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1、第第3节节 种群基因组成的变种群基因组成的变 化与物种的形成化与物种的形成先有鸡还是先有蛋？甲同学说：当然是先有鸡蛋了，因为只有生殖细胞产生的基因突变才能遗传给后代，体细胞即使发生了基因突变，也不能影响后代的性状。乙同学说：不对，人们在养鸡过程中，是根据鸡的性状来选择的，只让符合人类需求的鸡繁殖后代，因此是先有鸡后有蛋。你同意哪位同学的观点？你的答案和理由是什么？这两种观点都有一定的道理，但都不全面。因为他们忽视了鸡和蛋在基因组成上的一致性，也忽视了生物的进化是以种群为单位而不是以个体为单位这一重要观点。生物进化的过程是种群基因库在环境选择下定向改变的过程，以新种群与祖先种群形成生殖隔离为标志
2、，并不是在某一时刻突然有一个个体或生殖细胞成为一个新物种。问题探讨问题探讨aaA_ 自然选择自然选择直接作用直接作用的是生物的的是生物的个体个体，而且是个体的，而且是个体的表型表型。但是，在自然界，但是，在自然界，没有哪个个体是长生不死的，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个体的表型会随着个体的死亡而消失，决定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。研究生物的研究生物的进化，仅研究个体和表型是不够的，还必须研究进化，仅研究个体和表型是不够的，还必须研究群体基因组成群体基因组成的变化。的变化。一 种群基
3、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。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是一个种群（1）一个池塘中的全部鱼 （2）一个池塘中的全部鲤鱼（3）两个池塘内的全部鲤鱼（4）一片草地上的成年梅花鹿否是否否一、一、种群和种群基因库种群和种群基因库研究什么样的群体？研究什么样的群体？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。种群是繁殖的基本单位，也生物进化的基本单位。2、种群的特点：一、一、种群和种群基因库种群和种群基因库种群个体间自由交配，通过繁殖才能将各自的基因传递给后代。为什么种群是生物繁殖的基本单位？一、一、种群
4、和种群基因库种群和种群基因库有利变异的个体通过繁殖，才能将控制有利变异的基因在群体中传递、扩散，生物才能进化。有利变异个体如果死亡前不能把变异基因传递给后代，那它对生物的进化是没有贡献的。为什么种群是生物进化的基本单位？某个猴子发生变异，使猴群强大起来，但没某个猴子发生变异，使猴群强大起来，但没有合适伴侣孤独一生，其死后猴群又恢复到有合适伴侣孤独一生，其死后猴群又恢复到原来的样子，这能不能说猴群体进化了？原来的样子，这能不能说猴群体进化了？若该猴降低一点择偶标准，与普通猴交若该猴降低一点择偶标准，与普通猴交配生小猴子。当该猴死去，该猴的表型配生小猴子。当该猴死去，该猴的表型（基因）能不能在群体
5、中扩散开来？（基因）能不能在群体中扩散开来？一、一、种群和种群基因库种群和种群基因库许多昆虫的寿命不足一年，所许多昆虫的寿命不足一年，所有的蝗虫都会在秋风中死去，有的蝗虫都会在秋风中死去，其中有些个体成功的完成生殖，其中有些个体成功的完成生殖，死前在土壤中埋下受精卵，来死前在土壤中埋下受精卵，来年春夏之交部分受精卵成功的年春夏之交部分受精卵成功的发育成蝗虫。发育成蝗虫。种群在繁衍过程中，个体有新老交替，基因却代代相传。种群在繁衍过程中，个体有新老交替，基因却代代相传。如同前一年的如同前一年的蝗虫种群相比，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？新形成的蝗虫种群在基因组成上会有
6、什么变化吗？一、一、种群和种群基因库种群和种群基因库3、种群的基因库：一个种群中全部个体所含有的全部基因其中每个个体所含的基因只是基因库的一部分其中每个个体所含的基因只是基因库的一部分这些这些金鱼各自有自己的基因，共同构成了种群的基因库。它们各自的基因都金鱼各自有自己的基因，共同构成了种群的基因库。它们各自的基因都是基因库的一部分。个体数目越多，个体间的差异越大，基因库也就越大。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。一、一、种群和种群基因库种群和种群基因库在某昆虫种群中，决定翅色为绿色的基因是A，褐色的基因是a，从这个种群中随机抽取100个个体，测得基因型为AA、A
