第6章 第3节二隔离在物种形成中的作用--人教版2019高中生物学必修2教学课件(共31张PPT)

(共31张PPT)
第3节 二 隔离在物种形成中的作用
第6章　生物的进化
生物
学习目标
1.通过对自然界中多种实例的分析，解释物种、隔离等概念。（生命观念）
2.通过构建加拉帕戈斯岛上地雀的物种分化进程模型，总结出渐变式物种形成模型，认识隔离在物种中形成的作用。（生命观念、科学思维）
学习重难点
重点：
1.物种和隔离的概念；
2.隔离的类型及其在物种形成中的作用。
难点：
地理隔离引发基因交流阻断，如何逐步导致生殖隔离的形成及新物种的产生过程。
导入新课
狮虎兽
骡
导入新课
物种和隔离的概念
新课讲授
探究一
新课讲授
[探究一]物种和隔离的概念
【资料1】狮虎兽(左)与虎狮兽(右)
虎狮兽是雄虎与雌狮杂交产生的(虎与狮各有19对同源染色体),虎狮兽头像老虎,有狮一样的鬃毛,身体像老虎,有类似虎皮的褐色条纹,特别是它们的眼睛、鼻子、耳朵及脸型、脚爪和尾巴等都具有狮、虎共有的血统,比狮子更“会”爬树,又像老虎一样能游泳,其性情更接近老虎,比较凶猛,它们的外形更像是一类全新物种。“虎狮兽”也被称为世间奇兽,在生物学、遗传学等方面有很重要的研究价值。
新课讲授
[探究一]物种和隔离的概念
【资料2】骡

骡是由具有32对染色体的马和31对染色体的驴进行杂交产生的后代，其中由公驴和母马所生的杂种为马骡；由公马和母驴所生的杂种为驴骡，骡个大，具有驴的负重能力和抵抗能力，又有马的灵活性和奔跑能力，是非常好的役畜。
新课讲授
[探究一]物种和隔离的概念
结合材料和课本116页，回答下列问题。
1.老虎与狮子，马和驴是同一个物种吗？
2.物种和种群是同一个概念吗？有什么区别？
3.虎狮兽、骡是新的物种吗？为什么？自然状态下，不同物种间的这种隔离有什么意义？
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。
新课讲授
项目 种群 物种
范围
判断标准
联系 由分布在不同区域内的同种生物的许多种群组成
生活在一定区域内的同种生物的全部个体。
种群必须具备“三同”，即同一时间、同一地点、同一物种
主要是具有一定的形态结构、生理功能和在自然条件下能自由交配并且产生可育后代(无生殖隔离)
(1)一个物种可以包括许多种群；
(2)同一个物种的多个种群之间存在着地理隔离，长期发展下去可成为不同的亚种，进而可能形成多个新物种
　物种和种群的比较
新课讲授
马（2n=64）
驴（2n=62）
骡（2n=63）
不可育
联会紊乱
不可育
骡不可育是由于减数分裂过程中染色体配对异常，导致配子无法形成
新课讲授
生殖隔离
不同物种之间一般是不能交配的，即使交配成功也不能产生可育后代，这种现象叫做生殖隔离。
即不同的物种之间不能发生基因交流。
意义：有利于保持物种的稳定性
新课讲授
【资料3】东北虎(左)和华南虎(右)
东北虎主要分布于中国东北部、俄罗斯西伯利亚地区和朝鲜半岛以及蒙古,是现存体型最大和战斗力最强的猫科动物。体色夏毛棕黄色,冬毛淡黄色。背部和体侧具有多条横列黑色窄条纹,通常两条靠近呈柳叶状。头大而圆,前额上的数条黑色横纹,中间条纹串通,极似“王”字,故有“森林之王”和“万兽之王”的美称。耳短圆,背面黑色,中央带有一块白斑。
华南虎是中国特有的虎亚种,生活在中国中南部,也叫作中国虎。识别特点:头圆,耳短,四肢粗大有力,尾较长,胸腹部杂有较多的乳白色,全身橙黄色并布满黑色横纹。在亚种老虎中体型较小的华南虎,是中国的十大濒危动物之一,目前几乎在野外灭绝,仅在各地动物园、繁殖基地里人工饲养着100余只。人工把东北虎和华南虎放在一起，他们仍然可以进行自由交配并产生可育后代。
