6.3种群基因组的变化与物种的形成课件-2023-2024学年高一下学期生物人教版（2019）必修2

第六章 生物的进化 第3节 种群基因组的变化与物种的形成 问题探讨 甲：当然是先有鸡蛋了，因为只有生殖细胞产生的基因突变才能遗传给后代，体细胞即使发生了基因突变，也不能影响后代的性状。 乙：不对，人们在养鸡过程中，是根据鸡的性状来选择的，只让符合人类需求的鸡繁殖后代，因此是先有鸡后有蛋。 这两种观点都有一定的道理，但都不全面。因为他们忽视了鸡和蛋在基因组成上的一致性，也忽视了生物的进化是以种群为单位而不是以个体为单位这一重要观点。 生物进化的过程是种群基因库在环境选择下定向改变的过程，以新种群与祖先种群形成生殖隔离为标志，并不是在某一时刻突然有一个个体或生殖细胞成为一个新物种。 种群基因组成的变化 判断下列生物集合是否属于种群： （1）一个池塘中所有的鱼 （2）一个池塘中的全部鲤鱼 （3）两个池塘内的全部鲤鱼 （4）一片草地上成年梅花鹿 基因库：一个种群中全部个体所含有的全部基因。 一个种群所有个体各自有自己的基因，共同构成了这个种群的基因库。它们各自的基因都是基因库的一部分。个体间的差异越大，基因库也就越大。 思考·讨论:在某昆虫种群中，决定翅色为绿色的基因是A，决定翅色为褐色的基因是a，从这个种群中随机抽取100个个体，测得基因型为AA、Aa和aa的个体分别是30、60和10个，求A和a的基因频率。 就这对等位基因来说，每个个体可以看作含有2个基因，那么：这100个个体含有【 】个基因。 200 方法二：通过基因型频率计算（公式②计算） 思考·讨论:在某昆虫种群中，决定翅色为绿色的基因是A，决定翅色为褐色的基因是a，从这个种群中随机抽取100个个体，测得基因型为AA、Aa和aa的个体分别是30、60和10个，求A和a的基因频率。 在种群中，一对等位基因的基因频率之和等于1，基因型频率之和也等于1。 五个假设条件：理想种群 1.种群非常大 2.没有迁入和迁出 3.所有的雌雄个体间都能自由交配并产生后代 4.没有自然选择 5.没有基因突变 棋盘法 基因突变在自然界是普遍存在的。基因突变产生新的基因，这就使种群的基因频率发生变化。 基因自发突变的频率很低，而且许多突变是有害的，那么，他为什么还能够作为生物进化的原材料呢？ 种群是由许多个体组成的，每个个体的每一个细胞都有成千上万的基因，这样，每一代就会产生大量的突变。 突变和重组都是随机、不定向的，那么，种群基因频率的改变是否也是不定向的呢？ ★ 现代生物进化理论的主要内容 (1)种群是生物进化的基本单位 (2)进化的实质是种群基因频率的改变 (3)突变和基因重组产生进化的原材料 (4)自然选择决定生物进化的方向 复习小题：在某植物种群中随机抽样调查得知，其中基因型为AA的个体占30%，基因型为aa的个体占20%，则：该种群中基因A和a的基因频率依次是 和 。若该种群植物自交后代中基因型为AA、aa的个体分别占 和 此时，基因A和a的基因频率依次 是 和 。根据现代生物进化理论，你认为该植物在这两年中是否发生了进化？可知，生物进化的实质是： 。 55% 45% 42.5% 32.5% 55% 45% 基因频率的改变 没进化 隔离在物种形成中的作用 19世纪，桦尺蠖种群中黑色基因（S）频率为5%，浅灰色基因（s）频率为95% 20世纪，桦尺蠖种群中黑色基因（S）频率为95%，浅灰色基因（s）频率为5%。基因频率发生了改变，生物发生了进化。 1.它们有没有形成新的物种呢？为什么？ 2.怎样判断两个种群是否属于一个物种？ . 21 不同物种之间一般是不能相互交配的， 怎样判断两个种群是否属于一个物种？ 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称为一个物种。 物种是生物分类的基本单位。 一、物种的概念 能交配且产生可育后代 例：不同“人种” 世界各地的人可以通婚，并且产生可育的后代。