6.3种群基因组成的变化与物种的形成（第2课时）（含闯关游戏）（教学课件）生物人教版必修2

必 修二 第2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 2019人教版·生物学·必修2 1 教材分析 课标要求 素养目标 1.理解生物进化的关键是，在一个种群中，具有优势性状的个体会在群体中占据越来越大的比例 2.掌握自然选择是驱动生物更好地适应特定生存环境的动力。 3.理解并阐述变异(原材料)、自然选择(方向)以及隔离(必要条件) 三者如何共同作用导致新物种的形成 1.生命观念：理解隔离在物种形成中的作用，认同生物进化是种群基因频率定向改变的结果，形成进化与适应观。 2.科学思维：能够分析抗生素选择实验的数据，归纳进化趋势；运用隔离原理解释新物种的形成过程，培养归纳与演绎能力。 3.科学探究：通过模拟探究实验，体验科学探究的一般步骤（提出问题→作出假设→实验验证→得出结论）。 4.社会责任: 认识滥用抗生素的危害，形成合理使用抗生素的意识；理解生物进化理论在保护生物多样性中的指导意义。 难点 重点 2 01 探究抗生素对细菌的选择作用 02 目录 隔离在物种形成中的作用 03 练习与应用 3 01 探究抗生素对细菌的选择作用 4 课堂导入 在太平洋的一座孤岛上住着一群快乐绿色的小虫。它们的种群中，99%是绿色个体，1%是褐色突变个体。突然有一天，一场特大风暴席卷全岛！风暴过后，一群来自隔壁岛屿的入侵者(褐色的同种虫子)被吹了过来。这群褐色虫子体型更大、繁殖力更强，而且它们只喜欢生活在岛屿东岸新形成的干旱岩壁区(背景是褐色的)。而本地绿虫依然生活在西岸的绿丛区。 两年后，科考队员再次上岛调查。他们惊讶地发现，岛屿已不存在纯粹的入侵者与原住民了。反而出现了三种情况：绿丛区全是绿色虫子；岩壁区全是褐色虫子；在两个区域的交界地带，生活着一些颜色介于绿和褐之间的虫子，但它们看起来病恹恹的，而且也不进行交配。 讨论： 1．为什么会出现绿丛区全是绿色虫子，岩壁区全是褐色虫子这种现象？ 5 探究新知 一、探究抗生素对细菌的选择作用 【探究活动1】 阅读课本p115探究·实践， 小组合作完成任务。 (1)本实验的实验目的及其要求分别为？ (2)本实验的实验步骤及实验结论分别为？ (3)完成讨论中的问题 6 探究新知 (1)实验原理 (2)目的要求 一、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。 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。 (3)材料用具 经高温灭菌的牛肉膏蛋白胨液体培养基及固体培养基平板，细菌菌株(如大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等)，含有抗生素(如青霉素、卡那霉素等)的圆形滤纸片(以下简称“抗生素纸片”)，不含抗生素的纸片，镊子，涂布器，无菌棉签，酒精灯，记号笔，直尺等。 7 探究新知 (4)方法步骤 一、探究抗生素对细菌的选择作用 探究抗生素对细菌的选择作用(视频) 8 探究新知 (4)方法步骤 一、探究抗生素对细菌的选择作用 1．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。 2．取少量细菌的培养液，用无菌的涂布器（或无菌棉签）均匀地涂抹在培养基平 板上。 9 探究新知 (4)方法步骤 一、探究抗生素对细菌的选择作用 3．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。 4．将培养皿倒置于37 ℃的恒温箱中培养12~16 h。 10 探究新知 (4)方法步骤 一、探究抗生素对细菌的选择作用 5．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。 6．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。 11 探究新知 一、探究抗生素对细菌的选择作用 (4)实验结果和结论 组别 抑菌圈直径/cm 第一代 第二代 第三代 1 2.26 1.89 1.62 2 2.41 1.91 1.67 3 2.42 1.87 1.69 平均值 2.36 1.89 1.66 抗生素对细菌有选择作用，抗生素对细菌抑制作用越来越弱。 ①实验结果: ②实验结论: ➡细菌耐药性的出现是可遗传变异导致的。 ➡抗生素的选择作用导致耐药菌比例逐代提高。 12 探究新知 一、探究抗生素对细菌的选择作用 为什么要从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌? 因为抑菌圈边缘生长的细菌可能是耐药菌。 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? 在本实验条件下，耐药菌产生的变异一般来说是有利的，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。 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。 13 02 隔离在物种形成中的作用 14 探究新知 二、隔离在物种形成中的作用 【探究活动2】 阅读课本p116-118探究·实践， 小组合作完成任务。 (1)什么叫做物种？ (2)隔离包括哪些类型？ (4)物种形成的三个环节为？ (3)完成思考·讨论中的问题1、2、3 15 探究新知 1.物种的概念 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。 二、隔离在物种形成中的作用 2.隔离 ①生殖隔离: (1)概念 指不同群体间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。 (2)类型 ②地理隔离: ➡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的现象。 ➡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 16 探究新知 二、隔离在物种形成中的作用 2.隔离 (3)实例 生殖隔离 × 马 驴 骡 17 探究新知 二、隔离在物种形成中的作用 2.隔离 (3)实例 地理隔离 18 探究新知 二、隔离在物种形成中的作用 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。它们发现彼此大不相同。它们之间还能繁殖后代吗 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。后来由于地质和气候的变化，山谷中形成一条汹涌的大河。 地理隔离和生殖隔离有没有什么联系呢 不能 地理隔离 生殖隔离 长期 19 探究新知 这是达尔文在环球考察中观察到的现象。在加拉帕戈斯群岛上生活着13种地雀。这些地雀的喙差别很大，不同种之间存在生殖隔离。而在辽阔的南美洲大陆上，却看不到这13种地雀的踪影。 隔离在物种形成中的作用 思考·讨论 加拉帕戈斯群岛位于南美洲附近的太平洋中，由13个主要岛屿组成，这些岛屿与南美洲大陆的距离为160~950 km。不同岛屿的环境有较大差别，比如岛的低洼地带，布满棘刺状的灌丛；而在只有大岛上才有的高地，则生长着茂密的森林。 这些岛屿是500万年前由海底的火山喷发后形成的，比南美洲大陆的形成晚得多。因此，可以推测这些地雀的共同祖先来自南美洲大陆，以后在各个岛屿上形成了不同的种群。 二、隔离在物种形成中的作用 20 探究新知 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的多，基因频率可能不一样。 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。 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？ 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。 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。 