6.3物种形成与生物多样性(共40张PPT)

(共40张PPT)
第三节　物种形成与生物多样性
内容索引
01
02
03
自主预习 新知导学
合作探究 释疑解惑
课堂小结
课标定位
1.概述物种和隔离的概念,分析变异、选择和隔离在新物种形成中的作用。
2.结合具体实例分析生物多样性形成的原因。
3.举例说明生物多样性为人类生存提供资源和适宜环境。
素养阐释
1.基于归纳与概括等科学思维方法,认识生命现象,阐述变异、选择和隔离可导致新物种的形成。
2.探讨生物多样性形成的原因,解释生物的适应是自然选择的结果。
3.认同保护生物多样性对人类健康生活和社会可持续发展的重要意义,进一步增强保护环境的意识和责任。
自主预习 新知导学
一、隔离是物种形成的必要条件
1.隔离
(1)概念:是指在自然条件下生物不能自由交配,或者即使能交配也不能产生可育后代的现象。
(2)种类
①地理隔离:指生物的种群之间由于地理环境的阻隔,不能相互交配繁殖产生后代的现象。
②生殖隔离:指在自然条件下,由于生物之间不能交配或者交配后不能产生可育后代的现象。
2.物种形成过程
(1)一般情况
物种内的基因突变、自然选择和迁移,将逐渐形成不同的种群
↓
经过漫长年代的地理隔离,各种群朝着不同方向发展
↓
种群之间在形态、结构、生理功能等方面的差异越来越大
↓
各种变异得到积累和加强
↓
种群之间的基因组成发生较大变化
↓
形成生殖隔离
↓
出现新物种
(2)少数情况
不经过地理隔离,生物通过染色体加倍等变异
↓
直接形成生殖隔离
↓
形成新物种
3.物种形成的标志:形成生殖隔离。
4.物种形成的三个环节:可遗传变异、自然选择和隔离。
二、生物多样性的形成是生物进化的结果
1.生物多样性的概念:指生物及其环境形成的生态复合体以及与此相关的各种生态过程的综合,包括动物、植物、微生物和它们所拥有的基因以及它们与其生存环境形成的复杂的生态系统。
2.生物多样性的层次
3.生物多样性的价值
(1)多样的生物为自然界中的各种生物提供了丰富多彩的生存环境。
(2)生物多样性的直接价值在于为人类提供丰富的资源和适宜的生存环境。
(3)生物多样性还在科学研究、美学、艺术等方面具有很多潜在价值。
4.保护生物多样性:建立自然保护区,有计划地就地或迁地保护濒危和珍稀物种;通过立法与实践行动,保护生物遗传多样性,保护特定的生态系统类型;制定减排措施,大力提倡环保产业等。
【预习检测】
1.判断正误。
(1)存在生殖隔离的种群不一定存在地理隔离。(　　)
(2)物种的形成可以不经过隔离。(　　)
(3)地理隔离导致的结果是不能产生可育后代。(　　)
(4)地理隔离的出现导致等位基因频率的改变。(　　)
(5)生物多样性包括遗传多样性、个体多样性和生态系统多样性。(　　)
(6)不断进化只能发生在生物与生物之间。(　　)
(7)最早出现的生物是单细胞的厌氧型生物。(　　)
(8)不同的生物之间的相互影响形成了生物的多样性。(　　)
√
×
×
×
×
×
√
×
2.我国西北部的欧洲玉米螟与东部的亚洲玉米螟由于信息激素的不同而产生了生殖隔离,但从外貌上无法区分。下列说法正确的是(　　)。
A.外貌形态相同,因此它们属于同一物种
B.具有生殖隔离,因此它们属于不同的物种
C.无法判断
D.以上说法都错误
答案:B
3.下列关于地理隔离和生殖隔离的说法,错误的是(　　)。
A.生殖隔离不一定是地理隔离的必然结果
B.地理隔离的两个种群,如果人为地放在一起,一定不能相互交配产生可育后代
C.生殖隔离产生的关键原因是种群基因库的差异
D.不同的物种之间一定具有生殖隔离
答案:B
合作探究 释疑解惑
知识点一
隔离是物种形成的必要条件
问题引领
请根据物种形成图解(见图Z6-3-1)回答下列问题。
