6.3種群基因組成的變化與物種的形成課件-高一下學(xué)期生物人教版必修2VIP

第3節(jié)種群基因組成的變化與物種的形成第六章生物的進(jìn)化本節(jié)聚焦1.為什么說種群是生物進(jìn)化的基本單位？2.種群的基因頻率為什么會(huì)發(fā)生變化？3.自然選擇與種群基因頻率的變化有什么關(guān)系？先有雞還是先有蛋？甲同學(xué)說：當(dāng)然是先有雞蛋了，因?yàn)橹挥猩臣?xì)胞產(chǎn)生的基因突變才能遺傳給后代，體細(xì)胞即使發(fā)生了基因突變，也不能影響后代的性狀。乙同學(xué)說：不對(duì)，人們?cè)陴B(yǎng)雞過程中，是根據(jù)雞的性狀來選擇的，只讓符合人類需求的雞繁殖后代，因此是先有雞后有蛋。問題探討你同意哪位同學(xué)的觀點(diǎn)？你的答案和理由是什么？這兩種觀點(diǎn)都有一定的道理，但都不全面。因?yàn)樗鼈兒鲆暳穗u和蛋在基因組成上的一致性，也忽視了生物的進(jìn)化是以種群為單位而不是以個(gè)體為單位這一重要觀點(diǎn)。生物進(jìn)化的過程是種群基因庫(kù)在環(huán)境的選擇作用下定向改變的過程，以新種群與祖先種群形成生殖隔離為標(biāo)志，并不是在某一時(shí)刻突然有一個(gè)個(gè)體或一個(gè)生殖細(xì)胞成為一個(gè)新物種。為什么要在種群水平研究進(jìn)化？自然選擇直接作用的是生物的個(gè)體，而且是個(gè)體的表型。但是，在自然界，沒有哪個(gè)個(gè)體是長(zhǎng)生不死的，個(gè)體的表型會(huì)隨著個(gè)體的死亡而消失，決定表型的基因卻可以隨著生殖而世代延續(xù)，并且在群體中擴(kuò)散。研究生物的進(jìn)化，僅研究個(gè)體和表型是不夠的，還必須研究群體基因組成的變化。這個(gè)群體就是種群！1.種群的概念及特點(diǎn)(1)概念：生活在一定區(qū)域的同種生物全部個(gè)體的集合叫做種群.種群中的個(gè)體并不是機(jī)械地集合在一起,而是彼此可以交配,并通過繁殖將各自的基因傳給后代.（一）種群和種群基因庫(kù)練習(xí)以下例子是否屬于種群，并且說出判斷依據(jù)①一片草地上的全部的草②兩個(gè)池塘里的全部鯉魚③一個(gè)池塘里的全部青蛙(2)特點(diǎn)：種群是可進(jìn)行基因交流的群體，是生物繁殖與進(jìn)化的基本單位一種群基因組成的變化2.種群基因庫(kù)一個(gè)種群中全部個(gè)體所含有的全部基因，叫做這個(gè)種群的基因庫(kù)種群個(gè)體數(shù)越多，基因總數(shù)越多，基因庫(kù)越大，與基因種類無關(guān)。3.基因頻率的概念(1)概念:在一個(gè)種群基因庫(kù)中，某個(gè)基因占全部等位基因數(shù)的比值基因頻率=種群中某基因的總數(shù)種群中該基因及其等位基因的總數(shù)×100%基因型頻率=某基因型個(gè)體總數(shù)種群全部個(gè)體數(shù)×100%此種基因的個(gè)數(shù)=純合子個(gè)體數(shù)×2＋雜合子個(gè)體數(shù)種群中該對(duì)等位基因的總數(shù)=個(gè)體總數(shù)×2(2)計(jì)算公式:1.假設(shè)上述昆蟲種群數(shù)量非常大，所有的雌雄個(gè)體間都能自由交配并能產(chǎn)生后代，沒有遷入和遷出，不同翅色的個(gè)體生存和繁殖的機(jī)會(huì)是均等的，基因A和a都不產(chǎn)突變，根據(jù)孟德爾的分離定律計(jì)算。(1)該種群產(chǎn)生的A配子和a配子的比值各是多少？(2)子代基因型的頻率各是多少？(3)子代種群的基因頻率各是多少？(4)將計(jì)算結(jié)果填入下表思考·討論：用數(shù)學(xué)方法討論基因頻率的改變親代基因型比值A(chǔ)A(30%)Aa(60%)aa(10%)配子的比值A(chǔ)()A()a()a()子代基因型頻率AA()Aa()aa()子代基因頻率A()a()30%30%30%10%60%40%36%48%16%親代子一代子二代子三代基因型頻率AA30%Aa60%aa10%基因頻率A60%a40%(4)想一想，子二代、子三代以及若干代以后，種群的基因頻率會(huì)同子一代一樣嗎？將計(jì)算結(jié)果填入下表36%48%16%36%16%48%36%48%16%60%60%60%40%40%40%2.上述計(jì)算結(jié)果是建立在5個(gè)假設(shè)條件基礎(chǔ)上的。

