人教版高中生物必修二 种群基因组成的变化与物种的形成 生物的进化课件(第2课时隔离在物种形成中的作用)

第3节种群基因组成的变化与物种的形成第2课时隔离在物种形成中的作用

课程标准要求核心素养对接学业质量水平阐述变异、选择和隔离可导致新物种形成。1.生命观念——理解隔离的定义、类型，阐明隔离在物种形成中的作用。水平二2.科学思维——运用归纳与综合的思维方法，概括出物种形成的两种过程的概念模型。水平二物种和隔离———————————————自主梳理———————————————1.物种的概念能够在自然状态下

并且产生

的一群生物。相互交配可育后代2.隔离不同物种相互交配可育的后代同一种生物基因交流[典例1]

(2019·石嘴山三中期中)下列关于物种和隔离的叙述，错误的是(

)A.物种是生物分类的基本单位B.二倍体西瓜与四倍体西瓜属于同一物种C.不同的物种之间必然存在着生殖隔离D.虽然马和驴交配能产生骡，但其属于不同物种解析二倍体西瓜与四倍体西瓜之间存在着生殖隔离，属于不同的物种，B错误。答案

B[对点练1]

下列关于物种和隔离的叙述，错误的是(

)A.种群基因库的差异是产生生殖隔离的根本原因B.隔离阻止了种群间的基因交流C.不同的物种之间必然存在着生殖隔离D.对所有物种来说，地理隔离必然导致生殖隔离解析地理隔离是一个量变的过程，只有足够长时间后才能产生生殖隔离，D错误。答案

D联想质疑★骡子为异源二倍体，两个染色体组分别来自马和驴，无同源染色体，不能进行减数分裂产生配子，无法通过有性生殖产生后代。———————————————自主梳理———————————————1.新物种形成的过程隔离在物种形成中的作用突变基因重组食物栖息条件基因频率基因库生殖隔离2.结论：隔离是物种形成的

条件。(1)四倍体西瓜是一个独立的新物种吗？为什么？提示是。因为四倍体西瓜之间可以自由交配，并能产生可育后代。(2)四倍体西瓜形成过程中，有没有经过地理隔离？提示没有。(3)三倍体西瓜是不是一个独立的新物种，为什么？提示不是。因为三倍体减数分裂时会联会紊乱，无法产生正常的有性生殖细胞，因此无法自由交配并产生可育后代。必要[典例2]

(2019·蚌埠二中期中)某大峡谷中的松鼠被一条河流分隔成两个种群，一万年后，两个种群已经发生明显的分化。经过长期演化两个种群可能形成两个物种，下列说法错误的是(

)A.物种的形成必须通过a才能最终达到cB.b表示自然选择过程C.①②③④⑤⑥为生物进化提供原材料D.c表示生殖隔离解析图中a表示地理隔离，c表示生殖隔离，地球上新物种的形成往往要先经历地理隔离，最终达到生殖隔离，但并不都是这样，如二倍体西瓜经秋水仙素处理形成四倍体西瓜，A错误；图中b表示自然选择过程，决定了生物进化的方向，B正确；图中①②③④⑤⑥表示生物可遗传的变异，包括基因突变、基因重组和染色体变异，可以为生物进化提供原材料，C正确；图中c表示生殖隔离，是新物种形成的标志，D正确。答案

A[对点练2]

(2019·赤峰二中月考)无子西瓜的培育过程如图所示。根据图解，结合你所学过的生物学知识，下列叙述中正确的是(

)A.①过程只能用秋水仙素处理，它的作用主要是抑制细胞有丝分裂前期纺锤体的形成B.由三倍体种子发育成无子西瓜，与中心体有密切的关系C.四倍体西瓜与二倍体西瓜不存在生殖隔离，它们属于同一物种D.无子性状的产生属于可遗传变异，但不能通过有性生殖传递给子代解析

①过程可用秋水仙素处理，也可以用低温处理，它们的作用原理相同，都是抑制细胞有丝分裂前期纺锤体的形成，诱导染色体数目加倍，A错误；三倍体无子西瓜为高等植物，不含中心体，B错误；四倍体与二倍体杂交产生的三倍体高度不育，因此二者间存在生殖隔离，属于不同物种，C错误；三倍体无子西瓜育种的原理是染色体数目的变异，属于可遗传的变异，所以其性状可以遗传给后代，但由于三倍体减数分裂时联会紊乱，所以不能产生配子，故无子西瓜的性状不能通过有性生殖传递给子代，D正确。答案

