6.3种群基因组成的变化与物种的形成课件-2025—2026学年高一下学期生物人教版必修2

该高中生物学课件聚焦种群基因组成变化与物种形成，通过“思考·讨论”导入核心问题，以种群→基因库→基因频率→自然选择→物种形成的逻辑链构建知识支架，结合实例计算与定律推导衔接前后内容。 其亮点在于融合科学思维与探究实践，通过哈迪-温伯格定律数学建模、桦尺蠖基因频率定向变化分析等培养逻辑推理能力，抗生素选择实验设计强化动手与分析能力，体现进化与适应的生命观念。学生能深化对进化实质的理解，教师可直接利用问题链与探究活动提升教学效率。

第6章 生物的进化 第2节 种群基因组成的变化与物种的形成 本节聚焦 1.为什么说种群是生物进化的基本单位？ 2.种群的基因频率为什么会发生变化？ 3.自然选择与种群基因频率的变化有什么关系？ (一）种群基因组成的变化 乙同学 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。 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。 甲同学 问题探讨 这两种观点都有一定的道理，但都不全面。因为它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。 Q1：自然选择的直接作用对象是？ 思考•讨论 生物的个体，而且是个体的表型。 Q2：研究生物的进化，仅研究个体和表型是够吗？如果不够，还必须研究什么？为什么？ 种群是生物进化的基本单位 不够。还应研究群体基因组成的变化。 在自然界，没有哪个个体是长生不死的，个体的表型也会随着个体的死亡而消失，决定表型的基因却可以随着生殖而世代延续，并且在群体中扩散。 1、概念： 一片森林中的全部猕猴 一片草地上的所有蒲公英 （一）种群 一、种群和种群基因库 2、特点： ①种群中的个体并不是机械地集合在一起，而是彼此可以交配，并通过繁殖将各自的基因传给后代。 ②一个种群就是一个繁殖的单位，雌雄个体可以通过繁殖将各自的基因遗传给后代。种群也是生物进化的基本单位。 判断下列是否属于种群： ①一个池塘中的全部鱼 ②一个池塘中的全部鲤鱼 ③两个池塘内的全部青蛙 ④一片草地上的全部植物 ⑤一片草地上的成年梅花鹿 × × × × √ 生活在一定区域的同种生物全部个体的集合叫作种群。 （二）基因库 一、种群和种群基因库 1、概念：一个种群中全部个体所含有的全部基因，叫做这个种群的基因库。 包括基因的种类和数目 每个种群都有一个基因库，种群中每个个体所含有的基因只是基因库的一部分，个体一代代死亡，但基因库在代代相传中保留下来，并得到发展。种群内个体数目越多，个体间的差异越大，基因库也就越大。 一、种群和种群基因库 基因型频率= 某基因型个体数 种群全部个体数 × 100% 2、基因型频率：在一个种群基因库中，某个基因型的个体占个体总数的比值。 例1：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，求这个种群中AA、Aa、aa的基因型频率。 AA的基因型频率=_______________% Aa的基因型频率=________________% aa的基因型频率=________________% 30÷100=30 10÷100=10 60÷100=60 AA%= AA AA+Aa+aa ×100% 在种群中，各基因型频率之和等于1，即AA%+Aa%+aa%=1。 一、种群和种群基因库 2、基因型频率：在一个种群基因库中，某个基因型的个体占个体总数的比值。 例2：某工厂有男女职工各200名，对他们进行调查时发现，女性色盲基因的携带者为15人，患者为5人，男性患者为11人。求这个种群中XBXB、XbY的基因型频率。 XBXB的基因型频率=______________________________% XbY的基因型频率=___________________________% 11÷400 = 2.75 （200—15—5）÷400 = 45 基因型频率= 某基因型个体数 种群全部个体数 × 100% AA%= AA AA+Aa+aa ×100% 3、基因频率： 一、种群和种群基因库 在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比值。 基因频率= 某基因的数目 该基因的等位基因的总数 × 100% 例3：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。 