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§6-3 种群基因组成的变化与物种的形成
生物的进化
第3节 种群基因组成的变化与物种的形成
学习目标
第2课时：隔离在物种形成中的作用
物种 隔离(①生殖隔离;②地理隔离)
隔离在物种形成中的作用
①自然状态的物种形成
②物种形成的其他方式
③物种形成与生物进化的比较
1.物种: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。
同种生物的不同种群，由于突变和选择因素的不同，其基因组成可能会朝不同的方向改变，导致种群间出现形态和生理上的差异。怎样判断两个种群是不是同一个物种？
马
驴
骡子
它们是同一个物种吗？
＋
物种的概念①物种
物种的概念②生殖隔离
马
驴
骡子
＋
2n=64
2n=62
马有32对染色体，驴有31对染色体，交配产生的骡不可育。
试从染色体组的角度分析，马和驴之间不能发生基因交流的原因。
2.生殖隔离：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，这种现象叫做生殖隔离，即不同的物种之间不能发生基因交流。
马和驴的染色体组不同，被产生的后代骡的细胞中没有同源染色体，在减数分裂时出现联会紊乱，不能形成可育配子。
虽然老虎和狮子可以交配生出狮虎兽、马和驴可以交配生出骡子，但是狮虎兽和骡子均不可育，所以老虎和狮子、马和驴属于不同物种；
思考：狮虎兽和骡是一个新物种吗？为什么？
不是。因为它不能繁殖后代,不符合物种概念。
物种的概念②生殖隔离
3.物种与种群的区别
① 同一物种可以分布在不同区域；
种群是同一区域内的同一物种的全部个体。
② 种群是物种繁殖和进化的基本单位。
种群1
种群2
物种
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:两个池塘里的鲤鱼就是两个种群。
4.地理隔离：同种生物由于地理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。
思考
Thinking
物种的概念③物种,种群;④地理隔离
物种的概念⑤隔离
隔离
①地理隔离：同种生物由于地理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。
②生殖隔离：不同物种之间一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不能产生可育后代的现象。
隔离：不同群体间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。
那么，地理隔离和生殖隔离有没有什么联系呢？
由于长期地理隔离而没有相互交配，没有基因交流，形成了生殖隔离，它们形成两个不同的亚种。
东北虎
华南虎
隔离的实质：种群间基因不能自由交流。
隔离在物种形成中的作用
隔离在物种形成中的作用
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。
地理隔离实例
隔离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？
加拉帕戈斯群岛是太平洋中靠近南美洲的一群火山岛，达尔文在环球考察时曾从这里发现有13种地雀，它们喙的差别很大，不同种之间存在生殖隔离，达尔文推测这些地雀最初来自南美大陆，以后在各个岛屿上形成了不同的种群。
加拉帕戈斯群岛地雀喙的演变
思考
Thinking
解 释
一个物种：加拉帕戈斯群岛地雀的祖先属于同一个物种。
产生地理隔离：从南美洲大陆迁来后，逐渐分布到不同的岛屿上。
不定向变异：由于各个岛上的地雀种群可能会出现不同的突变和基因重组，而一个种群的突变和基因重组对另一个种群的基因频率没有影响。
基因频率改变：不同种群的基因频率就会发生不同的变化。
环境的定向选择：由于各个岛上的食物和栖息条件互不相同，自然选择对不同种群基因频率的改变所起的作用就有差别：在一个种群中，某些基因被保留下来，而在另一个种群中，被保留下来的可能是另一些基因。
时间积累：久而久之，这些种群的基因库就会形成明显的差异，并逐渐出现生殖隔离。
形成新物种：生殖隔离一旦形成，原来属于一个物种的地雀，就成了不同的物种。
隔离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。
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。
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。
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？
不会。因为个体间有基因的交流。
如果这片海域只有一个小岛，还会形成这么多种地雀吗？
思考
Thinking
隔离在物种形成中的作用
同一物种
地理隔离 阻隔基因交流
突变、基因重组
种群基因库出现明显差异
新物种
自然选择 基因频率发生改变
生殖隔离 新物种形成的标志
1.隔离包括地理隔离和生殖隔离。
2.长期的地理隔离会导致生殖隔离的出现。
3. 生殖隔离是物种形成的标志。
4. 隔离是物种形成的必要条件。
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？
加拉帕戈斯群岛的地雀的形成方式
隔离在物种形成中的作用
自然选择2
自然选择1
地理隔离
1. 物种形成的比较常见的方式：
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
新物种
生殖 隔离
新物种的形成是生物与环境相互影响相互作用的结果。
① 渐变式（绝大多数）
隔离在物种形成中的作用:物种形成方式
物种形成的三个环节
①突变和基因重组产生进化的原材料
②自然选择导致种群基因频率的定向改变
③隔离是物种形成的必要条件
隔离在物种形成中的作用:物种形成方式
1. 物种形成的比较常见的方式：
② 爆发式
短时间内即可形成，如自然界中多倍体的形成。
爆发式物种的形成方式
物种A
杂种植物
异源多倍体
杂交
染色体
加倍
物种B
物种形成本身表示生物类型的增加。同时，它也意味着生物能够以新的方式利用环境条件，从而为生物的进一步发展开辟新的前景。
1.二倍体西瓜和四倍体西瓜是不是一个物种？为什么？
不是
因为后代三倍体西瓜不可育，存在生殖隔离。
2.三倍体西瓜是一个新物种吗？
不是。因为同一物种的雌雄个体间要能够相互交配并产生可育后代，而三倍体是不可育的，因此三倍体西瓜不是一个新物种。
隔离在物种形成中的作用:物种形成方式
思考
Thinking
隔离在物种形成中的作用:物种形成与物种进化的比较
物种形成和生物进化的比较
物种形成 生物进化
标志
变化后生物与原生物的关系
二者联系 生殖隔离出现
基因频率改变
属于不同物种
可能属于同一物种；
也可能属于不同物种
只有不同种群的基因库产生了明显的差异，出现生殖隔离才形成新物种；
进化不一定产生新物种，但新物种产生的过程中一定存在进化。
课后习题
1．判断下列与隔离有关的表述是否正确。
（1）在曼彻斯特的桦尺蛾种群中，黑色个体与浅色个体之间未出现生殖隔离。（ ）
（2）加拉帕戈斯群岛不同岛屿上的地雀种群之间犹豫地理隔离而逐渐形成了生殖隔离。（ ）
√
√
课后习题
2．19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

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