1、第2课时隔离与物种的形成共同进化与生物多样性的形成学 习 目 标核 心 素 养1.理解物种的概念。(重点)2.分析隔离在物种形成中的作用。(重、难点)3.说出生物共同进化与生物多样性的关系。1.通过分析和讨论，解释物种的概念。2.结合加拉帕戈斯群岛上地雀的形成过程，构建模型，说明隔离在物种形成中的作用。3.通过对具体实例的分析，简述生物的共同进化。一、隔离与物种的形成1隔离与物种(1)物种概念(2)隔离概念：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。常见类型：项目类型发生范围结果生殖隔离不同物种间a.不能相互交配b.即使交配成功，也不能产生可育后代地理隔离同种生物使种群间不能发生基
2、因交流2.隔离在物种形成中的作用(1)新物种的形成过程地理隔离自然选择生殖隔离：基因库形成明显的差异，并逐步出现生殖隔离，从而形成不同物种(2)结论：隔离是物种形成的必要条件。二、共同进化与生物多样性的形成1共同进化(2)实例2生物多样性的形成(1)生物多样性的含义(2)生物多样性的形成过程3生物进化理论在发展(1)观点1：大量的基因突变是中性的，决定生物进化方向的是中性突变的逐渐积累，而不是自然选择。(2)观点2：物种形成并不都是渐变的过程，而是种群长期稳定与迅速形成新种交替出现的过程。(3)影响广泛的观点：以自然选择学说为核心的生物进化理论。判断对错(正确的打“”，错误的打“”)1种群基因
3、频率改变一定导致新物种的形成。()2存在生殖隔离的两种群，不一定存在地理隔离。()3不同的生物之间的相互影响形成了生物的多样性。()4中性突变理论认为决定生物进化方向的是中性突变的逐渐积累。()提示：1.基因频率改变只能说明生物发生了进化，但不一定突破物种的界限，即不一定形成新物种。23生物多样性的形成不仅包括不同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隔离与物种的形成问题探究如图是我国黄河两岸某种生物a的演化过程模型，请据图分析回答下列问题：(1)自然状态下，b、c之间能进行基因交流吗？为什么？提示：不能，因为两者之间存在地理隔离。(2)b、c的进化方向相同吗？为什么？提示
4、：不同，因为b、c两种群生活的环境不同，自然选择的方向不同，基因频率改变的方向就不同。(3)研究表明，某基因在b、d之间的频率有很大差别，是否说明二者不是同一物种了？提示：不能，某个基因频率的差别不能说明二者不是同一物种，只有基因库的差别大到形成生殖隔离才能说明二者不是同一物种了。(4)黄河北岸的b物种迁回黄河南岸后，不与c物种进化为同一物种，其原因可能是什么？提示：二者间已形成生殖隔离。(5)若在黄河南岸，由于某种原因，二倍体c的染色体加倍成了四倍体e，那么c和e还是同一物种吗？为什么？提示：二倍体c与四倍体e不是同一物种，因为二者杂交的后代为三倍体，高度不育，存在生殖隔离。归纳总结 1地理
5、隔离和生殖隔离的比较(1)图中A属于地理隔离，一旦发生某种地质变化，两个分开的小种群重新相遇，可以再融合在一起。(2)图中B属于生殖隔离，一旦形成就保持物种间基因的不可交流性，从而保证了物种的相对稳定。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。2物种形成的两种方式(1)渐变式此方式经过长期的地理隔离达到生殖隔离，形成新物种。(2)爆发式此方式通过异源多倍体的染色体变异方式形成新物种，一旦出现，在很短时间内即可形成生殖隔离(基因频率改变)。3物种形成的三个环节(1)内容突变和基因重组产生进化的原材料。自然选择决定生物进化的方向。隔离导致物种形成。(2)关系图4物种形成与生物进化
6、的关系内容物种形成生物进化标志生殖隔离出现基因频率改变变化后生物与原生物的关系属于不同物种可能属于一个物种二者关系生物进化的实质是基因频率改变，这种改变可大可小，不一定会突破物种的界限，生物进化不一定导致新物种的形成1如图表示渐进式新物种形成的基本环节，对图示的相关分析正确的是()A图中表示基因突变和基因重组，为进化提供了原材料B图中表示地理隔离，地理隔离使种群间基因交流受阻C图中表示生殖隔离，指两种生物不能交配且不能产生可育后代D种群基因型频率的改变一定会导致新物种形成B基因突变、基因重组和染色体变异为生物进化提供原材料，A错误；地理隔离使种群间基因交流受阻，当地理隔离导致种群基因库的差别较
7、大时，就可能产生生殖隔离，进而形成新的物种，B正确；生殖隔离是指自然状态下，个体不能交配或者交配后不能产生可育的后代，C错误；种群基因频率的改变是生物进化的实质，不一定会导致新物种形成，D错误。2某山地的蜗牛被突然隆起的山丘分隔成两个种群，若干年后，两个种群发生了明显的进化，而后山丘障碍消失，进化过程如图所示。下列相关说法正确的是()Ab1和c1间出现了地理隔离，二者之间也一定出现了生殖隔离Bc1c2的过程中种群的基因频率一定发生了改变Cd1和d2形态差别较大，所以二者之间一定出现了生殖隔离D生物圈中物种的形成都必须经历这种长期的地理隔离B山丘的形成将蜗牛分成了两个种群，b1和c1之间出现了地
