6.3 种群基因组成的变化和物种的形成（第2课时）- 2023-2024学年高一生物同步教学优质课件（人教版2019必修2）

第3节 种群基因组成的变化与物种的形成（第2课时） 第6章 生物的进化 性状水平 基因（分子）水平 以个体为单位 以种群为单位 达尔文 自然选择学说 现代生物 进化理论 核心 【注意】曼彻斯特地区的桦尺蛾，虽然基因频率 发生了很大变化，但是并没有形成新的物种。 【思考】为什么说它们没有形成新的物种？ 到底需要进化到什么程度才能形成新的物种呢？怎样判断两个种群是否属于一个物种呢？ （1）物种的含义 物种：能够在 下相互交配，并且产生 后代的一群生物。 自然状态 可育 【思考：课本118】已知马有32对染色体，驴有31对 染色体，他们交配后能产生后代骡子，马和驴属于 一个物种吗？为什么？ 三、隔离在物种形成中的作用 马 驴 骡子 马和驴的染色体组不同，被产生的后代骡的细胞中没有同源染色体，在减数分裂时出现联会紊乱，不能形成可育配子。 随堂练习 （1）骡是一个物种吗？为什么？ 不是，因为它不能繁殖后代。 （2）两个池塘的鲤鱼是一个物种吗？ 它们是属于一个种群还是两个种群？ 是一个物种，属于两个种群。 （3）二倍体西瓜和四倍体西瓜是不是一个物种？ 为什么？ 不是 因为后代三倍体西瓜不可育。 （4）三倍体西瓜是一个新物种吗？ 不是，三倍体西瓜不可育。 ② 种群是物种繁殖和进化的基本单位； 【物种与种群的区别】 ① 同一物种可以分布在不同区域,形成多个种群； 种群是一定区域内同一物种的全部个体； 【思考】两个池塘的鲤鱼是一个物种吗？ 它们是属于一个种群还是两个种群？ 种群和物种有什么区别？ 是 √ 在自然界，是不是同一物种的个体都生活在一起呢？ 不是，由于高山、河流、沙漠或其他地理上的障碍，每一个物种总是被分成一个一个或大或小的群体，这些群体就是不同的种群。例如，两个池塘里的鲤鱼就是两个种群。 （2）隔离的概念及类型 不同物种之间一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不能生育不能产生可育的后代的现象； 【隔离】不同群体间的个体，在自然条件下基因不能 自由交流的现象。包括生殖隔离和地理隔离。 ①生殖隔离： 同种生物由于地理障碍而分成不同的种群，使得种群间不能发生基因交流的现象. ②地理隔离： 东北虎 华南虎 在自然状态下，东北虎和华南虎处于不同的地域，无法跨越地理障碍完成交配。 如果把东北虎和华南虎放在同一片森林中，它们仍然可以交相互交配并产生可育的后代，这说明东北虎和华南虎仍然属于同一个物种。 同种生物由于地理障碍而分成不同的种群，使得种群间不能发生基因交流的现象。 ②地理隔离： 9 地理隔离和生殖隔离之间有什么联系呢？ （1）当这群鼠被大河分开后它们是一个种群还是两个种群呢？ （2）如果大河很快干涸，两群老鼠还能交配吗？ 两个种群。 可以。 （3）若是几千年后，大河才干涸，两群各自都发生了变化的 老鼠会合在一起时，还能发生交配吗？这说明什么？ （4）是什么原因造成同一物种分化成不同类型的新种？ 不能，因为产生了生殖隔离。说明地理隔离可能导致生殖隔离。 隔离使同种但不同种群间的个体，在自然条件下不能发生基因 交流。 【想一想】 地理隔离和生殖隔离之间有没有什么联系呢？ 【结论】 由于长期地理隔离而没有相互交配，没有基因交流，形成不同亚种，最终形成生殖隔离。 物种形成的常见的方式： 地理隔离 生殖隔离 长期 （3）隔离在物种形成中的作用 加拉帕戈斯群岛地雀 1.设想南美洲大陆的一种地雀来到加拉帕戈斯群岛后， 先在两个岛屿上形成两个初始种群。这两个种群的 个体数量都不多。它们的基因频率一样吗？ 答：由于这两个种群的个体数量都不够多，基因频率可能是不一样的。 2.不同岛屿上的地雀种群，产生突变的情况一样吗？ 答：不一样。因为突变是随机发生的。 【思考.讨论】 3.对不同岛屿上的地雀种群来说，环境的作用有没有差、 别？这对种群基因频率的变化会产生什么影响？ 答：不同岛屿自然环境条件不一样，因此环境的作用会有差别，导致种群基因频率朝着不同的方向改变。 4.如果这片海域只有一个小岛，还会形成这么多种地雀吗？ 答：不会。因为个体间有基因的交流。 【思考.讨论】 5.据加拉帕戈斯群岛地雀的形成，分析隔离在物种形成 的过程中有什么作用？ 隔离 阻断 突变、基因重组和 种群 出现差异 差异进一步加大 隔离 新物种形成 地理 自然选择 基因频率 基因库 生殖 基因交流 加拉帕戈斯群岛的地雀的形成方式 朝着不同方向发生改变 生殖隔离是物种形成的标志 隔离是物种形成的必要条件 （3）隔离在物种形成中的作用 生殖隔离（新物种形成） 地理隔离 隔离在物种形成中的作用 1．