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1、第六章第六章 生物的进化生物的进化第3节 种群基因组成的变化与物种的形成第1课时 种群基因组成的变化自然选择过度繁殖大量个体遗传变异具有不利变异、不适应环境的个体具有有利变异、适应环境的个体生存斗争不适者被淘汰适者生存基础内因动力结果生活条件有限原始物种新物种逐代积累加强生物进化新课导入 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。讨论：讨论：你同意哪位同学的观点你同意哪位同学的观点?你的答案和理由是什么你的答
2、案和理由是什么?这两种观点都有一定的道理，但都不全面。因为它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的选择作用下定向改变的过程，以新种群与祖先种群形成生殖隔离为标志，并不是在某一时刻突然有一个个体或一个生殖细胞成为一个新物种。基因或染色体改变基因或染色体改变一、种群和种群基因库aaA_ 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，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
3、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。研究生物研究生物的进化，仅研究个体和表型是不够的，还必须研究的进化，仅研究个体和表型是不够的，还必须研究群体基因组成群体基因组成的变化。的变化。种群是生物进化的基本单位基因或染色体改变基因或染色体改变一、种群和种群基因库自主学习自主学习1 1：请同学们仔细阅读课本请同学们仔细阅读课本P110-111P110-111相关内容相关内容，总结，总结种群的概念种群的概念及特点及特点、基因库及基因频率的概念基因库及基因频率的概念。1.种群：l概念：概念：生生活活在在一一定定区区域域的的同同种种生生物物的的全部个
4、体全部个体叫做种群。叫做种群。l特点：特点：种群中的个体并不是机械地集合在一起，而是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，并彼此可以交配，并通过繁殖将各自的基因传给后代。通过繁殖将各自的基因传给后代。种群是物种繁衍、进化的基本单位。种群是物种繁衍、进化的基本单位。种群在繁衍过程中，个体有新老交替，基因却代代相传。判断下列是否属于种群判断下列是否属于种群?一个池塘中的全部鱼一个池塘中的全部鱼 一个池塘中的全部鲤鱼一个池塘中的全部鲤鱼两个池塘内的全部青蛙两个池塘内的全部青蛙一片草地上的全部植物一片草地上的全部植物一片草地上的成年梅花鹿一片草地上的成年梅花鹿基因或染色体改变基因或染色
5、体改变一、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？基因或染色体改变基因或染色体改变一、种群和种群基因库有有利利变变异异的的个个体体通通过过繁繁殖殖，才才能能将将控控制制有有利利变变异异的的基基因因在在群群体体中中传传递递、扩扩散散，生生物物才才能能进进化化。有有利利变变异异个个体体如如果果死死亡亡前前不不能能把把变变异异基基因因传传递递给给后代，那它对生物的进化是没有贡献的。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，但没有合适伴侣孤独一生，其死后猴群又恢复到原来的样子，这
6、能不能说猴群体进化了？若该猴降低一点择偶标准，与普通猴交配生小猴子。当该猴死去，该猴的表型（基因）能不能在群体中扩散开来？一、种群和种群基因库2.基因库：一个一个种群种群中全部个体所含有的中全部个体所含有的全部基因全部基因。包括基因的种类和数目包括基因的种类和数目每个种群都有一个基因库，种群中每个个体所含有的基因只是基因库的一部分，个体一代代死亡，但基因库在代代相传中保留下来，并得到发展。举例：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。基因或染色体改变基因或染色体改变一、种群和种群基因库在一个种群基因库中
