《隔离在物种形成中的作用》课件

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自主预习·新知导学合作探究·释疑解惑课堂小结

自主预习·新知导学一、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。二、隔离及其在物种形成中的作用1.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。2.隔离的类型3.隔离在物种形成中的作用阅读教科书第117页“思考·讨论”,分析13种地雀形成的原因。(1)前提:一种来自南美洲大陆的地雀来到加拉帕戈斯群岛后,分布到13个小岛上,这些不同种群的地雀产生了地理隔离,使得基因不能相互交流。(2)内因:不同种群出现不同的突变和基因重组。(3)外因:各个岛上的食物和栖息条件互不相同;自然选择对不同种群基因频率的改变所起的作用不同。(4)结果:基因库形成明显的差异,并逐渐出现生殖隔离,从而形成不同种的地雀。(5)结论:隔离是物种形成的必要条件。综上,物种形成的三个环节是突变和基因重组、自然选择和隔离。【思考】

长期的地理隔离是否一定会形成生殖隔离?提示:不一定。只要不同种群的个体间能交配并且产生可育的后代,就没有形成生殖隔离。【预习检测】

1.判断正误。(1)马和驴可以交配产生后代,所以马和驴属于同一个物种。(

)(2)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叫作隔离。(

)(3)物种的形成可以不经过隔离。(

)(4)地理隔离产生后,自然选择对不同种群基因频率的改变所起的作用是有差别的。(

)(5)新物种形成的标志是出现生殖隔离。(

)×√×√√(6)一个物种就是一个种群。(

)(7)种群基因频率改变一定导致新物种的形成。(

)(8)存在生殖隔离的两种群,不一定存在地理隔离。(

)××√2.下列属于同一物种的是(

)A.生活在同一森林中的所有食草动物B.培养在同一培养皿中的大草履虫和小草履虫C.种在同一块地里的二倍体水稻和普通水稻D.生活在某一地区的白种人、黄种人和黑种人答案:D3.下列关于物种和隔离的叙述,错误的是(

)A.种群基因库的差异是产生生殖隔离的根本原因B.隔离阻止了种群间的基因交流C.不同物种之间必然存在着生殖隔离D.对所有物种来说,地理隔离必然导致生殖隔离答案:D解析:地理隔离是一个量变的过程,只有不同种群基因库的差异足够大才会产生生殖隔离。

合作探究·释疑解惑知识点

隔离在物种形成中的作用问题引领下图是我国黄河两岸某种生物a的演化过程模型,请据图回答下列问题。(1)b、c进化的方向相同吗?为什么?提示:不同。两地的环境条件不同,自然选择的方向不同。(2)研究表明,b与d相比较,某基因的频率差异显著,这能否说明二者不是同一物种?提示:不能。是不是同一物种要看是否存在生殖隔离。(3)若经长期进化后,b、c成为两个物种,这反映出物种形成的一般途径是怎样的?提示:长期的地理隔离导致产生生殖隔离。(4)若由于某种原因,二倍体的c加倍成了四倍体的e,那么c、e之间存在生殖隔离吗?这说明什么?提示:二倍体的c与四倍体的e杂交,其后代是三倍体,三倍体是不育的,所以二者存在生殖隔离。这说明不经过地理隔离也能产生生殖隔离。归纳提升1.种群和物种的比较2.地理隔离与生殖隔离的比较

(1)上图中A属于地理隔离,一旦发生某种地质变化,两个分开的小种群重新相遇,就可以再进行基因交流。(2)上图中B属于生殖隔离,一旦形成就保持物种间基因的不可交流性,从而保证了物种的相对稳定。(3)地理隔离是物种形成的量变阶段,生殖隔离是物种形成的质变阶段。(4)一般先经过长期的地理隔离,再形成生殖隔离;也可能不经过地理隔离直接形成生殖隔离,如多倍体的产生。(5)长期的地理隔离不一定形成生殖隔离,但可能产生亚种,如东北虎和华南虎。(6)生殖隔离是物种形成的标志,是物种形成的最后阶段,是物种间的真正界限。3.物种形成与生物进化的比较4.物种形成的3大模式

易错提醒1.物种≠种群一个物种可以形成多个种群,一个种群必须是同一物种。同一物种的多个种群间存在地理隔离。2.隔离≠生殖隔离隔离包括地理隔离和生殖隔离,隔离是物种形成的必要条件。(1)只有地理隔离而没形成生殖隔离,可能产生亚种,但没有产生新物种。(2)生殖隔离有三种情况:不能杂交;杂交后代不活;杂交后代活而不育。典型例题许多年前,某大峡谷中的松鼠被一条河流分隔成甲、乙两个种群。两个种群所发生的变化如下图所示,①~⑥表示不同的变异结果,a~d表示进化的不同环节。下列叙述错误的是(

)A.a表示地理隔离,经过长期的地理隔离可能出现生殖隔离B.b过程表示基因突变和基因重组,为生物进化提供原材料C.c过程可以定向改变种群的基因频率,导致生物定向进化D.渐变式和爆发式的物种形成过程中,都需要d环节答案:B解析:由题意“某大峡谷中的松鼠被一条河流分隔成甲、乙两个种群”和图示可知,a表示地理隔离,地理隔离可阻止种群间的基因交流,使同一物种不同种群间的基因库出现差异,当种群间的基因库出现显著差异时,最终可导致种群间产生生殖隔离,因此经过长期的地理隔离可能出现生殖隔离。b过程表示突变(包括基因突变和染色体变异)和基因重组,可为生物进化提供原材料。c过程表示自然选择,可以定向改变种群的基因频率,导致生物定向进化。d表示生殖隔离,是新物种产生的标志,因此渐变式和爆发式的物种形成过程中,都需要d环节。【变式训练】

