2024年高中生物新教材同步必修第二冊(cè) 第6章　第3節(jié)　第2課時(shí)　隔離在物種形成中的作用

第2課時(shí)隔離在物種形成中的作用[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.掌握物種、隔離等相關(guān)概念。2.說明隔離在物種形成中的作用。1．物種的概念能夠在自然狀態(tài)下相互交配并且產(chǎn)生可育后代的一群生物。2．隔離(1)概念：不同群體間的個(gè)體，在自然條件下基因不能自由交流的現(xiàn)象。(2)常見類型項(xiàng)目類型發(fā)生范圍結(jié)果生殖隔離不同物種間①不能相互交配；②即使交配成功，也不能產(chǎn)生可育后代地理隔離同種生物使種群間不能發(fā)生基因交流3.新物種的形成過程eq\x(地理隔離)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①不同種群出現(xiàn)不同的突變和基因重組,②不同種群間不能發(fā)生基因交流))↓eq\x(自然選擇)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①食物和棲息條件互不相同,②自然選擇對(duì)不同種群基因頻率的改變所起的作用有差別))↓eq\x(生殖隔離)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(種群的基因庫形成明顯的差異，并逐漸出現(xiàn)生殖隔離，從而形成不同的物種))4．隔離在物種形成中的作用：隔離是物種形成的必要條件。判斷正誤(1)二倍體西瓜和四倍體西瓜通過雜交可產(chǎn)生三倍體西瓜，因此二倍體西瓜和四倍體西瓜是同一物種()(2)不同種群間的個(gè)體不能進(jìn)行基因交流，說明種群間存在生殖隔離()(3)交配后能產(chǎn)生后代的一定是同一物種()(4)生物進(jìn)化了一定會(huì)形成新物種()(5)種群基因庫間的差異是產(chǎn)生生殖隔離的根本原因()(6)新物種的形成一定經(jīng)過地理隔離()答案(1)×(2)×(3)×(4)×(5)√(6)×解析(1)二倍體西瓜和四倍體西瓜雜交產(chǎn)生三倍體西瓜，三倍體西瓜不育，因此二倍體西瓜和四倍體西瓜是兩個(gè)物種。(2)地理隔離也會(huì)導(dǎo)致不同種群間的個(gè)體不能進(jìn)行基因交流。(3)交配后能產(chǎn)生可育后代的是同一物種。(4)進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的改變，不一定會(huì)形成新物種。(6)新物種的形成不一定經(jīng)過地理隔離，如四倍體西瓜的形成。任務(wù)：隔離在物種形成中的作用結(jié)合教材“思考·討論”，回答下列問題：(1)南美洲大陸的一種地雀來到加拉帕戈斯群島后，在不同島嶼上形成不同種群，在自然狀態(tài)下，這些不同種群之間能進(jìn)行基因交流嗎？為什么？提示不能；因?yàn)榇嬖诘乩砀綦x。(2)不同島嶼上的地雀種群，產(chǎn)生突變的情況一樣嗎？為什么？提示不一樣；因?yàn)橥蛔兪请S機(jī)發(fā)生的，具有不定向性。(3)對(duì)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(duì)種群基因頻率的變化會(huì)產(chǎn)生什么影響？提示不同島嶼的地形和植被條件不一樣，因此環(huán)境的作用會(huì)有差別，導(dǎo)致種群基因頻率朝不同的方向改變。(4)研究表明，后來即使將不同島嶼上的地雀種群混合飼養(yǎng)，它們之間也不能繁殖，為什么？提示因?yàn)樗鼈冎g已存在生殖隔離，已進(jìn)化為不同物種。(5)通過地雀的形成過程，說明物種形成需要以下環(huán)節(jié)：①突變和基因重組為生物的進(jìn)化提供原材料。②自然選擇決定生物進(jìn)化的方向。③隔離是物種形成的必要條件。生殖隔離的出現(xiàn)意味著新物種的產(chǎn)生。(6)物種的形成必須經(jīng)過地理隔離嗎？能否在短時(shí)間內(nèi)就形成生殖隔離？請(qǐng)舉例說明。提示物種的形成不一定經(jīng)過地理隔離；能在短時(shí)間內(nèi)就形成生殖隔離，如用秋水仙素處理萌發(fā)的二倍體西瓜幼苗即可獲得四倍體西瓜，四倍體西瓜是新物種，其形成過程未經(jīng)過地理隔離。