种群基因组成的变化与物种的形成（一）

19世纪中叶以前的英国曼彻斯特地区，山清水秀，绿树成荫。那里的森林中生活着一种桦尺蛾。它们夜间活动，白天栖息在长满地衣的树干上。杂交实验表明桦尺蛾的体色受一对等位基因S和s控制，黑色(S)对浅色(s)为显性。生物学家来这里考察，发现大多数桦尺蛾体色是浅色的，只有少数是黑色的，这些黑色的桦尺蛾是浅色桦尺蛾在自然条件下的变异类型。100年以后，也就是20世纪中叶，曼彻斯特已经变成了一个工业城市。这里工厂林立，烟雾弥漫，工厂排出的煤烟使地衣不能生存，结果使树皮裸露并被熏成黑褐色。这时候，又有生物学家前来考察，使他们惊讶的是，这里的黑色桦尺蛾变成了常见类型，而浅色的桦尺蛾却成了少数。长满地衣的树干上的桦尺蛾黑色树干上的桦尺蛾讨论1.导致黑色桦尺蛾变多的原因是什么?2.自然选择直接作用的是生物个体，还是群体?3.自然选择直接选择的是基因型还是表型?为什么?4.研究进化，仅研究个体和表型是否就可以?为什么?

一、种群和种群的基因库1.种群(1)种群的概念：生活在一定区域的同种生物的全部个体的集合。如一片森林里的全部猕猴或一片草地上的所有蒲公英都可以看作一个种群。(2)种群的特点种群是生物进化的基本单位，种群中的雌雄个体可以通过繁殖将各自的基因遗传给后代。种群也是生物繁殖的基本单位。●种群概念的附加条件：种群中的个体并不是机械地集合在一起，雌雄个体将可以通过繁殖将各自的基因遗传给后代。2.基因库：一个种群中全部个体所含有的全部基因，叫作这个种群的基因库。一个猕猴种群的部分个体

3.基因频率(1)基因频率的概念在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比值。(2)计算公式(3)影响因素:基因突变、染色体变异、自然选择、迁移等。4.基因型频率(1)基因型频率的概念某种基因型的个体在种群中所占的比值。(2)计算公式

易错提醒1.一个种群中某基因占所有基因数的比值叫作基因频率()2.在环境条件保持稳定的前提条件下，种群的基因频率不会发生变化()3.若亲子代间基因频率不变，基因型频率也一定不变()4.种群是生物进化的基本单位，自然选择的直接选择对象是个体的表型()×××√

二、种群基因频率的变化1.根本原因:基因突变产生新的等位基因，这就可以使种群中的基因频率发生变化。2.可遗传变异的来源:可遗传的变异来源于基因突变、基因重组和染色体变异。其中，基因突变和染色体变异统称为突变。3.可遗传变异的形成基因突变产生的等位基因，通过有性生殖过程中的基因重组，可以形成多种多样的基因型，从而使种群中出现多种多样可遗传的变异类型。4.可遗传变异的特点(1)突变和重组都是随机的、不定向的。(2)虽然生物自发突变的频率很低，而且许多突变是有害的，但种群中含多个个体，每个个体的细胞中都有成千上万个基因，这样，每一代几乎产生大量的突变。染色体变异、自然选择、生物迁移对基因频率的影响都是建立在有等位基因的基础上并且是固有的

4.可遗传变异的作用只是提供生物进化的原材料，不能决定生物进化的方向。5.可遗传变异的利害性变异的有利和有害是相对的，是由生物的生存环境决定的。同样的变异在不同的生存环境中可能有利，也可能有害。例如:

三、自然选择对种群基因频率变化的影响创设情景示例:1870年，桦尺蛾种群的基因型频率为SS10%，Ss20%，ss70%，S基因的频率为20%。在树干变黑这一环境条件下，假如树干变黑不利于浅色桦尺蛾的生存，使得种群中浅色个体每年减少10%，黑色个体每年增加10%。第2~10年间，该种群每年的基因型频率各是多少?每年的基因频率是多少?假设该种群中SS为10个，Ss为20个，ss为70个。则当SS、Ss分别增加10%，ss减少10%时,个体:SS：10X(1+10%)=11个，Ss：20X(1+10%)=22个，ss：70X(1-10%)=63个基因型频率:SS11/(11+22+63)=11.5%Ss22/(11+22+63)=22.9%ss63/(11+22+63)=65.6%第1年第2年第3年第4年…基因型频率SS10%11.5%Ss20%22.9%ss70%65.6%基因频率S（深）20%23%s（浅）80%77%26.0%74.0%29.2%70.80%26.0%61.0%14.6%29.2%56.2%在常染色体/XY同源区段的基因频率：纯合子的基因型频率+1/2杂合子的基因型频率

将环境的作用的大小进行调整，将浅色个体每年减少的数量百分比调为20%，黑色个体每年增加的数量百分比调为20%，重新进行计算