6.3 种群基因组成的变化与物种的形成 课件-2024-2025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“种群基因组成的变化与物种形成”，涵盖种群基因库、基因频率计算、自然选择作用及隔离与物种形成等核心内容。通过“温故知新”环节以长颈鹿进化案例衔接自然选择学说，引出种群是进化基本单位，构建从个体表型到种群基因组成的学习支架。 其亮点在于融合科学思维与探究实践，通过基因频率数学计算、哈迪-温伯格定律模型构建培养逻辑分析能力，结合桦尺蛾进化案例、抗生素对细菌选择实验等探究活动，渗透进化与适应的生命观念。既帮助学生理解生物进化实质，又强化社会责任意识，为教师提供丰富案例与实验指导，提升教学效率与学生探究能力。

练一练：遗传性高度近视属于单基因遗传病，在某地区人群中的发病率为4%，一视力正常女性的父母视力都正常，但她有一个患病的妹妹。若该视力正常的女性与本地视力正常的男性结婚，则理论上婚后生育一个患遗传性高度近视男孩的概率是 。 1/36 第六章 生物的进化 第三节 种群基因组成的变化与物种的形成 AA AA Aa Aa aa aa aa AA AA AA aa 6.3.1 种群基因组成的变化 长颈鹿 的祖先 过度繁殖 大量长颈鹿 生存斗争 长颈长腿的长颈鹿存活 适者生存 现代长颈鹿 后代长颈鹿出现差异 (长颈长腿) 遗传变异 1、用自然选择学说解释长颈鹿的长颈形成的原因 温故知新 1.自然选择直接作用的对象是什么？ 直接作用对象：个体表型 2.这个颈长的个体会永远存活吗？ 不会 3.个体死亡，表型消失，长颈长腿的个体会从此消失吗？为什么？ 没有，个体的表型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，并且在种群中扩散 4.研究生物的进化，仅研究个体和表型够吗？ 不够的，还必须研究 种群 基因组成的变化 →种群是生物进化的基本单位 3 判断以下例子是否属于种群，并且说出判断依据 （1）两个池塘内的全部鲤鱼 （2）一个池塘中的全部鱼 （3）一片池塘中的全部蝌蚪 1、种群: 生活在 的 生物 的集合叫作种群。 一片树林中的全部猕猴 一片草地上的所有蒲公英 一个培养皿中大肠杆菌 否 否 否 否 同种生物（鱼的种类有很多） 全部个体（蝌蚪、青蛙） 同一区域 自由交配 （4）一个菜市场中的全部鲤鱼 ☆种群是可进行基因交流的群体，是生物繁殖与进化的基本单位。 一、种群和种群基因库 一定区域 同种 全部个体 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。 4 2、种群的基因库： 一个种群中 所含有的 。 注意范围是种群不是物种。 基因库包含了种群中全部个体的全部基因，无论“优劣”。 在一个种群基因库中，某个基因占 数的比值。 该基因的总数 该等位基因的总数 ×100% 特定基因型个体数 该种群个体总数 ×100% 3、基因频率： 一、种群和种群基因库 (A%) (A的个数) (A和a总个数) (AA%) (AA的个数) (AA、Aa和aa总个数) 基因频率 ＝ 基因型频率 ＝ 全部个体 全部基因 全部等位基因 当进化的基本单位为种群的时候，我们就不能只研究某个个体的基因了，而要研究整个种群的基因 5 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=____________________% 例1：在某昆虫种群中，决定体色为黑色的基因是A，决定体色为褐色的基因是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。 ① 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。 AA基因型频率为： Aa基因型频率为： aa基因型频率为： A基因的频率=____________________ a基因的频率=____________________ 30/100 = 30% 60/100 = 60% 10/100 = 10% 200 2×30+60=120 2×10+60=80 120÷200=60 80÷200=40 30%+30%= 60% 10%+30%= 40% 一、种群和种群基因库 ② 一个基因的频率：①概念法 ②= 该基因纯合子的基因型频率+1/2杂合子的基因型频率 可以用基因型频率来算基因频率 6 例2：某学校男女各有100人，其中XBXB占50人，XBXb占30人，XbXb占20人， XBY占80人，XbY占20人，那么XB、Xb的基因频率是多少？ XB的基因频率为: XB%= Xb的基因频率为: Xb%= ×100% 2×XBXB＋XBXb＋XBY 2×女数＋1×男数 = 210/300 ×100% 2×XbXb＋XBXb＋XbY 2×女数＋1×男数 = 90/300 注意 伴X遗传中，女性中基因是成对存在的，男性中基因不是成对存在的，每个个体含有一个该基因 一、种群和种群基因库 = 70% = 30% 7 亲代基因型的频率 AA（30%） Aa（60%） aa（10%） 亲代基因频率 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( ) 60% 40% 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？ 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。 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。 活动1 用数学方法讨论基因频率的变化 一个种群繁殖若干代后，其基因频率会不会发生变化？ 