计算思路：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个个体共有________个基因，其中： A基因的数量=___________________个，a基因的数量=________________个； A基因的频率=____________________% a基因的频率=____________________% 200 2×30+60=120 2×10+60=80 120÷200=60 80÷200=40 A%= A A+a ×100% 在种群中，一对等位基因的基因频率之和等于1，即A%+a%=1。 （1）基因位于常染色体（或X、Y染色体的同源区段上） 方法一：概念法 一、种群和种群基因库 3、基因频率：在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比值。 基因频率的计算方法： 基因频率= 某基因的数目 该基因的等位基因的总数 × 100% A基因频率= (2NAA＋NAa) 2（NAA＋NAa＋Naa） × 100% a基因频率= (2Naa＋NAa) 2（NAA＋NAa＋Naa） × 100% 已知调查的各种基因型的个体数，计算基因频率(N表示个体数) 例4.在一个种群中随机抽取一定数量的个体，其中基因型为AA的个体占18%，基因型为Aa的个体占78%，基因型为aa的个体占4%，基因A和基因a的基因频率分别是（ ） A.18%、82% B.36%、64% C.57%、43% D.92%、8% （1）基因位于常染色体（或X、Y染色体的同源区段上） 方法二：通过 基因型频率 计算 基因频率 一、种群和种群基因库 3、基因频率：在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比值。 基因频率的计算方法： 常染色体上某基因的频率＝该等位基因纯合子基因型频率＋1/2×杂合子基因型频率 即：A%＝AA%＋1/2Aa%； a%＝aa%＋1/2Aa% C （2）基因仅位于 X染色体上 一、种群和种群基因库 3、基因频率：在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比值。 基因频率的计算方法： XY型性别决定的生物，基因在X染色体上，Y染色体上无等位基因，计算时只计X染色体上的基因数，不考虑Y染色体。ZW型性别决定也是这样。(N表示个体数)。 基因频率= 某基因的数目 雌性个体数×2+雄性个体数×1 × 100% Xb基因频率= (2NXbXb＋NXBXb＋NXbY) 2NXX＋NXY × 100% Xb XB＋Xb = 例5.B/b是仅位于果蝇X染色体上的一对等位基因。现有一果蝇种群，雌雄各1000只。其中，基因型为XBXB的果蝇200只，基因型为XbXb的果蝇300只，基因型为XBY的果蝇600只。该果蝇种群中b的基因频率为（ ） A．40% B．60% C．50% D．70% C 假设：①昆虫种群数量非常大； ②所有的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代； ③没有迁入和迁出； ④不同翅色的个体生存和繁殖的机会是均等的； ⑤基因A和a都不产生突变。 亲代基因型的频率 AA（30%） Aa（60%） aa（10%） 配子的比率 A（ ） A( ) a( ) a( ) 子一代基因型频率 AA（ ） Aa( ) aa( ) 子一代基因频率 A（ ） a( ) 子二代基因型频率 AA（ ） Aa( ) aa( ) 子二代基因频率 A（ ） a( ) 思考•讨论 用数学方法讨论基因频率的变化 （即自然选择对A、a控制的翅型性状没有作用） 亲代基因型的频率 AA(30%) Aa(60%) aa(10%) 配子的比值 A( ) A( ) a( ) a( ) 子代基因型频率 AA( ) Aa( ) aa( ) 子代基因频率 A ( ) a( ) 30% 30% 30% 10% 36% 48% 16% 60% 40% F1代 基因型频率 AA %=36% Aa %= 48% aa %=16% F1代 基因频率 A%=60% a%=40% A 60% a 40% 卵子 A 60% a 40% 精子 36% 24% 16% AA Aa Aa 24% aa 思考•讨论 用数学方法讨论基因频率的变化 60% 40% 假设：①昆虫种群数量非常大； ②所有的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代； ③没有迁入和迁出； ④不同翅色的个体生存和繁殖的机会是均等的； ⑤基因A和a都不产生突变。 