6.2.1 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”，涵盖物种概念、隔离类型及作用机制，通过“问题探讨”中种群A和B的进化实例引发思考，结合“抗生素对细菌的选择作用”实验复习，搭建前后知识衔接的学习支架。 其亮点在于以探究实践为核心，通过抗生素选择实验的完整设计（原理、步骤、结果分析）培养科学思维，用加拉帕戈斯地雀案例及马驴杂交实例深化进化与适应的生命观念。采用案例讨论与实验分析结合的教学方法，帮助学生理解抽象概念，教师可借助明确的重难点和课堂检测提升教学效率。

第6章 生物的进化 第2节 种群基因组成的变化与物种的形成 必 修二 一、隔离在物种形成中的作用 1课时 东北虎 华南虎 一、学习目标 二、重难点 1.教学重点 (1)物种和隔离的概念； (2)隔离的类型及其在物种形成中的作用。 2.教学难点 1.通过探究抗生素对细菌的选择作用，理解抗生素对细菌的逐代筛选加速了细菌耐药性的进化，形成合理使用抗生素的意识。 2.理解物种的概念。 3、理解地理隔离和生殖隔离的区别和联系。 4.理解隔离在物种形成中的作用，举例概述新物种形成的一般过程。 地理隔离引发基因交流阻断，如何逐步导致生殖隔离的形成及新物种的产生过程。 问题探讨 ... 种群A和种群B此时还算同一个物种吗？ 如何判断两个种群是不是同一个物种呢？ 种群A和种群B在进化过程中环境是否起到选择作用？ 思考 探究 实践 . 一 、探究抗生素对细菌的选择作用 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。 自变量： 有无抗生素 因变量： 细菌是否被杀死 （有无抑菌圈） 抑菌圈：细菌生长受到抑制而形成透明圈 （直径越大，抗生素的作用越强） 隔离在物种形成中的作用 The role of isolation in speciation 探究 实践 . 一 、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。 加入凝固剂 如琼脂 液体培养基 固体培养基 用于扩大培养 用于观察菌落、分离、保存菌种等 隔离在物种形成中的作用 The role of isolation in speciation 探究 实践 . 一 、探究抗生素对细菌的选择作用 4.方法步骤 ① ② ③ ④ (1)分组：用记号笔在培养皿的底部画相互垂直的两条线，将培养基分为4个区并标号。 (2)接种：取少量细菌的培养液，用无菌涂布器将细菌涂布在培养基平板上。 (3)控制变量：用无菌镊子在①号区域中央放置不含抗生素纸片，在②③④号区域中央放置含抗生素的纸片。 隔离在物种形成中的作用 The role of isolation in speciation 探究 实践 . 一 、探究抗生素对细菌的选择作用 4.方法步骤 （4）将培养皿倒置于37℃的恒温箱中培养12~16h。 （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。 观察有无抑菌圈： 测量抑菌圈直径： 有抑菌圈→抗生素抑菌 越大→抑菌性越强；越小→抑菌性越弱 隔离在物种形成中的作用 The role of isolation in speciation 探究 实践 . 一 、探究抗生素对细菌的选择作用 （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 放有抗生素纸片的周围区域无细菌生长，形成抑菌圈 (2)．在连续培养几代后： a.抑菌圈的直径发生了什么变化？ 越来越小 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。 b.这说明抗生素对细菌产生了什么作用？ 第一代 第二代 第三代 5.实验结果与结论 结论：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。 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 隔离在物种形成中的作用 The role of isolation in speciation 探究 实践 . 一 、探究抗生素对细菌的选择作用 讨论： 1.为什么要从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌? 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，因此要从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌。 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？ 在本实验的培养条件下，耐药菌产生的耐药变异对它是有利的；有利于生物在特定环境中生存和繁殖的变异就是有利变异。 支持。抑菌圈边缘生长的可能是耐药菌。（根据结果回答） 2.你的数据结果是否支持“耐药菌是普遍存在的”这一说法？说说你的理由。 