7、，在一个种群基因库中，某个基因型某个基因型的个体占的个体占个体总数个体总数的比的比值值3.基因型频率：基因型频率基因型频率 =某基因型的个体某基因型的个体种群全部个体数种群全部个体数100%100%习题：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。AA基因型频率=50%，Aa基因型频率=30%，aa基因型频率=20%一、种群和种群基因库公式公式：基因频率：基因频率 =某基因的总数某基因的总数该对等位基因的总数该对等位基因的总数 100%100%（1 1）常染色体或）常染色体或X X、Y
8、Y染色体的同源区段上染色体的同源区段上纯合子基因型频率纯合子基因型频率+1/2+1/2杂合子基因型频率杂合子基因型频率公式公式：基因频率：基因频率 =4.基因频率：在一个种群基因库中，在一个种群基因库中，某个基因某个基因占占全部等位基因数全部等位基因数的比值的比值一、种群和种群基因库A A基因的数量基因的数量=_=_ 个个a a基因的数量基因的数量=_=_个个A A基因的频率基因的频率=_%=_%a a基因的频率基因的频率=_%=_%计计算算：就就这这对对等等位位基基因因来来说说，每每个个个个体体可可以以看看作作含含有有2 2个个基基因因，那那么么：这这100100个个体共有个个体共有_个基因
9、，其中个基因，其中习题：在某昆虫种群中，决定翅色为绿色的基因是A，决定翅色为褐色的基因是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，求A和a的基因频率。200200230+60=120230+60=120210+60=80210+60=80120200=60120200=6080200=4080200=40某昆虫决定翅色的基因频率某昆虫决定翅色的基因频率方法一：概念法方法一：概念法（公式（公式计算）计算）一、种群和种群基因库A A基因频率基因频率=AA=AA的基因型频率的基因型频率+1/2Aa+1/2Aa基因型频率基因型频率A A基因频率基
10、因频率=30%+1/260%=60%=30%+1/260%=60%a a基因频率基因频率=1010%+1/260%=%+1/260%=4040%AAAA基因型频率基因型频率=3 30%0%；AaAa基因型频率基因型频率=60%60%；aaaa基因型频率基因型频率=1 10%0%a a基因频率基因频率=aaaa的基因型频率的基因型频率+1/2Aa+1/2Aa基因型频率基因型频率在种群中，一对等位基因的基因频率之和等于在种群中，一对等位基因的基因频率之和等于1 1，基因型频率之和也等于，基因型频率之和也等于1 1。方法二：通过基因型频率计算（公式方法二：通过基因型频率计算（公式计算）计算）习题：在
11、某昆虫种群中，决定翅色为绿色的基因是A，决定翅色为褐色的基因是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，求A和a的基因频率。一、种群和种群基因库（2 2）X X染色体的非同源区段上染色体的非同源区段上公式：基因频率公式：基因频率=某基因的总数某基因的总数雌性个体数雌性个体数2+2+雄性个体数雄性个体数 100%100%习习题题：在在调调查查红红绿绿色色盲盲时时，随随机机抽抽查查了了200200人人，其其中中男男女女各各100100人人。女女性患者性患者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。色盲基因的频率为多少
12、？人。色盲基因的频率为多少？X Xb b=1 12+3+42+3+4 1002+1001002+100 100%100%=3%3%4.基因频率：在一个种群基因库中，在一个种群基因库中，某个基因某个基因占占全部等位基因数全部等位基因数的比值的比值一、种群和种群基因库这一昆虫种群繁殖若干代以后，其基因型频率和这一昆虫种群繁殖若干代以后，其基因型频率和基因频率会不会发生变化呢？基因频率会不会发生变化呢？思考Thinking一、种群和种群基因库【思考讨论】用数学方法讨论基因频率的变化假设：假设：上述昆虫上述昆虫种群种群非常非常大大；所有的雌雄个体间都能所有的雌雄个体间都能自由交配自由交配并并产生后代；