1．物種和種群的比較項(xiàng)目種群物種概念生活在一定區(qū)域的同種生物全部個(gè)體的集合。種群是生物進(jìn)化和繁殖的基本單位。同一種群內(nèi)的個(gè)體之間可以進(jìn)行基因交流在自然狀態(tài)下能夠相互交配和繁殖，并能夠產(chǎn)生可育后代的一群生物個(gè)體范圍較小范圍內(nèi)的同種生物的所有個(gè)體由分布在不同區(qū)域內(nèi)的同種生物的許多種群組成判斷標(biāo)準(zhǔn)①種群必須具備“三同”，即同一時(shí)間、同一地點(diǎn)、同一物種；②同一物種的不同種群不存在生殖隔離，交配能夠產(chǎn)生可育后代①主要是具有一定的形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理功能和在自然條件下能自由交配并且產(chǎn)生可育后代(無生殖隔離)；②不同物種之間存在生殖隔離聯(lián)系①一個(gè)物種可以包括許多種群；②同一個(gè)物種的多個(gè)種群之間存在著地理隔離，長期發(fā)展下去可成為不同的亞種，進(jìn)而可形成多個(gè)新物種2.物種形成的三個(gè)環(huán)節(jié)3．物種形成的三大模式4．“新物種”必須具備兩個(gè)條件(1)與原物種間已形成生殖隔離(不能雜交或能雜交但后代不育)。(2)物種必須是可育的。如三倍體無子西瓜、騾均不可稱為“物種”，因?yàn)樗鼈兙恰安挥钡?，而四倍體西瓜相對(duì)于二倍體西瓜則是“新物種”，因?yàn)樗c二倍體西瓜雜交產(chǎn)生的子代(三倍體西瓜)不育，意味著二者之間已產(chǎn)生生殖隔離，故已成為另一類物種。5．物種形成與生物進(jìn)化的關(guān)系內(nèi)容物種形成生物進(jìn)化標(biāo)志生殖隔離出現(xiàn)種群基因頻率改變變化后生物與原生物的關(guān)系屬于不同物種可能屬于同一個(gè)物種二者關(guān)系生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率改變，這種改變可大可小，不一定會(huì)突破物種的界限，生物進(jìn)化不一定導(dǎo)致新物種的形成1．下列有關(guān)物種的敘述，正確的是()①不同種群的生物肯定不屬于同一個(gè)物種②物種是具有一定形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能，能相互交配且產(chǎn)生可育后代的一群生物個(gè)體③隔離是形成新物種的必要條件④只要有地理隔離就能形成新物種A．①②③ B．②③④C．②③ D．①②③④答案C解析不同種群的生物可能屬于同一個(gè)物種，如生活在兩個(gè)池塘的鯉魚，①錯(cuò)誤；具有一定形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能，能相互交配且產(chǎn)生可育后代的一群生物個(gè)體是一個(gè)物種，②正確；隔離是形成新物種的必要條件，產(chǎn)生生殖隔離是形成新物種的標(biāo)志，③正確；在物種形成過程中必須有生殖隔離，不一定有地理隔離，④錯(cuò)誤。2．(2023·江蘇淮安高一統(tǒng)考)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論對(duì)加拉帕戈斯群島上13種地雀形成過程的解釋是()A．地理隔離→基因突變→自然選擇→物種形成B．地理隔離→自然選擇→突變和基因重組→物種形成C．地理隔離→自然選擇→突變和基因重組→生殖隔離→物種形成D．地理隔離→突變和基因重組→自然選擇→生殖隔離→物種形成答案D題組一物種及隔離的概念1．下列關(guān)于物種和種群的說法，錯(cuò)誤的是()A．同一種群一般不存在地理隔離B．同一物種可包括多個(gè)種群C．同一物種不存在隔離D．不同物種一定存在生殖隔離答案C解析同一物種不存在生殖隔離，但可能存在地理隔離，C錯(cuò)誤。2．(2023·廣東珠海高一期末)獅與虎屬于兩個(gè)不同的物種，在自然狀態(tài)下一般不能自由交配，即使交配成功，產(chǎn)生的后代——獅虎獸也是不可育的，這種現(xiàn)象在生物學(xué)上稱為()A．地理隔離 B．生殖隔離C．誘變育種 D．