1、第第 28 课时课时 物种进化与生物多样性的形成物种进化与生物多样性的形成 进化论对进化论对 人类思想观念的影响及其面临的挑战人类思想观念的影响及其面临的挑战 目标导读 1.结合已学知识，阐明物种的概念并概述新物种形成的基本过程。2.分析实例， 概述物种进化的方式和速率。3.阅读教材，了解进化论对人类思想观念的影响及其面临的挑 战。 重难点击 新物种形成的基本过程。 一 物种的概念和新物种的形成过程 群体遗传学的发展大大澄清了物种的概念，试结合提供的材料思考下面的问题。 1生殖隔离与地理隔离 (1)东北虎和华南虎属于同一种生物， 但由于地理上的障碍， 使得种群不能相遇进行基因交流。 这种现象称
2、为地理隔离。 (2)观察下面两图思考： 图 1 中斑马的种群个体间或鹿的种群个体间能自由交配产生可育后代吗？ 答案 能。种群内的个体为同种生物，同种之间可以自由交配，产生可育后代。 图 1 中斑马和鹿之间能自发进行交配吗？它们之间的基因能自由交流吗？ 答案 不能。因为它们属于不同种生物。不能交配也就不可能存在基因的自由交流。 是不是不同种生物在自然状态下一定不能交配呢？ 答案 不是。由图 2 可知，马和驴属于不同种生物，但它们通过交配，产生骡。 能交配的不同种生物之间的基因能自由交流吗？ 答案 不能。马和驴虽然能通过交配产生骡，但由于骡具有不育性，所以它们之间的基因不 能自由交流。 综合的探究
3、说明：不同物种之间一般是不能交配的，即便交配成功也不能产生可育 后代，这种现象叫做生殖隔离。 (3)综上所述，我们把不同种群的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象叫做隔离。 2物种的概念 (1)生物学上物种的概念是指拥有一个共同基因库的生物类群。同一物种生物个体之间可以自 由交配，并能产生有生育能力的后代，而无法与其他物种进行交配。换句话说，生殖隔离限 制了物种之间的基因交流。 (2)一般情况虎和狮是不可能相遇的，也不能自然杂交，但在动物园里可生产出虎狮兽，但虎 狮兽不育。据此分析，虎和狮不是(是、不是)一个物种，虎狮兽不是(是、不是)一个新物种。 3物种的形成过程 阅读教材 P117“阅
4、读与分析”，然后分析夏威夷群岛上多种蜜旋木雀的形成过程。 (1)夏威夷群岛是由多个岛屿形成的，一种来自南美大陆的蜜旋木雀来到这多个岛屿后，形成 了多个种群，不同岛屿上的蜜旋木雀种群会出现不同的变异和基因重组。 (2)由于不同的岛屿被海洋隔开，因此不同岛屿的蜜旋木雀种群间存在着地理隔离，相互之间 没有基因交流。 (3)不同的岛屿之间环境有较大差别，自然选择对不同种群等位基因频率的改变所起的作用就 有差别。 (4)经过长期的进化，不同岛屿上的蜜旋木雀种群的基因库有了明显的差别，即使再相遇也不 能交配产生可育后代了，即出现了生殖隔离，它们形成了多个不同的蜜旋木雀物种。 (5)由此可见，隔离是物种形成
5、的必要条件，其中生殖隔离是物种形成的标志。变异、选择和 隔离是形成新物种的三部曲。 错误错误! ! 归纳提炼 1有关物种形成的几点说明 (1)经过长期的地理隔离而达到生殖隔离是物种形成比较常见的方式。 (2)一般情况下，地理隔离是生殖隔离的先决条件，生殖隔离一旦形成，原来属于一个物种的 两个种群，就形成了两个物种。 (3)生物进化是一个由量变到质变的过程，是一个长期的历史过程。 (4)一个物种的形成必须要经过生殖隔离， 但不一定经过地理隔离， 如多倍体的产生(如下图)。 物种A 种种B 杂种植物染色体加倍 新物种 杂交 染色体加倍 2物种形成与生物进化的区别和联系 内容 物种形成 生物进化 标
6、志 生殖隔离出现 等位基因频率改变 变化后生物与原生物关系 属于不同物种 仍属于同一物种 二者联系 生物进化的实质是等位基因频率改变，这种改变可大可 小，不一定会突破物种的界限，即生物进化不一定导致新 物种形成 新物种形成则说明生物进化了 活学活用 1如图是某一条大河两岸物种演化的模型：图中上为河东，下为河西，甲、乙、丙、丁为 4 个物种，请据图回答： (1)由甲物种进化为乙、丙两个物种的两个外部条件是_和_。 (2) 河 东 的 乙 物 种 迂 回 河 西 后 ， 不 与 丙 物 种 进 化 为 同 一 物 种 的 内 部 条 件 是 _不同，外部条件是存在_。 (3)假如迂回河西的乙物种进