亲代基因型的频率 AA（30%） Aa（60%） aa（10%） 配子的比率 A（ ） A( ) a( ) a( ) 子一代基因型频率 AA（ ） Aa( ) aa( ) 子一代基因频率 A（ ） a( ) 子二代基因型频率 AA（ ） Aa( ) aa( ) 子二代基因频率 A（ ） a( ) 思考•讨论 用数学方法讨论基因频率的变化 30% 30% 30% 10% 36% 48% 16% 60% 40% 36% 48% 16% 60% 40% 根据计算结果，想一想子二代、子三代以及若干代以后，种群的基因频率会同子一代一样吗？ 所有的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代，子二代、子三代以及若干代以后，种群的基因频率与子一代一样。 遗传平衡 （即自然选择对A、a控制的翅型性状没有作用） （3）数学表达式： 4、遗传平衡定律（哈迪-温伯格定律） （1）满足的条件： ①种群数量足够大 ②能自由交配 ③没有迁入与迁出 ④没有自然选择 ⑤没有基因突变 （2）实质与性质： 同时满足上述5个条件的种群，处于遗传平衡状态， 其种群基因频率和基因型频率将世代保持不变。 若种群中一对等位基因为A和a，设A的基因频率=p，a的基因频率=q。 (p＋q)=1，则（p+q) 2=p2+2pq+q2=1。 AA 基因型频率 Aa 基因型频率 aa 基因型频率 ( p+q )2 = p2 + 2pq + q2 A(p) a(q) A(p) AA(p2) Aa(pq) a (q) Aa(pq) aa(q2) 若已知AA的基因型频率为m，则A的基因频率为？ √m 例6.某小岛上，白化病的发病率是1%，一个白化女性与一正常男子结婚，生出白化孩子的概率是多少？ 4、遗传平衡定律（哈迪-温伯格定律） aa =1% = AA= ，Aa= ，aa= a= ，A= 正常男子AA= = ，Aa= = 因为白化女性的基因型为aa，所以生出白化孩子aa的概率= × = 2．（合格考）果蝇的长翅（V）和残翅（v）由一对常染色体上的等位基因控制。假定某果蝇种群有20 000只果蝇，其中残翅果蝇个体数量长期维持在4%，若再向该种群中引入20 000只纯合长翅果蝇，在不考虑其他因素影响的前提下，关于纯合长翅果蝇引入后种群的叙述，错误的是（　　） A.v基因频率降低了50% B.V基因频率增加了50% C.杂合果蝇比例降低了50% D.残翅果蝇比例降低了50% 答案：B 若基因仅在X染色体上，设：XA = p，Xa = q 女性群体： ( p+q )2 = p2 + 2pq + q2 男性群体： XAXA 基因型频率= p2 XAXa 基因型频率= 2pq XaXa 基因型频率= q2 4、遗传平衡定律（哈迪-温伯格定律） XAY 基因型频率= XaY 基因型频率= p q 例7.某地区红绿色盲患者在男性中约占8%，在女性中约占0.64%，由此可知，红绿色盲基因Xb的基因频率为多少？ Xb= 8% 4、遗传平衡定律（哈迪-温伯格定律） 满足的条件： ①种群数量足够大 ②能 自由交配 ③没有迁入与迁出 ④没有自然选择 ⑤没有基因突变 若是“自交”，种群基因频率和基因型频率是否仍然能保持不变？ （等级考）某植物种群中，AA个体占16%，aa个体占36%。该种群随机交配产生的后代中AA个体百分比、A基因频率和自交产生的后代中AA个体百分比、A基因频率的变化依次为（　　） A.增大，不变；不变，不变 B.不变，增大；增大，不变 C.不变，不变；增大，不变 D.不变，不变；不变，增大 C 自交 和 自由交配 时基因频率和基因型频率的变化规律 交配方式 基因频率 基因型频率 自交 自由交配 （处于遗传平衡） 改变 （纯合子增多、杂合子减少） 不改变 不改变 不改变 思考•讨论 用数学方法讨论基因频率的变化 对于自然界的种群来说，遗传平衡的5个条件都成立吗？你能举出哪些实例？ 对自然界的种群来说，这5个条件很难同时都成立。 例如，翅色与环境色彩较一致的，被天敌发现的机会就少些。 如果该种群出现新的突变型，也就是产生新的等位基因A2，种群的基因频率会变化吗？基因A2的频率可能会怎样变化？ 突变产生的新基因会使种群的基因频率发生变化。 基因A2的频率是上升还是下降，要看这一突变对生物体是有益的还是有害的。 无法进化 打破平衡 种群较小 不自由交配 有迁入、迁出 有自然选择 有基因突变 遗传平衡 种群 基因 频率 发生 改变 进化 生物怎样能进化？ 生物进化的实质： 种群基因频率的改变 二、种群基因频率的变化 22 变异 可遗传的变异 不可遗传的变异 染色体变异 基因突变 基因重组 突变 二、种群基因频率的变化 基因突变是自然界中普遍存在的。基因突变产生新的等位基因，这就可以使种群的基因频率发生变化。 