7、a和aa的个体分别是30、60和10个。基因型频率基因型频率=该基因型个体数该基因型个体数该种群个体总数该种群个体总数100%AA基因型频率基因型频率=30100=30%Aa基因型频率基因型频率=60100=60%aa基因型频率基因型频率=10100=10%4、基因型频率：在一个种群基因库中，某个基因型的个体占个体总数的比值一、一、种群和种群基因库种群和种群基因库在某昆虫种群中，决定翅色为绿色的基因是A，褐色的基因是a，从这个种群中随机抽取100个个体，测得基因型为AA、Aa和aa的个体分别是30、60和10个。基因频率基因频率=某基因的总数某基因的总数全部等位基因的总数全部等位基因的总数10
8、0%1、100个体数的全部等位基因总数为个体数的全部等位基因总数为_2002、A基因为基因为_ 个，个，a基因为基因为_ 个个230+60=120 210+60=80A频率频率=120200=60%a频率频率=80200=40%25、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一、一、种群和种群基因库种群和种群基因库X染色体上基因频率计算染色体上基因频率计算XB=Xb=例：例：在调查红绿色盲时，随机抽查了在调查红绿色盲时，随机抽查了200200人，其中男女各人，其中男女各100100人。女性患者人。女性患者1 1人，携带者人，携带者3 3人，男性患者人，男性患者4 4 人。色盲
9、基因的频率为多少？人。色盲基因的频率为多少？X Xb b=12+3+4 12+3+4 1002+1001002+100 100%100%=3%3%一、一、种群和种群基因库种群和种群基因库一个基因的频率=它的纯合子的基因型频率+1/2杂合子的基因型频率A频率频率=AA%+1/2Aa%a频率频率=aa%+1/2 Aa%例：例：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，黑色等位基因控制，黑色(B)(B)对红色对红色(b)(b)为显性。如果基因型为为显性。如果基因型为BBBB的个体的个体占占18%18%，基因型为，基因
10、型为BbBb的个体占的个体占78%78%，基因型为，基因型为bbbb的个体占的个体占4%4%。基因。基因B B和和b b的频率分别为（的频率分别为（）A A18%18%、82%B82%B36%36%、64%C64%C57%57%、43%D43%D92%92%、8%8%C一、一、种群和种群基因库种群和种群基因库用数学方法讨论基因频率的变化用数学方法讨论基因频率的变化根据根据孟德尔的分离定律孟德尔的分离定律计算：计算：(1)(1)该种群产生的该种群产生的A A配子和配子和a a配子的比率是多少？配子的比率是多少？(2)(2)子代基因型的频率各是多少？子代基因型的频率各是多少？(3)(3)子代种群的
11、基因频率各是多少？子代种群的基因频率各是多少？(4)(4)子二代、子三代以及若干代以后，种群的基因频率会同子一子二代、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？代一样吗？1.1.假设上述假设上述昆虫种群非常大昆虫种群非常大昆虫种群非常大昆虫种群非常大，所有的，所有的雌雄个体间都能自由交配雌雄个体间都能自由交配雌雄个体间都能自由交配雌雄个体间都能自由交配并产并产生后代，生后代，没有迁入和迁出没有迁入和迁出没有迁入和迁出没有迁入和迁出，自然选择对翅色这一相对性状没有作用自然选择对翅色这一相对性状没有作用自然选择对翅色这一相对性状没有作用自然选择对翅色这一相对性状没有作用，基因基因基因基
12、因A A A A和和和和a a a a都不产生突变都不产生突变都不产生突变都不产生突变，思考思考讨论讨论一、一、种群和种群基因库种群和种群基因库 由由此此可可见见，如如果果满满足足上上述述五五个个条条件件，则则亲亲代代和和子子代代每每一一种种基基因因的的频频率率都都不不会会改改变变，到到再再下下一一代代也也是是如如此此，也也就就是是说说基基因因频频率率可可以以代代代代保持稳定不变保持稳定不变。这就是。这就是哈代温伯格平衡哈代温伯格平衡，也叫，也叫遗传平衡定律遗传平衡定律。亲代基因型的频率亲代基因型的频率AAAA（30%30%）AaAa（60%60%）aaaa（10%10%）配子的比率配子的比率
