1、达尔文的自然选择学说达尔文的自然选择学说主要内容主要内容过度繁殖，生存斗争，遗传变异，适者生存过度繁殖，生存斗争，遗传变异，适者生存自然选择直接作用的是生物的自然选择直接作用的是生物的个体个体，而且是个体的，而且是个体的表现型表现型。必须研究必须研究群体群体的的基因组成基因组成的变化。的变化。个体会死亡，表现型会消失，但个体会死亡，表现型会消失，但基因基因却会代代相传。却会代代相传。第六章 生物的进化第第3 3节节 种群基因组成的变化与物种的形成种群基因组成的变化与物种的形成先有鸡还是先有蛋？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
2、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。你同意哪位同学的观点？你的答案和理由是什么？【答案】这两种观点都有一定的道理，但都不全面。因为它们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。生物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，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。一、种群和种群基因库一、种群和种群基因库生活在一定区域的生活在一定区域的同种生物同种生物的的全部个体
3、全部个体的集合叫做种群。的集合叫做种群。1.种群种群一个非洲象种群（一个非洲象种群（部分个体部分个体）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 全部个体种群的三个要素判断下列是否属于种群：（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否否否否一、种群和种群基因库阅读书110-111页，找出相关概念：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
4、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。这句话表明：这句话表明：种群是生物种群是生物繁殖、进化繁殖、进化的基本单位。的基本单位。问题2：同前一年相比，新形成的蝗虫种群在基因组成上会有什么变化吗？一个种群中全部个体所含有的基因总和。种群基因库的组成是不断变化的，主要体现在基因频率和基因型频率的改变上。问题1：这句话表明种群在进化过程中处于什么地位？一、种群和种群基因库3.基因型频率：基因型频率基因型频率=该基因型个体数该基因型个体数该种群个体总数该种群个体总数计算计算:在某昆虫种群中，决定翅色为绿色的基因是A，褐色的基因是a，从这个种群中随机抽取100个个体，测得基因型为AA、
5、Aa和aa的个体分别是30、60和10个。（自读111页）AA基因型频率基因型频率=30100=30%Aa基因型频率基因型频率=60100=60%aa基因型频率基因型频率=10100=10%一、种群和种群基因库=某基因的数目该基因及其等位基因的总数该基因及其等位基因的总数100%计算：计算：在某昆虫种群中，决定绿色翅基因是A，褐色翅基因是a，从该种群随机抽取100个个体，测得基因型为AA、Aa和aa的个体分别是30、60和10个。(1)100个体数的全部等位基因总数为_个200(2)A基因为_个，a基因为_ 个230+60=120210+60=80A频率频率=120200=60%a频率频率=8
6、0200=40%2快捷计算：一个基因的频率=它的纯合子的基因型频率+1/2杂合子的基因型频率A频率频率=AA%+1/2Aa%a频率频率=aa%+1/2 Aa%方法二：通过基因型频率计算方法二：通过基因型频率计算A A基因频率基因频率 =AAAA的基因型频率的基因型频率+1/2Aa+1/2Aa基因型频率基因型频率A A基因频率基因频率=30%+1/2=30%+1/260%=60%60%=60%a a基因频率基因频率=1010%+1/2%+1/260%=60%=4040%AAAA基因型频率为基因型频率为:3 30%0%AaAa基因型频率为基因型频率为:60%60%aaaa基因型频率为基因型频率为:
7、1 10%0%a a基因频率基因频率 =aaaa的基因型频率的基因型频率+1/2Aa+1/2Aa基因型频率基因型频率 在种群中，一对等位基因一对等位基因的基因频率之和等于1 1，基因型频率之和也等于1 1。一个基因的频率一个基因的频率=该该基因纯合子基因纯合子的基因型频率的基因型频率+1/21/2杂合子杂合子的基因型频率的基因型频率一一2.2.种群的基因库种群的基因库相关计算相关计算A+a=1 AA+Aa+aa=1 1.假设的昆虫群体满足以下五个条件：假设的昆虫群体满足以下五个条件：昆虫群体昆虫群体数量足够大数量足够大，全部的雌雄个体间都全部的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代能自由交配并能产