为生物进化提供原材料 生物自发突变的频率很低，它为何还能作为生物进化的原材料呢？ 例如：果蝇1组染色体上约有1.3×104个基因，假定每个基因的突变频率都为10-5， 对一个中等大小的种群（约有108个个体）来说，每一代出现的基因突变数将是： 2×1.3×104×10－5×108＝2.6×107（个） 种群是由许多个体组成的，每个个体的每一个细胞内都有成千上万个基因， 这样每一代就会产生大量的突变。 可遗传的变异 二、种群基因频率的变化 为生物进化提供原材料 自然界中生物的突变很多对生物体是有害的。 为什么它还能作为生物进化的原材料呢？ 例如：有翅的昆虫，有时候会出现残翅和无翅的突变类型。 残翅和无翅的昆虫 正常环境 残翅、无翅难以生存 有害突变 刮风海岛环境 残翅、无翅可避免 被吹进海里淹死 有利突变 突变的有利和有害也不是绝对的，往往取决于生物的生存环境。 基因突变 基因重组 新的等位基因 多种多样的基因型 种群中出现大量可遗传的变异 形成了进化的原材料 突变和基因重组都是随机的、不定向的 二、种群基因频率的变化 （不能决定生物进化的方向） 种群基因频率的改变(生物进化） 是否也是不定向的呢？ 环境污染的黑色树干 工业革命后 长满地衣的灰色树干 工业革命前 黑色(S_)桦尺蛾多 S频率很高， s频率很低 浅色(ss)桦尺蛾多 S频率很低， s频率很高 探究•实践 探究自然选择对种群基因频率变化的影响 英国的曼彻斯特地区有一种桦尺蛾(其幼虫叫桦尺蠖)。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)是显性的。 桦尺蛾种群中s基因（决定浅色性状）的频率为什么越来越低呢? 环境污染后黑褐色的生活环境，不利于浅色桦尺蛾的生存，对黑色桦尺蛾生存有利，这种环境的选择作用使该种群的s基因的频率越来越低，即自然选择可以使种群的基因频率发生定向改变。 观察现象 提出问题 作出假设 种群基因频率的改变是否也是不定向的？ 突变和重组都是随机的，不定向的，那么，种群基因频率的改变是否也是不定向的呢？ 26 探究•实践 探究自然选择对种群基因频率变化的影响 讨论探究思路 假设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%。假如树干变黑使得浅色型个体每年减少10%，黑色个体增加10%。在第2～10年间，该种群的基因型频率是多少？每年的基因频率是多少？ 创设数字化的问题情境 制订并实施研究方案 第1年 第2年 第3年 第4年 …… 基因型频率 SS 10%(10) Ss 20%(20) ss 70%(70) 个体总数 100只 基因 频率 S 20% s 80% (11) (22) (63) 96只 11.5% 22.9% 65.6% 23% 77% (12.1) (24.2) (56.7) 13.0% 26% 61.0% 26.0% 74% 14.6% 29.25% 56.1% 29.3% 70.75% (13.3) (26.6) (51.0) 93只 90.9只 升高 降低 种群基因频率的改变是否也是不定向的？ 突变和重组都是随机的，不定向的，那么，种群基因频率的改变是否也是不定向的呢？ 27 探究•实践 探究自然选择对种群基因频率变化的影响 分析结果 得出结论 在工业污染后的自然环境的选择作用下，该种群的S (深色)基因的频率逐渐上升，s (浅色)基因的频率逐渐下降。 在自然选择的作用下，可以使基因频率发生定向改变， 即自然选择决定生物进化的方向。 探究•实践 探究自然选择对种群基因频率变化的影响 思考•讨论 Q2：在自然选择过程中，直接受选择的是基因型还是表型？为什么？ 基因突变； 可遗传变异产生了大量的不定向的变异，为生物的进化提供了原材料。 选择的直接对象是表型。 因为天敌看到的是桦尺蛾的体色(表型)而不是控制体色的基因。 （选择的间接对象是：基因型；选择的根本对象是：基因） 会影响。因为树干变黑后，浅色个体容易被发现，被捕食的概率增加，许多浅色个体可能在没有交配、产卵前就已被天敌捕食，导致其个体数减少，影响出生率。 Q3：树干变黑会影响桦尺蛾种群中浅色个体的出生率吗？为什么？ 发生了进化。依据是桦尺蛾种群的基因频率发生了改变。 Q1：请分析S、s基因产生的原因，并分析可遗传变异在生物进化中的意义。 Q4：桦尺蛾种群发生进化了吗？判断的依据是什么？ 思考•讨论 Q5：自然选择在基因频率改变的过程中有什么作用？ 自然选择 生物向着一定方向进化 可遗传变异 各种 变异类型 种群基因频率定向改变 不利变异被淘汰，有利变异逐渐积累 相应基因的频率发生改变 在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化。 