6.3种群基因组成的变化和物种的形成课件(共84张PPT) --2024-2025学年下学期高一生物（人教版）必修2

(共84张PPT)
第六章
生物的进化
第 3节 种群基因组成的变化和物种的形成
达尔文的自然选择学说主要内容
过度繁殖，生存斗争，遗传变异，适者生存
温故而知新
自然选择的直接作用对象是个体还是群体？基因型还是表型？生物进化的基本单位是个体还是种群？
aa
A
自然选择直接作用的是生物的个体，而且是个体的表型。但是，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。
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。
(一) 种群和种群基因库
阅读110到111页，
找出以下几个概念：
种群
基因库
基因频率
基因型频率
一、种群基因组成的变化
（一） 种群和种群基因库
1.种群：生活在一定区域的同种生物的全部个体叫做种群。
一片草地上的所有蒲公英
一片树林中的全部猕猴
同一区域
同一物种（界门纲目科属种）
全部个体
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
是
否
否
否
思考？
（一） 种群和种群基因库
2.种群特点：
种群是生物进化的基本单位；
种群是繁殖的基本单位。
种群中的个体并不是机械地集合在一起，而是彼此可以交配，并通过繁殖将各自的基因传给后代。
蝗虫繁殖时，新老种群在基因组成上有变化吗？
（一）种群和种群基因库
基因库：一个种群中全部个体所含有的全部基因
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
aa
AA
Aa
（一）种群和种群基因库
3.基因库和基因频率
如何计算基因频率和基因型频率？
基因型 AA Aa aa
数量 30 60 10
（一）种群和种群基因库
4.基因频率的计算
A 基因的基因频率 (2×30＋60)÷200＝60%
a 基因的基因频率 (2×10＋60)÷200＝40%
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
基因频率=
某基因的总数
控制同种性状的等位基因的总数
× 100%
方法一：通过基因频率概念计算
方法二：通过基因型频率计算
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 = 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
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
（一）种群和种群基因库
4.基因频率的计算
用数学方法讨论基因频率的变化
1、假设：①上述昆虫种群非常大，②所有的雌雄个体间都能自由交配并产生后代，③没有迁入和迁出，④不同翅色的个体生存和繁殖的机会是均等的，⑤基因A和a都不产生突变，根据孟德尔的分离定律计算。
(1)该种群产生的A配子和a配子的比值各是多少？
(2)子代基因型的频率各是多少？
某昆虫种群：AA、Aa和aa的个体分别是30、60和10个
基因型频率=
该基因型个体数
该种群个体总数
×100%
思考·讨论 用数学方法讨论基因频率的变化
亲代基因型的比值 AA(30%) Aa(60%) aa(10%)
配子的比值 A( ) A( ) a( ) a( )
子一代基因型频率 AA( ) Aa( ) aa( )
子一代基因频率 A( ) a( ) 30%
30%
30%
10%
40%
60%
16%
48%
36%
雌配子 雄配子 A(60%) a(40%)
A(60%)
a(40%)
36%AA
24%Aa
24%Aa
16%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？
(4)将计算结果填入右表，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？
(3)子代种群的基因频率各多少？
亲代基因型的比值 AA（30%） Aa（60%） aa（10%）
配子的比率 A（ ） A( ) a( ) a( )
子一代基因型频率 AA（ ） Aa( ) aa( )
子一代基因频率 A（ ） a( ) 子二代基因型频率 AA（ ） Aa( ) aa( )
子二代基因频率 A（ ） a( ) 种群的基因频率会和子一代一样。
30%
30%
30%
10%
36%
48%
16%
60%
40%
36%
48%
16%
60%
40%
如果上述5个假设都成立，种群基因频率在世代繁衍过程中______发生变化，称为遗传平衡。
由此可见：
不会
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，种群的基因频率会发生变化吗？基因A2的频率可能会怎样变化？
对自然界的种群来说，这5个条件不可能同时都成立。例如，翅色与环境色彩较一致的，被天敌发现的机会就少些。
突变产生的新基因会使种群的基因频率发生变化。基因A2的频率是上升还是下降，要看这一突变对生物体是有益的还是有害的。
2.上述计算结果是建立在5个假设条件基础上的。对自然界的种群来说，这5个条件都成立吗？你能举出哪些实例？
自然界中实际种群的基因频率是在不断发生变化的
可用数学方程式表示：
雌配子 雄配子 A(p) a(q)
A(p)
a(q)
AA(p2)
Aa(pq)
Aa(pq)
aa(q2)
设A的基因频率为p,a的基因频率为q，自由交配时，子代基因型情况？
方法三：通过遗传平衡定律计算
(p＋q)2=p2＋2pq＋q2=1
(A＋a)2=AA＋Aa＋aa=1
p2代表AA的频率，q2代表aa的频率，2pq代表杂合子Aa的频率。
（一）种群和种群基因库
4.基因频率的计算
经过调查，某地区隐性遗传病白化病的发病率是16%，一对表型正常的夫妇在进行遗传咨询时，发现丈夫的母亲是白化病患者，那么请估算该对夫妇所生子女患病的概率是多少？
丈夫的基因型为Aa
该地区：aa = 16%
a = 40%
妻子的基因型是Aa的概率：Aa/(AA+Aa) = 4/7
则：AA = 36%
Aa = 48%
子女患病，基因型为aa的概率：4/7×1/4 = 1/7
归纳基因频率的计算方法：
1.通过基因型个体数量计算基因频率：
A频率+a的频率 = 1
即等位基因的频率之和等于1
A%=
a%=
×100%
a
A+a
×100%
A
A+a
2.通过基因型频率计算基因频率：
基因频率
=纯合子基因型频率+1/2杂合子基因型频率（适用位于常染色体上的基因）
3.基因频率和基因型频率的互算：
在符合遗传平衡的某种群中，若A的基因频率为P，a的基因频率为q
=p2 + 2pq + q2
= 1
A
a
AA
Aa
aa
归纳为：
(p + q )2
