1、6.3.2 隔离在物种形成中的作用 问题探讨问题探讨问题探讨问题探讨同种祖先同种祖先种群分离种群分离种群种群A A种群种群B B种群种群C?C?种群种群D?D?种群种群C C和种群和种群D D还算同一个物种吗？如何判断两个种群是不是同一个物种呢？还算同一个物种吗？如何判断两个种群是不是同一个物种呢？我国陈桢教授在金鱼杂交实验中就发现了一个事实：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，并产生可育后代任何一种金鱼都可以与野生鲫鱼杂交，并产生可育后代。证明了金鱼与鲫鱼不。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、染色存在
2、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。并非一个独立物种，而是与鲫鱼同属一个物种。一一、物种的概念、物种的概念 能够在能够在自然状态自然状态下下相互交配相互交配并且产生并且产生可育后代可育后代的一群生物称为的一群生物称为一个物种。一个物种。黑色人种黑色人种白色人种白色人种黄色人种黄色人种黑肤色、黄肤色、白肤色人黑肤色、黄肤色、白肤色人属于同一个属于同一个物种吗？物种吗？一一、物种的概念、物种的概
3、念不是，不能互相交配。不是，不能互相交配。思考：孔雀和巨嘴鸟是同一个物种吗？一一、物种的概念、物种的概念无生育能力，无生育能力，没有后代。没有后代。思考：思考：马和驴是不是同一个物种呢？马和驴是不是同一个物种呢？不是，不能产生可育后代。不是，不能产生可育后代。一一、物种的概念、物种的概念生殖隔离：生殖隔离：不同物种之间一般是不同物种之间一般是不能相互交配的不能相互交配的，即使交配成功，即使交配成功，也也不能产生可育的后代不能产生可育的后代，这种现象叫做生殖隔离，即不同的物种之，这种现象叫做生殖隔离，即不同的物种之间间不能发生基因交流不能发生基因交流。地理隔离：地理隔离：同种生物由于同种生物由于
4、地理障碍地理障碍而分成不同的种群，使得种群间而分成不同的种群，使得种群间不能发生基因交流不能发生基因交流的现象。的现象。一一、物种的概念、物种的概念生殖隔离生殖隔离地理隔离地理隔离隔离隔离隔离：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。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。那么，隔离在物种形成过程中有什么作用？那么，隔离在物种形成过程中有什么作用？二二、隔离及其在物种形成中的作用、隔离及其在物种形成中的作用达尔文在环球考察中观察到一个奇怪的现象。加拉帕戈斯群岛位于南美洲附近的太平洋达尔文在环球考察中观察到一个奇怪的现象。加拉帕戈斯群岛位于南美洲附近的太平洋中，
5、由中，由13个主要岛屿组成，这些岛屿与南美洲大陆的距离为个主要岛屿组成，这些岛屿与南美洲大陆的距离为160950km。隔离在物种形成过程中的作用隔离在物种形成过程中的作用思考思考讨论讨论 二二、隔离及其在物种形成中的作用、隔离及其在物种形成中的作用 在加拉帕戈斯群岛上生活着在加拉帕戈斯群岛上生活着13种地雀。这些地雀的喙差别很大，不同种之间存在生殖种地雀。这些地雀的喙差别很大，不同种之间存在生殖隔离。而在辽阔的南美洲大陆上，却看不到这隔离。而在辽阔的南美洲大陆上，却看不到这13种地雀的踪影。种地雀的踪影。不同岛屿的环境有较大差别，比如岛的低洼地带，布满棘刺状的灌丛；而在只有大岛不同岛屿的环境有
