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第4章第3节
物种形成和灭绝是进化过程中的必然事件
两种颜色的桦尺蠖由于环境变化而发生数目的变化。（黑色S、浅色s）
英19世纪曼彻斯特
英20世纪曼彻斯特
桦尺蠖
桦尺蠖
(1)生活在这一地域的两种颜色的桦尺蠖是同属于一个物种还是两个物种？
(2)怎样判断两个生物种群是否属于同一物种？
一、生殖隔离是区分不同物种的重要标志
他们属于同一物种吗？
一、生殖隔离是区分不同物种的重要标志
一、生殖隔离是区分不同物种的重要标志
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称为一个物种，简称“种”。
物种的概念
种群 物种
概念
范围 较小范围内的同种生物的个体 分布在不同区域内的同种生物的许多种群组成
联系 一个物种可以包括许多种群，同一个物种的多个种群之间存在着地理隔离，长期发展下去可成为不同亚种，进而可能形成多个新种。
生活在一定区域的同种生物的全部个体
能够在自然状况下相互交配并且产生可育后代的一群生物
类型：
①生殖隔离：
②地理隔离：
实质:
同一种生物由于地理上的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
种群间的个体不能自由交配或交配后不能产生可育的后代的现象。
阻止种群间的基因交流
隔离概念：
指不同种群间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。
一、生殖隔离是区分不同物种的重要标志
生殖隔离的产生：①动物因求偶方式和繁殖期不同造成不能交配 ②植物因开花季节和形态不同而不能交配 ③动物胚胎发育早期死亡 ④产生的杂种后代没有生育能力
一、生殖隔离是区分不同物种的重要标志
东北虎与华南虎
东北虎和华南虎分别生活在我国的东北地区和华南地区，这两个地区之间的辽阔地带就起到了地理隔离的作用。经过长期的地理隔离，这两个种群之间产生了明显的差异，成为两个不同的虎亚种。
一、生殖隔离是区分不同物种的重要标志
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种— 智人。
一、生殖隔离是区分不同物种的重要标志
美国科罗拉多大峡谷和地理隔离
一、生殖隔离是区分不同物种的重要标志
驴
马
骡子
(不可育)
马和驴存在生殖隔离
一、生殖隔离是区分不同物种的重要标志
虎
狮虎兽
狮
(不可育)
一、生殖隔离是区分不同物种的重要标志
跟踪训练、 下列实例中不属于生殖隔离的是（ ）
A．玉米的花粉落在大豆柱头上不能萌发
B．东北虎和华南虎由于地理原因不能交配
C．马和驴杂交所生的骡高度不育
D．不同种类的昆虫雌雄个体之间通常不能交配
B
一、生殖隔离是区分不同物种的重要标志
跟踪训练、 下列关于物种的叙述，不正确的是（ ）
A、物种是形态上类似的、彼此能够交配的、要求类似环境条件的生物个体的总和
B、物种是一个具有共同基因库的、与其他类群有生殖隔离的类群
C、区分物种有多种依据，但最主要的是看有无生殖隔离
D、不同物种的种群若生活在同一地区，也会有基因交流
D
一、生殖隔离是区分不同物种的重要标志
在一个山谷中，生活着一个鼠种群。雌鼠和雄鼠之间可以自由交配，繁衍后代。后来山洪爆发，在山谷中形成了一条汹涌的大河。将整个鼠种群分成了两个部分，一半在河这边，一半在那边。就这样过了几千年。
后来，河流干涸了，两个鼠种群又会合在一起。它们发现彼此大不相同，还能算是同一个物种吗？
隔离在物种形成中的作用
一、生殖隔离是区分不同物种的重要标志
加拉帕戈斯群岛
一、生殖隔离是区分不同物种的重要标志
一、生殖隔离是区分不同物种的重要标志
加拉帕戈斯群岛上的地雀
一、生殖隔离是区分不同物种的重要标志
1.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？
可能不一样。
２．不同岛屿上的地雀种群，产生突变的情况一样吗？
不一样。因为突变是随机的、不定向的。
一、生殖隔离是区分不同物种的重要标志
３．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？
不同岛屿的地形和植被条件不一样，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。
４．如果这片海域只有一个小岛，还会形成这么多种地雀吗？
不会。因为个体间有基因的交流。
一、生殖隔离是区分不同物种的重要标志
加拉帕戈斯群岛不同种地雀形成
原始地雀
分布于不同岛屿上（地理隔离）
各地雀种群有可能出现不同突变和基因重组
各岛屿环境不同，自然选择导致所留下的基因不同
长此以往，不同种群基因库形成明显差异
产生生殖隔离 新物种形成
它们各自种群的基因频率就会发生不同的变化
一、生殖隔离是区分不同物种的重要标志
同一种群
地理隔离
多个小种群
基因频率的改变（基因库形成明显差异）
新的物种
突变和基因重组
自然选择
生殖隔离
地理隔离导致生殖隔离比较常见
一、生殖隔离是区分不同物种的重要标志
1、新物种的形成一定要经过地理隔离吗？请举出实例。
