6.3.2 隔离在物种形成中的应用（精讲课件）-【上好课】2024-2025学年高一生物同步精品课堂（人教版2019必修2）

第3节（第2课时） 隔离在物种形成中 的应用 第6章 生物的进化 必修二 物种的概念 1 隔离及其在物种形成中的应用 2 目录 习题检测 3 一、学习目标 二、重难点 1.阐述种群、种群基因库、基因频率等概念的内涵。 2.运用数学方法讨论种群基因频率的变化。 3.阐明自然选择对种群基因频率变化的影响 4.说明隔离在物种形成中的作用。 1.种群、物种、基因频率、隔离等概念 2.变异、选择和隔离在生物进化中的作用。 3.自然选择对种群基因频率变化的影响。 4.隔离在物种形成中的作用。 物种的概念 1 问题探讨 自然选择使种群的基因频率发生定向改变，只要是基因频率发生变化，生物就一定发生了进化，但是进化一定形成新物种吗？ 19世纪中叶到20世纪中叶，英国曼彻斯特地区的桦尺蠖种群基因频率发生了很大的改变。 这两种桦尺蠖还是不是同一物种？ 是同一物种(同种生物的不同种群) 5 物种的概念 1 一、物种 能给自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物。 同一物种可以分布在不同区域； 种群是同一区域内的同一物种的全部个体。 不同物种之间一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不能生育或不能产生可育的后代，这种现象叫做生殖隔离。 二、物种与种群的区别 6 习题巩固 1.二倍体西瓜和四倍体西瓜是不是一个物种？为什么？ 不是，因为后代三倍体西瓜不可育 2.三倍体西瓜是一个新物种吗？ 不是。因为同一物种的雌雄个体间要能够相互交配并产生可育后代，而三倍体是不可育的，因此三倍体西瓜不是一个新物种。 3.马和驴是一个物种吗？ 不是，因为后代骡子不可育。 判断是否是同一个物种： 能否自由交配； 能否产生可育后代。 7 隔离及其在物种形成中的作用 2 隔离及其在物种形成中的作用 2 一、隔离 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。 1.地理隔离 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。 9 2.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，也不能产生可育后代的现象。 马 驴 骡子 一、隔离 10 隔离及其在物种形成中的作用 2 二、隔离在物种形成中的作用 由于长期地理隔离而没有相互交配，没有基因交流，形成不同亚种，最终形成生殖隔离。 11 二、隔离在物种形成中的作用 达尔文在环球考察中观察到一个奇怪的现象。加拉帕戈斯群岛位于南美洲附近的太平洋中，由13个主要岛屿组成，这些岛屿与南美洲大陆的距离为160~950km。 12 二、隔离在物种形成中的作用 在加拉帕戈斯群岛上生活着13种地雀。这些地雀的喙差别很大，不同种之间存在生殖隔离。而在辽阔的南美洲大陆上，却看不到这13种地雀的踪影。 不同岛屿的环境有较大差别，比如岛的低洼地带，布满棘刺状的灌丛；而在只有大岛上才有的高地，则生长着茂密的森林。 加拉帕戈斯群岛的地雀 13 二、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？ 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。 14 二、隔离在物种形成中的作用 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。 15 1.新物种的形成过程 隔离 阻断 突变、基因重组和 种群 出现差异 差异进一步加大 隔离 新物种形成 地理 自然选择 基因频率 基因库 生殖 基因交流 朝着不同方向发生改变 ☞生殖隔离是物种形成的标志。 ☛长期的地理隔离导致生殖隔离的出现。 ②自然选择导致种群基因频率 的定向改变； 物种形成的三个环节 ①突变和基因重组产生 进化的原材料； ③隔离是物种形成的必要条件。 二、隔离在物种形成中的作用 16 2.物种形成的方式 二、隔离在物种形成中的作用 （1）渐变式：经过长期的地理隔离达到生殖隔离，形成新物种。 自然选择2 自然选择1 地理隔离 原种 变异1 变异2 基因频率的定向改变 变异类型1 变异类型2 新物种 新物种 生殖 隔离 新物种的形成是生物与环境相互影响相互作用的结果。 17 （2）爆发式：特定的自然条件下，异源多倍体的形成。 物种A 杂种植物 异源多倍体 染色体加倍 物种B 杂交 无需地理隔离，短时间内即可形成，如自然界中多倍体的形成。 （3）人工创造新物种 如人工诱导多倍体形成（四倍体西瓜、八倍体小黑麦等） 2.物种形成的方式 18 突变和基因重组 自然选择 种群基因频率 基因库的差别 地理隔离 生殖隔离 物种形成 时间 定向 改变 积累 导致 扩大 导致 标志 课堂总结 19 1.只有地理隔离而没有形成生殖隔离，可能产生亚种， 但没有产生新物种。 2.