D【归纳总结】(1)渐变式物种形成过程的概念模型：(2)爆发式物种形成过程的概念模型：(3)物种、种群与隔离之间关系的概念模型：联想质疑【归纳总结】地理隔离和生殖隔离的比较(1)图中A属于地理隔离，一旦发生某种地质变化，两个分开的小种群重新相遇，可以再融合在一起。(2)图中B属于生殖隔离，一旦形成就保持物种间基因的不可交流性，从而保证了物种的相对稳定。(3)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阶段。(1)能进行交配的就是同一个物种吗？提示不一定。(2)长期的地理隔离是否一定会形成生殖隔离？提示不一定。只要基因库的差异没有大到使种群个体间不能交配或能交配不能产生可育后代，就不会形成生殖隔离。(3)新物种的形成一定要经过地理隔离吗？提示不一定。新物种的形成包括渐进式和爆发式两种方式，前者一定要经过地理隔离，后者则不经过地理隔离。第3节种群基因组成的变化与物种的形成

[任务驱动]1．能够运用现代生物进化理论解释生物界的现象，传播科学的自然观。2．能够运用现代生物进化理论解释适应的形成和生物的进化，分析现实生活中诸如耐药菌的产生等相关问题。3．通过具体实例说明相关概念，学会用数学方法讨论基因频率的变化。预习区·自主读教材探究区·互动破疑难总结区·夯实关键点固双基·当堂达标课后巩固提升一定区域同种全部基本单位各自的基因传给后代全部个体全部基因基因库基因突变染色体变异突变等位基因有性生殖基因型随机的不定向的生物进化的方向三、自然选择对种群基因频率变化的影响1．原因：不断淘汰发生

的个体，选择积累发生

的个体。2．实质：种群的基因频率发生

。3．选择的对象(1)个体水平：生物的

。(2)实质：控制性状的

。4．选择的结果(1)生物性状上：朝着

变异的方向不断进化。(2)基因上：种群

会发生

改变。不利变异有利变异定向改变变异性状基因有利基因频率定向

[预习诊断]1．一个池塘中所有的鱼是一个种群()2．一个种群中某个个体的所有的基因叫作这个种群的基因库()3．某个种群中某等位基因如A和a的频率之和等于1()4．突变、染色体变异和基因重组为生物进化提供原材料()5．生物进化的方向是由自然选择决定的()6．生物变异是不定向的，但生物进化是定向的()××√×√√提示：虽然突变的频率低，但一个种群往往由许多个体组成，而每一个个体的每一个细胞内都有成千上万个基因，所以在种群中每一代都会产生大量突变。2．突变具有多害少利性，还能为生物进化提供原材料吗？提示：生物变异是否有利，取决于它们的生存环境，微小有利的变异不断积累也能导致生物进化。3．突变和基因重组能决定生物进化的方向吗？提示：突变和基因重组是随机的、不定向的，不能决定生物进化的方向。4．英国的曼彻斯特地区有一种桦尺蠖。在自然条件下，桦尺蠖的体色受一对等位基因S和s控制，黑色(S)对浅色(s)是显性。19世纪中叶以前，桦尺蠖种群中S基因的频率很低。随着英国工业的发展，桦尺蠖种群中S基因的频率提高了很多，如表。基因基因频率19世纪中叶以前20世纪中叶S5%95%s95%5%根据上述材料回答：(1)1850年以前，浅色桦尺蠖比例很高，黑色桦尺蠖比例很低，这表明稀有的黑色型是由浅色型通过________产生的。(2)从1850年到1898年间，黑色桦尺蠖逐渐取代浅色桦尺蠖，这表明黑色基因(S)和浅色基因(s)的频率均发生________。(3)被污染的环境使得浅色桦尺蠖容易被鸟类捕食而处于选择劣势，黑色桦尺蠖由于具有保护色而处于选择优势。这一事实表明，种群中产生的变异是________，经过长期的________，使种群的________发生定向的改变，导致生物朝着一定的方向缓慢地进化。提示：(1)突变(2)定向改变(3)不定向的自然选择基因频率自然选择决定生物进化的方向(1)原理分析 (2)实例分析(桦尺蠖体色进化)由以上可以看出，生物进化实质上是种群基因频率发生改变，即在生物进化过程中某基因的频率如果逐渐增大，反映该基因控制的性状对环境的适应能力较强。现代生物进化理论的3点提醒(1)基因频率不论上升还是下降，生物都发生进化。(2)环境发生变化时，种群的基因频率不一定改变。(3)突变和基因重组只能为生物进化提供原材料，不能决定生物进化的方向。1．根据现代生物进化理论，下列说法正确的是(

