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

该高中生物学课件聚焦种群基因组成变化与物种形成，通过桦尺蛾视频及问题链导入，从个体表型分析过渡到群体基因库研究，搭建从现象到本质的学习支架，衔接进化与适应观。 其亮点在于问题驱动探究，结合基因频率计算、哈代-温伯格定律等数学方法，设计抗生素选择作用实验，通过桦尺蛾、地雀等案例深化科学思维与探究实践，帮助学生理解进化实质，为教师提供系统教学资源与活动设计。

人教版必修二 第六章 生物的进化 第三节 种群基因组成的变化与物种的形成 学习目标 科学思维 阐述种群、种群基因库、基因频率等概念的内涵，明确隔离在物种形成中的作用。 科学思维 科学探究 运用数学方法计算不同情境下的种群基因频率和基因型频率的变化，概括、归纳影响种群基因频率变化的原因，并能解决实际问题。 生命观念 社会责任 通过对进化实例等资料的分析，进一步深化进化与适应观，增强保护环境的意识。 视频来源自网络 问题探讨 1 导致桦尺蛾出现“黑化”现象的原因是什么？ 环境的变化起到了选择作用 2 自然选择直接作用的是生物的个体，还是群体？ 个体 3 自然选择直接选择的是基因型还是表型？为什么？ 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。 4 研究进化，仅研究个体和表型是否就可以？为什么？ 不可以。在自然界，没有哪个个体是长生不死的，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。可见，研究生物的进化，仅研究个体和表型是不够的，还必须研究群体基因组成的变化。 问题探讨 自然选择 个体的表型（性状 对象 （直接作用） 个体的表型会随着死亡而消失 决定表型的基因会随着遗传（繁殖）世代延续，并在群体扩散 研究生物的进化，还是必须以种群为基本单位的基因组成变化 问题探讨 【自主探究】请同学们自主阅读教材P110-111，在课本中找到并勾划出以下概念并回答问题： 1.种群的概念？核心要素？ 2.基因库概念？基因频率概念及计算方法？ 3.一个种群繁殖若干代后，其基因频率会不会发生变化？ 【重点突破一】种群和种群基因库 判断以下例子是否属于种群，并且说出判断依据 （1）两个池塘内的全部鲤鱼 （2）一个池塘中的全部鱼 （3）一个池塘里的全部青蛙 1.种群: 生活在一定区域的同种生物全部个体的集合叫作种群。 一片树林中的全部猕猴 一片草地上的所有蒲公英 一个培养皿中大肠杆菌 否 否 否 否 同种生物 全部个体 同一区域 能繁殖后代 核心要素 （4）一个菜市场中的全部鲤鱼 基本要求 【重点突破一】种群和种群基因库 同一区域（区域可大可小，大到地球，小的可以是一个池塘） 同一物种的生物（界门纲目科属种） 全部个体 能繁殖后代（自交或自由交配） 种群的四个核心要素 自由交配：又称随机交配，指群体中的个体随机进行交配，基因型相同和不同的个体之间都会进行交配。 与自交的区别在于：若某群体中有基因型AA、Aa、aa的个体，自交方式有AA×AA、Aa× Aa、aa×aa三种交配方式，而自由交配方式除上述三种交配方式外，还有AA×Aa、AA×aa、Aa×aa，共六种交配方式。 【重点突破一】种群和种群基因库 自由交配 例如：某群体中AA占2/5、Aa占3/5，若自由交配的方式得到F1,则F1的基因型及频率是多少？ F1基因型及频率： AA（49%） Aa（42%） aa （9%) 列举法: 【重点突破一】种群和种群基因库 例如：某群体中AA占2/5、Aa占3/5，若自由交配的方式得到F1,则F1的基因型及频率是多少？ F1基因型及频率： AA（49%） Aa（42%） aa （9%) A(7/10) a(3/10) A(7/10) AA(49/100) Aa(21/100) a(3/10) Aa(21/100) aa(9/100) 雌配子 雄配子 配子法： 自由交配 【重点突破一】种群和种群基因库 种群的个体并不是机械地结合在一起。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。 种群在繁衍过程中，个体有新老交替，基因却代代相传。 思考：同前一年的蝗虫种群相比，新形成的蝗虫种群在基因组成上会有什么变化吗？ 2. 种群是生物生存、繁殖和进化的基本单位 【重点突破一】种群和种群基因库 3. 种群基因库 注意 ：（1）每个种群都有它独由特的基因库， 不同的种群的基因库不同。 （2）每个个体所含有的基因只是基因库的一部分，个体一代代死亡， 但基因库却代代相传,并在传递过程中得以保持和发展。 A. 定义 ：一个种群中全部个体所含有的全部基因。 B. 大小 ：种群中基因总数越多 ，基因库越大 。 【重点突破一】种群和种群基因库 5. 基因型频率：在一个种群基因库中，某个基因型的个体占个体总数的比值。 在一个种群基因库中， 某个基因占全部等位基因数的比值 注意：等位基因的位置 4. 