8、生后代，没有迁入与迁出没有迁入与迁出，没有自然选择没有自然选择（不同翅色的个体不同翅色的个体生存和繁殖机会是均等的）生存和繁殖机会是均等的）A和和a都都不产生突变不产生突变,即没有基因突变和染色体变异。即没有基因突变和染色体变异。二、二、【思考思考讨论讨论 】用数学方法讨论基因频率的变化用数学方法讨论基因频率的变化思考：繁殖时，新老种群在基因组成上有变化吗？思考：繁殖时，新老种群在基因组成上有变化吗？思考思考讨论讨论 用数学方法讨论基因频率的变化用数学方法讨论基因频率的变化亲代基因型的比值亲代基因型的比值AA(30%)AA(30%)Aa(60%)Aa(60%)aa(10%)aa(10%)配子的
9、比值配子的比值A()A()A()A()a()a()a()a()子一代基因型频率子一代基因型频率AA()AA()Aa()Aa()aa()aa()子一代基因频率子一代基因频率A()A()a()a()30%30%30%10%40%60%16%48%36%雌配子雌配子雄配子雄配子A(60%)A(60%)a(40%)a(40%)A(60%)A(60%)a(40%)a(40%)36%AA24%Aa24%Aa16%aa（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？思考思考讨论讨论 用数学方法讨论基因频率的变化用数学方法讨论基因频率的变化亲代基因型的比值亲代基因型的比值AA(30
10、%)AA(30%)Aa(60%)Aa(60%)aa(10%)aa(10%)配子的比值配子的比值A()A()A()A()a()a()a()a()子一代基因型频率子一代基因型频率AA()AA()Aa()Aa()aa()aa()子一代基因频率子一代基因频率A()A()a()a()子二代基因型频率子二代基因型频率AA()AA()Aa()Aa()aa()aa()子二代基因频率子二代基因频率A()A()a()a()30%30%30%10%40%60%16%48%36%16%48%36%40%60%由此可见由此可见，如果满足上述五个条件，如果满足上述五个条件，各等位基因的各等位基因的基因频率基因频率和和基基
11、因型频率因型频率在一代代遗传中都是在一代代遗传中都是稳定不变稳定不变的，或者说保持着遗传平衡状的，或者说保持着遗传平衡状态。态。这就是这就是哈代哈代温温伯伯格定律格定律，也叫也叫遗传平衡定律遗传平衡定律。可用数学方程式表示：可用数学方程式表示：雌配子雌配子雄配子雄配子A(p)A(p)a(q)a(q)A(p)A(p)a(q)a(q)AA(p2)Aa(pq)Aa(pq)aa(q2)设设A的基因频率为的基因频率为p,a的基因频率为的基因频率为q，自由交配时，子代基因型情况？，自由交配时，子代基因型情况？通过通过遗传平衡定律遗传平衡定律计算计算(pq)2=p22pqq2=1(Aa)2=AAAaaa=1
12、p2代表代表AA的频率，的频率，q2代表代表aa的频率，的频率，2pq代表杂合子代表杂合子Aa的频率。的频率。一、种群和种群基因库一、种群和种群基因库6.遗传平衡定律（遗传平衡定律（哈迪温伯格定律哈迪温伯格定律）当群体满足以下五个条件：当群体满足以下五个条件：群体数量足够大；群体数量足够大；全部的雌雄个体间都能全部的雌雄个体间都能自由交配自由交配并能产生后代；并能产生后代；没有迁入与迁出；没有迁入与迁出；不同个体生存能力相同（不同个体生存能力相同（无选择无选择）；不产生不产生突变突变 设设A的基因频率为的基因频率为p，a的基因频率为的基因频率为q；则有；则有p+q=1，那么，那么 (p+q)2
13、 =p2 +2pq+q2 1 AA=p AA=p2 2 Aa=2pq Aa=2pq aa=qaa=q2 2 遗传平衡定律遗传平衡定律：遗传平衡群体自由遗传平衡群体自由/随机随机交配一次后交配一次后，种群的基因频率和基因型频率均保持不变。，种群的基因频率和基因型频率均保持不变。遗传平衡：种群基因频率和基因型频率不发生变化.种群数量足够大.自由交配.没有迁入与迁出.没有自然选择.没有发生突变.种群数量比较小（出现遗传漂变）.不能自由交配.迁入与迁出（出现基因流）.自然选择.发生突变遗传平衡X X注意：遗传平衡所指的种群是理想条件下的种群，在自然条件下，这样的种群是不存在的。这也从反面说明，自然界中
14、种群的基因频率一定会发生变化，也就是说种群的进化是必然的。三、影响种群基因组成变化的因素二、种群基因频率的变化二、种群基因频率的变化3.如果该种群出现新的突变型（基因型为A2a或A2A2），也就是产生新的等位基因A2，种群的基因频率会变化吗？基因A2的频率可能会怎样变化？突变产生的新基因会使种群的基因频率发生变化。基因A2的频率是增加还是减少，要看这一突变对生物体是有益还是有害的，这往往取决于生物生存的环境。一、通过定义法(个体数)计算基因频率例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