對(duì)自然界的種群來說，這5個(gè)條件都成立嗎？5個(gè)條件為：①群體數(shù)量足夠大；②全部的雌雄個(gè)體間都能自由交配并能產(chǎn)生后代；③沒有遷入與遷出；④自然選擇對(duì)性狀沒有作用⑤沒有突變。遺傳平衡定律：一個(gè)有性生殖的自然種群中，在滿足以上五個(gè)條件時(shí)，種群的基因頻率和基因型頻率可以世代相傳不發(fā)生變化，保持平衡。遺傳平衡定律是由英國(guó)數(shù)學(xué)家哈迪和德國(guó)醫(yī)生溫伯格分別于1908年和1909年獨(dú)立證明的，這一定律又稱哈迪——溫伯格定律遺傳平衡所指的種群是理想種群，在自然條件下，這樣的種群是不存在的。這說明在自然界中，種群的基因頻率遲早要發(fā)生變化，也就是說種群的進(jìn)化是必然的。3.如果該種群出現(xiàn)新的突變型（基因型為A2a或A2A2），也就是產(chǎn)生新的等位基因A2，種群的基因頻率會(huì)變化嗎？基因A2的頻率可能會(huì)怎樣變化？基因突變產(chǎn)生的新基因會(huì)使種群的基因頻率發(fā)生變化?；駻2的頻率是增加還是減少，要看這一突變對(duì)生物體是有益還是有害的，這往往取決于生物生存的環(huán)境?；蝾l率=×100%種群中個(gè)體總數(shù)×2種群中某基因的總數(shù)基因型頻率=某基因型個(gè)體總數(shù)種群全部個(gè)體數(shù)×100%（1）若某基因在常染色體上或X、Y染色體同源區(qū)段上，則4.基因頻率的計(jì)算方法一.概念法：例1：某昆蟲種群中，綠色翅的基因?yàn)锳,褐色翅的基因位a，調(diào)查100個(gè)個(gè)體，發(fā)現(xiàn)AA、Aa、aa的個(gè)體分別30、60、10、那么A、a的基因頻率是多少？（課本P111頁(yè)）A=30×2+60_________

__

_____________(30+60+10)×2=60%

(30+60+10)×2a=10×2+60___________

___________=40%AA=30%,Aa=60%,aa=10%種群中，一對(duì)等位基因的基因頻率之和等于1，基因型頻率之和也等于1例1：在一次紅綠色盲的調(diào)查中，共調(diào)查男女各200名，調(diào)查發(fā)現(xiàn)，女性紅綠色盲基因的攜帶者有15人，患者有5人，男性患者有11人。那么這個(gè)群體中紅綠色盲基因的頻率是（）A.4.5%B.6%C.9%D.7.8%B解析因?yàn)榕缘男匀旧w組成為XX，男性為XY，紅綠色盲基因(用b表示)及其等位基因(用B表示)只位于X染色體上，所以基因b共有15×1＋5×2＋11×1＝36個(gè)，因此紅綠色盲基因的頻率＝×100%＝6%。(2)2.在某人群中對(duì)血友病進(jìn)行調(diào)查后發(fā)現(xiàn)，基因型為XHXH的比例為42.32%，XHXh為7.36%，XhXh為0.32%，XHY為46%，XhY為4%。則在該地區(qū)XH和Xh的基因頻率分別為___________92%、8%.XH的基因頻率為：Xh的基因頻率為1－92%＝8%方法二：通過基因型頻率計(jì)算一個(gè)基因的頻率=該基因純合子的基因型頻率+1/2雜合子的基因型頻率例、某小麥種群中TT個(gè)體占20%，Tt個(gè)體占60%，tt個(gè)體占20%，由于某種病害導(dǎo)致tt個(gè)體全部死亡，則病害發(fā)生前后該種群中T的基因頻率分別是A.50%、50% B.50%、62.5%C.62.5%、50% D.50%、100%BT=20%+60%*1/2=50%t=20%+60%*1/2=50%TT=20%,Tt=60%,tt=20%TT=1/4,Tt=3/4病害發(fā)生前病害發(fā)生后T=1/4+3/4*1/2=62.5%t=3/4*1/2=37.5%AA的基因型頻率=

