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第3节　隔离在物种形成中的作用
第2课时　隔离在物种形成中的作用 · 高中生物学 必修2 遗传与进化 · 学案
班级：________　姓名：________　学号：________
学习目标
1．【生命观念】：理解物种与隔离的概念，认同隔离（尤其是生殖隔离）是物种形成的必要条件，形成物种与生物进化相统一的生命观念。
2．【科学思维】：分析地理隔离逐步演化为生殖隔离的逻辑关系，能运用隔离的观点解释并预测物种形成的进程。
3．【科学探究】：借助加拉帕戈斯群岛地雀等案例分析，经历判断物种、推测隔离成因的探究过程，提升证据推理能力。
4．【社会责任】：认识珍稀物种因栖息地破碎而面临隔离威胁的现状，树立保护生物多样性与生态栖息地的责任意识。
情境导入
位于太平洋上的加拉帕戈斯群岛由一系列彼此隔离的火山岛组成。岛上生活着十余种形态各异的雀类，它们的喙有的像凿子、有的像镊子、有的粗大厚实。研究显示，这些地雀最初来自同一个祖先群体，迁徙到各岛屿后，在长期隔离中逐渐分化成了不同的物种。
1．这些地雀虽同源，为什么各岛屿上的种群最终形成了不同的物种？
2．不同岛屿的地雀之间是否还能进行基因交流？这属于哪一种隔离？
自主预学
任务一　物种的概念
1．物种：能够在自然状态下相互交配并产生________后代的一群生物。物种是生物分类的基本单位。
任务二　隔离的概念与类型
1．隔离：不同种群间的个体在自然条件下不能自由进行________交流的现象。
2．常见类型
类型 发生范围 结果
生殖隔离 ________ 不能相互________，即使交配成功，也不能产生________
地理隔离 ________ 使种群间不能发生________交流
任务三　隔离在物种形成中的作用
1．________是物种形成的必要条件。
2．物种形成的基本环节：突变和基因重组、________、________。
课堂探究
探究一　物种的判定与地雀的分化
加拉帕戈斯群岛不同岛屿的环境差异显著，地雀的食物种类各不相同。不同岛屿的地雀之间既有形态差异，也存在难以交配或交配后难获可育后代的现象。
1．要判断两种动物是否属于同一物种，最可靠的依据是什么？
2．十多种地雀的喙差异显著，这与什么因素有直接关系？
3．地雀祖先刚迁入各岛屿时所需食物相同，为何最终食性、喙形差异巨大？
4．若两种地雀虽同处一岛却始终不能相互交配，说明二者之间出现了什么？这标志着什么？
探究二　从地理隔离到生殖隔离
隔离的类型不同，其作用也有差异。下图呈现了同一物种在环境剧变中逐步分化为新物种的一般过程。
图1　地理隔离与生殖隔离的关系示意图
1．物种形成必须经历哪三个环节？其中哪一个是物种形成的必要条件？
2．物种的形成必须经过长期的地理隔离吗？能否在较短时间内形成？请举例说明。
典例精析
某动物种群因一条河流改道而被分割为b、c两个群体，二者隔离后逐渐出现基因频率差异。下列叙述正确的是(　)
图2　某动物种群因河道改道而发生变化的示意图
A．河流改道使b、c群体已分化为两个不同的物种
B．河流的阻隔使b、c群体之间失去了基因交流的机会
C．b、c群体基因频率的差异只与环境的改变有关
D．地理隔离必然导致生殖隔离，生殖隔离必源于地理隔离
对点练
某地黄河两岸分布有物种a、b、c、d，其演化关系如下图所示。下列分析正确的是(　)
图3　黄河两岸物种a、b、c、d的演化关系模型
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迁至黄河南岸后，不与c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，则一定形成了新的物种
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
知识拓展　生殖隔离的种类
生殖隔离可分为受精前的隔离和受精后的隔离。受精前的隔离包括生态隔离（同一物种不同种群生活于不同生境而不能交配）、季节隔离（交配或开花时期不同）、行为隔离（求偶或交配行为不同）、机械隔离（生殖器官大小形状不同）以及配子隔离（可交配却不能受精）。受精后的隔离包括杂种不活、杂种不育和杂种败育等。物种之间常同时出现两种或两种以上的隔离机制。
