隔離與物種的形成

1、二 隔離與物種的形成【典例導(dǎo)悟】【典例】（2009·江蘇高考）如圖是物種形成的一種模式。物種a因為地理障礙分隔為兩個種群a1和a2，經(jīng)過漫長的進(jìn)化，分別形成新物種b和c。在此進(jìn)程中的某一時刻，a1種群的部分群體越過障礙外遷與a2同域分布，向d方向進(jìn)化。下列有關(guān)敘述正確的是A.b和d存在地理隔離，所以一定存在生殖隔離 B.c和d不存在地理隔離，卻可能存在生殖隔離C.a1中的外遷群體與當(dāng)時留居群體的基因頻率相同，則b和d是同一物種D.a1中的外遷群體與當(dāng)時a2種群的基因頻率不同，則c和d是不同物種【思路點撥】本題主要考查物種形成的有關(guān)知識，解答本題應(yīng)從以下幾個方面入手分析：【自主解答】選

2、B。本題考查物種形成的知識。a通過地理隔離形成兩個種群a1和a2，分別演化出b、d、c三個種群，雖然有地理隔離，但是不一定會產(chǎn)生生殖隔離，所以A錯；由于d是由a1演變而來，所以c與d之間可能存在生殖隔離，B對?；蝾l率的改變不一定會導(dǎo)致生殖隔離產(chǎn)生新的物種，但是產(chǎn)生生殖隔離的種群，基因頻率一定會發(fā)生變化。a1中的外遷群體與當(dāng)時留居群體的基因頻率相同，但是b和d由于地理隔離存在，所以可能不是同一物種，故C不對。即使a1中的外遷群體與當(dāng)時a2種群的基因頻率不同，只要c和d不存在生殖隔離，他們?nèi)允峭晃锓N，所以D不對。【互動探究】（1）a物種進(jìn)化為b、c兩個物種的內(nèi)因是什么？（2）c從生活區(qū)域遷到b

3、生活的區(qū)域，若時間足夠長會有哪幾種變化？（至少兩種）提示：（1）突變和基因重組是新物種形成的內(nèi)因。（2）不適應(yīng)環(huán)境被淘汰；進(jìn)化成新的物種。 【變式訓(xùn)練】有關(guān)種群和物種的敘述正確的是（ ）A.同一種群的個體間可以相互交配并產(chǎn)生后代，同一物種的個體間也能相互交配并產(chǎn)生后代B.種群是生物進(jìn)化的基本單位，物種是繁殖的基本單位C.種群的基因頻率總是在不斷變化發(fā)展，物種的基因頻率往往保持不變D.種群基因庫的基因和物種基因庫的基因是一樣的【解析】選A。同一物種個體之間不存在生殖隔離，交配后均能產(chǎn)生可育后代；種群是生物進(jìn)化的基本單位，種群是指同一區(qū)域內(nèi)同種生物個體，而物種可以包括多個種群，它們之間可能存在地理

4、隔離，所以繁殖的基本單位應(yīng)為種群；種群的基因頻率在不斷變化，則物種的基因頻率也在變化；同一物種的不同種群由于存在地理隔離，種群的基因庫有一定的差異，物種的基因庫包括種群的基因庫，故種群的基因庫與物種的基因庫不同?！緦W(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)訓(xùn)練】1.（2010·三明高一檢測)如果有兩個小群體的動物，在形態(tài)結(jié)構(gòu)上相近，它們必須具備下列哪一特征才能歸為一個物種（ ）A.它們的食量要相同B.它們必須分布在同一地理區(qū)域內(nèi)C.它們的毛色一定相同D.能相互交配繁殖并產(chǎn)生可育后代【解析】選D。物種是指在自然狀態(tài)下能相互交配產(chǎn)生可育后代的一群生物，它們的外部形態(tài)非常相似，并不都分布在同一區(qū)域內(nèi)。可由多個種群組成，可有

