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第2节现代生物进化理论的主要内容(Ⅱ)目标导航1.解释物种的概念，并举例说明隔离在物种形成中的作用。2.结合具体实例简述生物的共同进化和多样性形成的原因。一、隔离与物种的形成(阅读P119－121)1．物种的概念能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物。2．隔离(1)概念：不同种群间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。(2)类型项目类型发生范围结果生殖隔离不同物种间①不能相互交配②即使交配成功，也不能产生可育后代地理隔离同一种生物使种群间不能发生基因交流3.隔离在物种形成中的作用(1)新物种的形成过程地理隔离①不同种群出现不同的突变和基因重组②不同种群间不发生基因交流↓自然选择①食物和栖息条件互不相同②自然选择对不同种群基因频率的改变所起的作用不同↓生殖隔离基因库形成明显的差异，并逐步出现生殖隔离，从而形成不同的物种(2)结论：隔离是形成新物种的必要条件。二、共同进化与生物多样性的形成(阅读P123－126)1．共同进化(1)类型①生物与生物间的共同进化共同进化类型实现手段举例不同物种之间种间互助长有细长吸管似口器的蛾与细长花矩的兰花种间斗争猎豹和斑马(捕食者与被捕食者)②生物与无机环境间的共同进化(2)概念2．生物多样性的形成(1)内容(2)形成原因：生物的共同进化。(3)进化历程判断正误：(1)物种的形成可以不经过隔离。()(2)隔离产生后，自然选择对不同种群基因频率的改变所起的作用是有差别的。()(3)共同进化都是通过物种之间的生存斗争实现的。()(4)生物多样性包括基因多样性、种群多样性和生态系统多样性。()(5)研究生物进化历程的主要依据是生物的代谢类型。()(6)中性突变理论认为决定生物进化方向的是中性突变的逐渐积累。()答案(1)×(2)√(3)×(4)×(5)×(6)√一、隔离与物种的形成1．种群和物种的区别和联系(1)种群和物种的区别种群强调的是同一自然区域、同种生物的全部个体，物种则强调能相互交配并产生可育后代的一群生物。(2)种群和物种之间的关系①同一种群的个体一定属于同一物种，同一物种的个体可能分布于不同的区域形成不同的种群。②不同种群的个体可能属于同一物种，不同物种的个体一定属于不同的种群。2．生殖隔离的三种情况体现(1)种群间的个体不能自由交配。(2)有些虽能交配，但胚胎期死亡。(3)有些虽能交配，并能成功繁殖出子代，但成活的杂种后代不能产生可育的后代。总之，只有能繁育出“可育后代”才堪称“无生殖隔离”，只有不存在生殖隔离时，才可称作“同一物种”。3．地理隔离与生殖隔离的比较类型定义特点举例共性地理隔离同一种生物由于地理上的障碍而分成不同的种群，使得种群间不能发生基因交流的现象同种生物，地理隔离消失后仍然可以进行基因交流两个池塘中的鲤鱼均阻止了基因天然交流生殖隔离不同物种之间一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不能产生可育的后代永久性不能进行基因交流驴和马4.物种形成的两种模式和三个环节(1)物种形成的两种方式①渐变式(如下图)②爆发式物种的形成主要是由异源多倍体的染色体变异的方式形成新物种，一旦出现可以很快形成生殖隔离(如下图)。此外还可利用远缘杂交和染色体加倍的原理人工创造新物种，如八倍体小黑麦。(2)三个环节①突变和基因重组产生进化的原材料；②自然选择决定生物进化的方向；③隔离导致物种形成。三者关系如下图：5．生物进化和物种形成的区别内容生物进化物种形成标志基因频率改变生殖隔离出现进化后生物与原生物的关系仍属于同一个物种属于不同物种二者联系(1)只有不同种群的基因库产生了明显差异，出现生殖隔离才形成新物种(2)进化不一定产生新物种，新物种产生一定存在进化1．物种的形成是否必须要经过隔离？是否必须要经过地理隔离？