生殖隔离是物种形成的关键，是物种形成的最后阶段， 是物种间的真正界限。 3.生殖隔离有三种情况： 不能杂交； 杂交后代不活； 杂交后代活而不育。 隔离≠生殖隔离 20 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 ②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 ①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； 课堂总结 21 1.(2023·湖北高考)现有甲、乙两种牵牛花，花冠的颜色由基因A、a控制。含A基因的牵牛花开紫花，不含A基因的牵牛花开白花。甲开白花，释放的挥发物质多，主要靠蛾类传粉；乙开紫花，释放的挥发物质少，主要靠蜂类传粉。若将A基因转入甲，其花颜色由白变紫，其他性状不变，但对蛾类的吸引下降，对蜂类的吸引增强。根据上述材料，下列叙述正确的是(　 ) A.甲、乙两种牵牛花传粉昆虫的差异，对维持两物种生殖隔离具有重要作用 B.在蛾类多而蜂类少的环境下，甲有选择优势，A基因突变加快 C.将A基因引入甲植物种群后，甲植物种群的基因库未发生改变 D.甲释放的挥发物是吸引蛾类传粉的决定性因素 A 习题巩固 由题可知，甲、乙两种牵牛花主要传粉昆虫不同，对维持两物种生殖隔离具有重要作用，A正确； 在蛾类多而蜂类少的环境下，有利于甲传粉，但是与A基因突变频率是否加快无关，B错误； 甲开白花，说明甲中不存在A基因，将A基因引入甲植物种群后，其基因库会发生改变，C错误； 据题干信息分析，将A基因引入甲后，甲花色由白变紫，其他性状不变，但是对蛾类的吸引下降，推测吸引蛾类传粉的决定性因素不是甲释放的挥发物，可能是植物的花色，D错误。 22 2.(2023·海南高考)某学者按选择结果将自然 选择分为三种类型，即稳定选择、定向选择 和分裂选择，如图。横坐标是按一定顺序 排布的种群个体表型特征，纵坐标是 表型频率，阴影区是环境压力作用的 区域。下列有关叙述错误的是(　 ) A.三种类型的选择对种群基因频率 变化的影响是随机的 B.稳定选择有利于表型频率高的个体 C.定向选择的结果是使种群表型均值发生偏移 D.分裂选择对表型频率高的个体不利，使其表型频率降低 A 习题巩固 三种类型的选择都是自然选择，自然选择对种群基因频率的影响是固定的，都使种群基因频率发生定向的改变，A错误； 根据图示信息，稳定选择淘汰了表型频率低的个体，有利于表型频率高的个体，B正确； 根据图示信息，定向选择是在一个方向上改变了种群表型特征分布，使种群表型均值发生偏移，C正确； 分裂选择淘汰了部分表型频率高的个体，使其表型频率下降，D正确。 23 问题探讨 甲同学说： 当然是先有鸡蛋了，因为只有生殖细胞产生的基因突变才能遗传给后代，体细胞即使发生了基因突变，也不能影响后代的性状。 乙同学说： 不对，人们在养鸡过程中，是根据鸡的性状来选择的，只让符合人类需求的鸡繁殖后代，因此是先有鸡后有蛋。 你同意哪位同学的观点？ 你的答案和理由是什么？ 24 问题探讨 这两种观点都有一定的道理，但都不全面。因为它们忽视了鸡和蛋在基因组成上的一致性，也忽视了生物的进化是以种群为单位而不是以个体为单位这一重要观点。生物进化的过程是种群基因库在环境的选择作用下定向改变的过程，以新种群与祖先种群形成生殖隔离为标志，并不是在某一时刻突然有一个个体或一个生殖细胞成为一个新物种。 25 习题检测 3 1.判断下列与隔离有关的表述是否正确。 （1）在曼彻斯特的桦尺蛾种群中， 黑色个体与浅色个体之间未出现生殖隔离。（ ） （2）加拉帕戈斯群岛不同岛屿上的地雀种群之间 由于地理隔离而逐渐形成了生殖隔离。（ ） 习题检测 ✓ ✓ 27 习题检测 2.19世纪70年代，10对原产于美国的灰松鼠被引入英国，结果在英国大量繁殖、泛滥成灾。对生活在两国的灰松鼠种群，可以作出的判断是 （ ） A.两者尚未形成两个物种 B.两者的外部形态有明显差别 C.两者之间已经出现生殖隔离 D.两者的基因库向不同方向改变 D 28 习题检测 1.斑马的染色体数为22对，驴的染色体数为31对，斑马和驴杂交产生的后代 兼具斑马和驴的特征，称为斑驴兽或驴斑兽，俗称“斑驴”。斑马和驴 杂交产生的后代是可育的吗？你能从染色体组的角度作出解释吗？ 斑马和驴杂交产生的后代是不育的。由题中所给斑马和驴的染色体数可知，其杂交后代的染色体数为53条（不是偶数），杂交后代无法通过减数分裂产生正常的配子。 29 习题检测 2.在自然界，狮和虎是不可能相遇的。在动物园里，一般也将这两种动物 分开圈养。近年来才出现将它们的幼崽放在一起饲养的做法，目的是获得 有观赏价值的杂交后代——狮虎兽或虎狮兽，你对这种做法有什么看法？ 从科学研究角度看，这样做可以帮助人们更多地了解生命的奥秘；从生命伦理角度看，狮虎杂交后代中容易出现免疫力低、天折的个体，这些个体会承受一定的痛苦，因此这种做法不宜提倡；从生物学角度看，狮和虎的自然分布区不同，狮分布在草原上，虎分布在森林里，动物园饲养狮和虎时，应尽量提供符合它们天然分布区和习性特点的生活环境，将二者分区域饲养，以体现对自然和生命的尊重。 30 THANKS $$