6.3 種群基因組成的變化與物種的形成（二） 課件【新教材】 2020-2021學(xué)年人教版（2019）高中生物必修二

第6章生物的進化第3節(jié)

種群基因組成的變化與物種的形成(二)授課：謝志強金魚起源于中國，有文獻記載晉桓沖游廬山時見湖中有赤鱗魚，此赤鱗魚即紅黃色的金鯽魚，也就是金魚最早的祖先。因此可以認為金魚最早發(fā)現(xiàn)于我國晉朝（公元265－420年間）。在唐代金魚被半家化飼養(yǎng)用于行善放生，自宋代開始養(yǎng)殖金魚，在明清兩代發(fā)揚光大，新中國成立后我國科學(xué)家對金魚的保種和繁育做出了大量的貢獻。金魚于1502年傳到日本，至二戰(zhàn)后日本又通過臺灣引進多個品種，金魚在17世紀末傳到英國，18世紀傳入歐洲，1874年傳入美國，之后傳遍全世界。最早在1928年至1934年間，我國陳楨教授在金魚雜交實驗中就發(fā)現(xiàn)了一個事實：任何一種金魚都可以與野生鯽魚雜交，并產(chǎn)生可育后代。這個實驗首次證明了金魚與鯽魚不存在生殖隔離，親緣關(guān)系極為密切。之后，科學(xué)家更經(jīng)過胚胎發(fā)育對比、染色體組型分析等進一步研究表明，金魚就是由中國鯽魚而來。在分類學(xué)上，金魚并非一個獨立物種，而是與鯽魚同屬一個物種（Carassiusauratus）。思考：金魚與鯽魚相差如此之大，為何同屬一個物種？

二、隔離在物種形成中的作用同種生物的不同種群，由于突變和選擇因素的不同，其基因組成可能會朝不同的方向改變，導(dǎo)致種群間出現(xiàn)形態(tài)和生理上的差異。但是，它們并不一定分化為不同的物種。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。生殖隔離：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)生可育的后代的現(xiàn)象。

例如，馬和驢雖然能夠交配，但是產(chǎn)生的后代——騾是不育的，因此，馬和驢之間存在生殖隔離，它們屬于兩個物種。

二、隔離在物種形成中的作用2.隔離及其在物種形成中的作用

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)生基因交流的現(xiàn)象。

隔離：在自然條件下基因不能自由交流的現(xiàn)象。地理隔離和生殖隔離統(tǒng)稱為隔離。

地理隔離和生殖隔離有沒有聯(lián)系呢？它們之間還能繁殖后代嗎？

二、隔離在物種形成中的作用

隔離在物種形成中的作用

這是達爾文在環(huán)球考察中觀察到的現(xiàn)象。在加拉帕戈斯群島上生活著13種地雀。這些地雀的喙差別很大，不同種之間存在生殖隔離。而在遼闊的南美洲大陸上，卻看不到這13種地雀的蹤影。據(jù)推測這些地雀的共同祖先來自南美洲大陸，以后在各個島嶼上形成了不同的種群。討論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。

二、隔離在物種形成中的作用

隔離在物種形成中的作用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。因為突變是隨機發(fā)生的。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。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。

加拉帕戈斯群島的地雀是說明通過地理隔離形成新物種的著名實例。

二、隔離在物種形成中的作用

地雀在加拉帕戈斯群島的進化分析地雀祖先種群1種群2種群3種群4種群5地理隔離突變和基因重組長期自然選擇基因頻率定向改變生殖隔離

二、隔離在物種形成中的作用

由此可見，地雀的進化歷程如下：地雀祖先→地理隔離→自然選擇→生殖隔離→不同地雀物種。

這種生物進化過程十分漫長，為漸變式進化。

在生物進化過程中，隔離是物種形成的必要條件。

思考：生物的進化都是漸變式進化嗎？資料：我國育種學(xué)家鮑文奎等培育出異源八倍體小黑麥，其過程如圖：

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的新物種。此類生物進化方式為爆發(fā)式進化。普通小麥(AABBDD)黑麥(RR)ABDR不育雜種ABDR小黑麥(AABBDDRR)優(yōu)良的小黑麥品種秋水仙素品系間雜交P配子F1F2新品種Fn課堂總結(jié)練一練1.下列關(guān)于物種和隔離的敘述，錯誤的是(

