圖回答:
(1)三個(gè)種群的發(fā)展趨勢(shì)是:
A;
B;
C。
(2)比較三個(gè)種群的密度發(fā)展趨勢(shì):。
13.下圖為種群在不同環(huán)境條件下的增長(zhǎng)曲線,據(jù)圖回答問(wèn)題。
(1)A曲線呈“J”型,表示種群在環(huán)境中的增長(zhǎng)。
(2)B曲線呈“S”型,表示種群在環(huán)境中的增長(zhǎng),陰影部分表示。用達(dá)爾文進(jìn)化理論解釋,這是的結(jié)果。
(3)若“S”曲線表示某個(gè)鼠群遷入一個(gè)新的生態(tài)系統(tǒng)后的增長(zhǎng)曲線,那么,K點(diǎn)以后,曲線出現(xiàn)平區(qū)的原因是。
(4)根據(jù)種群變動(dòng)的曲線,解釋為什么投藥滅鼠在短期內(nèi)能控制鼠害,但很快又會(huì)鼠災(zāi)泛濫的原因。對(duì)此,應(yīng)采取哪些有效措施?。
14.海洋水域的上層多為綠藻,中層多為褐藻,下層多為紅藻。這一生態(tài)現(xiàn)象說(shuō)明:
(1)影響海洋水域中藻類植物分布的主要生態(tài)因素是______。隨著海洋深度的增加,_____逐漸減弱,水域中所分布的藻類植物的種類也就隨之出現(xiàn)差異。
(2)各種藻類植物在海洋水域的______方向上有明顯分層的現(xiàn)象,叫做這個(gè)生物群落的_____結(jié)構(gòu)。
(3)生物群落的結(jié)構(gòu)與環(huán)境中的各種______密切相關(guān)。
15.調(diào)查某草原田鼠數(shù)量時(shí),在設(shè)置1公頃的調(diào)查區(qū)內(nèi),放置100個(gè)捕鼠籠,一夜間捕獲鼠32頭(記作[a]),將捕獲的鼠經(jīng)標(biāo)記后在原地釋放。數(shù)日后,在同一地方再放置同樣數(shù)
量的捕鼠籠,這次共捕獲30頭(記作[b]),其中有上次標(biāo)記過(guò)的個(gè)體10頭(記作[c])。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)若該地區(qū)田鼠種群個(gè)體總數(shù)為N,則N=頭(計(jì)算公式是N∶[a]=[b]∶[c]。)
A.30B.32C.64D.96
(2)要使上面所計(jì)算的種群個(gè)體總數(shù)和實(shí)際相符,理論上在調(diào)查期必須滿足的2個(gè)條件是()
A.有較多個(gè)體遷出調(diào)查區(qū)B.調(diào)查區(qū)內(nèi)沒(méi)有較多個(gè)體死亡
C.調(diào)查區(qū)內(nèi)沒(méi)有較多個(gè)體出生D.有較多個(gè)體遷入調(diào)查區(qū)
(3)調(diào)查甲、乙兩草原所捕獲鼠的月齡,它們的月齡構(gòu)成如下左圖所示。據(jù)圖分析:草原的田鼠種群屬于型;草原的田鼠種群屬于型,可以預(yù)測(cè),該草原鼠害將會(huì)嚴(yán)重,必須作好防治準(zhǔn)備工作。
(4)若某種群有成鼠a頭(計(jì)算時(shí)作為親代),每頭雌鼠一生產(chǎn)仔16頭,各代雌雄性別比例均為1∶1,子代幼鼠均發(fā)育為成鼠,所有個(gè)體的繁殖力均相等,則從理論上計(jì)算,第n代親生的子代數(shù)為頭。
A.B.
C.D.
