新教材同步備課2024春高中生物第6章生物的進(jìn)化6.3種群基因組成的變化與物種的形成6.3.2隔離在物種形成中的作用課件新人教版必修2

6.3隔離在物種形成中的作用一、種群基因組成的變化1.種群和種群基因庫2.種群基因頻率的變化3.自然選擇對種群基因頻率變化的影響可遺傳變異(不定向)原材料種群基因頻率定向改變自然選擇(定向)生物進(jìn)化提供標(biāo)志19世紀(jì)中葉以前樺尺蛾幾乎都是淺色型S基因在5%以下20世紀(jì)中葉黑色型樺尺蛾較為常見S基因在95%以上思考：淺色樺尺蛾和黑色樺尺蛾是同一個物種嗎？怎樣判斷兩個種群的是不是同一個物種？2.隔離在物種形成中的作用一、種群基因組成的變化與物種的形成（1）物種的概念定義：在遺傳學(xué)和生物進(jìn)化論的研究中，把能夠在自然狀態(tài)下相互交配并且產(chǎn)生可育后代的一群生物稱為一個物種。P淺色樺尺蛾黑色樺尺蛾ssSS×黑色樺尺蛾SsF1(雌雄互交)F2黑色樺尺蛾淺色樺尺蛾ssSS、Ss淺色樺尺蛾和黑色樺尺蛾仍然是同一個物種。2.隔離在物種形成中的作用一、種群基因組成的變化與物種的形成①生殖隔離：不同物種之間一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不能產(chǎn)生可育的后代，這種現(xiàn)象叫作生殖隔離。P2n=64馬驢2n=62×騾63條染色體F1馬和驢雖然能夠交配，但是產(chǎn)生的后代：騾是不育的，因此，馬和驢之間存在生殖隔離，馬和驢屬于兩個物種。騾為什么不可育？騾子沒有同源染色體，不能進(jìn)行減數(shù)分裂，因此不能產(chǎn)生配子。2.隔離在物種形成中的作用一、種群基因組成的變化與物種的形成（2）隔離及其在物種形成中的作用拓展：生殖隔離的類型生殖隔離受精前隔離生態(tài)隔離受精后隔離季節(jié)隔離行為隔離機(jī)械隔離配子隔離雜種不活雜種不育雜種敗育2.隔離在物種形成中的作用一、種群基因組成的變化與物種的形成①生殖隔離：（2）隔離及其在物種形成中的作用a.生態(tài)隔離不同種群生活在同一區(qū)域內(nèi)的不同生境內(nèi),而造成的不能交配。例如：生活在同一區(qū)域內(nèi)的兩種植食性瓢蟲分別以薊屬和紅毛七屬植物為食，各物種僅在自己的宿主植物上交配。b.季節(jié)隔離因交配或開花時(shí)期發(fā)生在不同季節(jié)而引起的隔離。大西洋鯡魚形成了分布區(qū)域很廣的幾個種群,有些在春季產(chǎn)卵,有些則在秋季產(chǎn)卵,因此,這些種群之間不能雜交。不同植物因花期不同，形成生殖隔離拓展：生殖隔離的類型2.隔離在物種形成中的作用一、種群基因組成的變化與物種的形成①生殖隔離：A.受精前的生殖隔離（2）隔離及其在物種形成中的作用c.行為隔離不同物種之間由于兩性間求偶或交配等行為不同,而阻止了它們之間的相互交配。例如：鳥、蛙、昆蟲等在求偶季節(jié)發(fā)出一定的鳴叫聲,同種的雌性動物會應(yīng)聲前來,而異種的雌性動物則無反應(yīng)。關(guān)于行為隔離,有人曾做過這樣一個實(shí)驗(yàn);將10只雌果蠅和10只雄果蠅放在一起培養(yǎng)若干天,如果雌、雄果蠅是同一物種,大部分雌蠅就會受精；如果是不同物種,則只有極少數(shù)受精。在求偶過程中,導(dǎo)致同一物種雄、雌果蠅相互識別的刺激,既有化學(xué)的、視覺的,也有聽覺和觸(觸須)覺的。這在哺乳動物等也是一樣的。拓展：生殖隔離的類型2.隔離在物種形成中的作用一、種群基因組成的變化與物種的形成①生殖隔離：A.受精前的生殖隔離（2）隔離及其在物種形成中的作用d.機(jī)械隔離也稱形態(tài)隔離,是指不同種群的生物因生殖器官的大小和形狀不同,而使交配無法進(jìn)行。