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第3节 种群基因组成的变化与物种的形成
第2课时　隔离在物种形成中的作用
【学习目标】
隔离在物种形成中的作用
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。物种是生物分类的基本单位。
2.隔离
(1)概念: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。
(2)常见类型
类型 发生范围 结果
生殖隔离 不同物种间 a.不能相互　交配 b.即使交配成功,也不能产生　可育后代
地理隔离 同种　生物 使种群间不能发生　基因交流
3.隔离在物种形成中的作用:　隔离　是物种形成的必要条件。
【合作探究】
任务　探究隔离在物种形成中的作用
活动　阅读课本P116~118,结合“思考·讨论”,回答下列问题
1.如何判断两种动物是不是同一物种
提示　设计杂交实验,看两者能否相互交配,能否产生可育后代,即是否存在生殖隔离。不同物种之间一般不能相互交配,即使交配成功也不能产生可育后代。
2.13种地雀的喙差别很大,与什么因素有直接关系
提示　不同岛屿的环境不同,地雀的食物不同。
3.这些地雀的共同祖先刚迁徙到13个岛屿上的时候所需食物是否相同 什么原因使得后来发生很大差异
提示　所需食物相同。外因:地理隔离、自然选择;内因:种群基因频率发生改变。
4.仙人掌地雀和树栖的地雀是同一物种吗 是什么阻碍了它们的基因交流
提示　不是。生殖隔离和地理隔离。
5.物种形成必须经过哪三个环节 哪一个环节是物种形成的必要条件
提示　突变和基因重组、自然选择、隔离。隔离。
6.物种的形成必须经过长期的地理隔离吗 能否在短时间内就形成生殖隔离 请举例说明。
提示　不是必须的。可以短时间内形成生殖隔离,如用低温或秋水仙素处理萌发的二倍体西瓜种子或幼苗即可获得四倍体西瓜,四倍体西瓜是新物种,没有经过长期的地理隔离。
认知生成
地理隔离和生殖隔离的关系
例　下图为某哺乳动物种群因河道改变而发生的变化示意图。下列相关说法正确的是(　　)。
A.河道的改变使同一种群的生物变成不同的物种
B.河道的改变使两个种群失去了基因交流的机会
C.b种群和c种群基因频率的不同仅与环境的变化有关
D.地理隔离必然导致生殖隔离,生殖隔离必然源于地理隔离
　　【答案】　B
【解析】　河道的改变使一个种群被分割成两部分,从而形成两个种群,这两个种群因河流的阻隔,形成地理隔离,失去了基因交流的机会,但是并没有证据说明b、c两种群的生物成为两个物种,A错误,B正确;种群基因频率的差异与环境的选择作用有关,还与突变和基因重组等有关,C错误;长期的地理隔离有可能导致生殖隔离,生殖隔离未必就一定源于地理隔离,如多倍体的形成过程,D错误。
对点练　下图是我国黄河两岸a、b、c、d 4个物种及其演化关系的模型,据图分析下列说法正确的是(　　)。
A.a物种最终进化为b、c两个物种,经历了从地理隔离到生殖隔离的过程
B.b迁到黄河南岸后,不与c物种进化为同一物种,内因是种群的基因库相同
C.c物种的种群基因频率发生了变化,则一定形成了新物种
D.欲验证d与b不是同一物种,只需看b与d能否自由交配即可
　　【答案】　A
【解析】　a物种经过地理隔离到生殖隔离的过程,最终形成b、c两个物种,A正确;b迁到黄河南岸之后,不与c物种进化为同一物种,说明它们之间的基因库出现了较大的差异,B错误;生物进化的实质是种群基因频率的改变,c物种的种群基因频率发生了变化,说明发生了进化,但新物种形成的标志是生殖隔离的产生,c物种进化了但不一定产生了新物种,C错误;在自然状态下能相互交配并产生可育后代的生物是同一物种,欲验证d与b不是同一物种,需看两者在自然状态下是否可以相互交配并产生可育后代,D错误。
素能提升　生殖隔离的种类(科学理解能力)
受精前的生殖隔离包括生态隔离、季节隔离、行为隔离、机械隔离、配子隔离等。生态隔离是指同一物种的不同种群生活在同一区域的不同生境内,而造成的不能交配。季节隔离是指因交配或开花时期发生在不同季节而引起的隔离。行为隔离是指不同物种之间由于两性间求偶或交配等行为不同,而阻止了它们之间的相互交配。机械隔离也称形态隔离,是指不同种群的生物因生殖器官的大小和形状不同,而使交配无法进行。配子隔离是指个体之间可以交配或受粉,但是不能发生受精作用。
受精后的生殖隔离包括杂种不活、杂种不育、杂种败育等。杂种不活是指不同种生物之间交配、受精后,形成的杂种胚胎不能正常发育,或杂种后代出生后能够生活一段时间,但在生育年龄以前就会死去。杂种不育是指交配后能够产生正常成熟的杂种后代,但杂种后代却不能生育。造成杂种不育的原因很多,有的是性腺发育不全,有的则是因为生殖细胞不能进行减数分裂等。杂种败育是指形成的杂种后代不育或生活力下降。
以上这些生殖隔离机制在两个物种之间不一定会同时发生,但是,物种之间经常会同时出现两种或两种以上的生殖隔离,如既有生态隔离,又有行为隔离。
1.体虱和头虱虽然在某种条件下也能够交配,但后代中会出现不正常的个体。这可能是哪种隔离导致的
提示　体虱和头虱由于寄生场所不同,产生了不同的适应性,形成了生态隔离。
2.大西洋鲱鱼形成了几个分布区域广的种群,有些在春季产卵,有些则在秋季产卵,这些种群之间是哪一种隔离
提示　季节隔离。
3.马和驴之间是哪种隔离 骡为什么不育
提示　马和驴杂交,产生的骡能够正常发育,但骡不能生育,属于杂种不育。骡的原始生殖细胞在进行减数分裂时,由于染色体不能正常配对,无法形成成熟的配子。
4.树棉和草棉之间存在杂种败育,它们的杂交后代会出现什么情况
提示　树棉和草棉可以杂交产生健壮的F1,但是F2十分少见。
【随堂检测】
课堂小结 课堂小测
判断正误。 (1)二倍体西瓜和四倍体西瓜通过杂交可产生三倍体西瓜,因此二倍体西瓜和四倍体西瓜是同一物种。 (×) (2)不同种群间的个体不能进行基因交流,说明种群间存在生殖隔离。 (×) (3)交配后能产生后代的一定是同一物种。 (×) (4)若亲子代间基因频率不变,基因型频率也一定不变。(×)
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