第3节
种群基因组成的变化与物种的形成（第3课时）
教学目标
1．阐述种群、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．阐明自然选择对种群基因频率的影响。
4．说明隔离在物种形成中的作用。
教学重难点
【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。
【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。
教学过程
一、导入新课
教师展示曼彻斯特地区19世纪中叶以前和19世纪时的桦尺蛾图片，提问导入：曼彻斯特地区的桦尺蛾，虽然基因频率发生了变化，但是并没有形成新的物种。为什么说它们没有形成新的物种？怎样判断两个种群是否属于同一个物种？
二、讲授新课
（二）隔离在物种形成中的作用
1．物种的概念
教师根据桦尺蛾的分析，讲述物种的概念：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称为一个物种。
教师结合照片提问：世界各地不同的人种是不是同一个物种？（世界各地的人虽然各有不同，但他们之间可以彼此通婚，并且产生可育的后代。因此，全世界的人在生物学上属于同一个物种——智人种。）
教师结合照片提问：马和驴是不是一个新的物种？学生讨论、回答后，教师总结：马和驴交配后产生的骡是不育的，所以马和驴是两个不同的物种。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。
教师展示资料：马有32对染色体，驴有31对染色体，它们交配产生的骡不育。教师引导学生从染色体组的角度分析马和驴之间不能发生基因交流的原因？（马和驴的染色体组成不同，交配产生的后代骡无法进行正常的减数分裂，不能形成配子）
教师展示资料：孔雀和巨嘴鸟不能相互交配。教师引导学生分析：孔雀和巨嘴鸟之间的生殖隔离类型以及马和驴之间的生殖隔离类型有什么差异？产生这种差异的原因有哪些？
学生讨论、回答，教师引导学生进行总结：基因库差异较大会出现三种情况：（1）不能交配：季节隔离；生殖细胞不亲和性，求偶方式不同；生殖器官不相配等。（2）杂种不活：形成的胚胎致死，如山羊和绵羊的后代。（3）杂种不育：子代细胞减数分裂时染色体发生联会紊乱，如马和驴的后代。
教师提出问题：在自然界，是不是同一物种的个体都生活在一起呢？学生思考后回答，教师总结：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。）
教师展示资料：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后代，这说明东北虎和华南虎仍然属于同一个物种。（结合图片）
教师提问：在自然状态下，东北虎和华南虎之间能否发生基因交流呢？（在自然状态下，东北虎和华南虎处于不同的地域，地理隔离使它们无法交配）
教师引导学生总结地理隔离的概念：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。
教师布置学生分析教材P116“地理隔离导致产生两个鼠种群的示意图”，引导学生思考地理隔离和生殖隔离之间的关系。学生思考、回答，教师总结：两个鼠种群经过长期地理隔离后差异非常大，可能形成了生殖隔离。
2．隔离及其在物种形成中的作用
教师布置学生阅读教材P117思考·讨论“隔离在物种形成中的作用”资料，讨论问题。
教师提问：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？（学生讨论后回答：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。）
教师提问：不同岛屿上的地雀种群，产生突变的情况一样吗？（学生讨论后回答：不一样。因为突变是随机发生的）
教师提问：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？（学生讨论后回答：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。）
教师提问：如果这片海域只有一个小岛，还会形成这么多种地雀吗？（学生回答：不会。因为个体间有基因的交流。）
教师指导学生结合加拉帕格斯群岛上13种地雀的形成过程，找出新物种形成过程的基本规律，构建模型，教师总结：地理隔离→阻断基因交流→突变、基因重组和自然选择→基因频率发生定向改变→基因库出现差异→生殖隔离→新物种。
