隔离和物种的形成

隔离和物种的形成隔离和物种的形成19世纪，桦尺蠖种群中黑色世纪，桦尺蠖种群中黑色基因（基因（S）频率为）频率为5%，浅灰，浅灰色基因（色基因（s）频率为）频率为95%20世纪，桦尺蠖种群中黑世纪，桦尺蠖种群中黑色基因（色基因（S）频率为）频率为95%，浅灰色基因（，浅灰色基因（s）频率）频率为为5%。基因频率发生了基因频率发生了改变，生物发生了进化。改变，生物发生了进化。1.它们有没有形成它们有没有形成新的物种新的物种呢？为什么？呢？为什么？2.怎样怎样判断判断两个种群是否属于一个物种？两个种群是否属于一个物种？不同物种之间一般是不能相互交配的，不同物种之间一般是不能相互交配的，怎样判断两个种群怎样判断两个种群是否属于一个物种是否属于一个物种？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并且产生产生可育后代可育后代的一群生物称为一个的一群生物称为一个物种物种。物种是生物分类的基本单位。物种是生物分类的基本单位。一、物种的概念一、物种的概念能交配能交配且且产生可育后代产生可育后代例：不同例：不同“人种人种”世界各世界各地的地的人人可以通可以通婚，并婚，并且产生且产生可育的可育的后代。后代。属于同属于同一物种一物种所以所以马和马和驴是驴是两个两个物种物种骡骡骡子是否能产生后代骡子是否能产生后代?骡子是不可育的骡子是不可育的隔隔 离离地理隔离地理隔离生殖隔离生殖隔离隔离：不同种群间的个体，在自然隔离：不同种群间的个体，在自然条件下条件下基因不能自由交流基因不能自由交流的现象。的现象。二二 、隔离的概念及其类型、隔离的概念及其类型东北虎华南虎东北虎华南虎同同种生物种生物两个亚种两个亚种（马和驴杂交产骡）马和驴杂交产骡）生殖隔离的概念生殖隔离的概念物种之间不能交配物种之间不能交配或或交配后不能产生交配后不能产生可育可育的后代，我们的后代，我们把这种现象称为把这种现象称为生生殖隔离。殖隔离。如季节隔离；如季节隔离；生殖细胞不亲合性；生殖细胞不亲合性；求偶方式不同；求偶方式不同；生殖生殖器官不相配；器官不相配；杂种不杂种不活；活；杂种不育等。杂种不育等。荇菜荇菜与梅花与梅花因因花期花期不同不同而而出现出现生生殖隔离殖隔离曼陀罗的花粉在其他植曼陀罗的花粉在其他植物的花的柱头上不能完物的花的柱头上不能完全萌发成为花粉管，使全萌发成为花粉管，使得得两性生殖细胞不能融两性生殖细胞不能融合合而形成生殖隔离而形成生殖隔离孔雀与巨嘴鸟因孔雀与巨嘴鸟因求偶方式不同求偶方式不同而而出现生殖隔离出现生殖隔离思考：生殖隔离思考：生殖隔离产生产生的根本原因是什么？的根本原因是什么？种群基因库的差异种群基因库的差异两个鱼塘两个鱼塘 生活在这两个鱼塘的鲤鱼，它们属于生活在这两个鱼塘的鲤鱼，它们属于一个种群还是两个种群？两个鱼塘的鱼一个种群还是两个种群？两个鱼塘的鱼能够发生基因交流吗？为什么？能够发生基因交流吗？为什么？属于两个种群。不能够发生基因属于两个种群。不能够发生基因交流，因为它们不能生活在一起。交流，因为它们不能生活在一起。同一种生物同一种生物由于由于地理上的障碍地理上的障碍而分成而分成不同的种群不同的种群，使得种群间，使得种群间不能发生基不能发生基因交流因交流的现象，叫的现象，叫地理隔离。地理隔离。东北虎东北虎华南虎华南虎地理隔离的概念地理隔离的概念两个鼠种群还能自由交配吗？两个鼠种群还能自由交配吗？不能，形成了地理隔离不能，形成了地理隔离讨论：加拉帕戈斯群岛上的各种讨论：加拉帕戈斯群岛上的各种地雀是如何形成的？地雀是如何形成的？三、隔离在物种形成中的作用三、隔离在物种形成中的作用1.1.设想南美洲大陆的一种地雀来到加拉帕戈斯群岛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群的个体数量都不多都不多。它们的基因频率一样吗？。它们的基因频率一样吗？由于这两个种群的个体数量都不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。够多，基因频率可能是不一样的。2.2.不同岛屿上的地雀种群，产生突不同岛屿上的地雀种群，产生突变的情况一样吗？变的情况一样吗？不一样。因为突变是随机发生的。不一样。因为突变是随机发生的。