6.3种群基因组成的变化与物种的形成 课件【新教材】2020-2021学年高一生物（人教版（2019）必修二）（69张PPT）

(共69张PPT)
AA
AA
Aa
Aa
aa
aa
aa
AA
AA
AA
aa
第六章
第3节
种群基因组成的变化与物种的形成
一、种群基因组成的变化
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
思考：1.自然选择直接作用的是生物的个体还是群体？
2.自然选择直接选择的是基因型还是表型？
生物的个体，而且是个体的表型。
个体最终会死亡；
个体的表型也会随着个体的死亡而消失。
决定表型的基因随着生殖而世代延续，
并且在群体中扩散
研究生物的进化，仅研究个体的表型是不够的，还必须研究_________________；
群体基因组成的变化
(一）种群和种群基因库
1.种群
（1）概念
生活在__________的_________
___________的集合；
一定区域
同种生物
全部个体
【①三个要素：“一定区域”“同种”“全部”②两个条件：“时间”“空间”③两个基本单位：繁殖和进化的基本单位】
说出下列描述是不是一个种群：
一个池塘中全部的浮游生物
（
）
一个池塘中全部的蝌蚪
（
）
甲池塘中的鲤鱼和乙池塘中的鲤鱼
（
）
一个森林中全部的毒蛇
（
）
某农贸市场全部的鲤鱼
(
)
×
×
×
×
×
（2）特点
组成种群的个体并不是机械地集合在一起；
一个种群就是一个繁殖单位，雌雄个体可通过繁殖将各自的基因遗传给后代。
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？
根据前面所学的遗传、变异和自然选择的知识，尝试作出你的推测
2.基因库
（1）基因库的概念
一个______中________所含有的_________
种群
全部个体
全部基因
【解析：每个个体所含有的基因只是基因库的一部分，个体数目越多，个体间的差异越大，基因库也就越大，且基因库会代代相传】
（2）基因频率
在一个种群基因库中，某个基因占__________________的比值
全部等位基因数
基因频率=
某基因的总数
×100%
控制该性状的等位基因总数
（3）基因型频率
某种基因型的_____在种群中所占的比例
个体
基因型频率=
某基因型的个体
种群总数
×100%
将下列概念与实例连线
种群的基因库
某种群含有Aa个体的比例为10%
种群的基因频率
某种群含有A、B、D……200多种基因
种群的基因型频率
某种群中A基因的比例为25%
①常染色体上基因频率的计算
例1：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？
方法一：概念法：
基因频率=
某基因的总数
×100%
控制该性状的等位基因总数
某种基因的个数=纯合子个体数
X
2＋杂合子个体数
控制该性状的等位基因总数=个体总数
X
2
①常染色体上基因频率的计算
例1：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？
方法一：概念法：
各色昆虫=100个
→
颜色基因200个
纯合绿色（AA）=30个
杂合绿色（Aa）
=60个
纯合褐色（aa）
=10个
→绿色基因30x2+60=120个
→褐色基因10x2+60=80个
绿色基因频率
褐色基因频率
=120/200=60%
=80/200=40%
A%=
×100%
2×AA＋Aa
2(AA＋Aa＋aa)
=
60%
=
40%
a%=
2×aa＋Aa
2(AA＋Aa＋aa)
×100%
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
=
30%+1/2×60%
=
60%
=
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
例1：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？
=纯合子基因型频率+1/2杂合子基因型频率
基因频率
A%+a%=1
AA%+Aa%+aa%=1
等位基因的频率之和等于1,基因型频率之和也为1。
例2、在调查红绿色盲时，随机抽查了200人，其中男女各100人。女性患者1人，携带者3人，男性患者4人。色盲基因的频率为多少？
=
1×2+3+4
100×2+100
×100%
=
3%
基因频率=
某基因的数目
控制该性状的等位基因总数
×
100%
②X染色体上基因频率的计算
概念法：
Xb基因频率=
色盲基因的总数
（2×女性个体数+男性个体数）
×100%
Y染色体上没有等位基因！
1.AA、Aa、aa的个体分别占24%、72%、4%、那么A、a的基因频率是多少？（
）
A.
36%和64%
B.
57%和43%
C.
24%和72%
D.