；aa的基因型頻率=

；Aa的基因型頻率=

。若種群中一對(duì)等位基因?yàn)锳和a，設(shè)A的基因頻率=p，a的基因頻率=q，因?yàn)?p＋q)=A%+a%=1p2q22pq

pAqa

pAAAAa

qaAaaap2q2pqpq方法三.利用遺傳平衡定律計(jì)算:則（p+q）2=p2+2pq+q2=AA%+Aa%+aa%=1A=AA的基因型頻率的開方a=aa的基因型頻率的開方例1.若人為組成一個(gè)群體，其中BB占80%，bb占20%，群體隨機(jī)交配，子代中Bb的比例為______。例2.囊性纖維病是一種常染色體隱性遺傳病，在人群中每2500個(gè)人就有一個(gè)患者，則致病基因頻率是_____32%1/50例3.在沒有遷入遷出、突變和選擇等條件下，蠅的灰體（E）對(duì)黑檀體（e）為顯性。一個(gè)由純合果蠅組成的大種群個(gè)體間自由交配得到F1，F(xiàn)1中灰體果蠅8400只，黑檀體果蠅1600只。F1中e的基因頻率為_____，E的基因頻率為____，Ee的基因型頻率為_____。親代群體中灰體果蠅的百分比為_____。40%60%48%60%例題4.蝸牛的有條紋(A)對(duì)無條紋(a)為顯性。在一個(gè)地區(qū)的蝸牛種群內(nèi)，有條紋(AA)個(gè)體占55%，無條紋個(gè)體占15%，若蝸牛間進(jìn)行自由交配得到F1，則A基因的頻率和F1中Aa基因型的頻率分別是A.30%,21% B.30%,42% C.70%,21% D.70%,42%D

例1.某植物種群，AA基因型個(gè)體占25%，Aa基因型個(gè)體占50%，aa基因型個(gè)體占25%，則：(1)該植物的A、a基因頻率分別為

。(2)若該植物自交，后代中AA、aa基因型個(gè)體分別占______、______。這時(shí)A、a的基因頻率分別是

。50%、50%37.5%50%、50%37.5%56%例2.某植物種群，AA基因型個(gè)體占35%，Aa基因型個(gè)體占42%，aa基因型個(gè)體占23%，則該植物種群自交后代中A的基因頻率為

自交時(shí)基因型頻率和基因頻率的計(jì)算歸納總結(jié)1.無淘汰和致死現(xiàn)象時(shí)，隨機(jī)交配不改變的種群的基因頻率；2.隨機(jī)交配一代之后，種群的基因頻率和基因型頻率都不再改變。3.后代沒有淘汰的條件下即沒有進(jìn)行選擇時(shí)，自交不改變種群的基因頻率,基因型頻率會(huì)改變。4.XB、Xb在男性人群和女性人群中的基因頻率是相等的。（二）種群基因頻率的變化①基因突變產(chǎn)生新的等位基因,會(huì)使種群的基因頻率發(fā)生變化1.可遺傳的變異來源：基因突變、基因重組和染色體變異。突變和基因重組是隨機(jī)的、不定向的，不能決定生物進(jìn)化的方向其中基因突變和染色體變異統(tǒng)稱為突變。②基因突變產(chǎn)生的等位基因,通過有性生殖過程中的基因重組,可以形成多種多樣的基因型,從而使種群中出現(xiàn)多種多樣可遺傳的變異2.可遺傳變異的特點(diǎn)3.可遺傳變異的作用：突變和基因重組為生物進(jìn)化提供原材料生物自發(fā)突變的頻率很低，且大多數(shù)突變對(duì)生物體是有害的，它為何還能作為生物進(jìn)化的原材料呢？例如：果蠅一組染色體上約有1.3×104個(gè)基因，假定每個(gè)基因的突變率都是10-5，若有一個(gè)中等數(shù)量的果蠅種群（約有108個(gè)個(gè)體），那么每一代出現(xiàn)基因突變數(shù)是多少呢？2×1.3×104×10-5個(gè)體×108種群=2.6×107可見，種群是由許多個(gè)體組成的，每個(gè)個(gè)體的每一個(gè)細(xì)胞內(nèi)都有成千上萬個(gè)基因，這樣，每一代就會(huì)產(chǎn)生大量的突變。某海島上的昆蟲出現(xiàn)殘翅和無翅類型有利與有害是相對(duì)的，這往往取決于生物的生存環(huán)境。4.突變產(chǎn)生的變異有利或有害不是絕對(duì)的探究.實(shí)踐:

探究自然選擇對(duì)種群基因頻率變化的影響（三）自然選擇對(duì)種群基因頻率變化的影響英國(guó)的曼徹斯特地區(qū)有一種樺尺蛾（其幼蟲叫樺尺蠖)。它們夜間活動(dòng)，白天棲息在樹干上。雜交實(shí)驗(yàn)表明，樺尺蛾的體色受一對(duì)等位基因S和s控制，黑色(S)對(duì)淺色(s)是顯性的。在19世紀(jì)中葉以前，樺尺蛾幾乎都是淺色型的，該種群中S基因的頻率很低，在5%以下。到了20世紀(jì)中葉，黑色型的樺尺蛾卻成了常見的類型，S基因的頻率上升到95%以上。19世紀(jì)時(shí)，曼徹斯特地區(qū)的樹干上長(zhǎng)滿了淺色的地衣。后來，隨著工業(yè)的發(fā)展，工廠排出的煤煙使地衣不能生存，結(jié)果樹皮裸露并被熏成黑褐色。提出問題：樺尺蠖種群中s基因的頻率為什么越來越低呢？做出假設(shè)：樹皮黑褐色的環(huán)境下，黑色體色的樺尺蛾個(gè)體數(shù)量逐年增加，控制黑色的S基因頻率逐年上升，而淺色體色的樺尺蛾由于不適應(yīng)樹皮黑褐色的環(huán)境，易被天敵發(fā)現(xiàn)，淺色體色的樺尺蛾個(gè)體數(shù)量逐年減少，控制淺色的s基因頻率逐年下降(減少)。探究思路：1870年，樺尺蛾種群的基因型頻率為SS10%，Ss20%，ss70%，S基因的頻率為20%。在樹干變黑這一環(huán)境條件下，假如樹干變黑不利于淺色樺尺蛾的生存，使得種群中淺色個(gè)體每年減少10%，黑色個(gè)體每年增加10%。第2-10年間，該種群每年的基因型頻率各是多少?每年的基因頻率是多少?制訂并實(shí)施研究方案第一年：取100個(gè)個(gè)體SS=10個(gè)Ss=20個(gè)ss=70個(gè)第二年：SS=10×1.1=11個(gè)Ss=20×1.1=22個(gè)ss=70×0.9=63個(gè)96個(gè)SS頻率=11÷96=11.5%Ss頻率=22÷96=22.9%ss頻率=63÷96=65.6%S頻率=11.5%+?×22.9%=23%s頻率=65.6%+?×22.9%=77%計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù)第二年：取100個(gè)個(gè)體SS=11.5個(gè)Ss=22.9個(gè)ss=65.6個(gè)第三年：SS=11.5×1.1=12.7個(gè)Ss=22.9×1.1=25.2個(gè)ss=65.6×0.9=59個(gè)96.9個(gè)SS頻率=12.7÷96.9=13.1%Ss頻率=25.2÷96.9=26%ss頻率=59÷96.9=60.9%S頻率=13.1%+?×26%=26.1%s頻率=60.9%+?×26%=73.9%第1年第2年第3年第4年……基因型頻率SS10%11.5%Ss20%22.9%ss70%65.6%基因頻率S20%23%s80%77%13.1%14.7%26%29.2%60.9%56.1%26.1%73.9%降低70.7%升高29.3%分析結(jié)果，得出結(jié)論黑褐色環(huán)境，不利于淺色樺尺蛾的生存，有利于黑色樺尺蛾的生存，環(huán)境的選擇作用使s基因頻率越來越低，S基因的頻率越來越高。1.樹干變黑會(huì)影響樺尺蛾種群中淺色個(gè)體的出生率嗎?為什么?討論：2.在自然選擇過程中，直接受選擇的是基因型還是表型?為什么?直接受選擇的是表型(體色)，而不是基因型?；蛐筒⒉荒茉谧匀贿x擇中起直接作用，因?yàn)樘鞌吃诓妒硺宄叨陼r(shí)，看到的是樺尺蛾的體色而不是控制體色的基因。樹干變黑會(huì)影響樺尺蛾種群中淺色個(gè)體的出生率，這是因?yàn)闃涓勺兒诤螅瑴\色個(gè)體容易被發(fā)現(xiàn)，被捕食的概率增加，許多淺色個(gè)體可能在沒有交配、產(chǎn)卵前就已被天敵捕食，導(dǎo)致其個(gè)體數(shù)減少，影響出生率?？偨Y(jié)：自然選擇對(duì)種群基因頻率變化的影響(1)原因：在自然選擇的作用下，具有有利變異的個(gè)體有更多的機(jī)會(huì)產(chǎn)生后代，種群中相應(yīng)基因的頻率會(huì)不斷提高；相反，具有不利變異的個(gè)體留下后代的機(jī)會(huì)少，種群中相應(yīng)基因的頻率會(huì)下降。