13、A A（）A()A()a()a()a()a()子一代基因型频率子一代基因型频率AAAA（）Aa()Aa()aa()aa()子一代基因频率子一代基因频率A A（）a()a()子二代基因型频率子二代基因型频率AAAA（）Aa()Aa()aa()aa()子二代基因频率子二代基因频率A A（）a()a()30%30%30%10%36%48%16%60%40%36%48%16%60%40%思考思考讨论讨论一、一、种群和种群基因库种群和种群基因库 1908年，英国数学家哈代与德国医生温伯格应用数学方法探讨群体中基因频率变化所得的结论：他们指出在一个有性生殖的自然种群中，在理想条件下，种群的基因频率和基在理
14、想条件下，种群的基因频率和基因型频率可以世代相传，不发生变化，保持平衡，称为遗传平衡，因型频率可以世代相传，不发生变化，保持平衡，称为遗传平衡，也叫哈代-温伯格定律。6、遗传平衡定律（哈代 温伯格定律）：（1 1）当群体满足以下五个条件：）当群体满足以下五个条件：昆虫群体数量足够大；昆虫群体数量足够大；全部的雌雄个体间都能全部的雌雄个体间都能自由交配自由交配并能产生后代；并能产生后代；没有迁入与迁出；没有迁入与迁出；自然选择自然选择对性状没有作用；对性状没有作用；基因基因A A和和a a都不产生都不产生突变突变种群的基因频率将不会改变种群的基因频率将不会改变一、一、种群和种群基因库种群和种群基
15、因库A(p)a(q)A(p)AA(p2)Aa(pq)a(q)Aa(pq)aa(q2)AA 基因型频率=p2 Aa 基因型频率=2pq aa 基因型频率=q2基因在常染色体上：(p+q)2 =p2 +2pq +q2 （2）公式）公式：设A的基因频率为p，a的基因频率为q，则p+q=16、遗传平衡定律（哈代 温伯格定律）：一、一、种群和种群基因库种群和种群基因库（2）公式）公式：设A的基因频率为p，a的基因频率为q，则p+q=1基因仅在X染色体上：XA=p，Xa=q女性：(p+q)2=p2+2pq+q2 男性：XAY=pXaY=q男性基因型频率=基因频率XAXA=p2XAXa=2pqXaXa=q2
16、6、遗传平衡定律（哈代 温伯格定律）：一、一、种群和种群基因库种群和种群基因库第一：足够大的种群是不存在；第二：种群中雌雄个体间充分的随机交配是不现实的；第三：基因突变每时每刻都有可能发生；第四：由于各种原因，种群中有的个体会离开该群体，或迁入该种群；第五：在自然界中，自然选择是不可抗拒的，始终对种群发挥作用。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。思考思考讨论讨论种群基因频率的改变与生物的进化的关系？一、一、种群和种群基因库种群和种群基因库 如果该种群出现新的突变型（基因型为A2a或A2A2
17、），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？基因基因A A2 2的频率是增加还是减少，要看这一突变对生物体是有益还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，这往往取决于是有害的，这往往取决于生物生存的环境生物生存的环境。突变产生的新基因会使种群的基因频率发生变化。（什么变化？）思考思考讨论讨论一、一、种群和种群基因库种群和种群基因库 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基因频率发生变化基因频率发生变化基因频率发生变化。可遗传的变异可遗传的变异变异变异不可遗传的变异不可遗传的变异基因突
18、变基因突变染色体变异染色体变异基因重组基因重组突变突变（提供生物进化的原材料）二、种群基因频率的变化二、种群基因频率的变化1 1、原因、原因 2 2、可遗传变异提供生物进化的原材料、可遗传变异提供生物进化的原材料（1 1）可遗传变异的来源：突变（基因突变、染色体变异）和基因重组）可遗传变异的来源：突变（基因突变、染色体变异）和基因重组如果果蝇一组染色体上约有1.3104个基因，假定每个基因的突变频率是105，对于一个中等大小的果蝇种群（约有108个个体）来说每一代出现的基因突变数是：在自然情况下，突变的频率是很低的，且多数是有害的，那么，它为什么还能作为生物进化的原材料呢？21.3 1021.
