6.3种群基因组成的变化与物种的形成（第2课时）课件(共26张PPT)-2025-2026学年下学期高一生物（人教版）必修2

(共26张PPT)
第3节 种群基因组成的变化
与物种的形成 （第2课时）
目标
01
02
03
通过抗生素的探究实验，培养严谨的科学态度
阐明物种、地理隔离、生殖隔离等概念
通过实例及物种形成的模型构建，理解隔离在物种形成中的作用
教学目标
一、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。
一、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平板，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、卡那霉素等）的圆形滤纸片（以下简称“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。
方法步骤
分区：用记号笔在培养皿的底部画2条相互垂直的直线，将培养皿分为4个区域，分别标记为①~④。
一、探究抗生素对细菌的选择作用
方法步骤
接种：取少量细菌培养液，用无菌涂布器(或无菌棉签)均匀地涂抹在培养基平板上。
设置变量：用无菌的镊子先夹取1张不含抗生素的纸片放在①号区域的中央，再分别夹取1张抗生素纸片放在②~④号区域的中央，盖上皿盖。
培养：将培养皿倒置于37℃的恒温箱中培养12~16h。
一、探究抗生素对细菌的选择作用
方法步骤
5. 观察：观察培养基上细菌的生长状况。纸片附近是否出现了抑菌圈 如果有，测量和记录每个实验组中抑菌圈的直径，并取平均值。
重复实验：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，然后重复步骤2~5。如此重复几代，记录每一代培养物抑菌圈的直径。
注意：实验结束后，应将耐药菌、培养基、纸片等进行高温灭菌处理。
思考：如何探究不同抗生素的抑菌效果？
一、探究抗生素对细菌的选择作用
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
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？
培养基上有细菌生长，在放有抗生素纸片的区域无细菌生长。
抑菌圈的直径会变小
选择
一、探究抗生素对细菌的选择作用
讨论
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
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？
在本实验条件下，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。
4.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。你认为这些做法有什么后果？
促进耐药菌的产生。
一、探究抗生素对细菌的选择作用
超级细菌（superbug）
不是特指某一种细菌，而是泛指那些对多种抗生素具有耐药性的细菌，它的准确称呼应该是“多重耐药性细菌”。这类细菌能对抗生素有强大的抵抗作用，能逃避被杀灭的危险。引起特别关注的超级细菌主要有：耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）、耐多药肺炎链球菌（MDRSP）、万古霉素肠球菌（VRE）、多重耐药性结核杆菌（MDR-TB）、多重耐药鲍曼不动杆菌（MRAB）以及最新发现的携带有NDM-1基因的大肠杆菌和肺炎克雷伯菌等等。由于大部分抗生素对其不起作用，超级细菌对人类健康已造成极大的危害。
耐药机制：
1.细菌产生灭活酶或钝化酶，破坏抗生素的结构，使其失去活性。
2.改变抗生素作用的靶位蛋白结构和数量，使细菌对抗生素不再敏感。
3.细菌细胞膜渗透性改变，使抗生素不能进入菌体内部。
4.细菌主动药物外排泵作用，将抗生素排出菌体。
5.细菌生物被膜的形成，降低抗生素作用。
课堂巩固
例：滥用抗生素会使人体内细菌产生耐药性，如果被细菌感染，则往往由于体内细菌能够抵抗各种抗生素而无药可救。下列有关说法正确的是（ ）
A.抗生素的滥用导致细菌向“耐药性”细菌方向变异
B.细菌中本来就存在耐药性个体，长期使用抗生素导致“耐药性”基因频率下降
C.耐药性强的细菌可能发生了基因突变或染色体变异
D.种群基因频率的变化趋势在一定程度上反映了生物进化的方向
D
二、隔离在物种形成中的作用
一定会出现新物种吗？
新物种出现的标志是什么？
二、隔离在物种形成中的作用
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称为一个物种。
1.物种的概念
思考：马和驴是同一物种吗？
驴（2N=62）
马（2N=64）
骡（2N=63）不育
二、隔离在物种形成中的作用
思考：
1.骡是一个物种吗？为什么？
2.全世界的人是一个物种吗？为什么？
