人教版高中生物必修二6.3.2 隔离在物种形成中的作用 课件(共29张PPT)

(共29张PPT)
6.3.2种群基因组成的变化与物种的形成
思考 · 讨论（P115）
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。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。
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，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）的圆形滤纸片（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。
思考 · 讨论（P115）
探究抗生素对细菌的选择作用
实验步骤
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①~④。
2、将细菌涂布在培养基平板上
①
②
③
④
3、①号区域的中央放置不含抗生素纸片和②③④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12~16h
思考 · 讨论（P115）
探究抗生素对细菌的选择作用
实验步骤
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①~④。
2、将细菌涂布在培养基平板上
①
②
③
④
3、①号区域的中央放置不含抗生素纸片和②③④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12~16h
5、观察细菌的生长状况。是否有抑菌圈？测量、记录，并取平均值。
思考 · 讨论（P115）
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。
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。
抗生素纸片周围出现抑菌圈，在连续培养几代后，抑菌圈的直径越来越小。
实验结果
实验结论
1、为什么要从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌？
支持。抑菌圈边缘生长的可能是耐药菌。
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。
2、你的数据结果是否支持“耐药菌是普遍存在的”这一说法？
讨 论
是有利的，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。
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？
5、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。
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。
讨 论
结 论
6.3.2 隔离在物种形成中的作用
物种的概念
1、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统称为一个物种。
同一物种可以分布在不同区域，构成不同的种群。
马（2n=64）
驴（2n=62）
骡子（2n=64）
×
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。
如：马和驴、狮子和虎、斑马和驴
隔离在物种形成中的作用
狮子与老虎因杂种不育而形成生殖隔离
荇菜与梅花因花期不同而出现生殖隔离
孔雀与巨嘴鸟因求偶方式不同二出现生殖隔离
曼陀罗的花粉在其他植物的花的柱头上不能完全萌发成为花粉管，使得两性生殖细胞不能融合而形成生殖隔离
不同物种个体间因生殖隔离而不能进行基因交流。
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。
隔离在物种形成中的作用
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。
隔离
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。
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。
隔离的类型
地理隔离和生殖隔离之间的联系
隔离在物种形成中的作用
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。
地理隔离和生殖隔离之间的联系
隔离在物种形成中的作用
如果把东北虎和华南虎放在同一片森林中，它们仍然可以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。
在自然状态下，东北虎和华南虎之间能否发生基因交流呢
思考讨论：
1．只要不同种群的基因库产生了明显差异，就一定产生新物种吗？
不一定，不同种群的基因库产生明显差异，不一定出现新物种，只有出现生殖隔离才能形成新物种。
2．经过漫长的地理隔离，一定会出现生殖隔离吗？
不一定出现生殖隔离，如果两个种群的生活环境都不发生变化、变化很小或者发生相似的变化，则两个种群的进化方向相同，不会出现生殖隔离。
隔离在物种形成中的作用
思考 · 讨论（P117）
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。
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？
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，不定向的。
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不同的方向改变。
不会。因为个体间有基因的交流。
（1）这些地雀的共同祖先是原始地雀。它的后代具有可遗传的变异，这为地雀进化提供了____________。
（2）各个岛屿的地雀因为有________隔离而不能进行____________，各岛地理环境不同，___________作用不同，使得不同岛屿上的地雀__________向不同方向发生定向改变，最终它们的基因库的差别得到积累形成____________，这便形成了新物种。
经过长期的地理隔离而达成生殖隔离，从而形成新物种。
原材料
地理
基因交流
自然选择
基因频率
生殖隔离
加拉帕戈斯群岛的地雀是通过长期地理隔离形成新物种，产生生殖隔离的著名实例。
同一物种
地理隔离，阻隔基因交流
突变、基因重组
种群基因库出现明显差异
自然选择，基因频率发生改变
生殖隔离，新物种形成的标志
物种形成的四个环节
①突变和基因重组产生进化的原材料
②自然选择导致种群基因频率的定向改变
③隔离是物种形成的必要条件
④生殖隔离标志着新物种的出现
新物种
隔离在物种形成中的作用
同一物种
地理隔离，阻隔基因交流
突变、基因重组
种群基因库出现明显差异
自然选择，基因频率发生改变
生殖隔离，新物种形成的标志
新物种
隔离在物种形成中的作用
总结：
隔离是物种形成的必要条件。
地理隔离--物种形成的量变阶段，
生殖隔离--质变时期、物种形成的 标志。
长期的地理隔离会导致生殖隔离的出现，但不是所有的地理隔离都可以导致生理隔离的出现；也不是所有的生殖隔离都需要经过生殖隔离的。
地理隔离与生殖隔离的比较
项目 地理隔离 生殖隔离
发生范围 　同种生物间 不同物种间
现象 　使种群间不能发生基因交流 　①不能相互交配;
　②即使交配成功,也不能产生可育后代
联系 　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,是新物种形成的标志; 　②一般经过长期的地理隔离,然后形成生殖隔离,也可能不经过地理隔离直接形成生殖隔离,如多倍体的产生; 　③只有地理隔离不一定形成生殖隔离,但可以产生亚种,如东北虎和华南虎 自然选择2
自然选择1
地理隔离
物种形成的比较常见的方式：
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）
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。
物种A
杂种植物
异源多倍体
杂交
染色体
加倍
物种B
物种形成 生物进化
标志
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
生物进化的实质是种群基因频率的改变,这种改变可大可小,不一定会突破物种的界限,
即生物进化不一定导致新物种的形成;但新物种产生的过程中一定存在进化。
隔离在物种形成中的作用
突变和基因重组提供原材料
种群基因组成的变化与物种的形成
种群是基本单位
自然选择
隔离
进化
基因库
基因频率
改变
定向改变
地理隔离
生殖隔离
阻断种群间基因交流
新物种形成
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
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。
拓展应用
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、天折的个体，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。