6.3+種群基因組成的變化與物種的形成+（第2課時(shí)）課件高一下學(xué)期生物人教版必修2

第6章生物的進(jìn)化

1859年，達(dá)爾文提出了轟動(dòng)世界的生物進(jìn)化理論，但是，他自己也清楚地認(rèn)識(shí)到，關(guān)于生物的進(jìn)化，還有許多問題沒有解決。在此后的幾年里，他對(duì)研究蘭花的進(jìn)化產(chǎn)生了濃厚的興趣。各種各樣的蘭花適于傳授花粉的精巧結(jié)構(gòu)讓他贊嘆不已。然而，蘭花為什么具有這樣豐富的多樣性和奇妙的適應(yīng)性呢？達(dá)爾文不得其解，這一問題遂成百年難解之謎。2017年，我國(guó)科學(xué)家以深圳擬蘭為重點(diǎn)研究對(duì)象，通過基因組的測(cè)序和功能分析，發(fā)現(xiàn)蘭花有474個(gè)特有基因家族，蘭花的多樣性源于歷史上這些基因家族的擴(kuò)張或收縮；擬蘭的花沒有唇瓣和完整的蕊柱，是由于B-AP3等基因丟失造成的……從基因水平上解開了蘭花進(jìn)化之謎。

生物的多樣性和適應(yīng)性是怎樣形成的？這與基因的變化有關(guān)嗎？與環(huán)境又有怎樣的關(guān)系？隨著生物科學(xué)的發(fā)展，人們對(duì)這些問題的認(rèn)識(shí)不斷深入，并且不乏爭(zhēng)論。在各種理論的交鋒中，進(jìn)化理論本身也在“進(jìn)化”。第3節(jié)種群基因組成的變化與物種的形成說明隔離在物種形成中的作用。目標(biāo)0102說明變異、選擇和隔離在生物進(jìn)化中的作用。教學(xué)目標(biāo)

自然選擇使種群的基因頻率發(fā)生定向改變，只要是基因頻率發(fā)生變化，生物就一定發(fā)生了進(jìn)化，但是進(jìn)化一定形成新物種嗎？19世紀(jì)中葉到20世紀(jì)中葉，英國(guó)曼徹斯特地區(qū)的樺尺娥種群基因頻率發(fā)生了很大的改變。這兩種樺尺娥還是不是同一物種？是同一物種二、隔離在物種形成中的作用1、物種：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。(一)物種的概念

是一個(gè)物種，無論白人、黑人、黃種人結(jié)婚，都能產(chǎn)生可育的后代。思考

：（1）全世界的人是一個(gè)物種嗎？為什么？（2）馬跟驢是一個(gè)物種嗎？為什么？馬（2n=64）驢（2n=62）騾（2n=63）不可育+是兩個(gè)物種，騾是不育的，所以馬和驢是兩個(gè)物種（3）騾是一個(gè)物種嗎？為什么？不是，因?yàn)樗荒芊敝澈蟠?。?）兩個(gè)池塘的鯉魚是一個(gè)物種嗎？它們是屬于一個(gè)種群還是兩個(gè)種群？

是一個(gè)物種，屬于兩個(gè)種群。（5）二倍體西瓜和四倍體西瓜是不是一個(gè)物種？為什么？不是,因?yàn)楹蟠扼w西瓜不可育。（6）三倍體西瓜是一個(gè)新物種嗎？

不是，三倍體西瓜不可育。思考

：(一)物種的概念

不是，由于高山、河流、沙漠或其他地理上的障礙，每個(gè)物種總是被分成一個(gè)個(gè)或大或小的群體，這些群體就是不同的種群。例如，兩個(gè)池塘里的鯉魚就是兩個(gè)種群。

在自然界，是不是同一物種的個(gè)體都生活在一起呢？1、物種：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、物種與種群的區(qū)別：

