6.3种群的基因组成变化与物种形成课件-2025-2026学年高一下学期生物人教版必修2

该高中生物学课件围绕“种群基因组成的变化与物种的形成”，以“先有鸡还是先有蛋”悖论导入，通过分析两种观点引出种群是进化基本单位，衔接基因库、基因频率、自然选择及隔离等核心知识，构建进化理论学习支架。 其亮点在于融合生命观念（强调种群进化单位）、科学思维（基因频率计算与哈代-温伯格定律应用）和探究实践（抗生素对细菌选择的实验设计），结合桦尺蛾、加拉帕戈斯地雀等实例，采用问题驱动教学，帮助学生理解进化实质，教师可提升教学效率与学生探究能力。

讨论： 你同意哪位同学的观点？你的答案和理由是什么？ 情境引入 经典悖论—先有鸡还是先有蛋 甲同学说：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。 乙同学说：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。 这两种观点都有一定的道理，但都不全面。因为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。 进化的过程是种群基因库在环境的选择作用下定向改变的过程，新物种形成以新种群与祖先种群形成生殖隔离为标志，并不是在某一时刻突然有一个个体或一个生殖细胞成为一个新物种。 先有鸡还是先有蛋（视频） 2028届生物学教研组 1 必 修二 第六章第3节 种群基因组成的变化与物种的形成 2028届生物学教研组 2 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：理解种群是生物进化的基本单位，认同基因库和基因频率是种群遗传特征，形成进化与适应观。 2.科学思维：能够运用数学方法计算基因频率，分析自然选择对基因频率的影响，培养模型构建和数据分析能力。 3.科学探究：通过模拟桦尺蛾种群基因频率变化，体验科学探究过程，能够解释自然选择如何导致生物进化 4.社会责任: 理解生物进化理论在保护生物多样性，树立科学的进化世界观。 难点 重点 3 知识目录 01 种群和种群基因库 02 种群基因频率的变化 03 自然选择对种群基因频率变化的影响 04 探究抗生素对细菌的选择作用 05 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。 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。 讨论： 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？ 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，还必须研究群体基因组成的变化。 四、巩固练习 问题探讨 2028届生物学教研组 判断下列是否属于种群 一个池塘中的全部鱼 一个池塘中的全部鲤鱼 两个池塘内的全部鲤鱼 一片草地上的全部草 一片草地上的成年蝗虫 一块稻田里的全部幼蚜、有翅、无翅的成蚜 一个菜市场里所有的白菜 否 是 否 否 否 是 （1）概念：种群是生活在一定区域的同种生物的全部个体。 种群具有一定的时空限制，离开一定的空间和时间的种群是不存在的。 否 1.种群： (2)举例： 一片树林中的全部猕猴 一片草地上的所有蒲公英 一、种群和种群基因库 2028届生物学教研组 （3）种群的特点： ②一个种群其实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。 ①种群中的个体并不是机械地集合在一起。 种群是生物_______和_______的基本单位 繁殖 进化 种群在繁衍过程中，个体有新老交替，基因却代代相传。 许多昆虫的寿命都不足一年(如蝗虫)，所有的蝗虫都会在秋风中死去，其中有些个体成功地完成生殖，死前在土壤中埋下受精卵。来年春夏之交，部分受精卵成功地发育成蝗虫。 蝗虫繁殖时，新老种群在基因组成上有变化吗？ 1.种群： 一、种群和种群基因库 2028届生物学教研组 (1)种群基因库概念： 一个种群中全部个体所含有的全部基因。 基因库大小与种群中基因总数呈正相关，与基因种类无关。 (2)决定因素： 一个种群所有个体各自有自己的基因，共同构成了种群的基因库。它们各自的基因都是基因库的一部分。个体间的差异越大，基因数越多，基因库也就越大。 2.种群基因库： 一、种群和种群基因库 2028届生物学教研组 (1)基因频率： 3.基因频率与基因型频率： 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= 某基因的数目 该基因的等位基因的总数 × 100% 从种群中随机抽出100个个体，测知基因型为AA、Aa和aa的个体分别是30、60和10个。 那么A和a的基因频率是多少? 例 方法一：概念法 A基因频率为: a基因频率为： A基因数=2×30+60=120个 a基因数=60+2×10=80个 = 60% = 40% 一、种群和种群基因库 2028届生物学教研组 (1)基因频率： (2)基因型频率： 在一个种群中，某种基因型个体占全部个体的比值 3.基因频率与基因型频率： 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= 某基因的数目 该基因的等位基因的总数 × 100% 从种群中随机抽出100个个体，测知基因型为AA、Aa和aa的个体分别是30、60和10个。 那么A和a的基因频率是多少? 