二、种群基因频率的变化 一个种群繁殖若干代后，其基因频率会不会发生变化？ 8 当群体满足以下五个条件： ①昆虫群体数量足够大 ②全部的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代； ③没有迁入与迁出 ④自然选择对性状没有作用 ⑤基因A和a都不产生突变 种群的基因频率将不会改变 例1：设 A 的基因频率为 p ， a 的基因频率为 q ；则 p + q = AA(p2) Aa(pq) Aa(pq) aa(q2) (p+q)2=p2+2pq+q2=1 AA 基因型的频率=p·p Aa 基因型 的频率=2p·q aa 基因型的频率=q·q 遗传平衡定律（哈迪-温伯格定律） 二、种群基因频率的变化 1 9 据调查，某校学生中基因型的比例为XB XB（42.32%） XB Xb （7.36%） XbXb （0.32%） XBY （46%） Xb Y（4%），则该地区 XB和 Xb 的基因频率分别是（ ） A.6%、8% B.8%、92% C.78%、92% D.92%、8% D 随堂练习 在一个足够大的种群中，A的频率0.4，a的频率是0.6，若各种条件稳定不变，则该种群中AA、Aa、 aa的基因型频率各是 __________________________ 。该种群中所有成熟个体自由交配一次，产生的后代个体中A的频率是 ， a的频率是 。 0.16 、0.48 、0.36 0.4 0.6 随堂练习 不存在。自然界种群的基因频率一定发生改变。 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 生物怎么进化？ 基因频率发生改变 进化 1、同时具备以上条件的种群存在吗？这说明了什么？ 二、种群基因频率的变化 生物进化的实质： 发生改变 种群基因频率 12 变异 可遗传的变异 不可遗传的变异 基因突变 染色体变异 基因重组 突变 ※可遗传的变异提供生物进化的原材料,其来源分为突变和基因重组。 基因突变： 产生新的等位基因，可直接改变种群基因频率 染色体变异： 改变基因数目或排列顺序，可能直接改变种群基因频率 基因重组： 产生更多基因型和性状组合，不直接改变基因频率，但不同性状对环境的适应能力不同，可影响基因频率的变化 2、导致基因频率变化的原因可能有哪些？ 二、种群基因频率的变化P112 重组后能产生不同的性状，不同性状对环境的适应能力不同，所以说重组能为生物进化提供原材料 13 3、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？P112 二、种群基因频率的变化 【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，对一个约有108个个体的果蝇种群来说，每一代出现的基因突变数是： 2×1.3× 104 × 10－5 个体突变数（2.6×10-1） ×108 种群 = 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 种群基因突变数=突变频率✖个体基因数✖种群个体数 14 突变的有害和有利也不是绝对的，这往往取决于生物的生存环境！ 正常环境 残翅、无翅 难以生存 有害突变 刮风海岛 避免吹进海里淹死 有利突变 4、自然界中生物的突变一般对生物体是有害的。为什么它还能作为生物进化的原材料呢？ 二、种群基因频率的变化 突变和基因重组都是随机的、不定向，那么自然选择对种群基因频率的改变是否也是不定向的？ 翅的昆虫，有时候会出现残翅和无翅的突变类型，这类昆虫在正常情况下很难生存下去。但是在经常刮大风的海岛上，这里昆虫却因为不能飞行而避免了被海风吹到海里淹死 15 三.自然选择对种群基因频率变化的影响 探究自然选择对种群基因频率变化的影响 　　英国曼彻斯特地区有一种桦尺蛾(幼虫叫桦尺蠖)。它们夜间活动，白天栖息在树干上。19世纪时，曼彻斯特地区树干上长满了浅色的地衣。后来，随着工业的发展，工厂排出的煤烟使地衣不能生存，结果树皮裸露并被熏成黑褐色。 基因类型 黑色（S） 浅色（s） 工业革命前 （19世纪中叶） 5% 95% 工业革命后 （20世纪中叶） 95% 5% 长满地衣的树干上的桦尺蛾 黑色树干上的桦尺蛾 长满地衣的灰色树干 浅色(ss)桦尺蛾多 S频率低，s频率高 环境污染的黑色树干 黑色(S_)桦尺蛾多 S频率高，s频率低 观察现象 工业革命后 工业革命前 长满地衣的灰色树干 工业革命前 灰色(ss)桦尺蛾多 工业革命后 环境污染的黑色树干 黑色(S_)桦尺蛾多 S频率低，s频率高 S频率高，s频率低 观察现象 提出问题 作出假设 桦尺蠖种群中的S基因为什么越来越高？ 自然选择可以使种群的基因频率定向改变 三、自然选择对种群基因频率变化的影响 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？ 17 假设1870年，桦尺蛾种群的基因型频率为SS10%,Ss 20%,ss 70%,S基因的频率为20%。在树干变黑这一环境条件下，假如树干变黑不利于浅色桦尺蛾的生存，使得种群中浅色个体每年减少10%,黑色个体每年增加10%。第2~10年间，该种群每年的基因型频率各是多少？每年的基因频率是多少？（计算结果填入下表） 第1年 第2年 第3年 第4年 …… 基因型频率 SS 10% 11.5% Ss 20% 22.9% ss 70% 65.6% 基因频率 S 20% 23% s 80% 77% 70.7% 26% 29.2% 14.7% 56.1% 60.9% 26.1% 73.9% 29.3% 13.1% 升高 降低 自然选择对种群基因频率变化的影响 18 (1)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。 