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随着科学的发展，关于遗传和变异的研究已经从性状水平深入到基因水平，人们逐渐认识到了遗传和变异的本质。关于适应以及物种的形成等问题的研究，已经从以生物个体为单位，发展到以种群为单位，这就形成了以自然选择为核心的现代进化理论。
达尔文的自然选择学说 现代生物进化理论
对进化的解释局限于个体水平 种群是生物进化的基本单位
未能科学的解释遗传变异的本质 突变和重组（遗传变异的本质）产生进化的原材料
先有变异，后有环境的选择。变异不定向，选择是定向的。 先有变异，后有环境的选择。变异不定向，选择是定向的（自然选择决定进化的方向）
新物种如何形成不明确 隔离是物种形成的必要条件
第6章 生物的进化
第3节 种群基因组成的变化与物种的形成
遗传与进化
1.自然选择直接作用的对象是什么？
直接作用对象：个体表型
没有
不会
不够的，还必须研究群体基因组成的变化
达尔文自然选择学说对长颈鹿形成的解释：
→间接作用对象：表型相关基因型
→根本作用对象：控制表型的基因
→种群是生物进化的基本单位
2.这个颈长的个体会永远存活吗？
3.个体死亡，表型消失，自然选择的作用消失了吗？为什么？
4.研究生物的进化，仅研究个体和表型够吗？
种群和种群基因库
1.种群：
生活在一定区域的同种生物的全部个体的集合
判断下列是否属于种群，并说明理由：
（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
种群和种群基因库
1.种群：
生活在一定区域的同种生物的全部个体的集合
加深理解
三个要素：“同地”“同种”“全部”
种群中的个体并不是机械地集合在一起，而是彼此可以交配实现基因交流，并通过繁殖将各自的基因遗传给后代
两个基本单位：“生物进化的基本单位”和“生物繁殖的基本单位”
种群在繁衍过程中，个体有新老交替，基因却代代相传
同前一年的蝗虫种群相比，新形成的蝗虫种群在基因组
成上有没有发生变化呢？
种群和种群基因库
2.种群基因库
一个种群中全部个体所含有的全部基因
基因库：
基因频率：
在基因库中，某个基因占全部等位基因数的比值
基因型频率：
在基因库中，某个基因型的个体占个体总数的比值
(A%)
(A的个数)
(A和a总个数)
(AA%)
(AA的个数)
(AA、Aa和aa总个数)
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基因频率为：
a基因频率为：
= 40%
A% =
×100%
2×AA＋Aa
2(AA＋Aa＋aa)
a% =
= 60%
2×aa＋Aa
2(AA＋Aa＋aa)
×100%
基因频率、基因型频率的计算：
1.基因是成对存在的，每个个体含有两个该基因
某基因的个数=纯合子个体数 X 2＋杂合子个体数
某等位基因的总数=个体数 X 2
2.等位基因的基因频率之和，等于______
1
注意
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AA、Aa、aa的基因型频率是多少？
基因频率、基因型频率的计算：
AA基因型频率为：
Aa基因型频率为：
aa基因型频率为：
AA% =
Aa% =
aa% =
30/100 = 30%
60/100 = 60%
10/100 = 10%
一对等位基因基因型频率之和也等于1
A基因频率 = 30%+1/2×60% = 60%
a基因频率 = 10%+1/2×60% = 40%
基因频率 = 纯合子频率+1/2杂合子频率
伴性遗传中基因频率、基因型频率的计算：
某学校男女各有100人，其中XBXB占50人，XBXb占30人，XbXb占20人，XBY占80人，XbY占20人，那么XB、Xb的基因频率是多少？
XB的基因频率为:
XB%=
Xb的基因频率为:
Xb%=
×100%
2×XBXB＋XBXb＋XBY
2×女数＋1×男数
= 70%
×100%
2×XbXb＋XBXb＋XbY
2×女数＋1×男数
= 30%
注意
伴性遗传中，男性中基因不是成对存在的，每个个体含有一个该基因
伴性遗传中基因频率、基因型频率的计算：
在某地区的人群中XBXB=44% 、XBXb=5%、XbXb=1%、XBY=43%、XbY=7%。那么Xb的基因频率是多少？
Xb=9.3%
XB=90.7%
将百分号去掉，当个体数，按公式 计算
不能按基因频率=该基因纯合体频率 + 1/2杂合子频率计算
注意
一个种群繁殖若干代后，其子代种群基因频率会不会发生变化呢？
1.假设上述昆虫种群数量非常大，所有的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代，没有迁入和迁出，不同翅色的个体生存和繁殖的机会是均等的，基因A和a都不产突变。
没有自然选择
——用数学方法讨论基因频率的改变
根据孟德尔的分离定律计算并填写：
