生物（人教版必修2）課件第7章第2節(jié)第2課時(shí)隔離和物種的形成共同進(jìn)化與生物多樣性的形成

第七章現(xiàn)代生物進(jìn)化理論第2節(jié)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容第2課時(shí)隔離和物種的形成共同進(jìn)化與生物多樣性的形成1．說明現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容。(重點(diǎn))2．舉例說明共同進(jìn)化和生物多樣性形成的原因。物種的形成要經(jīng)過隔離的作用，閱讀教材內(nèi)容，完成對(duì)下列問題的思考。1．物種的概念能夠在________________相互交配并且產(chǎn)生__________的一群生物。知識(shí)點(diǎn)一隔離與物種的形成自然狀態(tài)下

可育后代

2．隔離(1)概念：不同種群間的個(gè)體，在自然條件下基因不能__________的現(xiàn)象。(2)常見類型自由交流

相互交配

可育后代

同一種生物

基因交流

3.隔離在物種形成中的作用(1)新物種的形成過程生殖隔離：__________形成明顯的差異，并逐步出現(xiàn)生殖隔離，從而形成不同物種(2)結(jié)論：__________是形成新物種的必要條件。突變基因重組基因交流食物棲息條件基因頻率基因庫

隔離

4．互動(dòng)交流(1)物種的形成是否必須要經(jīng)過隔離？是否必須要經(jīng)過地理隔離？提示：必須要經(jīng)過隔離，但可以不經(jīng)過地理隔離。(2)如何判斷兩種動(dòng)物是否是同一物種？提示：設(shè)計(jì)雜交實(shí)驗(yàn)，看是否能產(chǎn)生可育后代，即是否存在生殖隔離。(3)生物的進(jìn)化是否一定會(huì)形成新的物種？提示：不一定，關(guān)鍵看是否產(chǎn)生生殖隔離。(4)物種形成有哪些方式？提示：有漸變式和爆發(fā)式。漸變式如加拉帕戈斯群島上13種地雀的形成；爆發(fā)式如自然界多倍體植物的形成。(5)經(jīng)過漫長(zhǎng)的地理隔離，是否一定會(huì)產(chǎn)生生殖隔離？提示：不一定。如果兩個(gè)種群的生活環(huán)境都不發(fā)生變化或變化微小，或發(fā)生相似的變化，則兩個(gè)種群的進(jìn)化方向相同，不產(chǎn)生生殖隔離。(6)產(chǎn)生生殖隔離是否一定要經(jīng)過漫長(zhǎng)的地理隔離？提示：不一定。如植物中多倍體的形成，不經(jīng)過地理隔離，直接產(chǎn)生了生殖隔離。2．地理隔離和生殖隔離與物種形成的關(guān)系(1)僅有地理隔離，一旦發(fā)生某種地質(zhì)變化，兩個(gè)分開的小種群重新相遇，可以再融合在一起。(2)只有地理隔離而不形成生殖隔離，能產(chǎn)生生物新類型(或亞種)，不可能產(chǎn)生新物種。(3)地理隔離是物種形成的量變階段，生殖隔離是物種形成的質(zhì)變階段，生殖隔離是物種形成的最后階段，是物種間的真正界限。(4)生殖隔離保持物種間的不可交配性，從而也保證了物種的相對(duì)穩(wěn)定性。1．判斷正誤(1)能夠在自然狀態(tài)下相互交配并產(chǎn)生后代的一群生物稱為一個(gè)物種。(