1.下图所示为种群与物种的关系图解,下列有关叙述错误的是(

)A.从图中可以看出,一个物种可以有很多种群,这些种群间只是因为存在地理隔离,导致基因不能自由交流B.若物种2是由物种1进化而来的,则物种1一定发生了基因频率的改变C.由物种1形成物种2的必要条件是地理隔离D.若种群1与种群2的基因频率都发生了改变,则这两个种群都在进化答案:C解析:隔离是新物种形成的必要条件,新物种的形成通常要经过长期的地理隔离而达到生殖隔离,但并不是所有新物种的形成都需要经过地理隔离。2.下列关于种群和物种概念的理解,错误的是(

)A.不同种群的生物可能属于同一个物种B.一个物种只含有一个种群C.同一物种具有相似的形态结构和生理功能D.自然状态下,能通过有性生殖繁殖后代,且后代也有繁殖能力答案:B解析: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,所以不同种群的生物可能属于同一物种,A、D两项正确。一个物种可能含有多个种群,B项错误。同一物种的形态结构和生理功能表现相似,C项正确。3.下图是物种形成的一种模式。物种a被地理障碍分隔为a1和a2两个种群,经过漫长的进化,分别形成新物种b和c。在此进程中的某一时刻,a1种群的部分群体越过障碍外迁与a2同域分布,向d方向进化。下列有关叙述正确的是(

)A.b和d存在地理隔离,所以一定存在生殖隔离B.c和d可能存在生殖隔离C.a1中的外迁群体与当时留居群体的基因频率相同,则b和d是同一物种D.a1中的外迁群体与当时a2种群的基因频率不同,则c和d是不同物种答案:B解析:图示是物种形成的常见模式,即经过长期的地理隔离达到生殖隔离。b、d都由a1进化而来,虽然存在地理隔离,但是不一定存在生殖隔离,A项错误。由于d是由a1进化而来的,c是由a2进化而来的,c与d之间可能存在生殖隔离,B项正确。即使a1中的外迁群体与当时留居群体的基因频率相同,由于b和d两个种群之间存在地理隔离,有可能逐渐形成了生殖隔离,故二者可能属于不同的物种,C项错误。同理,即使a1中的外迁群体与当时a2种群的基因频率不同,只要c和d之间不存在生殖隔离,它们仍是同一物种,D项错误。课堂小结1.根据隔离发生在受精前或受精后,可将隔离分成受精前的生殖隔离与受精后的生殖隔离。下列关于隔离的叙述,错误的是 (

)A.在自然条件下基因不能自由交流的现象叫作隔离B.两座孤岛上的同种动物不能交配的现象属于地理隔离C.老虎和狮子产生的虎狮兽不可育属于受精后的生殖隔离D.物种形成过程需要经过受精前的生殖隔离和受精后的生殖隔离答案

1.D

物种形成过程需要经过受精前的生殖隔离或者受精后的生殖隔离,D错误。2.如图表示小鼠原种进化为某种小鼠新种的过程。下列说法错误的是 (

)

A.某个小鼠有利变异的产生一定能引起该小鼠种群发生进化B.X表示突变和基因重组,它们与环境共同影响生物的性状C.Y使该种群基因频率发生定向改变,并决定生物进化的方向D.Z表示隔离,阻断了种群间的基因交流,进而形成了新物种答案

2.A

某个小鼠产生有利变异,则该有利变异可能会逐渐积累,但不一定会引起该小鼠种群发生进化,A错误。3.某山地的蜗牛被突然隆起的山丘分隔成两个种群,若干年后,两个种群发生了明显的进化,而后山丘障碍消失,进化过程如图所示。下列相关说法正确的是 (

)

A.b1和c1之间出现了地理隔离,二者之间也一定出现了生殖隔离B.c1→c2的过程中种群的基因频率一定发生了改变C.d1和d2形态差别较大,所以二者之间一定出现了生殖隔离D.生物圈中物种的形成都必须经历这种长期的地理隔离答案3.B山丘的形成将蜗牛分成了两个种群,b1和c1之间出现了地理隔离,但并未形成生殖隔离,A错误;c1→c2的过程中种群发生了进化,进化的实质就是种群基因频率发生改变,B正确;生殖隔离出现的标志是两种生物之间无法交配或交配后不能产生可育的后代,而形态差别大的生物之间不一定出现了生殖隔离,C错误;不经过地理隔离也可以形成新物种,D错误。4.

(不定项)原产自甲地区的一年生某植物,由于花粉传播到低纬度地区,而在低纬度地区繁殖。很多年后甲地区的该植物种群a和低纬度地区的植物种群b的花期不同,无法相互自然传粉。下列叙述正确的是 (

)A.种群a和种群b存在地理隔离,自然条件下无法进行基因交流B.由于不同纬度的自然条件不同,两个种群的基因频率不同C.若种群a、b植株的形态没有显著差异,则二者仍属于同一物种D.随着时间的推移,两个种群基因库之间的差别逐渐扩大答案

4.ABD

分析题意可知,由于花粉传播到不同地区,种群a和种群b存在地理隔离,自然条件下无法进行基因交流,A正确;自然选择决定生物进化的方向,故自然选择的方向不同,种群a和种群b的进化方向不同,两个种群的基因频率不同,B正确;判断是否是同一物种的标准是是否存在生殖隔离,C错误;随着时间的推移,两个种群基因库之间的差别逐渐扩大,进而表现出生殖隔离,产生新物种,D正确。5.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,当遇到敌害时其尾部能够喷射出难闻的黏液,吓退敌人,这些特征都有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