基因频率： (1)常染色体或 X 、 Y 染色体的同源区段上 (2) X 染色体的非同源区段上 基因频率 = × 100% 某基因的总数 雌性个体数 ×2 + 雄性个体数 【重点突破一】种群和种群基因库 例 1 ：某昆虫种群中决定翅色为绿色的基因为 A ，决定翅色为褐色的基因为 a ，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？ 方法一： 概念法： A% = ×100% = 60% 2(AA ＋ Aa ＋ aa) 2×aa ＋ Aa a% = ×100% = 40% A 基因频率为: a 基因频率为： 【重点突破一】种群和种群基因库 解： 例2. 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多少？ XBY=378 XBXB=360 XBXb=30 XbXb=10 XbY=22 Xb的基因频率= 30×1+10×2+22×1 400×2+ 400×1 汉水丑生侯伟作品 = 6% ×100% 【重点突破一】种群和种群基因库 方法二：通过基因型频率计算 a 基因频率 = 10%+1/2×60% = 40% AA 基因型频率为 : 30% Aa 基因型频率为 : 60% aa 基因型频率为 : 10% A 基因频率 = AA 的基因型频率 +1/2Aa 基因型频率 A 基因频率 = 30%+1/2×60% =60% a 基因频率 = aa 的基因型频率 +1/2Aa 基因型频率 ① 在种群中，一对等位基因的基因频率之和等于1，基因型频率之和也等于1。 ② 一个基因的频率=该基因纯合子的基因型频率+1/2杂合子的基因型频率 总结 【重点突破一】种群和种群基因库 亲代 子一代 子二代 子三代 基因型频率 AA 30% Aa 60% aa 10% 基因频率 A 60% a 40% 36% 48% 16% 60% 40% 36% 16% 48% 60% 60% 40% 40% 36% 48% 16% 6. 遗传平衡定律（哈代－温伯格定律） 各代基因频率相同吗？基因型频率相同吗？这有什么前提条件吗？ 各代基因频率相同。基因型频率从子一代开始保持不变。需要满足下述5个前提条件。 【重点突破一】种群和种群基因库 遗传平衡需满足的5个条件 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， ①种群非常大 ②所有雌雄个体之间自由交配 ③没有迁入和迁出 ④没有自然选择 ⑤没有基因突变 6. 遗传平衡定律（哈代－温伯格定律） 【重点突破一】种群和种群基因库 设A的基因频率为p，a的基因频率为q；则有p+q=1，那么 A(p) a(q) A(p) AA(p2) Aa(pq) a (q) Aa(pq) aa(q2) aa 基因型的频率 AA 基因型的频率 Aa 基因型的频率 ( p + q )2 = p2 + 2pq + q2 (p＋q)2=p2＋2pq＋q2=1 (A＋a)2=AA＋2Aa＋aa=1 当一个种群满足五个条件，种群的基因频率代代保持不变，这就是遗传平衡。 6. 遗传平衡定律（哈代－温伯格定律） 【重点突破一】种群和种群基因库 由题意可知，该兔种群由 500 只纯合白色脂肪兔(FF)和 1 500 只淡黄色脂肪兔(ff)组成，故 F 的基因频率＝F/(F＋f)＝(500×2)/(2 000×2)＝25%，f 的基因 频率＝1－25%＝75% ，B 正确。 兔的脂肪白色(F)对淡黄色(f )为显性，由常染色体上一对等位基因控制。某兔群由 500 只纯合白色脂肪兔和 1 500 只淡黄色脂肪兔组成，F、f 的基因频率分别是( ) A ．15%、85% C ．35%、65% B ．25%、75% D ．45%、55% B 【重点突破一】种群和种群基因库 在一个随机交配的中等大小的种群中，经调查发现控制某性状的基因型 只有两种：AA 基因型的频率为 20%，Aa 基因型的频率为 80%，aa 基因型(致死 型)的频率为 0。那么随机交配繁殖一代后，AA 基因型的个体占( ) A ．1/5 B ．1/4 C ．3/7 D ．11/21 C [根据题干信息，亲代中，A 的基因频率为 20%＋80%×(1/2)＝60%，a 基因的频率为 80%×(1/2)＝40%。随机交配得到的子一代的基因型及其比例为 AA ∶Aa ∶aa ＝ (60%×60%) ∶(2×60%×40%) ∶(40%×40%) ＝ 36% ∶48% ∶ 16%。又因 aa 基因型为致死型，故随机交配繁殖一代后，AA 基因型的个体占 36%/(36%＋48%)＝3/7 。] 【重点突破一】种群和种群基因库 不存在。自然界种群的基因频率一定发生改变。 无法进化 先打破平衡 种群较小 不自由交配 有迁入、迁出 有自然选择 有基因突变 遗传平衡 生物怎么进化？ 基因频率发生改变 生物进化 生物进化的实质：种群基因频率发生改变 思考：同时具备遗传平衡条件的种群存在吗？这说明了什么？ 【重点突破一】种群和种群基因库 请同学们自主阅读教材P112，思考回答问题。 1.导致基因频率变化的原因可能有哪些？ 2.基因突变为何能作为生物进化的原材料呢？ 3.突变的多害少利是绝对的吗？种群基因频率的改变是否也是不定向的？ 