(5)若將雌雄成鼠各若干頭,放在大小一定的籠內(nèi)飼養(yǎng),讓它們交配繁殖,且供給足夠的餌料和水,則籠內(nèi)鼠數(shù)變化和飼養(yǎng)時(shí)間之間的關(guān)系,應(yīng)為上右圖中的曲線。
16.用水蚤進(jìn)行如圖實(shí)驗(yàn):
(1)原共同在①號(hào)試管中生存的水蚤,些水蚤能在②號(hào)試管中生存,有些能在④號(hào)試管中生存。這表明水蚤個(gè)體間存在著________________,從而體現(xiàn)了生物的變異一般是___________。
(2)溫度的改變對(duì)水蚤起了_____________作用,這種作用是_________的。
(3)③號(hào)、⑤號(hào)試管中的水蚤全部死亡。死亡原因可能是________,
參考答案
1.D,提示:種群是同種生物中許多個(gè)體的集合體。一個(gè)池塘里的魚(yú),一般不會(huì)由一種魚(yú)組成;一座山上的樹(shù)也不會(huì)是單一的一種樹(shù);一片草地里的草也是由許多種草本植物生長(zhǎng)在一起所組成的;因此這三個(gè)選項(xiàng)的內(nèi)容都不能稱為種群。
2.D,提示:本題考查的知識(shí)點(diǎn)是種群的特征。直接影響種群密度的四個(gè)參數(shù)是出生率、死亡率、遷入率和遷出率,其中出生率和遷入率是決定種群增長(zhǎng)的變量,死亡率和遷出率是決定種群密度下降的變量。遷入和遷出不是最本質(zhì)的,只有出生率和死亡率才是決定種群增長(zhǎng)的最重要參數(shù)。食物供應(yīng)和領(lǐng)域大小不能直接影響種群數(shù)量,它們通過(guò)影響出生率和死亡率起作用。
3.C,提示:從表中可以看出,紅絲酵母菌和毛霉必須供應(yīng)的生長(zhǎng)因子都是對(duì)方合成釋放的物質(zhì)。因此他們生活在一起會(huì)相互依存彼此有利。
4.D,提示:森林植物的分層對(duì)光的利用有利,群落下層比上層的光照弱,不同植物適用于不同的光照強(qiáng)度生長(zhǎng),這種垂直結(jié)構(gòu)提高了群落利用陽(yáng)光等環(huán)境資源的能力;群落種植物的垂直分布有位動(dòng)物創(chuàng)造了多種棲息空間和食物條件。
5.A
6.A
7.C,提示:在一定的空間條件下,個(gè)體數(shù)量越多,種內(nèi)斗爭(zhēng)越劇列。
8.D,提示:不應(yīng)超過(guò)種群增加的量,如果超過(guò)增加量將會(huì)破壞海灘黃泥螺種群的數(shù)量。
9.C
10.D,提示:在充足的食物和足夠空間條件下,種群可能成J型增長(zhǎng)。這種條件只能在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)完成
11.B,提示:從圖可以看出,蜘蛛與害蟲(chóng)之間可能是捕食與被捕食關(guān)系,因此當(dāng)害蟲(chóng)數(shù)量發(fā)生變化的時(shí)候,蜘蛛應(yīng)該向相反的趨勢(shì)變化,而螳螂與蜘蛛之間是競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。
12.提示:本題考查的知識(shí)點(diǎn)是種群的特征。圖式表示的是種群年齡結(jié)構(gòu)的三種類型,不難看出,A屬于增長(zhǎng)型,B屬于穩(wěn)定型,C屬于衰退型,當(dāng)然也能判斷出種群密度的發(fā)展趨勢(shì)是:A﹥B﹥C。
答案(1)趨于擴(kuò)大;趨于穩(wěn)定;趨于減少。(2)A﹥B﹥C。
13.(1)無(wú)環(huán)境阻力下的增長(zhǎng)
(2)有環(huán)境阻力下的增長(zhǎng);由于環(huán)境阻力,導(dǎo)致種群個(gè)體數(shù)實(shí)際增長(zhǎng)與理論值的差異;
生存斗爭(zhēng)
(3)由于食物短缺等因素的限制,種群在達(dá)到環(huán)境負(fù)荷量以后在一段時(shí)間內(nèi)不再增加。
(4)原因:①老鼠種群的抗藥性增強(qiáng);②毒殺一部分個(gè)體,剩余的個(gè)體數(shù)目在環(huán)境負(fù)荷量以下,會(huì)以指數(shù)式增長(zhǎng),很快會(huì)恢復(fù)到原來(lái)數(shù)量。