一個(gè)物種可以包括生活在不同地理區(qū)域的多個(gè)種群。只要各個(gè)種群相互交配仍能產(chǎn)生可育的后代，則是同一物種。(一)物種的概念地理隔離生殖隔離1、地理隔離：東北虎華南虎在自然狀態(tài)下，東北虎和華南虎處于不同的地域，無法跨越地理障礙完成交配。如果把東北虎和華南虎放在同一片森林中，它們?nèi)匀豢梢韵嗷ソ慌洳a(chǎn)生可育的后代，這說明東北虎和華南虎仍然屬于同一個(gè)物種。(二)隔離及其在物種形成中的作用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。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。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)生可育后代的現(xiàn)象。(二)隔離及其在物種形成中的作用騾是不育的2、生殖隔離：3、隔離：包括地理隔離和生殖隔離。地理隔離和生殖隔離之間有什么聯(lián)系呢？假想(二)隔離及其在物種形成中的作用兩個(gè)鼠種群間可能不能自由交配，也可能能自由交配。如果不能自由交配或交配后不能產(chǎn)生可育后代，說明長(zhǎng)期的地理隔離導(dǎo)致生殖隔離，形成了兩個(gè)新物種；如果能自由交配并產(chǎn)生了可育后代，說明還是同一物種。(3)幾千年后，兩個(gè)鼠種群還能自由交配嗎？(二)隔離及其在物種形成中的作用(2)如果大河很快干涸，兩群老鼠還能交配嗎？

兩個(gè)種群。

可以。(1)當(dāng)這群鼠被大河分開后它們是一個(gè)種群還是兩個(gè)種群呢？思考

：隔離在物種形成中的作用

這是達(dá)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。

加拉帕戈斯群島位于南美洲附近的太平洋中，由13個(gè)主要島嶼組成，這些島嶼與南美洲大陸的距離為160～950km。不同島嶼的環(huán)境有較大差別，比如島的低洼地帶，布滿棘刺狀的灌叢；而在只有大島上才有的高地，則生長(zhǎng)著茂密的森林。

這些島嶼是500萬年前由海底的火山噴發(fā)后形成的，比南美洲大陸的形成晚得多。因此，可以推測(cè)這些地雀的共同祖先來自南美洲大陸，以后在各個(gè)島嶼上形成了不同的種群。加拉帕戈斯群島的地雀思考·討論1、設(shè)想美洲大陸的一種地雀來到加拉帕戈斯群島后，先在兩個(gè)島嶼上形成兩

個(gè)初始種群。這兩個(gè)初始種群的個(gè)體數(shù)量都不多。它們的基因頻率一樣嗎？2、不同島嶼上的地雀種群，產(chǎn)生突變的情況一樣嗎？

由于這兩個(gè)種群的個(gè)體數(shù)量都不夠多，基因頻率可能是一樣的，也可能是不一樣的。一般不一樣。因?yàn)橥蛔兪请S機(jī)發(fā)生的。隔離在物種形成中的作用思考·討論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？4、如果這片海域只有一個(gè)小島，還會(huì)形成這么多種地雀嗎？

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。隔離在物種形成中的作用思考·討論不一定如果沒有地理隔離，個(gè)體間就會(huì)有基因交流，就難以形成生殖隔離。地雀祖先甲島地雀乙島地雀丙島地雀丁島地雀……突變和基因重組

自然選擇

甲島地雀1乙島地雀2丙島地雀3丁島地雀4種群基因庫(kù)出現(xiàn)差異……地理隔離不同不同出現(xiàn)生殖隔離不同物種阻斷基因交流種群基因頻率向不同方向發(fā)生改變久而久之形成明顯差異總結(jié)：加拉帕戈斯群島的地雀的形成方式:(二)隔離及其在物種形成中的作用4.隔離在物種形成中的作用：地理隔離自然選擇生殖隔離①不同種群可能會(huì)出現(xiàn)不同的___

_和_______

_。②不同種群間不發(fā)生_________。①______和__________不同。②自然選擇對(duì)不同種群_________________所起的

作用不同。①種群的_________會(huì)形成明顯的差異，并逐漸

出現(xiàn)

。②__________一旦形成，就形成了不同的物種。突變基因重組基因交流食物棲息條件基因頻率的改變基因庫(kù)生殖隔離生殖隔離(二)隔離及其在物種形成中的作用同一物種不同物種隔離是物種形成的必要條件1、經(jīng)過漫長(zhǎng)的地理隔離，一定會(huì)形成生殖隔離嗎？不一定

如果兩個(gè)種群生活環(huán)境都不發(fā)生變化，或者變化很小，兩個(gè)種群的進(jìn)化方向相同，有可能不會(huì)產(chǎn)生生殖隔離2、不經(jīng)過地理隔離，一定不會(huì)產(chǎn)生生殖隔離嗎？不一定

不經(jīng)過地理隔離，也可以直接形成生殖隔離，例如二倍體植株染色體加倍成了四倍體植株，二者雜交后代產(chǎn)生的三倍體植株是高度不育的，存在生殖隔離思考

