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1、第第三三课课时时：隔隔离离在在物物种种形形成成中中的的作作用用第三节第三节 种群基因组成的种群基因组成的变化与物种的形成变化与物种的形成情景思考问题问题问题问题1 1 1 1：大熊猫和小熊猫是否属于同一个物种？：大熊猫和小熊猫是否属于同一个物种？：大熊猫和小熊猫是否属于同一个物种？：大熊猫和小熊猫是否属于同一个物种？情景思考黑色人种白色人种黄色人种问题问题2 2：世界上不同肤色的人是一个物种吗世界上不同肤色的人是一个物种吗？为什么？为什么？杂杂 交交马马（2n=642n=64）驴驴（2n=622n=62）骡骡（2n=632n=63）思考：思考：马和驴是同一个物种吗马和驴是同一个物种吗？(不可育
2、不可育)骡骡体体内内没没有有同同源源染染色色体体，在在减减数数分分裂裂时时出出现现联联会会紊紊乱乱，不不能能形形成可育配子。成可育配子。斑驴斑驴虎狮兽虎狮兽一一.物种的概念物种的概念能够在能够在自然状态自然状态下下相互交配相互交配并且产生并且产生可育后代可育后代的一群生物称为一个物种。的一群生物称为一个物种。二二.隔离隔离(1)(1)生殖隔离生殖隔离:不同物种之间一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不能产生可育的后代，这种现象生殖隔离。基因库基因库差异大差异大不能交配：不能交配：杂种不活：杂种不活：杂种不育：杂种不育：形成胚胎致死（如山羊和绵羊的后代形成胚胎致死（如山羊和绵羊的后代)子代细胞
3、减数分裂时染色体发生联会紊乱子代细胞减数分裂时染色体发生联会紊乱繁殖期不同繁殖期不同;求偶方式不同求偶方式不同;传粉动物不同等传粉动物不同等“物种物种”和和“种群种群”的区别的区别物种：指最大范围内所有的同种生物种群：指在一个小范围的同种生物问题问题3 3：在自然界，是不是同一物种的个体都生活在一起呢？东北虎东北虎华南虎华南虎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，叫做地理隔离。(2)(2)地理隔离地理隔离:生殖隔离地理隔离实质实质类型类型阻止种群间基因交流问题问题4 4：地理地理隔离和生殖隔离有没有什么联系呢？对生物的进化有何作用呢隔离和生殖隔离有没有什么联系
4、呢？对生物的进化有何作用呢？二二.隔离隔离隔离隔离概念概念不同种群间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象判断：两个种群之间一定存在隔离（）在加拉帕戈斯群岛生活着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。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在160950km之间。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。三三.隔离在物种形成中的作用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
5、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？提示：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？提示：不一样。因为突变是随机发生的。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？提示：不同岛屿的地形和植被条件不一样，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？提示：不会。因为个体间有基因的交流。三三.隔离在物种形成中的作用隔离在物种形成中的作用A.各个岛上的地雀种群不同的突变和基因重组B.形成不同