例如：一些植物因花的形態(tài)不同,而造成它們之間不能受粉e.配子隔離個體之間可以交配或受粉,但是不能發(fā)生受精作用。例如：有些動物雖然交配成功,但精子在異種雌性動物的生殖道內(nèi)會失去功能。在植物中,一種植物的花粉在另一種植物的柱頭上不能萌發(fā),或萌發(fā)后花粉管生長緩慢等,結(jié)果也不能受精。拓展：生殖隔離的類型2.隔離在物種形成中的作用一、種群基因組成的變化與物種的形成①生殖隔離：A.受精前的生殖隔離（2）隔離及其在物種形成中的作用a.雜種不活是指不同種生物之間交配、受精后,形成的雜種胚胎不能正常發(fā)育,或雜種后代出生后能夠生活一段時(shí)間,但在生育年齡以前就會死去。例如：山羊和綿羊的雜種,胚胎早期生長正常,但多數(shù)在出生前就會死去。拓展：生殖隔離的類型2.隔離在物種形成中的作用一、種群基因組成的變化與物種的形成①生殖隔離：B.受精后的生殖隔離（2）隔離及其在物種形成中的作用b.雜種不育交配后能夠產(chǎn)生正常、成熟的雜種后代,但雜種后代卻不能生育。造成雜種不育的原因很多,有的是性腺發(fā)育不全,有的則是因?yàn)樯臣?xì)胞不能進(jìn)行減數(shù)分裂等。例如,馬和驢雜交產(chǎn)生的騾子能夠正常發(fā)育,但騾不能生育。這是因?yàn)轳R的染色體數(shù)目是64,驢的是62,那么,騾的染色體數(shù)目就是63,這樣,騾的原始生殖細(xì)胞在進(jìn)行減數(shù)分裂時(shí),由于染色體不能正常配對.就不能形成成熟的配子。拓展：生殖隔離的類型2.隔離在物種形成中的作用一、種群基因組成的變化與物種的形成①生殖隔離：B.受精后的生殖隔離（2）隔離及其在物種形成中的作用c.雜種敗育形成的雜種后代不育或生活力下降。樹棉和草棉之間能夠雜交,并且形成健壯、可育F1,但F2則十分少見。這是因?yàn)镕1的種子通常不能萌發(fā)，或萌發(fā)后產(chǎn)出的幼苗很瘦弱，不久就會死亡。拓展：生殖隔離的類型2.隔離在物種形成中的作用一、種群基因組成的變化與物種的形成①生殖隔離：B.受精后的生殖隔離（2）隔離及其在物種形成中的作用②地理隔離A.定義B.常見的地理障礙高山、河流、沙漠或其他地理上的障礙。同種生物由于地理障礙而分成不同的種群，使得種群間不能發(fā)生基因交流的現(xiàn)象，叫作地理隔離。隔離自然條件下基因不能自由交流的現(xiàn)象。定義類型地理隔離生殖隔離2.隔離在物種形成中的作用一、種群基因組成的變化與物種的形成（2）隔離及其在物種形成中的作用大地雀中地雀小地雀大仙人掌地雀以種子為食尖嘴地雀以仙人掌花為食小仙人掌地雀小樹雀中樹雀啄木雀食草雀大樹雀紅樹林雀以嫩芽為食以昆蟲為食地雀鶯鳥樹雀來自南美洲大陸的共同祖先加拉帕戈斯群島上的13種地雀都來自一群由南美洲遷來的地雀，經(jīng)過長期的地理隔離和進(jìn)化，逐漸演化而成。一、種群基因組成的變化與物種的形成思考·討論：隔離在物種形成中的作用1.設(shè)想南美洲大陸的一種地雀來到加拉帕戈斯群島后，先在兩個島嶼上形成兩個初始種群。這兩個種群的個體數(shù)量都不多。它們的基因頻率一樣嗎?由于這兩個種群的個體數(shù)量都不夠多，基因頻率可能是不一樣的。討論:2.不同島嶼上的地雀種群，產(chǎn)生突變的情況一樣嗎?不一樣，因?yàn)榛蛲蛔兪请S機(jī)的。一、種群基因組成的變化與物種的形成思考·討論：隔離在物種形成中的作用3.對不同島嶼上的地雀種群來說，環(huán)境的作用有沒有差別?這對種群基因頻率的變化會產(chǎn)生什么影響?不同島嶼的地形和植被條件不一樣，因此環(huán)境的作用會有差別，導(dǎo)致種群基因頻率朝不同的方向改變。討論:4.如果這片海域只有一個小島，還會形成這么多種地雀嗎?不會，因?yàn)閭€體間有基因的交流。一、種群基因組成的變化與物種的形成思考·討論：隔離在物種形成中的作用南美洲地雀6.形成不同物種1.各個島上的地雀種群不同的突變和基因重組。2.各個島上的自然選擇不同3.不同種群基因頻率的改變不同4.不同種群的基因庫形成明顯的差異5.逐步出現(xiàn)生殖隔離一、種群基因組成的變化與物種的形成思考·討論：隔離在物種形成中的作用例如：加拉帕戈斯群島的地雀是說明通過地理隔離形成新物種的著名實(shí)例通過以上分析，總結(jié)1：物種形成的機(jī)制1原物種種群1種群2地理隔離變異1變異2自然選擇1自然選擇2變異種群1變異種群2新物種1新物種2生殖隔離基因頻率定向改變基因庫的差異積累①物種形成的條件：可遺傳變異、自然選擇、隔離進(jìn)化的條件②隔離是物種形成的必要條件。新物種形成一定需要經(jīng)過地理隔離嗎？一、種群基因組成的變化與物種的形成染色體加倍地理隔離不是物種形成的必要條件物種A物種B雜交雜種植物(不育)異源多倍體(可育)異源多倍體的形成總結(jié)1：物種形成的機(jī)制2一、種群基因組成的變化與物種的形成比較內(nèi)容生物進(jìn)化物種形成標(biāo)志所需條件二者的聯(lián)系生殖隔離出現(xiàn)種群基因頻率改變①生物進(jìn)化是新物形成的前提②新物種形成則說明生物發(fā)生了進(jìn)化可遺傳變異自然選擇可遺傳變異自然選擇隔離總結(jié)2：物種形成與生物進(jìn)化一、種群基因組成的變化與物種的形成多方向定向突變和基因重組自然選擇方向方向改變種群基因頻率基因庫的差別積累種群間生殖隔離導(dǎo)致標(biāo)志著新物種產(chǎn)生進(jìn)化原材料進(jìn)化方向提供決定地理隔離導(dǎo)致時(shí)間擴(kuò)大總結(jié)3：完成下面概念模型一、種群基因組成的變化與物種的形成一、概念檢測1.判斷下列與隔離有關(guān)的表述是否正確。(1)在曼徹斯特的樺尺蛾種群中，黑色個體與淺色個體之間未出現(xiàn)生殖隔離。()(2)加拉帕戈斯群島不同島嶼上的地雀種群之間由于地理隔離而逐漸形成了生殖隔離。()√√練習(xí)與應(yīng)用（P118）一、概念檢測2.19世紀(jì)70年代,10對原產(chǎn)于美國的灰松鼠被引入英國，結(jié)果在英國大量繁殖、泛濫成災(zāi)。對生活在兩國的灰松鼠種群，可以作出的判斷是()A.兩者尚未形成兩個物種B.兩者的外部形態(tài)有明顯差別C.兩者之間已經(jīng)出現(xiàn)生殖隔離D.兩者的基因庫向不同方向改變D練習(xí)與應(yīng)用（P118）二、拓展應(yīng)用1.斑馬的染色體數(shù)為22對，驢的染防色體數(shù)為31對，斑馬和驢雜交產(chǎn)生的后代兼具斑馬和驢的特征，稱為斑驢獸或驢斑獸，俗稱“斑驢”。斑馬和驢雜交產(chǎn)生的后代是可育的嗎?你能從染色體組的角度作出解釋嗎?斑馬和驢雜交產(chǎn)生的后代是不育的。由題中所給斑馬和驢的染色體數(shù)可知，其雜交后代的染色體數(shù)為53條(不是偶數(shù))，雜交后代無法通過減數(shù)分裂產(chǎn)生正常的配子。練習(xí)與應(yīng)用（P118）二、拓展應(yīng)用2.在自然界，獅和虎是不可能相遇的。在動物園里，一般也將這兩種動物分開圈養(yǎng)。近年來才出現(xiàn)將它們的幼崽放在一起飼養(yǎng)的做法，目的是獲得有觀賞價(jià)值的雜交后代—獅虎獸或虎獅獸，你對這種做法有什么看法?從科學(xué)研究角度看，這樣做可以幫助人們更多地了解生命的奧秘；從生命倫理角度看，獅虎雜交后代中容易出現(xiàn)免疫力低、夭折的個體，這些個體會承受一定的痛苦