(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？
30%
30%
30%
10%
36%
16%
48%
60%
40%
60%
40%
(4)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？
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%
从子代基因型频率和基因频率的计算结果中，发现了什么规律？
基因型频率从子一代
开始保持不变
各代基因频率均相同
设A的基因频率为p，a的基因频率为q；则有p+q=1，那么
种群的基因频率将不会改变
(p+q)2 = p2 + 2pq + q2 ＝ 1（常染色体上的基因）
遗传平衡定律（哈代－温伯格定律）
当群体满足以下五个条件：
①种群非常大； 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自然选择对性状没有作用；⑤基因不产生突变
AA的基因型频率
Aa的基因型频率
aa的基因型频率
2.对自然界的种群来说，符合遗传平衡定律的5个条件都成立吗？举例说明
遗传平衡定律（哈代－温伯格定律）
当群体满足以下五个条件：
①种群非常大； 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自然选择对性状没有作用；⑤基因不产生突变
理想种群
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？
会
A%+a%=1
A% +a% + A2 % =1
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。
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%
4.由遗传平衡定律可知，理想种群中，从F1开始往后，基因频率和基因型频率都不变；若将其中的自由交配改成连续自交，那后代的基因频率和基因型频率依然不变吗？
45%
30%
25%
52.5%
15%
32.5%
56.25%
7.5%
36.25%
40%
60%
40%
60%
40%
60%
基因型频率改变：
纯合子比例增大
杂合子比例降低
各代基因频率均相同
无法进化
先打破平衡
种群较小
不自由交配
有迁入、迁出
有自然选择
有基因突变
遗传平衡
生物怎么进化？
基因频率发生改变
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，种群的基因频率总是在不断变化的，也就是说种群的进化是必然的。
进化
生物进化的实质：种群基因频率发生改变
种群基因频率的变化——生物进化的实质
生物进化的原材料：可遗传变异
可遗传变异
基因突变
染色体变异
基因重组
突变
基因突变：
产生新的等位基因，可直接改变种群基因频率
染色体变异：
改变基因数目或排列顺序，可能直接改变种群基因频率
基因重组：
产生更多基因型，更多变异类型，不直接改变基因频率，但可影响基因频率的变化
自然界中生物的自然突变频率很低，为什么它还能作为生物进化的原材料呢？
自然界中生物的突变一般对生物体是有害的。为什么它还能作为生物进化的原材料呢？
自然界中生物的自然突变频率很低，为什么它还能作为生物进化的原材料呢？
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
【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频率都为10-5，对一个约有108个个体的果蝇种群来说，每一代出现的基因突变数是：
2×1.3× 104 × 10－5
个体（2.6×10-1）
×108
种群
= 2 .6×107（个）
自然界中生物的突变一般对生物体是有害的。为什么它还能作为生物进化的原材料呢？
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
正常环境
难以生存
有害突变
刮风海岛
避免吹进海里淹死
有利突变
基因重组
基因突变
新的等位基因
多种多样 的基因型
多种多样
的表现型
突变和基因重组是随机的、不定向的
种群中出现大量可遗传的变异类型
但不能决定基因频率改变方向
种群基因频率的变化——生物进化的实质
可遗传变异形成了进化的原材料,
种群基因频率的改变是否也是不定向的？
小结：
英国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：
s>95%
s<5%
工业污染
——探究自然选择对种群基因频率变化的影响
制定并实施研究方案
1、创设数字化的问题情境
2、计算，将计算结果填入下表中
【探究思路】
假设1870年，桦尺蛾种群的基因型频率为SS10%，Ss20%，ss70%。在树干变黑这一环境条件下，假如树干变黑不利于纯色桦尺蛾的生存，使得种群中浅色个体每年减少10%，黑色个体每年增加10%。
