6.3 隔离在物种形成中的作用（第2课时）-2023-2024学年高一生物下学期同步教学课件（人教版2019必修2）

6.3.2 隔离在物种形成中的作用 贺老师 第6章 生物的进化 1 是抗生素使细菌发生抗药突变吗？还是抗药突变本来就普遍存在？ 提出问题：细菌的耐药性与抗生素的使用有什么关系？ 探究抗生素对细菌的选择作用 如何通过实验来证明？ 培养细菌 2 探究抗生素对细菌的选择作用 一般情况下，一定浓度的抗生素会杀死细菌，但变异的细菌可能产生 。在实验室连续培养细菌时，如果向培养基中添加抗生素， 有可能存活下来。 实验原理 目的要求 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。 自变量： 因变量： 有无抗生素 细菌是否被杀死 耐药性 耐药菌 （直径越大，抗生素的作用越强） 3 探究抗生素对细菌的选择作用 实验步骤 1 2 3 4 5 6 分区 接种 设置变量 培养 观察 重复实验： 第二代、第三代 ① ② ③ ④ ①区放置不含抗生素（对照组） ②③④区放含有抗生素的纸片（实验组） 观察有无抑菌圈 测量抑菌圈直径 →判断是否抑菌 →判断抑菌强弱 抑菌圈 4 实验结果和结论 1．在培养基上是否有细菌生长? 在放有抗生素纸片的区域呢? 有（图中黄色区域） 放有抗生素纸片的区域附近无细菌生长（会出现抑菌圈） 3．在连续培养几代后抑菌圈的直径发生了什么变化？说明什么？为什么？ 直径越来越小，说明抗生素对细菌的抑制作用越来越弱，原因是抗生素对细菌有选择作用，使得抗药性个体增多。 耐药性是突变产生的，而突变具有低频性、不定向性，三个区域均出现抑菌圈，说明耐药菌在使用抗生素前就已经普遍存在。 2．第一代培养基中三个区域均出现抑菌圈，说明什么？ 我们杂培养第一代的时候，就已经存在耐药菌，且三个位置都有，与突变具有低频性不符，因此耐药菌在使用抗生素前就已经普遍存在。 注意：耐药性由于不定性向突变产生，抗生素使细菌耐药性积累并加强 5 探究抗生素对细菌的选择作用 讨论 1.应该在哪个位置挑取细菌进行下一代培养？ 抗生素能够杀死细菌，在抑菌圈边缘抗生素浓度较低，可能存在具有耐药性的细菌，因此要从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌。 2.在本实验条件下，耐药菌所产生的变异是有利的还是有害的？ 耐药菌所产生的变异在此环境中是有利变异。 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？ 增强细菌耐药性：抗生素的滥用及不合理的使用在一定程度上使抗生素接触细菌的机会增大，使细菌耐药性积累并加强，使抗生素的药效减弱，甚至完全不起作用。 6 种群分离 同种祖先 种群 B 种群 A 种群 A? 种群 B? 种群A和种群B此时还算同一个物种吗？生物进化代表着新物种的产生吗？ 物种的概念 由于变异和自然选择不同，其基因组成可能会朝不同的方向改变，导致种群间出现形态和生理上的差异。 如何判断两个种群的生物是否属于同一个物种呢？ 种群基因频率改变（如体色基因）—— 进化 种群A和种群B产生差异的根本原因是？突变是不定向的，为什么种群A和种群B会固定往某个方向进化？一定会出现新物种吗？新物种是如何出现的？ 我国陈桢教授在金鱼杂交实验中就发现了一个事实：任何一种金鱼都可以与野生鲫鱼杂交，并产生可育后代。证明了金鱼与鲫鱼不存在生殖隔离，亲缘关系极为密切。之后，科学家更经过胚胎发育对比、染色体组型分析等进一步研究表明，金鱼就是由中国鲫鱼而来。在分类学上，金鱼并非一个独立物种，而是与鲫鱼同属一个物种。 7 能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物。 × 不能交配 骡子（2n=63） 马（2n=64） 驴（2n=62） × 物种的概念 2、世界上不同皮肤的人是一个物种吗？为什么 是，可以自由交配并产生可育后代。 1 物种： (不可育) 1、我国陈桢教授在金鱼杂交实验中就发现了一个事实：任何一种金鱼都可以与野生鲫鱼杂交，并产生可育后代。 