19、3 104 4 10 10-5-5 10 108 8=2.6 10=2.6 107 7 种群由许多个体组成，每个个体的细胞中都有成千上万个基因，每一代会产生大量的突变。二、种群基因频率的变化二、种群基因频率的变化 突变的有害和有利也不是绝对的，这往往取决于生物的生存环境。有翅的昆虫，有时候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。但是在经常刮大风的海岛上，这里昆虫却因为不能飞行而避免了被海风吹到海里淹死。长翅残翅更适应风小环境更适应风大环境二、种群基因频率的变化二、种群基因频率的变化（2 2）原因：）原因：种群由许多个体组成，每个个体的细胞中都有成千上万个基因，每一代会产生
20、大量的突变。突变的有害和有利也不是绝对的，这往往取决于生物的生存环境。2 2、可遗传变异提供了生物进化的原材料可遗传变异提供了生物进化的原材料3 3、可遗传变异的特点：可遗传变异的特点：基因突变产生的等位基因，通过有性生殖过程中的基因重组，可以形成多种多样的基因型，从而使种群中出现多种多样可遗传的变异类型。突变和重组都是随机的、不定向的。二、种群基因频率的变化二、种群基因频率的变化基因突变基因重组新的等位基因多种多样的基因型突变（基因突变和染色体变异）和基因重组产生进化的原材料形成了进化的原材料,不能决定生物进化的方向作用种群中出现大量可遗传的变异类型形成变异是随机的、不定向的特点 总结：突变
21、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、种群基因频率的变化二、种群基因频率的变化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，白天休息在树干上。杂交实验表明，其体色受一对等位基因S和s控制，黑色（S）对浅色（s）是显性的。19世纪中叶以前，树干上长满了浅色的地衣，桦尺蛾几乎都是浅色的，该种群中黑色（S）的基因频率很低，在5%以下。20世纪中叶，工厂排放的煤烟使地衣不能生存，结果树皮裸露并被熏成黑褐色。黑色型的桦尺蛾却成了常见的类型，黑色（S）基因的频率上升到95%以上。三、三、自然选择对种群基因频率变化的影响自然选择对种群基因频率变化的影响
22、提出问题提出问题桦尺蛾种群中桦尺蛾种群中s基因（决定浅色性状）的频率为什么越来越低呢基因（决定浅色性状）的频率为什么越来越低呢?作出假设作出假设黑褐色的生活环境，不利于浅色桦尺蛾的生存，对黑色桦尺蛾生存有利，这种黑褐色的生活环境，不利于浅色桦尺蛾的生存，对黑色桦尺蛾生存有利，这种环境的选择作用使该种群的环境的选择作用使该种群的s基因的频率越来越低，即自然选择可以使种群的基基因的频率越来越低，即自然选择可以使种群的基因频率发生定向改变。因频率发生定向改变。讨论探究思路讨论探究思路假设假设1870年，桦尺蛾种群的基因型频率为：年，桦尺蛾种群的基因型频率为：SS10%，Ss20%，ss70%，S基因
23、基因的频率为的频率为20%。假如树干变黑使得浅色型个体每年减少。假如树干变黑使得浅色型个体每年减少10%，黑色个体增加，黑色个体增加10%。在第。在第210年间，该种群的基因型频率是多少？每年的基因频率是多少年间，该种群的基因型频率是多少？每年的基因频率是多少？提示：提示：不同年份该种群个体总数可能有所变化。不同年份该种群个体总数可能有所变化。三、三、自然选择对种群基因频率变化的影响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探究自然选择对种群基因频率变化的影响SS和Ss为黑色，ss为浅色；到了第二年（1871年），SS的频率为10%（110%）11%，Ss的频率为20
24、%（110%）22%，ss的频率为70%（110%）63%；所以总的频率为11%22%63%96%SS的频率为11%/96%0.1145833=11.5%Ss的频率为22%/96%0.22916666=22.9%ss的频率为63%/96%0.65625=65.6%S的频率为（11%22%/2）/96%23%s的频率为（63%22%/2）/96%77%第第1 1年年第第2 2年年第第3 3年年基因型频率SS10%11.5%Ss20%22.9%ss70%65.6%基因频率S20%23%s80%77%假设1870年，桦尺蛾种群的基因型频率为SS10%，Ss 20%，ss 70%，S基因的频率为20%