提示：不同年份该种群个体总数可能有所变化
第1年 第2年 第3年 第4年 ……
基因型 频率 SS 10%
Ss 20%
ss 70%
基因频率 S 20%
s 80%
第一年：
SS=10个
Ss=20个
ss=70个
共100个个体
第二年：
SS=10×1.1=11个
Ss=20×1.1=22个
ss=70×0.9=63个
共96个个体
SS频率=11÷96=11.5%
Ss频率=22÷96=22.9%
ss频率=63÷96=65.6%
S频率=11.5%+ ×22.9%=23%
s频率=65.6%+ ×22.9%=77%
11.5 %
22.9 %
65.6%
23%
77%
制定并实施研究方案
2、计算，将计算结果填入下表中
第1年 第2年 第3年 第4年 ……
基因型 频率 SS 10%
Ss 20%
ss 70%
基因频率 S 20%
s 80%
11.5 %
22.9 %
65.6%
23%
77%
13.1 %
26 %
60.9%
26.1%
73.9%
第二年：
SS=11.5个
Ss=22.9个
ss=65.6个
共100个个体
第三年：
SS=11.5×1.1=12.7个
Ss=22.9×1.1=25.2个
ss=65.6×0.9=59个
共96.9个个体
S频率=13.1%+ ×26%=26.1%
s频率=60.9%+ ×26%=73.9%
SS频率=12.7÷96.9=13.1%
Ss频率=25.2÷96.9=26%
ss频率=59÷96.9=60.9%
制定并实施研究方案
2、计算，将计算结果填入下表中
第1年 第2年 第3年 第4年 ……
基因型 频率 SS 10%
Ss 20%
ss 70%
基因频率 S 20%
s 80%
11.5 %
22.9 %
65.6%
23%
77%
13.1 %
26 %
60.9%
26.1%
73.9%
第三年：
SS=13.1个
Ss=26.0个
ss=60.9个
共100个个体
第四年：
SS=13.1×1.1=14.4个
Ss=26.0×1.1=28.6个
ss=60.9×0.9=54.8个
共97.8个个体
S频率=14.7%+ ×29.2%=26.1%
s频率=56.1%+ ×29.2%=70.7%
SS频率=14.4÷97.8=14.7%
Ss频率=28.6÷97.8=29.2%
ss频率=54.8÷97.8=56.1%
14.7 %
29.2 %
56.1%
29.3%
70.7%
升高
降低
制定并实施研究方案
2、计算，将计算结果填入下表中
第1年 第2年 第3年 第4年 ……
基因型 频率 SS 10%
Ss 20%
ss 70%
基因频率 S 20%
s 80%
11.5 %
22.9 %
65.6%
23%
77%
13.1 %
26 %
60.9%
26.1%
73.9%
14.7 %
29.2 %
56.1%
29.3%
70.7%
升高
降低
制定并实施研究方案
2、计算，将计算结果填入下表中
分析结果，得出结论：
环境的选择作用使s基因频率越来越低
——即自然选择使种群基因频率发生定向改变
讨论：
1.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
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。
——探究自然选择对种群基因频率变化的影响
表型
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
自然选择作用的对象：
直接对象： 间接对象： 根本对象：
表型
基因型
基因
原种群
不定向变异
突变,基因重组
不同性状
自然选择
直接选择:个体的表型
根本选择:决定表型的基因
不利变异
不断淘汰
有利变异
积累加强
种群基因频率定向改变(生物进化的实质)
生物定向进化
有利变异的基因频率不断增大
有害变异的基因频率逐渐减小
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。
定向的
自然选择对种群基因频率变化的影响
小结：
——自然选择决定生物进化的方向
——探究抗生素对细菌的选择作用
请同学们仔细阅读课本P115相关内容：
了解实验的原理、目的、材料用具及其作用
分析实验步骤，讨论讨论题1—5
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
——探究抗生素对细菌的选择作用
自变量：
因变量：
有无抗生素
细菌是否被杀死（有无抑菌圈）
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。
——探究抗生素对细菌的选择作用
加入凝固剂
如琼脂
液体培养基
固体培养基
一种应用最广泛和最普遍的细菌培养基，又称普通培养基
用于扩大培养
用于观察菌落、分离、保存菌种等
1、皿底画线将培养基分为四个区，并标号
①
②