例 基因频率 =纯合子频率+1/2杂合子频率 AA基因型频率为: 30% Aa基因型频率为: 60% aa基因型频率为: 10% 方法二：通过基因型频率计算 A基因频率 = AA的基因型频率+1/2Aa基因型频率 = 30%+1/2×60% = 60% 基因型频率= 某基因型个体数 种群总个体数 × 100% 一、种群和种群基因库 2028届生物学教研组 (1)基因频率： (2)基因型频率： 在一个种群中，某种基因型个体占全部个体的比值 3.基因频率与基因型频率： 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= 某基因的数目 该基因的等位基因的总数 × 100% 从种群中随机抽出100个个体，测知基因型为AA、Aa和aa的个体分别是30、60和10个。 那么A和a的基因频率是多少? 例 基因型频率= 某基因型个体数 种群总个体数 × 100% 基因频率= 某基因的数目 该基因的等位基因的总数 × 100% =纯合子频率+1/2杂合子频率 各等位基因频率之和等于1 A%+a%=1 基因型频率之和也等于1 方法一：概念法 方法二：通过基因型频率计算 一、种群和种群基因库 2028届生物学教研组 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 牛刀小试 一、种群和种群基因库 2028届生物学教研组 X染色体的非同源区段上的基因频率计算 知识拓展 在对某工厂职工进行遗传学调查时发现，在男女各400名职工中，女性色盲基因的携带者为30人，患者为10人，男性患者为22人。那么这个群体中色盲基因的频率为( ) A.4.5％ B.5.9％ C.6％ D.9％ C Xb的基因频率 = Xb XB+Xb ×100% 30×1+10×2+22×1 400×2+ 400×1 = ×100% 一、种群和种群基因库 2028届生物学教研组 13 某基因频率= 某基因的总数 雌性个体数×2 +雄性个体数 × 100% XY型性别决定的生物，某些基因仅在X染色体上，Y染色体上无等位基因，计算时只计算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（只计算Z染色体上的基因数）。 X染色体的非同源区段上的基因频率计算 知识拓展 一个种群基因库中的基因频率，在传代中会不会发生变化? 一、种群和种群基因库 2028届生物学教研组 用数学方法讨论基因频率的变化 例：假设上述昆虫种群非常大，所有的雌雄个体间都能自由交配并产生后代，没有迁入和迁出，不同翅色的个体生存和繁殖的机会是均等的，基因A和a都不产生突变，根据孟德尔的分离定律计算。 思考.讨论 (1)该种群产生的A配子和a配子的比值各是多少？ (2)子代基因型的频率各是多少？ (3)子代种群基因频率各是多少？ 亲代基因型的比值 AA(30%) Aa(60%) aa(10%) 配子的比值 A( ) A( ) a( ) a( ) 子一代基因型频率 AA( ) Aa( ) aa( ) 子一代基因频率 A( ) a( ) 30% 30% 30% 10% 40% 60% 16% 48% 36% 讨论： 四、巩固练习 问题探讨 2028届生物学教研组 15 (4)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？ 亲代 子一代 子二代 子三代 ……. 基因型频率 AA 30% 36% Aa 60% 48% aa 10% 16% 基因频率 A 60% 60% a 40% 40% 36% 48% 40% 16% 60% 36% 48% 40% 16% 60% 36% 48% 40% 16% 60% 理想状态下，种群中各等位基因的基因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这就是哈代——温伯格定律，也叫遗传平衡定律。 用数学方法讨论基因频率的变化 思考.讨论 一、种群和种群基因库 2028届生物学教研组 （哈代-温伯格定律） 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 设A的基因频率为p，a的基因频率为q；则有p+q=1，那么 种群的基因频率将不会改变 4.遗传平衡定律： 雌配子 雄配子 A(p) a(q) A(p) a(q) AA(p2) Aa(pq) Aa(pq) aa(q2) AA=p2 Aa=2pq aa=q2 (p+q)2 = p2+2pq+q2 = 1 —理想种群, 种群无法进化 种群较小 不完全自由交配 有迁入、迁出 有自然选择 基因突变普遍存在 现实 基因频率发生改变 进化 一、种群和种群基因库 2028届生物学教研组 在某一个种群中，已调查得知，隐性性状者（等位基因用A、a表示）占16%，那么该种群的AA、Aa基因型个体出现的概率分别为： A.0.36、0.48 B.0.36、0.24 C.0.16、0.48 D.0.48、0.36 A 例2：人类的苯丙酮尿症是代谢疾病，由隐性基因控制。如果群体的发病率是1/100，表现型正常的夫妇，妻子为该病携带者，生出患苯丙酮尿症小孩的概率是？ 1/22 牛刀小试 运用遗传平衡公式计算基因频率 一、种群和种群基因库 2028届生物学教研组 知识目录 01 种群和种群基因库 02 种群基因频率的变化 03 自然选择对种群基因频率变化的影响 04 探究抗生素对细菌的选择作用 05 隔离在物种形成中的作用 1.变异的类型 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：由环境因素导致，未改变遗传物质 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。 