25、。假如种群中浅色个体每年减少10%，黑色个体每年增加10%。第210年间，该种群每年的基因型频率各是多少？每年的基因频率是多少？（计算结果填入下表）第第1年年第第2年年第第3年年第第4年年基因型频率基因型频率SS10%11.5%Ss20%22.9%ss70%65.6%基因频率基因频率S20%23%s80%77%70.7%26%29.2%14.7%56.1%60.9%26.1%73.9%29.3%13.1%升高升高降低降低探究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三、三、自然选择对种群基因频率变化的影响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
26、色个体的出生率吗？为什么？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。直接受选择的是表型（体色），而不是基因型，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蛾时，看到的是桦尺蛾的体色而不是控制体色的基因。讨论三、三、自然选择对种群基因频率变化的影响自然选择对种群基因频率变化的影响生物进化的生物进化的实质实质是是种群基因频率的改变种群基因频率的改变，标志着，标志着 在自然选择的作用下，具有在自然选择的作用下，具有有利变异的个体有利变异
27、的个体有更多的机会有更多的机会产生后代，产生后代，种群种群中中相应基因的频率相应基因的频率会不断会不断提高提高；相反，具有；相反，具有不不利变异的个体利变异的个体留下后代的机会少，种群中留下后代的机会少，种群中相应基因的频率相应基因的频率会会下下降降。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。基因频率的改变。基因频率的改变。生物的进化生物的进化。三、三、自然选择对种群基因频率变化的影响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不断淘汰有利变异积累加强种群基因频种群基因频率定向改变率定向改变生物进化导致实质1.变异是不定向的，自然选
28、择是定向的3.生物进化的实质是种群基因频率的定向改变（基因型频率改变，生物不一定进化）2.自然选择决定生物进化的方向4.自然选择直接选择的是个体的表型；实质是决定表型的基因三、三、自然选择对种群基因频率变化的影响自然选择对种群基因频率变化的影响生物进化的基本单位生物进化的基本单位生物进化的实质生物进化的实质生物进化的原材料生物进化的原材料决定生物进化的方向决定生物进化的方向种群种群基因频率的改变基因频率的改变突变和基因重组突变和基因重组自然选择自然选择课堂小结课堂小结 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。下面通过探究抗生素对细菌的选择作用的实验，进
29、一步加深理解自然选择的定向选择作用。探究探究实践实践2探究抗生素对细菌的选择作用探究抗生素对细菌的选择作用探究抗生素对细菌的选择作用探究抗生素对细菌的选择作用一、实验原理一、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。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。通过观察细菌（如通过观察细菌（如大肠杆菌大肠杆菌）在含有抗生素（如）在含有抗生素（如卡那霉素卡那霉素）的培养基上的生长状况，）的培养基上
30、的生长状况，探究抗生素对细菌的选择作用。探究抗生素对细菌的选择作用。二、实验目的二、实验目的三、材料用具三、材料用具探究探究实践实践21.用记号笔在培养皿的底部画线，将培养基分为四个区，标号2.将细菌涂布在培养基平板上 探究探究实践实践2探究抗生素对细菌的选择作用探究抗生素对细菌的选择作用探究抗生素对细菌的选择作用探究抗生素对细菌的选择作用四、实验步骤四、实验步骤3.号区域的中央放置不含抗生素纸片和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1216h四、实验步骤四、实验步骤探究探究实践实践2探究抗生素对细菌的选择作用探究抗生素对细菌的选择作用探究抗生素对细菌的选择
31、作用探究抗生素对细菌的选择作用5.观察并测量抑菌圈直径，并取平均值6.从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌培养，并重复以上步骤四、实验步骤四、实验步骤探究探究实践实践2探究抗生素对细菌的选择作用探究抗生素对细菌的选择作用探究抗生素对细菌的选择作用探究抗生素对细菌的选择作用抑菌圈的逐代缩小说明：抑菌圈直径抑菌圈直径/cm第一代第二代第三代12.261.891.6222.411.911.6732.421.871.69平均值2.361.891.66五、实验结果和结论五、实验结果和结论探究抗生素对细菌的选择作用探究抗生素对细菌的选择作用探究抗生素对细菌的选择作用探究抗生素对细菌的选择作用 在抗生素的选择作用下