进化的原材料 提供 决定 进化方向 进化的实质 三、自然选择对种群基因频率变化的影响 练习与应用P114 一、概念检测 1.√ × √ 2.D 3.C 4.C 二、拓展应用 1.如选择育种和杂交育种。 2.如果气候等其他条件也合适，并且这个种群具有一定的繁殖能力，该种群的个体总数会迅速增加。否则，也可能仍然处于濒危状态甚至灭绝。 3.二者存在正相关的关系。依据是调查数据。 (2)随着抗生素人均使用量的增大，不耐药的细菌生存和繁殖的机会减少，耐药菌生存和繁殖的机会增多，耐药基因在细菌种群中的基因频率逐年上升。 (3)由于细菌繁殖很快，耐药率上升速度也较快，因此需要加强监控。我国卫生部门建立了相关监测机制，说明党和政府关注民生。医疗机构及时通报预警信息，有利于全国各医院机构共同及时采取措施，如更换新的抗生素类药物，将细菌耐药率控制在低水平。 (4)合理使用抗生素，防止滥用抗生素。 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耐药性。 在实验室连续培养细菌时，如果向培养基中添加抗生素，耐药菌有可能存活下来。 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。 探究•实践 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 （有无抑菌圈） 抑菌圈 ①分区：用记号笔在培养皿的底部画2条相互垂直的直线，将培养皿分为4个区域，分别标记为①~④。 实验步骤 ②接种：取少量细菌培养液，用无菌涂布器(或无菌棉签)均匀地涂抹在培养基平板上。 分区 接种 探究•实践 探究抗生素对细菌的选择作用 33 实验步骤 探究•实践 探究抗生素对细菌的选择作用 ③设置变量：在培养用无菌的镊子先夹取1张不含抗生素的纸片放在①号区域的中央，再分别夹取1张抗生素纸片放在②~④号区域的中央，盖上皿盖。 设置变量 ④培养：将培养皿倒置于37℃的恒温箱中培养12~16h。 培养 34 实验步骤 探究•实践 探究抗生素对细菌的选择作用 ⑤观察：观察培养基上细菌的生长状况。纸片附近是否出现了抑菌圈？如果有，测量和记录每个实验组中抑菌圈的直径，并取平均值。 观察 ⑥重复实验：从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌，接种到已灭菌的液体培养基中培养，然后重复步骤2~5。如此重复几代，记录每一代培养物抑菌圈的直径。 重复实验 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 35 Q1：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 Q2：在连续培养几代后： （1）抑菌圈的直径发生了什么变化？ （2）这说明抗生素对细菌产生了什么作用？ 越来越小 抗生素对细菌抑制作用越来越弱， 抗生素对细菌有选择作用。 探究•实践 探究抗生素对细菌的选择作用 结果分析 一代 二代 三代 在放有抗生素纸片的周围区域没有细菌生长，形成了抑菌圈。 36 Q1：细菌产生耐药性变异的过程属于哪种变异类型？ Q3：抗生素是使细菌产生耐药性变异的诱变因子吗？ 探究•实践 探究抗生素对细菌的选择作用 思考•讨论 基因突变 Q2：要从什么位置挑选细菌再进行培养？原因是什么？ 从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌； 因为含有抗生素的纸片在培养基上会形成一个以纸片为中心的浓度梯度，所以耐药性较强的细菌会分布在抑菌圈的边缘，挑取抑菌圈边缘的细菌进行连续培养，相当于提高了耐药性的基因频率，继续用抗生素筛选会筛选出耐药性更强的细菌。因此，抑菌圈会由大变小。 抗生素不是诱变因子，抗生素只有选择的作用，不会影响变异的发生。 探究•实践 探究抗生素对细菌的选择作用 思考•讨论 Q5：滥用抗生素有什么后果？ Q4：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？ 怎么理解变异是有利还是有害的？ 本实验中细菌产生的耐药性变异有利于细菌的生存，属于有利变异。 在生物进化过程中，生物产生的有利变异是指有利于该生物生存、适应环境的变异。（而不是对人类有利的变异） ①增强细菌的耐药性：抗生素的滥用及不合理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。 ②不良反应繁多：滥用抗生素导致大量不良反应产生，如应用氯霉素时可引发再生障碍性贫血。 ③菌群失调：抗生素的长期大量滥用，使未被抑制的细菌类型繁殖迅速，造成菌群失调的情况，导致患者免疫力下降，病情加重或产生新的病变。 2．抗生素纸片扩散法是指将浸有抗生素的纸片贴在涂有细菌的琼脂平板上，在纸片周围一定距离内的细菌生长受到抑制，过夜培养后形成一个抑菌圈。利用该方法观察某细菌在含有抗生素的培养基上的生长状况，可探究抗生素对细菌的选择作用。下列关于该实验的说法正确的是（　　） A．抗生素使细菌发生耐药性突变，这是细菌适应抗生素的结果 B．实验中可以通过抑菌圈的大小来判定抗生素的抑菌效果 C．从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌继续培养，连续选择几代后抑菌圈的直径会变大 D．在本实验条件下，细菌产生耐药性的变异对人类而言是有利变异 答案：B 第6章 生物的进化 第2节 种群基因组成的变化与物种的形成 本节聚焦 1.什么是物种？ 2.怎样理解地理隔离和生殖隔离？ 3.隔离在物种行程中起什么作用？ (二）隔离在物种形成中的作用 把在自然状态下能够相互交配并且产生可育后代的一群生物称为一个物种。 不同物种 能交配 后代不可育 × 不能够 相互交配 不能交配 生殖隔离 × 马 驴 骡子 一、物种的概念 物种形成的标志： 生殖隔离的出现 (不可育) + = 马（2N=64） 驴（2N=62） 骡子（2N=63） 骡子不可育的原因？ 一、物种的概念 思考•讨论 骡子的体细胞为63条染色体，无同源染色体，在减数分裂Ⅰ前期无法正常进行联会，而不能发生正常的减数分裂，因此骡子不能繁殖后代。 一、物种的概念 思考•讨论 判断下列生物是否属于同一物种，并说明理由。 1．生活在同一区域的两个种群。     2．生活在不同区域的两个种群。 不是。 种群是指生活在一定区域的同种生物全部个体的集合，既然在同一区域是两个种群，说明它们属于两个物种。 可能是。 看这两个种群能否相互交配并产生可育后代， 若能，则属于同一物种，若不能，则属于不同物种。 1．（合格考）下列对种群和物种概念的理解，不正确的是（　　） A.不同种群的生物可能属于同一个物种 B.一个物种只含有一个种群 C.同一物种具有相似的形态结构和生理功能 D.自然状态下，能通过有性生殖繁殖后代，且后代也有繁殖能力 答案：B 项目 种群 物种 概念 生活在一定区域的同种生物全部个体的集合 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 范围 较小范围内的同种生物的所有个体 由分布在不同区域内的同种生物的许多种群组成 判断 标准 ①同一时间、同一地点、同一物种； ②同一物种的不同种群不存在生殖隔离，交配能够产生可育后代 ①主要是具有一定的形态结构、生理功能和在自然条件下能自由交配并且产生可育后代； ②不同物种之间存在生殖隔离 联系 （1）一个物种可以包括许多种群； （2）同一个物种的多个种群之间存在着地理隔离，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 种群 和 物种 的比较 世界上不同皮肤的人是同一个物种吗？ 一、物种的概念 思考•讨论 世界各地的人虽然各有不同，但他们之间可以彼此产生可育的后代（不存在生殖隔离）。因此，全世界的人在生物学上属于同一个物种——智人种。 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。 不同物种之间一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不能产生可育的后代，这种现象叫做生殖隔离。 1、类型 生殖隔离 地理隔离 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，叫做地理隔离。 × 马 驴 骡子 二、隔离及其在物种形成中的作用 在一个山谷中，有一个鼠种群快乐地生活着。雌鼠和雄鼠之间可以自由交配，繁衍后代。后来由于地址和气候的变化，山谷中形成一条汹涌的大河。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。 后来，河流干涸了，两个鼠种群又相遇了。它们发现了彼此大不相同。它们之间还能繁殖产生可育后代吗? 二、隔离及其在物种形成中的作用 地理隔离 和 生殖隔离之间有没有什么联系呢？ 大地雀 中地雀 小地雀 大仙人掌地雀 以种子为食 尖嘴地雀 以仙人掌花为食 小仙人掌地雀 小树雀 中树雀 啄木雀 食草雀 大树雀 红树林雀 以嫩芽为食 以昆虫为食 地雀 莺鸟 树雀 来自南美洲大陆的共同祖先 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，经过长期的地理隔离和进化，逐渐演化而成。 