教师提问：通过长期地理隔离而实现生殖隔离，是否是新物种形成的唯一方式呢？（学生回答：不是。多倍体的形成不需经地理隔离。）教师引导学生总结多倍体的形成方式：物种A和物种B→杂交形成杂种植物→染色体加倍→异源多倍体。（建议使用知识卡片：【知识解析】图解物种形成的两种典型模式）
三、课堂反馈
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（
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
2．下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（
B
）
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
四、课堂小结
教师与学生一起小结本节知识，学生边讲，教师边板书，或通过课件展示。（建议使用思维导图：【知识解析】种群基因组成的变化与物种的形成-小结）
3
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3第3节
种群基因组成的变化与物种的形成（第2课时）
教学目标
1．阐述种群、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．阐明自然选择对种群基因频率的影响。
4．说明隔离在物种形成中的作用。
教学重难点
【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。
【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。
教学过程
一、导入新课
复习导入：从上节课大家已经知道，自然界种群的基因频率变化是必然的。能说明原因吗？变异对生物进化会产生何种影响？引出变异和自然选择对种群基因频率的影响。
二、讲授新课
（一）种群基因组成的变化
4．种群基因频率的变化
在三种可遗传的变异来源中，基因突变和染色体变异可以统称为突变。
教师提问：生物自发突变的频率很低，且大多数突变对生物体是有害的，它为何还能作为生物进化的原材料呢？
教师展示资料：例如，果蝇1组染色体上约有1.3×104个基因，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？（学生通过计算得出：2.6×107个，种群中突变的数很大）
教师提出问题：基因突变一定是有利或有害的吗？
教师展示某海岛上残翅和无翅的昆虫图片和资料，引导学生总结得出：基因突变的有利或有害是取决于环境的。
师生共同总结：种群中突变的特点：突变数很大、随机、不定向；种群基因重组的结果：产生更多可遗传变异、不定向。构建模型：突变→新的等位基因→通过基因重组产生多种基因型→种群中出现大量的可遗传变异→变异是不定向的。
教师提出问题：突变和重组都是随机的、不定向的，种群中基因频率的改变是否也是不定向的呢？引出后续内容。
5．自然选择对种群基因频率变化的影响
教师布置学生阅读教材P112~113“探究自然选择对种群基因频率的影响”的内容，根据问题，作出假设，并通过数学方法来进行探究，完成表格。
教师提出问题：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。许多浅色个体可能在没有交配、产卵前就已被天敌捕食。）
师生共同总结得出：自然选择使基因频率定向改变。
教师提出问题：在自然选择中，直接受选择的是基因型还是表现型？（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。）
师生共同构建模型：变异是不定向的→定向的自然选择使得种群中的不利变异被淘汰，有利变异逐渐激烈→种群基因频率发生定向改变→生物朝一定方向缓慢进化。
教师总结：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。
（建议下载使用视频：【知识解析】实验：模拟保护色的形成过程）
6．探究抗生素对细菌的选择作用
（1）教学组织
①教师提前查阅资料，并通过预实验掌握所用抗生素的最适浓度。
②合理安排实验进程，包括培养基的用量、接种时间、摇菌时间等。
③前期的准备工作，如培养基的配置、灭菌、倒平板，抗生素溶液和抗生素纸片的制备等，由学生课外分组完成，并用照片或视频记录准备过程。在实验课进行过程中，让做准备工作的同学进行汇报。
（2）操作方法
按照教材的步骤进行操作，需要注意以下几点：
①放置抗生素纸片时需要一步到位，避免在培养基上移动纸片；
②尽量让学生在超净工作台上操作，注意无菌操作的规范性；
③学生操作时应戴好口罩，避免感染；