13、产生后代；没有迁入和迁出没有迁入和迁出；不同翅色的个体不同翅色的个体生存生存和和繁殖繁殖的机会的机会是是均等均等的；的；基因基因A A和和a a都都不不产生产生突变突变。某昆虫决定翅色的基因频率某昆虫决定翅色的基因频率一、种群和种群基因库亲代基因型的频率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()30%30%30%10%36%48%16%60%40%36%48%16%60%40%思考：根据计算结果，想一想子二代、子三代以及若干代以后
14、，种群的基因频率会同子一代一样吗？子二代、子三代以及若干代以后，种群的基因频率与子一代一样。【思考讨论】用数学方法讨论基因频率的变化一、种群和种群基因库 1908 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，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，在理想在理想条件下，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，称为遗传平衡平衡，称为遗传平衡，也叫，也叫哈代哈代
15、-温伯格定律温伯格定律。5.5.遗传平衡定律（哈代遗传平衡定律（哈代-温伯格定律）温伯格定律）亲代亲代子一代子一代 子二代子二代 子三代子三代基因型频率基因型频率AA30%Aa60%aa10%基因频率基因频率A60%a40%36%36%48%48%16%16%60%60%40%40%36%36%16%16%48%48%60%60%60%60%40%40%40%40%36%36%48%48%16%16%一、种群和种群基因库5.5.遗传平衡定律（哈代遗传平衡定律（哈代-温伯格定律）温伯格定律）（1 1）满足以下条件：）满足以下条件：群体数量足够大；群体数量足够大；所有的雌雄个体间都能自由交配并能产
16、生后代；所有的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代；没有迁入与迁出；没有迁入与迁出；没有自然选择；没有自然选择；不发生突变。不发生突变。亲代亲代子一代子一代 子二代子二代 子三代子三代基因型频率基因型频率AA30%Aa60%aa10%基因频率基因频率A60%a40%36%36%48%48%16%16%60%60%40%40%36%36%16%16%48%48%60%60%60%60%40%40%40%40%36%36%48%48%16%16%理想种群基因频率和基因型频率不变一、种群和种群基因库理想种群基因频率和基因型频率不变处于平衡状态的种群，一对等位基因Aa，A的基因频率=p，a的基因频率=q
17、。则AA=？Aa=？aa=？（p+q2)=p2+2pq+q2=1AA基因型频率Aa基因型频率A(p)a(q)A(p)AA(p2)Aa(pq)a(q)Aa(pq)aa(q2)5.5.遗传平衡定律（哈代遗传平衡定律（哈代-温伯格定律）温伯格定律）（1 1）满足以下条件：）满足以下条件：aa基因型频率一、种群和种群基因库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：设A的基因频率为p，a的基因频率为q，则p+q=15.5.遗传
18、平衡定律（哈代遗传平衡定律（哈代-温伯格定律）温伯格定律）一、种群和种群基因库（2）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=q25.5.遗传平衡定律（哈代遗传平衡定律（哈代-温伯格定律）温伯格定律）某小岛上，白化病的发病率是1%,一个白化女性与一正常男子结婚，生出白化孩子的概率是多少？设白化病基因a的概率为q，正常基因A的概率为p，则aa=q2=1%AA=p AA=p2 2=81%=81%，Aa=2pq=18%A
19、a=2pq=18%aaAA=81%81%+18%=9/11=9/11Aa=18%81%+18%=2/11=2/11生出白化孩子的概率=q=1/10，p=9/102/111/2=1/11运用遗传平衡公式计算基因频率（p+q2)=p2+2pq+q2=1基因或染色体改变基因或染色体改变遗传平衡群体自由遗传平衡群体自由/随机随机交配一次后交配一次后，种群的，种群的基因频率基因频率和和基因基因型频率型频率均保持不变。均保持不变。设 A 的基因频率为 p，a 的基因频率为 q；则 p+q=1，且：(p+q)2 =p2 +2pq +q2 AA 基因型的频率Aa 基因型的频率 aa 基因型的频率遗传平衡种群(
