(共25张PPT)
6.3.2 隔离在物种形成中的作用
新人教版 必修二
新知导入
问题探讨
金鱼起源于中国，有文献记载晋桓冲游庐山时见湖中有赤鳞鱼，此赤鳞鱼即红黄色的金鲫鱼，也就是金鱼最早的祖先。因此可以认为金鱼最早发现于我国晋朝（公元265－420年间）。在唐代金鱼被半家化饲养用于行善放生，自宋代开始养殖金鱼，在明清两代发扬光大，新中国成立后我国科学家对金鱼的保种和繁育做出了大量的贡献。金鱼于1502年传到日本，至二战后日本又通过台湾引进多个品种，金鱼在17世纪末传到英国，18世纪传入欧洲，1874年传入美国，之后传遍全世界。
最早在1928年至1934年间，我国陈桢教授在金鱼杂交实验中就发现了一个事实：任何一种金鱼都可以与野生鲫鱼杂交，并产生可育后代。
这个实验首次证明了金鱼与鲫鱼不存在生殖隔离，亲缘关系极为密切。
之后，科学家更经过胚胎发育对比、染色体组型分析等进一步研究表明，金鱼就是由中国鲫鱼而来。
在分类学上，金鱼并非一个独立物种，而是与鲫鱼同属一个物种。
思考：金鱼与鲫鱼相差如此之大，为何同属一个物种？
合作探究
观看视频并完成以下问题：
1.为什么要从抑菌圈边缘的菌落上挑选细菌？
2.在本实验的培养条件下，耐药菌所产生的变异是有利还是有害的？你怎么理解变异是有利还是有害的？
3.滥用抗生素的现象十分普遍。例如，有人生病时觉得去医院很麻烦，就直接吃抗生素；
有的禽畜养殖者将抗生素添加到动物饲料中。你认为这些做法会有什么后果？
4.若不需要定量检测细菌的耐药性大小，只需要筛选出耐药的细菌，实验思路是什么样的？
新知讲解
探究·实践
1.为什么要从抑菌圈边缘的菌落上挑选细菌？
因为抑菌圈边缘生长的细菌可能是耐药菌
2.在本实验的培养条件下，耐药菌所产生的变异是有利还是有害的？你怎么理解变异是有利还是有害的？
在本实验的条件下，耐药菌的产生的变异一般来说是有利的。有利于生物在特定环境中生存和繁殖的变异在此环境中就是有利变异。
3.滥用抗生素的现象十分普遍。例如，有人生病时觉得去医院很麻烦，就直接吃抗生素；有的禽畜养殖者将抗生素添加到动物饲料中。你认为这些做法会有什么后果？
会增强某些细菌的耐药性
4.若不需要定量检测细菌的耐药性大小，只需要筛选出耐药的细菌，实验思路是什么样的？
将稀释一定倍数的菌液，直接涂布到含一定浓度抗生素的培养基上，将长出的细菌挑出，即耐药菌；
探究·实践
注意事项
（1）在超净工作台实施操作时，应先对双手和操作台进行消毒（使用一定浓度的酒精）；
（2）盛有培养基的培养皿以及培养基、抗生素、滤纸片、涂布器等实验用具均需经过灭菌（高温灭菌锅高温灭菌）
（3） 接种时必须在无菌条件下进行操作，以确保不被污染（例如接种环和涂布器要用酒精灯高温灭菌）
（4） 实验结束后，应将耐药菌、培养基、纸片等进行高温灭菌处理
课堂练习
例题1.2015年4月14日《楚天都市报》报道：湖北爆发致命超级细菌，导致一名3岁男童死亡。超级细菌是指对多数抗生素耐药的细菌，能让抗生素失效造成人体严重感染。下列关于超级细菌的叙述不符合达尔文进化观点的是（ ）
A．超级细菌对多数抗生素具有耐药性，是抗生素不断选择的结果
B．细菌中原来就存在对抗生素具有耐药性的个体
C．抗生素的选择和细菌的变异都是定向的
D．新品种抗生素的使用会影响超级细菌的进化
D
合作探究
请根据教材P116“物种的概念”,回答下列相关问题。
1.物种的概念
2.生殖隔离的概念
新知讲解
1.物种的概念
能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物。
2.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的现象。
例如，马和驴虽然能够交配，但是产生的后代——骡是不育的，因此，马和驴之间存在生殖隔离，它们属于两个物种。
物种和种群的联系和区别
物种是指分布在一定的自然区域内，具有一定的形态结构和生理功能，而且在自然状态下能够相互交配和繁殖，并能够产生可育后代的一群生物个体
种群是指生活在同一地点的同种生物个体的总和。
同一物种是由分布在生物圈中的不同种群组成的，而同一种群内的个体一定是由同一物种组成的
课堂练习
例题2：如图所示为种群与物种的关系图解，关于它们的叙述不正确的是（ ）
