6.3.2 隔离在物种形成中的作用课件-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“隔离在物种形成中的作用”，从抗生素滥用引发超级细菌切入，通过“探究抗生素对细菌的选择作用”实验，衔接物种定义、隔离类型（地理隔离、生殖隔离），最终总结物种形成的三个环节，构建连贯知识支架。 其亮点是以实验探究（抑菌圈观察、多代培养）和案例分析（加拉帕戈斯地雀、狮虎兽）为核心，结合生物进化流程图模型建构，培养科学思维与探究实践能力。通过对比表格和课堂小测强化进化与适应观，助学生理解理论联系实际，教师可利用丰富案例提升教学效果。

抗生素的滥用 第6章 生物的进化 第3节 隔离在物种形成中的作用 人教版 2019 必修二《遗传与进化》 C o n t e n t s 二.物种的形成 三.隔离及其在物种形成中的作用 一.探究抗生素对细菌的选择作用 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。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。 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。 (1)实验原理 (2)目的 要求 (3)材料用具 一.探究抗生素对细菌的选择作用 4 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。 (4)方法步骤 一.探究抗生素对细菌的选择作用 5 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。 (4)方法步骤 一.探究抗生素对细菌的选择作用 6 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。 (4)方法步骤 一.探究抗生素对细菌的选择作用 7 组别 抑菌圈直径/cm 第一代 第二代 第三代 2 2.26 1.89 1.62 3 2.41 1.91 1.67 4 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不定向导致的。 ➡抗生素的选择作用导致耐药菌比例逐代提高。 (5)实验结果和结论 一.探究抗生素对细菌的选择作用 8 探究新知 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。 9 1.物种：能够在 下相互 并且产生 后代的一群生物。 2.种群：生活在 的 的集合。 推测物种与种群的关系是什么？ 自然状态 交配 可育 同一区域 同种生物的全部个体 同一物种 同一物种可以分布在不同区域； 1 2 种群是同一区域内的同一物种的全部个体； 3 同一物种可以构成不同的种群； 4 总结:物种包括种群 二.物种的形成 不是，它们不能互相交配。 孔雀和巨嘴鸟是同一个物种吗,原理是？ 判断以下生物属于同一物种吗？ 1.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。 课堂小测 狮 虎 狮虎兽 （不育） 不是，它们后代狮虎兽不可育。 1.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。 判断以下生物属于同一物种吗？ 课堂小测 世界上不同皮肤的人是一个物种吗，理由是？ 是，可以产生可育后代。 1.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。 判断以下生物属于同一物种吗？ 课堂小测 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。 ①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。 实例:东北虎与华南虎等 1.概念 三.隔离及其在物种形成中的作用 14 ②生殖隔离： 不同物种之间一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不能产生可育后代的现象。 实例:猫与狗,马和驴,狮子与老虎等 三.隔离及其在物种形成中的作用 15 2.地理隔离和生殖隔离的联系 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，这个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 ①这群鼠被大河分开后，是一个种群还是两个种群？ 两个种群 ②若是几千年后大河干涸了，这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 说明长期的地理隔离可能导致生殖隔离 三.隔离及其在物种形成中的作用 [易错提醒]物种≠种群，一个物种可能在不同地点和时间形成不同的种群 三.隔离及其在物种形成中的作用 17 加拉帕戈斯群岛的地雀 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。 三.隔离及其在物种形成中的作用 著名实例：1. 完成隔离在物种形成中的作用的“思考·讨论”？2.构建经过长期的地理隔离而达成生殖隔离,形成新物种的模型？3.物种形成的三个环节分别是什么？ 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？ 2. 不同岛屿上的地雀种群，产生突变的情况一样吗？ 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。 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？ 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着不同的方向改变。 不会。因为个体间有基因的交流。 讨论： 加拉帕戈斯群岛的地雀是说明通过地理隔离形成新物种的著名实例 地雀祖先 突变 基因重组 突变 基因重组 种群基因频率定向改变 种群基因频率定向改变 自然选择 岛屿1 岛屿2 地理隔离 地雀1 地雀2 生殖隔离 总结：1. 隔离是物种形成的必要条件。 2.地理隔离是生殖隔离的基础,生殖隔离是地理隔离的结果,长期的地理隔离(量变)会导致生殖隔离(质变)的出现。生殖隔离是物种形成的标志。 3.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。 三.隔离及其在物种形成中的作用 新物种的形成过程 探究活动：构建经过长期的地理隔离而达成生殖隔离,形成新物种的模型。 突变和基因重组 自然选择 种群基因频率 基因库的差别 地理隔离 生殖隔离 新物种形成 时间 定向改变 积累 导致 扩大 导致 标志 建构模型 提供进化的原材料 决定生物进化的方向 21 ①_____________________为生物的进化提供原材料。 ②_____________________决定生物进化的方向。 ③_____________________是物种形成的必要条件。 _____________________的出现意味着新物种的产生。 突变和基因重组 自然选择 隔离 生殖隔离 3.物种形成的3个环节 三.隔离及其在物种形成中的作用 通过地雀的形成过程，说明物种形成需要以下环节：3.物种形成的三个环节分别是什么？物种形成所需条件：可遗传变异、自然选择、隔离 繁殖隔离机制 合子前隔离 ①地理隔离 ②时间隔离 ③行为隔离 ④机械隔离 ⑤传粉者隔离 ⑥配子隔离 合子后隔离 ①杂种不活 ②杂种不育 ③杂种受损 生殖隔离 三.隔离及其在物种形成中的作用 原物种→地理隔离→自然选择→新物种 1 渐变式 如：加拉帕戈斯群岛上13种地雀的形成。 如：普通小麦的形成（自然状态）。 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。 2 骤变式 如：人工诱导多倍体的形成（四倍体西瓜） ,三倍体生蚝等 3 人工创造新物种 新物种的形成一定要经过地理隔离吗？ 4.物种形成的3种模式 三.隔离及其在物种形成中的作用 第一种 多数物种形成 自然选择2 自然选择1 地理隔离 原种 变异1 变异2 基因频率的定向改变 变异类型1 变异类型2 新物种1 新物种2 生殖隔离 新物种的形成是生物与环境相互影响相互作用的结果。 ① 渐变式（绝大多数，需要长期的地理隔离才可形成） 不同种群 三.隔离及其在物种形成中的作用 25 ② 骤变式(无需地理隔离，短时间内即可形成，如自然界中多倍体的形成。主要通过染色体变异的方式形成新物种，一旦出现就可以很快形成生殖隔离，不需要地理隔离。此种方式多见于植物) 物种A 杂种植物 异源多倍体 杂交 染色体加倍 物种B ③人工创造新物种 三.隔离及其在物种形成中的作用 26 总结物种形成和生物进化的关系 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 基因频率改变 属于不同物种 可能属于一个物种 生物进化的实质是种群基因频率的定向改变，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。 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犹豫地理隔离 而逐渐形成了生殖隔离。（ ） √ √ 课堂小测 28 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 课堂小测 29 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。 课堂小测 30 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？ 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。 课堂小测 31 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 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 课堂小测 32 2．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 课堂小测 33 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 34 因通常是有遗传 效应的DNA片段 $