第2课时 隔离在物种形成中的作用.docx

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第2课时隔离在物种形成中的作用

第2课时　隔离在物种形成中的作用

课程标准要求

核心素养对接

学业质量水平

阐述变异、选择和隔离可导致新物种形成。

1.生命观念——理解隔离的定义、类型，阐明隔离在物种形成中的作用。

水平二

2.科学思维——运用归纳与综合的思维方法，概括出物种形成的两种过程的概念模型。

水平二

物种和隔离

———————————————自主梳理———————————————

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

[典例1]（2019·石嘴山三中期中）下列关于物种和隔离的叙述，错误的是（　　）

A.物种是生物分类的基本单位

B.二倍体西瓜与四倍体西瓜属于同一物种

C.不同的物种之间必然存在着生殖隔离

D.虽然马和驴交配能产生骡，但其属于不同物种

解析　二倍体西瓜与四倍体西瓜之间存在着生殖隔离，属于不同的物种，B错误。

答案　B

[对点练1]下列关于物种和隔离的叙述，错误的是（　　）

A.种群基因库的差异是产生生殖隔离的根本原因

B.隔离阻止了种群间的基因交流

C.不同的物种之间必然存在着生殖隔离

D.对所有物种来说，地理隔离必然导致生殖隔离

解析　地理隔离是一个量变的过程，只有足够长时间后才能产生生殖隔离，D错误。

答案　D

联想质疑

★骡子为异源二倍体，两个染色体组分别来自马和驴，无同源染色体，不能进行减数分裂产生配子，无法通过有性生殖产生后代。

隔离在物种形成中的作用

———————————————自主梳理———————————————

1.新物种形成的过程

2.结论：

隔离是物种形成的必要条件。

（1）四倍体西瓜是一个独立的新物种吗？

为什么？

提示　是。

因为四倍体西瓜之间可以自由交配，并能产生可育后代。

（2）四倍体西瓜形成过程中，有没有经过地理隔离？

提示　没有。

（3）三倍体西瓜是不是一个独立的新物种，为什么？

提示　不是。

因为三倍体减数分裂时会联会紊乱，无法产生正常的有性生殖细胞，因此无法自由交配并产生可育后代。

[典例2]（2019·蚌埠二中期中）某大峡谷中的松鼠被一条河流分隔成两个种群，一万年后，两个种群已经发生明显的分化。

经过长期演化两个种群可能形成两个物种，下列说法错误的是（　　）

A.物种的形成必须通过a才能最终达到c

B.b表示自然选择过程

C.①②③④⑤⑥为生物进化提供原材料

D.c表示生殖隔离

解析　图中a表示地理隔离，c表示生殖隔离，地球上新物种的形成往往要先经历地理隔离，最终达到生殖隔离，但并不都是这样，如二倍体西瓜经秋水仙素处理形成四倍体西瓜，A错误；图中b表示自然选择过程，决定了生物进化的方向，B正确；图中①②③④⑤⑥表示生物可遗传的变异，包括基因突变、基因重组和染色体变异，可以为生物进化提供原材料，C正确；图中c表示生殖隔离，是新物种形成的标志，D正确。

答案　A

[对点练2]（2019·赤峰二中月考）无子西瓜的培育过程如图所示。

根据图解，结合你所学过的生物学知识，下列叙述中正确的是（　　）

A.①过程只能用秋水仙素处理，它的作用主要是抑制细胞有丝分裂前期纺锤体的形成

B.由三倍体种子发育成无子西瓜，与中心体有密切的关系

C.四倍体西瓜与二倍体西瓜不存在生殖隔离，它们属于同一物种

D.无子性状的产生属于可遗传变异，但不能通过有性生殖传递给子代

解析　①过程可用秋水仙素处理，也可以用低温处理，它们的作用原理相同，都是抑制细胞有丝分裂前期纺锤体的形成，诱导染色体数目加倍，A错误；三倍体无子西瓜为高等植物，不含中心体，B错误；四倍体与二倍体杂交产生的三倍体高度不育，因此二者间存在生殖隔离，属于不同物种，C错误；三倍体无子西瓜育种的原理是染色体数目的变异，属于可遗传的变异，所以其性状可以遗传给后代，但由于三倍体减数分裂时联会紊乱，所以不能产生配子，故无子西瓜的性状不能通过有性生殖传递给子代，D正确。