二、隔离在物种形成中的作用 21 探究新知 二、隔离在物种形成中的作用 知识总结: 地理隔离 阻断基因交流 基因频率向不同方向发生改变 种群的基因库出现差异 差异进一步加大 生殖隔离 新物种形成 标 志 在突变、基因重组和自然选择下 加拉帕戈斯群岛的地雀的形成方式 22 探究新知 二、隔离在物种形成中的作用 知识总结: 环节 内容 作用 物种形成的三个环节 突变和基因重组 自然选择 隔离 产生可遗传的变异 定向淘汰不利变异，保留有利变异 地理隔离、生殖隔离 提供进化的原材料 定向改变种群的基因频率 物种形成的必要条件 23 探究新知 二、隔离在物种形成中的作用 (1)渐变式: (2)骤变式: ➡实例：加拉帕戈斯群岛上13种地雀的形成。 ➡实例：普通小麦的形成（自然状态）。 原物种➡地理隔离➡自然选择➡新物种 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。 ➡实例: 人工诱导多倍体的形成（无子西瓜） 物种形成的比较常见的方式 知识拓展: (3)爆发式: 不需要地理隔离就在很短的时间内出现生殖隔离，从而形成新的物种。主要是通过异源多倍体的染色体变异等方式形成新物种，一出现可以很快形成生殖隔离。 24 种群基因组成的变化与物种的形成 课堂小结 (1)探究抗生素对细菌的选择作用 (2)隔离在物种形成中的作用 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。 ①生殖隔离 概念: 指不同群体间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。 类型: ②地理隔离 隔离: ①突变和基因重组产生进化的原材料 物种形成的三个环节 ②自然选择定向改变种群的基因频率 ③隔离是物种形成的必要条件 ③隔离是物种形成的必要条件 25 双击上方链接 1.演示链接 2.演示方法 打开界面 点击上方开始按钮操作 3.演示界面预览 趣味互动游戏——物种的形成 26 练习与应用 03 27 1．一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。为探究某种抗生素对大肠杆菌的选择作用，将大肠杆菌培养液接种到培养基上后，继续放置含该抗生素的圆形滤纸片和不含抗生素的圆形滤纸片，一段时间后测量滤纸片周围抑菌圈的直径，第一代培养结果如图所示。然后再重复上述步骤培养三代。以下说法错误的是（　　） A．图中1处放入不含抗生素的滤纸片起到对照作用 B．挑取抑菌圈边缘的菌落重复该实验，抑菌圈的直径变得越小，说明大肠杆菌的耐药性越强 C．抑菌圈边缘的大肠杆菌可能发生了基因突变或染色体变异 D．实验结束后，应将耐药大肠杆菌、培养基、纸片等进行灭菌处理 练习与应用 C 细菌属于原核生物，没有染色体，所以不会发生染色体变异 28 2．研究人员在珠江三角洲发现了一种罕见的两栖动物，通过线粒体DNA序列比对与形态学分析等手段确定其为新物种，并命名为广州湍蛙。下列叙述正确的是（　　） A．线粒体DNA中核糖核苷酸的排列顺序储存着遗传信息 B．广州湍蛙的基因库与其他湍蛙种群的基因库不完全相同 C．推测广州湍蛙与其他种湍蛙之间存在形态差异和地理隔离 D．线粒体DNA序列分析属于确定新物种的比较解剖学证据 练习与应用 B 不同物种间一定存在生殖隔离，但不一定存在地理隔离 核糖核苷酸是RNA的基本组成单位 属于分子生物学水平的证据 29 练习与应用 3．我国学者研究发现：①高原鼢鼠因DNA片段缺失引发染色体结构变异后，种群间基因交流逐渐中断，快速形成了新物种；②干旱环境可使某草本植物种群抗旱基因的频率快速升高，避免种群灭绝（进化拯救）；③逆境中的微生物有些性状仅发生中性基因突变的积累。下列叙述错误的是（    ） A．染色体结构变异可加速种群间生殖隔离的形成 B．植物的“进化拯救”依赖环境诱导定向产生抗旱突变 C．自然选择能定向改变种群的基因频率，决定进化方向 D．生物应对胁迫时有些性状不一定会发生有利变异的积累 B 干旱环境仅起到定向选择的作用，不能定向诱导产生抗旱突变 30 练习与应用 4．抗生素的滥用导致细菌耐药性不断增强，下列相关叙述正确的是（　　） A．抗生素诱导细菌发生基因突变，从而产生耐药性 B．耐药性细菌的出现是自然选择的结果 C．细菌耐药性的增强不会改变种群的基因频率 D．耐药性细菌与不耐药细菌之间存在生殖隔离 B 基因突变是随机的、不定向的，抗生素是自然选择的因素，不能直接诱导细菌产生定向的基因突变 细菌耐药性不断增强，该过程中细菌耐药性基因频率不断提高 耐药性细菌与不耐药细菌依然为同一物种，它们之间不存在生殖隔离 31 练习与应用 5．