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第三课时：隔离在物种形成中的作用
第三节 种群基因组成的变化与物种的形成
情景思考
问题1：大熊猫和小熊猫是否属于同一个物种？
情景思考
黑色人种
白色人种
黄色人种
问题2：世界上不同肤色的人是一个物种吗？为什么？
一.物种的概念
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。
项目 种群 物种
概念
范围
联系 生活在一定区域的同种生物全部个体的集合
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
同一区域内的同种生物的所有个体
由分布在不同区域内的同种生物的许多种群组成
一个物种可以包括许多种群，
在一定条件下可以进行基因交流
杂 交
马（2n=64）
驴（2n=62）
骡（2n=63）
思考：马和驴是同一个物种吗？
(不可育)
骡体内没有同源染色体，在减数分裂时出现联会紊乱，不能形成可育配子。
斑驴
虎狮兽
一.物种的概念
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。
二.隔离
(1)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，这种现象生殖隔离。
基因库差异大
不能交配：
杂种不活：
杂种不育：
形成胚胎致死（如山羊和绵羊的后代)
子代细胞减数分裂时染色体发生联会紊乱
繁殖期不同;
求偶方式不同;
传粉动物不同等
“物种”和“种群”的区别
物种：指最大范围内所有的同种生物
种群：指在一个小范围的同种生物
问题3：在自然界，是不是同一物种的个体都生活在一起呢？
东北虎
华南虎
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，叫做地理隔离。
(2)地理隔离:
生殖隔离
地理隔离
实质
类型
阻止种群间基因交流
问题4：地理隔离和生殖隔离有没有什么联系呢？对生物的进化有何作用呢？
二.隔离
隔离
概念
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
判断：两个种群之间一定存在隔离（ ）
√
在加拉帕戈斯群岛生活着13种地雀。这些地雀的喙差别很大，不同种之间存在生殖隔离。而在辽阔的南美洲大陆上，却看不到这13种地雀的踪影。
加拉帕戈斯群岛位于南美洲附近的太平洋中，由13个主要岛屿组成，这些岛屿与南美洲大陆的距离在160~950km之间。不同岛屿的环境有较大差别，比如岛的低洼地带，布满棘刺状的灌丛；而在只有大岛上才有的高地，则生长着茂密的森林。
三.隔离在物种形成中的作用
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？
提示：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。
2．不同岛屿上的地雀种群，产生突变的情况一样吗？
提示：不一样。因为突变是随机发生的。
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？
提示：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？
提示：不会。因为个体间有基因的交流。
三.隔离在物种形成中的作用
A.各个岛上的地雀种群不同的突变和基因重组
B.形成不同物种
C.地理隔离，阻断基因交流
D.不同种群的基因库形成明显差异
三.隔离在物种形成中的作用
E.逐步出现生殖隔离
F.各个岛上的自然选择不同
G.不同种群的基因频率的改变不同
活动：分析经过长期的地理隔离而达成生殖隔离,形成新物种的逻辑顺序
C-A-F-G-D-E-B
1．物种形成的典型模式
（1）渐变式——经过长期的地理隔离而达成生殖隔离,形成新物种
同一物种
地理隔离 阻隔基因交流
不同变异类型
新物种
突变、基因重组
注意：
1.新物种形成的标志： .
2.物种形成的三个环节
① (产生进化的原材料)
② (决定生物进化、物种形成的方向)
③ (物种形成的必要条件)
不同种群
种群基因库出现明显差异
三.隔离在物种形成中的作用
突变和基因重组
自然选择
隔离
出现生殖隔离
不同自然选择 基因频率发生改变
生殖 隔离
物种形成的三个环节：突变和基因重组、自然选择、隔离
原种
种群1
种群2
基因库变迁
基因库变迁
基因频率定向改变
基因频率定向改变
突变
重组
突变
重组
基因频率定向改变
地 理
隔 离
微小
差异
新物种1
新物种2
生殖
隔离
自然
选择
自然
选择
是物种形成的标志。
是物种形成的必要条件，
生殖隔离
隔离
1．物种形成的三种典型模式
（1）渐变式——如加拉帕戈斯群岛上13种地雀的形成。
三.隔离在物种形成中的作用
（2）骤变式——
1．物种形成的典型模式
（1）渐变式——经过长期的地理隔离而达成生殖隔离,形成新物种
问题5：新物种的产生一定经过地理隔离才产生生殖隔离吗？
二倍体
四倍体
三.隔离在物种形成中的作用
通过染色体变异等方式形成新物种，一出现很快形成生殖隔离，多见于植物。