3.二倍体西瓜和四倍体西瓜是不是一个物种？为什么？
4.两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。结婚能产生可育的后代。
不是，因为它不能繁殖后代。
是一个物种，属于两个种群。
不是
因为后代三倍体西瓜不可育。
二、隔离在物种形成中的作用
2.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，这种现象叫做生殖隔离。
同一种生物由于地理上的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，叫做地理隔离。
生殖隔离
地理隔离
隔离
概念：
类型：
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、隔离在物种形成中的作用
地理隔离
在一个山谷中，有一个鼠种群“快乐”地生活着。雌鼠和雄鼠之间可以自由交配，繁衍后代。后来由于地质和气候的变化，山谷中形成一条汹涌的大河。鼠种群的个体，一半在河这边，一半在河那边。这样过了几千年。
后来，河流干涸了，两个鼠种群又相遇了。它们发现彼此大不相同，它们之间还能繁殖后代吗？
二、隔离在物种形成中的作用
项目 种群 物种
范围
判断标准
联系 由分布在不同区域内的同种生物的许多种群组成
一定区域内的同种生物的所有个体。
种群必须具备“三同”，即同一时间、同一地点、同一物种
主要是具有一定的形态结构、生理功能和在自然条件下能自由交配并且产生可育后代(无生殖隔离)
(1)一个物种可以包括许多种群；
(2)同一个物种的多个种群之间存在着地理隔离，长期发展下去可成为不同的亚种，进而可能形成多个新物种
物种和种群的区别：
二、隔离在物种形成中的作用
【思考·讨论】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160~950 km。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。
二、隔离在物种形成中的作用
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？
2. 不同岛屿上的地雀种群，产生突变的情况一样吗？
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。
二、隔离在物种形成中的作用
地雀祖先
突变
基因重组
突变
基因重组
种群基因频率定向改变
种群基因频率定向改变
自然选择
岛屿1
岛屿2
地理隔离
地雀1
地雀2
生殖隔离
总结：
隔离是物种形成的必要条件。
物种形成的意义：物种形成本身表示生物类型的增加。意味着生物能够以新的方式利用环境条件，从而为生物的进一步发展开辟新的前景。
二、隔离在物种形成中的作用
物种形成的三个环节
①_____________________为生物的进化提供原材料。
②_____________________决定生物进化的方向。
③_____________________是物种形成的必要条件。
_____________________的出现意味着新物种的产生。
突变和基因重组
自然选择
隔离
生殖隔离
二、隔离在物种形成中的作用
原物种→地理隔离→自然选择→新物种
1
渐变式
如：加拉帕戈斯群岛上13种地雀的形成。
如：普通小麦的形成（自然状态）。
主要通过染色体变异形成新物种，一旦出现，很快形成生殖隔离，多见于植物。
2
骤变式
如：人工诱导多倍体的形成（无子西瓜）
3
人工创造新物种
物种形成的三种形式：
二、隔离在物种形成中的作用
物种形成和生物进化的比较
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
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
二、隔离在物种形成中的作用
突变和基因重组
自然选择
种群基因频率
改变
时间积累
导致
地理隔离
种群间生殖隔离
基因库的差异
导致
新物种的形成
产生进化的原材料
决定生物进化的方向
新物种形成的标志
建构模型
课堂小结
物种
概念
自然状态下相互交配
产生可育后代
概念
不同群体间的个体，在自然条件下基因不能自由交流
类型
地理隔离
生殖隔离
隔离
必要条件
形成
形成标志
同种生物由于地理障碍，不能发生基因交流
概念
不同物种间一般不能相互交配，即使交配成功也不能产生可育后代
概念
课堂巩固
1．19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
课堂巩固
2. 如图表示渐进式新物种形成的基本环节。对图示的相关分析正确的是（ ）
A．图中①表示基因突变和基因重组，为进化提供了原材料
B．图中②表示地理隔离，地理隔离使种群间基因交流受阻
C．图中③表示生殖隔离，指两种生物不能交配且不能产生可育后代
D．种群基因型频率的改变一定会导致新物种形成
B