物种形成与生物多样性
【教学目标】
1．明确物种、隔离的概念。
2．理解隔离在物种形成中的作用。
3．概述生物多样性及其形成过程。
【教学重点】
1．两种隔离。
2．隔离在物种形成中的作用。
【教学难点】
隔离在物种形成中的作用。
【教学过程】
一、导入新课
在我们美丽的祖国，从东北的长白山到南海的三沙，从东海之滨到新疆的喀纳斯，处处可见生机盎然、郁郁葱葱的景象。如今地球上鱼类有3.5万多种，绿色开花植物25万多种，昆虫更是超过100万种。如此种类繁多的物种是如何形成的？生物多样性又是如何维持的呢？（创设问题情境引起学生思考引入新课。）
二、讲授新课
（一）隔离是物种形成的必要条件
寻找证据——阅读
阅读课本P131-132页资料，根据阅读获得的信息，思考下列问题：
1．“蜜旋木雀可能是从大陆迁移过来，而不是从海岛当地进化而来”这一说法有何道理？
2．经过几百万年后，最初属于同一个物种的蜜旋木雀，为什么可进化出形态各异、食性不同的多个种？
3．什么是隔离？隔离在进化过程中所起的作用是什么？
每个学生先自己独立完成，然后以组为单位进行讨论，各组代表回答上述问题。教师点评。
物种的概念：在遗传学和生物进化论的研究中，把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称为一个物种。
隔离分为地理隔离（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。）和生殖隔离（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。）两类。
展示隔离与物种形成过程示意图，引导学生理解隔离是物种形成的必要条件。物种形成的三个环节是可遗传变异、自然选择和隔离。其中，可遗传变异为物种形成提供原材料，自然选择决定生物进化的方向，隔离可导致新物种的形成。物种形成本身意味着生物类型的増加。同时，也意味着生物能够以新的方式利用环境条件。
（二）生物多样性的形成是生物进化的结果
生物多样性概念：生物多样性是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。
展示“生物进化的历程示意图”，分组讨论分析物种多样性的形成，回答相应问题：
1．最早出现的生物是哪一类生物？它们生活在什么环境中？
2．陆生植物和陆生动物的出现谁先谁后？前者为后者提供了什么条件？
3．寒武纪时的生态系统有什么特点？
4．恐龙大约是什么时候绝灭的？物种绝灭对生物多样性会产生怎样的影响？
引导学生总结得出：通过漫长的进化过程，地球上形成了遗传多样性（基因多样性）、物种多样性（核心）和生态系统多样性。
明确物种多样性是生物多样性的核心，它不仅体现了生物与环境之间的复杂关系，而且还体现了生物资源的丰富性。形形色色的生物种类构成了物种多样性，所以生物多样性优先保护的对象是物种多样性。只有物种存在，遗传物质才能够不丢失，生态系统才不至于退化或消失。在此基础上，才能进一步有效研究和保护遗传多样性和生态系统多样性。明确生物多样性的根本原因：基因（DNA分子结构）的多样性。不同DNA分子中脱氧核苷酸的数目、种类、排列顺序不同决定了DNA分子结构的多样性。直接原因：蛋白质是生命活动的承担者和体现者。组成蛋白质的氨基酸种类、数目、排列顺序和蛋白质的空间结构四个因素决定了蛋白质的多样性。从生物进化的角度看，生物的多样性是多种多样的环境对生物的不定向变异进行定向选择的结果。
生物多样性的价值：首先，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。其次，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。此外，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。
随着人类社会发展和科学技术进步，人类在对生物多样性价值的认识不断深化的同时也意识到，生物多样性正面临重大的挑战和前所未有的危机。人类开始运用一定的科学技术手段进行合理保护。例如，建自然保护区，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。让我们携起手来，一起保护我们所生存的自然环境，共同维护好我们的家园。
当堂检测
1．关于物种形成与生物进化，下列说法错误的是（
C
）
A．种群基因频率的改变是产生生殖隔离的前提条件
B．自然选择和突变都可导致种群基因频率发生变化
C．自然选择过程中，直接受选择的是基因型，进而导致基因频率的改变
D．物种之间的共同进化不都是通过物种之间的生存斗争实现的
2．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
）
A．地理隔离
B．生殖隔离
C．生殖隔离和地理隔离
D．基因突变
【板书设计】物种形成与生物多样性
【学习目标】
1．明确物种、隔离的概念。
2．理解隔离在物种形成中的作用。
3．概述生物多样性及其形成过程。
【学习重点】
1．两种隔离。
2．隔离在物种形成中的作用。
【学习难点】
隔离在物种形成中的作用。
【学习过程】
一、自主学习
寻找证据——阅读
阅读课本P131-132页资料，根据阅读获得的信息，思考下列问题：