6、较大差别，比如岛的低洼地带，布满棘刺状的灌丛；而在只有大岛上才有的高地，则生长着茂密的森林。上才有的高地，则生长着茂密的森林。隔离在物种形成过程中的作用隔离在物种形成过程中的作用思考思考讨论讨论加拉帕戈斯群岛的地雀加拉帕戈斯群岛的地雀 二二、隔离及其在物种形成中的作用、隔离及其在物种形成中的作用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？群。这两个种群的个体数量都不多。它们的基因频率一样吗？2.不同岛屿上的地雀种群，产生突变的情况一样
7、吗？不同岛屿上的地雀种群，产生突变的情况一样吗？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？产生什么影响？4.如果这片海域只有一个小岛，还会形成这么多种地雀吗？如果这片海域只有一个小岛，还会形成这么多种地雀吗？隔离在物种形成过程中的作用隔离在物种形成过程中的作用思考思考讨论讨论1.1.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。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。2.2.不一样。因为突变是随机发生的，是不定向的。不一样。因为突变是随机发生
8、的，是不定向的。3.3.不同岛屿的自然环境条件不一样，因此环境的作用会有差别，导致种群基因频率不同岛屿的自然环境条件不一样，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。朝不同的方向改变。4.4.不会。因为个体间有基因的交流。不会。因为个体间有基因的交流。二二、隔离及其在物种形成中的作用、隔离及其在物种形成中的作用 隔离隔离阻断阻断突变、基因重组和突变、基因重组和种群种群 出现差异出现差异差异进一步加大差异进一步加大隔离隔离新物种形成新物种形成地理地理自然选择自然选择基因频率基因频率基因库基因库生殖生殖基因交流基因交流加拉帕戈斯加拉帕戈斯群岛的地雀群岛的地雀的形成方式的形成方式 朝
9、着不同方向发生改变朝着不同方向发生改变生殖隔离生殖隔离是物种形成的是物种形成的标志标志隔离隔离是物种形成的是物种形成的必要条件必要条件生殖隔离生殖隔离地理隔离地理隔离 二二、隔离及其在物种形成中的作用、隔离及其在物种形成中的作用自然选择自然选择2 2自然选择自然选择1 1地理地理隔离隔离原种原种变异变异1 1变异变异2 2基因频率的定向改变基因频率的定向改变变异类型变异类型1 1变异类型变异类型2 2新物种新物种新物种新物种生殖隔离生殖隔离物种形成的方式物种形成的方式物种形成物种形成生物进化生物进化标志标志生殖隔离出现生殖隔离出现基因频率改变基因频率改变变化后生物与变化后生物与原生物的关系原生
10、物的关系属于不同物种属于不同物种可能属于同一物种；可能属于同一物种；也可能属于不同物种也可能属于不同物种二者联系二者联系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中一定存在进化 二二、隔离及其在物种形成中的作用、隔离及其在物种形成中的作用物种形成的方式物种形成的方式1.1.渐变渐变式式实例：实例：加拉帕戈斯群岛上加拉帕戈斯群岛上1313种地雀经过长期的地理隔离而达到生殖隔离，种地雀经过长期的地理隔离而达到生殖隔离，从
11、而形成新物种，这是物种形成的主要方式。从而形成新物种，这是物种形成的主要方式。模型：模型：二二、隔离及其在物种形成中的作用、隔离及其在物种形成中的作用实例：实例：自然界多倍体植物是在短时间内通过染色体变异的方式形成新物种。自然界多倍体植物是在短时间内通过染色体变异的方式形成新物种。模型：模型：2.2.爆发式爆发式不是。多倍体的形成不是。多倍体的形成不需经地理隔离。不需经地理隔离。思考：思考：通过长期地理隔离而通过长期地理隔离而实现生殖隔离，是否是新物实现生殖隔离，是否是新物种形成的唯一方式呢？种形成的唯一方式呢？物种物种A A物种物种B B杂交杂交杂种植物杂种植物染色体加倍染色体加倍异源多倍体