)(2)就形成地理隔離的兩個(gè)種群而言，一個(gè)種群的突變和基因重組對(duì)另一個(gè)種群的基因頻率沒有影響。(

)(3)隔離是物種形成的必要條件。(

)×

√

√

2．下圖表示漸變式新物種形成的基本環(huán)節(jié)，下列對(duì)圖示分析正確的是(

)A．圖中A表示基因突變和基因重組，為進(jìn)化提供了原材料B．圖中B表示地理隔離，地理隔離使種群間基因交流受阻C．圖中C表示生殖隔離，指兩種生物不能雜交且產(chǎn)生可育后代D．種群基因型頻率的定向改變是新物種形成的前提條件解析：基因突變、基因重組和染色體變異為生物進(jìn)化提供原材料，A錯(cuò)誤；地理隔離使種群間基因交流受阻，當(dāng)?shù)乩砀綦x使種群基因庫的差別較大時(shí)，產(chǎn)生生殖隔離就形成了新的物種，B正確；生殖隔離是指自然狀態(tài)下，個(gè)體不能交配或者交配后產(chǎn)生的后代不育，C錯(cuò)誤；據(jù)圖可知，新物種形成的前提是種群基因頻率的改變，D錯(cuò)誤。答案：B生物的進(jìn)化不是孤立的，而是和環(huán)境及其他生物相互影響，共同進(jìn)化，從而形成了生物的多樣性，閱讀教材內(nèi)容，完成對(duì)下列問題的思考。知識(shí)點(diǎn)二共同進(jìn)化與生物多樣性的形成細(xì)長(zhǎng)的吸管似的

2．生物與無機(jī)環(huán)境間的共同進(jìn)化3．含義(1)概念：不同物種之間、生物與__________之間在相互影響中不斷進(jìn)化和發(fā)展。(2)原因：生物與生物之間的__________和生物與無機(jī)環(huán)境之間的相互影響。無機(jī)環(huán)境

相互選擇

4．生物多樣性的形成(1)內(nèi)容：生物多樣性包括________多樣性、________多樣性和__________多樣性。(2)形成原因：生物的進(jìn)化。(3)研究生物進(jìn)化歷程的主要依據(jù)：________?；?/p>

物種

生態(tài)系統(tǒng)

化石

需氧型無性有性三極5．互動(dòng)交流(1)在捕食者與被捕食者的共同進(jìn)化中，從生物個(gè)體和種群兩個(gè)方面分析是有利還是有害。提示：從個(gè)體考慮，對(duì)被淘汰的個(gè)體來說是有害的，從種群考慮，有利于種群的發(fā)展。(2)從共同進(jìn)化角度分析，地球上最早出現(xiàn)的生物屬于什么代謝類型？說明原因。提示：異養(yǎng)厭氧型。生物進(jìn)化過程中，首先出現(xiàn)無氧呼吸，然后出現(xiàn)光合作用有了氧氣，最后出現(xiàn)有氧呼吸，因此最早出現(xiàn)的生物屬于異養(yǎng)厭氧型。(3)生物多樣性的直接原因和根本原因是什么？運(yùn)用進(jìn)化論觀點(diǎn)分析生物多樣性形成的原因。提示：生物多樣性的直接原因是蛋白質(zhì)多樣性，根本原因是基因(遺傳物質(zhì))多樣性。生物多樣性的形成是多種多樣的環(huán)境對(duì)生物不定向變異進(jìn)行選擇的結(jié)果。(4)三種生物多樣性之間的關(guān)系是怎樣的？提示：基因多樣性是形成物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性的基礎(chǔ)，物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性又影響基因多樣性。1．共同進(jìn)化的范圍及對(duì)無機(jī)環(huán)境的影響(1)范圍：生物與生物之間的共同進(jìn)化僅發(fā)生在不同物種之間，同種生物之間不存在共同進(jìn)化。(2)對(duì)無機(jī)環(huán)境的影響：無機(jī)環(huán)境的選擇作用可定向改變種群的基因頻率，導(dǎo)致生物朝著一定方向進(jìn)化；生物的進(jìn)化反過來又會(huì)影響無機(jī)環(huán)境。2．生物多樣性的原因(1)根本原因：基因(DNA分子結(jié)構(gòu))的多樣性。不同DNA分子中脫氧核苷酸的數(shù)目、種類、排列順序不同決定了DNA分子結(jié)構(gòu)的多樣性。(2)直接原因：蛋白質(zhì)的多樣性。蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者和體現(xiàn)者。組成蛋白質(zhì)的氨基酸種類、數(shù)目、排列順序和蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)四個(gè)因素決定了蛋白質(zhì)的多樣性。(3)從生物進(jìn)化的角度看，生物的多樣性是多種多樣的環(huán)境對(duì)生物的不定向變異進(jìn)行定向選擇的結(jié)果。3．生物進(jìn)化的總趨勢(shì)簡(jiǎn)單→復(fù)雜，低等→高等，水生→陸生，異養(yǎng)→自養(yǎng)，厭氧→需氧，原核生物→真核單細(xì)胞生物→多細(xì)胞生物，無性生殖→有性生殖。1．下列哪項(xiàng)不是生物共同進(jìn)化的實(shí)例(