答案须经隔离，但未必经地理隔离。通常情况下，物种的形成须经地理隔离，最后产生生殖隔离。但在特殊情况下，不经地理隔离也能产生生殖隔离，导致新物种的形成。如人工诱导多倍体的形成，可不经过地理隔离而达到生殖隔离。2．经过漫长的地理隔离，是否一定会产生生殖隔离？答案不一定。如果两个种群的生活环境都不发生变化或变化微小，或发生相似的变化，则两个种群的进化方向相同，则不会产生生殖隔离。1．如图是物种形成的一种模式。物种a因为地理障碍分隔为两个种群a1和a2，经过漫长的进化，分别形成新物种b和c。在此进程中的某一时刻，a1种群的部分群体越过障碍外迁与a2同域分布，向d方向进化。下列有关叙述正确的是()A．b和d存在地理隔离，所以一定存在生殖隔离B．c和d不存在地理隔离，却可能存在生殖隔离C．a1中的外迁群体与当时留居群体的基因频率相同，则b和d是同一物种D．a1中的外迁群体与当时a2种群的基因频率不同，则c和d是不同物种问题导析(1)明确：区分物种的关键是看是否存在生殖隔离，存在地理隔离的不同种群，可能属于不同物种，也可能属于同一物种。b和d存在地理隔离，不一定达到生殖隔离；由于a1和a2的地理隔离，d和c有可能存在生殖隔离。(2)理解：种群基因频率改变是生物进化的实质，而不是形成新物种的标志。a1中外迁群体与当时留居群体的基因频率不一定相同；a1中外迁群体与当地a2种群的基因频率不一定相同，但如果只发生地理隔离，而没有发生生殖隔离，则c和d可能是同一物种。答案B一题多变(1)a物种进化为新物种b和c的内因是什么？答案突变和基因重组(或可遗传变异)。(2)若b物种迁入到c物种生活的区域，足够长的时间后一定会进化为新物种吗？答案不一定，也可能因为不适应环境而被淘汰。二、共同进化与生物多样性的形成1．共同进化的实例共同进化类型包含类型实例不同物种之间种间互助一种长有细长的吸管似口器的蛾与一种长着细长花矩的兰花种间斗争捕食猎豹与斑马黏液瘤病毒和兔子作物与杂草寄生竞争生物与无机环境之间生物影响环境，环境影响生物地球早期无氧环境―→厌氧生物―→光合生物出现―→空气中有氧气―→需氧生物2.共同进化中物种之间及生物与无机环境之间的相互影响(1)范围：生物与生物之间的共同进化仅发生在不同物种之间，同种生物之间不存在共同进化。(2)物种之间的共同进化有的是通过种间互助实现的，如某种兰花和专门给它传粉的蛾；有的是通过种间斗争实现的，如猎豹与斑马。(3)无机环境的选择作用可定向改变种群的基因频率，导致生物朝着一定方向进化；生物的进化反过来又会影响无机环境。3．生物多样性的内涵(1)形成原因：共同进化。(2)形成过程生物多样性是长期自然选择的结果。地球上生物生存的环境是多种多样的，在不同的环境中自然选择的方向是不同的，不同的选择方向形成不同的生物类型，最后形成不同的物种。不同的物种，其基因库中的基因组成也是不同的，这就形成了基因的多样性。(3)生物多样性三个层次之间的联系基因多样性是形成物种和生态系统多样性的基础，反过来物种和生态系统多样性又影响基因多样性。如图所示：4．生物进化的规律(1)生物进化的总趋势①从结构上看：简单―→复杂(如：原核细胞―→真核细胞，单细胞―→多细胞等)。②从功能上看：低等―→高等(如：无性生殖―→有性生殖)。③从生存环境上看：水生―→陆生。(2)代谢的进化异养―→自养；厌氧―→需氧。(3)生殖方式无性生殖―→有性生殖。(4)生态系统结构两极生态系统(无消费者)―→三极生态系统(生产者、消费者、分解者)。5．生物进化历程中的几个关键点(1)真核生物出现以后，有性生殖方式的出现：生物进化速度明显加快。(2)寒武纪大爆发：形成生态系统的第三极——消费者，对植物的进化产生重要影响。(3)原始陆生植物和原始两栖类的出现：生物的登陆改变了陆地环境，陆地上复杂的环境为生物的进化提供了广阔的舞台。1．“精明的捕食者”策略对人类利用生物资源有什么启示？答案地球上的生物资源是有限的，人类不应当掠夺式地开发和利用生物资源，而应合理有度地利用生物资源，做一个“精明的捕食者”。2．