1、二 隔离与物种的形成 三 共同进化与生物多样性的形成【趣味导学】未知的新物种 据报道，一年间，科学家在海洋里发现了 1 451种此前从未见过的生物，平均每天发现4 个新物种。这些物种有的在深海被发现，也有的在近海被观察到，如在澳大利亚的外海，有一种长度与成年男子手臂相当的有毒水母，只要被叮一下就能丧命；南非外海有一种眼睛长在头顶的虾，这种虾的眼睛像是在盯着星空看，所以给它们取了个外号叫“观星虾”；纳米比亚外海有一种身体有折痕的鲨鱼；在印度尼西亚安汶岛海域附近，有一种长得像青蛙的鱼。请思考：(1)在海洋中各种生物是如何形成的？(2)物种的增多是否增加了生物的多样性？一、隔离与物种 1.物种的概念
2、：能够在自然状态下相互交配并且产生_的一群生物。2.隔离：(1)概念：不同种群间的个体，在自然条件下基因不能_的现象。可育后代 自由交流(2)常见类型。生殖隔离：_之间一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不能产生可育后代的现象。地理隔离：同一种生物由于_的障碍而分成不同的种群，使得种群间不能发生_的现象。不同物种 地理上 基因交流 二、隔离在物种形成中的作用 1.新物种的形成过程：突变 基因交流 基因重组 基因频率 基因库 2.结论：_是物种形成的必要条件。隔离 三、共同进化与生物多样性的形成 1.共同进化：不同物种 生物与无机环境 2.生物多样性的形成：(1)基因多样性 生态系统多样性(2
3、)形成过程：蓝藻和细菌 真核生物 四、生物进化理论在发展 1.有些学者认为：大量的基因突变是_，决定生物进化方向的 是_的逐渐积累，而不是_。2.有些人认为：物种形成并不都是渐变的过程，而是种群长期稳定 与_交替出现的过程。中性的 中性突变 自然选择 迅速形成新种【思考辨析】1.辨析下列说法的正误：(1)不同物种之间不能相互交配产生后代。()分析：不同物种之间有可能相互交配，但产生不育后代。如马和驴可以产生骡子。(2)地理隔离的出现导致基因频率的改变标志着新物种的形成。()分析：新物种形成的标志是生殖隔离。(3)不同的生物之间的相互影响形成了生物的多样性。()分析：生物多样性的形成不仅包括不同
4、生物之间的相互影响，还包括生物和无机环境之间的相互影响。(4)外来物种入侵能改变生物进化的速度和方向。()2.思考下列问题：(1)狮子和老虎交配能产下狮虎兽，因此可以说狮子和老虎是同一个物种吗？提示：狮虎兽是不育的，不能说狮子和老虎是同一个物种。(2)地理隔离一定能形成生殖隔离吗？提示：不一定，当地理隔离时间足够长、基因库差异明显时，才能形成生殖隔离。一、隔离与物种的形成 1.地理隔离和生殖隔离的比较：(1)区别：地理隔离生殖隔离概念同一种生物由于地理上的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特点自然条件下基因
5、不能交流，一定条件下可以进行基因交流种群间不能发生基因交流地理隔离生殖隔离举例东北虎和华南虎马和驴结果形成不同的亚种形成不同的物种(2)联系：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；长期的地理隔离通常会形成生殖隔离，生殖隔离是物种形成的关键，是物种形成的最后阶段。2.物种形成的三种方式：(1)渐变式：经过长期的地理隔离而达到生殖隔离，形成新物种。(2)爆发式：在很短时间内即可形成，如自然界中多倍体的形成。(3)人工创造新物种：通过植物体细胞杂交(如番茄马铃薯)、多倍体育种(如八倍体小黑麦)等方式也可以创造新物种。3.物种形成的3个环节：(1)突变和基因重组产生进化的原材料。