④实验结束后，应将耐药菌以及用过的培养基、纸片、镊子、涂布器、滴管、棉签等进行灭菌处理；
⑤如果同时做多种抗生素的实验或某种抗生素多个浓度的实验，每次使用镊子时，都要清洗镊子并在酒精灯火焰上灼烧，防止抗生素污染。
三、课堂反馈
1．在一次大风暴后，有人搜集了100只受伤的麻雀，并把它们饲养起来，结果活下来64只。在死去的个体中，大部分是个体比较大、变异类型特殊的，下列有关叙述正确的是（
B
）
A．突变和基因重组是定向的
B．自然选择会改变种群的基因频率
C．特殊的变异类型都是不利的
D．不产生变异的生物才能生存
2．某岛屿上存在着桦尺蛾的两个变种，该地区原为森林，后建设成工业区。下表为该地区不同时期的两个变种尺蛾的数量比。这些变化产生的原因是（
C
）
A．灰尺蛾迁离，黑尺蛾迁入
B．工业煤烟使灰尺蛾变成黑尺蛾
C．自然选择作用
D．人工选择的作用
四、课堂小结
教师与学生一起小结本节知识，学生边讲，教师边板书，或通过课件展示。
3
/
3(共26张PPT)
第3节
种群基因组成的变化与物种的形成
第6章
生物的进化
（第2课时）
一、导入新课
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。
达尔文曾明确指出，可遗传的变异提供了生物进化的原材料。
可遗传变异是怎么产生的呢？
一、导入新课
变异
不可遗传变异
可遗传变异
基因突变
基因重组
染色体变异
基因突变和染色体变异统称为突变。
二、讲授新课
（一）种群基因组成的变化
4．种群基因频率的变化
思考：生物自发突变的频率很低，且大多数突变对生物体是有害的，它为何还能作为生物进化的原材料呢？
二、讲授新课
（一）种群基因组成的变化
4．种群基因频率的变化
例如，果蝇1组染色体上约有1.3×104个基因，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
×
10－5
个体
×
108
种群
=2.6
×107
（个）
二、讲授新课
（一）种群基因组成的变化
4．种群基因频率的变化
基因突变一定是有利或有害的吗？
取决于生物的生存环境。
某海岛上残翅和无翅的昆虫
二、讲授新课
（一）种群基因组成的变化
4．种群基因频率的变化
基因重组
突变
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
二、讲授新课
（一）种群基因组成的变化
4．种群基因频率的变化
突变和重组都是随机的、不定向的，那么，种群基因
频率的改变是否也是不定向的呢？
二、讲授新课
（一）种群基因组成的变化
5．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。
问题：桦尺蠖种群中s基因的频率为什么越来越低？
假设：根据前面所学知识的你能做出假设吗？
长满地衣的树干上的桦尺蛾
黑色树干上的桦尺蛾
二、讲授新课
（一）种群基因组成的变化
5．自然选择对种群基因频率变化的影响
1870年桦尺蠖的基因型频率为SS
10%
；
Ss
20%；
ss
70%，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蠖的生存，使得种群中浅色个体每年减少10%，黑色个体每年增加10%，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？
二、讲授新课
（一）种群基因组成的变化
5．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%
70.7%
26%
29.3%
14.6%
56.1%
60.9%
26.1%
73.9%
29.3%
13.1%
升高
降低
按照种群中浅色（ss）个体每年减少10%，黑色个体（S_）
每年增加10%计算：
二、讲授新课
（一）种群基因组成的变化
5．自然选择对种群基因频率变化的影响
思考：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。
许多浅色个体可能在没有交配、产卵前就已被天敌捕食。
自然选择使基因频率定向改变。
思考
二、讲授新课
（一）种群基因组成的变化
5．自然选择对种群基因频率变化的影响
在自然选择中，直接受选择的是基因型还是表现型？
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。
思考
二、讲授新课
（一）种群基因组成的变化
5．自然选择对种群基因频率变化的影响
变异是不定向的
自然选择定向
不利变异被淘汰，有利变异逐渐积累
种群的基因频率发生定向改变