金鱼与野生鲫鱼属于同一物种 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，不能形成可有配子。 不同物种间不能交配或者交配产生的后代不可育，从基因层面解释，是为什么？ 8 隔离及其在物种形成中的作用 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。 隔离 生殖隔离 地理隔离 ：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。 ：不同物种之间一般不能相互交配， 即便交配成功也不能产生可育后代的现象。 东北虎 华南虎 1 隔离： 狮虎兽（不可育） 生殖隔离 地理隔离 本质：基因不能自由交流 不同物种间不能产生可育后代，称为存在隔离 东北虎和华南虎存在隔离吗 9 隔离及其在物种形成中的作用 （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？ 两个种群 （2）若是几千年后，大河才干涸，两个鼠种群彼此大不相同，相遇后还能繁殖后代吗？ 为什么？这说明什么？ 有可能形成了生殖隔离，不能繁衍后代。 在一个山谷中，生活着一个鼠种群。雌鼠和雄鼠之间可以自由交配，繁衍后代。后来一条大河出现。鼠种群的个体一半在河这边，一半在河那边。就这样过了几千年。 2 地理隔离和生殖隔离的联系： 地理隔离 （量变） 生殖隔离（质变） 长期 说明地理隔离可能导致生殖隔离。 地理隔离和生殖隔离有没有什么联系呢? 10 加拉帕戈斯群岛-------达尔文与上帝“分手”的地方 隔离及其在物种形成中的作用 11 隔离及其在物种形成中的作用 加拉帕戈斯群岛上的13种地雀都来自一群由南美洲迁来的地雀，拥有共同祖先。 13种地雀是如何进化而来的？ 新物种的形成有哪些环节？ 12 2、不同岛屿上的地雀种群，产生突变的情况一样吗？ 不一样。因为突变是随机的、不定向的。 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？ 不同岛屿的地形和植被条件不一样，因此环境的作用会有差别,自然选择导致种群基因频率朝不同的方向改变. 4、如果这片海域只有一个小岛，还会形成这么多种地雀吗？ 不会。因为个体间有基因的交流。 隔离及其在物种形成中的作用 1、地雀间出现不同性状的来源是什么？ 突变和基因重组。 5、通过对加拉帕戈斯群岛13种地雀的形成的分析，新物种的形成有哪些基本环节？ 隔离、突变和基因重组、自然选择 物种形成需要什么条件？ 13 隔离及其在物种形成中的作用 物种形成的条件: 可遗传变异: 自然选择: 隔离: 突变和基因重组产生进化的原材料。 导致种群基因频率的定向改变，决定生物进化的方向。 隔离是新物种形成的必要条件,生殖隔离是新物种形成的标志。 2 物种形成的机制1： (渐变式) 变异、自然选择 变异、自然选择 地理隔离 原物种 种群1 种群2 基因频率的定向改变 基因库1 基因库2 新物种1 新物种2 生殖隔离 长期 长期 14 隔离及其在物种形成中的作用 2 物种形成的机制2： (爆发式) 能否在短时间内就形成生殖隔离？请举例说明。 ：主要通过染色体变异形成新物种 （1）二倍体西瓜和四倍体西瓜是不是一个物种？ 不是，因为后代三倍体西瓜不可育，存在生殖隔离。 （2）物种的形成必须经过隔离吗？ 新物种的形成不一定要经过地理隔离， 但一定要形成生殖隔离（新物种形成的标志） 二倍体幼苗 四倍体西瓜 主要通过染色体变异形成新物种，一旦出现，很快形成生殖隔离，多见于植物。 15 比较内容 生物进化 物种形成 标志 所需条件 二者的联系 生殖隔离出现 种群基因频率改变 ①生物进化是新物种形成的前提 ②新物种形成则说明生物发生了进化 可遗传变异、自然选择 可遗传变异、自然选择、隔离 比较物种形成与生物进化 比较物种和种群 项目 种群 物种 范围 判断标准 联系 ①一个物种可以包括 ，种群是物种 的基本单位。 ②同一个物种的多个种群之间存在着 ，长期发展下去可成为不同的亚种，进而可能形成多个新物种。 分布在不同区域内的同种生物的许多种群组成 一定区域内的同种生物的所有个体 同一时间、同一地点、同一物种 在自然条件下能自由交配并且产生可育后代 许多种群 繁殖、生物进化 地理隔离 16 一、概念检测 1.判断下列与隔离有关的表述是否正确。 (1)在曼彻斯特的桦尺蛾种群中，黑色个体与浅色个体之间未出现生殖隔离。( ) (2)加拉帕戈斯群岛不同岛屿上的地雀种群之间由于地理隔离而逐渐形成了生殖隔离。( ) √ √ 2.19世纪70年代,10对原产于美国的灰松鼠被引入英国，结果在英国大量繁殖、泛滥成灾。对生活在两国的灰松鼠种群，可以作出的判断是( ) A.两者尚未形成两个物种 B.两者的外部形态有明显差别 C.两者之间已经出现生殖隔离 D.两者的基因库向不同方向改变 D 17 二、拓展应用 1.斑马的染色体数为22对，驴的染色体数为31对，斑马和驴杂交产生的后代兼具斑马和驴的特征，称为斑驴兽或驴斑兽，俗称“斑驴”。斑马和驴杂交产生的后代是可育的吗?你能从染色体组的角度作出解释吗? 斑马和驴杂交产生的后代是不育的。由题中所给斑马和驴的染色体数可知，其杂交后代的染色体数为53条(不是偶数)，杂交后代无法通过减数分裂产生正常的配子。 18 也称形态隔离,是指不同种群的生物因生殖器官的大小和形状不同,而使交配无法进行。 生殖隔离的类型: 生殖隔离 受精前隔离 受精后隔离 生态隔离: 季节隔离: 行为隔离: 机械隔离: 配子隔离: 杂种不活: 杂种不育: 杂种败育: 不同种群生活在同一区域内的不同生境内,而造成的不能交配。 生活在同一区域内的两种植食性瓢虫分别以蓟属和红毛七属植物为食，各物种仅在自己的宿主植物上交配。 因交配或开花时期发生在不同季节而引起的隔离。 大西洋鲱鱼形成了分布区域很广的几个种群,有些在春季产卵,有些则在秋季产卵,因此,这些种群之间不能杂交。不同植物因花期不同，形成生殖隔离 不同物种之间由于两性间求偶或交配等行为不同,而阻止了它们之间的相互交配。 鸟、蛙、昆虫等在求偶季节发出一定的鸣叫声,同种的雌性动物会应声前来,而异种的雌性动物则无反应。 一些植物因花的形态不同,而造成它们之间不能受粉 个体之间可以交配或受粉,但是不能发生受精作用。 有些动物虽然交配成功,但精子在异种雌性动物的生殖道内会失去功能。 不同种生物之间交配、受精后,形成的杂种胚胎不能正常发育,或杂种后代出生后能够生活一段时间,但在生育年龄以前就会死去。 交配后能够产生正常、成熟的杂种后代,但杂种后代却不能生育。 形成的杂种后代不育或生活力下降。 树棉和草棉之间能够杂交,并且形成健壮、可育F1,但F2则十分少见。这是因为F1的种子通常不能萌发，或萌发后产出的幼苗很瘦弱，不久就会死亡。 马和驴杂交产生的骡子能够正常发育,但骡不能生育。 山羊和绵羊的杂种,胚胎早期生长正常,但多数在出生前就会死去。 19 1、课本p118 2、大本p111-p113 作业 20 物种 概念 自然状态下相互交配 产生可育后代 概念 不同群体间的个体，在自然条件下基因不能自由交流 类型 地理隔离 生殖隔离 隔离 必要条件 形成 形成标志 同种生物由于地理障碍，不能发生基因交流 概念 不同物种间一般不能相互交配，即使交配成功也不能产生可育后代 概念 物种形成的三个环节 ①突变和基因重组产生进化的原材料 ②自然选择导致种群基因频率的定向改变 ③隔离是物种形成的必要条件 小结 21 隔离及其在物种形成中的作用 地雀祖先 甲岛地雀 乙岛地雀 丙岛地雀 丁岛地雀 …… 甲岛地雀1 乙岛地雀2 丙岛地雀3 丁岛地雀4 …… 地理隔离 不同 不同 有差异 生殖隔离 不同物种 阻断基因交流 基因频率向不同方向发生改变 久而久之 形成明显差异 突变和基因重组 自然选择 种群基因库改变 渐变式 隔离是物种形成的必要条件。 出现 22 EVCapture4.1.9软件录制 Lavf57.25.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn $$