6.3种群基因组成的变化与物种的形成 - 课件-2025-2026学年高一下学期必修2生物人教版(2019)

该高中生物学课件聚焦种群基因组成变化与物种形成，涵盖种群、基因库、基因频率计算及隔离作用等核心知识。通过“先有鸡还是先有蛋”问题及桦尺蛾“黑化”案例导入，衔接生物进化基础，搭建从个体表型到群体基因频率、从现象分析到本质探究的学习支架。 其亮点在于结合科学思维与探究实践，通过基因频率多种计算方法（定义法、基因型频率法等）及实例训练培养逻辑能力，设计桦尺蛾基因频率模拟、抗生素选择实验等探究活动深化理解，以加拉帕戈斯地雀案例体现进化与适应观。助力学生提升分析与实践能力，为教师提供系统教学资源与互动素材。

6.3 种群基因组成的变化与物种的形成 第六章 生物的进化 （第1课时+第2课时） 1.举例说明什么是种群、种群基因库、基因频率。 2.阐明种群是生物繁殖和进化的基本单位。 3.用数学方法计算种群的基因频率和基因型频率，构建遗传平衡定律的数学模型。 4.阐述突变和基因重组是生物进化的原材料。 本节聚焦 本节课的学习目标与任务，一阐明自然选择对种群基因频率变化的影响，解释生物进化的实质是种群基因频率的改变，一、阐明物种、生殖隔离等概念，二、说出地理隔离和生殖隔离的关系，三、分析隔离在物种形成中的作用。 工业革命前 工业革命后 19世纪时，英国的曼彻斯特地区的树干上长满了了浅色的地衣。后来随着工业的发展，工厂排出的煤烟使地衣不能生存，树皮裸露被熏成黑褐色。这个地区有一种桦尺蛾，它们夜间活动，白天栖息在树干上。 思考： ①导致桦尺蛾“黑化”现象的原因是什么？ ②自然选择直接选择的是基因型还是表型？为什么？ ③研究进化，仅研究个体和表型是否就可以？为什么？ 19世纪中叶以前，桦尺蛾几乎都是浅色的，黑色的很少。到了20世纪中叶，黑色型的桦尺蛾却成了常见的类型。 问题探讨 因为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，并且在群体中扩散。因此，研究生物的进化，仅研究个体和表型是不够的，还必须研究 基因组成的变化。 ①导致桦尺蛾“黑化”现象的原因是什么？ ②自然选择直接选择的是基因型还是表型？为什么？ ③研究进化，仅研究个体和表型是否就可以？为什么？ 思考： 环境的变化起到了选择作用。 表型。因为天敌在捕食桦尺蛾时，看到的是桦尺蛾的体色而不是控制体色的基因。 不可以。 群体 1. 种群 定义：生活在一定区域的同种生物的全部个体叫做种群。 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 × √ × × × 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种群是物种繁衍、进化的基本单位。 种群在繁衍过程中，个体有新老交替，基因却代代相传。 一、种群和种群基因库 5 一、种群和种群基因库 2、种群基因库和基因频率 （1）基因库： （2）基因频率： 一个种群中全部个体所含有的全部基因。 在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比值。 （3）基因型频率： 在一个种群基因库中，某种基因型的个体占种群总数的比值。 基因频率= 某基因的总数 该基因及其等位基因的总数 × 100% 基因型频率= 该基因型个体数 该种群个体总数 × 100% 一、根据定义直接计算(以人为例) 1.若某基因在常染色体上或X、Y染色体同源区段上，则： 基因频率和基因型频率的常用计算方法 例1　已知人的褐眼(A)对蓝眼(a)是显性。在一个有30 000人的群体中，蓝眼的有3 600人，褐眼的有26 400人(其中纯合子有12 000人)。那么，在这个人群中A、a的基因频率分别是 A.64%和36% B.36%和64% C.50%和50% D.82%和18% √ 基因频率和基因型频率的常用计算方法 基因频率和基因型频率的常用计算方法 例2　在一次红绿色盲的调查中，共调查男女各200名，调查发现，女性红绿色盲基因的携带者有15人，患者有5人，男性患者有11人。这个群体中红绿色盲基因的频率是 A.4.5% B.6% C.9% D.7.8% √ 基因频率和基因型频率的常用计算方法 基因频率和基因型频率的常用计算方法 二、根据基因型频率计算基因频率的方法(针对位于常染色体上或X、Y染色体同源区段上的基因) 基因频率和基因型频率的常用计算方法 例3　某小麦种群中TT个体占20%，Tt个体占60%，tt个体占20%，由于某种病害导致tt个体全部死亡，则病害发生前后该种群中T的基因频率分别是 A.50%、50% B.50%、62.5% C.62.5%、50% D.50%、100% √ 基因频率和基因型频率的常用计算方法 根据病害发生前的各种基因型频率可知，病害发生前T的基因频率＝20%＋1/2×60%＝50%；病害发生后，tt个体全部死亡，TT的基因型频率为20%÷(20%＋60%)＝25%，Tt的基因型频率为60%÷(20%＋60%)＝75%，所以病害发生后T的基因频率＝25%＋1/2×75%＝62.5%。 基因频率和基因型频率的常用计算方法 三、根据遗传平衡定律计算基因频率和基因型频率 在理想状态下，种群中各等位基因的频率和等位基因的基因型频率在一代一代的遗传中是稳定不变的，或者说是保持着基因平衡的，又称为哈迪—温伯格定律。 1.前提：在理想种群中。 (1)种群足够大。 (2)所有雌、雄个体之间自由交配并产生后代。 (3)没有迁入和迁出。 (4)没有自然选择。 (5)没有基因突变。 基因频率和基因型频率的常用计算方法 2.计算公式：当等位基因只有两个(设为A、a)时，设p表示A的基因频率，q表示a的基因频率，则： 基因型AA的频率＝p2； 基因型Aa的频率＝2pq； 基因型aa的频率＝q2； (p＋q)2＝p2＋2pq＋q2＝1。 若已知某种纯合子的基因型频率，即可直接开方求出相应基因的频率。如在进行有性生殖的理想种群中，某种群隐性性状(aa)的频率为1%，则a的基因频率为10%。 基因频率和基因型频率的常用计算方法 例4　一个随机交配的足够大的种群中，某一相对性状(由基因A、a控制)中显性性状的基因型的频率是36%，则下列说法错误的是 A.该种群繁殖一代后杂合子(Aa)的基因型频率是32% B.显性基因的基因频率小于隐性基因的基因频率 C.若该种群基因库中的基因频率发生变化，说明一定发生了基因突变 D.若该种群中A基因的频率为40%，则表现为A基因所控制的性状的个体 在种群中占64% √ 基因频率和基因型频率的常用计算方法 根据题意可知，aa的基因型频率为1－36%＝64%，根据遗传平衡定律，a的基因频率为80%，A的基因频率为20%，该种群繁殖一代后杂合子(Aa)的基因型频率是32%，A、B正确； 种群的基因频率发生变化，说明生物发生了进化，但不一定发生了基因突变，C错误； 若A的基因频率为40%，则a的基因频率为60%，表现为A基因所控制的性状的个体(AA、Aa)在种群中所占的比例为(40%)2＋2×40%×60%＝64%，D正确。 基因频率和基因型频率的常用计算方法 四、伴X染色体遗传病患病率与基因频率的关系 (以红绿色盲为例)红绿色盲为伴X染色体隐性遗传病，色盲基因b位于X染色体上，男性中色盲占x%，则此地区Xb(男性中的＝女性中的＝人群中的)的基因频率也为x%，此地区女性中色盲率则为(x%)2。 基因频率和基因型频率的常用计算方法 例5　(2023·连云港高一期末)在某一地区的遗传学调查中发现，该地区男性红绿色盲人口占该地区男性总人口的7%，且男性群体与女性群体的致病基因频率相等，则推测该地区Xb的基因频率、女性红绿色盲患者的基因型频率分别为 A.93%　49% B.7%　49% C.7%　0.49% D.93%　7% √ 基因频率和基因型频率的常用计算方法 红绿色盲为伴X染色体隐性遗传病，男性群体中红绿色盲患者的比例为7%，则该男性群体中红绿色盲致病基因的频率为7%，即该地区Xb的基因频率也为7%；又因为男性群体和女性群体的该致病基因频率相等，则女性群体中红绿色盲致病基因的频率为7%，女性红绿色盲患者的基因型频率为7%×7%＝0.49%。 基因频率和基因型频率的常用计算方法 1.某岩羊种群有1 000头，已知该岩羊种群中基因型为AA的岩羊有500头，基因型为aa的岩羊有100头。该岩羊种群中A基因频率为 A.70% B.60% C.40% D.30% 跟踪训练 √ 某种群中共1 000头个体，含有基因型为AA的个体500头，aa的个体100头，则Aa的个体400头，则此种群中A的基因频率为(500×2＋400)÷(1000×2)＝70%，A符合题意。 基因频率和基因型频率的常用计算方法 2.某一瓢虫种群中有黑色和红色两种体色的个体，这一体色性状由一对等位基因控制，黑色(B)对红色(b)为显性。若基因型为BB的个体占20%，基因型为Bb的个体占68%，基因型为bb的个体占12%，则B和b的基因频率分别是 A.54%、46% B.36%、64% C.20%、80% D.88%、12% 跟踪训练 √ 基因频率和基因型频率的常用计算方法 跟踪训练 由题干信息可知，该种群中，基因型为BB的个体占20%，基因型为bb的个体占12%，基因型为Bb的个体占68%，该种群中B的基因频率＝BB的基因型频率＋1/2 Bb的基因型频率＝20%＋68%×1/2＝54%，则b的基因频率为1－54%＝46%。 基因频率和基因型频率的常用计算方法 3.(2024·丹东高一质检)剧烈的地质变化使某种蛙生活的水体分开，蛙被地理障碍分隔为甲、乙两个种群。多年之后统计两个蛙种群中D和d基因的基因型频率(如表)，并记录乙种群进化过程中另一个基因A的频率变化(如图)。根据下列数据信息得出的结论正确的是 跟踪训练 基因型 XDXD XDXd XdXd XDY XdY 甲种群/个 200 50 100 180 170 乙种群/个 0 160 200 2 270 基因频率和基因型频率的常用计算方法 A.甲种群中D基因的频率为45% B.两个种群所处环境都有利于含D基因的个体延续后代 C.乙种群的A基因频率始终大于a基因频率 D.在Y1～Y3年间，乙种群发生了进化 跟踪训练 √ 基因频率和基因型频率的常用计算方法 跟踪训练 D基因在甲种群中的基因频率＝(200×2＋50＋180)÷(200×2＋50×2＋100×2＋180＋170)×100%＝60%，A错误； 乙种群中没有基因型为XDXD的个体，最可能原因是XDXD的个体显性纯合致死，乙种群所处环境不利于含D基因的个体延续后代，B错误； 在0～Y1年间，A基因频率小于a基因频率，C错误； 在Y1～Y3年间，A基因频率发生了变化，说明乙种群发生了进化，D正确。 基因频率和基因型频率的常用计算方法 4.大熊猫(性别决定类型为XY型)属于食肉目动物，但在进化过程中食性发生了很大变化，现在主要以竹子为食。若一个处于遗传平衡中的野生大熊猫种群中雌雄比例为1∶1，D的基因频率为80%，d的基因频率为20%。下列相关叙述错误的是 A.该大熊猫种群内所有个体含有的全部基因，构成了该种群的基因库 B.若等位基因D/d位于常染色体上，则该大熊猫种群中Dd个体占16% C.大熊猫在进化过程中食性发生了很大变化与自然选择导致种群基因频率发生 定向改变有关 D.若等位基因D/d位于X染色体上，则该大熊猫种群中基因型为XdY的个体占10% 跟踪训练 √ 基因频率和基因型频率的常用计算方法 跟踪训练 若等位基因D/d位于常染色体上，根据遗传平衡定律可知，则该大熊猫种群中基因型为Dd的个体占20%×80%×2＝32%，B错误； 生物进化的实质是种群基因频率的改变，据此可推测大熊猫在进化过程中食性发生了很大变化与自然选择导致种群基因频率发生定向改变有关，C正确； 若等位基因D/d位于X染色体上，则雄性中XdY所占比例等于d的基因频率，为20%，由于雌雄比例为1∶1，则该大熊猫种群中基因型为XdY的个体占20%×1/2＝10%，D正确。 基因频率和基因型频率的常用计算方法 5.(2024·青岛高一检测)某自然人群中，红绿色盲致病基因a的基因频率为p，则下列有关分析正确的是 ①男性和女性中，a的基因频率均为p ②人群中，色盲男性占p/2，色盲女性占p2/2 ③男性中，a的基因频率>p，女性中，a的基因频率<p ④男性中色盲患者占p/2，女性中色盲患者占p2/2 A.①② B.③④ C.①④ D.②③ 跟踪训练 √ 基因频率和基因型频率的常用计算方法 跟踪训练 红绿色盲致病基因a的基因频率为p，在男性和女性中，a的基因频率均为p，①正确，③错误； 色盲基因仅位于X染色体上，男性含有色盲基因即患病，男性中色盲患者占p，理论上人群中男女比例为1∶1，色盲男性占p/2，女性两条X染色体上均出现色盲基因才患病，女性中色盲患者占p2，人群中色盲女性占p2/2，②正确，④错误。 基因频率和基因型频率的常用计算方法 对自然界的种群来说，不能满足遗传平衡状态的五个条件种群基因频率会发生变化吗？生物该如何进化呢？ 遗传平衡群体 无法进化 怎样进化? 先打破平衡 种群较小 不自由交配 有突变 有选择 有迁入、迁出 基因频率发生改变 二、种群基因频率的变化 【任务2】 阅读课本p112 ， 完成下列问题： (1)种群基因频率发生改变的条件为？ (2)可遗传变异包括？ (3)生物自发突变的频率很低，而且许多突变是有害的，那么，它为什么还能够作为生物进化的原材料呢？ 阐明自然选择对种群基因频率变化的影响 (4)突变的有害和有利主要取决于什么因素？并举例说明。 二、种群基因频率的变化 阐明自然选择对种群基因频率变化的影响 【任务2】 基因突变 染色体变异 基因重组 变异 可遗传变异 不可遗传变异 突变 生物进化的原材料 基因突变在自然界是普遍存在的。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。 实例: 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，对一个中等大小的果蝇种群（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） 二、种群基因频率的变化 突变的有害和有利也不是绝对的，这往往取决生物的生存环境。 实例: 有翅的昆虫中有时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，这类昆虫却因为不能飞行而避免了被海风吹到海里淹死。 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？ 思考：突变产生的变异有利或有害是绝对的吗？ 阐明自然选择对种群基因频率变化的影响 【任务2】 二、种群基因频率的变化 35 基因突变 新的等位基因 多种多样的基因型 基因重组 种群中出现大量随机的、不定向的可遗传变异 形成生物进化丰富的材料 突变（基因突变和染色体变异）和基因重组产生进化的原材料。 【注意：突变≠基因突变，突变包括基因突变和染色体变异】 【突变和重组是随机的，不定向的】 阐明自然选择对种群基因频率变化的影响 【任务2】 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? 二、种群基因频率的变化 现象 长满地衣的树干上的桦尺 黑褐色树干上的桦尺蠖 英国的曼彻斯特地区有一种桦尺蛾(其幼虫叫桦尺蠖)。它们夜间活动,白天栖息在树干上。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。 在19世纪中叶以前,桦尺蛾几乎都是浅色型的,该种群中S基因的频率很低,在5%以下 到了20世纪中叶,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。那么桦尺蛾的体色将会有怎样的变化? 黑色型的桦尺蛾却成了常见的类型,S基因的频率上升到95%以上 探究自然选择对种群基因频率变化的影响 探究.实践 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? 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。 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？ 1.提出问题 2.作出假设 3.讨论探究思路 探究自然选择对种群基因频率变化的影响 探究.实践 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% 探究自然选择对种群基因频率变化的影响 探究.实践 4.制定并实施研究方案 假设该种群共有100个个体，则在第一年中 SS：10个 Ss：20个 ss: 70个 第二年时，由于浅色个体每年减少10%，黑色个体每年增加10% SS：10x（1+10%）=11个 Ss：20x（1+10%）=22个 ss: 70x（1-10%）=63个 SS+Ss+ss=96个 SS：11/ 96=11.5% Ss：22/ 96 =22.9% ss: 63/96=65.6% 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% S=SS+1/2Ss s=ss+1/2Ss 13.0% 26% 61.0% 26.0% 74.0% 探究自然选择对种群基因频率变化的影响 探究.实践 探究自然选择对种群基因频率变化的影响 探究.实践   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% 26.0% 29.3% 14.6% 56.1% 60.9% 26.1% 73.9% 29.3% 13.1% 4.制定并实施研究方案 升高 降低 根据资料分析，决定桦尺蛾种群基因频率定向改变是什么？为什么？ 自然选择。因为在自然选择的作用下，具有有利变异的个体有更多机会产生后代，种群中相应基因的频率会不断提高；相反，具有不利变异的个体保留下来的机会少，相应基因的频率会下降。 根据教材P112～113“探究·实践”提供的资料，回答下列问题： 会影响。因为树干变黑后，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。 (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？ 直接受选择的是表型。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。 (1)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？ (3)根据表格中的数据分析，桦尺蛾种群发生进化了吗？判断的依据是什么？ 发生了进化。依据是桦尺蛾种群的基因频率发生了改变。 探究自然选择对种群基因频率变化的影响 探究.实践 S（深色）基因的频率逐渐上升，s（浅色）基因的频率逐渐下降；在黑色背景下，浅色桦尺蛾被天敌发现和捕食的几率大于黑色的桦尺蛾，但不影响桦尺蛾的生存和繁殖，直接受选择的是表型。 在自然选择的作用下，可以使基因频率发生定向改变，决定生物进化的方向。 5.分析结果 6.得出结论 探究自然选择对种群基因频率变化的影响 探究.实践 在自然选择的作用下，具有有利变异的个体有更多的机会产生后代，种群中相应基因的频率会不断提高；相反，具有不利变异的个体留下后代的机会少，种群中相应基因的频率会下降。 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。 ➡生物进化的实质：种群基因频率在自然选择作用下的定向改变。 二、种群基因频率的变化 44 ①外因: 。 ②内因: 。 ， 。 自然选择 基因突变和部分染色体变异如缺失和重复等能直接引起基因频率变化；基因重组只改变了基因型频率，在自然选择的作用下淘汰部分个体后可引起基因频率的变化 (2)自然选择决定生物进化的方向 (1)影响种群基因频率变化的因素 不定向变异 自然选择通过生存斗争实现 不利变异(基因) 有利变异(基因) 被淘汰 多次选择和积累，通过遗传 种群的基因频率定向改变 生物定向进化 (3)进化的实质是种群基因频率的改变。 ①变异是不定向的。 ②自然选择是定向的。 ③种群基因频率的变化是定向的。 ④生物进化的方向是定向的。 (4)进化中的定向与不定向 二、种群基因频率的变化 种群基因组成的变化 (1)种群和种群基因库 种群 (2)种群基因频率的变化 种群 基因库 概念: 生活在一定区域的同种生物全部个体的集合 实例:一片树林中的全部猕猴，一片草地上的所有蒲公英. 概念: 一个种群中全部个体所含有的全部基因 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. 决定因素: 基因库大小与种群中基因总数呈正相关，与基因种类无关。 (3) 自然选择对种群基因频率变化的影响 ➡可遗传的变异来源 ②基因突变 ①基因重组 ③染色体变异 突变 ➡生物进化的实质：种群基因频率在自然选择作用下的定向改变。 课堂小结 46 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。 通过观察大肠杆菌在含有卡那霉素的培养基上的生长状况，探究抗生素对细菌的选择作用。 实验目的 探究•实践 三、自然选择对种群基因频率变化的影响 探究·实践 探究抗生素对细菌的选择作用 方法步骤： 1.用记号笔将培养皿分区。 2.将大肠杆菌均匀涂布在培养基上。 3.将含抗生素的制片和不含抗生素的纸片置于不同的分区， 盖上皿盖。 4.培养皿倒置， 37 ℃ 培养12h 。观察培养基上大肠杆菌生长情况。 三、自然选择对种群基因频率变化的影响 48 5.观察细菌的生长状况。是否有抑菌圈？测量、记录。 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。重复步骤②~⑤ 三、自然选择对种群基因频率变化的影响 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？ 结果和结论: 2.在连续培养几代后，抑菌圈的直径发生了什么变化？这说明抗生素对细菌产生了什么作用？ 有 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 抑菌圈的直径随着培养代数的增加而逐渐缩小;说明在抗生素对细菌的选择作用下，细菌的抗药性逐渐增强。 第1代 第2代 第3代 三、自然选择对种群基因频率变化的影响 50 讨论： 1、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。抗生素能够杀死细菌，在抑菌圈边缘抗生素浓度较低，可能存在具有耐药性的细菌。 2、你的数据是否支持“耐药菌是普遍存在的”这一说法？说说理由。 支持。抑菌圈边缘生长的可能是耐药菌。 3、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。 三、自然选择对种群基因频率变化的影响 将你的数据和结论与其他同学的进行比较，根据实际情况回答。 这些做法都会促进耐药菌的产生。 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？请你查阅资料，举出更多滥用抗生素的实例。 4、你认为你的数据和结论是有效的吗？ 