20、大的自由交配的种群可近似为遗传平衡种群)A基因频率=AA基因型频率a基因频率=aa基因型频率5.5.遗传平衡定律（哈代遗传平衡定律（哈代-温伯格定律）温伯格定律）二、种群基因频率的变化6.6.自交和自由交配与基因频率和基因型频率的关系自交和自由交配与基因频率和基因型频率的关系（1 1）自交：）自交：不改变基因频率，改变基因型频率，不改变基因频率，改变基因型频率，其中其中纯合子增多，杂合子减少；纯合子增多，杂合子减少；（2 2）自由交配：）自由交配：在无基因突变的理想状态下，处于遗传平衡的种群自由交配，在无基因突变的理想状态下，处于遗传平衡的种群自由交配，基因基因频率和基因型频率都不会改变；频率
21、和基因型频率都不会改变；如果一个种群没有遗传平衡，如果一个种群没有遗传平衡，基因频率不改变，但基因型频率改变。基因频率不改变，但基因型频率改变。二、种群基因频率的变化习题检测1.1.某工厂有男女职工各某工厂有男女职工各200200名，对他们进行调查时发现，女性色盲名，对他们进行调查时发现，女性色盲基因携带者基因携带者1515人，患者人，患者5 5人，男性患者人，男性患者1111人，那么这个种群色盲基因人，那么这个种群色盲基因的频率是（）的频率是（）A A、6%6%B B、4.5%4.5%C C、13%13%D D、15%15%A A2.2.在某一种群中，已调查得知，隐性性状在某一种群中，已调查
22、得知，隐性性状个体个体（等位基因（等位基因A A、a a表示）表示）占占16%16%，那么该性状的，那么该性状的AAAA、AaAa基因型个体出现的频率分别为（基因型个体出现的频率分别为（）A.0.36A.0.36、0.48 B.0.360.48 B.0.36、0.24 0.24 C.0.16C.0.16、0.48 D.0.480.48 D.0.48、0.360.36A A习题检测3.3.已知一个群体中，血友病的基因频率和基因型频率保持不变，且已知一个群体中，血友病的基因频率和基因型频率保持不变，且男男性群体和女性群体的该致病基因频率相等性群体和女性群体的该致病基因频率相等。假如男性群体中血友病
23、患。假如男性群体中血友病患者的比例为者的比例为1%1%，则该男性群体中血友病致病基因频率为，则该男性群体中血友病致病基因频率为 ；在女性群体中携带者的比例为；在女性群体中携带者的比例为 。XbY=1%=Xb的基因频率Xb XB+Xb =0.01 X XB B=0.99=0.99X XB BX Xb b=20.990.01=20.990.01X Xb b=0.01=0.01 0.01 0.01 1.98%1.98%XbY XBY+XbY =二、种群基因频率的变化第一：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
24、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。无法进化先打破平衡种群较小不自由交配有突变有选择有迁入、迁出遗传平衡生物怎么进化？基因频率发生改变自主学习2：请同学们仔细阅读课本P112相关内容，总结影响种群基因频率变化的因素有哪些？。三、影响种群基因组成变化的因素 突变突变(基因突变和染色体变异基因突变和染色体变异)和基因重组：和基因重组：可遗传的变异可遗传的变异提供提供了生物进化的原材料。了生物进化的
25、原材料。1.影响种群基因频率变化的因素：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 生物的生存环境生物的生存环境思考：突变产生的变异有利或有害是绝对的吗？突突变变的的有有利利与与有有害害是是相相对对的的而而不不是是绝绝对对的的，这这往往往取决于生物的往取决于生物的 。生存环境生存环境三、影响种群基因组成变化的因素特点：随机的、不定向的基因或染色体改变基因或染色体改变三、影响种群基因组成变化的因素 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？例例:果蝇果蝇一组染色体上约有一组染色体上约有