属于同一物种 所以马和 驴是两个物种 骡 骡子是否能产生后代? 骡子是不可育的 不孕不育 . 24 隔 离 地理隔离 生殖隔离 隔离：不同种群间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。 二 、隔离的概念及其类型 东北虎华南虎同种生物两个亚种 （马和驴杂交产骡） . 25 生殖隔离的概念 物种之间不能交配或交配后不能产生可育的后代，我们把这种现象称为生殖隔离。如季节隔离；生殖细胞不亲合性；求偶方式不同；生殖器官不相配；杂种不活；杂种不育等。 . 26 荇菜与梅花因花期不同而出现生殖隔离 . 27 曼陀罗的花粉在其他植物的花的柱头上不能完全萌发成为花粉管，使得两性生殖细胞不能融合而形成生殖隔离 . 28 孔雀与巨嘴鸟因求偶方式不同而出现生殖隔离 思考：生殖隔离产生的根本原因是什么？ 种群基因库的差异 . 29 两个鱼塘 生活在这两个鱼塘的鲤鱼，它们属于一个种群还是两个种群？两个鱼塘的鱼能够发生基因交流吗？为什么？ 属于两个种群。不能够发生基因交流，因为它们不能生活在一起。 . 30 同一种生物由于地理上的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，叫地理隔离。 东北虎 华南虎 地理隔离的概念 两个鼠种群还能自由交配吗？ 不能，形成了地理隔离 讨论：加拉帕戈斯群岛上的各种地雀是如何形成的？ 三、隔离在物种形成中的作用 . 33 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？ 　　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？ 不一样。因为突变是随机发生的。 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，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，因为个体间有基因交流 隔离 阻断 突变、基因重组和 向不同方向发生改变 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 . 小结：物种形成过程 种群 地理隔离 小种群 自然选择 生殖隔离 新物种 发生改变基因频率 （由突变和基因重组产生变异） （大多数生物）经过长期的地理隔离而达到生殖隔离形成新物种。 物种形成的关键（标志） 思考：新物种必须先经过地理隔离才形成生殖隔离吗？ . 39 有时无须地理隔离也能形成新物种 在自然界里还存在另一种物种形成方式，它往往只需要几代甚至一代就完成了，而且不须经过地理隔离。例如，多倍体植物的形成就是如此。 AABBCC（普通小麦） DD（黑麦） × ABC 配子 D 配子 ABCD （不育） AABBCCDD（八倍体小黑麦） （可育） 秋水仙素处理 例：八倍体小黑麦的培育 . 40 物种形成的方式 渐变式物种形成 爆发式（骤变式）物种形成 隔离是物种形成的必要条件;标志是：产生生殖隔离 （短时间内形成新的物种，不经过地理隔离） 经过长期的地理隔离而达到生殖隔离是物种形成比较常见的方式 . 41 物种形成的意义 物种形成本身表示生物类型的增加。同时，它也意味着生物能够以新的方式利用环境条件，从而为生物的进一步发展开辟新的前景。 . 42 地理隔离与生殖隔离的关系 （1）只有地理隔离（量变阶段）而不形成生殖隔离，不产生新物种。如东北虎和华南虎属于同一物种的两个亚种 （2）（绝大多数生物）经过长期的地理隔离形成了生殖隔离，产生新物种。 （3）少数新物种的形成不用经过地理隔离，而直接形成生殖隔离。 生殖隔离是新物种形成的标志－－质变 . 43 物种形成的三个基本环节: ①突变和基因重组 ②自然选择 ③隔离 [典例1] (2019·石嘴山三中期中)下列关于物种和隔离的叙述，错误的是(　　) A.