三、自然选择对种群基因频率变化的影响 练习与应用 一、概念检测 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X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。（ ） √ × √ 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 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 4.一种果蝇的突变体在21℃的气温下，生存能力很差，但是，当气温上升到255℃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 练习与应用 二、拓展应用 1.举出人为因素导致种群基因频率定向改变的实例。 如选择育种和杂交育种 2.如果将一个濒临灭绝的生物种群释放到一个新的环境中，那里有充足的食物，没有天敌，这个种群将发生怎样的变化?请根据所学知识作出预测。 如果气候条件等其他条件也合适，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。 练习与应用 第6章 生物的进化 第3节 种群基因组成的变化与物种形成 第2课时 什么是物种？ 怎样理解地理隔离和生殖隔离 隔离在物种形成中起什么作用？ 本节聚焦 本节课的学习目标与任务，一阐明自然选择对种群基因频率变化的影响，解释生物进化的实质是种群基因频率的改变，一、阐明物种、生殖隔离等概念，二、说出地理隔离和生殖隔离的关系，三、分析隔离在物种形成中的作用。 任务：阅读教材P116-118，回答以下问题。 1.物种的概念？ 2.什么是生殖隔离？ 3.什么是地理隔离？ 4.什么是隔离？地理隔离和生殖隔离的联系？ 5.分析加拉帕戈斯群岛13种地雀的形成过程？（略） 6.物种形成的基本环节？ 新物种形成的标志？物种形成的必要条件？ 一、隔离在物种形成中的作用 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称为一个物种，简称“种”。 指可以通过有性生殖繁殖后代 物种与种群的区别： 一个物种可以包括生活在不同地理区域的多个种群。只要各个种群相互交配仍能产生可育的后代，则是同一物种。 一、隔离在物种形成中的作用 问题探讨 ⑴全世界的人是一个物种吗？为什么？ 都是一个物种，无论白人黑人、黄种人结婚，都能产生可育的后代。 ⑵马跟驴是一个物种吗？为什么？ 马（2n=64） 驴（2n=62） 骡（2n=63） 不可育 + 一、隔离在物种形成中的作用 （3）骡是一个物种吗？为什么？ 不是。因为它不能繁殖后代。 （4）两个池塘的鲤鱼是一个物种吗？它们是属于一个种群还是两个种群？ 是一个物种，属于两个种群。 （5）狮子和老虎是一个物种吗？ 是两个物种，虎狮兽是不育的，所以虎和狮是两个物种 一、隔离在物种形成中的作用 2. 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。 包括生殖隔离和地理隔离。 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。 东北虎 华南虎 由于长期地理隔离而没有相互交配，没有基因交流形成了两个不同的亚种。 一、隔离在物种形成中的作用 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。 斑马（2n=44） 驴（2n=62） 斑驴（2n=53） + 不可育 一、隔离在物种形成中的作用 地理隔离 地理隔离导致产生两个鼠种群的示意图 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。 思考并回答如下问题： （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？ （2）如果大河很快干涸，两群老鼠还能交配吗？ 两个 可以 （3）若是几千年后，大河才干涸，它们发现彼此大不相同。它们之间还能繁殖后代吗?这说明什么？ （4）是什么原因造成同一物种分化成不同类型的新种？ 有可能产生了生殖隔离不能产生后代。说明地理隔离可能导致生殖隔离。 隔离使同种但不同种群间的个体在自然条件下不能发生基因交流。 一、隔离在物种形成中的作用 3、隔离在物种形成中的作用 加拉帕戈斯群岛是太平洋中靠近南美洲的一群火山岛，达尔文在环球考察时曾从这里发现有13种地雀，它们喙的差别很大，不同种之间存在生殖隔离。达尔文推测这些地雀最初来自南美大陆，以后在各个岛屿上形成了不同的种群。 是什么原因导致每个岛上的地雀种类不同呢？ 