③
④
2、无菌涂布器将细菌涂布在固体培养基平板上
方法步骤：
——探究抗生素对细菌的选择作用
3、每个区域中央分别放置不含抗生素（①区域）和含有抗生素的纸片（②③④区域）
4、37℃倒置培养
对照组、实验组分别是？ ②③④完全一样的目的是什么？
方法步骤：
——探究抗生素对细菌的选择作用
5、观察有无抑菌圈
测量抑菌圈直径
6、从抑菌圈边缘的菌落挑取细菌，液体培养
重复步骤2-5
记录每代的抑菌圈直径
方法步骤：
——探究抗生素对细菌的选择作用
→判断是否抑菌
→判断抑菌强弱
有无抑菌圈和抑菌圈直径分别可反映什么？
为什么要从抑菌圈边缘菌落挑取细菌？
抑菌圈边缘抗生素浓度较低，可能存在具有耐药性的细菌
结果和结论：
——探究抗生素对细菌的选择作用
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
有
无
2．在连续培养几代后：
（1）抑菌圈的直径发生了什么变化？
（2）这说明抗生素对细菌产生了什么作用？
越来越小
抗生素对细菌抑制作用越来越弱，抗生素对细菌有选择作用
讨论：
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
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。
——探究抗生素对细菌的选择作用
有利的
5.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
滥用抗生素会使病菌的抗药基因不断积累，抗药性不断增强，导致抗生素药物失效。
什么是“超级细菌”？
泛指那些对多种抗生素具有耐药性的细菌。
基因突变是产生超级细菌的根本原因。
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
学以致用
碳青霉烯类抗生素是治疗重度感染的一类药物
年份 2005 2006 2007 2008
住院患者该类抗生素的人均使用量/g 0.074 0.12 0.14 0.19
某种细菌对该类抗生素的耐药率/% 2.6 6.11 10.9 25.5
（1）这种细菌耐药率的变化与抗生素的使用量之间是否存在关联？依据是什么？
拓展应用3 教材P114
（2）试从进化的角度解释耐药率升高的原因。
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基因频率逐年上升。
学以致用
呈正相关
依据调查数据
拓展应用3 教材P114
(3)我国卫生部门建立了全国抗菌药物临床应用监测网和细菌耐药监测网，并要求医疗机构开展细菌耐药监测工作，建立细菌耐药预警机制。例如，当某抗菌药物的主要目标细菌耐药率超过30%时，医疗机构应及时将这一预警信息进行通报。请分析这一要求的合理性。
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检测机制，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)人类不断研发和使用新的抗生素，细菌对新药的耐药性也在不断提高，二者之间仿佛发生了一场竞赛。作为这场竞赛的参与者，你可以做些什么呢
合理使用抗生素，防止滥用抗生素
如图表示长期使用某农药后，害虫种群密度变化情况，分析回答下列问题：
(1)a点之前，害虫种群中有多种变异类型，原因是？
因为变异是不定向的
(2)使用农药后，ab段下降的原因是？
bc段上升的原因是？
使用农药后，抗药性弱的变异个体在生存斗争中被淘汰，而抗药性强的变异个体在生存斗争中生存下来。
变式训练：
使用农药后，抗药性弱的害虫被杀死，抗药性强的害虫存活下来，这样经过农药的长期选择，使得害虫抗药性逐渐加强。
(4)该过程中，农药起什么作用？
农药对害虫的抗药性变异进行定向选择，使害虫的抗药性个体逐渐增加。
练习与应用（P114）
1.从基因水平看，生物进化的过程就是种群基因频率发生定向改变的过程。判断下列相关表述是否正确。
(1)某地区红绿色盲患者在男性中约占8%，在女性中约占0.64%，由此可知，红绿色盲基因X的基因频率约为8%（ ）
(2)基因频率变化是由基因突变和基因重组引起的，不受环境的影响。（ ）
(3)生物进化的实质是种群基因频率在自然选择作用下的定向改变。（ ）
一.概念检测
√
×
√
练习与应用（P114）
一.概念检测
2.种群是物种在自然界的存在形式，也是一个繁殖单位。下列生物群体中属于种群的是（ ）
A.一个湖泊中的全部鱼
B.一片森林中的全部蛇
C.一间屋中的全部蟑螂
D.卧龙自然保护区中的全部大熊猫
D
练习与应用（P114）
一.概念检测
3.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(B)对红色(b)为显性。如果基因型为BB的个体占18%，基因型为Bb的个体占78%，基因型为bb的个体占4%。基因B和b的频率分别为（ ）
A.18%、82%