4.东北虎与华南虎是否属于同一个物种 判断的依据是什么 东北虎和华南虎在自然状态下能否进行基因交流？上述二者之间存在哪种隔离类型
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地理隔离
东北虎
华南虎
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
常见的地理障碍：
高山、河流、沙漠或其他地理上的障碍。
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隔离
不同群体间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。
1.概念：
2.常见类型
类型 发生范围 结果
生殖隔离
地理隔离
①不能相互交配；
②即使交配成功，也不能产生可育后代
使种群间不能发生基因交流
同种生物
不同物种间
隔离在物种形成中的作用
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探究二
新课讲授
【资料4】：大约一万年前，生活在科罗拉多大峡谷的Abert松鼠被一条河流分隔开，一些在北岸、一些在南岸。南北岸的的松鼠经过大约一万年的演变，在形态和体色方面发生了明显的差异。
【合作探究】1.河流形成前，Abert松鼠能否相互交配从而进行基因交流？这说明了什么？
2.被河流分开后的的南北岸的松鼠属于一个种群还是两个种群？
3.经过一万年的演变后，若两个种群的松鼠会合在一起，它们还能进行相互交配吗？这说明地理隔离与生殖隔离有什么联系？
能。说明它们属于同一个物种
两个
不一定。
地理隔离为生殖隔离的产生提供了条件,生殖隔离是物种形成的质变阶段，标志着新物种的诞生。生殖隔离的形成通常需要经过地理隔离。
新课讲授
物种形成是否都需要经历地理隔离？
二倍体
四倍体
不需要地理隔离就在很短的时间内出现生殖隔离，从而形成新的物种。主要是通过异源多倍体的染色体变异等方式形成新物种，一出现可以很快形成生殖隔离。
物种A
杂种植物
异源多倍体
杂交
染色体
加倍
物种B
短时间内即可形成，如自然界中多倍体的形成。
物种形成模式：① 爆发式
新课讲授
② 渐变式（绝大多数）
阅读课本118页内容，结合加拉帕斯戈群岛上13种地雀的形成过程，试将以下词句进行合理排序，并尝试构建渐变式形成新物种的模型。
模型构建
A. 基因库出现差异
B. 地理隔离
C. 生殖隔离
D. 阻断基因交流
E. 新物种
F. 突变、基因重组和自然选择
G. 基因频率发生定向改变
A. 基因库出现差异
B. 地理隔离
C. 生殖隔离
D. 阻断基因交流
E. 新物种
F. 突变、基因重组和自然选择
G. 基因频率发生定向改变
隔离是物种形成的必要条件
【模型建构】
地雀祖先
突变
基因重组
突变
基因重组
种群基因频率定向改变
种群基因频率定向改变
自然选择
岛屿1
岛屿2
地理隔离
总结：
隔离是物种形成的必要条件。
地理隔离——物种形成的 阶段，
生殖隔离—— 时期、物种形成的 和 。
质变
量变
关键
标志
加拉帕戈斯群岛的地雀是通过长期地理隔离形成新物种，产生生殖隔离的著名实例。
地理隔离为生殖隔离创造条件，但生殖隔离的形成才标志着新物种的诞生。
新课讲授
物种形成的机制：
原物种
种群1
种群2
地理隔离
变异1
变异2