图Z6-3-1
(1)a→b发生了　　　　　　,其实质是　　　　　　　　　　　　　。
答案:生物进化　种群等位基因频率的改变
(2)a→c导致　　　　　,其标志是产生　　　　　。
答案:新物种形成　生殖隔离
(3)物种形成和生物进化是不是一回事 二者有何关系
提示:不是一回事。只要有等位基因频率的改变,就发生生物进化;而物种形成必须是两种群基因组成差异达到一定程度,引起生殖隔离才可以。
归纳提升
1.地理隔离与生殖隔离的比较
(1)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)一般先经过长期的地理隔离,再形成生殖隔离;也可能不经过地理隔离直接形成生殖隔离,如多倍体的产生。
(3)长期的地理隔离不一定形成生殖隔离,但可能产生亚种,如东北虎和华南虎。
(4)生殖隔离是物种形成的标志,是物种形成的最后阶段,是物种间的真正界限。
2.物种形成和生物进化的比较
内容 物种形成 生物进化
标志 出现生殖隔离 等位基因频率改变
变化后的生物与原生物的关系 属于不同物种 仍属于一个物种或突破“种”的界限
二者联系 ①生物进化的实质是等位基因频率的改变,这种改变可大可小,不一定会突破物种的界限,即生物进化不一定导致新物种形成 ②新物种形成则说明生物进化了
内容 物种形成 生物进化
二者的 判断 (1)判断两个种群是否属于同一物种的标准,是看它们之间是否存在生殖隔离,若存在生殖隔离,则一定是两个物种 (2)判断种群是否进化的标准,是看其等位基因频率是否发生了变化,若种群等位基因频率没有发生变化,则种群没有发生进化 (3)新物种形成不一定经过地理隔离,但不管哪种方式都需要达到生殖隔离才能完成新物种的形成
3.物种形成的3大模式
(1)
(2)
(3)
典型例题
某一小岛上的野兔原种种群由于某种原因,部分个体分别迁移到了两个其他的小岛上。图Z6-3-2表示野兔原种进化的过程,下列相关说法错误的是(　　)。
A.新物种1与新物种2可能是同一物种
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定向改变
答案:C
图Z6-3-2
解析:若种群1、2经历的突变和基因重组、自然选择作用相同,则新物种1与新物种2可能是同一物种(这里的新物种是相对于原种来说的)。题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,具有有利性状的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,种群的等位基因频率发生了定向改变。
【变式训练】
图Z6-3-3所示为种群与物种的关系图解,下列有关叙述错误的是(　　)。
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存在地理隔离,导致基因不能自由交流
B.若物种2是由物种1进化而来的,则物种1
一定发生了等位基因频率的改变
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的等位基因频率都发生了
改变,则这两个种群都在进化
答案:C
解析: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。
图Z6-3-3
知识点二
生物多样性的形成是生物进化的结果
问题引领
1.不同物种之间在进化上密切相关,生物的进化与无机环境的变化是否有关呢 如何理解
提示:有关。无机环境的选择作用可以定向改变种群的等位基因频率,导致生物朝向一定的方向进化;生物的进化反过来又会影响无机环境。
2.概述物种多样性的根本原因和直接原因。