26、1.3101.3104 4基因，假定每个基因的突变率都基因，假定每个基因的突变率都是是1010-5-5，若有一个中等数量的果蝇种群（约有，若有一个中等数量的果蝇种群（约有10108 8个个体），那么每一个个体），那么每一代出现基因突变数是多少呢？代出现基因突变数是多少呢？21.3 104 108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。1.影响种群基因频率变化的因素：基因或染色体改变基因或染色体改变三、影响种群基因组成变化的因素 有性生殖过程中的基因重组：有性生殖过程中的基因重组：基因突变产生的等
27、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。种群基因频率变化一般长颈鹿一般长颈鹿长腿长颈鹿长腿长颈鹿（突变）（突变）长脖子长颈鹿长脖子长颈鹿（突变）（突变）基因重组基因重组长脖子长腿长脖子长腿突变（基因突变和染色体变异）和基因重组产生进化的原材料。突变突变基因重组基因重组新的等位基因新的等位基因多种多样的多种多样的基因型基因型种群中出现大量种群中出现大量可遗传的变异可遗传的变异变异是变异是不定向不定向的的形成了形成了进化的原材料进化的原材料,不能决定生物进化的方向不能决定生物进化的方向突变和重组都是随机的，突变和重组都是随机的，不定
28、向的不定向的，那么，种群基因频率的改变是否也，那么，种群基因频率的改变是否也是不定向的呢？是不定向的呢？三、影响种群基因组成变化的因素注意：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，不定向的基因或染色体改变基因或染色体改变 英国的曼彻斯特地区有一种桦尺蛾，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，S基因的频率上升到95%以上。探究.实践:探究自然选择对
29、种群基因频率变化的影响 三、影响种群基因组成变化的因素基因或染色体改变基因或染色体改变曼彻斯特地区的桦尺蛾，体色受一对等位基因S和s控制，黑色(S),浅色(s)。19世纪中叶以前20世纪中叶桦尺蛾种群中s基因的频率为什么越来越低？自然选择可以使种群的基因频率定向改变。提出问题：作出假设：s95%s5%三、影响种群基因组成变化的因素基因或染色体改变基因或染色体改变三、影响种群基因组成变化的因素 假假设设18701870年年，桦桦尺尺蛾蛾种种群群的的基基因因型型频频率率为为SS10%,Ss SS10%,Ss 20%,ss 20%,ss 70%,70%,S S基基因因的的频频率率为为20%20%。在
30、在树树干干变变黑黑这这一一环环境境条条件件下下，假假如如树树干干变变黑黑不不利利于于浅浅色色桦桦尺尺蛾蛾的的生生存存，使使得得种种群群中中浅浅色色个个体体每每年年减减少少10%,10%,黑黑色色个个体体每每年年增增加加10%10%。第第210210年年间间，该该种种群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）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%26%60.9%26.1%73
31、.9%13.1%情景创设：探究.实践:探究自然选择对种群基因频率变化的影响 14.7%29.2%56.1%29.3%70.7%升高升高降低升高降低基因或染色体改变基因或染色体改变三、影响种群基因组成变化的因素分析结果：lS（深色）基因的频率逐渐上升，s（浅色）基因的频率逐渐下降l在黑色背景下，浅色桦尺蛾被天敌发现和捕食的几率大于黑色的桦尺蛾，但不影响桦尺蛾的生存和繁殖，直接受选择的是表现型得出结论:l在自然选择的作用下，可以使基因频率发生定向改变，决定生物进化的方向探究.实践:探究自然选择对种群基因频率变化的影响 基因或染色体改变基因或染色体改变三、影响种群基因组成变化的因素2.2.树干变黑会
32、影响桦尺蛾种群中浅色个体的出生率吗？为什么？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？3.3.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？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。1.1.桦尺蛾的深色性状是不是总是对它的生存有利？桦尺蛾的深色性状是不是总是对它的生存有利？不是，变