措施:原則上是降低環(huán)境負(fù)載能力,無(wú)污染,具可行性。如①嚴(yán)密封儲(chǔ)糧食;②清除生活垃圾;③生物防治,保護(hù)老鼠天敵等。(其他方法,符合以上原則即可)
14.提示:與此題相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)是生物群落的結(jié)構(gòu)和生態(tài)因素。生物群落的結(jié)構(gòu)包括垂直結(jié)構(gòu)和水平結(jié)構(gòu)。在海洋水域的不同水層中,分布著不同的藻類植物,這種在垂直方向上的分層現(xiàn)象顯然屬于垂直結(jié)構(gòu)。引起藻類植物在海洋水域中出現(xiàn)明顯分層現(xiàn)象的主要生態(tài)因素是陽(yáng)光。水域越深,光線越弱,藻類植物細(xì)胞內(nèi)的葉綠素含量越少。這一生態(tài)現(xiàn)象充分說(shuō)明,生物群落結(jié)構(gòu)的形成受生態(tài)因素的影響。
答案(1)陽(yáng)光光線;(2)垂直垂直;(3)生態(tài)因素。
15.(1)D(2)B、C(3)乙穩(wěn)定甲增長(zhǎng)(4)C(5)C
16.(1)差異不定向(2)選擇定向的(3)環(huán)境的改變
自然選擇對(duì)基因頻率的影響
生物:4.1.2《自然選擇對(duì)基因頻率的影響》例題與探究(中圖版必修2)
典題精講
例1下圖是關(guān)于幾個(gè)生物種群內(nèi),等位基因A和a的基因頻率。
(1)處于遺傳平衡狀態(tài)的種群是____________。
(2)自然選擇對(duì)顯性性狀有利的種群是___________。
(3)自然選擇對(duì)隱性性狀有利的種群是____________。
(4)在種群內(nèi)不可能發(fā)生的是。
思路解析:處于遺傳平衡狀態(tài)時(shí),基因頻率不會(huì)發(fā)生改變;如果自然選擇對(duì)顯性性狀有利,則顯性基因A的基因頻率會(huì)增加,最終A的值接近于1但不等于1,a的基因頻率下降,最終接近于0但不等于0;如果自然選擇對(duì)隱性性狀有利,則A基因的基因頻率下降,最終可能為0,a基因的基因頻率上升,最終可能為1;在一個(gè)種群內(nèi),不可能A、a的基因頻率同時(shí)上升或都下降,因?yàn)锳的基因頻率+a的基因頻率=1。
答案:(1)A?。?)C?。?)D (4)B
變式訓(xùn)練囊性纖維變性是種常染色體遺傳病。在歐洲的人群中,每2500個(gè)人中就有一個(gè)患此病。如一對(duì)健康的夫婦有一患有此病的孩子,此后,該婦女又與健康的男子再婚。再婚的雙親生一孩子患該病的概率是……()
A.1/25B.1/50C.1/100D.1/625
思路解析:由于雙親正常卻生一病孩,可推知囊性纖維變性屬于常染色體隱性遺傳病,如把其控制基因記作a,則該婦女的基因型為Aa,這個(gè)婦女(Aa)與另一男子結(jié)婚,如若也生一病孩,此男子必須是雜合體(Aa)才有可能,所以本題的關(guān)鍵在于求出該男子是雜合體的概率。根據(jù)題意,如果設(shè)a的基因頻率為q,則有aa的基因頻率=q×q=1/2500,可得q=1/50,A的基因頻率p=1-q=49/50。這樣雜合體Aa的基因型頻率2pq=2×49/50×1/50≈1/25,又考慮到雙親均為雜合體,后代出現(xiàn)隱性純合體aa的可能性是1/4,由此可得再生一病孩的可能性為1/25×1/4=1/100。
答案:C
例2某工廠有男女職工各200名,對(duì)他們進(jìn)行調(diào)查時(shí)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(gè)群體中色盲基因的頻率為_(kāi)__________。
思路解析:(1)色盲基因位于X染色體上,基因總數(shù)應(yīng)是XB和Xb之和。男性為XY,女性為XX,所以,基因總數(shù)=200×2(女)+200(男)=600。(2)色盲基因Xb=15(XBXb)?+2×5(XbXb)+11(XbY)=36。(3)色盲基因Xb的基因頻率=36600=006。
答案:0.06
變式訓(xùn)練某校的一個(gè)生物興趣小組在研究性學(xué)習(xí)活動(dòng)中,開(kāi)展了色盲普查活動(dòng),他們先從全校的1800名學(xué)生中隨機(jī)抽取了180名學(xué)生(男女生各一半),作為首批調(diào)查對(duì)象,結(jié)果發(fā)現(xiàn)有女性色盲患者3人,男性色盲患者8人,女性色盲基因攜帶者13人。那么,在該校全體學(xué)生中色盲基因的頻率約為()