不一定，如多倍体植物的形成。远缘杂交通过染色体加倍后形成异源多倍体新物种。这种多倍体生物一旦形成，就与原来的物种形成生殖隔离，基因不能自由交流，因此可以不通过地理隔离直接产生新物种。
一、生殖隔离是区分不同物种的重要标志
2、物种形成与生物进化有什么关系？
①生物进化的实质是种群基因频率的改变，种群基因频率发生了变化，就意味着生物的进化。
②物种形成的必要条件是隔离。生殖隔离是物种形成的标志。
③进化并不必然导致物种的形成。
一、生殖隔离是区分不同物种的重要标志
物种形成的三个基本环节：
突变和基因重组---进化的原材料
自然选择---决定生物进化的方向
隔离——物种形成的必要条件
一、生殖隔离是区分不同物种的重要标志
归纳物种形成过程：
1、渐变式：长期地离隔离 生殖隔离
三个基本环节：突变和基因重组、自然选择、隔离
2、爆发式：如多倍体的形成
新物种形成的标致：产生生殖隔离
一、生殖隔离是区分不同物种的重要标志
跟踪训练、 达尔文在加拉帕戈斯群岛上发现几种地雀，用现代进化理论解释错误的是 ( )
A.经过长期的地理隔离而达到生殖隔离，导致原始地雀物种形成现在的地雀物种
B.生殖隔离一旦形成，原来属于同一物种的地雀很快进化形成不同的物种
C.这些地雀原先属于同一雀种，从南美大陆迁来后，逐渐分布在不同的群岛，出现不同的突变和基因重组
D.自然选择对不同的种群的基因频率的改变所起的作用有所差别。最终导致这些种群的基因库变得很不相同，并逐步出现生殖隔离
B
一、生殖隔离是区分不同物种的重要标志
同域物种形成 生活在同一区域的不同个体，可能因关键性状的变异产生对环境适应方式不同的极端类型。存活下来的个体就会以该性状差异分成泾渭分明的“两派”，使交配受到影响，导致生殖隔离。
邻域物种形成 一个分布区很广的物种，虽然不存在地理隔离，但由于栖息地边缘环境的差别，成为基因流动的障碍，在自然选择的作用下，逐渐形成生殖隔离，从而形成新的亚种乃至物种。
物种形成的其他方式
二、生物进化历程伴随着物种的形成和灭绝
地球形成
原始生命：古细菌(厌氧异养)
原核生物：蓝藻 细菌(自养)
真核生物：出现了有性生殖
古生代(寒武纪)
中生代
新生代
进化历程：
1984年7月，中国科学院南京地质古生物研究所的研究者在云南澄江帽天山地区发现了我国第一块寒武纪动物化石。其中，云南虫的发现（图4-27 )，将脊索动物的起源时间确定在前寒武纪，证实了20世纪初根据加拿大布尔吉斯岩化石群的发现提出的“寒武纪生物大爆发”的假设。
寒武纪----生物进化的黄金时代
按照岩石地层学的传统分期，寒武纪可划分为早寒武世(约5.42亿~5.13亿年前)、中寒武世(约5.13亿～5.01亿年前)和晚寒武世（约5.01亿~4.88亿年前)。寒武纪动物群以具有坚硬外壳的、门类众多的海生无脊椎动物大量出现为其特点，是生物史上的一次大发展。其中，三叶虫最为常见(图4-28)，是划分寒武纪的重要依据。植物群则以藻类为主。
寒武纪----生物进化的黄金时代
二、生物进化历程伴随着物种的形成和灭绝
地球形成
原始生命：古细菌(厌氧异养)
原核生物：蓝藻 细菌(自养)
真核生物：出现了有性生殖
植物：
厥类植物
裸子植物
被子植物
动物：
两栖类动物
鸟类
哺乳类动物
古生代(寒武纪)
中生代
新生代
进化历程：
二、生物进化历程伴随着物种的形成和灭绝
跟踪练习、下列叙述错误的是( )
A．最早出现的生物是厌氧的单细胞生物，它们生活在海洋中。
B．多细胞生物大约是在寒武纪出现的，它们生活在海洋中
C．最早登陆的生物是植物，否则动物登陆后会被饿死。
D．恐龙是在中生代后期灭绝的，一个物种的灭绝不会影响其他物种的进化
D
二、生物进化历程伴随着物种的形成和灭绝
跟踪练习、真核生物的出现在生物进化的历史上具有重要的意义，这主要表现在 ( )
①结构和功能更加复杂完善 ②出现有丝分裂，为有性生殖的产生奠定了基础
③通过有性生殖实现了基因重组，推动了生物进化
A．①② B．①③
C．②③ D．①②③
D
人类活动和物种灭绝
由于人类活动对环境的影响，全球野生动物数量自1970年以来已锐减58%，如不采取有效行动，世界上半数以上的野生动物可能会在短期内消失。
有记载的第一种因人类活动而灭绝的动物是非洲毛里求斯岛上的渡渡鸟（Raphuscucullatus,图4-31 )。渡渡鸟不会飞的“缺点”使其成了殖民者捕猎的对象。同时，殖民者带上岛的猫、狗、鼠等不仅挤占了渡渡鸟的生存空间，还捕食渡渡鸟的卵和雏鸟。这些原因导致渡渡鸟在被人类发现后不到200年就彻底灭绝。
人类活动和物种灭绝
《自然》杂志发文称:由于人类活动的影响，物种灭绝速度比自然灭绝速度快了1000倍，平均每小时就有一个物种灭绝!有一则公益广告发人深省:分针转动一圈就有一个物种在地球上消失——保护环境、保护生命已到了争分夺秒的地步（图4-32).
人类活动和物种灭绝
我国四川卧龙国家级自然保护区主要保护西南高山森林生态系统及大熊猫、雪豹和瑛桐等珍稀野生动植物，保护区内的大熊猫数量约占全国总数的10%。保护区内通过互动一体的功能区设计，实行半野生放养（图4-33 )，为进一步将人工繁殖的大熊猫完全放归自然提供了探索性思路，真正实现自然生态原则。
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