物种是生物分类的基本单位 B.二倍体西瓜与四倍体西瓜属于同一物种 C.不同的物种之间必然存在着生殖隔离 D.虽然马和驴交配能产生骡，但其属于不同物种 解析　二倍体西瓜与四倍体西瓜之间存在着生殖隔离，属于不同的物种，B错误。 答案　B [对点练1] 下列关于物种和隔离的叙述，错误的是(　　) A.种群基因库的差异是产生生殖隔离的根本原因 B.隔离阻止了种群间的基因交流 C.不同的物种之间必然存在着生殖隔离 D.对所有物种来说，地理隔离必然导致生殖隔离 解析　地理隔离是一个量变的过程，只有足够长时间后才能产生生殖隔离，D错误。 答案　D [典例2] (2019·蚌埠二中期中)某大峡谷中的松鼠被一条河流分隔成两个种群，一万年后，两个种群已经发生明显的分化。经过长期演化两个种群可能形成两个物种，下列说法错误的是(　　) A.物种的形成必须通过a才能最终达到c B.b表示自然选择过程 C.①②③④⑤⑥为生物进化提供原材料 D.c表示生殖隔离 　A 解析　图中a表示地理隔离，c表示生殖隔离，地球上新物种的形成往往要先经历地理隔离，最终达到生殖隔离，但并不都是这样，如二倍体西瓜经秋水仙素处理形成四倍体西瓜，A错误；图中b表示自然选择过程，决定了生物进化的方向，B正确；图中①②③④⑤⑥表示生物可遗传的变异，包括基因突变、基因重组和染色体变异，可以为生物进化提供原材料，C正确；图中c表示生殖隔离，是新物种形成的标志，D正确。 答案　A [对点练2] (2019·赤峰二中月考)无子西瓜的培育过程如图所示。根据图解，结合你所学过的生物学知识，下列叙述中正确的是(　　) A.①过程只能用秋水仙素处理，它的作用主要是抑制细胞有丝分裂前期纺锤体的形成 B.由三倍体种子发育成无子西瓜，与中心体有密切的关系 C.四倍体西瓜与二倍体西瓜不存在生殖隔离，它们属于同一物种 D.无子性状的产生属于可遗传变异，但不能通过有性生殖传递给子代 　D 解析　①过程可用秋水仙素处理，也可以用低温处理，它们的作用原理相同，都是抑制细胞有丝分裂前期纺锤体的形成，诱导染色体数目加倍，A错误；三倍体无子西瓜为高等植物，不含中心体，B错误；四倍体与二倍体杂交产生的三倍体高度不育，因此二者间存在生殖隔离，属于不同物种，C错误；三倍体无子西瓜育种的原理是染色体数目的变异，属于可遗传的变异，所以其性状可以遗传给后代，但由于三倍体减数分裂时联会紊乱，所以不能产生配子，故无子西瓜的性状不能通过有性生殖传递给子代，D正确。 答案　D . 54 总结 现代生物进化理论基本观点 自然选择学说 隔离 核心 种群 生物进化的基本单位 生物进化的实质 种群基因频率的改变 进化的原材料 突变和基因重组 决定进化的方向 自然选择 物种形成的三个环节 物种形成的必要条件 判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”) 1．一个物种就是一个种群。(　　) 2．能相互交配产生可育后代的生物是一个物种。(　　) 提示：×　一个种群的生物肯定是一个物种，但一个物种可以有多个种群。 提示： √ 3．不同物种的生物一定不能产生后代。(　　) 4．能相互交配产生后代的一群生物一定是同一物种。(　　) 提示：×　不同物种的生物可能会产生不可育的后代，比如马和驴可产生不育的骡。 提示：×　能相互交配产生可育后代的一群生物才是同一物种。 5．种群基因频率改变一定导致新物种的形成。(　　) 6．存在生殖隔离的两种群，不一定存在地理隔离。(　　) 7．马和驴可以交配产生后代，所以马和驴是同一个物种。(　　) 提示：× 提示：√ 提示：× 8．不同种群的个体在自然条件下基因不能自由交流的现象叫做隔离。(　　) 9．新物种形成的标志是生殖隔离。(　　) 10．新物种的形成一定会经过地理隔离。(　　) 提示：√ 提示：√ 提示：× $$