5、多個相對性狀。2.隔離在物種形成中的主要作用是（ ）A.使種群間的個體互不相識B.使種群間雌雄個體失去交配機(jī)會C.使不同種群各自適應(yīng)于不同的地理環(huán)境D.使種群之間停止基因交流，各自可向著不同的方向演變【解析】選D。隔離有兩種類型：地理隔離和生殖隔離。它們都會阻礙種群間的基因交流，進(jìn)而使之差異變大，向不同方向發(fā)展。3.(2010·惠陽高一檢測)達(dá)爾文在加拉帕戈斯群島上發(fā)現(xiàn)幾種地雀分別分布于不同的島嶼上，用現(xiàn)代生物進(jìn)化理論解釋正確的是（ ）A.同一種地雀地理隔離自然選擇生殖隔離不同種地雀B.不同種地雀地理隔離自然選擇不同種地雀C.同一種地雀自然選擇地理隔離生殖隔離不同種地雀D.同一種地雀

6、地理隔離生殖隔離不同種地雀【解析】選A。原屬于同一物種的地雀，分布在不同的島嶼(地理隔離）上。由于每個島上的食物和棲息條件互不相同，自然選擇對不同種群基因頻率的改變所起的作用就有差別。在一個種群中，某些基因被保留下來，而另一個種群中被保留下來的可能是另一些基因。久而久之，這些基因庫會形成明顯的差異，并逐步出現(xiàn)生殖隔離。生殖隔離一旦形成，原來屬于同一物種的地雀就成了不同的物種。4.下列關(guān)于隔離的敘述，不正確的是（ ）A.種群基因庫的差異是產(chǎn)生生殖隔離的根本原因B.隔離阻止了種群間的基因交流C.不同的物種之間必然存在著生殖隔離D.對所有物種來說，地理隔離必然導(dǎo)致生殖隔離【解析】選D。物種間必然存在

7、隔離，不管是地理隔離還是生殖隔離，導(dǎo)致的結(jié)果是阻止了基因的交流，從而使種群基因庫的差異很大，地理隔離是一個量變過程，只有足夠長的時間后才能達(dá)到生殖隔離。5.物種和種群的關(guān)系是（ ）A.不同的生物種群通過自然選擇而形成同一物種B.同一物種可以形成多種不同的種群C.種群間的個體相互交配而形成同一物種D.一個種群中可有一個或多個物種【解析】選B。物種是由多個種群組成的，而物種的形成是由突變和基因重組、自然選擇、隔離三個基本環(huán)節(jié)構(gòu)成的，只有同一物種的不同種群相互交配才能產(chǎn)生可育后代，新物種形成要經(jīng)過較長的時間。6.下列說法正確的是（ ）A.地理隔離一旦形成，原來屬于同一物種的個體就成了不同物種B.生殖

8、隔離一旦形成，原來屬于同一物種的個體就成了不同物種C.地理隔離是形成新物種的必然經(jīng)歷D.每個新物種的形成都必定經(jīng)歷從地理隔離達(dá)到生殖隔離的過程【解析】選B。生殖隔離是新物種形成的標(biāo)志，而由二倍體經(jīng)秋水仙素處理得到四倍體的過程并沒有地理隔離，所以地理隔離并不是新物種形成所必需經(jīng)歷的。 7.（2009·上海高考）新物種形成的標(biāo)志是（ ）A.具有新的生理功能 B.出現(xiàn)新的形態(tài)結(jié)構(gòu)C.出現(xiàn)地理隔離 D.形成生殖隔離【解析】選D。新物種的形成即與原有物種之間存在生殖隔離，出現(xiàn)新的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能只能說明生物在不斷進(jìn)化。8.如圖是加拉帕戈斯群島上物種演化的模型：圖中上為甲島，下為乙島，A、B、

9、C、D為四個物種及其演化關(guān)系，請看圖回答問題： （1)由A物種進(jìn)化為B、C兩個物種的內(nèi)因是_，外因是_，進(jìn)化的實質(zhì)是_。(2)甲島上的B物種遷到乙島后，不與C物種發(fā)生基因交流，其原因是_。 (3)遷到乙島的B物種可能會_。(4)假設(shè)種群中有一對等位基因Aa，A的基因頻率為0.1，a的基因頻率為0.9，那么AA、Aa、aa三種基因型的頻率分別為_；若環(huán)境的選擇作用使a的頻率逐漸下降，A的頻率逐漸上升，則后代中aa基因型個體的變化趨勢是_。 【解析】本題以物理模型的形式綜合考查隔離在物種形成中的作用。(1)A物種進(jìn)化為B、C兩個物種的內(nèi)因是遺傳變異，外因是甲、乙兩島環(huán)境條件的不同，并且有地理隔離，