B.36%、64%
C.57%、43%
D.92%、8%
C
练习与应用（P114）
一.概念检测
4.一种果蝇的突变体在21℃的气温下，生存能力很差，但是，当气温上升到255℃时，突变体的生存能力大大提高。这说明（ ）
A.突变是不定向的
B.突变是随机发生的
C.突变的有害或有利取决于环境条件
D.环境条件的变化对突变体都是有害的
C
练习与应用（P114）
二.拓展应用
1.举出人为因素导致种群基因频率定向改变的实例。
如选择育种和杂交育种。
2.如果将一个濒临灭绝的生物种群释放到一个新的环境中，那里有充足的食物，没有天敌，这个种群将发生怎样的变化 请根据所学知识作出预测。
如果气候条件等其他条件也合适，并且这个种群具有一定的繁殖能力，该种群的个体总数会迅速增加。否则，也可能仍然处于濒危状态甚至灭绝。
第6章 生物的进化
第3节 种群基因组成的变化与物种的形成
遗传与进化
生物进化了就一定形成新物种了吗？
怎样判断两个种群是否属于同一个物种？
不同物种
不能够
相互交配
能交配
后代不可育
×
不能交配
生殖隔离
马
驴
骡子(不可育)
×
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的现象
2n=64
2n=62
63条染色体
物种的概念
标志
把在自然状态下能够相互交配并且产生可育后代的一群生物称为一个物种
世界上不同肤色的人是一个物种吗？为什么？
是，可以产生可育后代
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。
地理隔离
隔离及其在物种形成中的作用
1.概念:
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
2.类型:
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
①地理隔离:
②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的现象。
马
驴
骡子(不可育)
×
东北虎
华南虎
（形成不同亚种）
（新物种形成标志）
隔离及其在物种形成中的作用
3.地理隔离和生殖隔离的联系：
在一个山谷中，生活着一个鼠种群。雌鼠和雄鼠之间可以自由交配，繁衍后代。后来一条大河出现。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，大河干涸了，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？
可能会，形成两个亚种
可能不会，长时间地理隔离造成生殖隔离，产生了新物种
隔离及其在物种形成中的作用
3.地理隔离和生殖隔离的联系：
在一个山谷中，有一个鼠群“快乐”地生活中。
雌鼠和雄鼠之间可以自由交配，繁衍后代。
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。
隔离及其在物种形成中的作用
3.地理隔离和生殖隔离的联系：
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。
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。
隔离及其在物种形成中的作用
3.地理隔离和生殖隔离的联系：
就这样过了几千年。
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。
隔离及其在物种形成中的作用
3.地理隔离和生殖隔离的联系：
它们之间的基因还能自由交流吗？
若不能交流是什么隔离？
后来河流干涸了，两个鼠群又相遇了，它们发现彼此大不相同。
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，也不能产生可育后代的现象。
——隔离及其在物种形成中的作用
阅读P117“思考.讨论”，讨论讨论题的1-4
阅读P118第一段，圈出13种地雀形成的过程的关键环节，并能脱稿口述
加拉帕戈斯群岛-------达尔文与上帝分手的地方
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160-950km。
加拉帕戈斯群岛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，比南美大陆的形成晚的多。
讨论：
1.设想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。这两个初始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，基因频率可能不一样。
2.不同岛屿上的地雀种群，产生突变的情况一样吗？
不一样。因为突变是随机的、不定向的。
——隔离及其在物种形成中的作用