32、，抗生素对细菌抑制作用越来越弱，大肠杆菌对卡那霉素的抗性逐代增强。探究探究实践实践21、为什么要从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌？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，在本实验的环境条件下，耐药性细菌的存活率高，故为有利变异。有利于细菌的变异对人类是有害的，面对不同的主体，应辩证地看待变异的有利有害性。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。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？探究抗生素对细菌的选择作用探究抗生素对细菌的选择作用探究抗生素对
33、细菌的选择作用探究抗生素对细菌的选择作用2、实验数据是否支持“耐药菌是普遍存在”这一说法？探究探究实践实践2 滥用抗生素会使细菌的耐药基因不断积累，即耐药基因在细菌种群中基因频率逐渐上升，抗药性不断增强，导致抗生素药物失效。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。你认为这些做法会有什么后果？结论：变异是不定向的，自然选择是定向的，定向的自然选择决定了生物进化的方向。探究抗生素对细菌的选择作用探究抗生素对细菌的选择作用探究抗生素对细菌的选择作用探究抗生素对细菌的选择作用探究探究实践实践2二 隔离在物种形成中的作用不能
34、交配不能交配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。一、一、物种的概念物种的概念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。同一物种可以分布在不同区域，构成不同的种群。全世界的人都是一个物种吗？人都是一个物种，无论什么肤色的人结婚，都能产生具有生殖能力的后代。一、一、物种的概念物种的概念马它们是它们是 同一物种吗？同一物种吗？不是驴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。马和驴是同一物种吗？一、一、物种的概念物种的概念马（2N=64）驴（2N=62）1.物种概念：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。骡子（2N=63）
35、是否可育？你知道骡子为什么不育吗？异源二倍体（不育）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。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。一、一、物种的概念物种的概念思考：二倍体西瓜和四倍体西瓜是不是一个物种？不是，因为后代三倍体西瓜不可育，不是，因为后代三倍体西瓜不可育，存在生殖隔离。存在生殖隔离。思考：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。的，因此三倍体西瓜不是一个新物种。一、一、物种
36、的概念物种的概念1.隔离的概念：不同群体间的个体，在自然状态下基因不能自由交流的现象。2.隔离的种类（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，如东北虎和华南虎。二、隔离在物种形成中的作用二、隔离在物种形成中的作用东北虎东北虎华南虎华南虎（2）生殖隔离：）生殖隔离：不同物种之间一般是不能交配的，即使交配成功也不能产生可育后代，这种现象叫做生殖隔离。狮子与老虎杂交产生狮虎兽是没有生育能力的，狮子与老虎因狮子与老虎杂交产生狮虎兽是没有生育能力的，狮子与老虎因杂种不育而形成生殖隔离。杂种不育而形成生殖隔离。2.隔离的种类二、隔离在物种形成中的作用二、隔离在
37、物种形成中的作用在一个山谷中，有一个鼠种群在一个山谷中，有一个鼠种群“快乐快乐”地生地生活着。雌鼠和雄鼠之间可以自由交配，繁衍活着。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。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，它们遇了。它们发现彼此大不相同，它们之间还能繁殖后代吗？之间还能繁殖后代吗？思考：地理隔离与生殖隔离有什么关系呢