12、异源多倍体物种形成的方式物种形成的方式 二二、隔离及其在物种形成中的作用、隔离及其在物种形成中的作用突变和基因重组产生进化的原材料。突变和基因重组产生进化的原材料。自然选择导致种群基因频率的定向改变。自然选择导致种群基因频率的定向改变。隔离导致物种形成。隔离导致物种形成。关系图关系图：内容：内容：物种形成的方式物种形成的方式现代生物进化理论的主要内容现代生物进化理论的主要内容1.1.生物进化的基本单位是生物进化的基本单位是_，生物进化的实质是，生物进化的实质是 _。2.2._为生物进化提供原材料，为生物进化提供原材料，_决定决定生物进化的方向。生物进化的方向。3.3.自然选择使种群的自然选择使
13、种群的_发生发生_改变。改变。4.4.新物种形成的三个环节新物种形成的三个环节_、_、_ _。种群种群种群基因频率发生变化种群基因频率发生变化突变和基因重组突变和基因重组自然选择自然选择基因频率基因频率定向定向突变和基因重组突变和基因重组自然选择自然选择隔离（生殖隔离）隔离（生殖隔离）物种形成的三个基本环节物种形成的三个基本环节：X是突变和基因重组（变异）、是突变和基因重组（变异）、Y是自然选择、是自然选择、Z是是生殖隔离生殖隔离（1 1）如图表示某小岛上蜥蜴进化的基本过程，）如图表示某小岛上蜥蜴进化的基本过程，X X、Y Y、Z Z表示生物进化的基本环节，表示生物进化的基本环节，X X、Y
14、Y分别是分别是_ _、_ _。（2 2）该小岛上的蜥蜴原种由许多个体组成，这些个体的总和称为）该小岛上的蜥蜴原种由许多个体组成，这些个体的总和称为_，这是生物进，这是生物进化的化的_。（3 3）小岛上能进行生殖的所有蜥蜴个体含有的全部基因，称为蜥蜴的）小岛上能进行生殖的所有蜥蜴个体含有的全部基因，称为蜥蜴的_。基因库基因库突变和基因重组（变异）突变和基因重组（变异）自然选择自然选择种群种群 基本单位基本单位 探究抗生素对细菌的选择作用探究抗生素对细菌的选择作用 一般情况下，一定浓度的抗生素会杀死细菌，但变异的细菌可能一般情况下，一定浓度的抗生素会杀死细菌，但变异的细菌可能产生耐药性。在实验室连
15、续培养细菌时，如果向培养基中添加抗生素，产生耐药性。在实验室连续培养细菌时，如果向培养基中添加抗生素，耐药菌有可能存活下来。耐药菌有可能存活下来。1.1.培养皿分区、标号。培养皿分区、标号。通过观察细菌在含有抗生素的培养基上的生长状况，探究抗生通过观察细菌在含有抗生素的培养基上的生长状况，探究抗生素对细菌的选择作用。素对细菌的选择作用。目的要求目的要求：方法步骤：方法步骤：2.2.涂布平板。涂布平板。3.3.将不含抗生素的纸片和抗生素纸片分别放在平板的不同位置：将不含抗生素的纸片和抗生素纸片分别放在平板的不同位置：号不含抗生素，号不含抗生素，-号含抗生素号含抗生素4.4.将培养皿倒置于将培养皿
16、倒置于37 37 的恒温箱中培养的恒温箱中培养1216 h1216 h。5.5.观察细菌的生长状况。是否有抑菌圈？测量、记录。观察细菌的生长状况。是否有抑菌圈？测量、记录。6.6.从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌，接种到已灭菌从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌，接种到已灭菌的液体培养基中培养。重复步骤的液体培养基中培养。重复步骤 1.1.在培养基上是否有细菌生长？在培养基上是否有细菌生长？在放有抗生素纸片的区域呢？在放有抗生素纸片的区域呢？结果和结论结果和结论:2.2.在连续培养几代后，抑菌圈的直径发生了什么变化？这说明抗在连续培养几代后，抑菌圈的直径发生了什么变化？这说明抗生素对细菌产生了什么作用？生