)A．某種蘭花有專門為它傳粉的蛾B．獵豹捕食斑馬C．光合生物出現(xiàn)后，為好氧生物的出現(xiàn)創(chuàng)造了條件D．草原上狼的絕滅造成鹿的數(shù)量激增解析：共同進(jìn)化過程中的兩種生物相互選擇，而草原上狼的絕滅造成鹿的數(shù)量激增，正是共同進(jìn)化的反例。狼絕滅則談不上進(jìn)化，鹿的數(shù)量激增對(duì)環(huán)境會(huì)有較大的破壞，對(duì)鹿本身也不利。答案：D2．下列關(guān)于生物多樣性的敘述不正確的是(

)A．生物界的豐富多彩，起控制作用的是基因的多樣性B．DNA分子結(jié)構(gòu)的多樣性主要表現(xiàn)為4種堿基配對(duì)方式的多樣性C．生物界的多樣性是由蛋白質(zhì)的多樣性體現(xiàn)的D．生物多樣性包括基因多樣性、物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性解析：生物多樣性包括基因多樣性、物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性，其中基因(DNA)多樣性是生物多樣性的根本原因，蛋白質(zhì)多樣性是生物多樣性的直接原因；DNA結(jié)構(gòu)的多樣性主要表現(xiàn)為不同DNA堿基對(duì)的數(shù)量和排列順序不同。答案：B提示：隔離生物多樣性問題探討提示：可以按如下思路展開想象：一個(gè)基因所控制的性狀，對(duì)個(gè)體生存和繁殖后代的貢獻(xiàn)越大，擁有該基因的個(gè)體就可能越多。解析：如果一個(gè)基因?qū)€(gè)體的生存越有利，這個(gè)基因在個(gè)體中保存的幾率就越大。本節(jié)聚焦一、種群基因頻率的改變與生物進(jìn)化1．答案：一是個(gè)體不是進(jìn)化的基本單位，一個(gè)個(gè)體適應(yīng)能力無論多強(qiáng)，如果它的基因不能傳給后代，它在進(jìn)化上就沒有貢獻(xiàn)，如騾；二是種群是生物繁殖的基本單位，它是指同種生物中一群能夠自由交配的個(gè)體。如果同種生物的兩個(gè)異性個(gè)體相距遙遠(yuǎn)，沒有機(jī)會(huì)交配，它們就分別屬于兩個(gè)種群，這兩個(gè)種群是獨(dú)立進(jìn)化的。2．答案：自然選擇的結(jié)果。3．答案：在自然選擇的作用下，種群的基因頻率會(huì)發(fā)生定向改變，導(dǎo)致生物朝著一定的方向不斷進(jìn)化。二、隔離與物種的形成1．答案：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(gè)物種。2．答案：同一種生物由于地理上的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，叫做地理隔離。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)象叫做生殖隔離。3．答案：隔離導(dǎo)致新物種的形成。三、共同進(jìn)化與生物多樣性的形成1．答案：不同物種之間、生物與無機(jī)環(huán)境之間在相互影響中不斷進(jìn)化和發(fā)展，這就是共同進(jìn)化。2．答案：物種與物種之間、生物與環(huán)境之間共同進(jìn)化導(dǎo)致生物多樣性。3．答案：是。思考與討論(一)1．答案：(1)A配子占60%，a配子占40%。(2)子代基因型頻率：AA占36%；Aa占48%；aa占l6%。(3)子代種群的基因頻率：A占60%：a占40%。(4)后代種群的基因頻率會(huì)同子一代一樣。解析：(1)由親代基因型頻率推知A＝(30%×2＋60%)/2＝60%，a＝40%。(2)子代基因型的頻率AA＝60%×60%＝36%；aa＝40%×40%＝16%；Aa＝2×60%×40%＝48%。(3)由于親代自由交配，所以子代種群的基因頻率沒有改變。2．答案：對(duì)自然界的種群來說，這五個(gè)條件不可能同時(shí)都成立。例如：翅色與環(huán)境色彩較一致的，被天敵發(fā)現(xiàn)的機(jī)會(huì)就少些。解析：題干中的五個(gè)條件是理想條件，所以不可能同時(shí)都成立。3．答案：突變產(chǎn)生新的基因會(huì)使種群的基因頻率發(fā)生變化?；駻2的頻率是增加還是減少，要看這一突變對(duì)生物體是有益的還是有害的。解析：由于突變的不定向性和多害少利性，所以對(duì)種群的基因頻率會(huì)有影響。探究1．答案：樹干變黑會(huì)影響樺尺蠖種群中淺色個(gè)體的出生率，這是因?yàn)樵S多淺色個(gè)體可能在沒有交配、產(chǎn)卵前就已被天敵捕食。解析：淺色個(gè)體由于樹干變黑就容易被天敵捕食，所以會(huì)影響樺尺蠖種群中淺色個(gè)體的出生率。2．答案：是表現(xiàn)型。比如，天敵看到的是樺尺蠖的體色而不是控制體色的基因。解析：天敵看到的是樺尺蠖的體色，而不是控制體色的基因，所以在自然選擇過程中，直接受選擇的是表現(xiàn)型。資料分析1．答案：由于這兩個(gè)種群的個(gè)體數(shù)量都不夠多，基因頻率可能是不一樣的。解析：加拉帕戈斯群島上的兩種群由于環(huán)境不一樣，自然選擇的方向不一樣，所以它們的基因頻率可能不一樣。2．答案：不一樣。因?yàn)橥蛔兪请S機(jī)發(fā)生的。解析：由于突變的不定向性，不同島嶼上的地雀種群產(chǎn)生突變的情況不一樣。3．答案：不同島嶼的地形和植被條件不一樣，因此環(huán)境的作用會(huì)有差別，導(dǎo)致種群基因頻率朝不同的方向改變。解析：因?yàn)閷?duì)不同島嶼上的地雀種群來說，環(huán)境是不一樣的，環(huán)境決定進(jìn)化方向，所以導(dǎo)致種群基因頻率朝不同的方向改變。4．答案：不會(huì)。因?yàn)閭€(gè)體間有基因的交流。解析：如果這片海域只有一個(gè)小島，這個(gè)小島上的地雀就可以進(jìn)行基因交流，所以不會(huì)形成多種地雀。