例2:从种群中随机抽出100个个体，测知基因型为AA、Aa和aa的个体分别占30%、60%和10%，那么A和a的基因频率是多少
解:
A基因的基因频率为:
a基因的基因频率为：
基因频率
=纯合子基因型频率+1/2杂合子基因型频率（适用位于常染色体上的基因）
30% +1/2×60% = 60%
10% +1/2×60% = 40%
A%=
a%=
2.通过基因型频率计算基因频率：
例:某工厂有男女职工各200人，对他们进行调查时发现，女色盲5人，女性携带15人。男性色盲11人，求XB 和Xb 的频率。
解:
×100%
5×2 ＋15 ＋11
200×2 ＋200
Xb%=
= 6%
XB%=1—6%
= 94%
X染色体上基因频率的基本计算式：
变式：据调查，某校学生中基因型的比例为XBXB：42.32%, XBXb：7.36%,XbXb：0.32%, XBY：46%, XbY：4%,则该地区XB和Xb的基因频率分别是（ ）
XB%= 92% Xb%=8%
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
变异
不可遗传的变异
基因突变
染色体变异
基因重组
突变
对自然界的种群来说，不能满足遗传平衡规律的种群基因频率会发生变化吗？影响基因频率改变的因素有哪些？
种群较小
不自由交配
有基因突变
有自然选择
有迁入、迁出
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: 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。
二、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、种群基因频率的变化
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。
二、种群基因频率的变化
【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】
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
黑色树干上的桦尺蛾
长满地衣的树干上的桦尺蛾
S<5%
S＞95%
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，白天栖息在树干上。杂交实验表明，桦尺蛾黑色(S)对浅色(s)是显性的。
在19世纪中叶以前，桦尺蛾几乎都是浅色型的，该种群中S基因的频率很低，在5%以下。到了20世纪中叶，黑色型的桦尺蛾却成了常见的类型，S基因的频率上升到95%以上。
19世纪时，曼彻斯特地区的树干上长满了浅色的地衣。后来，随着工业的发展，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。
现象
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？
做出假设
自然选择可以使种群的基因频率定向改变
探究思路
创设数字化问题情景的方法探究
1870年，桦尺蛾种群基因型频率为SS10％，Ss20％，ss70％。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， 使得浅色个体每年减少10％，黑色个体每年增加10％。
探究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
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 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%
74.0%
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
(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？
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。
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
讨论：
探究自然选择对种群基因频率变化的影响
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。
3.自然选择决定了生物进化的方向
原因：淘汰不利变异基因，积累有利变异基因。
结果：使基因频率定向改变。
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
多次选择和积累，通过遗传
自然选择
小结：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
决定生物进化的方向
生物进化的实质：
种群基因频率的定向改变
【注意：不是基因型频率】
三、自然选择对种群基因频率变化的影响
3.自然选择决定了生物进化的方向
不利变异被淘汰，有利变异逐渐积累
变异
自然选择
生物朝一定方向不断进化
种群基因频率
发生定向改变
（不定向）
（定向）
生物进化的实质是种群基因频率的定向改变
三、自然选择对种群基因频率变化的影响
3.自然选择决定了生物进化的方向
小结：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
决定生物进化的方向
在自然选择的作用下，种群的基因频率会_____________，导致生物_______________________。
发生定向改变
朝着一定的方向不断进化
1.自然选择改变种群基因频率的过程：
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
2.生物进化的实质：
种群基因频率在自然选择作用下的定向改变
（P114）
4.生物进化的方向是指 。
适应环境的方向
3.“自然选择”中的自然是指 。
环境
3.自然选择决定了生物进化的方向
三、自然选择对种群基因频率变化的影响
.
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。（ ）


概念检测
小结
1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
.
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。（ ）



.
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
概念检测
蟑螂属昆虫纲蜚蠊目的统称
.
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
概念检测
.