【重点突破二】种群基因频率的变化 变异 可遗传的变异 不可遗传的变异 基因突变 染色体变异 基因重组 突变 ※可遗传的变异提供生物进化的原材料,其来源分为突变和基因重组。 特点： 随机的、不定向的。 基因突变： 产生新的等位基因，可直接改变种群基因频率 染色体变异： 改变基因数目或排列顺序，可能直接改变种群基因频率 基因重组： 产生更多基因型，更多变异类型，不直接改变基因频率，但可影响基因频率的变化 1.导致种群基因频率变化的原因： 的来源 【重点突破二】种群基因频率的变化 思考·讨论：在自然情况下，突变的频率是很低的，且多数是有害的，它为何还能作为生物进化的原材料呢？ 例: 果蝇一组染色体上约有1.3×104基因，假定每个基因的突变率都是10-5，若有一个中等数量的果蝇种群（约有108个个体），那么每一代出现基因突变数是多少呢？ 2×1.3× 104 × 108 种群 = 2.6 ×107（个） 个体 × 10-5 种群是由许多个体组成的，每个个体的每一个细胞内部都有成千上万个基因，这样，每一代就会产生大量的突变。 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。 【重点突破二】种群基因频率的变化 思考·讨论：突变产生的变异有利或有害是绝对的吗？ 某海岛上残翅和无翅的昆虫 突变的有利与有害是相对的而不是绝对的，这往往取决于生物的 。 在正常情况下，残翅和无翅很难生存下去； 生存环境 在经常刮大风的海岛上，因不能飞行而避免了淹死。 不是绝对的，“利”和“害”都是相对于环境而言的。 【重点突破二】种群基因频率的变化 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 2.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】 种群基因频率的改变是否也是不定向的？ 【突变和基因重组是随机的，不定向的】 【重点突破二】种群基因频率的变化 不利变异被淘汰； 有利变异逐渐积累 种群的基因频率 发生定向改变 种群出现大量的 可遗传变异 生物朝一定方 向缓慢进化 形成了进化 的原材料 变异是不 定向的 自然 选择 突变 产生 等位基因 基因重组 多种多样的 基因型 种群基因频率变化的模型 【重点突破二】种群基因频率的变化 课前必背 1.种群：生活在 一定区域 的 同种生物全部个体 的集合。 2. 种群 是生物进化和繁殖的基本单位。 3. (某个种群的)基因库：一个种群中 全部个体 所含有的 全部基因 。 4.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。 基因型频率：某种 基因型 的个体数占种群 个体总数 的比值。 5.可遗传的变异来源于基因突变、基因重组、染色体变异。其中基因突变和染色体变异统称为 突变。 6. 自然选择决定生物进化的方向，生物进化的实质是种群的基因频率的改变。 【重点突破三】自然选择对种群基因频率变化的影响 【重点突破三】自然选择对种群基因频率变化的影响 探究自然选择对种群基因频率变化的影响 探究.实践 长满地衣的灰色树干 工业革命前 灰色(ss)桦尺蛾多 工业革命后 环境污染的黑色树干 黑色(S_)桦尺蛾多 S频率低，s频率高 S频率高，s频率低 观察现象 提出问题 作出假设 桦尺蛾种群中的S基因为什么越来越高？ 自然选择可以使种群的基因频率定向改变 【重点突破三】自然选择对种群基因频率变化的影响 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 【重点突破三】自然选择对种群基因频率变化的影响 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% 【重点突破三】自然选择对种群基因频率变化的影响 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% 13.0% 升高 26% 61.0% 26.0% 14.6% 29.3% 56.1% 29.3% 70.7% 降低 升高 升高 降低 分析结果，得出结论 环境的选择作用使s基因频率越来越低，S基因的频率越来越高。 自然选择使种群基因频率发生定向改变。 探究自然选择对种群基因频率变化的影响 探究.实践 74.0% 【重点突破三】自然选择对种群基因频率变化的影响 (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？ 【自然选择使基因频率定向改变】 (2)在自然选择中，直接受选择的是基因型还是表现型？为什么？ 提示：是表型。天敌看到的是桦尺蛾的体色（表现型），而不是控制体色的基因。 种群基因频率发生变化导致生物进化 结论：自然选择决定生物进化的方向 提示：影响，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。 探究自然选择对种群基因频率变化的影响 探究.