10、進(jìn)化的實質(zhì)是種群基因頻率的改變。（2）兩種群在同一環(huán)境中，其基因不能進(jìn)行交流，說明這兩個種群間已經(jīng)出現(xiàn)了生殖隔離，成為兩個物種。(3)根據(jù)遺傳平衡原理，AA=0.1 ×0.1=0.01；Aa=2×0.1 ×0.9=0.18；aa=0.9×0.9= 0.81。答案: (1)遺傳變異 甲、乙兩島環(huán)境不同且有地理隔離種群基因頻率的改變 (2)已形成生殖隔離(3)形成新的物種（答案合理即可）(4)1%、18%、81% 逐漸下降【素能綜合檢測】1.（2010·衡水高一檢測）有關(guān)物種的敘述正確的是（ ）一個物種可以由多個種群構(gòu)成，不同的物種之間存在著生殖隔

11、離具有一定的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能，能相互交配且產(chǎn)生可育后代的一群生物個體多倍體的形成是物種形成的特殊方式在物種形成的過程中，地理隔離和生殖隔離是同時出現(xiàn)的 A. B. C. D.【解析】選B。物種是指能相互交配產(chǎn)生可育后代的一群生物，它可由多個種群組成，物種形成的方式有漸變式和爆發(fā)式兩種，其中多倍體的形成為后者，一般情況下物種形成過程要經(jīng)過較長時間的地理隔離才能達(dá)到生殖隔離。2.（2010·廣州模擬）在同一區(qū)域中生長著兩種杜鵑花，在人工條件下，它們之間都可以雜交成功。但在自然狀態(tài)下不能雜交，因為一種杜鵑花在6月初產(chǎn)生花粉，另一種在6月下旬產(chǎn)生花粉，這種現(xiàn)象屬于（ ）A.優(yōu)勝劣汰 B.過

12、度繁殖C.生殖隔離 D.性狀分離【解析】選C。在自然狀態(tài)下，這兩種杜鵑花是不能雜交的，所以存在生殖隔離，不屬于同一物種。雖然人工條件下可雜交成功，但不符合物種的標(biāo)準(zhǔn)。3.某研究小組研究了某地的兩個湖泊，每個湖中生活著兩種相似的魚：紅褐色的和金黃色的。這一地區(qū)可能發(fā)生過洪水。他們不清楚這兩種魚之間的關(guān)系，于是作出兩種如圖所示的假設(shè)。以下說法中不正確的是（ ） A.假說甲認(rèn)為紅褐色魚和金黃色魚起源于同一種灰色魚 B.假說乙認(rèn)為湖中原來只有紅褐色魚，湖中原來只有金黃色魚，發(fā)洪水時，這兩個湖中的魚混雜在一起C.假說甲說明湖和湖由于地理隔離的作用形成金黃色魚和紅褐色魚D.如果紅褐色魚和金黃色魚不能雜交，

13、或雜交后不能產(chǎn)生可育后代，說明它們不是一個物種【解析】選C。假說甲表明在兩個不同湖中的灰色魚，均進(jìn)化為紅褐色魚和金黃色魚；假說乙中湖中的原有魚種為紅褐色魚，而湖中的原有魚種為金黃色魚，由于洪水使兩種魚混合在一起；假說甲說明湖中紅褐色魚與金黃色魚的形成過程中并不存在地理隔離，湖中也是如此；不能雜交或雜交后代不育的現(xiàn)象叫生殖隔離。4.下列不屬于生殖隔離實例的是（ ）A.雄螢火蟲給雌蟲發(fā)出各自特有的閃光求偶信號，雌蟲對異種雄蟲發(fā)出的信號無反應(yīng)B.牛蛙的卵和豹蛙的精子能融合成合子，發(fā)育一段時間后死亡C.玉米的花柱很長，擬蜀屬植物的花粉在玉米柱頭上能萌發(fā)，但不能到達(dá)子房D.特納氏綜合征患者缺少了一條X染