60%和40%
D
小试牛刀
2.对某校学生进行血友病遗传病调查研究后发现：100名女生中有患者3人、携带者15人；100名男生中有患者6人，那么该群体中血友病基因的频率是(
)
A.4.4%
B.5.1%
C.9%
D.10.2%
C
某昆虫种群中，绿色翅的基因为A,
褐色翅的基因为a，从这个种群中随机抽取100个个体，测得基因型为AA、Aa、aa的个体数分别为30、60、10个,就这对等位基因来说，每个个体可以看作含有2个基因，那么这100个个体共有200个基因，由此可知：
A基因的数量是2×30+60=120个
a基因的数量是2×10+60=80个
A基因的基因频率为120÷200=60%
a基因的基因频率为80÷200=40%
这一种群繁殖若干代以后，
其基因频率会不会发生变化呢？
若亲代昆虫中的种群满足以下五个条件：
①昆虫种群数量足够大，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，④不同翅色的个体生存和繁殖的机会是均等的（自然选择对A、a控制的翅型性状没作用）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？
(3)子代种群的基因频率各是多少？
(4)将计算结果填入下表，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？
思考讨论：用数学方法讨论基因频率的改变
若亲代昆虫中的种群满足以下五个条件：
①昆虫种群数量足够大，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，④不同翅色的个体生存和繁殖的机会是均等的（自然选择对A、a控制的翅型性状没作用）⑤基因A和a都不产生突变。
思考讨论：用数学方法讨论基因频率的改变
亲代（P）基因型的频率
AA(30%)
Aa(60%)
aa(10%)
亲代（P）配子的比值
A(
)
A(
)
a(
)
a(
)
A(
)
a(
)
子一代（F1）基因型频率
AA(
)
Aa(
)
aa(
)
子一代（F1）配子的比值
A
(
)
a(
)
个体间自由交配的情况下，
子二代、子三代的基因频率与基因型频率是什么情况？
30%
30%
30%
10%
36%
48%
16%
60%
40%
60%
40%
亲代基因频率
F1基因频率
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%
请同学们对上面表格进行分析，基因频率和基因型频率有什么规律？
①此条件下，亲代、子一代到若干代，种群的基因频率相同
②此条件下，子一代到若干代，种群的基因型频率相同
这个规律我们称为“遗传平衡定律”或“哈代-温伯格定律”
（亲代可能相同可能不同）
3.遗传平衡定律（哈迪-温伯格定律）
遗传平衡定律是由英国数学家哈迪和德国医生温伯格分别于1908年和1909年独立证明的，这一定律又称哈迪——温伯格定律，他们指出，一个有性生殖的自然种群中，在符合五个条件的情况下，种群的基因频率和基因型频率可以世代相传不发生变化（从F1往后开始不变），保持平衡
哈迪-温伯格定律成立的条件
①种群非常____
②所有的雌雄个体间都能________并产生后代
③没有______和______
④不同个体_____和______的机会是______的
⑤没有_______
大
自由交配
迁入
迁出
生存
繁殖
均等
即没有自然选择
基因突变
如果继续繁殖下去，只要满足上述5个条件，A、a等位基因的频率就永远是1/2∶1/2，基因型永远是AA、Aa和aa，三者的比例也永远是1/4∶1/2∶1/4。这就是A、a等位基因在这一种群基因库中的平衡状态。
哈代——温伯格定律：
举例：一个种群中有一半个体基因型为AA，一半个体基因型为aa，那么基因A和a的频率或比例是1/2∶1/2。在满足上述5个条件下：
这一种群中带有A和带有a的2种精子的比例是1/2∶1/2，
　　　带有A和带有a的2种卵细胞的比例也是1/2∶1/2。
有性生殖的结果即第二代中应产生3种基因型：
即1/4AA、1/2Aa和1/4aa，A和a的比例仍是1/2∶1/2
这一代随机交配产生的第三代，基因型频率仍然是1/4AA、1/2Aa和1/4aa
，基因频率仍然是1/2∶1/2。
哈代-温伯格定律可用数学方程式表示：
　　　　　　(p＋q)2=p2＋2pq＋q2=1
其中p代表一个等位基因，如上例中A的频率，
　　　q代表另一等位基因，如上例中a的频率。
p+q永远为1，即A的频率＋a的频率为1/2＋1/2=1。
p2代表A的纯合子AA的频率，
即1/2×1/2=1/4，
q2代表另一纯合子aa的频率，也是1/2×1/2=1/4，
2pq代表杂合子Aa的频率，即2(1/2×1/2)
=1/２。
如果等位基因不止2个，如前一章所述的身高、体色等涉及多个等位基因的性状，哈代-温伯格定律也同样适用，但公式就要相应调整。例如，有3个等位基因时，公式就应改为：
(p+q+r)2=p2+q2+r2+2pq+2pr+2qr=1
已知某种群中基因型为AA的个体占X%，则：
基因频率的计算
方法一：概念法：
方法二：通过基因型频率计算
方法三：遗传平衡定律（哈迪-温伯格定律）
