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课时2 隔离在物种
形成中的作用
第3节 种群基因组成的变化与物种的形成
人教版必修2·第6章
能举例说明物种和隔离的概念。
能阐述隔离的类型及它们之间的区别。
能分析隔离在物种形成过程中的作用。
桦尺蛾发生了进化。在自然选择的作用下,基因频率发生定向改变。
上节课学习的英国的曼彻斯特地区的一种桦尺蛾，在自然环境的选择作用下，该种群的S (深色)基因的频率逐渐上升，s (浅色)基因的频率逐渐下降。
在桦尺蠖的进化过程中，有没有形成新的物种
桦尺蛾发生进化了吗？
什么是物种 物种是如何形成的？
1. 定义：
P
浅色桦尺蛾
黑色桦尺蛾
ss
SS
×
黑色桦尺蛾
Ss
F1
(雌雄互交)
F2
黑色桦尺蛾
浅色桦尺蛾
ss
SS、Ss
浅色桦尺蛾和黑色桦尺蛾仍然是同一个物种。
一、物种的概念
在遗传学和生物进化论的研究中，把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。
2. 生殖隔离：不同物种间不能产生可育后代的现象。
①不能交配
②即便有后代也不可育，例如马和驴属此类。
思考：马和驴可以交配产生骡，所以他们是同一物种？
错误，虽然能够交配，但是他们产生的后代骡不可育，不是可育后代
一、物种的概念
试分析马和牛之间生殖隔离的类型与马和驴之间生殖隔离的类型有何差异？产生这种差异可能的原因是什么？
基因库差异较大
杂种不活： 形成的胚胎致死，如山羊和绵羊的后代
不能交配：
季节隔离；生殖细胞不亲和性；求偶方式不同；生殖器官不相配等
杂种不育：
子代细胞减数分裂时染色体发生联会紊乱，如马和驴的后代骡子
一、物种的概念
如果把东北虎和华南虎放在同一片森林中，它们仍然可以相互交配并产生可育的后代，这说明东北虎和华南虎仍然属于同一个物种。
东北虎
华南虎
在自然状态下，东北虎和华南虎之间能否发生基因交流？
在自然状态下，东北虎和华南虎处于不同的地域，无法跨越地理障碍完成交配。
地理隔离
一、物种的概念
A.定义
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，叫作地理隔离。
B.常见的地理障碍
高山、河流、沙漠或其他地理上的障碍。
二、隔离及其类型
3. 地理隔离
地理隔离
生殖隔离
隔离
地理隔离和生殖隔离都是指不同群体间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象，统称为隔离。
隔离的实质：种群间基因不能自由交流。
二、隔离及其类型
三、隔离在物种形成中的作用
大地雀
中地雀
小地雀
以种子为食
尖嘴地雀
以仙人掌花为食
小仙人掌地雀
小树雀
中树雀
啄木雀
食草雀
大树雀
以嫩芽为食
地雀
莺鸟
树雀
来自南美洲大陆的共同祖先
大仙人掌地雀
红树林雀
以昆虫为食
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
2.不同岛屿上的地雀种群，产生突变的情况一样吗
不一样，因为基因突变是随机的。
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。
三、隔离在物种形成中的作用
加拉帕戈斯群岛上的13种地雀都来自一群由南美洲迁来的地雀，经过长期的地理隔离和进化，逐渐演化而成。
问题探讨
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
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。
三、隔离在物种形成中的作用
问题探讨
不会，因为个体间有基因的交流。
E岛地雀
生
殖
隔
离
地雀
地
理
隔
离
突变和基因重组不定向
环境不同则自然选择不同
基因库形成明显差别出现生殖隔离
A种地雀
B种地雀
C种地雀
D种地雀
E种地雀
新物种形成的标志：出现生殖隔离
三、隔离在物种形成中的作用
A岛地雀
B岛地雀
C岛地雀
D岛地雀
结合加拉帕戈斯群岛上13种地雀形成的过程，试将以下词句进行合理的排序，找出新物种形成的基本规律。
模型构建
A. 基因库出现差异
B. 地理隔离
C. 生殖隔离
D. 阻断基因交流
E. 新物种
F. 突变、基因重组和自然选择