7、化为丁物种，则判断丁物种是否是不同于乙物种的新物种的依据 和方法是什么？ _。 答案 (1)自然选择 地理隔离 (2)种群的基因库 生殖隔离 (3)依据：不同物种间存在生殖隔离；方法：观察两个物种的生物能否自由交配，并产生可育 的后代 解析 用现代综合进化论分析物种形成的原因。同一自然区域的甲物种，由于大河的阻隔， 有的生活在河西，有的生活在河东，因河东、河西的环境条件不同，使得同一物种的两个种 群的等位基因频率发生不同的定向改变。由于地理隔离，河东生活的种群不能与河西生活的 种群自由交配， 使不同种群的基因库各不相同， 并逐渐出现生殖隔离， 经过长期的自然选择， 原属于同一个物种的生物进化成
8、了两个不同的物种。因此，当乙物种迂回到河西后，不会再 和丙物种共同进化为一个相同的新物种，而是各自独立进化。迂回河西的乙物种是否进化成 为丁物种，就要看乙物种和丁物种之间是否已经形成生殖隔离，即看丁物种能不能与乙物种 自由交配，并产生可育的后代。 方法链接 “物种”的判断方法 (1)两个生物是不是同一物种判断： 是否存在生殖隔离， 即是否能相互交配并产生可育的后代。 若能，则属于同一物种；若不能，则一定是两个物种。 (2)某生物是否是新物种的判断：关键是看该生物是否具有可育性，是否能通过有性生殖产生 后代。若能，则属于新物种；若不能，则不属于新物种。 二 物种进化的方式及物种进化的速率 阅读教
9、材 P118120内容，结合提供的材料，完成有关思考。 1物种进化的方式 (1)由图 1 分析得：由一个原始物种经过漫长地质年代，适应不同的环境，向着不同的方向发 展进化，形成许多新物种的进化方式，叫做分歧进化。实例：哺乳动物的进化。 (2)由图 2 分析得：有些类群在相同或相似的条件下，却能按照一个方向进化。自然选择可以 作用于远缘物种使其变得外表极其类似，虽然它们没有共同的祖先，却适应了相同的环境， 这种状况被称为趋同进化。实例：鲨鱼和海豚的进化。 2物种进化的速率 由图 3 分析得：(1)a 模式中，新物种是由原始物种分出的一些小群体，由于它们获得了新的 适应性而变得越来越不相似，这种模
10、式称为“渐进模式”。 (2)b 模式中，新物种的变化主要发生在原始物种分出新物种的时候，物种存在的其余时间变 化甚小，即物种的形成是以“爆发”式进行的，这种模式称为“间断平衡”模式。 归纳提炼 1无论是趋同进化还是分歧进化，自然环境起重要的选择作用。趋同进化或分歧进化都是经 过选择作用后形成不同的物种，不同物种之间不能自由交配并产生可育的后代。 2物种形成的两种方式 (1)渐变式：经过长期的地理隔离而达到生殖隔离，形成新物种。 (2)爆发式：在很短时间内即可形成，如自然界中多倍体的形成。 物种A 物种B 杂交 杂种植物 染色体加倍新物种 活学活用 2生物进化理论常用模式图来表示，图中表示的内容
11、是( ) A生物的变异和适应 B生物的趋同进化和分歧进化 C物种形成的间断平衡模式 D物种形成的渐进模式 答案 C 解析 图中显示新物种的变化主要发生在母种分化出新物种的时候，物种存在的其他时间则 变化甚小，为新物种形成的间断平衡模式。 三 进化论对人类思想观念的影响及其面临的挑战 结合教材 P122124内容，完成下面问题的分析。 1进化论对人们思想的影响 (1)进化论改变了人们的思想 进化论有它的科学依据而不是臆造的，经过长期的斗争和理性的思考后进化论已经被大多数 人所接受。这是人类思想观念的一次革命。 (2)进化论是现代生物学的基石 首先， 生物学家将达尔文自然选择学说与孟德尔的遗传学结
12、合起来， 诞生了现代综合进化论； 后来，分子生物学和古生物学的发展对现代综合进化论提出了挑战，出现了其他理论，如分 子进化中性学说、间断平衡理论等。 2进化论面临的挑战 随着科学的发展，进化论也面临着许多挑战，主要包括以下几个方面： (1)如何统一分子水平的进化和表型进化 中性学说认为，大多数变异是中性的，对生物体既没有好处也没有害处。自然选择对这些中 性突变不起作用，这些中性突变在群体中进行随机遗传漂变才产生了生物进化，生物进化不 是自然选择的结果。形态进化和基因进化存在着明显不同的进化机制。 (2)微进化和大进化的机制是否相同 微进化是指种群内等位基因频率的改变；大进化是指生物进化过程中从
