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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
曼彻斯特地区的桦尺蛾，虽然基因频率
发生了变化，但是并没有形成新的物种。
为什么说它们没有形成新的物种？
怎样判断两个种群是否属于同一个物种？
4.2.5 阐述变异、选择和隔离可导致新物种形成。
1.举例说明物种、地理隔离、生殖隔离等概念。（生命观念）
2.阐述物种形成的过程。（科学思维）
体会课堂探究的乐趣，
汲取新知识的营养，
让我们一起 吧！
进
走
课
堂
一、隔离在物种形成中的作用
1．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。
思考：世界上不同的人种是一个种群吗？
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。
不是，因为不能互相交配。
思考：孔雀和巨嘴鸟是同一个物种吗？
马
驴
骡
马和驴虽然能够交配，但产生的后代——骡是不育的，它们属于两个物种。
思考：马和驴是不是同一个物种呢？
针对特定的生物学现象进行观察、提问，体现了科学探究的核心素养。
【例1】荷兰遗传学家研究一种月见草的遗传时，发现一株月见草细胞中的染色体数目由原来的2n=24 (条)变成4n=48 (条)，成为四倍体植株。该四倍体植株与二倍体植株(　　)
A.属于两个物种，因为二者之间杂交不能产生可育的后代
B.属于两个物种，因为二者之间不能杂交产生后代
C.属于同一物种，因为二者的染色体是同源的
D.属于同一物种，因为二者之间可以杂交产生后代
A
【解析】选A。二倍体植株与四倍体植株杂交产生的三倍体是不育的，所以二倍体植株与四倍体植株之间存在生殖隔离，属于两个物种，A正确，B、D错误；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，二者的染色体是同源的不一定属于同一物种，C错误。
2.隔离概念及类型
隔离的概念：
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。
隔离的类型
生殖隔离
地理隔离
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，这种现象叫作生殖隔离。
例：狮虎兽
生殖隔离：
种群间的个体不能自由交配，或者交配后不能产生可育的后代。
求偶方式不同
繁殖期不同
开花季节不同
花的形态不同
植物
动物
生殖隔离
地理隔离：分布在不同自然区域的种群，由于高山、河流、沙漠或其他地理上的障碍，使彼此间无法相遇而不能交配。
东北虎
华南虎
3．隔离及其在物种形成中的作用
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？
针对特定的生物学现象进行观察、提问，体现了科学探究的核心素养。
物种形成的常见的方式：
两个鼠种群间可能不能自由交配，也可能能自由交配。
如果不能自由交配或交配后不能产生可育后代，说明长期的地理隔离导致生殖隔离，形成了两个新物种；如果能自由交配并产生了可育后代，说明还是同一物种。
思考：两个鼠种群还能自由交配吗？
地理隔离
生殖隔离
长期
1.设想南美洲大陆的一种地雀来到加拉帕戈斯群岛后，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多，基因频率可能是不一样的。
思考与讨论
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。
针对特定的生物学现象进行观察、提问，体现了科学探究的核心素养。
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。
加拉帕戈
斯群岛上
几种地雀
生殖隔离
原
种
变异1
变异2
变异类型1
变异类型2
基因频率的定向改变
隔离导致物种形成
地理隔离
自然选择1
新种1
新种2
自然选择2
不是。多倍体的形成不需经地理隔离。
物种A
物种B
杂交
杂种植物
染色体加倍
异源多倍体
隔离是物种形成的必要条件。
思考：通过长期地理隔离而实现生殖隔离，是否是新物种形成的唯一方式呢？