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。 自然选择使种群的基因频率发生定向改变，自然选择决定了生物的进化方向。 进化了。依据是桦尺蛾种群的基因频率发生了改变。 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。 (3)P113“思考·讨论2”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？ (4)桦尺蛾种群发生进化了吗？判断的依据是什么？ (2)自然选择在基因频率改变的过程中有什么作用？ 自然选择对种群基因频率变化的影响 自然选择直接作用的对象：个体的表型 实质：决定表型的基因 ★P114”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。” 自然选择作用的对象： 直接对象： 表型 间接对象： 基因型 根本对象：基因 19 原种群 不定向变异 突变,基因重组 不同性状 自然选择： 直接选择: 根本选择: 不利变异 不断淘汰 有利变异 积累加强 种群基因频率定向改变 (生物进化的实质) 生物定向进化 有利变异的基因频率不断增大 有害变异的基因频率逐渐减小 P114★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。 定向的 小结： 自然选择对种群基因频率变化的影响 个体的表型 基因 自然选择对种群基因频率变化有什么影响？ 20 　　种群中产生的变异是（ ）的，经过长期的自然选择，其中不利变异被不断淘汰，有利变异逐渐（ ），从而使种群的基因频率发生（ ）改变，导致生物朝向一定方向进化。可见，生物进化的方向是由（ ） 决定的。 不定向 积累 定向 自然选择 　　种群中产生的变异（ ）。 　　自然选择方向（　　　）。 不定向 定向 　　自然选择决定生物进化的方向。 应用探究 探究抗生素对细菌的选择作用 生物进化的基本单位 生物进化的实质 生物进化的原材料 决定生物进化的方向 种群 基因频率的改变 突变和基因重组 自然选择 （直接作用对象:个体表型） 22 P115“探究·实践”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。 抑菌圈 （直径越大，抗生素的作用越强） 自变量： 因变量： 有无抗生素 细菌是否被杀死（有无抑菌圈） 23 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区放置不含抗生素的纸片 ②③④区放含有抗生素的纸片 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 2条相互垂直的直线 用无菌涂布器（或无菌棉签）均匀涂抹 倒置于37℃的恒温培养箱中培养12-16h 24 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） 无，出现抑菌圈（说明无细菌生长） 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？ ①直径越来越小， ②说明抗生素对细菌的抑制作用越来越弱， ③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，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？ 抗生素对细菌具有定向选择作用。 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 25 探究抗生素对细菌的选择作用 P115讨论 1.为什么要从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌？ 抑菌圈边缘生长的细菌可能是耐药菌。 2.你的数据结果是否支持“耐药菌是普遍存在的”这一说法？ 支持。抗生素只有筛选的作用，不会影响变异的发生。 3.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？ 有利，有利于生物在特定环境中生存和繁殖的变异，在此环境中就是有利变异。 5.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。 26 三.自然选择对种群基因频率变化的影响 什么是“超级细菌”？ 泛指那些对多种抗生素具有耐药性的细菌。 基因突变是产生超级细菌的根本原因。 由于大部分抗生素对其不起作用，超级细菌对人类健康已造成极大的危害。 抗生素对细菌具有定向选择作用。 学以致用 【典例3】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。下列关于“探究抗生素对细菌的选择作用”实验的说法中，错误的是(　　) A．放置不含抗生素的纸片起对照作用 B．耐药菌发生了基因突变，不利于其生产 C．重复几代，抑菌圈的直径会逐渐增大 D．本实验说明抗生素对细菌有选择作用 BC 2．医学上在治疗由细菌引起的感染性疾病时，通常要进行细菌的耐药性检测，实验方法如下：将含有一定浓度不同抗生素的滤纸片放置在已接种待测菌的固体培养基表面，抗生素向周围扩散，如果抑制细菌生长，则在滤纸片周围出现抑菌圈(图中的内圈)，结果如图甲所示。 (1)图甲中最有效的是__培养皿中对应浓度的抗生素，原因是____________。 (2)细菌种群的进化是定向的，而变异是________，抗生素对细菌变异的作用是________。 B　 B的抑菌圈最大 不定向的　 　定向选择　 SZ-LWH SZ-LWH 跟踪训练 SZ-LWH SZ-LWH (3)用上述最有效的抗生素浓度对细菌进行处理，并测定细菌数量变化，实验结果如图乙所示。