17、素对细菌产生了什么作用？有有在放有抗生素纸片的周围区域没有细菌生长，形成了抑菌圈在放有抗生素纸片的周围区域没有细菌生长，形成了抑菌圈 抑菌圈的直径随着培养代数的增加而逐渐缩小抑菌圈的直径随着培养代数的增加而逐渐缩小;说明在抗生素说明在抗生素对细菌的选择作用下，细菌的抗药性逐渐增强。对细菌的选择作用下，细菌的抗药性逐渐增强。第1代第2代第3代讨论：讨论：1.1.为什么要从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌？为什么要从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌？因为抑菌圈边缘生长的细菌可能是耐药菌。因为抑菌圈边缘生长的细菌可能是耐药菌。抗生素能够杀死细抗生素能够杀死细菌，在抑菌圈边缘抗生素浓度较低，可能存在具有耐药性的细
18、菌。菌，在抑菌圈边缘抗生素浓度较低，可能存在具有耐药性的细菌。2.2.你的数据是否支持你的数据是否支持“耐药菌是普遍存在的耐药菌是普遍存在的”这一说法这一说法？说说理由。？说说理由。支持。抑菌圈边缘生长的可能是耐药菌。支持。抑菌圈边缘生长的可能是耐药菌。3.3.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？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？你怎么理解变异是有利还是有害的？在本实验条件下，耐药菌产生的变异一般来说是在本实验条件下，耐药菌产生的变异一般来说是有利的有利的，有利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
19、变异。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。将你的数据和结论与其他同学的进行比较，根据实际情况回答。将你的数据和结论与其他同学的进行比较，根据实际情况回答。这些做法都会促进耐药菌的产生。这些做法都会促进耐药菌的产生。5 5.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？请你查阅资料，举出更多料中。你认为这些做法会有什么后果？请你查阅资料，举出更多滥用抗生素的实例。滥用抗
20、生素的实例。4.4.你认为你的数据和结论是有效的吗？你认为你的数据和结论是有效的吗？1.1.判断下列与隔离有关的表述是否正确。判断下列与隔离有关的表述是否正确。（1 1）在曼彻斯特的桦尺蛾种群中，黑色个体与浅色个体之间未出现生）在曼彻斯特的桦尺蛾种群中，黑色个体与浅色个体之间未出现生殖隔离。殖隔离。（2 2）加拉帕戈斯群岛不同岛屿上的地雀种群之间犹豫地理隔离而逐渐）加拉帕戈斯群岛不同岛屿上的地雀种群之间犹豫地理隔离而逐渐形成了生殖隔离。形成了生殖隔离。2.192.19世纪世纪7070年代，年代，1010对原产于美国的灰松鼠被引入英国，结果在英国对原产于美国的灰松鼠被引入英国，结果在英国大量繁殖
21、、泛滥成灾。对生活在两国的灰松鼠种群，可以作出的判断是大量繁殖、泛滥成灾。对生活在两国的灰松鼠种群，可以作出的判断是 A.A.两者尚未形成两个物种两者尚未形成两个物种 B.B.两者的外部形态有明显差别两者的外部形态有明显差别 C.C.两者之间已经出现生殖隔离两者之间已经出现生殖隔离 D.D.两者的基因库向不同方向改变两者的基因库向不同方向改变D D1.1.斑马的染色体数为斑马的染色体数为2222对，驴的染色体数为对，驴的染色体数为3131对，对，斑马和驴杂交产生的后代兼具斑马和驴的特征，斑马和驴杂交产生的后代兼具斑马和驴的特征，称为斑驴兽或驴斑兽，俗称称为斑驴兽或驴斑兽，俗称“斑驴斑驴”。斑马