针对特定的生物学现象进行观察、提问，体现了科学探究的核心素养。
【例2】某小岛上生活着两种棕榈科植物。研究认为，在200万年前，它们的共同祖先迁移到该岛时，一部分生活在pH较高的石灰岩上，开花较早；另一部分生活在pH较低的火山灰上，开花较晚。由于花期不同，不能相互受粉，经过长期演变，最终形成两个不同的物种。下列有关分析正确的是(　　)
A.土壤酸碱度的选择作用，诱发个体产生不同的变异
B.基因突变产生新的等位基因，导致种群基因频率定向改变
C.花期不同阻止了基因交流，最终形成了生殖隔离
D.若将这两种植物种植在相同的环境中，它们能杂交产生可育后代
C
【解析】选C。变异是不定向的，土壤酸碱度这一特定的环境只是对不定向的变异起了选择作用，而不能诱发生物产生变异，A错误；自然选择导致基因频率发生定向改变，B错误；花期不同，不能相互受粉，说明两种植物之间存在生殖隔离，C正确；这两种植物的花期不同，不能相互受粉，若将这两种植物种植在相同的环境中，它们不能交配，D错误。
4、物种的形成
①经过长期的地理隔离而达成生殖隔离，从而形成新物种。
②多倍体的形成不需经地理隔离。
新物种形成
基于生物学事实和证据，运用模型与建模，体现了科学思维的核心素养。
物种形成的三个基本环节:
①突变和基因重组 ②自然选择 ③隔离
物种和种群间存在什么样的联系呢？
针对特定的生物学现象进行观察、提问;体现了科学探究的核心素养。
（1）_____________________为生物的进化提供原材料。
（2）_____________________决定生物进化的方向（种群基因频率的定向改变）。
（3）_____________________是物种形成的必要条件。
_____________________是新物种的形成的标志。
突变和基因重组
自然选择
隔离
生殖隔离
种群 物种
概念
范围
联系 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，简称“种”。
生活在一定区域的同种生物的全部个体的集合。种群是生物进化和繁殖的单位，同一种群内的个体之间可以进行基因交流。
较小范围内生物的个体
分布在不同区域内的同种生物的许多种群组成
1.一个物种可以包括许多种群，如同一种鲫鱼可以生活在不同的池塘、湖泊，形成一个个被陆地隔离的种群。
2.同一物种的多个种群之间存在地理隔离，长期发展下去可能成为不同的亚种（或品种）进而形成多个新物种。
基于生物学事实和证据，运用归纳与概括，体现了科学思维的核心素养。
物种形成和生物进化的比较
项目 物种形成 生物进化
标志
变化后生物与原生物的关系
二者联系 生殖隔离出现
基因频率改变
属于不同物种
可能属于同一物种，
也可能属于不同物种
只有不同种群的基因库产生了明显的差异，出现生殖隔离才形成新物种；
进化不一定产生新物种，但新物种产生的过程中一定存在进化
【例3】下图中A、B、C表示自然条件有差异、存在地理隔离的3个地区。A地区物种甲的某些个体迁移到B、C地区，经长期进化逐渐形成两个新物种乙、丙。下列叙述正确的是(　　)
A.上述过程说明地理隔离是新物种形成的标志
B.留居A地区的甲种群的基因频率不再发生改变
C.乙、丙两个种群间不能进行基因交流，它们的
基因库存在较大差异
D.甲、乙两个物种间存在生殖隔离，它们的基因库组成完全不同
C
【解析】选C。新物种形成的标志是出现生殖隔离，A错误；只要A地区的环境发生变化，留居A地区的甲种群的基因频率就会发生变化，B错误；乙、丙是两个物种，存在生殖隔离，两个种群间不能进行基因交流，基因库有较大的差异，C正确；甲、乙是两个物种，存在生殖隔离，但是物种乙是从物种甲进化来的，二者的基因库组成可能部分相同，D错误。
物种
概念
自然状态下相互交配
产生可育后代
概念
不同群体间的个体，在自然条件下基因不能自由交流
类型
地理隔离
生殖隔离
隔离
必要条件
形成
形成标志
同种生物由于地理障碍，不能发生基因交流
概念
不同物种间一般不能相互交配，即使交配成功也不能产生可育后代
概念
1.下图表示渐进式新物种形成的基本环节，下列对图示分析正确的是(　)
A.图中A表示基因突变和基因重组，为进化提供了原材料
B.图中B表示地理隔离，地理隔离使种群间的基因交流受阻
C.图中C表示生殖隔离，指两种生物不能交配
D.种群基因型频率的定向改变是新物种形成的前提条件