(2)結(jié)果：在自然選擇的作用下，種群的基因頻率會(huì)發(fā)生定向改變，導(dǎo)致生物朝著一定的方向不斷進(jìn)化。自然選擇是定向的，決定生物進(jìn)化的方向。(3)生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì):基因頻率的改變。即種群基因頻率的改變，標(biāo)志著生物的進(jìn)化。(4)影響基因頻率變化的因素：突變和基因重組、自然選擇、遷移（遷入和遷出）等自然選擇的直接作用對(duì)象:生物的個(gè)體,而且是個(gè)體的表型判斷(1)從根本上講，沒有突變，就沒有生物的進(jìn)化()(2)突變具有低頻性，不能為生物進(jìn)化提供原材料()(3)有害突變不能成為生物進(jìn)化的原材料()(4)所有變異都不能決定生物進(jìn)化的方向，但都能提供進(jìn)化的原材料()(5)一個(gè)種群中某基因占所有基因數(shù)的比值叫作基因頻率()(6)在環(huán)境條件保持穩(wěn)定的前提條件下，種群的基因頻率不會(huì)發(fā)生變化()(7)若親子代間基因頻率不變，基因型頻率也一定不變()(8)種群是生物進(jìn)化的基本單位，自然選擇的直接選擇對(duì)象是個(gè)體的表型()√√××××××探究抗生素對(duì)細(xì)菌的選擇作用探究實(shí)踐1.實(shí)驗(yàn)原理：一般情況下，一定濃度的抗生素會(huì)殺死細(xì)菌、但變異的細(xì)菌可能產(chǎn)生耐藥性。在實(shí)驗(yàn)室連續(xù)培養(yǎng)細(xì)菌時(shí)、如果向培養(yǎng)基中添加抗生素，耐藥菌有可能存活下來2.目的要求：通過觀察細(xì)菌在含有抗生素的培養(yǎng)基上的生長(zhǎng)狀況，探究抗生素對(duì)細(xì)菌的選擇作用。3.材料用具：經(jīng)高溫滅菌的牛肉膏蛋白胨液體培養(yǎng)基及固體培養(yǎng)基平板，細(xì)菌菌株(如大腸桿菌、金黃色葡萄球菌等)，含有抗生素(如青霉素、卡那霉素等)的圓形濾紙片(以下簡(jiǎn)稱”抗生素紙片”)，不含抗生素的紙片，鑷子，涂布器，無菌棉簽，酒精燈，記號(hào)筆，直尺等。3.方法步驟：(1)分組編號(hào):用記號(hào)筆在培養(yǎng)皿的底部畫2條相互垂直的直線，將培養(yǎng)皿分為4個(gè)區(qū)域，分別標(biāo)記為①~④(2)接種:取少量細(xì)菌的培養(yǎng)液，用無菌的涂布器（或無菌棉簽）均勻地涂抹在培養(yǎng)基平板上。(3)控制變量:用無菌的鑷子先夾取1張不含抗生素的紙片放在①號(hào)區(qū)域的中央，再分別夾取1張抗生素紙片放在②~④號(hào)區(qū)域的中央，蓋上皿蓋。4.培養(yǎng)：將培養(yǎng)皿倒置于37℃的恒溫箱中培養(yǎng)12~16h。5.觀察、記錄結(jié)果：觀察培養(yǎng)基上細(xì)菌的生長(zhǎng)狀況。紙片附近是否出現(xiàn)了抑菌圈？如果有，測(cè)量和記錄每個(gè)實(shí)驗(yàn)組中抑菌圈的直徑，并取平均值。6.重復(fù)實(shí)驗(yàn)：從抑菌圈邊緣的菌落上挑取細(xì)菌，接種到已滅菌的液體培養(yǎng)基中培養(yǎng)，然后重復(fù)步驟2~5。如此重復(fù)幾代，記錄每一代培養(yǎng)物抑菌圈的直徑注意：實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，應(yīng)將耐藥菌、培養(yǎng)基、紙片等進(jìn)行高溫滅菌處理。結(jié)果和結(jié)論1.在培養(yǎng)基上是否有細(xì)菌生長(zhǎng)？在放有抗生素紙片的區(qū)域呢？抑菌圈的直徑大小表明該種抗生素的殺菌能力的強(qiáng)弱，直徑越大，殺菌能力越強(qiáng)。連續(xù)培養(yǎng)幾代后，抑菌圈的直徑會(huì)變小，說明通過抗生素的選擇作用，細(xì)菌中耐藥性類型越來越多。2.在連續(xù)培養(yǎng)幾代后，抑菌圈的直徑發(fā)生了什么變化？這說明抗生素對(duì)細(xì)菌產(chǎn)生了什么作用？有結(jié)論：(1)細(xì)菌耐藥性的出現(xiàn)是發(fā)生了可遺傳的變異；(2)抗生素的選擇作用導(dǎo)致耐藥菌比例逐代升高。