6.3.2 隔离在物种形成中的作用 教案【新教材】2020-2021学年高一生物人教版（2019）必修二

6.3.2 隔离在物种形成中的作用
教案
一、教学目标
1.简述种群、种群基因库、基因频率等概念的内涵。
2.运用数学方法讨论种群基因频率的变化。
3.阐述自然选择对种群基因频率变化的影响。
4.说明隔离在物种形成中的作用。
二、教学重难点
1.教学重点
（1）种群、物种、基因频率、隔离等概念。
（2）变异、选择和隔离在生物进化中的作用。
2.教学难点
（1）自然选择对种群基因频率变化的影响。
（2）隔离在物种形成中的作用。
三、教学过程
【导入】：复习旧知
1、种群是生物进化和繁殖的基本单位。
2、影响基因频率的因素：
突变、基因重组和自然选择
3、生物进化的实质：种群基因频率发生定向改变的过程
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。因此，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。下面通过《探究抗生素对细菌的选择作用》的实验，进一步加深理解自然选择的作用。
探究·实践——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。
方法步骤：
用记号笔将培养皿分区。
将大肠杆菌均匀涂布在培养基上。
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。
培养皿倒置，37℃培养12h。观察培养基上大肠杆菌生长情况。
一、物种的概念
同种生物的不同种群，由于突变和选择因素的不同，其基因组成可能会朝不同的方向改变，导致种群间出现形态和生理上的差异。
1. 物种是指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。
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，也不能产生可育的后代，这种现象叫作生殖隔离。
在自然界，是不是同一物种的个体都生活在一起呢？
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。
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。
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。
那么，地理隔离和生殖隔离有没有什么联系呢？
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。
探究实践：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。
分析讨论
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？
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。
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？
不会。因为个体间有基因的交流。
总结：
物种的形成方式
【课堂小结】
【随堂练习】
1. 达尔文在加拉帕戈斯群岛上的不同地雀，用现代进化理论解释错误的是（　B　　）
A. 经过长期的地理隔离达到生殖隔离，导致原始地雀物种形成现在条件的地雀物种
B. 生殖隔离一旦形成，原来属于同一物种的地雀很快进化形成不同的物种
C. 这些地雀原先属于同一雀种，从南美大陆迁来后，逐渐分布在不同的群岛，出现不同的突变和基因重组
D. 自然选择对不同种群基因频率的改变所起的作用有所差别，最终导致种群的基因库很不相同，并逐渐出现生殖隔离。
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（ D ）
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