【解析】选B。A表示突变和基因重组，基因突变、基因重组和染色体变异为生物进化提供原材料，A错误；图中B表示地理隔离，地理隔离使种群间的基因交流受阻，B正确；生殖隔离是指自然状态下，个体间不能相互交配或者交配后不能产生可育后代，C错误；新物种形成的前提是种群基因频率的改变，D错误。
B
2.(2025·南昌高一检测)日本稻蝗、中华稻蝗台湾亚种和小翅稻蝗都是水稻害虫，其形态特征极为相近。对三种稻蝗的DNA碱基序列进行比较发现：中华稻蝗台湾亚种与小翅稻蝗的亲缘关系最近，日本稻蝗与小翅稻蝗、中华稻蝗台湾亚种的亲缘关系较近，三者具有生态分布重叠但彼此存在生殖隔离现象。下列相关分析错误的是(　　)
A.中华稻蝗台湾亚种不能与小翅稻蝗杂交产生可育后代
B.种群基因库组成的差异导致三种稻蝗之间产生生殖隔离
C.突变和基因重组均可为日本稻蝗、小翅稻蝗的进化提供原材料
D.稻田中全部日本稻蝗、中华稻蝗台湾亚种和小翅稻蝗组成一个种群
D
【解析】选D。三种稻蝗彼此间存在生殖隔离，杂交后不能产生可育后代，A正确；三种稻蝗种群基因库存在差异，不能进行基因交流，导致三者之间出现生殖隔离，B正确；突变和基因重组可为生物进化提供原材料，C正确；种群是指生活在一定区域的同种生物全部个体的集合，日本稻蝗、中华稻蝗台湾亚种和小翅稻蝗属于不同的物种，不能构成一个种群，D错误。
3.马达加斯加岛与非洲大陆只隔一条狭窄的海峡，但两地生物种类却有许多不同，造成这种现象的原因是（　　）
它们的祖先不同 B. 自然选择的方向不同
C. 变异的方向相同 D. 岛上的生物未进化
【解析】选B。掌握物种形成的三个基本环节，明确生物进化的方向是自然选择决定的，并理论联系实际，作出合理的解释，B正确，ACD错误。
B
4. （2025·黑吉辽内蒙古高考）下列关于现代生物进化理论的叙述错误的是（ ）
A. 进化的基本单位是种群
B. 可遗传变异使种群基因频率定向改变，导致生物进化
C. 某些物种经过地理隔离后出现生殖隔离会产生新物种
D. 不同物种间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展
现代生物进化理论认为，种群是生物进化的基本单位，A正确。可遗传变异（突变和基因重组）是不定向的，仅为生物进化提供原材料。自然选择通过作用于个体的表型，定向改变种群的基因频率，从而决定生物进化的方向，B错误；物种形成的常见方式是地理隔离→生殖隔离（，C正确；协同进化指不同物种间、生物与无机环境间在相互影响中不断进化和发展，是现代生物进化理论的核心内容之一，D正确。
B
5.(2025·武汉高一检测)黄刺尾守宫是主要分布在非洲西北部的一种蜥蜴，其黄刺颜色鲜艳，当遇到敌害时尾部还能够喷射出难闻的黏液，吓退敌害，这些特征都利于它们很好地适应当地环境。下列叙述正确的是(　　)
A.若黄刺尾守宫能与普通蜥蜴交配且产生后代，说明它和普通蜥蜴属于同一物种
B.黄刺尾守宫独特的形态特征是长期不定向自然选择的结果
C.黄刺尾守宫种群基因型频率发生改变就意味着该种群发生了进化
D.不同蜥蜴种群间基因库的差异越来越大，最终会导致生殖隔离
【解析】选D。黄刺尾守宫能与普通蜥蜴交配且产生后代，后代不一定可育，故不一定属于同一物种，A错误；突变和基因重组产生生物进化的原材料，自然选择使种群的基因频率定向改变并决定生物进化的方向，黄刺尾守宫独特的形态特征是长期定向自然选择的结果，B错误；生物进化的实质是种群基因频率的改变，C错误；不同蜥蜴种群间基因库的差异越来越大，最终会导致生殖隔离，D正确。
D
物种形成的三个基本环节： X是突变和基因重组（变异）、Y是自然选择、Z是生殖隔离。
5.回答下列有关生物进化的问题。
（1）如图表示某小岛上蜥蜴进化的基本过程，X、Y、Z表示生物进化的基本环节，X、Y分别是________________________ 、____________ 。
（2）该小岛上的蜥蜴原种由许多个体组成，这些个体的总和称为______，这是生物进化的___________。
（3）小岛上能进行生殖的所有蜥蜴个体含有的全部基因，称为蜥蜴的______。
基因库
突变和基因重组（变异）
自然选择
种群
基本单位
多为成功想办法，
少为失败找借口。

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