1．体虱与头虱寄生于人体不同部位，虽然条件合适也能交配，但后代中会出现不正常的个体。这最可能是哪种隔离导致的？
2．大西洋鲱鱼的不同种群有的在春季产卵、有的在秋季产卵，这些种群之间存在哪一种隔离？
3．马和驴之间属于哪种隔离？骡为什么不育？
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？
分层训练
A组　基础巩固
1．判断正误。
(1)二倍体西瓜和四倍体西瓜杂交可产生三倍体，因此二者属于同一物种。　　　(　　)
(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两个种群，一定属于同一物种。　　　(　　)
(4)若亲子代间基因频率不变，则基因型频率也一定不变。　　　(　　)
2．白头叶猴是分布于我国两广地区的濒危野生动物，因道路和山岭阻隔被隔离成多个小种群。下列叙述正确的是(　)
A．基因组等分子水平的证据可作为白头叶猴进化最直接、最重要的证据
B．这些白头叶猴种群会很快形成生殖隔离，产生新物种，增加基因多样性
C．这些白头叶猴种群可能因近亲繁殖而衰退，加速灭绝
D．白头叶猴的进化都是通过物种之间的生存斗争实现的
B组　素养提升
3．峡谷和高山的阻隔都可能促进新物种形成。两种羚羊分别生活在某大峡谷的两侧，它们的共同祖先生活在大峡谷形成之前；某高山两侧存在有限的“通道”，陆蜗牛和多种不能飞行的昆虫可能在“通道”处形成新物种。下列分析不合理的是(　)
A．大峡谷分隔形成的两个羚羊种群间难以进行基因交流
B．能轻易飞越峡谷的鸟类物种，一般不会在峡谷两侧形成为两个物种
C．高山两侧的陆地蜗牛可充分利用“通道”进行充分的基因交流
D．某些不能飞行的昆虫在“通道”处形成的新物种与原物种存在生殖隔离
4．结合“知识拓展”中生殖隔离的种类，回答下列问题。
(1)同一环境中两种昆虫因求偶鸣叫节律不同而不能交配，属于哪一种生殖隔离？
(2)两种植物可相互传粉却不能受精，属于哪一种生殖隔离？
参考答案
情境导入
1．各岛屿间存在地理隔离，长期隔离开来的群体在环境选择下基因库差异逐渐扩大，最终形成生殖隔离，分化出不同物种。
2．各岛间难以实现基因交流，属于地理隔离。
自主预学
任务一：1．可育
任务二：1．基因
2．隔离类型表：生殖隔离——不同物种间，不能相互交配，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。
任务三：1．隔离；2．自然选择、隔离。
探究一
1．看二者在自然状态下能否相互交配并产生可育后代（是否存在生殖隔离）。
2．与各岛屿的不同食物（生存环境）有直接关系。
3．外因是地理隔离与自然选择使不同岛屿地雀向不同方向进化；内因是基因频率定向改变。
4．存在生殖隔离；说明二者已是不同物种。
探究二
1．三个环节：突变和基因重组、自然选择、隔离；隔离是物种形成的必要条件。
2．不必经过长期的地理隔离。如用低温或秋水仙素处理二倍体西瓜萌发种子或幼苗，可获得四倍体西瓜，形成新物种但未经历长期地理隔离。
典例精析
B。
【解析】河流改道把原本连续种群分割成b、c两个群体，河流成为阻隔使二者失去基因交流机会，故B正确、A错误；b、c基因频率的差异既与环境改变有关，也与突变和基因重组等可遗传变异有关，C错误；长期的地理隔离可能导致生殖隔离，但生殖隔离不一定源于地理隔离，如多倍体的形成，D错误。
对点练
A。
【解析】a物种经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迁入黄河南岸后不与c进化为同一物种，说明二者基因库差异已较大，B错误；c物种基因频率改变只说明其发生进化，并不一定形成新物种（新物种形成以生殖隔离为标志），C错误；判断d与b是否同一物种，需看二者在自然状态下能否相互交配并产生可育后代，D错误。
知识拓展
1．生态隔离。
2．季节隔离。
3．杂交不即/生殖隔离；骡的原始生殖细胞在减数分裂时染色体不能正常配对，不能产生成熟配子，故不育。
4．树棉和草棉可杂交产生健壮的F1，但F2十分少见（杂种败育）。
分层训练
1．(1)×　(2)×　(3)×　(4)×
2．C。
3．C。
4．(1)行为隔离　(2)配子隔离。

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