向培养基中加抗生素的时刻为b，理由是抗生素使细菌中________________的个体大量死亡而数量下降。尽管有抗药性基因存在，但使用抗生素仍然能治疗由细菌引起的感染，原因在于细菌种群中__________________________________。 不具有抗药性　 具有抗药性变异的个体只占少数 (4)如果长期使用同一种抗生素，细菌会产生抗药性的原因是_____________________________________________。 抗生素对细菌的抗药性变异进行了定向选择 SZ-LWH SZ-LWH 跟踪训练 SZ-LWH SZ-LWH 小结 P114练习与应用 1．从基因水平看，生物进化的过程就是种群基因频率发生定向改变的过程。判断下列相关表述是否正确。 （1）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的基因频率约为8%。（ ） （2）基因频率变化是由基因突变和基因重组引起的，不受环境的影响。（ ） （3）生物进化的实质是种群基因频率在自然选择作用下的定向改变。（ ） √ X √ P114练习与应用 2．种群是物种在自然界的存在形式，也是一个繁殖单位。下列生物群体中属于种群的是（ ） A．一个湖泊中的全部鱼 B．一片森林中的全部蛇 C．一间屋中的全部蟑螂 D．卧龙自然保护区中的全部大熊猫 D P114练习与应用 3．某一瓢虫种群中有黑色和红色两种体色的个体，这一性状由一对等位基因控制，黑色(B)对红色(b)为显性。如果基因型为BB的个体占18%，基因型为Bb的个体占78%，基因型为bb的个体占4%。基因B和b的频率分别为（ ） A．18%、82% B．36%、64% C．57%、43% D．92%、8% C P114练习与应用 4．一只果蝇的突变体在21℃的气温下，生存能力很差，但是，当气温上升到25.5℃时，突变体的生存能力大大提高。这说明（ ） A．突变是不定向的 B．突变是随机发生的 C．突变的有害或有利取决于环境条件 D．环境条件的变化对突变体都是有害的 C 第六章 生物的进化 第三节 种群基因组成的变化与物种的形成 6.3.2 隔离在物种形成中的作用 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？ 一、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。 37 能够在 下 并且产生 的一群生物。 × 不能交配 骡子（2n=63） 马（2n=64） 驴（2n=62） × 一、物种的概念 思考：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) 自然状态 相互交配 可育后代 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？ 38 二、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 39 二、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? 40 P117“思考·讨论”加拉帕戈斯群岛13种地雀的形成 二、隔离及其在物种形成中的作用 41 二、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？ 42 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。 P117“思考·讨论” 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？ 43 二、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 P118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 44 二、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地理隔离吗？ 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。 45 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 46 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 产生进化的原材料 ② 导致种群基因频率的定向改变 ③ 是物种形成的必要条件 小结 突变和基因重组 自然选择 隔离 47 一、概念检测P118 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 48 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。 49 2. 在自然界，狮和虎是不可能相遇的。在动物园里，一般也将这两种动物分开圈养。近年来才出现将它们的幼崽放在一起饲养的做法，目的是获得有观赏价值的杂交后代——狮虎兽或虎狮兽，你对这种做法有什么看法？ 【提示】学生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。 19对 19对 38条 狮虎兽/虎狮兽不可育（原因：含有的是异源染色体） 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。 51 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 $