实践 【重点突破三】自然选择对种群基因频率变化的影响 种群基因频率发生定向改变 不利变异被淘汰，有利变异逐渐积累 变异 自然选择 生物朝一定方向缓慢进化 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。 （不定向） （定向） 在自然选择的作用下，有利变异的基因频率不断增大，有害变异的基因频率逐渐减小。 【注意：不是基因型频率】 【重点突破三】自然选择对种群基因频率变化的影响 1.自然选择如何改变种群基因频率 2.自然选择的作用对象 在自然选择的作用下，具有________的个体有更多的机会产生后代，种群中相应的基因的频率会不断______； 相反，具有________的个体留下后代的机会少，种群中相应基因的频率会______。　　 有利变异 提高 不利变异 下降 ①直接作用对象：__________________________； ②间接作用对象：__________________________； ③根本作用对象：__________________________。 生物个体的表型（性状） 生物个体的基因型 决定表型的基因 3.自然选择的结果 ①生物性状上：生物朝着________的方向不断进化； ②基因上：种群的________会发生______的改变。 有利变异 基因频率 定向 种群基因频率的改变 4.进化的实质： 【重点突破三】自然选择对种群基因频率变化的影响 如何理解进化的实质是种群基因频率的改变？ 例如：某植物种群，AA基因型个体占30%，aa基因型个体占20%，据此回答下面的问题： 1.该植物的A、a基因频率分别是______、______。 2.若该植物自交一代， F1中AA、aa基因型个体分别占______、______。 这时，A和a的基因频率分别是______、______。 3.依现代生物进化理论，这种植物在两年中是否发生了进化？为什么？ 55% 45% 42.5% 32.5% 55% 45% 没有发生进化 种群基因频率没有发生改变 遗传平衡种群（自由交配）和自交的种群(没有突变、选择和迁移) 基因频率世代不变 【重点突破三】自然选择对种群基因频率变化的影响 滥用抗生素案例 【重点突破三】自然选择对种群基因频率变化的影响 ——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。 实验原理 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。 抑菌圈 （直径越大，抗生素的作用越强） 自变量： 因变量： 有无抗生素 细菌是否被杀死（有无抑菌圈） 【重点突破三】自然选择对种群基因频率变化的影响 ——探究抗生素对细菌的选择作用 实验步骤 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 ① ② ③ ④ 【重点突破三】自然选择对种群基因频率变化的影响 ——探究抗生素对细菌的选择作用 实验步骤 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） 4、37℃倒置培养培养12~16 h 对照组、实验组分别是？ ②③④完全一样的目的是什么？ 【重点突破三】自然选择对种群基因频率变化的影响 ——探究抗生素对细菌的选择作用 实验步骤 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？ 【重点突破三】自然选择对种群基因频率变化的影响 ——探究抗生素对细菌的选择作用 实验结果和结论 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 无 2．在连续培养几代后： （1）抑菌圈的直径发生了什么变化？ （2）这说明抗生素对细菌产生了什么作用？ 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 【重点突破三】自然选择对种群基因频率变化的影响 ——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？ 抑菌圈边缘生长的细菌可能是耐药菌。 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。抑菌圈边缘生长的可能是耐药菌 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。 【重点突破三】自然选择对种群基因频率变化的影响 小结： 影响种群基因频率变化（生物进化）的因素 外因：自然选择。 内因：基因突变和部分染色体变异，比如缺失和重复能直接引起基因频率的改变，基因重组只是改变了基因型频率，在自然选择作用下淘汰部分个体后可引起基因频率的变化。 生物进化的基本单位 生物进化的实质 生物进化的原材料 决定生物进化的方向 种群 基因频率的改变 突变和基因重组 自然选择 【重点突破三】自然选择对种群基因频率变化的影响 . 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。（ ） ✖ ✔ ✔ 练习与应用 47 . 