一、隔离在物种形成中的作用 讨论： 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？ 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。 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着不同的方向改变。 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。 一、隔离在物种形成中的作用 地雀祖先 甲岛地雀 乙岛地雀 丙岛地雀 丁岛地雀 …… 甲岛地雀1 乙岛地雀2 丙岛地雀3 丁岛地雀4 …… 地理隔离 不同 不同 有差异 生殖隔离 不同物种 阻断基因交流 基因频率向不同方向发生改变 久而久之 形成明显差异 突变和基因重组 自然选择 种群基因库改变 渐变式 隔离是物种形成的必要条件 长期的地理隔离会导致生殖隔离的出现。生殖隔离是物种形成的标志。 出现 一、隔离在物种形成中的作用 4、物种形成的三大模式 （1）渐变式：经过长期的地理隔离达到生殖隔离，形成新物种。 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 新物种 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。 一、隔离在物种形成中的作用 （2）爆发式 物种A 杂种植物 异源多倍体 染色体加倍 物种B 杂交 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。 （3）人工创造新物种 如人工诱导多倍体形成（四倍体西瓜、八倍体小黑麦等） 一、隔离在物种形成中的作用 69 5、物种形成的三个环节 ①_____________________为生物的进化提供原材料。 ②_____________________导致种群基因频率定向改变。 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 一、隔离在物种形成中的作用 物种形成 生物进化 标志 变化后生物与 原生物的关系 二者联系 生殖隔离出现 基因频率改变 属于不同物种 可能属于同一物种； 也可能属于不同物种 ②进化不一定产生新物种， 但新物种产生的过程中一定存在进化 ①只有不同种群的基因库产生了明显的差异， 出现生殖隔离才形成新物种； 一、隔离在物种形成中的作用 71 地理隔离和生殖隔离的比较 ◆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。 ◆图中A属于地理隔离，一旦发生某种地质变化，两个分开的小种群若重新相遇，可以再融合在一起。 ◆图中B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。 一、隔离在物种形成中的作用 课堂总结 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 物种形成 时间 改变 积累 导致 扩大 导致 标志 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。（ ） √ √ 课后练习与应用 P118 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 习题检测 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。 76 习题检测 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。 77 谢谢 让课堂绽放魅力 让教育更加美好 基因频率＝×100%。 2.若某基因只出现在X染色体上，则基因频率＝ ×100%。 因等位基因成对存在，30 000人中共有基因30 000×2＝60 000(个)。蓝眼(aa)的有3 600人，则含a基因7 200个。褐眼(A_)的有26 400人，纯合子(AA)有12 000人，含A基因24 000个；杂合子(Aa)有14 400人，含28 800个基因，其中A基因14 400个，a基因14 400个。所以，A的基因频率＝×100%＝64%，a的基因频率＝×100%＝36%。 因为女性的性染色体组成为XX，男性为XY，红绿色盲基因(用b表示)及其等位基因(用B表示)只位于X染色体上，所以基因b共有15×1＋5×2＋11×1＝36(个)，因此红绿色盲基因的频率＝×100%＝6%。 A的基因频率＝AA的基因型频率＋Aa的基因型频率；a的基因频率＝aa的基因型频率＋Aa的基因型频率。 Lavf58.12.100 $