对不同岛屿上的地雀种群来说，环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？率的变化会产生什么影响？不同岛屿的地形和植被条件不一样，不同岛屿的地形和植被条件不一样，因因此环境的作用会有差别，导致此环境的作用会有差别，导致种群基因种群基因频率朝不同的方向改变。频率朝不同的方向改变。4.4.如果这片海域只有一个小岛，还会形如果这片海域只有一个小岛，还会形成这么多种地雀吗？成这么多种地雀吗？不会，因为个体间有基因交流不会，因为个体间有基因交流 隔离隔离阻断阻断突变、突变、基因重组基因重组和和 向不同方向发生改变向不同方向发生改变种群种群 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加拉帕戈帕戈斯群斯群岛的岛的地雀地雀的形的形成方成方式式小结：物种形成过程小结：物种形成过程种种群群地理隔离地理隔离小小种种群群自然选择自然选择生殖隔离生殖隔离新新物物种种发发生生改改变变基基因因频频率率（由（由突变和基因重组突变和基因重组产生变异）产生变异）（大多数生物）（大多数生物）经过长期的地理隔离而经过长期的地理隔离而达到生殖隔离达到生殖隔离形成新物种。形成新物种。物种形成物种形成的关键的关键（标志）（标志）思考：新物种必须先经过地理思考：新物种必须先经过地理隔离才形成生殖隔离吗？隔离才形成生殖隔离吗？有时无须地理隔离也能形成新物种有时无须地理隔离也能形成新物种 在自然界里在自然界里还存在还存在另一种另一种物种形成方式物种形成方式，它往往只需要几代它往往只需要几代甚至一代就完成了，甚至一代就完成了，而且不须经过而且不须经过地理隔离。地理隔离。例例如，如，多倍体植物多倍体植物的形成就是如此。的形成就是如此。AABBCC（普通小麦）（普通小麦）DD（黑麦）（黑麦）ABC配子配子D配子配子ABCD（不育）（不育）AABBCCDD（八倍体小黑麦）（八倍体小黑麦）（可育）（可育）秋水仙素处理秋水仙素处理例：八倍体小黑麦的培育例：八倍体小黑麦的培育物种形成的方式物种形成的方式渐变式渐变式物种形成物种形成爆发式（骤变式）爆发式（骤变式）物种形成物种形成隔离是物种形成的必要条件隔离是物种形成的必要条件;标志是：产生生殖隔离标志是：产生生殖隔离（短时间内形成新的物种，（短时间内形成新的物种，不经过地理隔离不经过地理隔离）经过长期的地理隔离而达到生殖隔离经过长期的地理隔离而达到生殖隔离是物种形成是物种形成比较常见的方式比较常见的方式物种形成本身表示物种形成本身表示生物类型生物类型的增加的增加。同时，它也意味着。同时，它也意味着生物能够以生物能够以新的方式利用环新的方式利用环境条件境条件，从而为生物的进一，从而为生物的进一步发展开辟新的前景。步发展开辟新的前景。地理隔离与生殖隔离的关系地理隔离与生殖隔离的关系（1 1）只有地理隔离（量变阶段）只有地理隔离（量变阶段）而不形而不形成生殖隔离，成生殖隔离，不产生新物种。不产生新物种。如如东北虎和东北虎和华南虎属于华南虎属于同一物种同一物种的两个亚种的两个亚种（2 2）（绝大多数生物）（绝大多数生物）经过经过长期的地长期的地理隔离形成了生殖隔离，理隔离形成了生殖隔离，产生新物种。产生新物种。（3 3）少数新物种的形成）少数新物种的形成不用经过地不用经过地理隔离，而理隔离，而直接形成生殖隔离。直接形成生殖隔离。生殖隔离生殖隔离是是新物种形成的标志新物种形成的标志质变质变物种形成的三个基本环节物种形成的三个基本环节:突变和基因重组突变和基因重组 自然选择自然选择 隔离隔离原始种群原始种群小种群小种群地地理理隔隔离离各种群的基各种群的基因频率向因频率向不不同的方向发同的方向发生改变生改变新物种新物种生生殖殖隔隔离离出现出现不同的突不同的突变和基因重组变和基因重组产生不同变异产生不同变异种群间差异种群间差异逐渐扩大逐渐扩大种群基因种群基因库明显改库明显改变变生活在各自生活在各自不同的自然不同的自然环境环境中环境中环境各种群间各种群间不不能进行基因能进行基因交流交流自然选择自然选择总结总结现代现代生物生物进化进化理论理论基本基本观点观点自然选择学说自然选择学说隔离隔离核心核心种群种群生物进化的生物进化的基本单位基本单位生物进化的生物进化的实质实质种群基因频率的改变种群基因频率的改变进化的进化的原材料原材料突变和基因重组突变和基因重组决定进化的决定进化的方向方向自然选择自然选择物种形物种形成的三成的三个环节个环节物种形成的物种形成的必要条件必要条件下列关于自然界中物种形成下列关于自然界中物种形成 