8、理隔离，但不一定形成生殖隔离，A错误；c1到c2的过程中种群发生了进化，进化的实质就是种群基因频率发生改变，B正确；生殖隔离出现的标志是两种生物之间无法交配或交配后不能产生可育的后代，而形态差别大的生物之间不一定出现了生殖隔离，C错误；不经过地理隔离也可以形成新物种，如四倍体西瓜，D错误。共同进化与生物多样性的形成问题探究1请用生物进化论的观点分析生物多样性形成的原因。提示：生物多样性的形成是多种多样的环境对生物不定向变异进行选择的结果。2根据你的理解，分析三种生物多样性之间的关系。提示：基因多样性是形成物种多样性和生态系统多样性的基础，反过来物种多样性和生态系统多样性又影响基因多样性。3物种
9、之间的共同进化都是通过物种之间的生存斗争实现的吗？提示：不是。物种之间的共同进化有通过种间互助实现的，如某种兰花和专门给它传粉的蛾；也有通过种间斗争实现的，如猎豹和斑马。 归纳总结 1共同进化(1)实例某种兰花具有细长的花矩某种蛾类具有细长的吸管似的口器。斑马的奔跑速度加快猎豹的奔跑速度加快。生物影响环境、环境影响生物：地球最早是无氧环境厌氧生物光合生物出现空气中有了氧气出现好氧生物。(2)共同进化的概念：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，这就是共同进化。说明：不同物种之间的影响既包括种间互助，也包括种间斗争。任何一个物种都不是单独进化的。无机环境的选择作用可定向改变
10、种群的基因频率，导致生物朝着一定方向进化；生物的进化反过来又会影响无机环境。共同进化是千姿百态的物种和多种多样的生态系统的形成原因。2生物多样性的形成(1)生物多样性的内容：包括基因多样性、物种多样性、生态系统多样性。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。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。生态系统多样性：生态系统是由生物和非生物的环境共同组成的，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。(2)生物多样性各层次间的关系基因多样性是形成物种多样性
11、和生态系统多样性的基础，反过来物种多样性和生态系统多样性又影响基因多样性。1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，下列不属于共同进化实例的是()A猎豹捕食斑马B某种长有细长花矩的兰花和生有细长口器专门为它传粉的蛾C草原上狼的灭绝造成鹿的数量剧增D昆虫的保护色越来越逼真，而它们天敌的视觉也越来越发达C猎豹捕食斑马是二者相互选择的结果，属于共同进化，A不符合题意；某种长有细长花矩的兰花和生有细长口器专门为它传粉的蛾是通过长期的共同进化形成的，B不符合题意；草原上狼的灭绝造成鹿的数量剧增不属于共同进化，这种情况由于鹿群缺乏捕食者的选择作用，很可能会退化，C符合题意；昆虫的保护色
12、越来越逼真，能够避免被天敌捕食，而它们的天敌视觉越来越发达，以方便捕食昆虫，这是双方在相互选择中共同进化，D不符合题意。2北美洲某种臭虫以当地无患子科植物的气球状蔓生果为食，臭虫需要用锋利的喙刺穿果实，据统计喙长如图1所示；1920年，有人从亚洲引进平底金苏雨树，其果实的果皮比较薄，据统计到1980年以它为食的臭虫的喙长如图2所示。下列叙述不合理的是 ()图1图2A平底金苏雨树与臭虫间发生了协同进化B平底金苏雨树与当地植物存在竞争关系C臭虫体内控制喙长度的基因发生突变可能早于引进平底金苏雨树D生活在无患子科植物和平底金苏雨树上的臭虫间形成了生殖隔离D平底金苏雨树引进后，臭虫喙长变短，因此它们在
13、相互影响中发生了协同进化；平底金苏雨树与当地植物竞争阳光和土壤中的水分和养分；臭虫体内控制喙长度的基因发生突变的时间可能早于引进平底金苏雨树的时间，平底金苏雨树只不过起了选择作用；生活在无患子科植物和平底金苏雨树上的臭虫种群，由于自然选择的差异，基因频率定向改变，导致两个种群的基因库有差异，从题图中无法判断是否已达到生殖隔离的程度。课堂小结知 识 网 络 构 建核 心 语 句 归 纳1.生殖隔离是物种形成的标志。2.隔离是物种形成的必要条件。3.共同进化导致生物多样性的形成。4.生物多样性主要包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次的内容。1如图A、B、C表示3个自然条件有差异的地区