4.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。 隔离在物种形成中的作用 The role of isolation in speciation 2.抗青霉素葡萄球菌是一种突变型菌种。将未接触过青霉素的葡萄球菌接种到含青霉素的培养基上，结果有极少数存活下来。存活下来的葡萄球菌在相同培养基中经多代培养后，对青霉素的抗性明显增强。原因是 ( ) A．青霉素使用量的增加使葡萄球菌产生了对青霉素的抗性 B．青霉素的选择作用提高了葡萄球菌抗青霉素基因的频率 C．葡萄球菌对青霉素抗性的增强是定向突变的结果 D．葡萄球菌的抗青霉素基因是在使用青霉素后产生的 课堂检测 一 、探究抗生素对细菌的选择作用 隔离在物种形成中的作用 The role of isolation in speciation 1.为探究两种抗生素对某细菌的抑菌效果，设计如图所示实验方案，在无菌固体培养基表面上涂布被检测的细菌，放置甲、乙和丙三个圆形滤纸片（抗生素可在培养基扩散，滤纸片周围出现抑菌圈的大小能反映其抑菌效果）。下列说法错误的是 ( ) A．抑菌最有效的是抗生素b B．浸泡滤纸片的抗生素a、b浓度应相同 C．丙滤纸片起到对照作用 D．此方法可检测抗生素对病毒的抑制效果 D B 二 、物种的概念 隔离在物种形成中的作用 The role of isolation in speciation 【讨论】自然选择使种群的基因频率发生定向改变，只要是基因频率发生变化，生物就一定发生了进化，但是进化一定形成新物种吗？ 19世纪中叶到20世纪中叶，英国曼彻斯特地区的桦尺蠖种群基因频率发生了很大的改变。 这两种桦尺蠖还是不是同一物种？ 是同一物种(同种生物的不同种群) 那么，怎样判断两个种群是不是同一个物种呢？ 因通常是有遗传 效应的DNA片段 隔离在物种形成中的作用 The role of isolation in speciation 二 、物种的概念 1.概念： 能在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物。 马2N=64 驴2N=62 X 骡2N=63 不是，后代骡没有生殖能力。不是，因为它不能繁殖后代 是，无论白人黑人黄种人结婚，都能产生具有生殖能力的后代。 (2)马跟驴是一个物种吗？为什么？骡是一个物种吗？为什么？ (1)黑种人和白种人是不是同一个物种？ (3).二倍体西瓜和四倍体西瓜是不是一个物种？为什么？ 【讨论】 不是； 后代三倍体不可育。 隔离在物种形成中的作用 The role of isolation in speciation 二 、物种的概念 种群 物种 概念 生活 地域 关系 同一区域 相同或不同的自然区域 一个物种可以包括多个种群 生活在同一区域的同种生物的全部个体的集合。彼此可以交配实现基因交流。 在自然状态下能够相互交配和能产生可育后代的一群生物。 不同物种之间一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不能生育或不能产生可育的后代，这种现象叫做生殖隔离。 2. 种群和物种的比较 隔离在物种形成中的作用 The role of isolation in speciation 三 、隔离及其在物种形成中的作用 1.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）概念： （2）类型： 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。 马 驴 骡子(不可育) × ①地理隔离 ②生殖隔离 东北虎 华南虎 隔离在物种形成中的作用 The role of isolation in speciation 三 、隔离及其在物种形成中的作用 地理隔离和生殖隔离有没有什么联系呢？ 若能自由交配并产生可育后代，说明它们还是同一物种。 若不能自由交配或交配后不能产生可育后代，说明形成两个新物种。 隔离在物种形成中的作用 The role of isolation in speciation 三 、隔离及其在物种形成中的作用 思考 讨论 隔离在物种形成中的作用 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160~950km。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。 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? 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? ______________________________________________________________ 可能是不一样的 不一样，因为突变是随机的 有差别,环境的作用导致种群基因频率朝不同的方向改变。 不会，个体间有基因交流。 