在捕食者与被捕食者的共同进化中，从生物个体和种群两个方面分析，是有利的还是有害的？答案从个体考虑，对被淘汰的个体来说是有害的；从种群考虑，无论是对捕食者还是对被捕食者，都有利于种群的发展。2．下图表示某小岛上蜥蜴进化的基本过程。有关叙述中不正确的是()A．图中X、Y、Z分别表示的是突变和基因重组、自然选择及隔离B．小岛上蜥蜴原种全部个体的总和称为种群，是生物进化的基本单位C．地理隔离一旦形成，原来同属一个物种的蜥蜴很快就进化为不同的物种D．小岛上蜥蜴新种全部个体所有基因的总和称为蜥蜴新种的基因库问题导析(1)明确物种形成的三个环节：①突变和基因重组产生进化的原材料。②自然选择决定生物进化的方向。③隔离导致物种形成。(2)判断图中各字母表示的含义：图中X、Y、Z分别表示的是突变和基因重组、自然选择及隔离。答案C一题多变(1)X、Y、Z三个环节在物种形成过程中的作用各是什么？答案X为生物进化提供原材料，Y决定生物进化的方向，Z的出现标志新物种的形成。(2)蜥蜴原种和蜥蜴新种在一起，是否能进行基因交流？答案不能。蜥蜴原种和蜥蜴新种属于两个物种，产生了生殖隔离。1.新物种形成最显著的标志是()A．具有一定的形态结构B．具有一定的生理功能C．产生了生殖隔离D．改变了基因频率答案C解析具有一定的形态结构和生理功能是作为物种存在的一种必要的特征，但标志新物种形成的应是生殖隔离。基因频率的改变情况只能说明生物进化情况。2.关于共同进化的表述，正确的是()A．物种可以单独进化B．捕食者的存在对被捕食者无益C．物种之间的共同进化都是通过物种之间的生存斗争实现的D．一个物种的形成或灭绝，会影响到其他若干物种的进化答案D解析物种生存在开放的环境中，受生存环境的生物因素和非生物因素的影响，不能单独进化；捕食者所吃掉的大多是被捕食者中较弱的个体，有利于种群的生存和发展；物种间共同进化的方式除了通过生存斗争外，还有种间互助等；不同的物种之间存在着不同的种间关系，它们相互影响，相互促进，一旦灭绝，会影响到与之有关的生物的生存和进化。3.如图为现代生物进化理论的概念图，以下说法正确的是()A．①是生物的突变和基因重组B．②是自然选择C．③是自然选择学说D．④是物种多样性答案C解析生物进化的实质是基因频率的改变；突变和基因重组导致了基因频率的改变；现代生物进化理论的核心是自然选择学说；生物的多样性包含三个层次：基因的多样性、物种的多样性和生态系统多样性。因此①、②、④代表的含义叙述错误。4.现有G、H、Q、W、X五个有亲缘关系的物种，它们的进化历程及亲缘关系如图所示。(1)图中五个物种中，基因库相似程度最高的两个物种最可能是________。(2)由共同祖先进化形成上述五个不同物种的外部因素是______________和________。(3)H、W两物种都生活在海洋中，体形都为纺锤形的事实能够说明___________________________________________________________________________。(4)如果将W物种始终处在一个没有地理隔离的环境中，W物种将会在进化过程中分化成两个或两个以上的物种吗？________，为什么？__________________________；W物种在它所生存的环境中将会进化吗？________，为什么？___________________________________。答案(1)X、Q(2)自然选择隔离(3)自然选择是定向的(环境对生物的选择是定向的)(4)不会没有地理障碍群体中的个体可以相互进行基因交流会生物在繁衍过程中会产生各种可遗传的变异，W所处的环境条件也会发生不断的变化解析(1)基因库相似程度越高的生物应是亲缘关系越近的物种。(2)物种的形成需要经过隔离，一个物种在特定的环境中生存时，必然受到环境的自然选择。(3)这是一种趋同进化现象，是相同环境定向选择的结果。(4)没有隔离就不会分化出不同的物种，但生物是随着环境的变化在不断进化的。基础巩固1．下列关于物种的叙述，不正确的是()A．同一物种的个体之间在自然条件下