33、异的有利有害取决于它所生存的环境。结论：自然选择决定生物进化的方向讨论自然选择使基因频率定向改变。基因或染色体改变基因或染色体改变三、影响种群基因组成变化的因素3.根据表格中的数据分析，桦尺蛾种群发生进化了吗？判断的依据是什么？发生了进化。依据是桦尺蛾种群的基因频率发生了改变。4.根据资料分析，决定桦尺蛾进化方向的是什么？为什么？自然选择决定生物进化的方向变异是变异是不定向不定向的的自然自然选择选择不利变异不利变异不断淘汰不断淘汰有利变异有利变异积累加强积累加强种群基因种群基因频率定向频率定向改变改变生物进化生物进化导致导致实质实质三、影响种群基因组成变化的因素小结:不定向的变异不利变异（基因
34、）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多次选择和积累，通过遗传累，通过遗传进化的实质：在进化的实质：在自然选择的作用自然选择的作用下，种群的基因频率会发生下，种群的基因频率会发生定向改定向改变变，导致生物朝着，导致生物朝着一定的方向一定的方向不断进化不断进化决定生物进化的方向生物进化的实质：种群基因频率的改变【注意：不是基因型频率】基因或染色体改变基因或染色体改变三、影响种群基因组成变化的因素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b._是生物进化的方向。自然选择a.“自然选择”中的自然是指_。环境c._是生物进化和繁
35、殖的基本单位。种群d.生物进化的实质是_。基因频率的改变e.生物进化的原材料_。突变和基因重组总结：结合课本P114和所学知识点，完成下列内容。基因或染色体改变基因或染色体改变与社会的联系与社会的联系 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。年份年份2005200620072008住院患者住院患者该类抗生抗生素的人均使用量素的人均使用量/g0.0740.120.140.19某种某种细菌菌对该类抗抗生素的耐生素的耐药率率/%2.66.1110.925.5思考：1.表中
36、数据说明抗生素的人均使用量和细菌对该抗生素的耐药率之间是什么关系呢？2.你能从进化的角度解释细菌耐药率产生的原因吗？3.我们应该怎么做呢？合理使用抗生素！正相关变异抗生素选择细菌朝耐药率高的方向进化三、影响种群基因组成变化的因素四.探究抗生素对细菌的选择作用自主学习3：请请同同学学们们结结合合课课本本P115P115并并观观看看视视频频，总总结结该该实实验验的的实实验验原原理理、方方法法步步骤骤。基因或染色体改变基因或染色体改变四.探究抗生素对细菌的选择作用1.实验原理：一一般般情情况况下下，一一定定浓浓度度的的抗抗生生素素会会杀杀死死细细菌菌，但但变变异异的的细细菌菌可可能能产产生生耐耐药药
37、性性。在在实实验验室室连连续续培培养养细细菌菌时时，如如果果向向培培养养基基中中添添加加抗抗生生素素，耐耐药菌药菌有可能存活下来。有可能存活下来。2.目的要求：通通过过观观察察细细菌菌在在含含有有抗抗生生素素的的培培养养基基上上的的生生长长状状况况，探探究究抗抗生生素素对对细细菌的选择作用。菌的选择作用。3.材料用具：经经高高温温灭灭菌菌的的牛牛肉肉膏膏蛋蛋白白胨胨液液体体培培养养基基及及固固体体培培养养基基平平板板，细细菌菌菌菌株株(如如大大肠肠杆杆菌菌、金金黄黄色色葡葡萄萄球球菌菌等等)，含含有有抗抗生生素素(如如青青霉霉素素、卡卡那那霉霉素素等等)的的圆圆形形滤滤纸纸片片(以以下下简简称
38、称”抗抗生生素素纸纸片片”)，不不含含抗抗生生素素的的纸纸片片，镊子，涂布器，无菌棉签，酒精灯，记号笔，直尺等。镊子，涂布器，无菌棉签，酒精灯，记号笔，直尺等。基因或染色体改变基因或染色体改变四.探究抗生素对细菌的选择作用4.方法步骤：1.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 基因或染色体改变基因或染色体改变四.探究抗生素对细菌的选择作用4.方法步骤：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基因或染色体改变基因或染色体改变四.探究抗生素对细菌的选择作用4.方法步骤：5.观察