)A.種群基因庫的差異是產(chǎn)生生殖隔離的根本原因B.隔離阻止了種群間的基因交流C.不同的物種之間必然存在著生殖隔離D.對所有物種來說，地理隔離必然導(dǎo)致生殖隔離解析地理隔離是一個量變的過程，只有足夠長時間后才能產(chǎn)生生殖隔離，D錯誤。2.下列關(guān)于物種和隔離的敘述，錯誤的是(

)A.物種是生物分類的基本單位B.二倍體西瓜與四倍體西瓜屬于同一物種C.不同的物種之間必然存在著生殖隔離D.雖然馬和驢交配能產(chǎn)生騾，但其屬于不同物種解析二倍體西瓜與四倍體西瓜之間存在著生殖隔離，屬于不同的物種，B錯誤。DB練一練3.某大峽谷中的松鼠被一條河流分隔成兩個種群，一萬年后，兩個種群已經(jīng)發(fā)生明顯的分化。經(jīng)過長期演化兩個種群可能形成兩個物種，下列說法錯誤的是(

)A.物種的形成必須通過a才能最終達到cB.b表示自然選擇過程C.①②③④⑤⑥為生物進化提供原材料D.c表示生殖隔離解析圖中a表示地理隔離，c表示生殖隔離，地球上新物種的形成往往要先經(jīng)歷地理隔離，最終達到生殖隔離，但并不都是這樣，如二倍體西瓜經(jīng)秋水仙素處理形成四倍體西瓜，A錯誤；圖中b表示自然選擇過程，決定了生物進化的方向，B正確；圖中①②③④⑤⑥表示生物可遺傳的變異，包括基因突變、基因重組和染色體變異，可以為生物進化提供原材料，C正確；圖中c表示生殖隔離，是新物種形成的標志，D正確。

A練一練4.如圖a、b、c表示自然條件有差異、存在地理隔離的3個地區(qū)。a地區(qū)物種甲某些個體遷移到b、c地區(qū)，經(jīng)長期進化逐漸形成兩個新物種乙、丙。下列敘述正確的是(

)A．上述過程說明地理隔離是新物種形成的標志B．留居a地區(qū)甲種群的基因頻率不再發(fā)生改變C．乙、丙兩個種群間不能進行基因交流，它們的基因庫存在較大差異D．甲、乙兩個種群間存在生殖隔離，它們的基因庫組成完全不同解析：新物種形成的標志是生殖隔離的出現(xiàn)；a地區(qū)的環(huán)境在變化，留居a地區(qū)的甲種群的基因頻率可能會發(fā)生變化；乙、丙是兩個物種，存在生殖隔離，這兩個種群間不能進行基因交流，它們的基因庫也有較大的差異；甲、乙是兩個物種，存在生殖隔離，但是乙物種是從甲物種進化來的，二者的基因庫組成可能部分相同。C練一練5.如圖是物種形成的一種模式。物種a因為地理障礙分隔為兩個種群a1和a2，經(jīng)過漫長的進化，分別形成新物種b和c。在此進程中的某一時刻，a1種群的部分群體越過障礙外遷與a2同域分布，向d方向進化。下列有關(guān)敘述正確的是(

)A．b和d存在地理隔離，所以一定存在生殖隔離B．c和d不存在地理隔離，卻可能存在生殖隔離C．a(chǎn)1中的外遷群體與當時留居群體的基因頻率相同，則b和d是同一物種D．a(chǎn)1中的外遷群體與當時a2種群的基因頻率不同，則c和d是不同物種B練一練解析：圖示是物種形成的常見模式，經(jīng)過長期的地理隔離而達到生殖隔離。a通過地理隔離形成兩個種群a1和a2，又分別演化出b、c、d三個種群，b、d雖然有地理隔離，但是不一定形成了生殖隔離，故A錯誤；由于d是由a1演變而來，c是由