14、色體，性腺發(fā)育不良，沒有生育能力【解析】選D。生殖隔離是指不能雜交（如選項A、C）或雜交后代不育，甚至雜交得不到后代（如選項B），而選項D是由于缺少了一條X染色體，不能產(chǎn)生配子所致，而不是有配子不能受精，所以選項D不屬于生殖隔離。5.有關(guān)生物新物種形成的基本環(huán)節(jié)的分析正確的是（ ）A.基因突變和基因重組為進(jìn)化提供原材料B.種群基因頻率的定向改變是形成新物種的前提C.地理隔離是新物種形成的必要條件D.自然選擇的不定向性決定了生物的多樣性【解析】選B。生物進(jìn)化的原材料包括基因突變、染色體變異和基因重組，其中前兩者統(tǒng)稱為突變。物種形成的其他兩個環(huán)節(jié)為自然選擇和隔離，其中自然選擇是定向的，隔離是一定存

15、在生殖隔離，而不一定經(jīng)過地理隔離。6.如圖為生物新物種形成的基本環(huán)節(jié)，對圖示分析正確的是（ ）A.種群基因頻率的改變，不論其變化大小，都屬于物種形成的范疇B.圖中A表示的是基因突變和基因重組C.經(jīng)過長期的地理隔離達(dá)到生殖隔離，沒有地理隔離不可能形成新的物種D.圖中C表示種群間的生殖隔離，是新物種形成的標(biāo)志【解析】選D。物種的形成是經(jīng)過長期的地理隔離，使種群基因產(chǎn)生較大差異進(jìn)而形成生殖隔離，多倍體的形成不需要經(jīng)過地理隔離，而在可遺傳變異中基因突變和染色體變異統(tǒng)稱為突變。7.以下是對現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的一些理解，其中錯誤的是（多選）（ ）A.環(huán)境改變使生物產(chǎn)生適應(yīng)性的變異B.隔離是形成物種的必要條件

16、，也是生物進(jìn)化的必要條件C.進(jìn)化時基因頻率總是變化的D.同一物種的不同種群間不存在隔離【解析】選A、B、D。環(huán)境對生物起定向選擇作用，而不是定向誘導(dǎo)，隔離不是生物進(jìn)化的必要條件，生物進(jìn)化的必要條件是突變和基因重組及自然選擇，同一物種的不同種群間不存在生殖隔離，但存在地理隔離。二、非選擇題（本題包括2小題，共29分）8.（13分）（思維拓展題）.如圖為三倍體無子西瓜育種過程：（1）三倍體無子西瓜是高度不育的，說明了二倍體西瓜與四倍體西瓜_。（2）三倍體無子西瓜不育的原因是什么？_。（3）要使三倍體西瓜可育，可采用的方法是_。（4）三倍體無子西瓜是否是一個新物種？_，原因是_。.我國育種工作者利用

17、野生黑麥與普通小麥培育了既高產(chǎn)又適應(yīng)高原環(huán)境的八倍體小黑麥，請判斷八倍體小黑麥?zhǔn)欠駷橐粋€新物種？_。物種形成的三個基本環(huán)節(jié)是_?！窘馕觥?（1）由于四倍體西瓜與二倍體西瓜雜交后，后代是不育的三倍體西瓜，說明二者存在生殖隔離，即屬于不同物種。（2）三倍體西瓜存在三個染色體組，在減數(shù)分裂過程中無法均分，而造成聯(lián)會紊亂，不能產(chǎn)生正常配子。（3）要使三倍體西瓜可育，必須使染色體均分，則加倍是一種最為理想的方法。（4）三倍體西瓜之間不能交配產(chǎn)生后代，所以不屬于一個新物種。.八倍體小黑麥與原普通小麥存在生殖隔離，并且八倍體小黑麥個體之間可以產(chǎn)生可育后代，所以八倍體小黑麥為一個新物種。答案：.（1）是不同的