旁欄思考題答案：最先在裸露的巖石上生長(zhǎng)的植物往往是地衣，地衣的出現(xiàn)促進(jìn)巖石的分解，形成土壤，為苔蘚植物的生長(zhǎng)創(chuàng)造條件。解析：生物在進(jìn)化的過程中，往往進(jìn)行著共同進(jìn)化。技能訓(xùn)練1．答案：假說甲：紅褐色魚和金黃色魚起源于同一種灰色魚。假說乙：湖Ⅰ中原來只有紅褐色魚，湖Ⅱ中原來只有金黃色魚，發(fā)洪水時(shí)，這兩個(gè)湖中的魚混雜在一起。2．答案：假說甲沒有考慮到隔離在物種形成中的作用，也沒有考慮洪水的作用。3．答案：這一證據(jù)支持假說乙。4．答案：如果紅褐色魚和金黃色魚不能雜交，或雜交后不能產(chǎn)生可育后代，說明它們不是一個(gè)物種。解析：假說甲沒有考慮到隔離在物種形成中的作用，也沒有考慮洪水的作用；由DNA分析表明，湖泊I中紅褐色魚與湖泊Ⅱ中的紅褐色魚親緣關(guān)系最近，這說明是由于發(fā)洪水使兩個(gè)湖泊中都有紅褐色魚，所以這一證據(jù)支持假說乙。思考與討論(二)1．答案：最早出現(xiàn)的生物是厭氧的單細(xì)胞生物，它們生活在海洋中。2．答案：多細(xì)胞生物大約是在寒武紀(jì)出現(xiàn)的，它們生活在海洋中。3．答案：最早登陸的生物是植物，否則動(dòng)物登陸后就會(huì)餓死。4．答案：當(dāng)時(shí)陸地上還是一片荒蕪，生物都生活在海洋中。5．答案：恐龍是在中生代后期絕滅的。物種絕滅對(duì)生物多樣性的影響是復(fù)雜的?？铸埖慕^滅有利于哺乳動(dòng)物的繁盛。解析：在30多億年前由于氧氣還沒有形成，所以那時(shí)的生物是厭氧生物，且當(dāng)時(shí)有機(jī)物存在于海洋中，所以它們生活在海洋中；因?yàn)樵缙陉懙厣蠜]有動(dòng)物的食物，所以最先登陸的生物應(yīng)是植物。第一小節(jié)練習(xí)一、基礎(chǔ)題1.C種群是指生活在一定區(qū)域的同種生物的全部個(gè)體。2．C