A．从图中可以看出，一个物种可以有很多种群，这些种群间只是因为地理隔离，阻碍了基因交流
B．若物种2是由物种1形成的，则物种1一定发生了基因频率的改变
C．由物种1形成物种2的必要条件是地理隔离
D．若种群1与种群2的基因频率都发生了改变，则这两个种群都在进化
C
合作探究
阅读课本P116“隔离及其在物种下形成中的作用”，思考：
1.地理概念和隔离的概念
2.完成“思考与讨论”中的讨论题
新知讲解
1.地理隔离：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。
2.隔离：在自然条件下基因不能自由交流的现象。地理隔离和生殖隔离统称为隔离。
地理隔离和生殖隔离有没有联系呢？
隔离在物种形成中的作用
讨论: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？
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。
思考·讨论
隔离在物种形成中的作用
2.不同岛屿上的地雀种群，产生突变的情况一样吗？
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？
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？
不会。因为个体间有基因的交流。
加拉帕戈斯群岛的地雀是说明通过地理隔离形成新物种的著名实例。
地雀在加拉帕戈斯群岛的进化分析
(1)渐变式物种形成过程的概念模型：
物种形成和生物进化两者之间的联系和区别
(2)爆发式物种形成过程的概念模型：
(3)物种、种群与隔离之间关系的概念模型：
课堂练习
例题3.某一小岛上的野兔原种种群由于某种原因造成部分个体分别迁移到了两个其他的小岛上。如图表示野兔原种进化的过程，相关说法不正确的是（ ）
A．新物种1与新物种2基因库不同
B．由野兔原种形成新物种显示了物种形成的一种方式，即经过地理隔离而达到生殖隔离
C．图中X、Y分别表示突变和基因重组、自然选择，Z仅表示自然选择过程
D．在新物种形成的过程中一定存在种群基因频率的改变
C
课堂总结
板书设计
6.3.2 隔离在物种形成中的作用
一、探究抗生素对细菌的选择作用
二、物种的概念
三、隔离及其在物种下形成中的作用
作业布置
完成学案检测题
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6.3.2隔离在物种形成中的作用
基础知识
一、物种的概念
1.物种指能够在自然状态下 并且产生 的一群生物。
二、隔离及其在物种形成中的作用
2.不同物种之间一般是 相互交配的，即使交配成功，也不能产生 的后代，这种现象叫做生殖隔离。同种生物由于 而分成不同的种群，使得种群间不能发生 的现象，叫做地理隔离。地理隔离和生殖隔离统称为 。
3.加拉帕戈斯群岛上生活的13种地雀的祖先属于 物种，它们是通过 逐渐形成的。分布到不同岛屿上的地雀可能会出现不同的 和 ，而一个种群的 和 对另一种群的 没有影响。因此，不同种群的 就会发生不同的变化。
4.从南美洲大陆迁移到加拉帕戈斯群岛上不同岛屿种群，由于各个岛屿上食物和栖息条件互不相同，自然选择对不同种群基因频率的改变作用就有差别：在一个种群中，某些基因被保留下来，而在另一个种群中，被保留下来的可能是 基因。长久之后，这些种群的 就会形成明显的差异，并逐渐出现 ，原来属于同一物种的地雀，就成料不同的物种。 是物种形成的必要条件。
合作探究
知识点一:探究抗生素对细菌的选择作用
观看视频并完成以下问题：
1.为什么要从抑菌圈边缘的菌落上挑选细菌？
2.在本实验的培养条件下，耐药菌所产生的变异是有利还是有害的？你怎么理解变异是有利还是有害的？
3.滥用抗生素的现象十分普遍。例如，有人生病时觉得去医院很麻烦，就直接吃抗生素；有的禽畜养殖者将抗生素添加到动物饲料中。你认为这些做法会有什么后果？
4.若不需要定量检测细菌的耐药性大小，只需要筛选出耐药的细菌，实验思路是什么样的？
例1.2015年4月14日《楚天都市报》报道：湖北爆发致命超级细菌，导致一名3岁男童死亡。超级细菌是指对多数抗生素耐药的细菌，能让抗生素失效造成人体严重感染。下列关于超级细菌的叙述不符合达尔文进化观点的是（ ）