無性繁殖答案B解析生殖隔離是指不同物種之間一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不能產(chǎn)生可育后代，由于獅與虎在自然狀態(tài)下一般不能自由交配，即使交配成功，產(chǎn)生的后代獅虎獸也是不可育的，該現(xiàn)象稱為生殖隔離。3．下列現(xiàn)象屬于生殖隔離的是()①動(dòng)物因?yàn)榍笈挤绞胶头敝称诓煌斐刹荒芙慌洧谥参镆蜷_花季節(jié)和形態(tài)不同而不能雜交③產(chǎn)生的雜種后代沒有生育能力A．①②B．①③C．①②③D．②③答案C解析生殖隔離是指不同物種間的個(gè)體不能自由交配或交配后不能產(chǎn)生可育后代的現(xiàn)象。①②都屬于種群間的個(gè)體不能自由交配的情形，③則屬于不能產(chǎn)生可育后代的現(xiàn)象。它們都是生殖隔離的情況之一，C正確。題組二隔離在物種形成中的作用4．生活在某大峽谷的松鼠被一條河流分隔成了兩個(gè)種群，南北岸的松鼠經(jīng)過大約一萬年的演變，在形態(tài)和體色方面發(fā)生了明顯的差異。下列敘述不符合“以自然選擇學(xué)說為核心的現(xiàn)代生物進(jìn)化理論”觀點(diǎn)的是()A．突變和基因重組，為松鼠的進(jìn)化提供原材料B．兩個(gè)種群形態(tài)和體色的差異，是種群基因頻率定向改變的結(jié)果C．河流的阻隔使南北岸松鼠的基因交流受阻，導(dǎo)致基因庫差異加大D．兩岸食物和棲息條件的不同，導(dǎo)致兩個(gè)種群基因突變的方向不同答案D解析基因突變是不定向的，兩岸食物和棲息條件的不同，對(duì)不定向的基因突變起到了定向選擇的作用，并不誘導(dǎo)突變的產(chǎn)生，D錯(cuò)誤。5．多年前，某地的鳉魚通過縱橫交錯(cuò)的小溪往返于湖泊a、b、c、d之間。之后氣候干旱，小溪消失(如圖所示)?，F(xiàn)將a、b兩湖的鳉魚雜交，能產(chǎn)生后代，但后代高度不育。下列有關(guān)敘述正確的是()A．所有的變異都可為鳉魚的進(jìn)化提供可選擇的原材料B．現(xiàn)在a、b兩湖的鳉魚之間存在地理隔離，屬于同一物種的兩個(gè)種群C．各湖泊的環(huán)境互不相同，自然選擇對(duì)不同種群基因頻率的改變所起的作用有差異D．若c、d兩個(gè)湖泊的環(huán)境始終相同，則兩個(gè)湖泊中的鳉魚產(chǎn)生的突變情況相同答案C解析可遺傳變異可以為生物進(jìn)化提供原材料，環(huán)境引起的不可遺傳變異不可以為生物進(jìn)化提供原材料，A錯(cuò)誤；由題干信息可知，a、b兩湖的鳉魚雜交，能產(chǎn)生后代，但后代高度不育，因此a、b兩湖的鳉魚存在生殖隔離，為兩個(gè)物種，B錯(cuò)誤；突變具有不定向性，即使環(huán)境相同，不同種群的突變的情況也會(huì)有差異，D錯(cuò)誤。6．如圖表示生物新物種形成的基本環(huán)節(jié)，下列對(duì)圖示分析不正確的是()A．a(chǎn)表示基因突變和基因重組，為生物進(jìn)化提供原材料B．b表示生殖隔離，生殖隔離是新物種形成的標(biāo)志C．c表示新物種形成，與原物種不能進(jìn)行基因交流D．d表示地理隔離，新物種形成不一定需要地理隔離答案A解析a表示突變和基因重組，為生物進(jìn)化提供原材料，A錯(cuò)誤。7．某小島上生活著兩種棕櫚科植物。研究認(rèn)為：在200萬年前，它們的共同祖先遷移到該島時(shí)，一部分生活在pH較高的石灰?guī)r上，開花較早；另一部分生活在pH較低的火山灰上，開花較晚。由于花期不同，不能相互授粉，經(jīng)過長期演變，最終形成兩個(gè)不同的物種。下列有關(guān)分析正確的是()A．新物種的形成都必須要經(jīng)過長期的地理隔離B．花期不同阻止了基因交流，最終形成了生殖隔離C．基因突變產(chǎn)生新的等位基因，導(dǎo)致種群基因頻率定向改變D．若將這兩種植物種植在相同環(huán)境中，它們能雜交產(chǎn)生可育后代答案B解析物種的形成不一定經(jīng)過長期的地理隔離，如秋水仙素處理二倍體西瓜幼苗形成四倍體西瓜，A錯(cuò)誤；由于花期不同，不能相互授粉，不能進(jìn)行基因交流，最終形成了生殖隔離，B正確；基因突變產(chǎn)生新的等位基因，基因突變具有不定向性，自然選擇會(huì)導(dǎo)致基因頻率的定向改變，從而引起生物進(jìn)化，C錯(cuò)誤；不同物種存在生殖隔離，即使把它們種植在相同環(huán)境中，也不會(huì)產(chǎn)生可育后代，D錯(cuò)誤。