6.3种群基因组成的变化与物种的形成课件-高一下学期生物人教版必修22

6.3种群基因组成的变化与物种的形成

第1课时学习目标1.举例说明隔离与物种形成的关系。2.举例说明协同进化和生物多样性形成的关系。3.举例说明生物进化理论的发展。4.生命观念：形成进化与环境相适应的观念。5.科学思维：分析归纳隔离在物种形成中的作用。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？问题探讨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、隔离在物种形成中的作用例：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。1．物种的概念

马

马和驴是不是同一个物种呢？

驴

骡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。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。1．物种的概念在自然界，是不是同一物种的个体都生活在一起呢？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。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？2．隔离及其在物种形成中的作用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12．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22．隔离及其在物种形成中的作用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32．隔离及其在物种形成中的作用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。问题42．隔离及其在物种形成中的作用

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。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2．隔离及其在物种形成中的作用理解巩固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理解巩固2．下列说法正确的是（）A.一片森林中的全部蛇是一个种群B.在自然条件下，种群的基因频率可以保持永久稳定C.当生物体的体细胞出现基因突变时，这个生物体就成为了新物种的个体了D.生殖隔离一旦形成，新的物种也就产生了D理解巩固3．下列关于种群与物种的叙述，正确的是（）①隔离是物种形成的必要条件②物种是生活在一定自然区域内的同种生物个体的总和③一个种群中全部个体所含有的全部基因构成一个基因库④物种是进化的基本单位A.①③B.②④C.②③D.①④A小结6.3种群基因组成的变化与物种的形成

第2课时学习目标1.解释种群、基因库和基因频率的概念。2.阐明生物进化的实质。3.生命观念：利用遗传知识，认同生物进化的实质。4.科学思维：运用数学方法讨论种群基因频率的变化。

如果在褐色翅(基因型为aa)昆虫的群体中偶然出现一只绿色翅(基因型为Aa)的变异个体，且绿色比灰色更不易被捕食。那么：1、昆虫的翅色将怎样变化？2、该绿色个体一定能被选择下来吗？为什么？3、如果该绿色个体能很好生活下来，它体内的A基因怎样才能传递给子代呢？4、如果Aa与其他个体交配生殖，后代还会是绿色的吗？问题探讨

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。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一、种群基因组成的变化√√√√√判断下列是否属于种群：√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？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。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%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＋Aa2（AA＋Aa＋aa）=60%a基因的基因频率为：=40%

a%=2×aa＋Aa2（AA＋Aa＋aa）×100%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：

A60%A60%a40%a40%36%24%16%AAAaAa24%aa♀♂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AA30%Aa60%aa10%基因频率A60%a40%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。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=1AA=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）影响种群基因频率变化的根本原因是什么？变异变异的类型有那些？不能遗传的变异可遗传的变异基因突变基因重组染色体变异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？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）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？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由于突变和基因重组，桦尺蠖形成了不同的体色（黑色S、浅色s）英19世纪曼彻斯特英20世纪曼彻斯特S(黑色)基因频率：桦尺蠖桦尺蠖5%以下95%以上

未形成生殖隔离，还有基因交流原因是：淘汰不利变异基因、积累有利变异基因。结果是：使基因频率定向改变。自然选择决定生物进化的方向影响基因频率的因素：基因突变、基因重组和自然选择生物进化的实质就是：

种群是生物进化