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？ 原因：种群是由许多个体组成的，每个个体的每一个细胞中都有成千上万个基因，这样，每一代就会产生大量的突变。 二、种群基因频率的变化 2028届生物学教研组 2.可遗传变异的特点和作用 例 果蝇1组染色体上约有1.3×104基因，假定每个基因的突变率都为10-5，对一个中等大小的果蝇种群（约有108个个体）来说，那么每一代出现的基因突变数将是多少呢？ 2×1.3×104×10-5×108 = 2.6×107（个） 由此可见，虽然基因突变频率很低，但放到种群中每一代都会有可观的变异量，虽然大多数都是有害的，但是总会出现一些更适应环境的变异，在自然选择过程中被保留下来并逐代积累。 基因突变产生的等位基因，通过有性生殖过程中的基因重组，可以形成多种多样的基因型，从而使种群中出现多种多样可遗传的变异类型。 二、种群基因频率的变化 2028届生物学教研组 3.利害性 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。 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？ ①特点：随机性，不定向性。 ②作用： 突变和基因重组提供生物进化的原材料， 但不能决定生物进化的方向 2.可遗传变异的特点和作用 例：某海岛上残翅和无翅的昆虫在正常情况下很难生存，在刮大风的海岛上却因为不能飞行而避免了被海风吹到海里淹死。 二、种群基因频率的变化 2028届生物学教研组 知识目录 01 种群和种群基因库 02 种群基因频率的变化 03 自然选择对种群基因频率变化的影响 04 探究抗生素对细菌的选择作用 05 隔离在物种形成中的作用 探究•实践 英国的曼彻斯特地区有一种桦尺蛾。它们夜间活动，白天休息在树干上。杂交实验表明，其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。 探究自然选择对种群基因频率变化的影响 　　19世纪时，曼彻斯特地区的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。 长满地衣的树干上的桦尺蛾 黑色树干上的桦尺蛾 基因类型 黑色（S） 浅色（s） 工业革命前 （19世纪中叶以前） 5%以下 95%以上 工业革命后 （20世纪中叶） 95%以上 5%以下 三、自然选择对种群基因频率变化的影响 2028届生物学教研组 1.提出问题：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? 2.作出假设：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，即自然选择使桦尺蛾种群的基因频率发生了定向改变。 3.创设数字化问题情境： 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%。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？提示：不同年份该种群个体总数可能有所变化。 探究•实践 探究自然选择对种群基因频率变化的影响 三、自然选择对种群基因频率变化的影响 2028届生物学教研组 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% 4.制定并实施研究方案 三、自然选择对种群基因频率变化的影响 2028届生物学教研组 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 4.制定并实施研究方案 三、自然选择对种群基因频率变化的影响 2028届生物学教研组 4.制定并实施研究方案： 1. 创设数字化的问题情境。 2. 计算，将计算结果填入表中。 3. 根据计算结果，对环境的选择作用的大小进行适当调整，比如，把浅色个体每年减少的数量百分比定高些，重新计算种群基因型频率和基因频率的变化，与步骤2中所得数据进行比较。 假如树干变黑使得浅色个体每年减少10%，黑色个体每年增加10%。 第一年 第二年 第三年 第四年 ……. 基因型频率 SS 10% 11.5% Ss 20% 22.9% ss 70% 65.6% 基因频率 S（黑） 20% 23% S（浅） 80% 77% 升高 降低 13.1% 26% 60.9% 26.1% 73.9% 14.7% 29.2% 56.1% 29.3% 70.7% 5.分析结果，得出结论： 计算结果支持上述假设，在自然环境的选择作用下，该种群的S基因的频率逐年上升，控制浅色的s基因频率逐年下降，这说明自然选择可以使种群的基因频率发生定向改变。 探究•实践 探究自然选择对种群基因频率变化的影响 三、自然选择对种群基因频率变化的影响 2028届生物学教研组 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•实践 探究自然选择对种群基因频率变化的影响 三、自然选择对种群基因频率变化的影响 2028届生物学教研组 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。 归纳总结 三、自然选择对种群基因频率变化的影响 2028届生物学教研组 30 生物进化的基本单位 生物进化的原材料 决定生物进化的方向 生物进化的实质 种群（作用于个体表型） 突变和基因重组（不定向） 自然选择（定向） 种群基因频率的定向改变（非基因型频率） 易错易混 三、自然选择对种群基因频率变化的影响 2028届生物学教研组 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 2028届生物学教研组 32 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。