生物朝一定方向缓慢进化
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。
二、讲授新课
（一）种群基因组成的变化
5．自然选择对种群基因频率变化的影响
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。
自然选择使种群的基因频率定向改变并决定生物
进化的方向。
二、讲授新课
（一）种群基因组成的变化
6．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。
二、讲授新课
（一）种群基因组成的变化
6．探究抗生素对细菌的选择作用
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。
二、讲授新课
（一）种群基因组成的变化
6．探究抗生素对细菌的选择作用
实验步骤
①培养皿分区、标号。
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。
②涂布平板。
①
②
③
④
二、讲授新课
（一）种群基因组成的变化
6．探究抗生素对细菌的选择作用
实验步骤
④将培养皿倒置于37
℃的恒温箱中培养12~16
h。
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。
⑤观察细菌的生长状况。是否有抑菌圈？测量、记录。
二、讲授新课
（一）种群基因组成的变化
6．探究抗生素对细菌的选择作用
结果分析
①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。抑菌圈边缘生长的可能是耐药菌。
二、讲授新课
（一）种群基因组成的变化
6．探究抗生素对细菌的选择作用
结果分析
②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。
二、讲授新课
（一）种群基因组成的变化
6．探究抗生素对细菌的选择作用
结果分析
③滥用抗生素有什么后果？
促进耐药菌的产生。
三、课堂反馈
1．在一次大风暴后，有人搜集了100只受伤的麻雀，并把它们饲养起来，结果活下来64只。在死去的个体中，大部分是个体比较大、变异类型特殊的，下列有关叙述正确的是（
）
A．突变和基因重组是定向的
B．自然选择会改变种群的基因频率
C．特殊的变异类型都是不利的
D．不产生变异的生物才能生存
B
三、课堂反馈
2．某岛屿上存在着尺蛾的两个变种，该地区原为森林，后建设成工业区。下表为该地区不同时期的两个变种尺蛾的数量比。这些变化产生的原因是（
）
A．灰尺蛾迁离，黑尺蛾迁入
B．工业煤烟使灰尺蛾变成黑尺蛾
C．自然选择作用
D．人工选择的作用
C
森林时期
工业时期
灰蛾
黑蛾
灰蛾
黑蛾
99%
1%
1%
99%
四、课堂小结
再见(共22张PPT)
第3节
种群基因组成的变化与物种的形成
第6章
生物的进化
（第1课时）
一、导入新课
这一有利变异的个体能永远生存下去吗？
情景：如果在灰色翅（aa）昆虫的群体中偶然出现一只绿色翅（Aa）的变异个体，且绿色比灰色更适应环境。思考：
该个体中的有利基因A，怎样才能世代传递下去？
若Aa的个体能够繁殖，后代都是绿色个体吗？
一、导入新课
某个体的有利变异的基因只有在群体中，通过有性生殖才能时代延续。有利变异绿色个体（Aa）的有性生殖的后代，还会有灰色（aa）个体出现。
因此，研究生物的进化，仅仅研究个体的表现型是否与环境相适应是不够的，还需要研究群体的基因组成变化。这个群体就是种群。
二、讲授新课
（一）种群基因组成的变化
1．种群
生活在一定区域的同种生物全部个体的集合叫作种群。
一片树林中的全部
猕猴是一个种群
一片草地上的所有蒲
公英也是一个种群
二、讲授新课
（一）种群基因组成的变化
1．种群
同一区域（区域可大可小，大到地球，小的可以是一汪池塘）
同一物种的生物
全部个体
种群的三个要素
二、讲授新课
（一）种群基因组成的变化
1．种群
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
二、讲授新课
（一）种群基因组成的变化
1．种群
种群的特点
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。
思考：同前一年的蝗虫种群相比，新形成
的蝗虫种群在基因组成上会有什么变化吗？
二、讲授新课
（一）种群基因组成的变化
1．种群
一个生物“种”或“物种”与种群有何区别？
物种可以分布在自然界的不同区域。