)A．自然选择决定生物变异和进化的方向B．生物进化的实质是种群基因型频率的改变C．种群内基因频率的改变在世代间具有连续性D．种群内基因频率改变的偶然性随种群数量下降而减小解析：自然选择决定生物进化的方向，但不能决定生物变异的方向，A项错误；生物进化的实质是种群基因频率的改变，B项错误；在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变，在世代间具有连续性，C项正确；当种群数量下降时，各基因型的个体减少，某种基因可能因该基因型的个体偶然死亡而丢失，所以这种改变的偶然性会增大，D项错误。答案：C2．在一次大风暴后，有人搜集了100只受伤的麻雀并饲养，结果活下来64只。在死去的个体中，大部分是个体比较大、变异类型特殊的，下列有关叙述正确的是(

)A．突变和基因重组决定生物进化的方向B．自然选择会改变种群的基因频率C．特殊的变异类型都是不利的D．不产生变异的生物才能生存解析：突变和基因重组为生物的进化提供原材料，不决定生物进化的方向，A错误；自然选择通过定向改变种群的基因频率决定生物进化的方向，B正确；变异是不定向的，可能是有利的，也可能是有害的，利与害取决于环境，是相对而言的，C错误；变异是普遍存在的，产生有利变异的个体存活下来，产生不利变异的个体会被淘汰，D错误。答案：B变异与选择之间的关系(1)变异是不定向的，在自然选择的作用下，基因频率发生定向改变，导致自然选择是定向的。(2)自然选择的过程十分缓慢，其结果符合优胜劣汰、适者生存的原则。提示：64%和36%。2．利用遗传平衡定律计算基因型频率(1)前提条件①种群非常大；②所有雌雄个体之间自由交配；③没有迁入和迁出；④没有自然选择；⑤没有突变发生。(2)计算公式当等位基因只有两个时(A、a)，设p表示A的基因频率，q表示a的基因频率，(p＋q)2＝p2＋2pq＋q2，则：基因型AA的频率＝p2基因型Aa的频率＝2pq基因型aa的频率＝q23．自交和自由交配时基因频率和基因型频率的变化规律交配方式基因频率基因型频率自交不改变改变，且纯合子增多，杂合子减少自由交配处于遗传平衡不改变不改变不处于遗传平衡不改变改变1．蜗牛的有条纹(A)对无条纹(a)为显性。在一个地区的蜗牛种群内，有条纹(AA)个体占55%，无条纹个体占15%，若蜗牛间进行自由交配得到F1，则F1中A基因的频率和Aa基因型的频率分别为(

)A．30%,21%

B．30%,42%C．70%,21% D．70%,42%解析：根据题意可知，Aa个体占30%，蜗牛间进行自由交配时，产生A配子的基因频率＝55%＋30%×1/2＝70%，a配子的基因频率＝15%＋30%×1/2＝30%，自由交配得到F1各基因型的频率比例为AA∶Aa∶aa＝49%∶42%∶9%，统计得到A基因的频率为49%＋42%×1/2＝70%。答案：D2．某社区全部人口刚好男女各400人，居委会进行红绿色盲普查，发现女性中有10人患色盲，12名未生育女性是红绿色盲基因的携带者，18名色觉正常妇女的儿子患色盲，男性中共有22人不能区分红色和绿色。那么，这个群体中红绿色盲的基因频率为(

)A．7.5% B．6%C．5.6% D．8.1%解析：由于红绿色盲是伴X染色体隐性遗传病(相关基因用B、b表示)，Y染色体上没有红绿色盲基因的位点，所以红绿色盲相关的基因总数是400×2＋400＝1200(个)，Xb＝10×2＋12×1＋18×1＋22×1＝72(个)(18名色觉正常妇女的儿子患色盲，这18名正常妇女的基因型是XBXb。22个男子是红绿色盲，其基因型是XbY)，所以红绿色盲的基因频率(Xb)＝72/1200×100%＝6%。答案：B3．某植物种群中，AA个体占16%，aa个体占36%，该种群随机交配产生的后代中AA个体的百分比、A基因频率和自交产生的后代中AA个体的百分比、A基因频率的变化依次为(