14、，地区间的分界线表示存在一定的地理隔离。A地区的某些个体由于某些机会开始分布到B、C地区，并逐渐形成两个新物种，中的甲、乙、丙分别表示3个种群。下列有关说法正确的是()A上述过程说明地理隔离是新物种形成的标志B甲、乙两个种群的基因库存在较大差异，不能进行基因交流C乙、丙两个种群存在地理隔离，但两种群的基因频率相同D甲、丙种群存在生殖隔离，两个种群的基因库组成完全不同B生殖隔离是新物种形成的标志；甲、乙两个种群的个体为不同物种，不同物种间存在生殖隔离，因此两个种群的基因库存在较大差异，且不能进行基因交流；乙、丙两个种群存在生殖隔离，且两种群的基因频率不相同；甲、丙种群存在生殖隔离，但两个种群的部
15、分基因库组成可能相同。2.如图是物种形成的一种模式。物种a因为地理障碍分隔为两个种群a1和a2，经过漫长的进化，分别形成新物种b和c。在此进程中的某一时刻，a1种群的部分群体越过障碍外迁与a2同域分布，向d方向进化。下列有关叙述正确的是()Ab和d存在地理隔离，所以一定存在生殖隔离Bc和d不存在地理隔离，却可能存在生殖隔离Ca1中的外迁群体与当时留居群体的基因频率相同，则b和d是同一物种Da1中的外迁群体与当时a2种群的基因频率不同，则c和d是不同物种Ba通过地理隔离形成两个种群a1和a2，又分别演化出b、c、d三个种群，b和d虽然有地理隔离，但是不一定会产生生殖隔离，A错误；c和d不存在地理
16、隔离，却可能存在生殖隔离，B正确；基因频率的改变不一定会导致生殖隔离而产生新的物种，但是产生了生殖隔离的种群，其基因频率一定会发生变化，a1中的外迁群体与当时留居群体的基因频率相同，但是b和d由于存在地理隔离，种群的基因频率在各自的环境下，向不同的方向改变，可能形成不同的物种，C错误；即使a1中的外迁群体与当时a2种群的基因频率不同，只要c和d不存在生殖隔离，它们仍是同一物种，D错误。3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
17、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C兰花花矩的变异是不定向的，蛾的口器和兰花花矩起到相互选择的作用。任何一个物种都不是单独进化的，生物与无机环境以及生物与生物之间都存在着进化上的密切联系。蛾的口器与花矩的相互适应正是共同进化的结果。新物种形成的标志是与原来的物种形成生殖隔离，隔离是新物种形成的必要条件。4下列关于协同进化与生物多样性的叙述，错误的是()A不同物种之间可以相互选择协同进化B捕食者的存在有利于增加物种的多样性C生物多样性的形成就是新物种不断产生的过程D生态系统多样性形成的原因可概括为协同进化C协同进化指不同物种之间或生物与无机环境之间，在相互影响中不断进化
18、和发展，故不同物种之间可以相互选择协同进化；捕食者的存在使食物链中的生物通过反馈进行调节，有利于增加物种的多样性；生物多样性包括物种多样性、遗传多样性和生态系统多样性；协同进化是指不同物种之间、生物与无机环境之间的协同进化，生物多样性的形成是协同进化的结果。(教师用书独具)加拉帕戈斯群岛由许多互不相连、彼此独立的小岛组成。1835年，达尔文发现该群岛上有地雀13种，如图表示这13种地雀之间的进化关系。(1)从图中可以看出，这些不同种的地雀都是由 这一共同祖先进化而来的。(2)每一种地雀都有其特定的觅食场所，这些场所分布在不同的小岛上。每一种地雀喙的大小、形状、尺寸等性状均存在差异，这是各小岛上
19、不同的 因素作用的结果。该因素在地雀的进化过程中起到了 的作用。(3)由于各小岛彼此独立，生活在这些小岛上的原始地雀之间存在着 隔离。在长期的进化历程中，各个小岛上的地雀分别累积各自的有利变异，从而彼此之间逐渐形成 隔离，最终形成了地雀新种。(4)若某个小岛上的地雀均为莺雀，则该小岛上的全部莺雀个体称为 。这是生物进化的 。(5)加拉帕戈斯群岛上的13种地雀体现了生物的 多样性。解析(1)分析图示可知，这些不同种的地雀都是由共同祖先南美洲地雀进化而来的。(2)喙是用来取食的，地雀喙存在差异，是各小岛上不同的食物因素作用的结果。食物因素在地雀的进化过程中起到了选择的作用。(3)由于小岛彼此独立，原始地雀之间存在地理隔离，在长期进化过程中由于各自有利变异的积累，产生了生殖隔离。(4)生活在一定地域内的同种生物的总和称为种群，种群是生物进化的基本单位。(5)该群岛上的13种地雀体现了生物的物种多样性。答案(1)南美洲地雀(2)食物选择(3)地理生殖(4)种群基本单位(5)物种教材课后习题(教师用书独具)一、基础题1(1)(2)(3)2生活在峡谷北侧的种群发生了突变，由于突变的随机性，同样的突变没有发生在峡谷南侧的种群中。由于这两个种群被河流隔开，彼此没有交配的机会，也就是没有基因的交流，所以两个种群发生明显的分化，有可能演变成两个物种。二、拓展题(略)