2．物种形成与生物进化的关系
内容 物种形成 生物进化
标志
变化后 与原生物关系
两者联系 出现生殖隔离
基因频率的改变
属于不同物种
可能仍属于同一物种
问题6：生物进化了就一定能产生新物种吗？
三.隔离在物种形成中的作用
①生物进化不一定导致新物种的形成
②新物种产生过程中一定存在进化
突变和基因重组
自然选择
种群基因频率
基因库的差别
地理隔离
生殖隔离
物种形成
时间
改变
积累
导致
扩大
导致
标志
课堂小结
生物进化的基本单位
生物进化的实质
生物进化的原材料
决定生物进化的方向
种群
种群基因频率的改变
突变和基因重组
自然选择
课堂小结
物种形成的必要条件
隔离
物种形成的标志
产生生殖隔离
地球形成时，原始大气是没有氧气的，但是随着光合细菌的出现，使得大气中有了氧气，进而出现了好氧生物。
①生物与无机环境之间存在协同进化
一.协同进化的案例
第四节.协同进化与生物多样性的形成
达尔文曾发现一种兰花长着细长的花距，其底部储存着花蜜。达尔文推测，这种花的形成绝不是偶然的，肯定存在这样的昆虫，它们生有同样细长的吸管似的口器，可以从花距中吸到花蜜。大约50年以后，研究人员果然发现了这样的蛾类昆虫。
a. 如果这种昆虫不存在，那筒状花还能完成繁殖现象吗？
不能。如果没有与这种兰花结构相适应的传粉昆虫（靠细长的口器获取花距底部的花蜜），这种兰花就难以完成传粉受精，这个物种也就不存在了。
长距彗星兰
长喙天蛾
②物种之间的协同进化——种间互助
第四节.协同进化与生物多样性的形成
一.协同进化的案例
③物种之间的协同进化——种间斗争
一.协同进化的案例
自然选择有利于羚羊种群中肌肉发达、动作敏捷的个体，也有利于猎豹种群中跑得快的个体。这两个物种的进化过程宛如一场漫长的“军备竞赛”。
猎豹追捕羚羊
没有我，你跑不了这么快！
没有我，你跑不了这么快！
思考1：这种捕食关系的存在对斑马种群是有害无益的吗？
不是，捕食者所吃掉的大多是被捕食者中年老、病弱或年幼的个体，客观上起到促进种群发展的作用。
思考2：捕食者是不是就可以“高枕无忧”呢？
一般来说，只有动作敏捷、跑得快的捕食者个体才能获得食物，从而生存下来，繁殖后代。因此，羚羊对捕食者种群的进化也起到了促进作用。
由此可见，在自然界捕食者和被捕食者都面临生存压力。在自然选择的作用下，它们也相互选择，协同进化。
第四节.协同进化与生物多样性的形成
2. 收割理论：
美国生态学家斯坦利提出：捕食者往往捕食个体数量多的物种，这样就会避免出现一种或少数几种生物在生态系统中占绝对优势的局面，为其他物种的形成腾出空间，有利于增加物种多样性。
1.“精明的捕食者”策略：
捕食者一般不会将所有的猎物吃掉，否则自己也无法生存。
拓展：关于捕食者在进化中的作用
二. 协同进化
(1)概念：不同物种之间、生物与无机环境之间在______________中不断进化和发展。
(2)类型：
(3)结果：协同进化形成______________。
相互影响　
生物多样性　
①不同物种之间：
②生物与无机环境之间
种间互助
种间斗争
三.生物多样性的形成
（1）内容： 多样性、 多样性、生态系统多样性。
（2）形成原因：生物的 。
（3）研究生物进化历程的主要依据： 。
物种
协同进化
化石
基因
第四节.协同进化与生物多样性的形成
35亿年前——古细菌化石
15亿年前——蓝藻和细菌
15亿年前——真核生物出现
生态系统是只有生产者和分解者的两极生态系统
5.7-5.0亿年前——寒武纪大爆发
无脊椎动物-生态系统第三极 消费者
4亿年前——原始陆地植物
蕨类植物-裸子植物-被子植物
随后原始两栖类动物
2.3亿年前——恐龙出现
400万年前——原始人类出现
四.生物进化历程中的几个关键变化总结
单细胞
多细胞
(1)结构上：
厌氧型
需氧型
(2)呼吸方式：
无性生殖
有性生殖
(3)生殖方式：
两极生态系统
三极生态系统
(4)生态系统结构：
水生
陆生
(5)生活环境：
原核生物
真核生物
简单→复杂
生物的进化历程可概括为：从原核生物到真核生物，从无性生殖到有性生殖，由简单到复杂，由水生到陆生，由低等到高等,由无氧呼吸到有氧呼吸，由两级生态系统到三级生态系统等。
器官的用进废退
拉马克的进化观点
隔离是物种形成的必要条件
现代生物进化理论
种群是生物进化的基本单位
突变和基因重组产生进化的原材料
自然选择决定生物进化的方向
现代生物进化理论形成
获得性遗传
达尔文的自然选择学说
过度繁殖
生存斗争
遗传变异
适者生存
优点：
遗传变异的本质不清楚
从个体水平解释进化
进化 统一性 适应性 多样性
不足：
新物种如何形成不明确
共同进化导致生物多样性的形成
(1)有些学者的研究表明，大量的基因突变是_____的，因此有人主张，决定生物进化方向的是____________的逐渐积累，而不是___________。
(2)有人提出物种形成并不都是渐变的过程，而是物种___________与__________________交替出现的过程。
六．生物进化理论在发展
中性
中性突变
自然选择
长期稳定
迅速形成新种
中性突变学说：
间断平衡学说：
生物进化论不会停滞不前，而是在不断发展。

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