自然选择1
自然选择2
变异种群1
变异种群2
新物种1
新物种2
生殖隔离
基因频率定向改变
基因库的差异积累
物种形成的三个环节：
突变和基因重组、自然选择、隔离
【归纳总结】
比较内容 生物进化 物种形成
标志
变化后生物与原生物的关系
两者联系 生物进化与物种形成
属于不同物种
可能属于一个物种
生殖隔离出现
种群基因频率改变
只有不同种群的基因库产生了明显的差异，出现生殖隔离才形成新物种；进化不一定产生新物种，但新物种产生的过程中一定存在进化
【归纳总结】
【练习1】
当堂训练
某植物在青藏高原的不同区域有两个种群，种群甲花期结束约20天后，种群乙才开始开花。研究发现两者间人工授粉不能形成有活力的种子。下列叙述不正确的是（　　）
A．花期隔离标志着两个种群间已出现物种的分化
B．花期隔离进一步增大种群甲和乙的基因库差异
C．地理隔离和花期隔离限制两种群间的基因交流
D．物种形成过程实质是种间生殖隔离建立的过程
A
【练习2】
加拉帕戈斯群岛由13个大岛和6个小岛组成，各岛生境有明显不同，低矮的小岛上布满荆棘丛生的灌丛，而大岛的高海拔地带生长着茂密的森林。经过长期的自然选择和隔离，出现了物种分化，形成了13种地雀，不同种之间存在生殖隔离。下列叙述错误的是（ ）
A．各岛生境不同，使不同岛屿上地雀的基因频率发生定向改变
B．各岛屿上的地雀进化的原材料来源于可遗传变异和自然选择
C．各岛屿上的地雀种群之间由于长期地理隔离逐渐形成生殖隔离
D．不同种地雀的基因相似度较高，可作为它们拥有共同祖先的证据
当堂训练
B
【练习3】
当堂训练
生活在甲地区的A物种部分个体迁移到乙、丙两个不同地区，逐渐形成B物种和C物种。下列叙述正确的是（ ）
A．迁移使种群的基因频率发生定向改变
B．A、B、C物种之间存在生殖隔离，但交配可能产生后代
C．该事例说明新物种的形成必须经历地理隔离
D．若B物种某种群的基因频率不变，则其基因型频率也不变
B
【练习4】
（不定项）下图甲、乙、丙代表不同的种群，已知甲和乙原本属于同一物种，都以物种丙作为食物。由于地理隔离，且经过若干年的进化，现在不能确定甲和乙是否还属于同一物种。下列有关叙述错误的是（ ）
A．甲和乙经过长期的地理隔离，不一定产生生殖隔离
B．基因重组使甲、乙的基因频率发生定向改变
C．若甲和乙能交配产生后代，则它们不存在生殖隔离
D．若甲和乙仍为同一物种，则它们一定具有相同的种群基因库
BCD
当堂训练
【练习5】
当堂训练
某岛屿上小型食草动物的天敌是浣熊。由于人类的猎杀，岛上的浣熊已经消失殆尽，食草动物大量取食岛屿上草本植物，导致生态平衡遭到严重的破坏。为恢复该岛屿生态，科学家采集了该岛屿的某些草本植物进行研究。
(1)科学家调查浣熊和某种小型食草动物的基因库发现有很多基因是高度相似的，在生物进化理论中可以作为支持 观点的证据。
(2)科学家在该岛屿采集了一种二倍体草本植物，低温处理该植物可获得四倍体植株，四倍体植株与原植株 （填“是”或“不是”）同一物种，原因是 。
(3)已知该草本植物的基因型为Aa，A和a不影响个体生活力，且不考虑突变，没有任何形式的选择压力，没有迁入、迁出，若进行连续多代自交，A的基因频率 （填“上升”“下降”或“不变”）。
生物有共同祖先
不是
存在生殖隔离
不变
课堂小结
多方向
定向
突变和基因重组
自然选择
方向
方向
改变
种群基因频率
基因库的差别
积累
种群间生殖隔离
导致
标志着
新物种产生
进化原材料
进化方向
提供
决定
地理隔离
导致
时间
扩大
请结合本节内容完成概念模型：
谢谢大家