39、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，并重复以上步骤基因或染色体改变基因或染色体改变四.探究抗生素对细菌的选择作用5.结果和结论:思考：在培养基上是否有细菌生长？在放有抗生素纸片的区域呢？有在放有抗生素纸片的周围区域没有细菌生长，形成了抑菌圈第1代第2代第3代基因或染色体改变基因或染色体改变四.探究抗生素对细菌的选择作用实验结果和结论：直径逐代变小，说明抗生素对细菌有选择作用，耐药个体存活率高，不耐药存活率低。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基因或染色体改变
40、基因或染色体改变四.探究抗生素对细菌的选择作用思考下列问题：1.要从什么位置挑选细菌再进行培养？原因是什么？提提示示从从抑抑菌菌圈圈边边缘缘的的菌菌落落上上挑挑取取细细菌菌；因因为为抑抑菌菌圈圈边边缘缘生生长长的的细细菌菌可可能是耐药菌。能是耐药菌。2.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？提提示示抑抑菌菌圈圈的的直直径径随随着着培培养养代代数数的的增增加加而而逐逐渐渐缩缩小小;说说明明在在抗抗生生素素对对细细菌的选择作用下，细菌的抗药性逐渐增强。菌的选择作用下，细菌的抗药性逐渐增强。基因或染色体改变基因或染色体改变四.探究抗生素对细菌的选择作用3.在本
41、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？怎么理解变异是有利还是有害的？提提示示本本实实验验中中细细菌菌产产生生的的耐耐药药性性变变异异有有利利于于细细菌菌的的生生存存，属属于于有有利利变变异异。在在生生物物进进化化过过程程中中，生生物物产产生生的的有有利利变变异异是是指指有有利利于于生生物物生生存存、适适应应环环境境的变异，而不是对人类有利的变异。的变异，而不是对人类有利的变异。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。你认为这些做法会有什么后果？滥滥用用抗抗生生素素会会使使病病菌菌的的抗抗药药基基因因
42、不不断断积积累累，抗抗药药性性不不断断增增强强，导导致致抗抗生生素药物失效。素药物失效。基因或染色体改变基因或染色体改变四.探究抗生素对细菌的选择作用什么是“超级细菌”？l泛指那些对多种抗生素具有耐药性的细菌。l基因突变是产生超级细菌的根本原因。l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。抗生素对细菌具有定向选择作用。思考下列问题四.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”实验的相关分析实验的相关分析(1)(1)抗抗生生素素不不是是诱诱变变因因子子，因因此此细细菌菌耐耐药药性性变变异异的的产生与抗生素无关。产生与抗生素无关。(2
43、)(2)细细菌菌产产生生耐耐药药性性变变异异的的过过程程属属于于基基因因突突变变，而而基因突变具有不定向性。基因突变具有不定向性。(3)(3)滤滤纸纸片片上上的的抗抗生生素素杀杀死死了了其其周周围围的的细细菌菌，使使其其不能形成菌落而出现不能形成菌落而出现抑菌圈抑菌圈。习题检测1.(20221.(2022江江苏苏苏苏州州高高一一期期末末)一一般般情情况况下下，一一定定浓浓度度的的抗抗生生素素会会杀杀死死细细菌菌，但但变变异异的的细细菌菌可可能能产产生生耐耐药药性性。下下列列关关于于“探探究究抗抗生生素素对对细细菌菌的的选选择作用择作用”的探究实践的说法错误的是的探究实践的说法错误的是()()A
44、.A.放置不含抗生素的纸片起对照作用放置不含抗生素的纸片起对照作用B.B.耐药菌发生了基因突变，不利于其生存耐药菌发生了基因突变，不利于其生存C.C.重复几代，抑菌圈的直径会逐渐减小重复几代，抑菌圈的直径会逐渐减小D.D.本实验说明抗生素对细菌有选择作用本实验说明抗生素对细菌有选择作用B B习题检测2.2.探探究究细细菌菌对对各各种种抗抗生生素素药药敏敏程程度度的的实实验验方方法法如如图图：将将含含有有一一定定浓浓度度不不同同抗抗生生素素的的滤滤纸纸片片放放置置在在已已接接种种被被检检菌菌的的固固体体培培养养基基表表面面，抗抗生生素素向向周周围围扩扩散散，如如果果抑抑制制生生长长，则则在在滤滤