討論1.要從什么位置挑選細(xì)菌再進(jìn)行培養(yǎng)？從抑菌圈邊緣的菌落上挑取細(xì)菌；因?yàn)橐志吘壣L(zhǎng)的細(xì)菌可能是耐藥菌。2.你的數(shù)據(jù)是否支持“耐藥菌是普遍”存在的”這一說法?說說你的理由支持。因?yàn)橐志吘壣L(zhǎng)的細(xì)菌可能是耐藥菌。3.在本實(shí)驗(yàn)的培養(yǎng)條件下，耐藥菌所產(chǎn)生的變異是有利還是有害的？怎么理解變異是有利還是有害的？細(xì)菌產(chǎn)生的耐藥性變異有利于細(xì)菌的生存，屬于有利變異。在生物進(jìn)化過程中，生物產(chǎn)生的有利變異是指有利于生物生存、適應(yīng)環(huán)境的變異。5.濫用抗生素的現(xiàn)象十分普遍。說說濫用抗生素的危害①增強(qiáng)細(xì)菌耐藥性：抗生素的濫用及不合理的使用在一定程度上使抗生素接觸細(xì)菌的機(jī)會(huì)增大，使細(xì)菌耐藥性積累并加強(qiáng)，使抗生素的藥效減弱，甚至完全不起作用。②不良反應(yīng)繁多：濫用抗生素導(dǎo)致大量不良反應(yīng)產(chǎn)生。如應(yīng)用氯霉素時(shí)可引發(fā)再生障礙性貧血。③菌群失調(diào)：抗生素的長(zhǎng)期大量濫用，使未被抑制的細(xì)菌類型繁殖迅速為了研究微生物的抗藥性突變是自發(fā)產(chǎn)生的還是在環(huán)境因素的作用下產(chǎn)生的，1952年Lederberg夫婦利用大腸桿菌設(shè)計(jì)了一個(gè)影印培養(yǎng)法實(shí)驗(yàn)。影印培養(yǎng)法的實(shí)驗(yàn)原理是：把長(zhǎng)有數(shù)百個(gè)菌落的細(xì)菌母種培養(yǎng)皿倒置于包有一層滅菌絲絨布的木質(zhì)圓柱體（直徑略小于培養(yǎng)皿平板）上，使其均勻地沾滿來自母種培養(yǎng)皿平板上的菌落，然后通過這一“印章”把母板上的菌落“忠實(shí)地”一一接種到不同的其他培養(yǎng)基上。影印培養(yǎng)法實(shí)驗(yàn)下圖就是利用影印培養(yǎng)技術(shù)證明大腸桿菌產(chǎn)生抗鏈霉素突變基因的實(shí)驗(yàn)。①首先將對(duì)鏈霉素敏感的大腸桿菌稀釋涂布在不含鏈霉素的平板1上，待其長(zhǎng)出密集的小菌落后，用影印法接種到不含鏈霉素的培養(yǎng)基平板2上，隨即再影印到含有鏈霉素的培養(yǎng)基平板3上。經(jīng)培養(yǎng)后，在平板3上出現(xiàn)了個(gè)別抗鏈霉素的菌落②對(duì)培養(yǎng)皿2和3進(jìn)行比較，在平板2上找到與平板3上位置相同的那幾個(gè)菌落。③將平板2上與平板3上位置相同的菌落挑至不含鏈霉素的培養(yǎng)液4中，經(jīng)培養(yǎng)后，再稀釋涂布在平板5上。④并重復(fù)以上各步驟，最后在試管12中獲得了較純的抗鏈霉素菌落。(1)3號(hào)、7號(hào)、11號(hào)培養(yǎng)基中加入鏈霉素的作用是______________,3號(hào)培養(yǎng)皿中的菌落比1號(hào)、2號(hào)中的菌落少很多，這說明了______________________起選擇作用(2)你認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)最關(guān)鍵的設(shè)計(jì)思路什么？進(jìn)了對(duì)照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，最終得到的抗藥性細(xì)菌一直沒有接觸鏈霉菌發(fā)生抗藥性突變的大腸桿菌數(shù)量少(3)該實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)論是什么？腸桿菌的抗藥性突變是隨機(jī)自發(fā)的，而不是在鏈霉素的作用下產(chǎn)生的。小結(jié)一.概念檢測(cè)1.從基因水平看，生物進(jìn)化的過程就是種群基因頻率發(fā)生定向改變的過程。判斷下列相關(guān)表述是否正確。