1．“蜜旋木雀可能是从大陆迁移过来，而不是从海岛当地进化而来”这一说法有何道理？
2．经过几百万年后，最初属于同一个物种的蜜旋木雀，为什么可进化出形态各异、食性不同的多个种？
3．什么是隔离？隔离在进化过程中所起的作用是什么？
二、知识巩固
1．大约一万年前，某大峡谷中的松鼠被一条河流分隔成两个种群，两个种群现在已经发生了明显的分化，过程如图所示。下列相关说法正确的是（
）
A．地球上新物种的形成都必须先经历a过程
B．b过程的实质就是定向改变种群的基因频率
C．①～⑥表示基因突变和重组产生进化的原材料
D．品系1和品系2种群基因库出现了较大差异，立刻形成物种1和物种2
2．下列关于物种的叙述，正确的是（
）
①不同种群的生物肯定不属于同一个物种
②具有一定形态结构和生理功能，能相互交配且产生可育后代的一群生物个体
③隔离是形成新物种的必要条件
④在物种形成过程中必须有地理隔离和生殖隔离
A．①②④
B．①②③④
C．②③
D．③④
3．下图为太平洋岛屿鸟类的分布情况，甲岛分布着S、L两种鸟，乙岛的鸟类是S鸟的迁移后代。下列相关叙述错误的是（
）
A．甲岛所有的鸟类称为一个种群
B．可遗传变异为乙岛鸟类进化提供了可能
C．乙岛的鸟类与S鸟可能具有生殖隔离
D．甲、乙岛的自然条件决定了鸟类的进化方向
4．根据以下资料回答问题：
根据分类学的记载，地球上生活着的生物约有200多万种，但是每年都有新物种被发现。近年来在3
000
m深的深海热泉孔周围，发现了以前没有记载的生物。这就说明，生物界还有待人们的继续发现，有人估计现存生物的实际种类应当在450万种左右。
（1）从遗传水平看，生物新性状的出现主要是________的结果，而进行有性生殖的生物，后代的不同表型主要是________的结果。
（2）从进化角度看，生物物种的多样性主要是___________________________________。
（3）我国的四川、甘肃等地，在海拔2
000～4
000
m的高山中生活着珍稀动物大熊猫，据统计，目前野生大熊猫仅存800只左右。而2008年5月12日四川汶川大地震又使大熊猫的生存环境变得更加恶劣。
①造成大熊猫濒危的因素很多，如食物结构简单，繁殖力________，但主要原因是_______
_____________________________________________________________________________。
②从生物多样性的角度看，如果大熊猫灭绝，就意味着该物种所拥有的全部________从地球上永远消失，从长远发展来看，必定会对生态系统的稳定性造成影响。
③有的学者提出，通过克隆技术大量繁殖大熊猫，然后再将它们送回野生环境以增加其种群数目。从遗传多样性的角度分析，这样做的最大弊端是____________________________
_____________________________________________________________________________。
答案
1．B
解析：由图分析可知：a为地理隔离，b为自然选择。生殖隔离是新物种形成的标志，不一定要地理隔离，故A错误；自然选择决定生物进化的方向，而生物进化的实质是种群基因频率的改变，故B正确；①～⑥表示物质形成过程中变异是不定向的，包括基因突变、基因重组和染色体变异，故C错误；新物种的形成往往需要经过长期的自然选择，故D错误。故选：B．
2．C
解析：物种是指分布在一定的自然区域，具有一定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。其概念范围比种群要大，例如，东北虎和华南虎虽属两个种群，但属同一物种，①错误。隔离是物种形成的必要条件，物种形成的方式有多种，经过长期的地理隔离而达到生殖隔离只是比较常见的一种方式，④错误。故选：C．
3．A
解析：根据题干信息可知，甲岛分布着S、L两种鸟，这两种鸟不是一个种群，A错误；可遗传变异包括基因突变、基因重组和染色体变异，能为生物进化提供原材料，B正确；乙岛的鸟类是S鸟的迁移后代，由于两个岛的环境不同，乙岛的鸟类可能与甲岛的S鸟产生生殖隔离，C正确；自然选择决定生物进化的方向，D正确。故选：A．
4．（1）基因突变
基因重组
（2）环境的多样性及突变和基因重组、自然选择及隔离综合作用的结果
（3）①很弱
人类活动干扰和破坏了大熊猫的生存环境
②基因
③破坏种群基因库中基因的多样性
解析：（1）变异的来源有基因突变、基因重组、染色体变异，而生物性状具有多样性主要是由基因突变造成的。（2）由于变异的不定向性及生物生存的多种多样的环境对生物进行不同方向的自然选择导致生物性状多样性。（3）①大熊猫濒临灭绝的原因有多方面：食物单一，繁殖力很弱。主要原因是人类活动干扰和破坏了大熊猫的生存环境。②一种生物的灭绝，导致该种生物的基因全部消失。③克隆技术的运用能够实现种群数目的增加，但会破坏种群基因库中基因的多样性。(共22张PPT)
物种形成与生物多样性
新课导入
在我们美丽的祖国，从东北的长白山到南海的三沙，从东海之滨到新疆的喀纳斯，处处可见生机盎然、郁郁葱葱的景象。如今地球上鱼类有3.5万多种，绿色开花植物25万多种，昆虫更是超过100万种。如此种类繁多的物种是如何形成的？生物多样性又是如何维持的呢？