答案　D

【归纳总结】

（1）渐变式物种形成过程的概念模型：

（2）爆发式物种形成过程的概念模型：

（3）物种、种群与隔离之间关系的概念模型：

联想质疑

【归纳总结】　地理隔离和生殖隔离的比较

（1）图中A属于地理隔离，一旦发生某种地质变化，两个分开的小种群重新相遇，可以再融合在一起。

（2）图中B属于生殖隔离，一旦形成就保持物种间基因的不可交流性，从而保证了物种的相对稳定。

（3）地理隔离是物种形成的量变阶段，生殖隔离是物种形成的质变阶段。

（1）能进行交配的就是同一个物种吗？

提示　不一定。

（2）长期的地理隔离是否一定会形成生殖隔离？

提示　不一定。

只要基因库的差异没有大到使种群个体间不能交配或能交配不能产生可育后代，就不会形成生殖隔离。

（3）新物种的形成一定要经过地理隔离吗？

提示　不一定。

新物种的形成包括渐进式和爆发式两种方式，前者一定要经过地理隔离，后者则不经过地理隔离。

课堂小结

随堂检测

1.下列关于隔离的叙述，不正确的是（　　）

A.阻止了个体间的基因交流

B.对所有的生物来说，地理隔离必然导致生殖隔离

C.种群基因库间的差异是产生生殖隔离的根本原因

D.不同的物种之间必然存在着生殖隔离

解析　地理隔离和生殖隔离无明显的因果关系，有地理隔离不一定形成生殖隔离。

地理隔离是物种形成的量变阶段，可造成种群基因频率的改变；生殖隔离是物种形成的质变阶段。

但是有时候没有地理隔离也能产生新物种，如植物中多倍体的形成。

答案　B

2.下列关于物种的叙述，正确的是（　　）

A.不同种群的生物肯定不属于同一物种

B.物种是能相互交配的一群生物个体

C.隔离是形成新物种的必要条件

D.在新物种形成过程中必须有地理隔离和生殖隔离

解析　同一物种的个体不但能相互交配，而且必须产生可育的后代，两个条件必须同时满足；不同种群的生物若能交配并能产生可育后代，说明它们属于同一物种；爆发式形成新物种时可以不经过地理隔离。

答案　C

3.下列有关种群和物种的叙述，正确的是（　　）

A.种群是生物进化的基本单位，物种是生殖的基本单位

B.物种基因库一般比种群基因库的基因丰富

C.同一种群不存在生殖隔离，不同种群存在生殖隔离

D.不同物种不能够交配

解析　种群是生殖的基本单位；同一物种的不同种群不存在生殖隔离；不同物种不一定不能交配，即便能交配，但后代不育。

答案　B

4.有人将欧洲家兔带到某小岛上，若干年之后，这些兔子的后代不能与欧洲家兔杂交产生后代。

下列叙述错误的是（　　）

A.地理环境决定了两个种群产生不同的变异

B.不同的环境对这两个种群的变异进行了选择

C.两个种群已产生生殖隔离，成为不同的物种

D.生殖隔离是形成新物种的必要条件

解析　生物的变异是不定向的，环境只能从众多变异类型中将适应环境的变异个体选择出来，这种选择是定向的，但是环境不能决定生物的变异；生殖隔离是形成新物种的必要条件，新物种形成不一定需经地理隔离。

答案　A

5.（2019·天水期末）如图表示生物新物种形成的基本环节，下列叙述错误的是（　　）

A.自然选择过程中，直接受选择的是基因型，进而基因频率会改变

B.自然选择使种群基因频率定向改变

C.种群基因库的差异是产生生殖隔离的根本原因

D.种群基因频率的改变是产生生殖隔离的前提条件

解析　自然选择过程中，直接接受选择的是表现型，进而导致基因频率的改变，A错误；生物进化的实质是种群基因频率的改变，自然选择决定生物进化的方向，因此自然选择使种群基因频率发生定向改变，导致生物向一定方向进化，B正确；根据图中信息可知：