15、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%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。那么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%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)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
16、%D.50%、100%三、根据遗传平衡定律计算基因频率和基因型频率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。例3：某植物种群中，AA个体占16%，aa个体占36%，该种群随机交配产生的后代中AA个体的百分比、A基因频率和自交产生的后代中AA个体的百分比、A基因频率的变化依次为()A增大，不变；不变，不变 B不变，增大；增大，不变 C不变，不变；增大，不变 D不变，不变；不变，增大审题？AaAa占占？C 审题：该种群中，基因型频率该种群中，基因型频率AA=16%，aa=36%AaAa=48%
17、48%计算：A A=40%40%a=a=60%60%由遗传平衡定律可知由遗传平衡定律可知，随机交配产生的后代中：基因型频率：AA=40%40%16%aa=60%60%36%Aa=48%A的基因频率为16%48%1/240%；自交产生的后代中，基因型频率：AA=16%48%1/428%，aa=36%48%1/448%Aa=1/248%24%A的基因频率为28%1/224%40%交配方式基因频率基因型频率自交自由交配（处于遗传平衡时）自交VS自由交配 基因频率和基因型频率的变化规律改变纯合子增多杂合子减少不改变不改变不改变注意：遗传平衡所指的种群是理想的种群，在自然条件下，这样的种群是不存在的。这
18、也从反面说明，在自然界中，种群的基因频率迟早要发生变化，也就是说种群的进化是必然的。四、运用男性基因型频率计算该地区X染色体上基因频率(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。例6与外界隔离的某岛屿上，经调查该地区居民中白化病的致病基因频率为a，红绿色盲的致病基因频率为b，抗维生素D佝偻病的致病基因频率为c，下列有关叙述不正确的是解析女性个体中同时患红绿色盲和抗维生素D佝偻病的占b2(2cc2)，D错误。二、种群基因频率的变化二、种群基因频率的变化
19、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。可遗传的变异可遗传的变异变异变异不可遗传的变异不可遗传的变异基因突变基因突变染色体变异染色体变异基因重组基因重组突变突变 1.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。在自然情况下，突变的频率是很低的，且多数是有害的，对生物的进化有重要意义吗？例例:果蝇果蝇一组染色体上约有一组染色体上约有1.31.310104 4基因，假定每个基因的突变率都基因，假定每个基因的突变率都是是1010-5-5，若有一个中等数量的果蝇种群（约有，若有一个中等数量的果蝇种群（约有10108 8个个体），那么每一
20、个个体），那么每一代出现基因突变数是多少呢？代出现基因突变数是多少呢？21.3 104 108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。二二、种群基因频率的变化种群基因频率的变化思考：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。1.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。二二、种群基因频率的变化种群基因频率的
21、变化 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】【突变和重组是随机的，不定向的】二二、种群基因频率的变化种群基因频率的变化突变基因重组基因重组新的等位基因多种多样的基因型种群中出现大量可遗传的变异变异是不定向的形成了进化的原材料,不能决定生物进化的方向 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，白天休息在树干上。杂交实验表明，其体色受一对等位基因动，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和和s控制，控制，黑色黑色(S)对浅色对浅