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 蟑螂属昆虫纲蜚蠊目的统称 一、概念检测 练习与应用 48 . 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 一、概念检测 练习与应用 49 . 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25℃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 一、概念检测 练习与应用 50 1. 举出人为因素导致种群基因频率定向改变的实例。 提示：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。 提示：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。 二、拓展应用 练习与应用 51 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。 提示：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 52 （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。 提示：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? 提示：合理使用抗生素，防止滥用抗生素。 练习与应用 53 再次看一下桦尺蛾的变化 1.桦尺蛾进化了吗？为什么？ 2.20世纪的曼彻斯特桦尺蛾有没有形成新物种呢？ 19世纪中叶以前的桦尺蛾 20世纪中叶的桦尺蛾 s>95% s<5% 思考：怎样判断两个种群是不是属于同一物种？或者说进化到什么程度，就可以形成新的物种？ 1. 物种的概念 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。 全世界的人都是一个物种吗？ 人都是一个物种，无论白人黑人黄种人结婚，都能产生具有生殖能力的后代。 马跟驴是一个物种吗？ 马和驴不是一个物种，因为马与驴交配产生的后代骡没有生殖能力。 + 指可以通过有 性生殖繁殖后代 【重点突破四】隔离在物种形成中的作用 55 随堂练习 （1）骡是一个物种吗？为什么？ 不是，因为它不能繁殖后代。 （2）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。 （3）二倍体西瓜和四倍体西瓜是不是一个物种？为什么？ 不是 因为后代三倍体西瓜不可育。 （4）三倍体西瓜是一个新物种吗？ 不是，三倍体西瓜不可育。 【重点突破四】隔离在物种形成中的作用 2.物种与种群的区别 种群 物种 概念 生活 地域 相互关系 种群1 种群2 物种 同一区域 同一区域或不同区域 一个物种可以包括多个种群，种群是物种繁殖、生物进化的基本单位。 生活在一定区域的同种生物全部个体的集合。是生物繁殖的基本单位。 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。 【重点突破四】隔离在物种形成中的作用 在自然界，是不是同一物种的个体都生活在一起呢？ 不是，由于高山、河流、沙漠或其他地理上的障碍，每一个物种总是被分成一个一个或大或小的群体，这些群体就是不同的种群。例如，两个池塘里的鲤鱼就是两个种群。 【重点突破四】隔离在物种形成中的作用 在自然状态下，东北虎和华南虎处于不同的地域，无法跨越地理障碍完成交配。 如果把东北虎和华南虎放在同一片森林中，它们仍然可以交相互交配并产生可育的后代，这说明东北虎和华南虎仍然属于同一个物种。 华南虎 （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，叫作地理隔离。 东北虎 3.隔离： 在自然条件下基因不能自由交流的现象。包括地理隔离和生殖隔离。 【重点突破四】隔离在物种形成中的作用 59 （2）生殖隔离 斑马（2n=44） 驴（2n=62） 斑驴（2n=53） 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。 生态隔离 季节隔离 行为隔离 机械隔离 配子隔离 杂种不活 杂种不育 杂种败育 受精前 隔离 受精后 隔离 生活在同一区域的不同生活场所 交配或开花发生在不同季节 两性之间求偶或交配等行为不同 生殖器官的大小和形状不同 个体间可交配和受粉，但不能受精 杂种胚胎不能正常发育 杂种后代不能生育 杂种后代生活力下降，不能存活 【重点突破四】隔离在物种形成中的作用 地理隔离和生殖隔离之间有什么联系呢？ 【重点突破四】隔离在物种形成中的作用 物种形成的常见的方式： 两个鼠种群间可能不能自由交配，也可能能自由交配。 如果不能自由交配或交配后不能产生可育后代，说明长期的地理隔离导致生殖隔离，形成了两个新物种；如果能自由交配并产生了可育后代，说明还是同一物种。 思考：两个鼠种群还能自由交配吗？ 地理隔离 生殖隔离 长期 （3）地理隔离和生殖隔离的联系 【重点突破四】隔离在物种形成中的作用 隔离在物种形成中的作用 思考.