B＝(18%×2＋78%)/2＝57%，b＝1－B＝43%。3．C突變?cè)诓煌h(huán)境下可能有利也可能有害，所以突變的有害或有利取決于環(huán)境。4．答案：突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料。如果沒有突變，就不可能產(chǎn)生新的等位基因，基因重組也就沒有意義，生物就不可能產(chǎn)生可遺傳的變異，也就不可能進(jìn)化。解析：突變產(chǎn)生的新基因是生物進(jìn)化的根本來源，是進(jìn)化的原材料，所以沒有突變，基因重組也就沒有意義，也就不可能進(jìn)化。二、拓展題1．提示：如選擇育種和雜交育種。解析：選擇育種就是人為選擇優(yōu)良品種，這就導(dǎo)致了基因頻率定向改變；雜交育種就是通過基因重組的原理，選育人們所需要的優(yōu)良品種，這也會(huì)使基因頻率發(fā)生定向改變。2．提示：如果氣候等其他條件也合適，并且這個(gè)種群具有一定的繁殖能力，該種群的個(gè)體數(shù)會(huì)迅速增加。否則，也可能仍然處于瀕危狀態(tài)甚至絕滅。解析：新環(huán)境中若氣候條件等其他條件也適合，并且這個(gè)種群能繁殖，這個(gè)種群就會(huì)增加，否則就會(huì)絕滅。第二小節(jié)練習(xí)一、基礎(chǔ)題1．(1)√只要是遺傳物質(zhì)發(fā)生了改變，這樣的變異就是可遺傳的變異。(2)√生殖隔離是新物種形成的標(biāo)志。(3)√物種的形成一般都要經(jīng)過突變和基因重組、自然選擇、隔離三個(gè)環(huán)節(jié)，大都先形成地理隔離，再形成生殖隔離。2．答案：生活在峽谷北側(cè)的種群發(fā)生了突變，由于突變的隨機(jī)性，同樣的突變沒有發(fā)生在峽谷南側(cè)的種群中。由于這兩個(gè)種群被河流隔開，彼此沒有交配的機(jī)會(huì)，也就是沒有基因的交流，所以兩個(gè)種群發(fā)生明顯的分化，有可能演變成兩個(gè)物種。解析：由于生活在美國(guó)科羅拉多大峽谷的松鼠被河流分成兩個(gè)種群，由于自然環(huán)境不一樣和突變的不定向性，以及河流阻擋而使這兩個(gè)種群不能進(jìn)行基因交流，所以這兩個(gè)種群有可能成為兩個(gè)物種。二、拓展題答案：雄虎和雌獅雜交生出的后代是虎獅獸，雄獅和雌虎雜交生出的后代是獅虎獸。目前還沒有虎獅獸和獅虎獸交配并生出可育后代的證據(jù)。對(duì)于讓虎和獅雜交的做法，有專家認(rèn)為這在科學(xué)研究上價(jià)值不大，但是在商業(yè)上具有一定價(jià)值。有專家認(rèn)為，對(duì)待野生珍稀動(dòng)物，人類最應(yīng)當(dāng)做的是進(jìn)行保護(hù)，讓它們自然繁殖，而不是人為改變其自然繁殖體系。解析：獅虎獸或虎獅獸由于不能彼此交配并產(chǎn)生可育后代，所以它們不能稱為一個(gè)新物種。第三小節(jié)練習(xí)一、基礎(chǔ)題1