隔離在物種形成中的作用

第3節(jié)種群基因組成的變化與物種的形成

（第3課時）高一生物大連市第五中學(xué)張巧智必修2第6章生物的進(jìn)化二

隔離在物種形成中的作用

在生物進(jìn)化的長河中，是不斷有新的物種出現(xiàn)的。當(dāng)然也會有一些物種因為不適應(yīng)

環(huán)境而遭到滅絕，但是物種的數(shù)量整體上還是表現(xiàn)出逐漸

增多的趨勢。那么是什么讓

這棵進(jìn)化大樹變得枝繁葉茂呢？本節(jié)聚焦什么是物種？怎樣理解地理隔離和生殖隔離？隔離在物種形成中起什么作用？是1.請同學(xué)們分析以下生物是否屬于同一物種？騾馬驢否否2.從遺傳學(xué)和生物進(jìn)化的角度怎樣判斷兩個種群的生物是否屬于一個物種？在遺傳學(xué)和生物進(jìn)化論的研究中，把能夠在自然狀態(tài)下相互交配并且產(chǎn)生可育后代的一群生物稱為一個物種。能夠在自然狀態(tài)下相互交配并且產(chǎn)生可育后代3.請同學(xué)們給物種下個定義。（一）物種的概念思考：基于對物種概念的理解,判斷下列關(guān)于物種描述的正誤:(1)一個物種就是一個種群。 (

)提示:一個種群的生物肯定是一個物種,但一個物種可以有多個種群?！?2)能相互交配產(chǎn)生可育后代的生物是一個物種。(

)(3)不同物種的生物一定不能產(chǎn)生后代。 (

)提示:不同物種的生物可能會產(chǎn)生不可育的后代,比如馬和驢?！獭?4)能相互交配產(chǎn)生后代的一群生物一定是同一物種。(

)提示:能相互交配產(chǎn)生可育后代的一群生物才是同一物種。

×（一）物種的概念例1：如果有兩個小種群的動物，在形態(tài)結(jié)構(gòu)上相近，它們必須具備下列哪一特征，才能歸為一個物種：(）A.它們必須分布在同一地理區(qū)域B.它們的基因一定要相同C.它們的毛色一定要相同D.能相互交配繁殖并產(chǎn)生可育后代例2.基于對種群和物種概念的理解，判斷下列說法不正確的是（）A.不同種群的生物可能屬于同一個物種B.一個物種只含有一個種群C.同一物種具有相似的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能D.自然狀態(tài)下，能通過有性生殖繁殖后代，且后代也有繁殖能力DB分析：不同“人種”通過婚配能否將本人種的基因傳播到其他人種中去?馬和驢通過交配繁殖能否將本物種的基因輸入到對方物種中去?黑色人種白色人種混血兒可育…共同的基因庫馬32對染色體驢31對染色體騾不能建立共同的基因庫死亡白色人種不可育騾馬驢結(jié)論：不同物種之間不能發(fā)生基因交流分析：馬和驢之間的生殖隔離類型與馬和牛之間的生殖隔離類型有什么差異？產(chǎn)生這種差異可能的原因是什么呢？不同物種之間一般是不能夠相互交配的，即使交配成功，也不能產(chǎn)生可育的后代，這種現(xiàn)象叫做生殖隔離?；驇觳町惔蟛荒芙慌洌杭竟?jié)隔離（如春季產(chǎn)卵和秋季產(chǎn)卵的大西洋鯡魚）；生殖細(xì)胞不親合性；求偶方式不同；生殖器官不相配等雜種不活：形成胚胎致死（如山羊和綿羊的后代）雜種不育：子代細(xì)胞減數(shù)分裂時染色體發(fā)生聯(lián)會紊亂

（如馬和驢的后代）1.生殖隔離的概念如果這多個魚塘的魚都是鯉魚，它們屬于一個種群還是多個種群？這魚塘的魚能夠發(fā)生基因交流嗎？為什么？資料一屬于多個種群。不能夠發(fā)生基因交流，因為它們不能生活在一起。不能夠發(fā)生基因交流，因為它們處于不同的地域，使它們無法交配。東北虎(左)和華南虎(右)都是亞洲虎的后代。東北虎生活在東北的興安嶺地區(qū)，而華南虎生活于華南地區(qū)的山林中，在自然狀態(tài)下，它們之間能否發(fā)生基因交流呢？資料二同種生物由于地理障礙而分成不同的種群，使得種群間不能發(fā)生基因交流的現(xiàn)象。2.地理隔離的概念思考：地理隔離和生殖隔離有沒有什么聯(lián)系呢？兩個鼠種群經(jīng)過長期地理隔離后差異非常大，可能形成了生殖隔離。教材P116圖6-11地理隔離導(dǎo)致產(chǎn)生兩個鼠種群的示意圖隔離生殖隔離地理隔離地理隔離和生殖隔離都是指不同群體間的個體，在自然條件下基因不能自由交流的現(xiàn)象，這里統(tǒng)稱為隔離。長期的地理隔離可導(dǎo)致生殖隔離的形成?？偨Y(jié)：（二）隔離及其在物種形成中的作用南美洲1.設(shè)想南美洲大陸的一種地雀來到加拉帕戈斯群島后，先在兩個島嶼上形成兩個初始種群。這兩個種群的個體數(shù)量都不多。它們的基因