(1)某地區(qū)紅綠色盲患者在男性中約占8%，在女性中約占0.64%，由此可知，紅綠色盲基因X的基因頻率約為8%（）(2)基因頻率變化是由基因突變和基因重組引起的，不受環(huán)境的影響（）(3)生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率在自然選擇作用下的定向改變。（）√×√練習(xí)與應(yīng)用（P114）2.種群是物種在自然界的存在形式，也是一個(gè)繁殖單位。下列生物群體中屬于種群的是（）A.一個(gè)湖泊中的全部魚B.一片森林中的全部蛇C.一間屋中的全部蟑螂D.臥龍自然保護(hù)區(qū)中的全部大熊貓D蟑螂包括很多種，目前已知的蟑螂一共有3700種A.18%、82%B.36%、64%C.57%、43%D.92%、8%C3.某一瓢蟲種群中有黑色和紅色兩種體色的個(gè)體，這一性狀由一對(duì)等位基因控制，黑色(B)對(duì)紅色(b)為顯性。如果基因型為BB的個(gè)體占18%，基因型為Bb的個(gè)體占78%，基因型為bb的個(gè)體占4%?；駼和b的頻率分別為（）4.一種果蠅的突變體在21℃的氣溫下，生存能力很差，但是，當(dāng)氣溫上升到25℃時(shí)，突變體的生存能力大大提高。這說明（）A.突變是不定向的B.突變是隨機(jī)發(fā)生的C.突變的有害或有利取決于環(huán)境條件D.環(huán)境條件的變化對(duì)突變體都是有害的C如選擇育種和雜交育種二.拓展應(yīng)用1.舉出人為因素導(dǎo)致種群基因頻率定向改變的實(shí)例。2.如果將一個(gè)瀕臨滅絕的生物種群釋放到一個(gè)新的環(huán)境中，那里有充足的食物，沒有天敵，這個(gè)種群將發(fā)生怎樣的變化?請(qǐng)根據(jù)所學(xué)知識(shí)作出預(yù)測(cè)如果氣候條件等其他條件也合適，并且這個(gè)種群具有一定的繁殖能力，該種群的個(gè)體總數(shù)會(huì)迅速增加。否則，也可能仍然處于瀕危狀態(tài)甚至滅絕。二者存在正相關(guān)的關(guān)系。依據(jù)是調(diào)查數(shù)據(jù)。3.碳青霉烯類抗生素是治療重度感染的一類藥物。下表為2005-2008年，該類抗生素在某醫(yī)院住院患者中的人均使用量，以及從患者體內(nèi)分離得到的某種細(xì)菌對(duì)該類抗生素的耐藥率變化。據(jù)表回答下列問題。（2）試從進(jìn)化的角度解釋耐藥率升高的原因。隨著抗生素人均使用量的增加，不耐藥的細(xì)菌生存和繁殖的機(jī)會(huì)減少，耐藥菌生存和繁殖的機(jī)會(huì)增加，耐藥性基因在細(xì)菌種群中的基因頻率逐年上升。這種細(xì)菌耐藥率的變化與抗生素的使用量之間是否存在關(guān)聯(lián)?依據(jù)是什么?(3)我國(guó)衛(wèi)生部門建立了全國(guó)抗菌藥物臨床應(yīng)用監(jiān)測(cè)網(wǎng)和細(xì)菌耐藥監(jiān)測(cè)網(wǎng)，并要求醫(yī)療機(jī)構(gòu)開展細(xì)菌耐藥監(jiān)測(cè)工作，建立細(xì)菌耐藥預(yù)警機(jī)制。例如，當(dāng)某抗菌藥物的主要目標(biāo)細(xì)菌耐藥率超過30%時(shí)，醫(yī)療機(jī)構(gòu)應(yīng)及時(shí)將這一預(yù)警信息進(jìn)行通報(bào)。請(qǐng)分析這一要求的合理性。由于細(xì)菌繁殖很快，耐藥率的上升速度也較快，因此需要加強(qiáng)監(jiān)控。我國(guó)衛(wèi)生部門建立了相關(guān)檢測(cè)機(jī)制，說明黨和政府關(guān)注民生。醫(yī)療機(jī)構(gòu)及時(shí)通報(bào)預(yù)警信息，有利于全國(guó)各醫(yī)院機(jī)構(gòu)共同及時(shí)采取措施，如更換新的抗生素類藥物將細(xì)菌耐藥率控制在低水平。(4)人類不斷研發(fā)和使用新的抗生素，細(xì)菌對(duì)新藥的耐藥性也在不斷提高，二者之間仿佛發(fā)生了一場(chǎng)競(jìng)賽。作為這場(chǎng)競(jìng)賽的參與者，你可以做些什么呢?合理使用抗生素，防止濫用抗生素。二、隔離與物種的形成1.物種：能夠在自然狀態(tài)下相互交配并且產(chǎn)生可育后代的一群生物稱為一個(gè)物種。（一）物種的概念1.馬(2N=64)和驢(2N=62)是不是一個(gè)物種？