A．超级细菌对多数抗生素具有耐药性，是抗生素不断选择的结果
B．细菌中原来就存在对抗生素具有耐药性的个体
C．抗生素的选择和细菌的变异都是定向的
D．新品种抗生素的使用会影响超级细菌的进化
知识点二:物种的概念
请根据教材P116“物种的概念”,回答下列相关问题。
1.物种的概念
2.生殖隔离的概念
例题2.如图所示为种群与物种的关系图解，关于它们的叙述不正确的是
A．从图中可以看出，一个物种可以有很多种群，这些种群间只是因为地理隔离，阻碍了基因交流
B．若物种2是由物种1形成的，则物种1一定发生了基因频率的改变
C．由物种1形成物种2的必要条件是地理隔离
D．若种群1与种群2的基因频率都发生了改变，则这两个种群都在进化
知识点三:隔离及其在物种下形成中的作用
阅读课本P116“隔离及其在物种下形成中的作用”，思考：
1.地理概念和隔离的概念
2.完成“思考与讨论”中的讨论题
例题3某一小岛上的野兔原种种群由于某种原因造成部分个体分别迁移到了两个其他的小岛上。如图表示野兔原种进化的过程，相关说法不正确的是
A．新物种1与新物种2基因库不同
B．由野兔原种形成新物种显示了物种形成的一种方式，即经过地理隔离而达到生殖隔离
C．图中X、Y分别表示突变和基因重组、自然选择，Z仅表示自然选择过程
D．在新物种形成的过程中一定存在种群基因频率的改变
课堂总结
板书设计
隔离在物种形成中的作用
一、探究抗生素对细菌的选择作用
二、物种的概念
三、隔离及其在物种下形成中的作用
作业布置
参考答案
基础知识
1.相互交配 可育后代
2.不能 可育 地理障碍 基因交流 隔离
3.同一 地理隔离 突变 基因重组 突变 基因重组 基因频率 基因频率
4.另一些 基因库 生殖隔离 隔离
合作探究
知识点一:探究抗生素对细菌的选择作用
1.因为抑菌圈边缘生长的细菌可能是耐药菌
2.在本实验的条件下，耐药菌的产生的变异一般来说是有利的。有利于生物在特定环境中生存和繁殖的变异在此环境中就是有利变异。
3.会增强某些细菌的耐药性
4.将稀释一定倍数的菌液，直接涂布到含一定浓度抗生素的培养基上，将长出的细菌挑出，即耐药菌；
例3D
知识点二:物种的概念
1.物种：能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物。
2. 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的现象。
例题1【答案】 C
【解析】 种群是生物进化的基本单位，生物进化的实质在于种群基因频率的改变；隔离是新物种形成的必要条件，新物种的形成通常要经过长期的地理隔离而达到生殖隔离，但并不是所有新物种的形成都需要经过地理隔离，故选C。
知识点三:隔离及其在物种下形成中的作用
1.地理隔离：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。
2.隔离：在自然条件下基因不能自由交流的现象。地理隔离和生殖隔离统称为隔离。
思考与讨论：
1.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.不一样。因为突变是随机发生的。
3.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.不会。因为个体间有基因的交流。
例题2. 【答案】 C
【解析】 新物种1与新物种2可能是同一物种，也可能不是同一物种；图中显示了经过地理隔离而达到生殖隔离形成新物种的方式；种群产生不同性状是突变和基因重组的结果，有利性状个体保存是自然选择的结果，因此，X、Y分别表示突变和基因重组、自然选择，Z表示若干次突变和基因重组，以及自然选择的作用；在新物种形成的过程中，由于自然选择的作用使种群的基因频率发生了定向改变中小学教育资源及组卷应用平台
6.3.2隔离在物种形成中的作用
一、单选题
1．下列关于生物变异和进化的叙述，错误的是（ ）
A．在生物的变异过程中，非同源染色体之间交换部分片段，属于突变
B．人工繁育的大熊猫放归自然将改变保护区内大熊猫种群的基因频率
C．种群之间的生殖隔离必须经长时间的地理隔离才能实现
D．基因频率改变的快慢与其控制的性状与环境适应的程度有关