13、一个类型到另一个类 型的跃变。现代综合进化论成功地解释了微进化和物种的形成，但许多来自形态学、化石记 录和分子生物学的研究揭示了许多无法用现代综合进化论解释的现象。 3生物进化在继续，进化理论在发展 任何科学都不是静止的，而是不断处于补充与修改的过程中，进化论也是如此。尤其是进化 机制的问题， 随着其他相关学科的发展， 该问题必将得到科学的解释， 进化论也会逐渐完善。 归纳提炼 生物进化是如此的复杂，现有的进化理论(如中性进化理论、间断平衡学理论)所不能解 释的问题，比已经解释的问题还要多，因此现代综合进化论是不断发展的。 活学活用 3从进化论的产生与发展过程中，谈谈你对科学的理解。 _ _。
14、 答案 科学是发展的，是一个不断完善的过程 1下列关于种群和物种的描述，正确的是( ) A一个个体具有该种群基因库中的全部基因 B当外来物种侵入到一个新的环境时，其种群数量增长可不受其他生物因素影响 C东北虎和华南虎两个种群基因库中的基因可以交流，所以它们属于同一物种 D东北虎和华南虎两个种群为同一个亚种 答案 C 解析 东北虎和华南虎是由于它们各自处于不同的环境而形成的两个虎亚种，它们的基因库 中的基因可以交流，所以它们属于同一物种。 2下列关于隔离的叙述，不正确的是( ) A阻止了种群间的基因交流 B物种的形成都必定先经过长期的地理隔离 C遗传组成上的差异是产生生殖隔离的根本原因 D多倍体
15、植物的产生不需要经过地理隔离 答案 B 解析 地理隔离使自然选择的方向不同，但物种的形成最终是阻止种群间的基因交流，即生 殖隔离。突变和基因重组、自然选择及隔离是物种形成的三个基本环节，通过它们的综合作 用，种群产生分化，最终导致新物种的形成。 3日本遗传学家木村资生提出的中性学说的核心内容是( ) A生物总是要向前进化的 B环境决定突变的保留或淘汰 C微进化学说 D突变不受自然的选择 答案 D 解析 木村资生认为生物的进化主要是中性突变在自然群体中进行随机漂变的结果，即突变 在种群中随机地固定或消失，而不受自然的选择，故 D 是正确的。 4夏威夷群岛上发现了几种蜜旋木雀，用现代综合进化论解释
16、错误的是( ) A经过长期的地理隔离达到生殖隔离，导致原始蜜旋木雀物种形成现在环境的蜜旋木雀物 种 B生殖隔离一旦形成，原来属于同一物种的蜜旋木雀很快进化形成不同的物种 C这些蜜旋木雀原先属于同一物种，从某岛迁来后，逐渐分布在不同的群岛，出现不同的 突变和基因重组 D自然选择对不同种群的等位基因频率的改变所起的作用有所差别，最终导致这些种群的 基因库变得很不相同，并逐渐出现生殖隔离 答案 B 解析 原来属于同一物种的蜜旋木雀，从某岛迁来后，因在不同的群岛上生活(地理隔离)， 产生不同的突变和基因重组，这是生物进化的原材料，由于每个岛上的食物和栖息条件互不 相同，自然选择对其等位基因频率的改变所
17、起的作用就有差别。在一个种群中，某些基因被 保留下来，而在另一个种群中，被保留下来的可能是另一些基因。久而久之，由于自然选择 的不同使各个种群的基因库变得很不相同，并逐渐出现生殖隔离。生殖隔离一旦形成，原来 属于同一个物种的蜜旋木雀就成为不同的物种。不过物种的进化是十分缓慢的，往往要经过 成千上万年才能实现，不是一朝一夕就可形成的。 5下图为加拉帕戈斯群岛上物种演化的模型，A、B、C、D 为四个物种，请据图回答下列 问题。 (1)A 物种进化为 B、C 两个物种的两个外部因素是_。 (2)甲岛上的 B 物种迁到乙岛后，不与 C 物种进化为同一物种的原因是 _。 (3)迁到乙岛的 B 物种进化为 D 物种的原因是_ _ _。 答案 (1)自然选择、地理隔离 (2)B 物种与 C 物种间已形成生殖隔离 (3)甲、乙两岛的环境条件不同，自然选择作用不同，再加上地理隔离使它们等位基因频率的 差别得到累积而形成了生殖隔离