22、和驴。斑马和驴杂交产生的后代是可育的吗？你能从染色体组的杂交产生的后代是可育的吗？你能从染色体组的角度作出解释吗？角度作出解释吗？【答案】【答案】斑马和驴杂交产生的后代是斑马和驴杂交产生的后代是不育不育的。由题中所给斑马和驴的染色体数的。由题中所给斑马和驴的染色体数可知，其杂交后代的染色体数为可知，其杂交后代的染色体数为5353条（条（不是偶数不是偶数），杂交后代无法通过减数分），杂交后代无法通过减数分裂产生正常的配子。裂产生正常的配子。2.2.在自然界，狮和虎是不可能相遇的。在动物在自然界，狮和虎是不可能相遇的。在动物园里，一般也将这两种动物分开圈养。近年来园里，一般也将这两种动物分开圈养。
23、近年来才出现将它们的幼崽放在一起饲养的做法，目才出现将它们的幼崽放在一起饲养的做法，目的是获得有观赏价值的杂交后代的是获得有观赏价值的杂交后代狮虎兽狮虎兽或或虎狮兽虎狮兽，你对这种做法有什么看法？，你对这种做法有什么看法？【提示】【提示】学生可以从不同角度提出看法并交流。例如，从学生可以从不同角度提出看法并交流。例如，从科学研究科学研究角度看，这样做角度看，这样做可以帮助人们更多地了解生命的奥秘；从可以帮助人们更多地了解生命的奥秘；从生命伦理生命伦理角度看，狮虎杂交后代中容易出角度看，狮虎杂交后代中容易出现免疫力低、天折的个体，这些个体会承受一定的痛苦，因此这种做法现免疫力低、天折的个体，这些
24、个体会承受一定的痛苦，因此这种做法不宜提倡不宜提倡；从从生物学生物学角度看，狮和虎的自然分布区不同，狮分布在草原上，虎分布在森林里，角度看，狮和虎的自然分布区不同，狮分布在草原上，虎分布在森林里，动物园饲养狮和虎时，应尽量提供符合它们天然分布区和习性特点的生活环境，将动物园饲养狮和虎时，应尽量提供符合它们天然分布区和习性特点的生活环境，将二者分区域饲养，以体现二者分区域饲养，以体现对自然和生命的尊重对自然和生命的尊重。1.1.关于生物的进化，只能靠运用证据和逻辑来推测。判断以下有关生物进化关于生物的进化，只能靠运用证据和逻辑来推测。判断以下有关生物进化证据和结论的说法是否合理。证据和结论的说法
25、是否合理。（1 1）通过化石可以了解已经绝灭的生物的形态结构特点，推测其行为点。）通过化石可以了解已经绝灭的生物的形态结构特点，推测其行为点。（2 2）人和鱼的胚胎发育经历了有鳃裂及有尾的阶段，这可以用人与鱼有共同）人和鱼的胚胎发育经历了有鳃裂及有尾的阶段，这可以用人与鱼有共同祖先来解释。祖先来解释。（3 3）比较解剖学发现，不同种类的哺乳动物的前肢在形态上差别很大，这说）比较解剖学发现，不同种类的哺乳动物的前肢在形态上差别很大，这说明这些哺乳动物不是由共同祖先进化来的。明这些哺乳动物不是由共同祖先进化来的。2.2.生物进化的证据是多方面的，其中能作为直接证据的是生物进化的证据是多方面的，其中能作为直接证据的是 A.A.化石证据化石证据 B.B.胚胎学证据胚胎学证据 C.C.比较解剖学证据比较解剖学证据 D.D.分子生物学证据分子生物学证据3.3.生物都有共同的祖先，下列各项不能作为支持这一论点的证据的是生物都有共同的祖先，下列各项不能作为支持这一论点的证据的是 A.A.所有生物共用一套遗传密码所有生物共用一套遗传密码 B.B.所有生物都由所有生物都由ATPATP直接供能直接供能 C.C.各种生物的细胞具有基本相同的结构各种生物的细胞具有基本相同的结构 D.D.所有生物的生命活动都是靠能量驱动的所有生物的生命活动都是靠能量驱动的AD