6、(2)自然选择决定生物进化的方向。(3)隔离导致物种形成。三者关系如下图：【微点拨】与物种形成有关的两个“不一定”(1)物种的形成不一定都需要经过地理隔离，如多倍体的产生。(2)生物进化不一定导致物种的形成。生物进化的实质是种群基因频率的改变，这种变化可大可小，不一定会突破物种的界限，即生物进化不一定导致新物种的形成。新物种一旦形成，则说明生物肯定进化了。【题组过关】1.(2015朝阳区高一检测)下图表示一个亲代种群由于地理隔离(河流和山脉)形成了两个新的种群，进而进化为两个新物种的过程。下列相关叙述错误的是()A.地理隔离导致种群1、2与亲代种群之间不能发生基因交流 B.种群1、2出现不同的
7、突变和基因重组，相互间无影响 C.种群1、2承受不同的选择压力，适应环境的个体被保留 D.由于种群1、2基因库中没有相同的基因，导致生殖隔离【解析】选D。地理隔离导致种群1、2不能与亲代种群相遇，使不同种群之间不能发生基因交流，A项正确；种群1、2出现不同的突变和基因重组，由于存在地理隔离，一个种群的突变和基因重组对另一个种群的基因频率无影响，B项正确；种群1、2栖息的环境条件及其食物来源不同，因此承受的选择压力不同，适应环境的个体被保留，C项正确；在长期的自然选择作用下，种群1、2的基因库会形成明显的差异，并逐步出现生殖隔离，而不是基因库中没有相同的基因，D项错误。2.如图是我国黄河两岸a、
8、b、c、d 4个物种及其演化关系的模型，请据图分析下列说法错误的是()A.由a物种进化为b、c两个物种经历了从地理隔离到生殖隔离的过程 B.黄河北岸的b物种迁移到黄河南岸后，不与c物种进化为同一物种，其原因在于二者间已形成生殖隔离 C.c物种的种群基因频率发生了变化，则该物种一定在进化 D.判断b、d物种的方法是观察两个物种的生物能否交配，并产生后代【解析】选D。物种a分布在黄河两岸，进化为b、c两个物种，经历了从地理隔离到生殖隔离的过程，A正确；物种b迁移到黄河南岸后，与物种c之间存在生殖隔离，B正确；生物进化的实质是种群基因频率发生了变化，只要种群的基因频率发生了改变，则生物一定发生了进化
9、，C正确；不同物种的生物之间不能交配，或交配后不能产生“可育后代”，D错误。【方法规律】物种形成与生物进化的判断方法(1)判断是否形成新物种的标准：看两种群之间是否存在生殖隔离，若存在生殖隔离，则一定是形成了新物种。(2)判断种群是否发生进化的标准：看其基因频率是否发生了变化，若种群基因频率发生了变化，则种群一定发生了进化。任何基因频率的改变，不论其变化大小，都属于进化的范畴。二、生物多样性的形成与进化历程 1.生物多样性的形成分析：生物进化历程中的3个关键点：(1)真核生物出现以后有性生殖方式的出现：生物进化速度明显加快。(2)寒武纪大爆发：大量动物构成生态系统的第三极消费者，对植物的进化产
10、生重要影响。(3)原始陆生植物和原始两栖类的出现：生物的登陆改变了陆地环境，陆地上复杂的环境为生物的进化提供了广阔的舞台。2.生物多样性三个层次之间的联系：(1)基因多样性：由于生物存在各种各样的变异，并且变异是不定向的，进而出现了基因多样性。(2)物种多样性：基因的多样性决定了蛋白质的多样性，基因多样性是形成物种多样性的根本原因，蛋白质多样性是形成物种多样性的直接原因。(3)生态系统多样性：生态系统是由生物和无机环境共同组成的，所以物种的多样性和无机环境的多样性共同组成了生态系统的多样性。【微点拨】生物进化的发展提示(1)生物的共同进化不仅是生物与生物的相互影响，而且还包括生物与无机环境之间