為什么？因?yàn)轳R與驢交配產(chǎn)生的后代騾(2N=63)沒有生殖能力不能算一個(gè)物種，因?yàn)轵呑硬荒芊敝?.騾子能稱為一個(gè)物種嗎？為什么？騾子不育的原因：騾子體內(nèi)沒有同源染色體，不能正常進(jìn)行減數(shù)分裂，不能產(chǎn)生可育配子。3.二倍體西瓜和四倍體西瓜是不是一個(gè)物種？種群物種概念生活地域關(guān)系同一區(qū)域相同或不同的自然區(qū)域一個(gè)物種可以包括多個(gè)種群生活在同一區(qū)域的同種生物的全部個(gè)體的集合。彼此可以交配實(shí)現(xiàn)基因交流。在自然狀態(tài)下能夠相互交配和繁殖，并能產(chǎn)生可育后代的一群生物。種群與物種的區(qū)別（二）隔離及其種類1.隔離:不同種群間的個(gè)體，在自然條件下基因不能自由交流的現(xiàn)象2.隔離的類型①生殖隔離：不同物種之間一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不能產(chǎn)生可育的后代，這種現(xiàn)象叫作生殖隔離；即不同的物種之間不能發(fā)生基因交流。②地理隔離：同種生物由于地理障礙而分成不同的種群，使得種群間不能發(fā)生基因交流的現(xiàn)象。如東北虎和華南虎如馬(2N=64)和驢(2N=62)不能交配：季節(jié)隔離；求偶方式不同；生殖細(xì)胞不親和性等）雜種不活：形成胚胎致死（如山羊和綿羊的后代）類型雜種不育：子細(xì)胞減數(shù)分裂時(shí)染色體發(fā)生聯(lián)會(huì)紊亂華南虎東北虎分析圖6-11，思考地理隔離和生殖隔離有沒有什么聯(lián)系？由于長(zhǎng)期地理隔離而沒有相互交配,沒有基因交流,產(chǎn)生了生殖隔離,它們形成兩個(gè)不同的物種。加拉帕戈斯群島的地雀通過地理隔離怎樣一步步形成新物種的？（閱讀書本117頁(yè)思考討論，完成討論的題目）（三）隔離在物種形成中的作用加拉帕戈斯群島的地雀1．設(shè)想美洲大陸的一種地雀來到加拉帕戈斯群島后，先在兩個(gè)島嶼上形成兩個(gè)初始種群。這兩個(gè)初始種群的個(gè)體數(shù)量都不多。它們的基因頻率一樣嗎？思考·討論由于這兩個(gè)種群的個(gè)體數(shù)量都不夠的多，基因頻率可能不一樣。2．不同島嶼上的地雀種群，產(chǎn)生突變的情況一樣嗎？不一樣。因?yàn)橥蛔兪请S機(jī)發(fā)生的。3．對(duì)不同島嶼上的地雀種群來說，環(huán)境的作用有沒有差別？這對(duì)種群基因頻率的變化會(huì)產(chǎn)生什么影響？不同島嶼的地形和植被條件不一樣，因此環(huán)境的作用會(huì)有差別，導(dǎo)致種群基因頻率朝不同的方向改變。4．如果這片海域只有一個(gè)小島，還會(huì)形成這么多種地雀嗎？不會(huì)。因?yàn)閭€(gè)體間有基因的交流。1.加拉帕戈斯群島的地雀的形成方式同一物種地理隔離阻隔基因交流突變、基因重組種群基因庫(kù)出現(xiàn)明顯差異新物種自然選擇基因頻率發(fā)生改變生殖隔離新物種形成的標(biāo)志地理隔離

自然選擇

生殖隔離2.①突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料②自然選擇導(dǎo)致種群基因頻率的定向改變③隔離是物種形成的必要條件新物種形成的標(biāo)志：產(chǎn)生生殖隔離3.現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容：⑴種群是生物進(jìn)化的基本單位⑵突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料⑷自然選擇決定生物進(jìn)化的方向⑶進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的改變(5)隔離是新物種形成的條件物種形成的三個(gè)環(huán)節(jié)①漸變式（絕大多數(shù)）自然選擇2自然選擇1地理隔離原種變異1變異2基因頻率的定向改變變異類型1變異類型2新物種1新物種2生殖隔離不同種群4.物種形成的兩種方式：新物種的形成是生物與環(huán)境相互影響相互作用的結(jié)果