第3節(jié)　第2課時　隔離在物種形成中的作用第4節(jié)　協(xié)同進化與生物多樣性的形成[學(xué)習(xí)目標(biāo)]　1.舉例說明隔離在物種形成過程中的作用。2.結(jié)合具體實例概述生物的協(xié)同進化和多樣性的形成過程。知識點一　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稱為一個物種。2．隔離(1)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，這種現(xiàn)象稱為生殖隔離，例如馬和驢交配產(chǎn)生不可育的螺，故馬和驢為不同物種。(2)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，叫作地理隔離。(3)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。3．隔離及其在物種形成中的作用(1)新物種的形成過程 (2)結(jié)論隔離是物種形成的必要條件。,  　　　種群與物種的關(guān)系(1)一個物種可以包括許多種群，如同一種鯽魚可以生活在不同的池塘、湖泊等，形成一個個被陸地隔離的不同種群。(2)同一物種的不同種群之間存在地理隔離，長期發(fā)展下去可能形成不同的亞種，進而形成許多個新物種。　　　如何判斷兩種動物是否是同一物種？提示：設(shè)計雜交實驗，是否能產(chǎn)生可育后代，即是否存在生殖隔離。　　　二倍體西瓜和四倍體西瓜是不是同一物種？為什么？三倍體西瓜是不是一個物種？為什么？提示：不是。因為二倍體和四倍體雜交產(chǎn)生的三倍體不可育，存在生殖隔離，所以不是同一物種。三倍體西瓜不是一個物種，因為自然狀態(tài)下不能相互交配產(chǎn)生可育后代。　　　新物種的形成一定要經(jīng)過地理隔離嗎？提示：不一定，但一定要經(jīng)過生殖隔離，如低溫造成某植株染色體加倍形成新物種，沒有經(jīng)過地理隔離。[例1]　如圖為某哺乳動物種群因河道改變而發(fā)生的變化，下列與之相關(guān)的說法正確的是(　　)A．河道的改變使同一種群的生物變成了不同的物種B．河道的改變使兩個種群失去了基因交流的機會C．B種群和C種群基因頻率的不同僅與環(huán)境的變化有關(guān)D．地理隔離必然導(dǎo)致生殖隔離，生殖隔離必然源于地理隔離解題分析　河道的改變使一個種群被分割成兩部分，從而形成兩個種群，這兩個種群因河流的阻隔，形成地理隔離，失去了基因交流的機會，但是并沒有證據(jù)說明B、C兩種群的生物成為了兩個物種，A錯誤，B正確；種群基因頻率的差異與環(huán)境的選擇作用有關(guān)，還與突變和基因重組等有關(guān)，C錯誤；長期的地理隔離有可能導(dǎo)致生殖隔離，生殖隔離未必就一定源自地理隔離，例如多倍體的形成過程，D錯誤。答案　B[例2]　如圖表示漸進式新物種形成的基本環(huán)節(jié)，對圖示的相關(guān)分析正確的是(　　)A．圖中①表示基因突變和基因重組，為進化提供了原材料B．圖中②表示地理隔離，地理隔離使種群間基因交流受阻C．圖中③表示生殖隔離，指兩種生物不能交配且不能產(chǎn)生可育后代D．種群基因頻率的改變一定會導(dǎo)致新物種形成解題分析　①表示突變和基因重組，即基因突變、基因重組和染色體變異，為生物進化提供原材料，A錯誤；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，C錯誤；自然選擇導(dǎo)致種群基因頻率定向改變，使生物朝一定的方向進化，但生殖隔離的出現(xiàn)才會導(dǎo)致新物種形成，D錯誤。答案　B技法提升判斷是否形成新物種類試題的解法(1)判斷依據(jù)：是否產(chǎn)生生殖隔離。(2)判斷方法：雜交后不能產(chǎn)生可育后代，則說明出現(xiàn)了新物種，或就不能雜交。(3)生物進化的實質(zhì)是基因頻率的改變，這種改變可大可小，不一定會導(dǎo)致新物種的形成。知識點二　協(xié)同進化與生物多樣性的形成1．協(xié)同進化(1)概念：不同物種之間、生物與無機環(huán)境之間在相互影響中不斷進化和發(fā)展。(2)方式①生物與生物之間協(xié)同進化。捕食者所吃掉的大多是被捕食者中年老、病幼或年幼的個體，客觀上起到了促進種群發(fā)展的作用。 ②生物與無機環(huán)境之間協(xié)同進化。