只有在可以发生随机交配、繁殖，使基因能够世代传递的一定区域内的同种全部个体的集合才是一个种群。自然界的物种实际上是以一个个种群存在的，种群是生物繁殖、进化的基本单位。
二、讲授新课
（一）种群基因组成的变化
1．种群
性状是由基因控制的，因此研究生物的进化必须研究种群的基因组成和变化。如何分析种群的基因组成和变化？由此人们提出基因库和基因频率的概念。
二、讲授新课
（一）种群基因组成的变化
2．基因库和基因频率
一个种群中全部个体所含有的全部基因，叫作这个种群的基因库。在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比值，叫作基因频率。
基因频率＝
该基因的总数
全部等位基因的总数
×
100%
二、讲授新课
（一）种群基因组成的变化
2．基因库和基因频率
例：某昆虫种群中决定翅色为绿色的基因为A，决定翅色为褐色的基因为a，从种群中随机抽出100个个体，测知基因型为AA、Aa和aa的个体分别是30、60和10个。那么A和a的基因频率是多少？
A基因的基因频率为：
A%=
×100%
2×AA＋Aa
2（AA＋Aa＋aa）
=
60%
a基因的基因频率为：
=40%
a%=
2×aa＋Aa
2（AA＋Aa＋aa）
×100%
二、讲授新课
（一）种群基因组成的变化
3．用数学方法讨论基因频率的变化
假设以上昆虫群体满足以下五个条件：
①昆虫群体数量足够大。②全部的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代。③没有迁入与迁出。④AA、Aa、aa三种基因型昆虫的生存能力完全相同（也就是说自然选择对A、a控制的翅型性状没有作用）。⑤没有基因突变和染色体变异。
遗传平衡状态
二、讲授新课
（一）种群基因组成的变化
3．用数学方法讨论基因频率的变化
在有性生殖过程中，如果符合遗传平衡，产生的雌雄配子：
A
60%
A
60%
a
40%
a
40%
36%
24%
16%
AA
Aa
Aa
24%
aa
♀
♂
二、讲授新课
（一）种群基因组成的变化
3．用数学方法讨论基因频率的变化
亲代
子一代
子二代
子三代
基因型频率
AA
30%
Aa
60%
aa
10%
基因
频率
A
60%
a
40%
36%
48%
16%
60%
40%
36%
16%
48%
60%
60%
40%
40%
36%
48%
16%
各代基因频率相同吗？基因型频率相同吗？这有什么前提条件吗？
各代基因频率相同。基因型频率从子一代开始保持不变。需要满足上述5个前提条件。
二、讲授新课
（一）种群基因组成的变化
3．用数学方法讨论基因频率的变化
在遗传平衡状态下（满足上述五个条件）时：
p+q=1
（p+q）2=p2+2pq+q2=1
AA=p2
Aa=2pq
aa=q2
若用p代表A基因的基因频率，q代表基因a的频率，则：这个种群的基因频率（包括基因型频率）就可以一代代稳定不变，保持平衡。
遗传平衡定律（哈代-温伯格定律）
二、讲授新课
（一）种群基因组成的变化
3．用数学方法讨论基因频率的变化
上述计算结果是在满足五个假设条件的基础上计算的，对自然界的种群来说，这五个条件都能成立吗？
遗传平衡所指的种群是理想种群，在自然条件下，这样的种群是不存在的。这说明在自然界中，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。
二、讲授新课
（一）种群基因组成的变化
3．用数学方法讨论基因频率的变化
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。
二、讲授新课
（一）种群基因组成的变化
3．用数学方法讨论基因频率的变化
种群的进化过程就是种群基因频率发生变化的过程。种群是生物进化的基本单位。
三、课堂反馈
1．下列关于种群的叙述中，错误的是（
）
A．种群是生物进化和繁殖的基本单位
B．一个池塘中的全部鱼是一个种群
C．一个种群中的全部基因构成该种群的基因库
D．种群内的个体会死亡，但基因库却可在代代相传的过程中得到保持和发展
B
三、课堂反馈
2．在某一种群中，经过调查得知，隐性性状约占9%（等位基因用A、a表示），那么该性状的AA、Aa基因型个体出现的频率分别约为（ ）
A．0.9、0.82
B．0.36、0.55
C．0.49、0.42
D．0.18、0.73
C
四、课堂小结
种群是生物进化的基本单位
种群的概念：
基因库的概念：
基因频率
概念：
计算方法：
生活在一定区域的同种生物全部个体的集合
一个种群中全部个体所含有的全部基因
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＝