种群基因库的差异是产生生殖隔离的根本原因，种群基因频率的改变是产生生殖隔离的前提条件，C、D正确。

答案　A

课时作业

（时间：

30分钟）

强化点1　物种和隔离

1.（2019·扶沟县高级中学高一期末）下列关于现代生物进化理论的叙述，不正确的是（　　）

A.生殖隔离是物种朝不同方向发展的决定性因素

B.生物进化的实质是种群基因频率的改变

C.两个种群间生殖隔离一旦形成，这两个种群就属于两个物种

D.发生在生物体内的基因突变，有可能使种群的基因频率发生变化

解析　自然选择决定生物进化的方向，故自然选择才是物种朝不同方向发展的决定性因素，A错误；生物进化的实质在于种群基因频率的改变，B正确；生殖隔离是形成新物种的标志，故两个种群间的生殖隔离一旦形成，这两个种群就属于两个物种，C正确；生物体内的基因突变可使种群的基因频率发生变化，D正确。

答案　A

2.（2019·凌源月考）兰花是常见的观赏植物。

生物兴趣小组采集到相同数量的春兰、建兰和墨兰种子，在相同且适宜的条件下培养一年，其初次长花时间和花期如下表所示。

下列叙述正确的是（　　）

初次长花时间

花期

春兰

2～3月

30天

建兰

8～9月

20天

墨兰

11～12月

40天

A.春兰、建兰和墨兰的种群基因库有部分相同

B.春兰、建兰和墨兰花期的差异体现出群落的多样性

C.表中信息能推出春兰、建兰和墨兰间不存在生殖隔离

D.春兰、建兰和墨兰差异的根本来源是突变和基因重组

解析　春兰、建兰和墨兰会含有一些相同基因，它们种群的基因库有部分相同，A正确；表中信息显示：

自然条件下的春兰、建兰和墨兰的花期不重合，说明它们之间不能进行基因交流，存在生殖隔离，属于不同物种，表现出的是基因多样性和物种多样性，B、C错误；春兰、建兰和墨兰差异的根本来源是基因突变，D错误。

答案　A

3.（2019·南开中学月考）某草原一条公路两旁生活着甲、乙两个地鼠种群，种群个体数和基因型如下表所示，相关叙述正确的是（　　）

甲

基因型

AATT

AaTT

aaTT

AATt

AaTt

aaTt

AAtt

Aatt

aatt

个体数（总数100）

20

22

4

20

12

3

9

8

2

乙

基因型

AATT

AaTT

aaTT

个体数（总数400）

196

168

36

A.甲、乙两个种群因地理隔离而属于不同的物种

B.甲、乙两个种群中a的基因频率相等

C.假设地鼠有104对基因，每个基因的突变率均为10－5，则乙种群每一代出现的基因突变数是40

D.种群中基因突变的可遗传性阻碍了生物进化

解析　甲、乙两个种群虽然存在地理隔离，但是没有达到生殖隔离，则属于相同的物种，A错误；甲种群中a的基因频率为：

（22＋8＋12＋6＋8＋4）/200＝30%，乙种群中a的基因频率为：

（168＋72）/800＝30%，故甲乙两个种群中a的基因频率相等，B正确；种群的基因突变数＝基因突变率×基因数×个体数。

假设地鼠有104对基因，每个基因的突变率均为10－5，则乙种群每一代出现的基因突变数是2×104×10－5×400＝80，C错误；基因突变是产生生物进化的原材料，自然选择使种群基因频率发生定向改变，从而决定生物进化的方向，故基因突变的可遗传性有利于生物进化，D错误。

答案　B

强化点2　隔离在物种形成中的作用

4.（2019·宜春二中月考）下图表示某种小鼠的进化过程，X、Y、Z表示新物种形成的基本环节。

下列说法正确的是（　　）

A.小鼠性状的改变，一定会很快引起该种群的进化

B.X表示基因突变及染色体变异，为进化提供原材料

C.Z表示生殖隔离，但新物种的形成可以不通过Z环节

D.Y使该种群基因频率发生定向改变，决定生物进化的方向

解析　小鼠性状的改变不一定导致基因频率的变化，所以不一定会引起该种群的进化，A错误；X除了表示基因突变和染色体变异外，还表示基因重组，B错误；Z表示生殖隔离，新物种的形成必须经过生殖隔离，C错误；Y表示自然选择，自然选择使种群的基因频率发生定向改变，决定生物进化的方向，D正确。

