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第六章 生物的進化
第3節 種群基因組成的變化與物種的形成
（一）教學目標
1、正確理解種群、基因庫、基因頻率、隔離、物種等概念并應有數學方法運用數學方法計算種群基因頻率和基因型頻率。
2、理解以自然選擇為核心的現代生物進化理論的主要觀點，運用現代生物進化理論解釋一些生物學現象。
3、隔離在物種形成中的作用
（二）教學重難點
1、教學重點
（1）可遺傳的變異和自然選擇在生物進化中的作用
（2）隔離在物種形成中的作用
2、教學難點
（1）自然選擇對種群基因頻率的影響
（三）教學過程
一、創設情境、導入新課
先有雞還是先有蛋？
甲同學說：當然是先有雞蛋了，因為只有生殖細胞產生的基因突變才能遺傳給后代，體細胞即使發生了基因突變，也不能影響后代的性狀。
乙同學說：不對，人們在養雞過程中，是根據雞的性狀來選擇的，只讓符合人類需求的雞繁殖后代，因此是先有雞后有蛋。
討論
1、到底是先有雞還是先有蛋
這兩種觀點都有一定的道理，但都不全面。因為他們忽視了雞和蛋在基因組成上的一致性，也忽視了生物的進化是以種群為單位而不是以個體為單位這一重要觀點。生物進化的過程是種群基因庫在環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志，并不是在某一時刻突然有一個個體或一個生殖細胞成為一個新物種。二、達爾文自然選擇學說
二、種群是生物進化的基本單位
1、自然選擇直接作用的是生物個體的表型：個體的表型會隨著個體的死亡而消失，決定表型的基因卻可以隨著生殖而世代延續，并在種群中擴散，因此生物進化還必須研究群體的基因組成變化。
三、種群和種群基因庫
(1)種群概念:生活在一定區域的同種生物全部個體的集合。
(2)種群特點
①種群中的個體并不是機械地集合在一起
②一個種群其實就是一個繁殖的單位，雌雄個體可以通過繁殖將各自的基因遺傳給后代。
③種群在繁衍過程中,個體有新老交替,基因卻代代相傳。
(3)基因庫和基因頻率
①基因庫;一個種群中全部個體所含有的全部基因,叫作這個種群的基因庫。
②基因頻率
概念:在一個種群基因庫中,某個基因占全部等位基因數的比值
（4）基因頻率和基因型的計算
例題：在某昆蟲種群中，決定體色為黑色的基因是A，決定體色為褐色的基因是a，從這個種群中隨機抽取100個個體，測得基因型為AA、Aa和aa的個體分別是30、60和10個，求A和a的基因頻率。
A基因頻率= 基因數量/( 基因數量+ 基因數量)× %= /( + )× %= 0%
a基因頻率= 基因數量/( 基因數量+ 基因數量)× %= /( + )× %= 0%
（5）師生共同分析P111頁的思考與討論。幫助學生理解種群基因頻率和基因型頻率以及自然選擇對種群基因頻率和基因型頻率的影響。
四、種群基因頻率的變
1、變異
（1）基因突變：基因突變產生新的等位基因，這就可以使種群的基因頻率發生改變。
（2）可遺傳變異提供了生物進化的原材料。其來源于基因突變、基因重組和染色體變異。
可遺傳的變異包括突變（基因突變、染色體變異）和基因重組
（3）可遺傳變異的形成
基因突變產生的等位基因,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,從而使種群中出現多種多樣可遺傳的變異類型
（4）變異的有利和有害是相對的,是由生物的生存環境決定的
2、曼徹斯特樺尺蠖種群的變化分析
（1）原理分析
（2）生物進化的實質：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。
五、探究抗生素對細菌的選擇作用
1、原理:一般情況下，一定濃度的抗生素會系死細菌,但變異的細菌可能產生耐藥性。在實驗室連續培養細菌時,如果向培養基中添加抗生素，耐藥菌有可能存活下來，
2、目的要求:通過觀察細菌在含有抗生素的培養基上的生長狀況,探究抗生素對細菌的選擇作用。
3、方法步驟（P115）
4、結果：在培養基上有(填“有"或“無")細菌生長,在放有抗生素紙片的區域 無(填“有”或“無")細菌生長。連續培養兒代后,抑菌圈的直徑會 團變小。
注意：實驗結束后，應將耐藥菌、培養基、紙片等進行高溫滅菌處理。
5、結論：抗生素對細菌具有定向選擇作用
六、隔離在物種形成中的作用
1.物種的概念: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稱為一個物種。
2、隔離
(1)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,這種現象稱為生殖隔離,例如馬和驢交配產生不可育的螺,故馬和驢為不同物種。
(2)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,叫作地理隔離。
(3)地理隔離和生殖隔離都是指不同群體間的個體,在自然條件下基因不能自由交流的現象,這里統稱為隔離。
3、新物種的形成過程
結論：隔離是物種形成的必要條件

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