例1、一种蛾中控制浅颜色的等位基因是隐性的，控制深颜色的等位基因是显性的。假设一个种群中有640只浅色的蛾和360只深色的蛾，群体呈遗传平衡，那么有多少只杂合子的蛾？
aa=
640/（640+360）
=0.64
a=
因为
所以：
0.8
A=1-0.8=0.2
则:
Aa=2pq=2×0.8×0.2=0.32
Aa的个体数=0.32×(640只+360只)=320只
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=_________________；
例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
典型例题自测：
D
例．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
若其他四条都成立的前提下，一个种群连续自交，后代基因频率______，基因型频率_______（______越来越多）；
若连续自由交配，后代基因频率______，基因型频率_______；
自由交配时，亲本与后代的基因频率_______（一定/不一定）相同，基因型频率_______（一定/不一定）相同；
不变
改变
纯合子
不变
不变
一定
不一定
2.上述计算结果是建立在五个假设条件基础上的。对自然界的种群来说，这五个条件都成立吗？你能举出哪些实例？
对自然界的种群来说，这五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。
思考讨论：用数学方法讨论基因频率的改变
3、如果该种群出现新的突变型，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。
第一：足够大的种群是不存在，而根据概率原理，当个体数不是充足大时，实际得到的数值与理论上的数值就存在误差，实际中子代和亲代的基因频率就会有差异。
在实际中，遗传平衡是不存在的。
原因如下：
第二：种群中充分的随机交配也是不现实的，也就是说不同基因型的卵细胞和精子结合的机会不是均等的。例如，在生殖季节，为了争夺异性配偶，雄性海象之间要进行激烈而又残酷的竞争，争斗的最后结果常常是强大的一方占有二三十个雌性海象，由于竞争失败，有的雄性海象没有任何的交配机会。假设其它条件不变，在生殖季节里，如果竞争力强的雄性海象个体基因型大多数是AA，而竞争失败的雄性海象个体的基因型大多数是aa（可能是由于本身基因型的关系，而导致性状上的差异），那么A的基因频率将越来越大。
第三：由于各种原因，种群中有的个体会离开该群体，相反的可能，有的同种的外来个体会迁入该种群，使种群中各种基因型的比例发生变化，而导致种群基因频率的改变。
第四：在自然界中，自然选择是不可抗拒的，始终对种群发挥作用。如基因型为aa的个体由于本身基因的原因，在特定的环境条件下，而导致性状缺陷，不能适应变化了的环境，在自然选择中处于不利地位，则a的基因频率也会越来越小。
第五：基因突变每时每刻都有可能发生。虽然每一个基因突变的频率很低，但一个种群中有很多的基因，所以基因的实际突变数是较大的，而且经过代代的遗传基因突变必然对种群的基因频率产生影响，使基因的频率发生改变。如由a突变成A的数或a突变成其它等位基因的数相对较大，则a的基因频率将越来越小。
遗传平衡：种群基因频率和基因型频率不发生变化
Ⅰ.种群数量足够大
Ⅱ.自由交配
Ⅲ.没有迁入与迁出
Ⅳ.没有自然选择
Ⅴ.没有发生基因突变
Ⅰ.种群数量比较小
Ⅱ.不能自由交配
Ⅲ.迁入与迁出
Ⅳ.自然选择
Ⅴ.发生基因突变
遗传平衡
X
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。
种群基因频率发生变化的过程
生物进化的实质：
引起基因频率变化的因素有哪些呢？
（二）种群基因频率的变化
1.改变种群基因频率的原因
基因突变、自然选择、迁入和迁出等
2.基因突变怎样使种群的基因频率发生变化
基因突变产生新的等位基因
除了基因突变之外，其他变异能够影响基因频率的改变吗？
3.可遗传变异
(1)可遗传变异的来源（种类）
突变
基因重组
基因突变
染色体变异
(2)可遗传变异的作用
可遗传变异提供了进化的原材料
思考：自然界中自发突变的频率很低，那么为什么突变还能够作为进化的原材料？
2
╳
1.3
×104╳
10-5
╳108
=
2.6╳107（个）
计算：果蝇1组染色体约有1.3×104个基因，假定每个基因的突变频率都为10-5，对于一个中等大小的果蝇种群（约有108个个体）来说，每一代可能出现突变的基因个数是多少？
个体基因数
×
突变率×
个体数＝种群基因突变数
对每个基因来说突变率很低，但由于种群是由许多个体组成的，每个个体的每一个细胞内都有成千上万个基因，这样，每一代就会产生大量的突变。
思考：基因突变大都是有害的，为什么还能为生物进化提供原材料？
但是在经常刮大风的海岛上，这类昆虫却因为不能飞行而避免了被风吹到海里淹死。
例如，有翅的昆虫中有时会出现残翅和无翅的突变类型，这类昆虫在正常情况下很难生存下去。
突变产生的变异有利或有害是绝对的吗？
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
。
生存环境
某海岛上残翅和无翅的昆虫
突变
基因重组
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