答案　D

5.（2019·淮北期末）许多年前，某大峡谷中的松鼠被一条河流分隔成甲、乙两个种群，两个种群所发生的变化如图所示。

下列叙述错误的是（　　）

A.a表示地理隔离，长期的地理隔离可能出现生殖隔离

B.b表示突变和基因重组，能为生物进化提供原材料

C.c可以定向改变种群的基因频率，导致生物定向进化

D.渐变式和爆发式的物种形成方式，不一定都经过d

解析　a表示地理隔离，长期的地理隔离可能出现生殖隔离，A正确；b表示突变和基因重组，属于可遗传的变异，能为生物进化提供原材料，B正确；c表示自然选择可以定向改变种群的基因频率，导致生物定向进化，C正确；d是生殖隔离，生殖隔离是新物种形成的标志，因此渐变式和爆发式的物种形成方式，都要经过d，D错误。

答案　D

6.（2019·凌源月考）一岛屿上有某植物种群a，由于地壳运动，种群a被分割成两个不同的种群b和种群c，若干年后，植物种群b和种群c的花期如图所示。

下列叙述正确的是（　　）

A.由于花期不同，种群b和种群c不能相互传粉

B.若种群b和种群c植株的形态没有显著差异，则二者仍属于同一物种

C.该实例说明，长期的地理隔离是新物种形成的必要条件

D.突变和基因重组、自然选择、地理隔离是新物种形成的三大环节

解析　b、c的花期不同，故无法相互传粉，A正确；b、c无法进行基因交流，故可能存在生殖隔离，即属于不同的物种，B错误；该实例不能说明地理隔离是新物种形成的必要条件，C错误；突变和基因重组、自然选择、隔离是新物种形成的三大环节，D错误。

答案　A

7.（2019·安庆一中期末）下列有关现代生物进化理论的叙述，正确的是（　　）

A.生殖隔离是生物进化的标志

B.自然选择是生物变异的随机淘汰和保留

C.一个种群的基因突变和基因重组会影响另一个种群的基因频率

D.隔离在物种形成中的主要作用是阻断不同种群间的基因交流

解析　生殖隔离是新物种形成的标志，A错误；自然选择是生物不利变异的淘汰和有利变异的保留过程，自然选择决定生物进化的方向，B错误；由于不同种群存在地理隔离，因此一个种群的基因突变和基因重组不会影响另一个种群的基因频率，C错误；隔离包括地理隔离和生殖隔离，地理隔离和生殖隔离都能阻断不同种群间的基因交流，D正确。

答案　D

8.（2019·鄂尔多斯一中期末）某小岛上有两种蜥蜴，一种脚趾是分趾性状（游泳能力弱），由显性基因W表示；另一种脚趾是联趾性状（游泳能力强），由隐性基因w控制。

下图显示了自然选择导致蜥蜴基因库变化的过程，对该过程的叙述正确的是（　　）

A.基因频率的改变标志着新物种的产生

B.当蜥蜴数量增加，超过小岛环境容纳量时，将会发生图示基因库的改变

C.当基因库中W下降到10%时，两种蜥蜴将会发生生殖隔离，形成两个新物种

D.蜥蜴中所有基因W与基因w共同构成了蜥蜴的基因库

解析　基因频率的改变标志着生物发生了进化，生殖隔离的出现标志着新物种的产生，A错误；当蜥蜴数量超过小岛环境容纳量时，剧烈的种内斗争使适宜环境的基因频率上升，不适宜环境的基因频率下降，从而发生图示基因库的改变，B正确；基因库中W的基因频率下降到10%，表示生物进化了，但并不能成为两种蜥蜴将会发生生殖隔离的依据，C错误；蜥蜴的基因库不但包括基因W与基因w，还包括蜥蜴的其他基因，D错误。