G. 基因频率发生定向改变
A. 基因库出现差异
B. 地理隔离
C. 生殖隔离
D. 阻断基因交流
E. 新物种
F. 突变、基因重组和自然选择
G. 基因频率发生定向改变
隔离是物种形成的必要条件
三、隔离在物种形成中的作用
原物种
种群1
种群2
地理隔离
变异1
变异2
自然选择1
自然选择2
变异种群1
变异种群2
新物种1
新物种2
生殖隔离
基因频率定向改变
基因库的差异积累
①物种形成的条件：
可遗传变异、自然选择、隔离
进化的条件
总结1：物种形成的机制
②隔离是物种形成的必要条件。
四、物种形成的机制
突变和基因重组产生进化的原材料。
01
自然选择导致种群基因频率的定向改变。
02
隔离导致物种形成。
03
三、隔离在物种形成中的作用
总结2：物种形成的三个环节
突变和基因重组
自然选择
改变
种群基因频率改变
时间
基因库的差别
导致
种群间生殖隔离
标志
积累
地理隔离
物种形成
比较内容 生物进化 物种形成
标志
所需条件
二者的联系
②新物种形成则说明生物发生了进化
种群基因频率改变
生殖隔离出现
可遗传变异
自然选择
可遗传变异
自然选择
隔离
①生物进化是新物形成的前提
三、隔离在物种形成中的作用
总结2：物种形成与生物进化
1. 经过漫长的地理隔离，一定会形成生殖隔离吗
不一定
如果两个种群生活环境都不发生变化，或者变化很小，两个种群的进化方向相同，有可能不会产生生殖隔离。
2. 新物种形成一定要经过地理隔离吗
不一定
不经过地理隔离，也可以直接形成生殖隔离
例：二倍体植株染色体加倍成了四倍体植株，二者杂交后代产生的三倍体植株是高度不育的，存在生殖隔离
三、隔离在物种形成中的作用
问题探讨
二倍体
四倍体
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。
物种A
杂种植物
异源多倍体
杂交
染色体
加倍
物种B
短时间内即可形成，如自然界中多倍体的形成。
（1）爆发式—多倍体育种
三、隔离在物种形成中的作用
总结3：物种形成的其他方式
植物体细胞杂交：番茄--马铃薯
多倍体育种：八倍体小黑麦
（2）爆发式—多倍体育种
三、隔离在物种形成中的作用
总结3：物种形成的其他方式
项目 种群 物种
概念 ①生活在一定区域的同种生物全部个体的集合。②是生物进化和繁殖的基本单位。③同一种群内的个体之间可以进行基因交流 在自然状态下能够相互交配和繁殖，并能够产生可育后代的一群生物个体
范围 较小范围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
判断标准 ①种群必须具备“三同”，即同一时间、同一地点、同一物种；②同一物种的不同种群不存在生殖隔离，交配能够产生可育后代 ①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)；②不同物种之间存在生殖隔离
联系 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，进而可形成多个新物种 核心归纳：物种与种群的比较
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. 生物进化了一定会形成新物种(　　 )
5. 种群基因库间的差异是产生生殖隔离的根本原因(　　)
6. 新物种的形成一定经过地理隔离(　　)
正误判断
×
×
×
×
√
×
1. 如图所示为种群与物种的关系图解，下列叙述不正确的是(　　)
A．从图中可以看出，一个物种可以有很多种群，这些种群间只是因为地理隔离，阻碍了基因交流
B．若物种2是由物种1形成的，则物种1
一定发生了基因频率的改变
C．交配后能产生后代的一定是同一
物种，由物种1形成物种2的必要条件是地理隔离
D．若种群1与种群2的基因频率都发生了改变，则这两个种群都在进化
B
2. 下列关于物种和种群的叙述，错误的是( 　)
A. 一个物种可以形成多个种群，一个种群中只能含有一个物种
B. 若物种乙是由物种甲进化来的，则物种乙和物种甲之间一定发生了生殖隔离
C. 突变、基因重组和自然选择均能定向改变种群的基因频率
D. 若种群1与种群2的基因频率都发生了改变，则这两个种群都在进化
C
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