22、色(s)是显性的是显性的。三三、探究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19世纪中叶以前:浅色型，该种群中S基因在5%以下。20世纪中叶:黑色型，S基因的频率上升到95%以上。树干上长满了浅色的地衣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提出问题：桦尺蛾种群中提出问题：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？基因（决定浅色性状）的频率为什么越来越低呢？作出假设：作出假设：。探究思路：探究思路：创设创设数字化问题数字化问题情景的方法探究情景的方法探究 1870年，桦尺蛾种群基因型频率为年，桦尺蛾种群基因型频率为SS10，Ss20，
23、ss70。在树干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，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，使得使得浅色浅色个体每年减少个体每年减少10，黑色个体每年增加，黑色个体每年增加10。以后的几年内，桦尺蠖种群以后的几年内，桦尺蠖种群每年的基因型频率与基因频率是多少呢？每年的基因型频率与基因频率是多少呢？三三、探究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自然选择可以使种群的基因频率定向改变自然选择可以使种群的基因频率定向改变假设该种群共有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
24、10%，黑色个体每年增加10%SS：10 x（1+10%）=11个 Ss：20 x（1+10%）=22个 ss:70 x（1-10%）=63个SS+Ss+ss=96个SS：11/96=11.5%Ss：22/96=22.9%ss:63/96=65.6%探究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第1年第2年第3年第4年基因型频率SS10%11.5%Ss20%22.9%ss70%65.6%基因频率S20%23%s80%77%S=SS+1/2Sss=ss+1/2Ss第第1 1年年第第2 2年年第第3 3年年第第4 4年年基因型基因型频率频率SSSS10%10%11.5%1
25、1.5%SsSs20%20%22.9%22.9%ssss70%70%65.6%65.6%基因基因频率频率S S20%20%23%23%s s80%80%77%77%13.0%13.0%升高升高26%26%61.0%61.0%26.0%26.0%74.0%74.0%14.6%14.6%29.3%29.3%56.1%56.1%29.3%29.3%70.7%70.7%降低降低(1)在这个探究实验中根据上面的数据分析，变黑的环境对桦尺蠖产生了什么样的影响？变黑的环境对桦尺蠖浅色个体的出生率有影响吗？变黑的环境使控制浅色的s基因频率减少，S基因频率增加会影响，许多浅色个体可能在没有交配、产卵前就已被天敌
26、捕食【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？是表型。天敌看到的是桦尺蠖的体色（表现型），是表型。天敌看到的是桦尺蠖的体色（表现型），而不是控制体色的基因。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三三、探究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讨论：讨论：1.1.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？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？2.2.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？在自然选择过程中，直接受选择的是基因型还是表型
27、？为什么？会。因为树干变黑后，浅色个体容易被发现，被捕食的概率增加，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。直接受选择的是表型（体色），而不是基因型，基因型并不能在自然选择中起直接作用，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。三三自然选择对种群基因频率变化的影自然选择对种群基因频率变化的影响响探究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生物进化的实质是基因频率的改变生物进化的实质是基因频率的改变种群基因频率的改变，标志着生物的进化。种群基因频率的改变，标志着生物的进化。在在自然选择的作用下自然选择的作