)A．增大，不变；不变，不变B．不变，增大；增大，不变C．不变，不变；增大，不变D．不变，不变；不变，增大解析：通过计算可知，种群中A的基因频率为40%，a的基因频率为60%。由遗传平衡定律可知，随机交配产生的后代中AA个体的百分比为40%×40%＝16%，aa个体的百分比为60%×60%＝36%，Aa个体的百分比为48%，A的基因频率为16%＋48%×1/2＝40%；自交产生的后代中AA个体的百分比为16%＋48%×1/4＝28%，aa个体的百分比为36%＋48%×1/4＝48%，Aa个体的百分比为1/2×48%＝24%，A的基因频率为28%＋1/2×24%＝40%，所以C项符合题意。答案：C

[强化生命观念]1．种群指的是某个区域内同种生物的全部个体。2．一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。3．在一个种群的基因库中，某个基因占全部等位基因的比率叫作基因频率。4．突变包括基因突变和染色体变异。5．生物变异是不定向的，但生物进化和自然选择是定向的。

[提升思维表达]1．为什么生物进化的基本单位是种群而不是个体？提示：因为个体的寿命是有限的，个体表型会随着个体的死亡而消失。决定生物性状的基因可以通过生殖而世代延续，并且在群体中扩散，因此生物进化应该研究群体的基因组成的变化。2．生物变异和自然选择哪个能决定生物进化的方向？为什么？提示：自然选择决定生物进化的方向。因为生物进化的方向是定向的，生物变异是不定向的，而自然选择是定向的，所以生物进化的方向是由定向的自然选择所决定的。1．下列有关种群及生物进化的叙述，正确的是(

)A．自然选择直接作用于个体的基因型，并决定生物的进化方向B．只有突变和基因重组才能导致种群的基因频率发生改变C．被捕食者大多是年老、病弱或年幼的个体，有利于种群的发展D．研究种群间差异的关键是研究它们能否出现进化的原材料解析：自然选择直接作用于个体的表型，并决定生物进化的方向；导致种群的基因频率发生改变的因素很多，如突变、基因重组、迁入和迁出以及选择等；被捕食者大多是年老、病弱或年幼的个体，有利于促进种群的发展；研究种群间差异的关键是研究它们的种群特征。答案：C2．关于生物进化的叙述中正确的是(

)A．进化总是由突变引起的，且变异个体总是适应环境的B．进化改变的是个体而不是群体C．基因突变产生的新基因改变了种群的基因频率，对生物进化有重要意义D．在生物进化过程中，显性基因频率比隐性基因频率增加得快解析：生物进化的方向是由自然选择决定的，变异的利与害往往取决于环境条件，A错误；生物进化的基本单位是种群，B错误；基因突变产生的新基因改变了种群的基因频率，对生物进化有重要意义，C正确；在生物进化过程中，种群基因频率总是变化的，而基因频率的改变方向取决于自然选择，显性基因频率与隐性基因频率增加得快慢取决于哪种性状能更好地适应当前环境，D错误。答案：C3．某生物基因(a)由正常基因(A)序列中一个碱基对的替换而形成，研究表明，世界不同地区的群体之间，杂合子(Aa)的频率存在着明显的差异，以下说法不符合现代生物进化理论的是(

)A．基因a的产生改变了种群的基因频率B．不同的环境条件下，选择作用会有所不同C．不同地区基因突变频率因环境的差异而不同D．不同地区的群体有着共同的进化方向解析：基因突变可以改变种群的基因频率；杂合子(Aa)的频率在世界不同地区存在着明显的差异，不同环境条件下，选择作用会有所不同，不同地区基因突变频率因环境的差异而不同；不同地区的群体进化方向不一定相同。答案：D4．下列不符合现代生物进化理论的叙述是(

)A．突变和基因重组为生物进化提供原始的选择材料B．通过自然选择使种群基因频率发生定向改变C．具有有利变异的个体在生存斗争中取胜，具有不利变异的个体在生存斗争中失败而被淘汰，所以生物进化是以个体作为基本单位的D．生物进化的过程是由定向的自然选择决定种群的基因频率的变化过程解析：现代生物进化理论认为生物进化是以种群为基本单位，不是以个体为基本单位。答案：C5．现有两个非常大的某昆虫种群，个体间随机交配，没有迁入和迁出，无突变，自然选择对A和a基因控制的性状没有作用。种群1的A基因频率为80%，a基因频率为20%；种群2的A基因频率为60%，a基因频率为40%。假设这两个种群大小相等，地理隔离不再存在，两个种群完全合并为一个可随机交配的种群，则下一代中Aa的基因型频率是(

)A．75%

B．50%C．42% D．21%解析：根据题意可知，合并后的种群中A基因频率为