8．(2022·浙江1月選考，16)峽谷和高山的阻隔都可能導(dǎo)致新物種形成。兩個(gè)種的羚松鼠分別生活在某大峽谷的兩側(cè)，它們的共同祖先生活在大峽谷形成之前；某高山兩側(cè)間存在有限的“通道”，陸地蝸牛和很多不能飛行的昆蟲可能會(huì)在“通道”處形成新物種。下列分析不合理的是()A．大峽谷分隔形成的兩個(gè)羚松鼠種群間難以進(jìn)行基因交流B．能輕易飛越大峽谷的鳥類物種一般不會(huì)在大峽谷兩側(cè)形成兩個(gè)物種C．高山兩側(cè)的陸地蝸牛利用“通道”進(jìn)行充分的基因交流D．某些不能飛行的昆蟲在“通道”處形成的新物種與原物種存在生殖隔離答案C解析大峽谷分隔形成的地理隔離，使兩個(gè)羚松鼠種群間難以進(jìn)行基因交流，A正確；能輕易飛越大峽谷的鳥類物種能進(jìn)行基因交流，一般不會(huì)在大峽谷兩側(cè)形成兩個(gè)物種，B正確；由題意可知，某高山兩側(cè)間存在的“通道”是有限的，陸地蝸牛利用“通道”不能進(jìn)行充分的基因交流，C錯(cuò)誤；不同物種之間存在生殖隔離，在“通道”處形成的新物種與原物種存在生殖隔離，D正確。9．(2021·湖南，8)金魚系野生鯽魚經(jīng)長期人工選育而成，是中國古代勞動(dòng)人民智慧的結(jié)晶?，F(xiàn)有形態(tài)多樣、品種繁多的金魚品系。自然狀態(tài)下，金魚能與野生鯽魚雜交產(chǎn)生可育后代。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．金魚與野生鯽魚屬于同一物種B．人工選擇使鯽魚發(fā)生變異，產(chǎn)生多種形態(tài)C．鯽魚進(jìn)化成金魚的過程中，有基因頻率的改變D．人類的喜好影響了金魚的進(jìn)化方向答案B解析由題干中信息“自然狀態(tài)下，金魚能與野生鯽魚雜交產(chǎn)生可育后代”可知，金魚與野生鯽魚屬于同一物種，A正確；人工選擇可以積累人類喜好的變異，淘汰人類不喜好的變異，只對(duì)金魚的變異類型起選擇作用，不能使金魚發(fā)生變異，B錯(cuò)誤；種群進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的改變，因此，鯽魚進(jìn)化成金魚的過程中，存在基因頻率的改變，C正確；人類的喜好可以通過人工選擇來實(shí)現(xiàn)，使人類喜好的性狀得以保留，因此，人工選擇可以決定金魚的進(jìn)化方向，D正確。10．(2022·湖南，12)稻蝗屬的三個(gè)近緣物種①日本稻蝗、②中華稻蝗臺(tái)灣亞種和③小翅稻蝗中，①與②、①與③的分布區(qū)域有重疊，②與③的分布區(qū)域不重疊。為探究它們之間的生殖隔離機(jī)制，進(jìn)行了種間交配實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如表所示。下列敘述錯(cuò)誤的是()交配(♀×♂)①×②②×①①×③③×①②×③③×②交配率(%)081624618精子傳送率(%)0000100100注：精子傳送率是指受精囊中有精子的雌蟲占確認(rèn)交配雌蟲的百分比。A．實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明近緣物種之間也可進(jìn)行交配B．生殖隔離與物種的分布區(qū)域是否重疊無關(guān)C．隔離是物種形成的必要條件D．②和③之間可進(jìn)行基因交流答案D解析由表格中的交配率的結(jié)果可知，近緣物種之間也可進(jìn)行交配，A正確；已知①與②、①與③的分布區(qū)域有重疊，②與③的分布區(qū)域不重疊，但從交配率和精子傳送率來看，說明生殖隔離與物種的分布區(qū)域是否重疊無關(guān)，B正確；隔離包括地理隔離和生殖隔離，隔離是物種形成的必要條件，C正確；②和③的分布區(qū)域不重疊，故存在地理隔離；兩者屬于兩個(gè)近緣物種，表中②與③交配，精子傳送率達(dá)到100%，即使交配成功，由于兩者屬于不同物種，存在生殖隔離，故不能進(jìn)行基因交流，D錯(cuò)誤。11．