地球上的原始大氣沒有氧氣，最早的生物是厭氧型生物，能進行光合作用的生物的出現(xiàn)，使大氣中有了氧氣，為好氧生物的出現(xiàn)創(chuàng)造了前提條件。(3)結(jié)果：通過漫長的協(xié)同進化過程，地球上不僅出現(xiàn)了千姿百態(tài)的物種，豐富多彩的基因庫，而且形成了多種多樣的生態(tài)系統(tǒng)。2．生物多樣性的形成(1)主要內(nèi)容遺傳多樣性(基因多樣性)、物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性。(2)生物進化歷程中的關(guān)鍵事件①最初地球上的生物主要是海洋中種數(shù)不多的原核生物——藍(lán)藻和細(xì)菌。這一時期的生態(tài)系統(tǒng)中只有生產(chǎn)者和分解者。②有性生殖的出現(xiàn)，生物實現(xiàn)了基因重組，增強了其變異的多樣性，生物進化的速度明顯加快，多細(xì)胞植物和動物的種類不斷增多。③寒武紀(jì)大爆發(fā)：海洋中大量的無脊椎動物物種爆發(fā)式地迅速形成。大量的動物構(gòu)成了生態(tài)系統(tǒng)的第三極——消費者，使生態(tài)系統(tǒng)具有更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。④生物的登陸改變著陸地環(huán)境，陸地上復(fù)雜的環(huán)境又為生物的進化提供了廣闊的舞臺。⑤在進化過程中，許多物種由于不適應(yīng)環(huán)境的變化而絕滅。例如恐龍絕滅?？铸埖慕^滅為哺乳類的興盛騰出了空間，使生物進化翻開了嶄新的一頁。 　　　生物多樣性三個層次之間的聯(lián)系3．生物進化理論在發(fā)展(1)以自然選擇學(xué)說為核心的現(xiàn)代生物進化理論對自然界的生命史作出了科學(xué)的解釋：適應(yīng)是自然選擇的結(jié)果；種群是生物進化的基本單位；突變和基因重組提供進化的原材料，自然選擇導(dǎo)致種群基因頻率的定向改變，進而通過隔離形成新的物種；生物進化的過程實際上是生物與生物、生物與無機環(huán)境協(xié)同進化的過程；生物多樣性是協(xié)同進化的結(jié)果。(2)中性突變學(xué)說：大量的基因突變是中性的，自然選擇對這些基因突變不起作用，因此有人主張決定生物進化方向的是中性突變的逐漸積累，而不是自然選擇。(3)間斷平衡學(xué)說：根據(jù)許多物種是在短時間內(nèi)迅速形成的現(xiàn)象，有人提出物種形成并不都是漸變的過程，而是物種長期穩(wěn)定與迅速形成新物種交替出現(xiàn)的過程。       [例1]　下列有關(guān)生物的進化和生物多樣性的敘述，錯誤的是(　　)A．人類的生存和發(fā)展始終受益于生物多樣性，保護生物多樣性就是保護人類自己B．狼和鹿通過捕食和被捕食進行著相互選擇，實現(xiàn)協(xié)同進化C．從分子水平上看，生物的性狀具有多樣性的直接原因是基因的多樣性D．生物多樣性包括遺傳多樣性、物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性解題分析　生物多樣性的直接原因是蛋白質(zhì)分子的多樣性，遺傳多樣性是生物多樣性的根本原因，C錯誤。答案　C[例2]　下列有關(guān)生物多樣性和進化的敘述中，不正確的是(　　)A．生態(tài)系統(tǒng)從古至今都是由生產(chǎn)者、消費者和分解者組成B．蜂鳥細(xì)長的喙與倒掛金鐘的筒狀花萼是它們長期協(xié)同進化形成的相互適應(yīng)特征C．異地新物種的形成通常要經(jīng)過突變和基因重組、自然選擇及隔離三個基本環(huán)節(jié)D．自然選擇能定向改變種群的基因頻率，使生物朝一定方向進化解題分析　生態(tài)系統(tǒng)起初只有生產(chǎn)者和分解者，寒武紀(jì)大爆發(fā)后出現(xiàn)消費者，A錯誤。答案　A 　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　1．下列關(guān)于物種的敘述，正確的是(　　)A．不同種群的生物肯定不屬于同一物種B．物種是能相互交配的一群生物個體C．隔離是形成新物種的必要條件D．