A.7.5%B.10%C.15%D.1%
思路解析:由于色盲基因及其等位基因只存在于X染色體上,而Y染色體上沒(méi)有,因此該等位基因的總數(shù)Xb+Xb=90×1+90×2=270(女性每人含兩個(gè)X基因,男性每人含一個(gè)X基因),色盲基因的總數(shù)為Xb=8×1+3×2+13×1=27(女性攜帶者和男性患者都有一個(gè)Xb,而女性患者含兩個(gè)Xb),因此色盲基因的基因頻率=(27/270)×100%=10%。
答案:B
例3某植物種群中,AA基因型個(gè)體占40%,aa個(gè)體基因型占20%,則自交后代中,A的基因頻率是多少?Aa的基因型頻率又是多少?
思路解析:自交并不是自由交配。此題不能按遺傳平衡來(lái)做。錯(cuò)誤的解法:
親代中,A的基因頻率=40%(AA)+(Aa)=0.6,a的基因頻率=20%(aa)+(Aa)=0.4,自交后代中Aa=2×0.6×0.4=0.48。
正確的解法:
自交后代中AA基因型個(gè)體占50%;Aa基因型的個(gè)體占20%;aa基因型個(gè)體占30%。A的基因頻率=50%+=60%。
答案:60%;20%。
黑色陷阱:(1)上題的親代中,我們可以算出A的基因頻率=0.6,a的基因頻率=0.4。如果我們按遺傳平衡算一下,親代中的AA基因型頻率應(yīng)為p2=0.6×0.6=36%,Aa的基因型頻率=2pq=2×0.6×0.4=48%,aa的基因型頻率=p2=0.4×0.4=0.16,這顯然和已知條件中AA、Aa、aa的基因型頻率不一致,也就說(shuō),不能按遺傳平衡來(lái)處理此題。(2)遺傳平衡的五個(gè)條件是:①種群大;②種群個(gè)體間的交配是隨機(jī)的;③沒(méi)有突變發(fā)生;④沒(méi)有新基因的加入;⑤沒(méi)有自然選擇。其中,自由交配并不是自交,也就是說(shuō),如果自交,就不能按遺傳平衡來(lái)處理。
變式訓(xùn)練某植物種群,AA基因型個(gè)體占30%,aa基因型個(gè)體占20%,則:
(1)該植物的A、a基因頻率分別是_____________、_____________。
(2)若該植物自交,后代中AA、aa基因型個(gè)體分別占_____________、_____________,這時(shí)A、a的基因頻率分別是_____________、_____________。
(3)依現(xiàn)代生物進(jìn)化理論,這種植物在兩年中是否發(fā)生了進(jìn)化?_____________。原因是_________________________________________________________________。
(4)由此可知,進(jìn)化的基本單位是_____________,進(jìn)化的原材料由_____________提供,是否發(fā)生進(jìn)化決定于_____________,進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是__________________________。
思路解析:由題意知Aa基因型的個(gè)體占50%,假設(shè)該群體有100個(gè)個(gè)體,則A基因總數(shù)為30×2+50=110,所以A的基因頻率為110/(100×2)×100%=55%,則a的基因頻率為45%。若該植物自交,自交后代產(chǎn)生基因型為AA的比例為30%+1/4×50%=42.5%,基因型為Aa的個(gè)體比例為1/2×50%=25%,基因型為aa的個(gè)體比例為20%+1/4×50%=32.5%,同法可求出A的基因頻率為55%,a的基因頻率為45%,也就是說(shuō),該種植物的親代和子代之間基因頻率沒(méi)有發(fā)生變化,說(shuō)明生物沒(méi)有發(fā)生進(jìn)化。
答案:(1)55% 45%?。?)42.5% 32.5% 55%45%?。?)沒(méi)有發(fā)生進(jìn)化 基因頻率沒(méi)有發(fā)生改變 ?(4)種?群 突變和基因重組 自然選擇 基因頻率的?改變
問(wèn)題探究
問(wèn)題遺傳平衡定律的適用條件及其應(yīng)用有哪些?