：(二)隔離及其在物種形成中的作用5、物種形成的比較常見的方式：

①漸變式：(二)隔離及其在物種形成中的作用經(jīng)過長(zhǎng)期的地理隔離而達(dá)到生殖隔離，形成新物種。如自然界中絕大多數(shù)物種的形成。同一物種地理隔離，阻隔基因交流突變、基因重組種群基因庫(kù)出現(xiàn)明顯差異自然選擇，基因頻率發(fā)生改變生殖隔離，新物種形成的標(biāo)志物種形成的三個(gè)環(huán)節(jié)①突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料②自然選擇導(dǎo)致種群基因頻率的定向改變③隔離是物種形成的必要條件新物種地理隔離是形成物種的量變階段，生殖隔離是形成物種的質(zhì)變階段，生殖隔離是物種形成的標(biāo)志，也是必要條件。不經(jīng)過地理隔離，直接形成生殖隔離。如自然界中多倍體的形成。5、物種形成的比較常見的方式：

②爆發(fā)式:二倍體四倍體(二)隔離及其在物種形成中的作用

主要通過染色體變異的方式形成新物種，一旦出現(xiàn)就可以很快形成生殖隔離，不需要地理隔離。此種方式多見于植物。隨堂練習(xí)1.物種形成的必要條件是什么？隔離2.地理隔離在物種形成過程中起到什么作用？3.地理隔離必然產(chǎn)生出新的物種嗎？4.新物種形成的標(biāo)志是什么？5.產(chǎn)生生殖隔離的根本原因是什么？阻斷種群間的基因交流不一定出現(xiàn)生殖隔離。種群基因庫(kù)間形成明顯的差異。物種形成和生物進(jìn)化的比較物種形成生物進(jìn)化標(biāo)志生殖隔離出現(xiàn)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物種；也可能屬于不同物種二者聯(lián)系只有不同種群的基因庫(kù)產(chǎn)生了明顯的差異，出現(xiàn)生殖隔離才能形成新物種；進(jìn)化不一定產(chǎn)生新物種，但新物種產(chǎn)生的過程中一定存在進(jìn)化⑴隔離是物種形成的必要條件。⑵物種形成一般是長(zhǎng)期地理隔離，達(dá)到生殖隔離⑶生殖隔離是物種形成的標(biāo)志可見，不同物種間都存在著生殖隔離,物種的形成必須經(jīng)過生殖隔離，但不一定要經(jīng)過地理隔離。⑷生殖隔離形成的根本原因是物種間遺傳的差異（或基因庫(kù)的差異）⑸物種形成的三個(gè)基本環(huán)節(jié)：①突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料②自然選擇決定生物進(jìn)化的方向(定向)③隔離導(dǎo)致物種的形成(6)新物種形成的標(biāo)志：出現(xiàn)生殖隔離課堂小結(jié)練習(xí)與應(yīng)用.

一、

概念檢測(cè)1.判斷下列與隔離有關(guān)的表述是否正確。（1）在曼徹斯特的樺尺蛾種群中，黑色個(gè)體與淺色個(gè)體之間未出現(xiàn)生殖隔離。（

）（2）加拉帕戈斯群島不同島嶼上的地雀種群之間由于地理隔離而逐漸形成了生殖隔離。（

）??.

2.19世紀(jì)70年代，10對(duì)原產(chǎn)于美國(guó)的灰松鼠被引入英國(guó)，結(jié)果在英國(guó)大量繁殖、泛濫成災(zāi)。對(duì)生活在兩國(guó)的灰松鼠種群，可以作出的判斷是()A.兩者尚未形成兩個(gè)物種B.兩者的外部形態(tài)有明顯差別C.兩者之間已經(jīng)出現(xiàn)生殖隔離D.兩者的基因庫(kù)向不同方向改變D一、

概念檢測(cè)

二、拓展應(yīng)用1.斑馬的染色體數(shù)為22對(duì)，驢的染色體數(shù)為31對(duì)，斑馬和驢雜交產(chǎn)生的后代兼具斑馬和驢的特征，稱為斑驢獸或驢斑獸，俗稱“斑驢”。斑馬和驢雜交產(chǎn)生的后代是可育的嗎？你能從染色體組的角度作出解釋嗎？斑馬和驢雜交產(chǎn)生的后代是不育的。由題中所給斑馬和驢的染色體數(shù)可知，其雜交后代的染色體數(shù)為53條(不是偶數(shù))，雜交后代無法通過減數(shù)分裂產(chǎn)生正常的配子。

2.在自然界，獅和虎是不可能相遇的。在動(dòng)物園里，一般也將這兩種動(dòng)物分開圈養(yǎng)。近年來才出現(xiàn)將它們的幼崽放