形成了进化的原材料
突变和基因重组都是随机的、不定向的
影响种群基因频率变化的因素
（二）种群基因频率的变化
（不能决定生物进化的方向）
(3)可遗传变异的特点
思考：为什么突变和重组只是提供生物进化原材料？
由于突变和基因重组都是随机的、不定向的，因此它们只是提供了生物进化的原材料，不能决定种群基因频率的变化方向，即不能决定生物进化的方向。
那么，种群基因频率的改变是否也是不定向的呢？
由于突变，桦尺蠖出现不同体色
s
S
长满地衣的树干上的桦尺蠖
19世纪，桦尺蠖种群中黑色基因（S）频率为5%，浅灰色基因（s）频率为95%
95%
5%
黑褐色树干上的桦尺蠖
20世纪，桦尺蠖种群中黑色基因（S）频率为95%，浅灰色基因（s）频率为5%
S
s
95%
5%
探究?实践
探究自然选择对种群基因频率变化的影响
提出问题
桦尺蠖种群中的S基因为什么越来越高？
自然选择可以使种群的基因频率定向改变
作出假设
创设情境示例
1870年桦尺蛾的基因型频率为SS10%，Ss20%，ss70%，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，桦尺蛾种群每年的基因型频率与基因频率是多少呢？
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%
计算过程注意重新计算单位一
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%
70.7%
26%
29.3%
14.6%
56.1%
60.9%
26.1%
73.9%
29.3%
13.1%
升高
降低
自然选择条件下种群基因频率
理想条件下种群基因频率
得出结论：环境的选择作用使s基因频率越来越低
分析结果，得出结论
在________的作用下，种群的基因频率_____________，导致生物_______________________。
自然选择
发生定向改变
朝着一定的方向不断进化
讨论1.树干变黑会影响桦尺蠖种群中浅色个体的出生率吗？为什么？
讨论2.在自然选择过程中，直接受选择的是基因型还是表型？为什么？
会，因为树干变黑后，浅色个体容易被发现，被捕食的概率增加，许多个体可能没有交配、产卵前就被天敌捕食，导致其个体数减少，影响出生率。
表现型，基因型并不能在自然选择中起直接作用，因为天敌在捕食桦尺蠖时，看到的是桦尺蠖的体色而不是控制体色的基因。
(三)自然选择对种群基因频率变化的影响
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
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
自然选择使种群的基因频率定向改变，故自然选择决定生物进化的方向。
(三)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
淘汰不利变异积累有利变异
种群的基因频率发生定向改变
生物朝一定方向缓慢进化
自然选择决定生物进化的方向
种群基因频率的改变
生物进化的实质：
种群基因频率的改变，标志着生物的进化。
引起基因频率改变的因素：
突变、选择、迁移等
【注意：种群基因型频率发生变化，生物不一定进化】
某植物种群，AA基因型个体占30%，aa基因型个体占20%，据此回答下面的问题．
（1）该植物的A、a基因频率分别是______、______．
（2）若该植物自交一代，
F1中AA、aa基因型个体分别占______、______．
这时，A和a的基因频率分别是______、______．
（3）依现代生物进化理论，这种植物在两年中是否发生了进化？为什么？
55%
45%
42.5%
32.5%
55%
45%
没有发生进化
种群基因频率没有发生改变
课堂总结
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
随堂检测
【例】使用某种农药防治某种农业害虫，开始效果很显著，长期使用后，效果越来越差，原因是（
）
A.害虫对农药进行了定向选择
B.害虫对农药逐渐适应
C.农药刺激害虫产生了变异
D.农药对害虫的变异进行了定向选择
D
实验原理
一般情况下，一定浓度的抗生素会__________，但变异的细菌可能产生_________
在实验室______________时，如果向培养基中添加________，_______有可能存活下来
杀死细菌
耐药性
连续培养细菌
抗生素
耐药菌
探究抗生素对细菌的选择作用
实验目的
通过观察细菌在_____________的培养基上的生长状况，探究抗生素对细菌的______作用
含有抗生素
选择
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、金黄色葡糖球菌等），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。
牛肉膏蛋白胨液体培养基
涂布器
方法步骤
(1)用记号笔在培养皿的底部画
的直线，将培养
皿分为4个区域，分别标记为①～④。
2条相互垂直
(3)用无菌的镊子先夹取1张________
的纸片放在①号区域的中央，再分别夹取1张