该基因的总数
该基因及其等位基因总数
×
100%
再见第3节
种群基因组成的变化与物种的形成（第1课时）
教学目标
1．阐述种群、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．阐明自然选择对种群基因频率的影响。
4．说明隔离在物种形成中的作用。
教学重难点
【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。
【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。
教学过程
一、导入新课
创设问题情境，通过问题串，引发学生思考。
某种昆虫的翅色是灰色（基因型为aa），偶然出现一绿色的变异个体（基因型为Aa），如果绿色翅与灰色翅比较，更适应环境。按照达尔文“适者生存，不适者淘汰”的观点，这一有利变异的个体能永远生存下去吗？该个体中的有利基因A，怎样才能世代传衍下去？即使Aa的个体能够繁殖，后代都是绿色个体吗？通过该问题的探讨，可以使学生发现，某个体的有利变异的基因只有在群体中，通过有性生殖才能世代延续，另外有利变异个体（Aa）的有性生殖的后代，还会出现aa的个体。因此，研究生物的进化，仅仅研究个体的表现型是否与环境相适应是不够的，还需要研究群体的基因组成变化，这个群体就是种群（提出种群的概念）。
二、讲授新课
（一）种群基因组成的变化
1．种群
教师通过具体实例来讲解种群的概念。例如，一片树林中的全部猕猴是一个种群，一片草地上的所有蒲公英也是一个种群（展示图片）。引导学生归纳出以下的种群三要素：同一区域、同一物种的生物、全部个体。师生共同归纳出种群的特点：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。
最后总结：一个生物“种”或“物种”与种群的区别；种群是繁殖的单位；研究生物性状的维持和变化不能立足于个体的变化，只能以种群为单位。因此，要从研究种群中全部个体所含有的全部基因入手（引出基因库的概念）。
2．基因库和基因频率
教师介绍基因库和基因频率的概念。一个种群中全部个体所含有的全部基因，叫作这个种群的基因库。在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比值，叫作基因频率。某基因的基因频率=该基因的总数/全部等位基因的总数×100%。利用教材P111页的实例，
指导学生练习计算基因频率的方法。在学生理解了基因库的基本含义，以及学会了基因频率的计算方法后，教师提出问题：一个种群基因库中的基因频率，在子代又会怎样呢？
学生阅读教材P111思考·讨论“用数学方法讨论基因频率的变化”并完成配子比值、子代基因型、子代基因频率的计算，完成表格。完成子一代的基因型频率和基因频率之后，继续计算子二代、子三代的基因型频率和基因频率计算。
完成计算后，教师引导学生思考：各代基因频率相同吗？基因型频率相同吗？这有什么前提条件吗？（各代基因频率相同。基因型频率从子一代开始保持不变。需要满足5个前提条件。）教师总结：依据孟德尔遗传法则，一个种群的等位基因频率，在上下代是稳定不变的，也就是说种群是稳定不变的。教师提出问题：这种现象在自然界的种群中会发生吗？由此引发学生讨论。
在学生讨论的基础上，教师和学生共同总结得出，自然界中种群的基因频率要稳定不变（不进化），必须满足以下几点：①该种群非常大。②所有的雌雄个体都能自由交配。③没有迁入和迁出。④自然选择对不同表现型的个体没有作用。⑤这对基因不发生突变，并且携带这对基因的染色体不发生变异。显然，同时满足以上5个条件是不可能的，即使前4个条件可以满足，基因突变和染色体变异总会发生的。通过讨论基因频率的变化可以认识到，自然界中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、课堂反馈
1．下列关于种群的叙述中，错误的是（
B
）
A．种群是生物进化和繁殖的基本单位
B．一个池塘中的全部鱼是一个种群
C．一个种群中的全部基因构成该种群的基因库
D．种群内的个体会死亡，但基因库却可在代代相传的过程中得到保持和发展
2．在某一种群中，经过调查得知，隐性性状约占9%（等位基因用A、a表示），那么该性状的AA、Aa基因型个体出现的频率分别约为（ C ）
A．0.9、0.82
B．0.36、0.55
C．0.49、0.42
D．0.18、0.73
四、课堂小结
教师与学生一起小结本节知识，学生边讲，教师边板书，或通过课件展示。
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3(共24张PPT)