45、纸纸片片周周围围出出现现抑抑菌菌圈圈(图图中中里里面面的的圈圈)，结结果果如如图图所所示示。回答下列问题：回答下列问题：(1)(1)衡量本实验结果的指标是衡量本实验结果的指标是_。(2)(2)题图中最有效的是题图中最有效的是_培养皿中的抗生素。培养皿中的抗生素。抑菌圈的大小抑菌圈的大小B BP101P101习题检测(3)(3)用上述最有效的抗生素对细菌进行处理，用上述最有效的抗生素对细菌进行处理，并测定细菌数量变化，如右图所示。据此分析：并测定细菌数量变化，如右图所示。据此分析：向培养基中加抗生素的时刻为向培养基中加抗生素的时刻为_点。点。细菌种群的进化是定向的，而变异是细菌种群的进化是定向的
46、，而变异是_，细菌的抗药性产生在环境变化之细菌的抗药性产生在环境变化之_(_(填填“前前”“”“中中”或或“后后”)。抗生素对细菌变异的作用不是抗生素对细菌变异的作用不是“诱导诱导”而是而是_。尽尽管管有有抗抗药药性性基基因因存存在在，但但使使用用抗抗生生素素仍仍然然能能治治疗疗由由细细菌菌引引起起的的感感染染，原原因在于细菌种群中因在于细菌种群中_。b b不定向的不定向的前前选择选择有抗药性基因的个体占极少数有抗药性基因的个体占极少数第六章第六章 生物的进化生物的进化第3节 种群基因组成的变化与物种的形成第2课时 物种的形成一、物种的概念老 虎狮 子老虎和狮子是同一个物种吗？什么是物种？怎样
47、判断它们是否为同一物种呢？思考下列问题一、物种的概念不能交配1.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。一、物种的概念1.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。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、物种的概念马它们是 同一物种吗？不是驴1.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。马和驴是同一物种吗？一、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）是否可育？你
48、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。一、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，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。二、隔离及其在物种形成中的作用不同群体间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。概念：2.隔离概念及类型：类型：1.1.地理隔离地理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。东北虎华南虎二、隔离及
49、其在物种形成中的作用2.2.生殖隔离生殖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。类型：2.隔离概念及类型：二、隔离及其在物种形成中的作用l想一想:地理隔离和生殖隔离之间有没有什么联系呢？P116 图6-11l结论：由于长期地理隔离而没有相互交配，没有基因交流，形成不同亚种，最终形成生殖隔离。二、隔离及其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吗？1只要不同种群的基因库产生了明显差异，就一定产生新物种吗？不不一一定定，不不同同种种群群的的基基因因库库产产生生明明显显差差异异，不不一一定定出出现现新新物物种种，只有出现生殖隔
50、离才能形成新物种。只有出现生殖隔离才能形成新物种。不不一一定定出出现现生生殖殖隔隔离离，如如果果两两个个种种群群的的生生活活环环境境都都不不发发生生变变化化、变变化化很很小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。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。东北虎华南虎二、隔离及其在物种形成中的作用3.隔离在物种形成中的作用：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？二、隔离及其在物种形成中的作用探讨点：结合教材P117“思考讨论”，回答下列问题：1.南美洲大陆的一种地雀来到加拉帕戈斯群岛后，在不同岛屿上形成不同