28、用下，具有，具有有利变异的个体有利变异的个体有更多的机会有更多的机会产生后代，种群中相应基因的频率会不断产生后代，种群中相应基因的频率会不断提高提高；相反，具有；相反，具有不不利变异的个体利变异的个体留下后代的机会少，种群中相应留下后代的机会少，种群中相应基因的频率会下基因的频率会下降降。在自然选择过程中，直接受选择的是生物的表现型；在自然选择过程中，直接受选择的是生物的表现型；在在自然选自然选择的作用择的作用下，下，种群的基因频率会发生定向改变种群的基因频率会发生定向改变，导致生物朝着，导致生物朝着一定的方向不断进化。一定的方向不断进化。三三自然选择对种群基因频率变化的影自然选择对种群基因频
29、率变化的影响响3 3.自然选择决定生物进化的方向不定向的变异不利变异（基因）有利变异（基因）淘汰种群的基因频率定向改变生物定向进化多次选择和积多次选择和积累，通过遗传累，通过遗传自然自然选择选择四、探究自然选择对种群基因频率变化的影响四、探究自然选择对种群基因频率变化的影响小结：在小结：在自然选择的作用自然选择的作用下，种群的基因频率会发生下，种群的基因频率会发生定向改变定向改变，导致生物朝着导致生物朝着一定的方向一定的方向不断进化不断进化决定生物进化的方向 生物进化的实质：种群基因频率种群基因频率的定向改变的定向改变【注意：不是基因型频率】突变和基因重组是随机的、不定向的突变和基因重组都可能
30、不定向地改变种群的基因频率说明说明：一种生物可能含有其它生物的DNA，如人类基因组中约8%来自病毒这其中涉及到人类和病毒的基因重组。二、种群基因频率的变化二、种群基因频率的变化小总结小总结2 2.变异是不定向的，自然选择是定向的（自然选择决定生物进化的方向）。变异是不定向的，自然选择是定向的（自然选择决定生物进化的方向）。4 4.生物进化的实质是基因频率的定向改变生物进化的实质是基因频率的定向改变。种群基因频率的改变，标志着生种群基因频率的改变，标志着生物的进化物的进化。3 3.影响基因频率的因素：影响基因频率的因素：基因突变基因突变、基因重组和、基因重组和自然选择自然选择1 1.种群是生物进
31、化的单位，也是生物种群是生物进化的单位，也是生物繁殖繁殖的单位的单位。课堂练习1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课堂练习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（）A18%、82%B36%、64%C57%、43%D92%、8%C课堂练习4一只果蝇的突变体在21的气温下，生存能力很差，但是，当
32、气温上升到25.5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。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。四四探究抗生素对细菌的选择作用探究抗生素对细菌的选择作用1、用记号笔在培养皿的底部画线，将培养基分为四个区，标号探究抗生素对细菌的选择作用探究抗生素对细菌的选择作用实验步骤实验步骤2、将细菌涂布在培养基平板上实
33、验过程：3、号区域的中央放置不含抗生素纸片和号区域的中央分别放置含有抗生素的纸片4、将培养皿倒置于37的恒温箱中培养1216h探究抗生素对细菌的选择作用探究抗生素对细菌的选择作用实验步骤实验步骤实验过程：5、观察并测量抑菌圈直径,并取平均值6、从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌培养，并重复以上步骤探究抗生素对细菌的选择作用探究抗生素对细菌的选择作用实验步骤实验步骤1：不含抗生素纸片2.3.4：含抗生素纸片抑菌圈2.原理：实验室连续培养细菌时，若向培养基中添加抗生素，一定浓度抗生素会杀死细一定浓度抗生素会杀死细菌，但变异的细菌可能产生耐药性而菌，但变异的细菌可能产生耐药性而存活下来。在抑菌圈边缘的菌落
34、挑选细菌连续培养几代后，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？在固体培养基中重复培养，记录每一代培养物抑菌圈的直径，取平均值。接种到已灭菌的液体培养基中培养直径缩小抗药性增强四、探究抗生素对细菌的选择作用选择作用抗生素对细菌有选择作用，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。抗生素对细菌抑制作用越来越弱。1 1、为什么要从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌？为什么要从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌？有利有利的，基因突变具有随机性和不定向性，有利或有害取决的，基因突变具有随机性和不定向性，有利或有害取决于所处的环境条件，在本实验的环境条件下，耐药性细菌的存活于所处的环境