加拉帕戈斯群岛 隔离在物种形成中的作用 The role of isolation in speciation 三 、隔离及其在物种形成中的作用 2.新物种形成的一般过程： 生殖隔离 ①不同种群出现不同的突变和基因重组。 ②自然选择导致种群基因频率的定向改变； 3.物种形成的三个环节： ①突变和基因重组产生进化的原材料； ③隔离是物种形成的必要条件。 生殖隔离是物种形成的标志。 隔离是物种形成的必要条件。 注意 自然选择 长期 新物种 标志 ②不同种群间不能发生基因交流。 ①食物和栖息条件互不相同。 ②自然选择对不同种群基因频率的改变所起 的作用有差别。 ③种群的基因库形成明显的差异 原物种 地理隔离 地理隔离 原物种 种群2 种群1 变异类型2 变异类型1 新物种2 新物种1 生殖隔离 基因频率定向改变 不同种群 自然选择 隔离在物种形成中的作用 The role of isolation in speciation 三 、隔离及其在物种形成中的作用 比较项目 物种形成 生物进化 标 志 生殖隔离出现 基因频率改变 变化后生物与原生物的关系 属于不同物种 可能属于同一物种； 也可能属于不同物种 二者联系 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；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。 4.物种形成和生物进化的关系： 四、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。 种群基因组成的变化 Changes in the genetic composition of a population 课堂检测 3.如图表示生物新物种形成的基本环节，下列对图示分析不正确的是 （ ） A.a表示基因突变和基因重组，为生物进化提供原材料 B.b表示生殖隔离，生殖隔离是新物种形成的标志 C.c表示新物种形成，与原物种不能进行基因交流 D.d表示地理隔离，新物种形成不一定需要地理隔离 解析：a表示突变和基因重组，是生物进化的原材料，A错误。 A 三 、隔离及其在物种形成中的作用 新物种形成不一定需要地理隔离。新物种形成的机制有多种方式：①渐变式：需经过长期的地理隔离达到生殖隔离；②爆发式：主要通过异源多倍体的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。③人工培育新物种：通过植物体细胞杂交(如番茄—马铃薯)多倍体育种(如八倍体小黑麦)等方式也可以创造新物种。 种群基因组成的变化 Changes in the genetic composition of a population 课堂检测 三 、隔离及其在物种形成中的作用 4.(2021·福建卷)物种甲和物种乙为二倍体植物。甲生活在阳光充足的悬崖顶，乙生活在悬崖底的林荫里。在某些山地坡度和缓的地方，甲和乙分别沿着斜坡向下和向上扩展，在斜坡上相遇并杂交产生丙。若丙不能产生子代，则下列叙述错误的是 (　　) A.甲和乙仍然存在生殖隔离 B.甲种群基因频率的改变说明甲发生了进化 C.甲、乙向斜坡的扩展可能与环境变化有关 D.甲、乙、丙含有的基因共同构成一个种群的基因库 D 5.(2021·海南卷)某地区少数人的一种免疫细胞的表面受体CCR5的编码基因发生突变，导致受体CCR5结构改变，使得HIV­1病毒入侵该免疫细胞的几率下降。随时间推移，该突变基因频率逐渐增加。下列有关叙述错误的是 (　　) A.该突变基因丰富了人类种群的基因库 B.该突变基因的出现是自然选择的结果 C.通过药物干扰HIV­1与受体CCR5的结合可抑制病毒繁殖 D.该突变基因频率的增加可使人群感染HIV­1的几率下降 B 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。 隔离 必要条件 形成 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 形成标志 地理隔离 生殖隔离 类型 隔离在物种形成中的作用 The role of isolation in speciation 练习与应用 一、概念检测 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。 （ ） √ √ 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 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？ 【答案】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。 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、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，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。 狮虎兽 $