寻找证据
阅
读
一、隔离是物种形成的必要条件
1.“蜜旋木雀可能是从大陆迁移过来，而不是从海岛当地进化而来”这一说法有何道理？
2.经过几百万年后，最初属于同一个物种的蜜旋木雀，为什么可进化出形态各异、食性不同的多个种？
3.什么是隔离？隔离在进化过程中所起的作用是什么？
阅读课本P131-132页资料，根据阅读获得的信息，思考下列问题：
1.“蜜旋木雀可能是从大陆迁移过来，而不是从海岛当地进化而来”这一说法有何道理？
蜜旋木雀生活的夏威夷群岛，是由几百万年前火山喷发形成的，在短短的几百万年时间内，该岛不可能从无到有，进化形成鸟类。蜜旋木雀只能是由于偶然原因由远处的大陆迁徙而来的。
2.经过几百万年后，最初属于同一个物种的蜜旋木雀，为什么可进化出形态各异、食性不同的多个种？
由于很多小岛是相互隔离的，位于不同岛上的鸟往往由于地理环境的阻隔不能相互繁殖交配并产生后代。各岛之间环境差异很大，只有适应环境和环境变化的个体才能生存，否则就会被自然淘汰。因此，不同小岛上的鸟可能朝着不同方向进化，经过多代积累和加强，各个岛上的蜜旋木雀后代差异越来越大，最终形成形态各异、食性不同的多个种。
3.什么是隔离？隔离在进化过程中所起的作用是什么？
所谓隔离，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。隔离导致种群朝不同方向发展，并最终形成新物种。
隔离
地理隔离
生殖隔离
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。
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。
地理隔离和生殖隔离都是指不同群体间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象，这里统称为隔离。
在遗传学和生物进化论的研究中，把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称为一个物种。
某物种
基因突变
自然选择
迁移
种群甲
种群乙
基因突变
自然选择
地理隔离
亚种甲
亚种乙
基因突变
自然选择
生殖隔离
物种甲
物种乙
可见，隔离是物种形成的必要条件。物种形成的三个环节是可遗传变异、自然选择和隔离。其中，可遗传变异为物种形成提供原材料，自然选择决定生物进化的方向，隔离可导致新物种的形成。
物种形成本身意味着生物类型的増加。同时，也意味着生物能够以新的方式利用环境条件。
二、生物多样性的形成是生物进化的结果
1.生物多样性概念
生物多样性是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。
46亿年前
地球形成
30亿年前
生命起源
前寒武纪
5.7亿年前
寒武纪
2.45亿年前
6600万年前
中生代
新生代
生物进化的历程示意图
古细菌化石（距今35亿年）
最早出现的生物是哪一类生物？
它们生活在什么环境中？
厌氧的单细胞生物，它们生活在原始的海洋中。
1
陆生植物和陆生动物的出现谁先谁后？前者为后者提供了什么条件？
2
陆生植物先登陆，为陆生动物提供了食物。
一些海洋植物开始适应陆地生活，主要是
蕨类植物。
寒武纪时的生态系统有什么特点？
3
当时陆地上还是一片荒芜，生物都生活在海洋中。
恐龙大约是什么时候绝灭的？物种绝灭对生物多样性会产生怎样的影响？
4
恐龙是在中生代后期绝灭的。物种绝灭对生物多样性的影响是复杂的。恐龙的绝灭有利于哺乳动物的繁盛。
2.生物多样性的形成
通过漫长的进化过程，地球上形成了遗传多样性（基因多样性）、物种多样性（核心）和生态系统多样性。
基因（DNA分子结构）的多样性。不同DNA分子中脱氧核苷酸的数目、种类、排列顺序不同决定了DNA分子结构的多样性。
根本原因
直接原因
蛋白质是生命活动的承担者和体现者。组成蛋白质的氨基酸种类、数目、排列顺序和蛋白质的空间结构四个因素决定了蛋白质的多样性。
从生物进化的角度看
生物的多样性是多种多样的环境对生物的不定向变异进行定向选择的结果。
3.生物多样性的价值
首先，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。
其次，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。
此外，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。
人类也是生物多样性的产物。人类的生存和发展受益于多样性。保护生物多样性就是保护人类自己。
当堂检测
1.关于物种形成与生物进化，下列说法错误的是（ ）
A．种群基因频率的改变是产生生殖隔离的前提条件
B．自然选择和突变都可导致种群基因频率发生变化
C．自然选择过程中，直接受选择的是基因型，进而导致基因频率的改变
D．物种之间的共同进化不都是通过物种之间的生存斗争实现的
C
2.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．生殖隔离和地理隔离
D．基因突变
A
知识梳理
物种形成与生物多样性
隔离是物种形成的必要条件
生物多样性的形成是生物进化的结果
谢
谢
