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如何理解种群基因频率的改变是生物进化的实质

2012-03-08 08:08阅读：

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如何理解种群基因频率的改变是生物进化的实质
教学问题：这几天在进行生物进化理论教学，觉得有个难点学生很难理解，那就是种群基因频率的改变是生物进化的实质。
理论分析理解：作为理论分析学生是可以理解的，生物在不断的进化，基因也在不断的变化。因为生物在进化过程中，优胜劣汰，把不适应在环境中生存的生物淘汰掉，当然在这种生物中的基因也会被淘汰。同样为了适应生存环境，生物也会不断的进化，在进化过程中基因也发生了突变，大部分的突变是有害的，而少部分的有利突变就会存活下来。所以生物在不断进化过程中，基因频率也发生着变化。但总觉得学生的理解不深，教学效果不理想，那么到底如何让学生加深理解呢？ 最近看到濮阳市第一高级中学河南濮阳刘本举老师发表在生物学通报上的文章值得学习，他采用的方法如下：让学生计算下面假设种群的一对等位基因的基因频率，以及该种群子一代、子二代、子三代的基因型频率及基因频率。
假设1：某蝗虫种群中，AA（绿色）、Aa（绿色）、aa（棕色）的个体分别占30%、60%、10%，传代过程中，种群雌雄个体之间进行自由交配，那么请通过计算填表：

 基因频率
 基因型频率

A%
 a%
 AA%
 Aa%
 aa%
亲代

30
 60
 10
子一代




子二代




子三代




提出问题： （1）通过计算，你发现了哪些问题？（注意：此时应该提醒学生，种群个体之间进行自由交配，即雌雄个体间随机交配，千万不要按照自交来计算。也可以根据学生的实际情况，对计算方法进行提示。） （2）在种群传代的过程中，A和a的基因频率没有改变，这是为什么？试想自然界的种群能这样吗？为什么？（3）想一想哪些因素会导致种群基因频率的改变？ 上述问题由学生计算后再分组讨论，小组代表发言，交流评价后教师总结归纳。 ①某基因型个体生育能力较差或不能生育，或不能自由交配； ②有迁入或迁出； ③由于自然选择会使某基因型逐渐被淘汰； ④这对基因发生基因突变或携带这对基因的染色体发生变异。 上述4个因素均会导致基因频率的改变，而自然种群不可避免地会存在上述因素中的一个或几个，并且，基因突变和染色体变异总会发生，即变异是绝对会发生的，所以变异是引发基因频率改变的根本原因，而自然种群基因频率的变化是必然的。
假设2：创设数字化情景引导学生通过数学方法探究并验证假设：1870年，桦尺蠖种群基因型频率如下：SS:10%，Ss:20%，ss:70%，S基因频率为20%，假如树干变黑可使浅色个体每年减少10%，深色个体每年增加10%（深色包括SS和Ss两种基因型个体，二者均增加10%）。第2—10年间，该种群基因频率是如何变化的呢？而基因型频率会随之改变吗？计算并填表：
第1年
 第2年
 第3年
 第4年
 ……
基因型频率
 SS
 10%



Ss
 20%



ss
 70%



基因频率
 S
 20%



s
 80%


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