的有的有关因素，正确的是（关因素，正确的是（）（）（多项多项）A A、物种的形成都必须先经过长期的地理、物种的形成都必须先经过长期的地理隔离隔离B B、物种的形成有的不需要经过隔离、物种的形成有的不需要经过隔离C C、隔离是物种形成的必不可少的重要因、隔离是物种形成的必不可少的重要因素素D D、物种的形成不需要都经过地理隔离，、物种的形成不需要都经过地理隔离，但都需要经过生殖隔离，因为它是产生但都需要经过生殖隔离，因为它是产生新物种的标志。新物种的标志。CD1.1.如果有两个小种群的动物，在形如果有两个小种群的动物，在形态结构上相近，它们必须具备下列态结构上相近，它们必须具备下列哪一特征，才能归为一个物种：哪一特征，才能归为一个物种：(）A.A.它们必须分布在同一地理区域它们必须分布在同一地理区域B.B.它们的基因一定要相同它们的基因一定要相同C.C.它们的毛色一定要相同它们的毛色一定要相同D.D.能相互交配繁殖并产生可育后代能相互交配繁殖并产生可育后代D2.2.外表相近但种类不同的鱼在生殖外表相近但种类不同的鱼在生殖期间将卵和精子释放在同一水域中，期间将卵和精子释放在同一水域中，但一种鱼的精子不能进入另一种鱼但一种鱼的精子不能进入另一种鱼的卵，这种现象属于：的卵，这种现象属于：(）A.A.生殖隔离生殖隔离 B.B.地理隔离地理隔离C.C.形态各异形态各异 D.D.不在同一水层不在同一水层A3.3.隔离在物种形成中的主要作用是：隔离在物种形成中的主要作用是：(）A.A.使种群间的个体互不相识使种群间的个体互不相识B.B.使不同种群各适应于不同的地理环境使不同种群各适应于不同的地理环境C.C.使种群间雌雄个体失去交配机会使种群间雌雄个体失去交配机会D.D.使种群之间停止基因交流，并朝着不使种群之间停止基因交流，并朝着不同的方向演变同的方向演变D例例:下列哪项形成了新物种（下列哪项形成了新物种（）A A、二倍体的西瓜经秋水仙素、二倍体的西瓜经秋水仙素处理成为四倍体西瓜处理成为四倍体西瓜B B、桦尺蠖体色的基因频率由、桦尺蠖体色的基因频率由S S（灰色）（灰色）95%95%变为变为s s（黑色）（黑色）95%95%。C C、马与驴交配产生了骡子、马与驴交配产生了骡子D D、克隆羊多利、克隆羊多利A种群和物种的区别种群和物种的区别同一地点同一地点一定自然区域，同一定自然区域，同一地点、不同地点一地点、不同地点一个物种可以包括多个种群，一个物种可以包括多个种群，种群种群是生物繁殖、进化的基本单位是生物繁殖、进化的基本单位生活在生活在同一地同一地点点的的同种生物同种生物所有个体所有个体。彼彼此交配实现此交配实现基基因交流因交流。在自然状态下能在自然状态下能够够相互交配相互交配并能并能产生产生可育后代可育后代的的一群生物。一群生物。自然自然选择选择1 1加拉帕戈加拉帕戈斯群岛上斯群岛上几种地雀几种地雀地理地理隔离隔离生殖生殖隔离隔离原原种种变异1变异2变异类型1新种1自然自然选择选择2 2变异类型2新种2基因频率的定向改变隔离导致物种形成渐进式物种形成渐进式物种形成种种群群地理隔离地理隔离小小种种群群自然选择自然选择生殖隔离生殖隔离新新物物种种发发生生改改变变基基因因频频率率（由（由突变和基因重组突变和基因重组产生变异）产生变异）经过长期的地理隔离而达到生殖隔离经过长期的地理隔离而达到生殖隔离物种形成的关键物种形成的关键1.经过长期的地理隔离而达到生殖隔离是物经过长期的地理隔离而达到生殖隔离是物种形成比较种形成比较常见常见的方式的方式2.一般情况下，一般情况下，地理隔离地理隔离是生殖隔离的先决是生殖隔离的先决条件，条件，生殖隔离生殖隔离一旦形成，原来属于一个物一旦形成，原来属于一个物种的两个种群，就成了两个物种。种的两个种群，就成了两个物种。3.生物进化是一个生物进化是一个量变到质变量变到质变的过程，是一的过程，是一个长期的历史过程个长期的历史过程4.一个物种的形成一个物种的形成必须要经过生殖隔离必须要经过生殖隔离，但，但不一定经过地理隔离不一定经过地理隔离，如多倍体的产生。，如多倍体的产生。隔离在物种形成中的作用的总结隔离在物种形成中的作用的总结结束语结束语谢谢大家聆听！谢谢大家聆听！39