答案　B

9.（2019·齐齐哈尔联考）明朝张谦德的《朱砂鱼谱》记载：

“蓄类贵广，而选择贵精，须每年夏间市取数千头，分数缸饲养，逐日去其不佳者，百存一二，并作两三缸蓄之，加意培养，自然奇品悉具。

”其中“逐日去其不佳者”和“分数缸饲养”的作用分别是（　　）

A.自然选择，地理隔离B.人工选择，生殖隔离

C.自然选择，生殖隔离D.人工选择，地理隔离

解析　根据题干信息“逐日去其不佳者，”可知这种育种方法属于选择育种，是人为选择去除生长状态不好的个体，属于人工选择；在育种中，采取隔离措施，可防止个体间相互交配而使基因混杂，对新品种的形成具有重要作用，“分数缸饲养”的作用是采取了地理隔离。

综上所述，D正确。

答案　D

10.（2019·徐州市学考模拟）如图表示一个亲代种群由于地理隔离（河流和山脉）形成了两个新的种群，进而进化为两个新物种的过程。

下列相关叙述错误的是（　　）

A.种群是生物进化的基本单位

B.自然选择决定三个种群的进化方向

C.地理隔离是新物种形成的必要条件

D.新物种形成的标志是产生了生殖隔离

解析　现代生物进化理论认为，种群是生物进化的基本单位，A正确；自然选择决定三个种群的进化方向，即环境不同，进化的方向不同，B正确；生殖隔离是新物种形成的必要条件，C错误；新物种形成的标志是产生了生殖隔离，D正确。

答案　C

11.（2019·永城期末）有关种群和物种的形成，相关叙述错误的是（　　）

A.发生在生物体内的基因突变，有可能使种群的基因频率发生变化

B.两个种群间的生殖隔离一旦形成，这两个种群就属于两个物种

C.物种都是经过长期的地理隔离，最后出现生殖隔离而形成的

D.一个物种可形成多个种群，但一个种群只能属于一个物种

解析　影响种群基因频率变化的因素有基因突变、基因重组、自然选择等，A正确；生殖隔离是新物种形成的标志，因此两个种群间的生殖隔离一旦形成，这两个种群就属于两个物种，B正确；新物种的形成一般是经过长期的地理隔离而出现生殖隔离，但不一定都需要经过地理隔离，如植物多倍体的形成，C错误；同一物种的个体由于地理隔离可形成多个种群，但同一种群的个体一定属于同一物种，D正确。

答案　C

12.（2019·南昌二中期末）澳洲麦维尔角地区的一种壁虎，有一条像叶片一样宽大的尾巴，斑驳的体色像岩石或树干，便于伪装昼伏夜出，主要以小虫子为食，具有修长的身形和四肢，配上巨大的双眼，能很好地适应丛林环境。

还有另一种壁虎体背腹扁平，身上排列着立鳞或杂有疣鳞，指、趾端扩展，其下方形成皮肤皱襞，密布腺毛，有粘附能力，可在墙壁、天花板或光滑的平面上迅速爬行。

下列相关叙述，正确的是（　　）

A.麦维尔角地区的所有壁虎一定能够构成一个生物种群

B.若两种壁虎能够杂交，则表明这两种壁虎没有生殖隔离

C.这两种壁虎种群基因库中的基因有的相同，有的不同

D.两种壁虎形态差异是在不同自然选择下不定向进化的结果

解析　若麦维尔角地区的两种壁虎之间存在生殖隔离，则两者不是同一物种，也不能构成一个生物种群，A错误；若两种壁虎能够杂交，并且产生的后代是可育的，则表明这两种壁虎是同一个物种，不存在生殖隔离，B错误；这两种壁虎种群基因库中的基因有的相同，有的不同，C正确；两壁虎形态的差异是在不同自然选择下定向进化的结果，D错误。

答案　C

13.（2019·襄阳期末）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，它们所处的环境条件不同，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种群的部分个体越过障碍外迁，与a2同域分布，向d方向进化。