6、物种C.地理隔离，阻断基因交流D.不同种群的基因库形成明显差异三三.隔离在物种形成中的作用隔离在物种形成中的作用E.逐步出现生殖隔离F.各个岛上的自然选择不同G.不同种群的基因频率的改变不同活动：分析经过长期的地理隔离而达成生殖隔离活动：分析经过长期的地理隔离而达成生殖隔离,形成形成新物种的新物种的逻辑顺序逻辑顺序C-A-F-G-D-E-B1物种形成的典型模式（1）渐变式经过长期的地理隔离而达成生殖隔离,形成新物种同一物种地理隔离 阻隔基因交流不同变异类型新物种突变、基因重组注意：1.新物种形成的标志：.2.物种形成的三个环节 (产生进化的原材料)(决定生物进化、物种形成的方向)(物种形成的必
7、要条件)不同种群种群基因库出现明显差异三三.隔离在物种形成中的作用隔离在物种形成中的作用突变和基因重组自然选择隔离出现生殖隔离不同自然选择 基因频率发生改变生殖 隔离（2）骤变式1物种形成的典型模式（1）渐变式经过长期的地理隔离而达成生殖隔离,形成新物种问题问题5 5：新物种的产生一定经过地理隔离才产生生殖隔离吗？新物种的产生一定经过地理隔离才产生生殖隔离吗？二倍体二倍体四倍体四倍体三三.隔离在物种形成中的作用隔离在物种形成中的作用通过染色体变异等方式形成新物种，一出现很快形成生殖隔离，多见于植物。2物种形成与生物进化的关系内容物种形成生物进化标志变化后与原生物关系两者联系出现生殖隔离出现生殖
8、隔离基因频率的改变基因频率的改变属于不同物种属于不同物种可能仍属于同一物种可能仍属于同一物种问题问题6 6：生物进化了生物进化了就就一定能产生新物种吗？一定能产生新物种吗？三三.隔离在物种形成中的作用隔离在物种形成中的作用生物进化生物进化不一定不一定导致新物种的形成导致新物种的形成新物种产生过程中新物种产生过程中一定存在一定存在进化进化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改变积累导致扩大导致标志课堂小结生物进化的基本单位生物进化的基本单位生物进化的实质生物进化的实质生物进化的原材料生物进化的原材料决定生物进化的方向决定生物进化的方向种群种群种群基因频率的改
9、变种群基因频率的改变突变和基因重组突变和基因重组自然选择自然选择课堂小结物种形成的必要条件物种形成的必要条件隔离隔离物种形成的标志物种形成的标志产生生殖隔离产生生殖隔离 地球形成时，原始大地球形成时，原始大气是没有氧气的，但是随着气是没有氧气的，但是随着光合细菌的出现，使得大气光合细菌的出现，使得大气中有了氧气，进而出现了好中有了氧气，进而出现了好氧生物。氧生物。生物与无机环境之间存在协同进化一.协同进化的案例第四节.协同进化与生物多样性的形成 达尔文曾发现一种兰花长着达尔文曾发现一种兰花长着细长的花细长的花距距，其底部储存着花蜜其底部储存着花蜜。达尔文推测，这。达尔文推测，这种花的形成绝不是
10、偶然的，肯定存在这样种花的形成绝不是偶然的，肯定存在这样的昆虫，它们生的昆虫，它们生有同样细长的吸管似的口有同样细长的吸管似的口器器，可以从花距中吸到花蜜。大约，可以从花距中吸到花蜜。大约5050年以年以后，研究人员果然发现了这样的蛾类昆虫。后，研究人员果然发现了这样的蛾类昆虫。a.a.如果这种昆虫不存在，那筒状花还能完成繁殖现象吗？如果这种昆虫不存在，那筒状花还能完成繁殖现象吗？不能。不能。如果没有与这种兰花结构相适应的传粉昆虫（靠细长的口器获取花距底如果没有与这种兰花结构相适应的传粉昆虫（靠细长的口器获取花距底部的花蜜），这种兰花就难以完成传粉受精，这个物种也就不存在了。部的花蜜），这种兰
11、花就难以完成传粉受精，这个物种也就不存在了。长距彗星兰长喙天蛾物种之间的协同进化种间互助 第四节.协同进化与生物多样性的形成一.协同进化的案例物种之间的协同进化种间斗争一.协同进化的案例 自然选择自然选择有利于羚羊种群中肌肉发达、动作敏捷的个体，有利于羚羊种群中肌肉发达、动作敏捷的个体，也有利于猎豹种群中跑得快的个体。这两个物种的进化过也有利于猎豹种群中跑得快的个体。这两个物种的进化过程宛如一场漫长的程宛如一场漫长的“军备竞赛军备竞赛”。猎豹追捕羚羊猎豹追捕羚羊没有我，你跑不了这么快！没有我，你跑不了这么快！思考思考1 1：这种捕食关系的存在对斑马种群是有害无益的吗？这种捕食关系的存在对斑马种
12、群是有害无益的吗？不是，捕食者所吃掉的大多是被捕食者中年老、病弱不是，捕食者所吃掉的大多是被捕食者中年老、病弱或年幼的个体，客观上起到促进种群发展的作用。或年幼的个体，客观上起到促进种群发展的作用。思考思考思考思考2 2 2 2：捕食者是不是就可以：捕食者是不是就可以：捕食者是不是就可以：捕食者是不是就可以“高枕无忧高枕无忧高枕无忧高枕无忧”呢？呢？呢？呢？一般来说，只有动作敏捷、跑得快的捕食者个体才能获得食物，从而生存下来，繁殖后代。一般来说，只有动作敏捷、跑得快的捕食者个体才能获得食物，从而生存下来，繁殖后代。因此，因此，羚羊对捕食者种群的进化也起到了促进作用。羚羊对捕食者种群的进化也起到