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
概念检测
拓展应用
1. 举出人为因素导致种群基因频率定向改变的实例。
如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。
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。
拓展应用
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。
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。
（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。
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
合理使用抗生素，防止滥用抗生素。
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。
①培养皿分区、标号。
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。
目的要求：
方法步骤：
①
②
③
④
②涂布平板。
③将不含抗生素的纸片和抗生素纸片分别放在平板的不同位置：①号不含抗生素，②-④号含抗生素
④将培养皿倒置于37 ℃的恒温箱中培养12-16 h。
⑤观察细菌的生长状况。是否有抑菌圈？测量、记录。
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
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？
结果和结论:
2.在连续培养几代后，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？
有
在放有抗生素纸片的周围区域没有细菌生长，形成了抑菌圈
抑菌圈的直径随着培养代数的增加而逐渐缩小;说明在抗生素对细菌的选择作用下，细菌的抗药性逐渐增强。
第1代
第2代
第3代
讨论
1.为什么要从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌？
因为抑菌圈边缘生长的细菌可能是耐药菌。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。
2.你的数据是否支持“耐药菌是普遍存在的”这一说法？说说你的理由。
支持。抑菌圈边缘生长的可能是耐药菌。
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？
在本实验条件下，耐药菌产生的变异一般来说是有利的，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。
将你的数据和结论与其他同学的进行比较，根据实际情况回答。
这些做法都会促进耐药菌的产生。
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？请你查阅资料，举出更多滥用抗生素的实例。
4.你认为你的数据和结论是有效的吗？
讨论
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%
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。
二、隔离在物种形成中的作用
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。
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。
2.物种与种群的区别
二、隔离在物种形成中的作用
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。
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。
2. 隔离及其在物种形成中的作用
(1)地理隔离：
东北虎
华南虎
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。
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)隔离：
虎
狮虎兽
狮
(3)生殖隔离：
2. 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。包括生殖隔离和地理隔离。
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。
地理隔离和生殖隔离之间有什么联系呢？
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
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。
3.隔离在物种形成中的作用
加拉帕戈斯群岛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，比南美大陆的形成晚的多。
加拉帕戈斯群岛上的地雀
加拉帕戈斯群岛生活着13种地雀，这些地雀的喙差别很大，不同种之间存在着生殖隔离，推测这些地雀的共同祖先来自南美洲大陆，13种地雀是由同一种地雀的13个种群进化而来的
这些地雀的祖先都来自南美大陆的同一种地雀，什么原因导致每个岛上的地雀种类不同呢？
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
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。
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。
不会。因为个体间有基因的交流。
4.如果这片海域只有一个小岛，还会形成这么多种地雀吗？
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
3.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关键，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。
6.新物种形成的过程是怎样的？
种群基因库间形成明显的差异。
思考：
物种形成的比较常见的方式：
1.渐变式（绝大多数）
新物种的形成是生物与环境相互影响相互作用的结果。
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
不同种群
新物种的形成是否必须经过地理隔离？
2.爆发式
无需地理隔离，短时间内即可形成，如自然界中多倍体的形成。
地理隔离不是物种形成的必要条件
二倍体
四倍体
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 .
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。（ ）


.
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
概念检测
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。
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？
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；
拓展应用
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。
基因频率计算总结
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%　　 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。
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4　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(2c－c2)，D错误。
√
练一练：利用遗传平衡定律进行计算
1.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？
Aa占？
C
审题：
该种群中，基因型频率AA=16%，aa=36%
Aa=48%
计算：
A=40%
a=60%
①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%×1/2＝40%；
②自交产生的后代中，基因型频率：
AA=16%＋48%×1/4＝28%，
aa=36%＋48%×1/4＝48%
Aa=1/2×48%＝24%
→A的基因频率为28%＋1/2×24%＝40%
④因此可得人群中
a的基因频率=______；A的基因频率=_________；
AA的基因型频率=_________________；
Aa的基因型频率=_________________；
aa的基因型频率=_________________；
2.在非洲人群中，约每10000个人中有1个人患囊性纤维原癌，该病属于常染色体遗传。一对正常夫妇生有一患病的孩子。此后，该妇女与另一健康男性再婚，他们所生的孩子患此病的概率是（ ）
A.1/25 B.1/50 C.1/100 D.1/202
D
①由题干可得该病为常染色体隐性遗传病
⑤因此正常男子是Aa的概率为Aa/（AA+Aa),算出来为_________，则后代出现aa的概率是__________；
②在一个较大的人群中，可默认符合遗传平衡定律
③即aa的基因型频率为1/10000
1/100
99/100
99 /10000
2×99×1/10000
1/10000
2/101
1/202
3.已知某种群中，AA基因型频率为20%，aa基因型频率为40%，
（1）求该种群个体自由交配一代后，基因型AA、Aa、aa的频率，A、a的基因频率，子二代，子三代呢
（2）求该种群个体自交一代后，基因型AA、Aa、aa的频率，A、a的基因频率，子二代，子三代呢？
AA=16%
Aa=48%
aa=36%
A=40%
a=60%
子一代：
AA=30%
Aa=20%
aa=50%
A=40%
a=60%
子二代：
AA=35%
Aa=10%
aa=55%
A=40%
a=60%
子三代：
AA=37.5%
Aa=5%
aa=57.5%
A=40%
a=60%
规律：连续自交，基因型不断变化，基因频率不变
连续自由交配，从F1开始基因频率和基因型频率都不变