第3节
种群基因组成的变化与物种的形成
第6章
生物的进化
（第3课时）
一、导入新课
曼彻斯特地区的桦尺蛾，虽然基因频率
发生了变化，但是并没有形成新的物种。
为什么说它们没有形成新的物种？
怎样判断两个种群是否属于同一个物种？
二、讲授新课
（二）种群基因组成的变化
1．物种的概念
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称为一个物种。
二、讲授新课
（二）种群基因组成的变化
1．物种的概念
例：不同“人种”
世界各地的人虽然各有不同，但他们之间可以彼此通婚，并且产生可育的后代。因此，全世界的人在生物学上属于同一个物种——智人种。
二、讲授新课
（二）种群基因组成的变化
1．物种的概念
马
马和驴是不是同一个物种呢？
驴
骡
二、讲授新课
（二）种群基因组成的变化
1．物种的概念
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。
骡是不育的，因此，马和驴之间存在生殖隔离，它们属于两个物种。
二、讲授新课
（二）种群基因组成的变化
1．物种的概念
生殖隔离
种群间个体不能自由交配
有些能交配，但胚胎期致死
能交配并成功繁殖出子代，但其后代无生育能力
二、讲授新课
（二）种群基因组成的变化
1．物种的概念
孔雀和巨嘴鸟是同一个物种吗？
不是，不能互相交配。
二、讲授新课
在自然界，是不是同一物种的个体都生活在一起呢？
（二）种群基因组成的变化
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。
2．隔离及其在物种形成中的作用
二、讲授新课
（二）种群基因组成的变化
2．隔离及其在物种形成中的作用
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。
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，形成了地理隔离，它们形成两个不同的亚种。
二、讲授新课
（二）种群基因组成的变化
2．隔离及其在物种形成中的作用
生殖隔离
地理隔离
隔离：不同种群间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。
隔离的实质：
阻止种群间的基因交流
二、讲授新课
（二）种群基因组成的变化
2．隔离及其在物种形成中的作用
地理隔离和生殖隔离有没有什么联系呢？对生物的进化有何作用呢？
二、讲授新课
（二）种群基因组成的变化
2．隔离及其在物种形成中的作用
二、讲授新课
（二）种群基因组成的变化
2．隔离及其在物种形成中的作用
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。
问题1
二、讲授新课
（二）种群基因组成的变化
2．隔离及其在物种形成中的作用
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。
问题2
二、讲授新课
（二）种群基因组成的变化
2．隔离及其在物种形成中的作用
问题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不同的方向改变。
问题3
二、讲授新课
问题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）种群基因组成的变化
2．隔离及其在物种形成中的作用
问题4
二、讲授新课
隔离
阻断
突变、基因重组和
向不同方向发生改变
种群
出现差异
差异进一步加大
隔离
新种形成
地理
自然选择
基因频率
基因库
生殖
基因交流
加拉帕戈斯群岛的地雀的形成方式
二、讲授新课
（二）种群基因组成的变化
2．隔离及其在物种形成中的作用
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1
新物种2
生殖
隔离
物种形成的比较常见的方式：
隔离是物种形成的必要条件。
二、讲授新课
（二）种群基因组成的变化
2．隔离及其在物种形成中的作用
通过长期地理隔离而实现生殖隔离，是否是新物种形成的唯一方式呢？
不是。多倍体的形成不需经地理隔离。
物种A
物种B
杂交
杂种植物
染色体加倍
异源多倍体
三、课堂反馈
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
三、课堂反馈
2．下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
四、课堂小结
再见