纸片放在②～④号区域的中央，盖上皿盖。
(2)取少量细菌培养液，用_____________
(或无菌棉签)均匀地涂抹在培养基平板上。
无菌的涂布器
不含抗生素
抗生素
(4)将培养皿倒置于
中培养
h。
(5)观察培养基上细菌的生长状况。纸片附近是否出现了
？如果有，测量和记录每个实验组中
，并取平均值。
(6)从
___的菌落上挑取细菌，接种到____________
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。
37℃的恒温箱
12～16
抑菌圈
抑菌圈的直径
抑菌圈边缘
已灭菌的液体培养基
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;
第1代
第2代
第3代
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。
思考讨论
1.为什么要从抑菌圈边缘的菌落上挑选细菌？
因为抑菌圈边缘生长的细菌可能是耐药菌
2.在本实验的培养条件下，耐药菌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？
在本实验的条件下，耐药菌产生的耐药性变异对它是有利的；
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；
3.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？
这些做法都会促进耐药菌的产生，增强某些细菌的耐药性
课后拓展题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,该类抗生素在某医完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。
3、（1）二者存在正相关的关系。依据是调查数据。
（2）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）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监测机制，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）合理使用抗生素，防止滥用抗生素。
这两群桦尺蠖还是不是同一物种？
是同一物种(同种生物的不同种群)
19世纪中叶到20世纪中叶，英国曼彻斯特地区的桦尺蠖种群基因频率发生了很大的改变。
由于突变和选择的因素不同，其基因组成可能会朝着不同的方向改变，导致种群间出现形态和生理上的差异，但是种群进化不一定会形成新物种。
那么，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？
二、隔离在物种形成中的作用
(一）物种的概念
能够在
下
并且____________的
一群生物。
自然状态
相互交配
产生可育后代
思考：马和驴是不是同一个物种呢？
马和驴不是同一个物种，因为他们的后代骡没有生殖能力
马的染色体数是64条
驴的染色体数是62条
骡子不能生骡子,只能由马和驴交配而产生
骡子的染色体数是63条
虽然老虎和狮子可以交配生出狮虎兽，但是狮虎兽不可育，所以老虎和狮子属于不同物种；
思考：狮虎兽和骡是一个新物种吗？为什么？
不是。因为它不能繁殖后代
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。
1.二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
2.三倍体西瓜是一个新物种吗？
不是。因为同一物种的雌雄个体间要能够相互交配并产生可育后代，而三倍体是不可育的，因此三倍体西瓜不是一个新物种。
活学活用
不同物种之间_____是不能交配的，即使交配成功，也_____产生可育的后代；
一般
不能
生殖隔离
两个鱼塘的鱼都是鲤鱼
1、它们是属于一个种群还是两个种群？
2、两个鱼塘的鲤鱼能够自由发生基因交流吗？为什么？
两个种群
不能，由于地理上的障碍
分布在不同自然区域的种群，由于高山、河流和沙漠等地理上的障碍，使彼此间无法相遇而不能交配。
东北虎
华南虎
地理隔离
（二）隔离
1.概念
在________下，________________的现象统称为隔离
自然状态
2.种类：_______、_______
基因不能自由交流
地理隔离
生殖隔离
（1）地理隔离概念
（2）生殖隔离概念
_____生物由于_______而分成不同的_____，使得_____间__________________的现象
同种
地理障碍
种群
种群
不能发生基因交流
________之间一般是不能__________的（即不能进行基因交流）,即使交配成功，也不能____________
不同物种
相互交配
产生可育的后代
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？
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。就这样过了几千年。
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?