38、？二、隔离在物种形成中的作用二、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160950 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
39、、隔离在物种形成中的作用二、隔离在物种形成中的作用思考思考讨论讨论加拉帕戈斯群岛的地雀加拉帕戈斯群岛的地雀1 1 1 1、设想南美洲大陆的一种地雀来到加、设想南美洲大陆的一种地雀来到加、设想南美洲大陆的一种地雀来到加、设想南美洲大陆的一种地雀来到加拉帕戈斯群岛后，先在两个岛屿上形拉帕戈斯群岛后，先在两个岛屿上形拉帕戈斯群岛后，先在两个岛屿上形拉帕戈斯群岛后，先在两个岛屿上形成两个初始种群。这两个种群的个体成两个初始种群。这两个种群的个体成两个初始种群。这两个种群的个体成两个初始种群。这两个种群的个体数量都不多。它们的基因频率一样吗数量都不多。它们的基因频率一样吗数量都不多。它们的基因频率一样吗
40、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 2 2 2、不同岛屿上的地雀种群，产生突变、不同岛屿上的地雀种群，产生突变、不同岛屿上的地雀种群，产生突变、不同岛屿上的地雀种群，产生突变的情况一样吗？的情况一样吗？的情况一样吗？的情况一样吗？不一样。因为突变是随机发生的二、隔离在物种形成中的作用二、隔离在物种形成中的作用思考思考讨论讨论加拉帕戈斯群岛的地雀3 3、对不同岛屿上的地雀种群来说，环、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？频率的变化会产生什么影响？不同岛屿
41、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 4、如果这片海域只有一个小岛，还会、如果这片海域只有一个小岛，还会形成这么多种地雀吗？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二、隔离在物种形成中的作用思考思考讨论讨论加拉帕戈斯群岛的地雀的形成方式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，基因频率发生定向改变生殖隔离，新物种形成的标志3.物种形成的三个环节（自然界常见的物种形成方式）（自然界常见的物种形成方式）(不定向)突变和基因重组产生进化的原材料自然选
42、择导致种群基因频率的定向改变隔离是物种形成的必要条件二、隔离在物种形成中的作用二、隔离在物种形成中的作用思考：思考：通过长期地理隔离而实现生殖隔离，但新物种形成一定要通过地理隔离吗通过长期地理隔离而实现生殖隔离，但新物种形成一定要通过地理隔离吗？不是。不是。多倍体的形成多倍体的形成不需经地理隔离。不需经地理隔离。二、隔离在物种形成中的作用二、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），四倍体西瓜。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4.物种形成的方式：二、隔离在
43、物种形成中的作用二、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进化不一定产生新物种，生物进化出现生殖隔离才形成新物种，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二、隔离在物种形成中的作用2经过漫长的地理隔离，一定会出现生殖隔离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。1只要不同种群的基因库产生了明显差异，就一定产生新物种不一定，不同种群的基因库
44、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。二、隔离在物种形成中的作用二、隔离在物种形成中的作用辨析正误辨析正误3.新物种形成一定要经过地理隔离不一定不经过地理隔离，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。5.物种形成的意义：物种形成本身表示生物类型的增加。同时，它也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二、隔离在物种形成中的作用（1）只要种群基因频率发生改变，生物一定发生了进化。（2）生物进化不一定形成新物种。（3）新物种形成一定发生了进化。（4）物种形成取决于是否产生生殖隔离，不一定要经过地理隔离。（5）新物种产生的两个条件：与原物种存在生殖隔离；可育。如三倍体无子西瓜、骡均不能称为“物种”6.进化与物种形成的关系二、隔离在物种形成中的作用二、隔离在物种形成中的作用