（ ） × √ √ 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 练习与应用 2028届生物学教研组 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 2028届生物学教研组 3.碳青霉烯类抗生素是治疗重度感染的一类药物。下表为2005-2008年，该类抗生素在某医院住院患者中的人均使用量，以及从患者体内分离得到的某种细菌对该类抗生素的耐药率变化。据表回答下列问题。 (1)这种细菌耐药率的变化与抗生素的使用量之间是否存在关联？依据是什么? 二者存在正相关的关系。依据是调查数据。 (2)试从进化的角度解释耐药率升高的原因。 随着抗生素人均使用量的增加，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加，耐药性基因在细菌种群中的基因频率逐年上升。 练习与应用 2028届生物学教研组 (3) 我国卫生部门建立了全国抗菌药物临床应用监测网和细菌耐药监测网，并要求医疗机构开展细菌耐药监测工作，建立细菌耐药预警机制。例如，当某抗菌药物的主要目标细菌耐药率超过30%时，医疗机构应及时将这一预警信息进行通报。请分析这一要求的合理性。 由于细菌繁殖很快，耐药率的上升速度也较快，因此需要加强监控。我国卫生部门建立了相关检测机制，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)人类不断研发和使用新的抗生素，细菌对新药的耐药性也在不断提高，二者之间仿佛发生了一场竞赛。作为这场竞赛的参与者，你可以做些什么呢? 合理使用抗生素，防止滥用抗生素。 练习与应用 2028届生物学教研组 为什么滥用抗生素会形成超级细菌？ 2028届生物学教研组 思维拓展 知识目录 01 种群和种群基因库 02 种群基因频率的变化 03 自然选择对种群基因频率变化的影响 04 探究抗生素对细菌的选择作用 05 隔离在物种形成中的作用 1.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。 2.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。 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。 四、探究抗生素对细菌的选择作用 2028届生物学教研组 4.方法步骤 1.将培养基分为四个区，标号 2.将细菌涂布在培养基平板上 3.每个区域分别放置不含抗生素（①区域）和含有抗生素的纸片（②③④区域） 对照组、实验组分别是？ ②③④完全一样的目的是什么？ 自变量： 因变量： 有无抗生素 细菌是否被杀死（有无抑菌圈） 探究抗生素对细菌的选择作用(视频) 四、探究抗生素对细菌的选择作用 2028届生物学教研组 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。 5.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 有无抑菌圈和抑菌圈直径分别可反映什么？ 为什么要从抑菌圈边缘菌落挑取细菌？ 抑菌圈边缘生长的细菌可能是耐药菌。 （直径越大，抗生素的作用越 ） 强 4.37℃倒置培养培养12~16 h 4.方法步骤 四、探究抗生素对细菌的选择作用 2028届生物学教研组 5.结果和结论 结果：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 无 结论：在连续培养几代后： （1）抑菌圈的直径发生了什么变化？ 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 （2）这说明抗生素对细菌产生了什么作用？ 四、探究抗生素对细菌的选择作用 2028届生物学教研组 讨论 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。 4.滥用抗生素有什么后果？ 促进耐药菌的产生。 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。 四、探究抗生素对细菌的选择作用 2028届生物学教研组 情境引入 骡的由来 骡子与它们的父母是同一物种吗？骡子是否是一个物种？什么是物种？ 2028届生物学教研组 知识目录 01 种群和种群基因库 02 种群基因频率的变化 03 自然选择对种群基因频率变化的影响 04 探究抗生素对细菌的选择作用 05 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。 思考： (1)骡子是一个新物种吗？为什么？ (2)全世界的人是一个物种吗？为什么？ (3)二倍体西瓜和四倍体西瓜是不是同一物种？为什么？ (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。结婚能产生可育的后代。 不是，因为它不能繁殖后代。 是一个物种，属于两个种群。 不是 因为后代三倍体西瓜不可育。 五、隔离在物种形成中的作用 2028届生物学教研组 项目 种群 物种 范围 判断标准 联系 由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。 