35、条件，在本实验的环境条件下，耐药性细菌的存活率高，故为有利变异。有利于细菌的变异对人类是有害的，面对率高，故为有利变异。有利于细菌的变异对人类是有害的，面对不同的主体，应辩证地看待变异的有利有害性。不同的主体，应辩证地看待变异的有利有害性。抗生素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。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。2 2、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？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
36、有利还是有害的？你怎么理解变异是有利还是有害的？探究抗生素对细菌的选择作用探究抗生素对细菌的选择作用滥用抗生素会使病菌的抗药基因不断积累，抗药性不断增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。强，导致抗生素药物失效。3 3、滥用抗生素的现象十分普遍。例如，有人生病时觉得去医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？到动物饲料中。你认为这些做法会有什么后果？探究抗生素对细菌的选择作用探究抗生素对细菌的选择作用结论
37、：结论：在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改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。变，导致生物朝着一定的方向不断进化。第3节 种群基因组成的变化与物种的形成二二 隔离在物种形成中的作用隔离在物种形成中的作用一.物种的概念1.物种：能够在自然状态下相互交配并且产生能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代可育后代的一群生物。的一群生物。2.生殖隔离：不能相互交配，即便交配成功也不能产生可不能相互交配，即便交配成功也不能产生可育育后代的现象。后代的现象。杂交杂交杂交杂交二倍体二倍体四倍体四倍体三倍体三倍体马马（2n=642n=64）驴驴（2n=6
38、22n=62）骡骡（2n=632n=63）不可育是否存在生殖隔离时判断是否同一物种方法。是否存在生殖隔离时判断是否同一物种方法。1.1.二倍体西瓜和四倍体西瓜是不是一个物种？为什么？二倍体西瓜和四倍体西瓜是不是一个物种？为什么？不是不是 因为后代三倍体西瓜不可育，存在因为后代三倍体西瓜不可育，存在生殖隔离生殖隔离。2.2.三倍体西瓜是一个新物种吗？三倍体西瓜是一个新物种吗？不是。不是。因为同一物种的雌雄个体间要能够相因为同一物种的雌雄个体间要能够相互交配并产生可育后代，而三倍体是不可育的，互交配并产生可育后代，而三倍体是不可育的，因此三倍体西瓜不是一个新物种。因此三倍体西瓜不是一个新物种。一一
39、物种的概念和生殖隔离物种的概念和生殖隔离3.3.物种与种群的区别物种与种群的区别 同一同一物种物种可以分布在可以分布在不同区域；不同区域；种群种群是是同一区域同一区域内的内的同一物种同一物种的的全部全部个体。个体。种群是物种繁殖和进化的基本单位。种群是物种繁殖和进化的基本单位。种群种群1 1种群种群2 2物种物种一一物种的概念和生殖隔离物种的概念和生殖隔离在自然界，是不是同一物种的个体都生活在一起呢？在自然界，是不是同一物种的个体都生活在一起呢？不是不是，由于高山、河流、沙漠或其他地理上的障碍，每一，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
40、是不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。同的种群。例如，两个池塘里的鲤鱼就是两个种群。例如，两个池塘里的鲤鱼就是两个种群。二、隔离及其在物种形成中的作用二、隔离及其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。二、隔离及其在物种形成中的作用二、隔离及其在物种形成中的作用隔离隔离地理隔离地理隔离 同种生物由于地理障碍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。生殖隔离生殖隔离 不同物种不
41、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。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。二、隔离及其在物种形成中的作用二、隔离及其在物种形成中的作用东北虎华南虎 由于长期地理隔离而没有相互交配，没有基因交流，形成了生殖隔离，它们形成两个不同的亚种。达尔文达尔文在环球考察中观察到一个奇怪的现象。在环球考察中观察到一个奇怪的现象。加拉帕戈斯群岛加拉帕戈斯群岛位于南位于南美洲附近的太平洋中，由美洲附近的太平洋中，由1313个主要岛屿组成，这些岛屿与南美洲大陆的距个主要岛屿组成，这些岛屿与南美洲大陆的距离为离为160950km160950km。三、隔离在物种