11、的相互影响。(2)以自然选择为核心的进化理论不是无懈可击的，对生物大爆发等问题不能够解释。【题组过关】1.(2014广东高考)某种兰花有细长的花矩(如图)，花矩顶端贮存着花蜜，这种兰花的传粉需借助具有细长口器的蛾在吸食花蜜的过程中完成，下列叙述正确的是()A.蛾口器的特征决定兰花花矩变异的方向 B.花矩变长是兰花新种形成的必要条件 C.口器与花矩的相互适应是共同进化的结果 D.蛾的口器会因吸食花蜜而越变越长【解题指南】(1)题干关键信息：兰花传粉、蛾的细长口器。(2)关键知识：共同进化是指不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展；变异在环境变化之前已经产生，环境只起选择作用，
12、并不影响变异的方向。【解析】选C。本题考查现代生物进化理论的有关知识。变异是不定向的，故A项错误。生殖隔离是新物种形成的必要条件，故B项错误。根据题干信息可知，口器与花矩的相互适应是相互选择、共同进化的结果，符合现代生物进化理论的有关知识，故C项正确。口器变长是自然选择的结果，不是因为吸食花蜜而发生变化，故D项错误。【讲评建议】讲解本题时应注意以下两点：(1)生物变异的方向是不定向的，而进化是定向的，由自然选择决定进化方向。(2)物种形成过程中生殖隔离是必需的，地理隔离可有可无。【互动探究】(1)共同进化除了题干中的类型外，还可以发生在哪些成分之间？提示：除了发生在不同物种之间，还可以发生在生
13、物与无机环境之间。(2)蛾口器变长的这种变异，对于蛾一定是有利的吗？提示：不一定，变异的利害取决于环境。2.(2014北京高考)为控制野兔种群数量，澳洲引入一种主要由蚊子传播的兔病毒。引入初期强毒性病毒比例最高，兔被强毒性病毒感染后很快死亡，致兔种群数量大幅下降。兔被中毒性病毒感染后可存活一段时间。几年后中毒性病毒比例最高，兔种群数量维持在低水平。由此无法推断出()A.病毒感染对兔种群的抗性具有选择作用 B.毒性过强不利于维持病毒与兔的寄生关系 C.中毒性病毒比例升高是因为兔抗病毒能力下降所致 D.蚊子在兔和病毒之间的协同(共同)进化过程中发挥了作用【解析】选C。本题主要考查对生物进化理论的理
14、解。在生存斗争中，病毒与兔之间相互选择，感染病毒后，抗性较强的兔被保留下来，抗性较差的个体死亡，故A项正确；病毒必须寄生在寄主细胞内，兔感染强毒性病毒后会很快死亡，强毒性病毒失去寄主，寄生关系难以维持，故B项正确；兔被中毒性病毒感染后可存活一段时间，使中毒性病毒的存活时间长，繁殖代数多，导致中毒性病毒比例升高，故C项错误；蚊子能传播兔病毒，在兔和病毒之间的协同进化过程中发挥重要作用，故D项正确。【误区警示】(1)变异是不定向的，但选择是定向的，方向是适应环境或人为的选择。(2)变异在先，选择在后，如药物只是起到选择作用，而不是引起生物的变异。【补偿训练】下列关于生物多样性的叙述，正确的是()A
15、.生物多样性包括基因多样性、个体多样性和生态系统多样性三个层次的内容 B.生物多样性的形成是不同生物之间、生物与无机环境之间共同进化的结果 C.物种的灭绝不利于生物多样性的形成 D.生物多样性的形成是新物种形成的过程【解析】选B。生物多样性包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次；物种的灭绝说明该生物不适应环境，被新物种代替；生物多样性的形成是共同进化的结果。【解析】(1)据图分析知，X表示突变(变异)，Y表示自然选择，Z表示生殖隔离。(2)小岛上所有的蜥蜴原种个体组成的群体称为种群，种群是生物进化的基本单位。(3)小岛上能进行生殖的所有蜥蜴个体含有的全部基因，称为蜥蜴的基因库。(4)a.蜥蜴过度繁殖会导致食物、空间不够，生存斗争(种内斗争)加剧。b.联趾蜥蜴趾间有蹼，适于游泳，可以从水中获取食物，在岛上食物短缺时，联趾个体的生存和繁殖机会较多。c.自然选择的结果使不同性状蜥蜴的比例发生变化，即蜥蜴的基因频率发生变化而引起蜥蜴发生进化，故生物进化的实质是种群内基因频率发生改变。(5)生物多样性包括物种多样性、基因多样性和生态系统多样性，(4)题图所示群体没有出现新的物种，只是反映了基因多样性。