种群必须具备“三同”，即同一时间、同一地点、同一物种 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（无生殖隔离）。 (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。 归纳比较 种群和物种的区别与联系 五、隔离在物种形成中的作用 2028届生物学教研组 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。 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。 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，叫做地理隔离。 生殖隔离 地理隔离 隔离 概念： 类型： 五、隔离在物种形成中的作用 2028届生物学教研组 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。 实例分析： 五、隔离在物种形成中的作用 2028届生物学教研组 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 五、隔离在物种形成中的作用 2028届生物学教研组 50 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。 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。 3.隔离在物种形成中的作用 五、隔离在物种形成中的作用 2028届生物学教研组 51 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。 3.隔离在物种形成中的作用 五、隔离在物种形成中的作用 2028届生物学教研组 结合加拉帕戈斯群岛上13种地雀的形成过程，试将以下词句进行合理的排序，找出新物种形成的基本规律。 A.基因库出现差异 B.地理隔离 C.生殖隔离 D.阻断基因交流 E.新物种 F.突变、基因重组 H.自然选择 I.基因频率发生定向改变 地理隔离 出现不同的突变和基因重组 各个岛上的自然选择不同 不同种群基因频率朝着不同方向发生改变 不同种群的基因库形成明显的差异 逐步出现生殖隔离 新物种的形成 阻断基因交流 地理隔离是形成物种的量变阶段，长期地理隔离可能产生生殖隔离； 生殖隔离是形成物种的质变阶段，是新物种形成的标志 隔离是物种形成的必要条件。包括地理隔离和生殖隔离 3.隔离在物种形成中的作用 五、隔离在物种形成中的作用 2028届生物学教研组 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。 突变和基因重组 自然选择 隔离 4.物种形成的三个基本环节 突变和基因重组 自然选择 改变 种群基本因频率 基因库的差别 积累 时间 地理隔离 导致 种群间生殖隔离 标志 物种形成 3.隔离在物种形成中的作用 经过漫长的地理隔离,一定会形成生殖隔离吗? 新物种形成一定要经过地理隔离吗? 五、隔离在物种形成中的作用 2028届生物学教研组 6.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。 （2）爆发式： 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。 物种A 杂种植物 异源多倍体 染色体加倍 物种B 杂交 （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） 五、隔离在物种形成中的作用 2028届生物学教研组 物种形成 生物进化 标志（实质） 变化后生物与原生物的关系 二者联系 生殖隔离出现 基因频率发生改变 属于不同物种 可能属于同一物种； 也可能属于不同物种 只有不同种群的基因库产生明显差异，出现生殖隔离才形成新物种； 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 归纳比较 物种形成与生物进化比较 五、隔离在物种形成中的作用 2028届生物学教研组 种群基因组成的变化与物种的形成 (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 课堂小结 2028届生物学教研组 57 √ √ 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 练习与应用 2028届生物学教研组 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。 3.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？ 4.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？ 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、夭折的个体，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，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 2028届生物学教研组 Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf59.16.100 Lavf58.46.101 $