資源簡介

6.3.2 隔離在物種形成中的作用
教案
一、教學目標
1.簡述種群、種群基因庫、基因頻率等概念的內涵。
2.運用數學方法討論種群基因頻率的變化。
3.闡述自然選擇對種群基因頻率變化的影響。
4.說明隔離在物種形成中的作用。
二、教學重難點
1.教學重點
（1）種群、物種、基因頻率、隔離等概念。
（2）變異、選擇和隔離在生物進化中的作用。
2.教學難點
（1）自然選擇對種群基因頻率變化的影響。
（2）隔離在物種形成中的作用。
三、教學過程
【導入】：復習舊知
1、種群是生物進化和繁殖的基本單位。
2、影響基因頻率的因素：
突變、基因重組和自然選擇
3、生物進化的實質：種群基因頻率發生定向改變的過程
在自然選擇的作用下，具有有利變異的個體有更多的機會產生后代，種群中相應基因的頻率會不斷提高；相反，具有不利變異的個體留下后代的機會少，種群中相應基因的頻率會下降。因此，在自然選擇的作用下，種群的基因頻率會發生定向改變，導致生物朝著一定的方向不斷進化。下面通過《探究抗生素對細菌的選擇作用》的實驗，進一步加深理解自然選擇的作用。
探究·實踐——探究抗生素對細菌的選擇作用
實驗原理：
一般情況下，一定濃度的抗生素會殺死細菌但變異的細菌可能產生耐藥性。
方法步驟：
用記號筆將培養皿分區。
將大腸桿菌均勻涂布在培養基上。
將含抗生素的制片和不含抗生素的紙片置于不同的分區，蓋上皿蓋。
培養皿倒置，37℃培養12h。觀察培養基上大腸桿菌生長情況。
一、物種的概念
同種生物的不同種群，由于突變和選擇因素的不同，其基因組成可能會朝不同的方向改變，導致種群間出現形態和生理上的差異。
1. 物種是指能夠在自然狀態下相互交配并且產生可育后代的一群生物。
2. 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，也不能產生可育的后代，這種現象叫作生殖隔離。
在自然界，是不是同一物種的個體都生活在一起呢？
不是，由于高山、河流、沙漠或其他地理上的障礙，每一個物種總是被分成一個一個或大或小的群體，這些群體就是不同的種群。例如，兩個池塘里的鯉魚就是兩個種群。
隔離： 不同群體間的個體，在自然條件下基因不能自由交流的現象。
①地理隔離
同種生物由于地理障礙而分成不同的種群，使得種群間不能發生基因交流的現象。
②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，也不能產生可育后代的現象。
那么，地理隔離和生殖隔離有沒有什么聯系呢？
由于長期地理隔離而沒有相互交配，沒有基因交流，形成了生殖隔離，它們形成兩個不同的亞種。
探究實踐：隔離在物種形成中的作用
這是達爾文在環球考察中觀察到的現象。在加拉帕戈斯群島上生活著13種地雀。這些地雀的喙差別很大，不同種之間存在生殖隔離。而在遼闊的南美洲大陸上，卻看不到這13種地雀的蹤影。
加拉帕戈斯群島位于南美洲附近的太平洋中，由13個主要島嶼組成，這些島嶼與南美洲大陸的距離為160~950km。不同島嶼的環境有較大差別，比如島的低洼地帶，布滿棘刺狀的灌叢；而在只有大島上才有的高地，則生長著茂密的森林。
這些島嶼是500萬年前由海底的火山噴發后形成的，比南美洲大陸的形成晚得多。因此，可以推測這些地雀的共同祖先來自南美洲大陸，以后在各個島嶼上形成了不同的種群。
分析討論
1. 設想南美洲大陸的一種地雀來到加拉帕戈斯群島后，先在兩個島嶼上形成兩個初始種群。這兩個種群的個體數量都不多。它們的基因頻率一樣嗎？
由于這兩個種群的個體數量都不夠多，基因頻率可能是不一樣的。
不同島嶼上的地雀種群，產生突變的情況一樣嗎？
不一樣。因為突變是隨機發生的。
對不同島嶼上的地雀種群來說，環境的作用有沒有差別？這對種群基因頻率的變化會產生什么影響？
不同島嶼的自然環境條件不一樣，因此環境的作用會有差別，導致種群基因頻率朝著不同的方向改變。
4. 如果這片海域只有一個小島，還會形成這么多種地雀嗎？
不會。因為個體間有基因的交流。
總結：
物種的形成方式
【課堂小結】
【隨堂練習】
1. 達爾文在加拉帕戈斯群島上的不同地雀，用現代進化理論解釋錯誤的是（　B　　）
A. 經過長期的地理隔離達到生殖隔離，導致原始地雀物種形成現在條件的地雀物種
B. 生殖隔離一旦形成，原來屬于同一物種的地雀很快進化形成不同的物種
C. 這些地雀原先屬于同一雀種，從南美大陸遷來后，逐漸分布在不同的群島，出現不同的突變和基因重組
D. 自然選擇對不同種群基因頻率的改變所起的作用有所差別，最終導致種群的基因庫很不相同，并逐漸出現生殖隔離。
2．19世紀70年代，10對原產于美國的灰松鼠被引入英國，結果在英國大量繁殖、泛濫成災。對生活在兩國的灰松鼠種群，可以作出的判斷是（ D ）
A．兩者尚未形成兩個物種
B．兩者的外部形態有明顯差別
C．兩者之間已經出現生殖隔離
D．兩者的基因庫向不同方向改變

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