地理隔离和生殖隔离的比较 (1)图中A属于地理隔离，一旦发生某种地质变化，两个分开的小种群重新相遇，可以再融合在一起。 (2)图中B属于生殖隔离，一旦形成就保持物种间基因的不可交流性，从而保证了物种的相对稳定。 地理隔离是物种形成的量变阶段，生殖隔离是物种形成的质变阶段。 新物种的形成是否必须经过地理隔离？ 2.爆发式 无需地理隔离，短时间内即可形成，如自然界中多倍体的形成。 地理隔离不是物种形成的必要条件 二倍体 四倍体 物种A 杂种 植物 异源多倍体 杂交 染色体加倍 物种B 17 ① 渐变式 自然选择2 自然选择1 地理隔离 原物种 变异1 变异2 基因频率的定向改变 变异类型1 变异类型2 新物种 新物种 生殖隔离 ② 爆发式 物种A 杂种植物 多倍体 杂交 染色体加倍 物种B 【拓展延伸】物种形成的两种常见模式（大本P144） 以染色体数目变化的方式形成新物种，一旦出现很快达到生殖隔离(以植物为例) 生物进化不一定形成新物种，但形成新物种一定发生了 生物进化 物种形成的三个环节： 突变和基因重组、自然选择和隔离 种群基因组成的变化与物种形成 种群和种群基因库 基因突变 基因重组 自然选择对种群基因频率变化的影响 概念 提供生物进化原材料 实质：自然选择定向改变基因频率，导致生物进化 种群基因频率的变化 隔离在物种形成中的作用 基因频率计算方法 染色体变异 概念 地理隔离和生殖隔离 隔离是物种形成的必要条件 【课堂小结】 1.如图所示为种群与物种的关系图解，错误的是（ ） A.从图中可以看出，一个物种可以有很多种群，这些种群间只是 因为地理隔离，阻碍了基因交流 B.若物种2是由物种1形成的，则物种2一定发生基因频率的改变 C.由物种1形成物种2的必要条件是地理隔离 D.若种群1与种群2的基因频率都发生改变，则这两个种群都在 进化 C 【当堂检测】 隔离 2.如图表示生物新物种形成的基本过程，下列叙述正确 的是（ ） A.种群基因频率的定向改变一定会形成新物种 B.图中a表示基因突变和基因重组，为进化提供原材料 C.图中b表示地理隔离，是新物种形成的必要条件 D.图中c表示生殖隔离 D 形成生殖隔离 突变和基因重组 地理隔离 生殖隔离 【实验】探究抗生素对细菌的选择作用 23 1. 实验原理 2. 目的要求 一定浓度的抗生素会杀死细菌， 变异的细菌可能产生耐药性。 向培养基中添加抗生素，耐药菌有可能存活下来。 通过观察细菌在含有抗生素的培养基上的生长状况，探究抗生素对细菌的选择作用。 在添加抗生素的环境下，什么样的个体被选择？什么样的个体被淘汰？ 3. 材料用具 培养基、细菌菌株、含抗生素及不含抗生素的纸片等 先变异 后选择 24 3. 方法步骤 （1）分组：将培养基分区、标号 （2）接种：将菌种均匀涂布在培养基上。 （3）控制变量： 含抗生素 VS 不含抗生素 （4）培养：培养皿倒置， 37 ℃ 培养12h 。 观察大肠杆菌生长情况。 1 2 3 4 含 含 含 不 （5）观测：是否出现抑菌圈，测量直径。 （6）从抑菌圈边缘挑取菌落，重复实验。 1 2 3 4 含 含 含 不 仅凭以上步骤能否判断抗生素对细菌有选择作用？ 25 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 第一代 第三代 第二代 直径逐代变小，说明抗生素对细菌有选择作用，耐药个体存活率高，不耐药存活率低。 含 含 含 不 含 含 含 不 含 含 含 不 抗生素的选择作用下，保留耐药性强的个体 大肠杆菌存在耐药性不同的变异类型 再次实验，菌落中耐药个体占比增加 26 4. 实验结论 （1）细菌耐药性的出现是 导致的。 （2） 导致耐药菌比例逐代提高。 可遗传变异 抗生素的选择作用 抗生素的选择作用下，保留耐药性强的个体 大肠杆菌存在耐药性不同的变异类型 再次实验，菌落中耐药个体占比增加 27 讨论 （1）为什么要从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌？ （2）在本实验的培养条件下，耐药菌所产生的变异是有利还是 有害的？你怎么理解变异是有利还是有害的？ 因为抑菌圈边缘生长耐药菌存在耐药菌， 且比其它区域耐药菌的占比高。 有利 ；有利或有害取决于所处的环境条件。 1 2 3 4 含 含 含 不 （3）滥用抗生素的现象十分普遍。例如，有人生病时觉得去医院 很麻烦，就直接吃抗生素；有的禽畜养殖者将抗生素添加到 动物饲料中。你认为这些做法会有什么后果？ 滥用抗生素会使病菌的抗药基因不断积累，抗药性不断增强，导致抗生素药物失效。 28 www.aliyun.com - Media Transcoding $$