经过长期的地理隔离，导致生殖隔离。
（三）隔离在物种形成中的作用
思考?讨论
加拉帕戈斯群岛主要由13个岛屿组成，不同岛屿的环境有较大差别，该群岛上生活着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？
隔离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，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？
1.
不同岛屿上的地雀种群，产生突变的情况一样吗？
2.
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？
3.
如果这片海域只有一个小岛，还会形成这么多种地雀吗？
4.
5.加拉帕戈斯岛的地雀说明了什么？
6.地理隔离在物种形成过程中起到了什么作用？
7.地理隔离一旦形成，就能形成新的物种吗？
8.物种形成的必要条件是什么？
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。
讨论：
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。
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。
5.加拉帕戈斯岛的地雀说明了什么？
说明通过地理隔离形成新物种。
6.地理隔离在物种形成过程中起到了什么作用？
地理隔离造成自然选择方向不同（由于环境不同），从而促使不同种群的遗传组成朝着不同的方向发展，并逐步出现生殖隔离。
7.地理隔离一旦形成，就能形成新的物种吗？
不能。只有生殖隔离形成，才能成为新的物种。
8.物种形成的必要条件是什么？
隔离
地雀祖先
甲岛地雀
乙岛地雀
丙岛地雀
丁岛地雀
……
突变和基因重组
自然选择
甲岛地雀1
乙岛地雀2
丙岛地雀3
丁岛地雀4
种群基因库改变
……
地理隔离
不同
不同
有差异
出现生殖隔离
不同物种
阻断基因交流
基因频率向不同方向发生改变
久而久之
形成明显差异
地理隔离→生殖隔离（新物种形成）
加拉帕戈斯群岛上13种地雀形成的过程图解
加拉帕戈斯群岛的地雀的形成方式
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
新物种
自然选择，基因频率发生改变
生殖
隔离
物种形成的三个环节
①突变和基因重组
②自然选择
③隔离
小结：
新物种形成的标志：
出现生殖隔离
物种形成的基本环节
1.突变和基因重组(产生进化的原材料)
2.自然选择(决定生物进化、物种形成的方向)
3.隔离(物种形成的必要条件)
新物种形成的标志:
生殖隔离的形成
注意
地理隔离是形成物种的量变阶段，
生殖隔离是形成物种的质变阶段，
只有地理隔离，而没有生殖隔离，不产生新的物种。
物种形成的关键是生殖隔离。
三者关系：物种、种群、隔离
物种1
物种2
种群1
种群2
基因不交流
地理隔离
生殖隔离
基因不交流
地理隔离是量变阶段，生殖隔离是质变阶段
?
种群
物种
概念
范围
要点
联系
自然状态下能够交配并产生可育后代
生活在一定区域的同种生物的全部个体
能够在自然状况下相互交配并且产生可育后代的一群生物
比较种群与物种
较小范围内的同种生物的个体
分布在不同区域内的同种生物的许多种群组成
一定区域
同种生物
全部个体
1.一个物种可以包括多个种群
2.同一物种的不同种群在一定条件下可以进行基因交流
物种的形成是否都需要经过地理隔离？
不同物种间都存在着生殖隔离,物种的形成必须经过生殖隔离，但不一定要经过地理隔离。
不经过地理隔离，也可以直接形成生殖隔离，例如二倍体植株染色体加倍成了四倍体植株，二者杂交后代产生的三倍体植株是高度不育的，存在生殖隔离
自然选择2
自然选择1
地理隔离
原种
变异1
变异2
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：
（1）渐变式（主要方式）
多倍体的形成不需经地理隔离
（2）爆发式：无需地理隔离
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
生殖隔离的出现
基因频率改变
与原物种属于不同物种
①只有不同种群的基因库产生了明显差异，出现生殖隔离才能形成新物种；
②进化不一定产生新物种，新物种的产生一定存在进化
物种形成和生物进化的比较
可能属于同一物种，
也可能属于不同物种
种群基因组成的变化
隔离在物种形成中的作用
种群基因组成的变化与物种的形成
种群、基因库、基因频率的概念
基因频率和基因型频率的计算
物种的概念
隔离的概念及种类
隔离对物种形成的作用
影响基因频率变化的因素
自然选择决定生物进化的方向
总结
现代生物进化理论基本观点
自然选择学说
隔离
核心
种群
生物进化的基本单位
生物进化的实质
种群基因频率的改变
进化的原材料
突变和基因重组
决定进化的方向
自然选择
物种形成的三个环节
物种形成的必要条件