资源简介

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授课人：XXXX 时间：XX.XX
种群基因组成的变化与物种的形成(二)
第6章 生物的进化
第三节
目 录
CONTENTS
二、隔离在种群形成中的作用
新课导学
01
NEW COURSE GUIDANCE
课堂总结
04
CLASSROOM SUMMARY
新课教学
02
NEW COURSE TEACHING
课堂反馈
03
CLASSROOM FEEDBACK
01
新课导学
NEW COURSE GUIDANCE
Part 01
作为人类最早驯化的家畜，狗的存在和进化与人类文明的发展有密切的联系。在人类早期作为狩猎者或采集者存在的年代，狗就是人类与严酷的自然环境作斗争的好帮手。直到现代，狗一直在为人类履行许多重要职责。
狗是人类最好的朋友
狩猎犬
雪橇犬
警卫犬
牧羊犬
狗是从野生狼类驯化而来
狗(家犬)是犬科哺乳动物，是人类最早驯化的动物。狗是狼的后代，是人类在至少1.4万年前从野生狼类驯化而来。至今狗与狼仍可相互交配并能产生有生育能力的后代。
林奈认为狗和狼是相互独立的物种
从现代生物分类学之父卡尔·冯·林奈（Carl von Linné）开始，人类长期将狗与狼看作是两种不同的动物。1758年，林奈将狗认定为独立物种，命名为 “家犬” 。在此后的200多年里，国际学术界和整个社会都一直认可这种分类：将狗和狼视为相互独立的物种。
7
狼和狗的关系--狗是狼的一个亚种
狗与狼其实是同一种动物。
1993年，美国史密森学会与美国哺乳动物学会重新进行分类，将狗划为狼的一个亚种。当代科学对历史上和现存的各种狗与狼的行为、发声、形态和分子生物学的系统研究，都有力地证明当代所有品种的家犬的共同祖先都是灰狼(gray wolf)。
狗本身就是灰狼的亚种之一，狗和狼都有39对染色体，基因组相似度高达99%，两者是可以繁殖后代的，而且大部分后代也具有生育能力。
科学研究表明，世界上所有狗的种类，均起源于1.6万年前的中国长江流域，由中国人的祖先驯化灰狼而来。
为什么狼和狗是一个物种？
狼和狗的关系
02
新课教学
NEW COURSE TEACHING
Part 02
隔离在物种形成中的作用
物种的概念
物种，简称“种”，是生物分类学的基本单位与核心。物种是交配并繁殖的相同生物形成的自然群体，后代可育，与其他相似群体在生殖上相互隔离，并在自然界占据一定的生态位。
对于植物而言，二倍体小麦与四倍体小麦之间虽然不能得到可育的后代，但它们属于同一物种中的不同亚种。
物种的概念
不同的“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——智人种。
物种的概念
种群和物种的区别
概念
不同
物种指的是不存在生殖隔离的全部生物。
种群指的是一定地域范围内同一物种个体的总和。
01
范围
不同
物种指最大范围内所有的同种生物。
种群指生活在同一地点的同种生物形成的群体。
02
包含关
系不同
物种是互交繁殖的相同生物形成的自然群体。
种群是在一定的自然区域内，相互之间具有直接或间接关系的各种生物的总和。
03
隔离及其在物种形成中的作用
隔离的概念
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叫做隔离。
生物隔离机制
在生物进化的漫长过程中，物种通过自然选择，产生了一个繁殖的自我保护机制，叫做“生物隔离机制”，这种隔离机制主要是为了保持物种的相对稳定性。
图2：生殖隔离
图1：生殖隔离
隔离及其在物种形成中的作用
受精前隔离
隔离机制如果发生在受精之前，就称为受精前隔离。
地理隔离（两种动物的分布地区不同）；
季节隔离（两种动物的发情期不同）；
生态隔离（同一地区生活的两种动物生态位不同，比如野生的老虎和花豹之间只有猎杀和驱赶，没有交配）；
机械隔离（生殖器官差异太大，无法正常交配）；
行为隔离（需要通过鸣叫来吸引异性的动物，它们的鸣叫只有同类能听懂，自然就不会引来其他动物前来繁殖）等等。
隔离及其在物种形成中的作用
隔离机制如果发生在受精之后，就称为受精后隔离。
杂种不活（不同种生物受精后，虽能形成合子，但合子不能存活；或合子虽能存活，但胚胎发育到一定阶段便死亡；或者胚胎发育虽然完成，并发育为幼体，但不能生活到性成熟，故留下后代的概率很低）；
杂种不育（不同种生物杂交后虽能形成合子，并发育为成熟的F1杂种，但杂种不能产生后代）；
杂种衰败（也叫杂种破落，种间杂交虽能形成能育的F1，但在F2或回交后代中，绝大部分重组基因型不相协调，无适应能力，不能存活）。
受精后隔离
隔离及其在物种形成中的作用
两个不同的物种在自然条件下不交配或者无法产生可育后代的一种隔离机制。
生殖隔离机制导致无法产生后代或后代没有可育能力。这个机制只要是人工干预下触发的，因为不同动物间在野生环境下，它们不会发生交配的行为。但是，在人工饲养下，将两种不同的动物的雌雄个体放到一起，在发情期，它们就有可能会发生交配行为。
生殖隔离
两个物种