42、形成中的作用三、隔离在物种形成中的作用隔离在物种形成中的作用 在在加拉帕戈斯群岛上生活着加拉帕戈斯群岛上生活着1313种地雀种地雀。这些地雀的喙差别很大，不。这些地雀的喙差别很大，不同种之间同种之间存在生殖隔离存在生殖隔离。而在辽阔的南美洲大陆上，却看不到这。而在辽阔的南美洲大陆上，却看不到这1313种地种地雀的踪影雀的踪影(当时推测这些当时推测这些地雀的共同祖先来自南美洲大陆地雀的共同祖先来自南美洲大陆)。不同岛屿的环境有较大差别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，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。丛；而在只有大岛上才有
43、的高地，则生长着茂密的森林。加拉帕戈斯群岛的地雀加拉帕戈斯群岛的地雀隔离在物种形成中的作用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。两个初始种群。这两个种群的个体数量都不多这两个种群的个体数量都不多。它们的基因频率一样吗？。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多，基因频率可能是不一样的。2.不同岛屿上的地雀种群，产生突变的情况一样吗？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。3.对不同岛屿上的地雀种群来说，环境的作用有没有差别？这对种群对不同岛
44、屿上的地雀种群来说，环境的作用有没有差别？这对种群基因基因 频率频率的变化会产生什么影响？的变化会产生什么影响？不同岛屿的自然环境条件不一样，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？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。隔离在物种形成中的作用 是物种形成的标志。地理隔离地理隔离阻断基因交流阻断基因交流 基因频率基因频率向不同方向发生改变向不同方向发生改变种群的种群的 出现差异出现差异差异进一步加大差异进一步加大生殖隔离生殖隔离新物种形成新物种形成标标 志志总结：加拉帕戈斯群岛的地
45、雀的形成方式总结：加拉帕戈斯群岛的地雀的形成方式物种形成的物种形成的三个基本环节三个基本环节:（1 1）提供原材料提供原材料（2 2）使基因频率定向改变使基因频率定向改变（3 3）是物种形成的必要条件是物种形成的必要条件突变和基因重组突变和基因重组自然选择自然选择隔离隔离生殖隔离生殖隔离在突变在突变、基因重组和、基因重组和自然选择下自然选择下基因库基因库2.物种形成的途径：自然选择自然选择2 2自然选择自然选择1 1地理地理隔离隔离原种变异变异1 1变异变异2 2变异类型变异类型1 1变异类型变异类型2 2新物种新物种新物种新物种生殖生殖 隔离隔离l 物种形成的三个环节：突变和基因重组、自然选
46、择、隔离。l 渐变式：基因频率的定向改变基因频率的定向改变基因库差异基因库差异导导致致骤变式/爆发式：新物种的形成是否必须经过地理隔离？新物种的形成是否必须经过地理隔离？二倍体四倍体 不需要地理隔离就在很短的时间内出现生殖隔离，不需要地理隔离就在很短的时间内出现生殖隔离，从而形成新的物种。主要是通过异源多倍体的染色体变从而形成新的物种。主要是通过异源多倍体的染色体变异等方式形成新物种，一出现可以很快形成生殖隔离。异等方式形成新物种，一出现可以很快形成生殖隔离。物种A杂种植物异源多倍体杂交染色体加倍物种B短时间内即可形成，如自然界中多倍体的形成。一个物种的形成一个物种的形成必须要经过必须要经过生
47、殖隔离生殖隔离，但，但不一定经过不一定经过地理隔离地理隔离，如，如多倍体的产生。多倍体的产生。生殖隔离生殖隔离是物种形成的关键，是物种形成的是物种形成的关键，是物种形成的最后阶段最后阶段，是物种间，是物种间的的真正界限真正界限。地理隔离地理隔离是物种形成的是物种形成的量变阶段量变阶段，生殖隔离生殖隔离是物种形成的是物种形成的质变时期质变时期。地理隔离VS生殖隔离物种形成的三个环节：物种形成的三个环节：（1 1）突变和基因重组）突变和基因重组（2 2）自然选择）自然选择（3 3）隔离）隔离:产生生物进化的产生生物进化的原材料原材料：使种群的基因频率：使种群的基因频率定向定向改变改变 并决定生物进
48、化的并决定生物进化的方向方向：新物种形成的：新物种形成的必要条件必要条件三者的关系三者的关系物种形成和生物进化的比较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课堂练习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。（）课堂练习219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三、课堂小结三、课堂小结让课堂绽放魅力让课堂绽放魅力 让教育更加美好让教育更加美好
