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第六章 生物进化
第3节:种群基因组成的变化与物种的形成(2)
隔离在物种形成中的作用
物种及隔离的相关概念
隔离在物种形成中的作用
01
02
物种及隔离的相关概念
一
情境一
加拉帕戈斯群岛位于南美洲西海岸1000km外的太平洋上，由13个大岛和6个小岛组成,这些岛屿隔水相望，有的岛屿相距一百多公里之遥。100多年前，达尔文乘坐“多格尔号”游历，对加拉帕克斯群岛上的13种地雀进行研究，发现这些鸟与生活在南美洲大陆上的某种鸟（后称达尔文地雀）有着相似的特征，下图为这13种地雀之间的进化关系，
阅读P116 思考并回答以下问题：
【任务1】
什么是物种？
怎样理解地理隔离和生殖隔离？
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。
1.物种及隔离的相关概念
(1)物种的概念
2n=64
n=32
2n=62
n=31
2n=63
n=n/a
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)隔离概念及类型
①概念：
1.物种及隔离的相关概念
东北虎
华南虎
地理隔离：
生殖隔离：
②类型：
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。
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。
由于长期地理隔离而没有相互交配，没有基因交流形成了两个不同的亚种。
项目 种群 物种
范围
判断标准
联系
由分布在不同区域内的同种生物的许多种群组成。
一定区域内的同种生物的所有个体。
种群必须具备“三同”，即同一时间、同一地点、同一物种
主要是具有一定的形态结构、生理功能和在自然条件下能自由交配并且产生可育后代（无生殖隔离）。
(1)一个物种可以包括许多种群；
(2)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的亚种，进而可能形成多个新物种。
2.物种和种群的区别
1.下列关于物种和种群的说法，错误的是（ ）
A.同一种群一般不存在地理隔离
B.同一物种可包括多个种群
C.同一物种不存在隔离
D.不同物种一定存在生殖隔离
课堂检测
C
2.狮与虎属于两个不同的物种，在自然状态下一般不能自由交配，即使交配成功，产生的后代——狮虎兽也是不可育的，这种现象在生物学上称为（ ）
A.地理隔离 B.生殖隔离
C.诱变育种 D.无性繁殖
课堂检测
B
隔离在物种形成中的作用
二
(1)生物的变异是_______（填“定向”或“不定向”）的，变异分为可遗传变异和不可遗传变异，其中为生物进化提供原材料的是_________变异。
南美洲大陆的一种原始地雀随着海风迁移,散布到不同岛屿上,并出现各种变异,由于各岛屿生态环境不同,经过长期自然选择和隔离,慢慢地演变成了13种地雀。这13种地雀差别很大,且在南美洲大陆上观察不到。不同地雀在加拉帕戈斯群岛上的分布不同,如查理地雀仅分布在马切纳岛,红木树雀仅分布于伊莎贝拉岛,而大树雀和大嘴地雀则分布在大多数岛屿上。
情境二
阅读P117-118 思考并回答以下问题：
【任务2】
不定向
可遗传
(2)两个海岛的地雀原本属于同一物种，因为_________使得他们不能发生基因交流，不同海岛上的地雀种群会出现不同的_______________，由于海岛的食物和栖息条件不同，使得两个种群的_________各自发生定向改变，久而久之，两个种群逐渐出现_________，标志着形成了不同的物种。
南美洲大陆的一种原始地雀随着海风迁移,散布到不同岛屿上,并出现各种变异,由于各岛屿生态环境不同,经过长期自然选择和隔离,慢慢地演变成了13种地雀。这13种地雀差别很大,且在南美洲大陆上观察不到。不同地雀在加拉帕戈斯群岛上的分布不同,如查理地雀仅分布在马切纳岛,红木树雀仅分布于伊莎贝拉岛,而大树雀和大嘴地雀则分布在大多数岛屿上。
情境一
突变和基因重组
生殖隔离
基因频率
地理隔离
阅读P117-118 思考并回答以下问题：
【任务2】
(3)若两个不同岛屿上的大树雀种群间的个体能相互交配，并能产生可育后代，则这两个大树雀种群 _____（填“属于”或“不属于”）同一物种。
属于