導(dǎo)思:遺傳平衡定律有廣泛的應(yīng)用。
(1)如果我們只知道基因頻率,而求基因型頻率時(shí),就要應(yīng)用遺傳平衡定律。例如:已知A的基因型頻率為0.2,求Aa的基因型頻率。此時(shí)p=0.2,q=0.8,Aa的基因型頻率=2pq=2×0.2×0.8=0.32。
(2)如果我只知道一種基因型頻率,而求其他基因型頻率時(shí),也可用遺傳平衡。如:如果調(diào)查發(fā)現(xiàn),每10000人中有一個(gè)白化病患者,求:Aa的基因型頻率是多少。設(shè)A的基因頻率為p,a的基因頻率為q,則q2=,q=1%,p=1-q=99%。所以,Aa的基因型頻率=2pq=2×1%×99%=1.98%。
(3)關(guān)于復(fù)等位基因遺傳。例如人的ABO血型由三個(gè)等位基因IA,、IB、i決定,如果某一地區(qū)人中,A型、B型、AB型分別占45%、13%、6%。則IA、IB、i的基因頻率分別是多少?IAi的基因型頻率是多少?
設(shè)IA、IB、i的基因頻率分別為p、q、r,則
解方程得:p=0.3 q=0.1 r=0.6
Iai的基因型頻率=2pr=2×0.3×0.6=0.36
(4)在有些情況下不能使用遺傳平衡定律。如自交后代的基因型頻率的計(jì)算。自交不是自由交配,所以不能用遺傳平衡來(lái)解決。再者,如果各基因型的數(shù)目一定時(shí),也不能用遺傳平衡定律。例如AA、Aa、aa的基因型分別為36%、15%、49%。此時(shí)絕對(duì)不能用p2=36%,p=0.6;q2=49%;q=0.7。此時(shí),你會(huì)發(fā)現(xiàn)p+q=0.6+0.7≠1。所以在這種情況下,只能這樣算:p==43.5%,q==56.5%。
探究:如果符合以下五個(gè)條件,種群中的各等位基因的頻率和各等位基因的基因型頻率在一代一代的遺傳中是穩(wěn)定不變的。這五個(gè)條件是:①種群大;②種群個(gè)體間的交配是隨機(jī)的;③沒(méi)有突變發(fā)生;④沒(méi)有新基因的加入;⑤沒(méi)有自然選擇。
數(shù)學(xué)模型:
(1)一對(duì)等位基因(A、a),設(shè)A的基因頻率為p,a的基因頻率為q。
則
?、賞+q=1
②(p+q)2=p2+2pq+q2=1
①的意思是:A和a的基因頻率之和為1。
②的意思是:AA基因型頻率值為p2;
Aa基因型頻率值為2pq;
aa基因型頻率值為q2。
(2)如果是復(fù)等位基因(以血型為例:設(shè)IA、IB、i的基因頻率分別為p、q、r)則:
?、賞+q+r=1
?、冢╬+q+r)2=p2+q2+r2+2pq+2pr+2qr=1
①的意思是:IA、IB、i的基因頻率之和為1。
②的意思是:IAIA、IBIB、ii、IAIB、IAi、IBi的基因型頻率值分別為p2、q2、r2、2pq、2pr、2qr。
(3)如果是多倍體,比如是一對(duì)等位基因(A、a)構(gòu)成的四倍體,情況又該如何呢?
①p+q=1
②(p+q)4=p4+4p3q+6p2q2+4pq3+q4
①的意思是:A和a的基因頻率之和為1
②的意思是:AAAA、AAAa、AAaa、Aaaa、aaaa的基因型頻率值分別為p4、4p3q、6p2q2、4pq3、q4。