自然条件
无法产生可育后代
+
=
17
虎、狮同属猫科动物，自然界中老虎与狮子各有天性，相互之间并不亲近，但在人工饲养的环境下，虎、狮却可以交配受孕。雄虎与母狮交配，生产下的后代叫虎狮兽；母虎与雄狮交配生产下的后代叫狮虎兽 。
这种杂交种是很难产出的，狮、虎的染色体结合的几率仅为1％左右。
隔离及其在物种形成中的作用
隔离及其在物种形成中的作用
马和驴能够杂交产下后代的原因是都是同科同属不同种的动物，在基因上有一定的相似度，这样就会导致精卵细胞会一定几率的结合。
但是，骡子是完全不具备生育能力。因为，骡子的染色体数目为63条（来自于马的32条和驴的31条），再次繁殖时，由于骡子的染色体不成对，无法进行减数分裂。所以，它与马、驴、骡子都是无法再次产生后代的。
+
=
19
思考：那么生活在不同区域的同种生物，在自然条件下能不能进行基因交流呢
生活在这两个池塘里的鲤鱼：
它们属于一个种群还是两个种群
两个池塘里的鲤鱼能够发生基因交流吗
如果把这两个池塘里的鲤鱼放在一个池塘里喂养，它们能进行基因交流吗
隔离及其在物种形成中的作用
隔离及其在物种形成中的作用
同一物种由于地理上的隔离而分成不同的种群，使得种群间不能发生基因交流的现象，叫做地理隔离。
地理隔离
隔离及其在物种形成中的作用
同一物种由于地理上的隔离而分成不同的种群，使得种群间不能发生基因交流的现象，叫做地理隔离。
它影响物种进化的方式：
地理隔离
地理
隔离
自然选择不同
进化方向不同
产生
差异
生殖
隔离
新物种
隔离及其在物种形成中的作用
雀鸟种群的演化
隔离及其在物种形成中的作用
雀鸟种群的演化
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。
问题1
隔离及其在物种形成中的作用
雀鸟种群的演化
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。
问题2
隔离及其在物种形成中的作用
雀鸟种群的演化
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。
问题3
隔离及其在物种形成中的作用
加拉帕戈斯群岛的地雀的形成方式
阻断基因交流
突变、基因重组和自然选择
种群出现差异基因库
差异进一步加大
新种形成
地理隔离
基因频率向不同方向发生改变
生殖隔离
隔离及其在物种形成中的作用
物种形成的比较常见的方式
自然选择2
自然选择1
地理隔离
原种群
变异1
变异2
变异类型1
变异类型2
新物种1
新物种2
生殖隔离
总结：隔离是物种形成的必要条件。
基因频率的定向改变
隔离及其在物种形成中的作用
自然演化。
自然界中物种形成的方式有多种，经过长期的地理隔离而达到生殖隔离是比较常见的一种方式。
隔离是物种形成的必要条件。
生殖隔离是物种形成的标志。
新物种产生的方式
人工创造新物种。
通过植物体细胞杂交（如番茄一马铃薯）、多倍体远缘杂交（如甘蓝一萝卜）、多倍体育种（如八倍体小黑麦）等方式也可以创造新物种。
03
课堂反馈
CLASSROOM FEEDBACK
Part 03
1、生殖隔离的形成包括（ ）
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
①② B. ①②③
①②④ D. ①②③④
D
课堂练习
2、雄性缝蝇的求偶方式有：①向雌蝇提供食物；②用丝缕简单缠绕食物后送给雌蝇；③把食物裹成丝球送给雌蝇；④仅送一个空丝球给雌蝇。以上四种方式都能求偶成功。下列叙述错误的是（ )
A. 求偶时提供食物给雌蝇有利于其繁殖，是一种适应性行为
B. ④是一种仪式化行为，对缝蝇繁殖失去进化意义
C. ③是雌蝇对雄蝇长期选择的结果
D. ④可能由③进化而来
B
课堂练习
3、1万年前，科罗拉多大峡谷中的松鼠(原种群中黑毛基因A的基因频率为50%)被一条河流分隔成两个种群，两个种群现在已经发生明显的分化。研究人员指出，经过长期演化两个种群可能形成两个物种，下列说法错误的是（ ）
A. ①②③④⑤⑥为生物进化提供原材料
B. b表示自然选择过程
C. 若环境变化后，种群中基因型为AA、
Aa的个体数量在一年后各增加20%，基
因型为aa的个体数量减少20%，则一年
后a的基因频率为5/11
D. 物种的形成必须通过a才能最终达到c
D
课堂练习
4、下图表示渐进式新物种形成的基本环节，对图示的相关分析正确的是（ ）
A．图中①表示基因突变和基因重组，为进化提供了原材料
B．图中②表示地理隔离，地理隔离使种群间基因交流受阻
C．图中③表示生殖隔离，指两种生物不能交配且不能产生可育后代
D．种群基因型频率的改变一定会导致新物种形成
B
课堂练习
04
课堂总结
CLASSROOM SUMMARY
Part 04
课堂总结
种群基因频率
物种形成
种群间生殖隔离
自然选择
突变和基因重组
积累
基因库的差别
改变
标志
导致
地理隔离
时间

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