13、了促进作用。羚羊对捕食者种群的进化也起到了促进作用。羚羊对捕食者种群的进化也起到了促进作用。由此可见，在自然界捕食者和被捕食者都面临生存压力。由此可见，在自然界捕食者和被捕食者都面临生存压力。在自然选择的作用下，它们也相互选择，协同进化。在自然选择的作用下，它们也相互选择，协同进化。第四节.协同进化与生物多样性的形成2.收割理论：美国生态学家斯坦利提出：捕食者往往捕食个体数量多的物种，这样就会避免出现一种或少数几种生物在生态系统中占绝对优势的局面，为其他物种的形成腾出空间，有利于增加物种多样性。1.“精明的捕食者”策略：捕食者一般不会将所有的猎物吃掉，否则自己也无法生存。拓展：关于捕食者在进化
14、中的作用二.协同进化(1)概念：不同物种之间、生物与无机环境之间在_中不断进化和发展。(2)类型：(3)结果：协同进化形成_。相互影响生物多样性不同物种之间：生物与无机环境之间种间互助 种间斗争三.生物多样性的形成（1）内容：多样性、多样性、生态系统多样性。（2）形成原因：生物的。（3）研究生物进化历程的主要依据：。物种协同进化化石基因 第四节.协同进化与生物多样性的形成35亿年前古细菌化石15亿年前蓝藻和细菌15亿年前真核生物出现 生态系统是只有生产者和分解者的两极生态系统5.7-5.0亿年前寒武纪大爆发无脊椎动物-生态系统第三极 消费者4亿年前原始陆地植物蕨类植物-裸子植物-被子植物随后原
15、始两栖类动物2.3亿年前恐龙出现400万年前原始人类出现四.生物进化历程中的几个关键变化总结单细胞多细胞(1)结构上：厌氧型需氧型(2)呼吸方式：无性生殖有性生殖(3)生殖方式：两极生态系统三极生态系统(4)生态系统结构：水生陆生(5)生活环境：原核生物真核生物简单复杂生物的进化历程可概括为：从原核生物到真核生物，从无性生殖到有性生殖，由简单到复杂，由水生到陆生，由低等到高等,由无氧呼吸到有氧呼吸，由两级生态系统到三级生态系统等。器官的器官的器官的器官的用进废退用进废退用进废退用进废退拉马克的进化观点拉马克的进化观点拉马克的进化观点拉马克的进化观点隔离隔离隔离隔离是物种形成的必要条件是物种形成
16、的必要条件是物种形成的必要条件是物种形成的必要条件现代生物进化理论现代生物进化理论现代生物进化理论现代生物进化理论种群种群种群种群是生物进化的基本单位是生物进化的基本单位是生物进化的基本单位是生物进化的基本单位突变和基因重组突变和基因重组突变和基因重组突变和基因重组产生进化的原材料产生进化的原材料产生进化的原材料产生进化的原材料自然选择自然选择自然选择自然选择决定生物进化的方向决定生物进化的方向决定生物进化的方向决定生物进化的方向现代生物进化理论形成现代生物进化理论形成现代生物进化理论形成现代生物进化理论形成获得性遗传获得性遗传获得性遗传获得性遗传达尔文的自然选择学说达尔文的自然选择学说达尔文
17、的自然选择学说达尔文的自然选择学说过度繁殖过度繁殖过度繁殖过度繁殖生存斗争生存斗争生存斗争生存斗争遗传变遗传变遗传变遗传变异异异异适者生存适者生存适者生存适者生存优点：优点：优点：优点：遗传变异的本质不清楚遗传变异的本质不清楚遗传变异的本质不清楚遗传变异的本质不清楚从个体水平解释进化从个体水平解释进化从个体水平解释进化从个体水平解释进化进化进化进化进化 统一性统一性统一性统一性 适应性适应性适应性适应性 多样性多样性多样性多样性不足：不足：不足：不足：新物种如何形成不明确新物种如何形成不明确新物种如何形成不明确新物种如何形成不明确共同进化共同进化共同进化共同进化导致生物多样性的形成导致生物多样性的形成导致生物多样性的形成导致生物多样性的形成(1)有些学者的研究表明，大量的基因突变是_的，因此有人主张，决定生物进化方向的是_的逐渐积累，而不是_。(2)有人提出物种形成并不都是渐变的过程，而是物种_与_交替出现的过程。六生物进化理论在发展中性中性突变自然选择长期稳定迅速形成新种中性突变学说：间断平衡学说：生物进化论不会停滞不前，而是在不断发展。