如图为利用甲、乙品种西瓜（2n=22）培育无子西瓜的两种途径。下列叙述正确的是（　　） A A．经过程①获得的四倍体西瓜与二倍体西瓜存在生殖隔离 B．试剂1通过前期阻断微管蛋白聚合抑制纺锤体的形成 C．花粉刺激的原理与试剂2促进子房发育成果实有关 D．培育无子西瓜a和b的育种原理都是染色体变异 试剂1属于生长素类似物，不具有阻断微管蛋白聚合抑制纺锤体的形成的功能 试剂2是秋水仙素，不具有促进子房发育成果实的功能 a是用生长素类似物处理未受粉的子房，使其发育成果实，原理是生长素促进果实发育 32 练习与应用 6．通过比较甲、乙、丙三种动物的DNA碱基序列，可以确定它们之间的亲缘关系，如图是编码甲、乙、丙三种动物编码呼吸酶的部分基因片段、DNA单链及DNA单链中的碱基序列。下列相关分析错误的是（　　） C A．甲与乙、甲与丙中亲缘关系较近的是甲与丙 B．呼吸酶基因片段可作为生物进化的细胞水平证据 C．对比三种动物呼吸酶的氨基酸序列也能判断其亲缘关系 D．若甲和乙属于不同物种，则二者之间必然存在生殖隔离 分子水平证据 33 练习与应用 7．在某岛屿的隔离种群中，某种昆虫的体色由一对等位基因A(黑色)和a(浅色)控制，其中A基因频率为0.3，a基因频率为0.7.多年后调查发现，A基因频率上升至0.6，a基因频率降至0.4.下列相关叙述正确的是（　　） A．该种群中黑色个体更容易被天敌发现，导致A基因频率逐渐上升 B．该种群发生了进化，原因是体色基因频率发生了定向改变 C．若环境保持不变，该种群的体色基因频率将不再发生改变 D．A基因频率的显著提高，意味着该种群中已经形成了新的物种 黑色属于不利性状，A基因频率会逐渐下降 B 即使环境保持不变，基因突变、遗传漂变、个体迁入迁出等因素仍可能导致种群的体色基因频率发生改变 新物种形成的标志是产生生殖隔离 34 8．将来自不同湖泊的刺鱼在人工饲养条件下杂交，结果如图。对两个刺鱼种群的叙述错误的是（　　） 练习与应用 A．不存在生殖隔离 B．性状主要由环境决定 C．基因库有差异 D．具有共同祖先 B 性状主要由遗传物质（基因）决定 35 THANKS 作业 完成配套作业 2019人教版·生物学·必修2 36 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 内容由AI生成 开始游戏 暂停 重置 设置时间 随机抽号 当前得分：0 / 总题数：10 剩余时间：60秒 进度 0% 物种的形成 点击"开始游戏"开始挑战！ 游戏已暂停 继续游戏 恭喜通关！刮刮乐抽奖 完成 $开始游戏 1暂停 C重置 设置时间 $随机抽号 当前得分：0/总题数：10 剩余时间：60秒 进探究抗生素对细菌的选择作用实验原理，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。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。材料用具，细菌菌株，大肠杆菌K12抗生素我们这次实验研究的是无菌卡纳霉素一夜枪体积分数95%的酒精用于操作台消毒抗生素，玻璃瓶、酒精灯、培养皿、滤纸、打孔器、徒步器、接种环、镊子、记号笔、直尺等培养积分区，在培养皿底部画两条相互垂直的直线，将培养皿分成四个区域。梯度稀释和涂布。本次实验用微量移液器吸取200微升100倍稀释的菌液，加到固体培养基平板上。用无菌涂布器涂匀稀释后涂布，可以使菌液浓度合适，抑菌先清晰。老师们在实际操作时，可以根据自己预实验的结果，选取合适的稀释倍数来进行徒步放置抗生素纸片。先用无菌镊子夹取一张不含抗生素的纸片，放在培养基平板的一号区域的中央。再分别夹取一张抗生素纸片，放置在2到4号区域的中央，放置尽量一步到位，避免移动。培养、观察、测量和记录。将培养皿于37摄氏度的恒温箱中倒置，培养12到16小时后观察培养皿让细菌的生长状况。测量和记录每个实验组中抑菌圈的直径，并取平均值。挑菌传代培养。用接种环从抑菌圈边缘挑取细菌，接种到已灭菌的液体培养基中。用摇床振荡培养16小时以上，重复以上步骤。记录第二代培养物的抑菌圈大小。按照相同的方法继续培养3至5代，记录每一代培养物抑菌圈的直径，并比较每一代培养物的抑菌圈的大小。结果分析比较每代培养物抑菌圈的大小，思考抑菌圈为何发生了变化呢？说明什么问题？抑菌圈的逐渐缩小，说明大肠杆菌K12对卡纳霉素的抗性逐渐增强。