在新物種形成過程中必須有地理隔離和生殖隔離答案　C解析　不同種群的生物可能屬于同一個物種，例如不同池塘的鯉魚，A錯誤；能相互交配且產(chǎn)生可育后代的一群生物屬于一個物種，B錯誤；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，C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，例如多倍體形成過程，D錯誤。2．新物種形成最顯著的標(biāo)志是(　　)A．具有一定的形態(tài)結(jié)構(gòu) B．具有一定的生理功能C．產(chǎn)生了生殖隔離 D．改變了基因頻率答案　C3．在生物進化過程中，下列幾種生物類型出現(xiàn)的排列順序，可能性最大的是(　　)A．自養(yǎng)、厭氧異養(yǎng)、需氧異養(yǎng)B．需氧自養(yǎng)、厭氧自養(yǎng)、自養(yǎng)C．厭氧自養(yǎng)、需氧異養(yǎng)、光能合成自養(yǎng)D．厭氧異養(yǎng)、光能合成自養(yǎng)、需氧異養(yǎng)答案　D解析　地球上的原始大氣中是沒有氧氣的，因此，最早出現(xiàn)的生物都是厭氧(進行無氧呼吸)的；最早的光合生物的出現(xiàn)，使得原始大氣中有了氧氣，這就為好氧生物的出現(xiàn)創(chuàng)造了前提條件。4．昆蟲的保護色越來越逼真，它們的天敵的視覺也越來越發(fā)達(dá)，結(jié)果雙方都沒有取得明顯的優(yōu)勢，這說明(　　)A．自然選擇不起作用B．生物為生存而進化C．雙方在斗爭中不分勝負(fù)D．雙方相互選擇，協(xié)同進化答案　D5．下列關(guān)于生物進化的敘述，正確的是(　　)A．在進化地位上越高等的生物，適應(yīng)能力越強B．生態(tài)系統(tǒng)多樣性形成的原因可以概括為協(xié)同進化C．生物多樣性包括遺傳多樣性、物種多樣性和變異多樣性D．最早登陸的生物是適應(yīng)陸地生活的原始的兩棲類答案　B解析　遺傳多樣性越高的生物適應(yīng)能力越強，與進化地位無關(guān)，A錯誤；生物多樣性主要包括三個層次內(nèi)容，遺傳多樣性、物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性，C錯誤；最早登陸的生物為植物，主要是蕨類植物，D錯誤。6．如圖是加拉帕戈斯群島上物種演化的模型：圖中上半部分為甲島的物種演化模型，下半部分為乙島的物種演化模型，A、B、C、D為四個物種及其演化關(guān)系。請看圖回答問題：(1)由A物種進化為B、C兩個物種的內(nèi)因是____________，外因是____________________，進化的實質(zhì)是____________________________。(2)甲島上的B物種遷到乙島后，不與C物種發(fā)生基因交流，其原因是____________________。(3)遷到乙島的B物種可能會____________________。(4)假設(shè)種群中有一對等位基因A、a，A的基因頻率為0.1，a的基因頻率為0.9，那么AA、Aa、aa三種基因型的頻率分別為________________；若環(huán)境的選擇作用使a的頻率逐漸下降，A的頻率逐漸上升，則后代中aa基因型個體數(shù)量的變化趨勢是________________。答案　(1)遺傳變異　甲、乙兩島環(huán)境不同且有地理隔離　種群基因頻率的改變(2)已形成生殖隔離(3)形成新的物種(答案合理即可)(4)1%、18%、81%　逐漸下降解析　(1)漸變式物種形成的內(nèi)因是遺傳變異(突變和基因重組)，外因是地理隔離和自然選擇，即甲、乙兩島環(huán)境不同且有地理隔離，進化的實質(zhì)是種群基因頻率的改變。(2)當(dāng)兩個種群不能發(fā)生基因交流時，說明二者之間存在生殖隔離。(3)遷到乙島的B物種由于環(huán)境發(fā)生改變，會發(fā)生進化，可能會形成新物種。(4)A%＝0.1，a%＝0.9，所以AA%＝0.01，aa%＝0.81，Aa%＝1－0.01－0.81＝0.18。若a的頻率逐漸下降，A的頻率逐漸上升，則后代中aa基因型個體數(shù)量的變化趨勢是逐漸下降。 

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高中生物人教版 (2019)必修2《遺傳與進化》電子課本

二 隔離在物種形成中的作用

版本： 人教版 (2019)

年級： 必修2《遺傳與進化》

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