頻率一樣嗎？

由于這兩個種群的個體數(shù)量都不夠多，基因頻率可能是不一樣的。討論：（二）隔離及其在物種形成中的作用加拉帕戈斯群島的地雀２.不同島嶼上的地雀種群，產(chǎn)生突變的情況一樣嗎？

不一樣。因為突變是隨機(jī)發(fā)生的。討論：（二）隔離及其在物種形成中的作用加拉帕戈斯群島的地雀加拉帕戈斯群島的地雀３．對不同島嶼上的地雀種群來說，環(huán)境的作用有沒有差別？這對種群基因頻率的變化會產(chǎn)生什么影響？

不同島嶼的地形和植被條件不一樣，因此環(huán)境的作用會有差別，導(dǎo)致種群基因頻率朝不同的方向改變。討論：（二）隔離及其在物種形成中的作用4．如果這片海域只有一個小島，還會形成這么多種地雀嗎？不會。因為個體間有基因的交流。討論：（二）隔離及其在物種形成中的作用加拉帕戈斯群島的地雀結(jié)合加拉帕戈斯群島上13種地雀形成的過程，請同學(xué)們試著將以下詞句進(jìn)行合理的排序，找出新物種形成的基本規(guī)律：

阻斷基因交流突變、基因重組和自然選擇

新物種地理隔離基因頻率發(fā)生定向改變基因庫出現(xiàn)差異生殖隔離A.基因庫出現(xiàn)差異B.地理隔離C.生殖隔離D.阻斷基因交流E.新物種F.突變、基因重組和自然選擇G.基因頻率發(fā)生定向改變隔離是物種形成的必要條件BDFGACE構(gòu)建模型：（二）隔離及其在物種形成中的作用新物種形成的標(biāo)志是形成了生殖隔離如:二倍體西瓜形成的四倍體西瓜通過長期地理隔離而實現(xiàn)生殖隔離，是否是新物種形成的唯一方式呢？？不是，無需地理隔離也能形成新物種聯(lián)系實際目前我國科學(xué)家已經(jīng)培育出遺傳性穩(wěn)定且能自然繁殖的四倍體魚類種群，這在脊椎動物中是全球首例。雖然四倍體魚生長快，肉質(zhì)好，抗病力強(qiáng)，但直接把它投入生產(chǎn)，往往會由于逃逸后大量繁殖破壞生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和生物多樣性。請同學(xué)們思考如何解決這一矛盾呢？將四倍體魚與二倍體魚雜交產(chǎn)生的三倍體魚投入生產(chǎn)。三倍體魚不可育，即使逃逸到野生環(huán)境中也不會繁殖而破壞生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和生物多樣性。（1）漸變式②實例：加拉帕戈斯群島上13種地雀經(jīng)過長期的地理隔離而達(dá)到生殖隔離，從而形成新物種，這是物種形成的主要方式。物種形成的三種方式①模型：②實例：自然界多倍體植物是在短時間內(nèi)通過染色體變異的方式形成新物種。①模型：（2）爆發(fā)式物種形成的三種方式

通過植物體細(xì)胞雜交（如番茄—馬鈴薯）、多倍體育種（如八倍體小黑麥）等方式也可以創(chuàng)造新物種。（3）人工創(chuàng)造新物種物種形成的三種方式課堂小結(jié)什么是物種？怎樣理解地理隔離和生殖隔離？隔離在物種形成中起什么作用？能夠在自然狀態(tài)下相互交配并且產(chǎn)生可育后代地理隔離：同種生物由于地理障礙而分成不同的種群，使得種群間不能發(fā)生基因交流生殖隔離：不同物種之間一般是不能夠相互交配的，即使交配成功，也不能產(chǎn)生可育的后代隔離是物種形成的必要條件經(jīng)過長期的地理隔離而達(dá)到生殖隔離是物種形成的一種方式達(dá)標(biāo)檢測1.下列關(guān)于物種的敘述，錯誤的是()A．同一物種的生物可以有多個種群B．能交配并產(chǎn)生后代的兩個生物一定是同一物種C．同一物種的生物具有相似的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理特性D．鑒別兩個種群是否是同一物種，可看其能否交配并產(chǎn)生可育后代B產(chǎn)生可育后代2.下圖中的A、B、C表示三個自然條件有差異的地區(qū)，地區(qū)間的黑線表示存在一定的地理隔離。A地區(qū)某些個體由于某種機(jī)會開始分布到B、C地區(qū)，并逐漸形成兩個新物種，③中的甲、乙、丙分別表示三個種群。下列相關(guān)說法正確的是()A．上述過程說明進(jìn)化總是由突變引起的，地理隔離是新物種形成的標(biāo)志B．甲、乙兩個種群在進(jìn)化過程中基因頻率總是變化的，其基因庫存