2．新物种形成的标志是（ ）
A．产生新基因 B．出现地理隔离
C．出现新性状 D．形成生殖隔离
3．隔离在物种的形成过程中起着非常重要的作用，下列叙述不正确的是（ ）
A．隔离阻止了种群间的基因交流
B．物种的形成都必定先经过长期的地理隔离
C．遗传组成上的差异是产生生殖隔离的根本原因
D．隔离是物种形成的必要条件
4．关于桦尺蛾在不同地区的释放和回收情况如下表，假设灰白色由A基因控制，暗黑色由a基因控制，A对a完全显性，以下叙述错误的是（ ）
地区 灰白色蛾 暗黑色蛾
释放数 回收数 释放数 回收数
伯明翰(工业污染区) 64 16(25%) 154 82(53%)
多塞特(非工业区) 393 54(13．7%) 406 19(4．7%)
A．两个地区的灰白色蛾与暗黑色蛾之间没有发生生殖隔离
B．这是一种适应性进化，这种进化性变化是自然选择所造成的
C．自然选择虽然不是进化的唯一因素，但却是适应进化的唯一因素
D．与伯明翰区相比，灰白色蛾在多塞特区更适合生存
5．在自然条件下，二倍体植物（2n=4）形成四倍体植物的过程如下图所示。下列说法正确的是（ ）
A．相对于二倍体植物，四倍体植物果实大且多
B．二倍体植物与四倍体植物不存在生殖隔离
C．秋水仙素形成多倍体的原理与该过程类似
D．确定四倍体植物的DNA序列只需测2条染色体
6．野生猕猴桃是一种多年生富含维生素C的二倍体小野果。下图为某科研小组以基因型为aa的野生猕猴桃种子为实验材料，培育抗虫无籽猕猴桃新品种的过程。下列相关分析正确的是（ ）
A．过程①、②的原理是基因突变
B．过程⑤的两个亲本不存在生殖隔离
C．过程③、⑦可能都用到了秋水仙素
D．过程⑥得到的AAAB个体中没有同源染色体
7．华南虎和东北虎属于两个亚种，这两个亚种形成的主要原因是（ ）
A．地理隔离 B．生殖隔离
C．基因突变 D．生殖隔离和地理隔离
8．我国多个科研团队合作发现，位于水稻3号染色体上的Ef-cd基因可将水稻成熟期提早7天至20天，该基因兼顾早熟和高产两方面特征。含Ef-cd基因的水稻氮吸收能力、叶绿素代谢及光合作用相关过程均显著增强。下列有关叙述错误的是（ ）
A．Ef-cd基因可能促进植物根细胞膜上NO2载体数量增加
B．Ef-cd基因的作用体现出一个基因可以影响多个性状
C．人工选育早熟高产新品种的过程中Ef-cd的基因频率发生定向改变
D．应用Ef-cd培育早熟高产的小麦新品种最简便的方法是杂交育种
9．某高山上生长着两种野花，一种生活在酸性土壤上，四月份开花；另一种生活在碱性土壤上， 二月份开花。经研究发现它们有共同的祖先。下列有关分析正确的是（ ）
A．基因突变和基因重组是两种野花形成的基础
B．土壤的理化性质诱导野花发生定向的变异
C．两种野花仍可产生可育的后代
D．两种野花开花时间不同说明两种野花存在生殖隔离
10．如图表示生物新物种形成的基本环节，下列叙述正确的是（ ）
A．自然选择决定了生物变异和进化的方向，进而导致生物多样性的形成
B．由于种群基因频率的改变，生物一定会发生进化，一定会形成新的物种
C．地理隔离使种群基因库产生差别，必然导致生殖隔离
D．自然选择对不同种群的基因频率的改变所起的作用有所差别
11．如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，下列有关进化的叙述正确的是（ ）
A．一个物种只有一个种群，即种群是生物进化的单位
B．种群1和2由于生活的环境不同，出现了不同的突变和基因重组
C．自然选择使种群1和2基因频率发生定向改变
D．种群1、2出现生殖隔离说明两者基因库中基因都不同
12．科学家通常通过对野生稻进行改良，提高其抗逆性和产量，从而获取栽培稻。下列有关叙述正确的是（ ）
A．野生稻与栽培稻的遗传物质有差异，属于两个物种
B．野生稻进化为栽培稻的标志是基因型频率的改变
C．野生稻与栽培稻基因的基本组成单位可能不同
D．野生稻进化为栽培稻与其生存环境有关
13．新物种形成的标志是（ ）
A．改变了基因频率 B．产生了地理隔离
C．形成了生殖隔离 D．产生新的形态结构和生理功能
14．金鱼系野生鲫鱼经长期人工选育而成，是中国古代劳动人民智慧的结晶。现有形态多样、品种繁多的金鱼品系。自然状态下，金鱼能与野生鲫鱼杂交产生可育后代。下列叙述正确的是（ ）