18、物種，它們之間存在生殖隔離（2）在減數(shù)分裂過程中染色體聯(lián)會紊亂，不能形成正常的配子（3）用秋水仙素處理（4）否 三倍體西瓜是高度不育的.是一個新物種 突變和基因重組、自然選擇、隔離實驗·探究9.(16分）科學(xué)家培育出了抗旱的陸地棉新品種，而海島棉從來沒有出現(xiàn)過抗旱類型，有人打算也培育出抗旱的海島棉品種。但是用海島棉與抗旱的陸地棉進(jìn)行了多次雜交，始終得不到子代，回答下列問題。（1）出現(xiàn)上述現(xiàn)象的原因是抗旱的陸地棉和海島棉是兩個不同的物種，存在_。（2）抗旱的陸地棉和海島棉兩個不同物種的形成具備哪些環(huán)節(jié)？_。（3）要達(dá)到上述目的你認(rèn)為可以用哪些育種方法，寫出思路即可。打破物種間生殖隔離的

19、方法名稱：_。思路方案：_。常規(guī)育種方法名稱：_。思路方案：_。（4）假若海島棉與抗旱的陸地棉雜交后產(chǎn)生了后代，其能否稱為一個新物種？（已知海島棉與抗旱的陸地棉均為二倍體生物）原因是_?！窘馕觥浚?）雜交后不能產(chǎn)生后代，或是后代高度不育，則說明存在生殖隔離。（2）新物種的形成有兩種方式，每種方式都少不了必備的三個環(huán)節(jié)。（3）打破物種界限的育種方法，目前學(xué)習(xí)的只有基因工程，它由四個步驟組成，還應(yīng)該把受體細(xì)胞培育成植株。若用常規(guī)育種，控制抗旱的基因只能從無到有，則誘發(fā)基因突變。（4）物種在自然狀態(tài)下是能夠交配并產(chǎn)生可育后代的。答案：（1）生殖隔離（2）突變和基因重組、自然選擇、隔離（3）基因工程育

20、種將抗旱的陸地棉的抗旱基因?qū)氲胶u棉的體細(xì)胞中，將其培育成完整的植株誘變育種用物理方法（射線、電激）等處理海島棉萌發(fā)的種子或幼苗，然后進(jìn)行人工選擇 （4）不能，雜交后代是高度不育的【精品題庫】1.在生物的進(jìn)化過程中，有的物種只生存了極短的時間就滅絕了，這是因為( )A.該物種沒有變異B.該物種是進(jìn)行無性繁殖的C.缺乏有適應(yīng)性價值的可遺傳變異D.人為因素造成其滅絕【解析】選C。自然選擇的實質(zhì)是適者生存，不適者被淘汰。在生物進(jìn)化過程中，物種只生存了極短時間就滅絕的原因是缺乏有適應(yīng)性價值的可遺傳變異。2.下列哪項形成了新物種（ ）A.二倍體的西瓜經(jīng)秋水仙素處理成為四倍體西瓜B.樺尺蠖體色的基因頻率

21、由S（灰色）95%變?yōu)閟(黑色)95%C.馬與驢交配產(chǎn)生了騾子D.克隆多利羊【解析】選A。A項中，四倍體西瓜自交能產(chǎn)生可育后代，說明四倍體西瓜屬于一個新物種；B項中，基因頻率發(fā)生了改變，說明生物進(jìn)化了，但未突破種的界限，仍屬于同一物種；C項中騾子不育，不是一個物種；D項中多利羊是無性繁殖產(chǎn)生的，其遺傳組成基本不變，仍屬原來的物種。3.我國西北部的歐洲玉米螟與東部的亞洲玉米螟由于信息激素的不同而具有生殖隔離，但外貌上幾乎無法辨認(rèn)，那么，以下說法正確的是（ ）A.外貌形態(tài)相同，因此它們屬于同一個物種B.由于具有生殖隔離，因此屬于不同物種C.無法判斷D.以上說法都不對【解析】選B。所謂物種是指在自然狀態(tài)下能夠相互交配和繁殖，并能產(chǎn)生可育后代的一群生物個體。由概念可知