穿梭育種是將一個(gè)地區(qū)的品種與其他地區(qū)的品種進(jìn)行雜交，然后通過在兩個(gè)地區(qū)間不斷地反復(fù)交替穿梭種植、選擇、鑒定，最終選育出優(yōu)良作物新品種的育種方法。目前穿梭育種已經(jīng)在小麥、水稻和玉米等作物上取得了成功。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．穿梭育種的遺傳學(xué)原理主要是基因重組B．不同地區(qū)作物種群的基因庫之間存在著差異C．人工選擇作用的本質(zhì)是提高作物種群中隱性基因的基因頻率D．穿梭育種打破了地理隔離，實(shí)現(xiàn)了不同種群之間的基因交流答案C解析根據(jù)題干信息可知，穿梭育種利用的主要原理是基因重組，A正確；兩個(gè)地區(qū)的環(huán)境不同，導(dǎo)致自然選擇的方向不同，使不同地區(qū)作物種群的基因庫存在差異，B正確；人工選擇作用的本質(zhì)是提高作物種群中優(yōu)良基因的基因頻率，有可能是顯性基因的基因頻率，C錯(cuò)誤。12．(2023·河北唐山高一聯(lián)考)斑馬體細(xì)胞的染色體數(shù)為22對(duì)，驢體細(xì)胞的染色體數(shù)為31對(duì)，斑馬和驢的雜交后代兼具斑馬和驢的特征，俗稱“斑驢”。下列說法正確的是()A．斑驢體內(nèi)沒有可以聯(lián)會(huì)的同源染色體B．斑驢的出現(xiàn)說明斑馬和驢不存在生殖隔離C．斑驢不可育是由于種群數(shù)量少D．斑驢的出現(xiàn)說明斑馬和驢存在地理隔離答案A解析斑驢體內(nèi)有一組斑馬的染色體(22條)和一組驢的染色體(31條)，它們來自兩個(gè)物種，不是同源染色體，在減數(shù)分裂過程中不能聯(lián)會(huì)，因此斑驢是不可育的，A正確，B、C錯(cuò)誤；斑驢的出現(xiàn)說明斑馬和驢存在生殖隔離，D錯(cuò)誤。13．科學(xué)家在研究北美大陸兩種不同種果蠅(物種1與物種2)的進(jìn)化過程時(shí)發(fā)現(xiàn)：①在百萬年之前，北美大陸只有一種果蠅，其基因型為aabbccDDeeff，隨后不同區(qū)域的果蠅出現(xiàn)了不同的基因型(如圖所示)；②當(dāng)基因A與B同時(shí)出現(xiàn)在個(gè)體中時(shí)會(huì)發(fā)生胚胎早亡；同樣，基因C與D或基因E與F同時(shí)出現(xiàn)也發(fā)生胚胎早亡。請(qǐng)回答下列問題：(1)甲地所有的果蠅可被稱為________________。(2)北美大陸不同區(qū)域的果蠅在階段Ⅰ出現(xiàn)了基因結(jié)構(gòu)的差異，這種變化說明基因突變是______________________的。(3)果蠅最多只能飛越鄰近兩地的距離。對(duì)歷史階段Ⅰ而言，甲地與乙地果蠅之間差異的最高級(jí)別屬于__________(填“物種”“個(gè)體”或“基因”)之間的差異。判斷的理由是_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)北美大陸在階段Ⅱ時(shí)，一些地區(qū)的果蠅類型消失，其消失的原因可能有________(填字母，多選)。A．某些類型的果蠅不適應(yīng)逐漸改變的環(huán)境B．環(huán)境導(dǎo)致果蠅的基因發(fā)生定向突變C．突變產(chǎn)生了新的致胚胎早亡的基因D．某些類型的果蠅天敵大規(guī)模增加答案(1)一個(gè)果蠅種群(2)不定向(3)物種甲、乙兩地果蠅交配產(chǎn)生的后代不能存活(胚胎早亡)，說明存在生殖隔離(4)ACD解析(1)生活在一定區(qū)域的同種生物全部個(gè)體的集合叫作種群，故甲地所有的果蠅稱為種群。(3)甲、乙兩地果蠅之間存在生殖隔離，它們之間差異的最高級(jí)別屬于物種之間的差異。(4)基因突變是不定向的，環(huán)境起選擇作用。14．(2023·江蘇鎮(zhèn)江高一期末)南美洲大陸上的地雀被遷徙到甲、乙兩個(gè)海島，經(jīng)過長期演化最終形成了如圖所示的五個(gè)不同的物種(A～E)，請(qǐng)回答下列問題：(1)遷到乙海島的B地雀沒有進(jìn)化為E地雀而進(jìn)化成D地雀，原因是____________________________________________