A．人类的喜好影响了金鱼的进化方向
B．人工选择使鲫鱼发生变异，产生多种形态
C．野生鲫鱼种群经自然选择获得的性状都可以通过遗传进行积累
D．金鱼与野生鲫鱼属于两个物种
15．下图表示生物新物种形成的基本环节，下列对图示分析正确的是（ ）
A．d表示地理隔离，使同一物种的不同种群间不能进行基囚交流
B．b表示生殖隔离，生殖隔离是生物进化的标志
C．c表示新物种形成，新物种可以与原物种交配产生可育后代
D．a表示突变和基因重组，决定了生物进化的方向
二、综合题
16．加拉帕格斯群岛的地雀原来属于同一个物种，从南美大陆迁来后，分布在不同的海岛上，从而形成了________。这样，不同的种群就可能出现不同的________ ，且互不影响，从而使不同的种群的基因频率发生不同的变化同时由于各岛屿上的条件不同，所以自然选择对各种群所起的作用也不相同，久而久之，各种群的________ 就会形成明显的差异，并逐步出现________ ，从而使原来属于同一个物种的地雀，就成了不同的物种。由此可见，隔离是物种形成的必要条件上述一个物种进化成多个不同的物种，体现了生物多样性中的物种多样性生物多样性还包括基因多样性和_________多样性
17．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，它们所处的环境条件不同，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种群的部分个体越过障碍外迁，与 a2 同域分布， 向 d 方向进化。据此回答下列问题：
（1）在遗传学和进化论研究中，物种是指能够在自然状态下相互交配并产生_________的一群生物。物种 a 的两个种群 a1和 a2由于地理上的障碍而不能发生基因交流，这种现象叫做____________。
（2）c 和 d 虽然生活在同一区域，但已经不能相互交配，这说明他们之间存在________。
（3）在此过程中，不利变异被淘汰，有利变异得以保存和积累，从而使控制有利变异的基因频率提高，导致生物朝着适应环境的方向进化，由此可见，生物进化的实质是________。
18．英国曼彻斯特地区有一种桦尺蛾，它们夜间活动，白天栖息在树干上。桦尺蛾的体色受一对等位基因A和a控制，黑色（A）对浅色（a）显性。
（1）假设桦尺蛾种群中存在3种基因型的个体，AA占20%，Aa占40%，aa占40%，则该种群中A的基因频率是______；若该种群自由交配繁殖若干代后，子代中A的基因频率不变，则出现上述结果的前提条件是______（写出两条）。
（2）随着当地工业的发展，树干表面逐渐呈现黑褐色，此时更能适应新环境的桦尺蛾的体色是______；在自然选择过程中，直接选择的是______（填“基因型”或“表型”），请尝试运用自然选择学说解释桦尺蛾适应性特征形成的机制_________。
（3）假设种群中浅色个体每年减少30%，各种基因型的黑色个体每年均增加30%，则第二年基因型为Aa个体的基因型频率为______；此过程中该桦尺蛾种群______（填“发生”或“未发生”）进化，理由是______。
（4）该桦尺蛾种群中，黑色个体和浅色个体______（填“属于”或“不属于”）两个物种，理由是______。
参考答案
1．C
2．D
3．B
4．D
5．D
6．C
7．A
8．D
9．D
10．D
11．C
12．D
13．C
14．A
15．A
16．地理隔离 突变和基因重组 基因库 生殖隔离
生态系统
17．
（1） 可育后代 地理隔离
（2）生殖隔离
（3）种群基因频率的(定向)改变
18．40% 种群非常大；没有迁入和迁出；雌雄个体间都能自由交配并产生后代；不同翅色的个体生存和繁殖的机会均等；基因A和a都不产生突变 黑色 表型 在工业化导致树干逐渐呈黑褐色环境的选择作用下，黑色桦尺蛾比浅色更不容易被天敌发现、捕食，获得生存和繁殖的优势，经过代代繁殖，群体中黑色个体越来越多，有利变异通过逐代积累而成为显著的适应性特征 49.1% 发生 种群的基因频率发生了变化 不属于 黑色个体和浅色个体之间不存在生殖隔离
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