二、隔离及其在物种形成中的作用 Q1：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？ Q3：对不同岛屿的地雀种群来说，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？ 思考•讨论 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。 Q2：地雀间出现不同性状的来源是什么？ 不同岛屿上的地雀种群，地雀间出现不同性状的来源情况一样吗？ 二、隔离及其在物种形成中的作用 Q4：如果这片海域只有一个小岛，还会形成这么多种地雀吗？ 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。 不会。因为个体间有基因的交流。 突变和基因重组； 不一样。因为突变是随机的、不定向的。 变异 自然选择 变异 自然选择 地理隔离 基因频率的定向改变 生殖 隔离 原物种 种群1 种群2 基因库改变 →基因库1 新物种1 新物种2 长期积累 二、隔离及其在物种形成中的作用 加拉帕戈斯群岛的地雀的形成方式： 长期积累 基因库改变 →基因库2 渐变式（大多数） 二、隔离及其在物种形成中的作用 渐变式（大多数） 物种形成一般要经历的三个基本环节:（1） 提供原材料 （2） 使基因频率定向改变 （3） 是物种形成的必要条件 突变和基因重组 自然选择 隔离 物种形成的机制—— 大 Q1：经过漫长的地理隔离，一定会出现生殖隔离吗？ 思考•讨论 不一定，如果两个种群的生活环境都不发生变化、变化很小或者发生相似的变化，则两个种群的进化方向相同，不会出现生殖隔离。 Q2：新物种形成一定要经过地理隔离吗？ 二、隔离及其在物种形成中的作用 不一定，不经过地理隔离，也可以直接形成生殖隔离，即形成新物种。 骤变式 二、隔离及其在物种形成中的作用 骤变式 物种形成的机制—— 二倍体幼苗 四倍体西瓜 二倍体西瓜和四倍体西瓜是不是一个物种？ 不是。因为二者的后代三倍体西瓜不可育，说明四倍体和二倍体之间存在生殖隔离。 四倍体西瓜是一个新物种。 新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）。 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。 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（标志）。 二、隔离及其在物种形成中的作用 ①图中A： ②图中B： ③二者联系： 4．（等级考）物种是生物分类的基本单位，下列各项培育过程所产生的个体属于新物种的是（　　） A.非洲黑皮肤人与亚洲黄皮肤人结婚生下的混血儿 B.马与驴交配产生的骡子 C.二倍体水稻的花药离体培养获得的单倍体水稻 D.二倍体西瓜经秋水仙素处理成为四倍体西瓜 答案：D 内容 物种形成 生物进化 标志 变化后生物与 原生物的关系 二者关系 生殖隔离出现 种群基因频率改变 属于不同物种 可能属于同一物种 生物进化的实质是种群基因频率改变，这种改变可大可小，不一定会突破物种的界限，生物进化不一定导致新物种的形成； 但是新物种一旦形成，则生物发生了进化。 生物进化了一定能产生新物种吗？ 新物种形成过程中一定发生了生物进化吗？ 3．（等级考）大约一万年前，某大峡谷中的松鼠被一条河流分隔成甲、乙两个种群，两个种群所发生的变化如下图所示，下列叙述正确的是（　　） A．地球上新物种的形成都必须先经历a过程，最终形成生殖隔离 B．b过程的实质是定向改变种群的基因频率的过程，使生物能够定向进化 C．①～⑥只能表示新物种形成过程中，基因突变是不定向和随机的 D．品系1和品系2种群基因库出现了差异，立刻形成物种1和物种2 答案：B 一、概念检测 1.√ √ 2.D 二、拓展应用 1.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。 2.可以从不同角度提出看法并交流。例如，从科学研究角度看，这样做可以帮助人们更多地了解生命的奥秘；从生命伦理角度看，狮和虎杂交后代中容易出现免疫力低、天折的个体，这些个体会承受一定的痛苦，因此这种做法不宜提倡；从生物学角度看，狮和虎的自然分布区不同，狮分布在草原上，虎分布在森林里，动物园饲养狮和虎时，应尽量提供符合它们天然分布区和习性特点的生活环境，将二者分区域饲养，以体现对自然和生命的尊重。 练习与应用P118 $