讨论 【重点突破四】隔离在物种形成中的作用 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。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。 达尔文在环球考察中观察到一个奇怪的现象。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。 加拉帕戈斯群岛的地雀 隔离在物种形成中的作用 思考.讨论 思考.讨论 隔离在物种形成中的作用 思考.讨论 【重点突破四】隔离在物种形成中的作用 1.设想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。这两个初始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。 2.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。 隔离在物种形成中的作用 思考.讨论 【重点突破四】隔离在物种形成中的作用 隔离在物种形成中的作用 思考.讨论 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。 5.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？ 【重点突破四】隔离在物种形成中的作用 是物种形成的标志。 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 出现差异 差异进一步加大 生殖隔离 新物种形成 标 志 总结：加拉帕戈斯群岛的地雀的形成方式 物种形成的三个基本环节: （1） 提供原材料 （2） 使基因频率定向改变 （3） 是物种形成的必要条件 突变和基因重组 自然选择 隔离 生殖隔离 在突变、基因重组和自然选择下 基因库 新物种的形成是否必须经过地理隔离？ 【重点突破四】隔离在物种形成中的作用 67 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。 （1）渐变式（绝大多数） 4.物种形成的比较常见的方式： 【重点突破四】隔离在物种形成中的作用 （2） 爆发式 短时间内即可形成，如自然界中多倍体的形成。 爆发式物种的形成方式： 物种A 杂种植物 异源多倍体 杂交 染色体加倍 物种B 4.物种形成的比较常见的方式： 【重点突破四】隔离在物种形成中的作用 （3）人工创造新物种 短时间内即可形成，如人工诱导多倍体的形成(无子西瓜)。 三倍体无子西瓜培育 三倍体种子 杂交 染色体加倍 二倍体西瓜 二倍体西瓜 四倍体西瓜 地理隔离不一定产生生殖隔离，生殖隔离不一定经过地理隔离！ 4.物种形成的比较常见的方式： 【重点突破四】隔离在物种形成中的作用 物种形成 生物进化 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 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 标志 变化后生物与原生物的关系 二者联系 5.物种形成和生物进化的比较： 【重点突破四】隔离在物种形成中的作用 总结： ① 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时期。 隔离是物种形成的必要条件。 ② 生殖隔离是物种形成的标志，是物种形成的最后阶段，是物种间的真正界限。 1.物种形成的必要条件是什么？ 隔离 2.地理隔离在物种形成过程中起到什么作用？ 3.地理隔离必然产生出新的物种吗？ 4.新物种形成的标志是什么？ 5.产生生殖隔离的根本原因是什么？ 阻断种群间的基因交流 不是 出现生殖隔离。 种群基因库间形成明显的差异。 思考： 【重点突破四】隔离在物种形成中的作用 . 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 之间由于地理隔离而逐渐形成了生殖隔离。（ ） ✔ ✔ 练习与应用 73 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 一、概念检测 练习与应用 74 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？ 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。 练习与应用 75 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、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 76 Lavf58.20.100 Lavf58.28.100 Lavf58.29.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.3.76 $