提示:遗传多样性是物种多样性的根本原因,蛋白质多样性是物种多样性的直接原因。
归纳提升
1.生物进化与生物多样性
(1)生物与生物之间在相互影响中不断进化。例如,捕食者与被捕食者之间是在相互选择中不断进化的。
(2)生物与无机环境也是相互影响,不断进化的。
生物能够适应一定的环境,也能影响环境。生物与无机环境之间是相互影响,共同演变的。例如,地球形成初期,原始大气中是没有氧气的,因此最早出现的生物是厌氧的,光合生物的出现使大气中有了氧气,为好氧型生物的出现创造了前提。
(3)生物进化形成生物多样性
①生物进化的总趋势:简单→复杂(原核细胞→真核细胞,单细胞→多细胞)、低等→高等、水生→陆生。
②有关代谢的进化示意图
③生殖方式的进化:无性生殖→有性生殖。
④生物进化是生物多样性的基础,生物多样性是生物进化的必然结果。
2.生物多样性三个层次之间的联系
典型例题
研究者对分布在喜马拉雅山东侧不同海拔的358种鸣禽进行了研究,绘制了该地区鸣禽物种的演化图表(部分)及其在不同海拔分布情况的示意图(如图Z6-3-4,图中数字编号和字母代表不同鸣禽物种的种群)。请回答下列问题。
图Z6-3-4
(1)种群①内部个体间形态和大小方面的差异体现的是　　　　　　多样性,该多样性的实质是　　　　　　　　多样性。
(2)在②③④⑤四个物种中,亲缘关系最近的两种是　　　　　　　　。
(3)该研究发现,种群分布区域的扩大是喜马拉雅鸟类新物种形成的重要原因之一,就⑥⑦形成过程而言,种群X分布区域扩大的意义是
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)由种群X进化成为⑥⑦两个物种的历程约为7百万年,⑥和⑦成为两个不同物种的标志是　　　　　　。下列关于这一进化历程的叙述,正确的是　　　　(多选)。
A.X中的个体发生了可遗传的突变
B.⑥⑦中每个个体是进化的基本单位
C.⑥⑦一直利用相同的生物和非生物资源
D.自然选择的直接对象是种群X中不同的等位基因
E.不同海拔的选择有利于不同种群的等位基因频率朝不同方向演化
答案:(1)遗传　基因(或遗传物质或基因中脱氧核糖核苷酸序列)
(2)②③
(3)有利于在⑥⑦原种群之间形成地理隔离(或使⑥⑦原种群之间彼此不能接触,失去交配机会)
(4)形成生殖隔离　AE
解析:(1)生物多样性的内容有物种多样性、遗传多样性和生态系统多样性,种群内部生物个体间形态和大小方面的差异体现了遗传多样性,基因的差异或基因中脱氧核糖核苷酸序列的差异是其根本原因。
(2)据题图分析,分支越向后,亲缘关系越近,故②③④⑤四个物种中,亲缘关系最近的是②③。
(3)种群分布区域扩大了,这样⑥⑦的生活环境就可能不同,逐渐形成地理隔离进而导致生殖隔离。
(4)新物种形成的标志是形成生殖隔离,导致新物种形成的原因一般是原有物种变异的不同,再由于生活环境的选择不同,经过长期的地理隔离,使种群的等位基因频率朝不同方向演化而渐变形成的。
【变式训练】
菁草是菊科植物的一个种。采集同一山坡不同海拔的菁草种子,种在海拔为零的某一花园中,植株高度如图Z6-3-5。下列叙述正确的是(　　)。
A.原海拔不同的菁草株高的差异
表现出物种多样性
B.不同海拔菁草之间不能杂交或
杂交不育
C.研究遗传差异是否影响菁草株高,
需原海拔处的数据
D.图示结果说明菁草株高的变化受到花园环境的影响
答案:C
图Z6-3-5
解析:研究遗传差异是否影响菁草株高,要将原海拔处的数据与现海拔处的数据作对比以排除环境因素引起的差异,C项正确。不同海拔的植株仍为同一物种,可以进行基因交流,不能体现出物种多样性,A、B两项错误。若研究菁草株高的变化是否受花园环境影响,需要将题图中的植物高度与生长在原海拔处的株高进行比较,D项错误。
课堂小结
本 课 结 束