南美洲大陆的一种原始地雀随着海风迁移,散布到不同岛屿上,并出现各种变异,由于各岛屿生态环境不同,经过长期自然选择和隔离,慢慢地演变成了13种地雀。这13种地雀差别很大,且在南美洲大陆上观察不到。不同地雀在加拉帕戈斯群岛上的分布不同,如查理地雀仅分布在马切纳岛,红木树雀仅分布于伊莎贝拉岛,而大树雀和大嘴地雀则分布在大多数岛屿上。
情境一
(4)这些地雀的祖先都来自南美大陆的同一种地雀，什么原因导致每个岛上的地雀种类不同呢？
阅读P117-118 思考并回答以下问题：
【任务2】
地雀祖先
甲岛地雀
乙岛地雀
丙岛地雀
丁岛地雀
……
甲岛地雀1
乙岛地雀2
丙岛地雀3
丁岛地雀4
……
地理隔离
不同
不同
有差异
生殖隔离
不同物种
阻断基因交流
基因频率向不同方向发生改变
久而久之
形成明显差异
突变和基因重组
自然选择
种群基因库改变
渐变式
隔离是物种形成的必要条件。
出现
1.隔离及其在物种形成中的作用
新物种形成的一般过程
①_________________为生物的进化提供原材料。
②_________________决定生物进化的方向。
③_________________是物种形成的必要条件。
突变和基因重组
自然选择
隔离
物种形成的三个基本环节
突变和基因重组
自然选择
改变
种群基本因频率
基因库的差别
积累
时间
地理隔离
导致
种群间生殖隔离
标志
物种形成
1.隔离及其在物种形成中的作用
结合教材P117“思考·讨论”，回答下列问题：
【任务3】
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？
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？
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？
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着不同的方向改变。
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。
5.物种的形成必须经过地理隔离吗？如不是？请举例说明。
二倍体
四倍体
短时间内即可形成,如自然界中多倍体的形成
物种A
物种B
杂种植物
染色体加倍
异源多倍体
不需要地理隔离就在很短的时间内出现生殖隔离，从而形成新的物种。主要是通过异源多倍体的染色体变异等方式形成新物种，一出现可以很快形成生殖隔离。
结合教材P117“思考·讨论”，回答下列问题：
【任务3】
爆发式
杂交
内容 物种形成 生物进化
标志
变化后生物与原生物的关系
二者关系
2.物种形成与生物进化的关系
生殖隔离出现
基因频率改变
属于不同物种
可能属于一个物种
生物进化的实质是种群基因频率的定向改变，这种改变可大可小，不一定会突破物种的界限，生物进化不一定导致新物种的形成
1.下列关于隔离的叙述，不正确的是( )
A.不同种群基因库间的差异是产生生殖隔离的根本原因
B.对所有物种来说，地理隔离必然导致生殖隔离
C.隔离阻止了自然条件下群体间的基因交流
D.不同物种之间必然存在生殖隔离
课堂检测
B
2.现代生物进化理论对加拉帕戈斯群岛上13种地雀形成过程的解释是（ ）
A.地理隔离→基因突变→自然选择→物种形成
B.地理隔离→自然选择→突变和基因重组→物种形成
C.地理隔离→自然选择→突变和基因重组→生殖隔离→物种形成
D.地理隔离→突变和基因重组→自然选择→生殖隔离→物种形成
课堂检测
D
3.如图表示生物新物种形成的基本环节，下列对图示分析不正确的是( )
A.a表示基因突变和基因重组，为生物进化提供原材料
B.b表示生殖隔离，生殖隔离是新物种形成的标志
C.c表示新物种形成，与原物种不能进行基因交流
D.d表示地理隔离，新物种形成不一定需要地理隔离
课堂检测
A
种群基因组成的变化与物种的形成
种群和种群基因库
基因突变
基因重组
自然选择对种群基因频率变化的影响
概念
提供生物进化原材料
实质:自然选择定向改变基因频率,导致生物进化
种群基因频率的变化
隔离在物种形成中的作用
基因频率计算方法
染色体变异
概念
地理隔离和生殖隔离
隔离是物种形成的必要条件
本节小结

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