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
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。
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
小结：加拉帕戈斯群岛上13种地雀形成的过程
——隔离及其在物种形成中的作用
4.物种形成的途径：
(1)渐变式（大多数生物）：
同一
种群
不同
种群
地理隔离
突变
基因重组
自然
选择
基因频率朝不同方向改变
生殖
隔离
不同的
可遗传变异
新物种
新物种的形成是生物与环境相互影响相互作用的结果
物种形成的三个基本环节：
突变和基因重组产生进化的原材料（不定向）
自然选择决定生物进化的方向(定向)
隔离是物种形成的必要条件
(2)爆发式（异源多倍体的形成）：
4.物种形成的途径：
物种A
物种B
杂交
杂种植物（不育）
染色体加倍
异源多倍体（可育）
我国育种学家鲍文奎等培育出异源八倍体小黑麦
无需地理隔离
(2)爆发式（异源多倍体的形成）：
4.物种形成的途径：
物种A
物种B
杂交
杂种植物（不育）
染色体加倍
异源多倍体（可育）
思考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
思考2：三倍体西瓜算一个新物种吗？
不算，三倍体是不可育的
四倍体西瓜培育
无需地理隔离
4.物种形成的途径：
(1)渐变式（大多数生物）：
同一
种群
不同
种群
地理隔离
突变
基因重组
自然
选择
基因频率朝不同方向改变
生殖
隔离
不同的
可遗传变异
新物种
(2)爆发式（异源多倍体的形成）：
物种A
物种B
杂交
杂种植物（不育）
染色体加倍
异源多倍体（可育）
无需地理隔离
归纳总结1：
(1)地理隔离是物种形成的量变阶段
生殖隔离是物种形成的质变时期——即物种形成的标志
隔离是物种形成的必要条件
(2)物种的形成必须经过生殖隔离，但不一定要经过地理隔离。
(3)物种形成一般是长期地理隔离，达到生殖隔离。
(4)生殖隔离形成的根本原因是物种间遗传的差异（或基因库的差异）。
(5)物种形成的三个基本环节：
突变和基因重组产生进化的原材料（不定向）
自然选择决定生物进化的方向(定向)
隔离是物种形成的必要条件
归纳总结2：概念模型
不定向
定向选择
突变和基因重组
自然选择
改变
种群基因频率
基因库的差别
积累
种群间生殖隔离
导致
标志着
新物种产生
进化原材料
进化方向
提供
决定
地理隔离
导致
时间
扩大
第三节
归纳总结3：物种形成与生物进化
比较内容 生物进化 物种形成
标志
所需条件
二者的联系
生殖隔离出现
种群基因频率改变
①生物进化是新物种形成的前提
②新物种形成则说明生物发生了进化
可遗传变异、自然选择
可遗传变异、自然选择、隔离
第三节
归纳总结4：种群与物种
项目 种群 物种
范围
判断标准
联系
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
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
同时、同地、同种、全部
能自由交配并且产生可育后代
①一个物种可以包括许多种群，种群是物种繁殖、生物进化的基本单位
课堂练习
1．判断下列与隔离有关的表述是否正确。
（1）在曼彻斯特的桦尺蛾种群中，黑色个体与浅色个体之间未出现生殖隔离。（ ）
（2）加拉帕戈斯群岛不同岛屿上的地雀种群之间犹豫地理隔离而逐渐形成了生殖隔离。（ ）
√
√
课堂练习
2．19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
二、拓展应用
1. 斑马的染色体数为22对，驴的染色体数为31对，斑马和驴杂交产生的后代兼具斑马和驴的特征，称为斑驴兽或驴斑兽，俗称“斑驴”。斑马和驴杂交产生的后代是可育的吗？你能从染色体组的角度作出解释吗？
【答案】斑马和驴杂交产生的后代是不育的。由题中所给斑马和驴的染色体数可知，其杂交后代的染色体数为53条（不是偶数），杂交后代无法通过减数分裂产生正常的配子。
2. 在自然界，狮和虎是不可能相遇的。在动物园里，一般也将这两种动物分开圈养。近年来才出现将它们的幼崽放在一起饲养的做法，目的是获得有观赏价值的杂交后代——狮虎兽或虎狮兽，你对这种做法有什么看法？
【提示】学生可以从不同角度提出看法并交流。例如，从科学研究角度看，这样做可以帮助人们更多地了解生命的奥秘；从生命伦理角度看，狮虎杂交后代中容易出现免疫力低、天折的个体，这些个体会承受一定的痛苦，因此这种做法不宜提倡；从生物学角度看，狮和虎的自然分布区不同，狮分布在草原上，虎分布在森林里，动物园饲养狮和虎时，应尽量提供符合它们天然分布区和习性特点的生活环境，将二者分区域饲养，以体现对自然和生命的尊重。

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