据此回答下列问题：

（1）在遗传学和进化论研究中，物种是指能够在自然状态下相互交配并产生________的一群生物。

物种a的两个种群a1和a2由于地理上的障碍而不能发生基因交流，这种现象叫做________。

（2）由于a1和a2发生的突变和________可能不同，食物和栖息条件互不相同，通过________保留下来的基因也不相同，久而久之，a1和a2的________就会形成明显的差异，从而进化出b和c两个物种。

（3）c和d虽然生活在同一区域，但已经不能相互交配，这说明他们之间存在________。

（4）在此过程中，不利变异被淘汰，有利变异得以保存和积累，从而使控制有利变异的基因频率提高，导致生物朝着适应环境的方向进化，由此可见，生物进化的实质是____________________。

解析　

（1）物种是指能够在自然状态下相互交配并产生可育后代的一群生物。

同一种生物由于地理上的障碍而分成不同的种群，使种群间不能发生基因交流的现象叫做地理隔离。

（2）由于基因突变具有不定向性，故种群a1和a2发生的突变和基因重组可能不同。

又因为食物和栖息条件互不相同，通过自然选择保留下来的基因也不相同，久而久之，a1和a2的基因库就会形成明显的差异，从而进化出b和c两个物种。

（3）c和d虽然生活在同一区域，但已经不能相互交配，这说明他们之间存在生殖隔离，是两个不同的物种。

（4）在此过程中，不利变异被淘汰，有利变异得以保存和积累，从而使控制有利变异的基因频率提高，导致生物朝着适应环境的方向进化，由此可见，生物进化的实质是种群基因频率的定向改变。

答案　

（1）可育后代　地理隔离　

（2）基因重组　自然选择　基因库　（3）生殖隔离　（4）种群基因频率的（定向）改变

14.（2019·长安区一中期末）已知某小岛上蜥蜴脚趾的分趾与联趾分别由A、a决定，如图表示小岛上蜥蜴进化的基本过程，图中X、Y、Z表示生物进化中的基本环节，请据图分析回答：

（1）图中X、Y分别是________、________。

（2）该小岛上的蜥蜴原种由许多个体组成，这些个体的总和称为________，这是生物进化的________。

（3）自然环境的变化将引起不同性状蜥蜴的比例发生变化，其本质是蜥蜴的________发生了改变。

（4）经过若干年的进化后，已知某蜥蜴种群中AA、Aa和aa的基因型频率分别为0.3、0.4和0.3，则该种群中A基因的频率为________。

（5）假如该蜥蜴种群中仅有Aabb和AAbb两个类型的个体，已知Aabb∶AAbb＝1∶1（aa的个体在胚胎期致死），且该种群中雌雄个体比例为1∶1，个体间可以自由交配，则该种群自由交配产生的子代中能稳定遗传的个体所占比例为________。

解析　

（1）图1表示某小岛上蜥蜴进化的基本过程，X、Y、Z表示生物进化的基本环节，可遗传变异可以提供进化的原材料，自然选择决定生物进化的方向，隔离导致物种形成。

根据分析可知，X、Y分别是可遗传变异（突变和基因重组）、自然选择。

（2）该小岛上的蜥蜴原种由许多个体组成，这些个体的总和称为种群，种群是生物进化的基本单位。

（3）生物进化的实质是种群基因频率的改变。

图中所示过程说明，自然环境的变化引起不同性状蜥蜴的比例发生变化，其本质是因为蜥蜴群体内的基因频率发生了改变。

（4）A的基因频率＝AA基因型的频率＋1/2Aa基因型的频率＝0.3＋1/2×0.4＝0.5。

（5）根据题意分析可知：

bb无论是自交还是自由交配的结果始终是bb，由于Aabb∶AAbb＝1∶1，所以种群中A的基因频率为3/4，a的基因频率为1/4，自由交配后AA的个体为9/16，Aa的个体为6/16，aa的个体为1/16，但aa纯合致死，故AA的个体占9/15＝3/5，即该种群自由交配产生的子代中能稳定遗传的个体所占比例为3/5。

答案　

（1）突变和基因重组（可遗传变异）　自然选择　

（2）种群　基本单位　（3）种群基因频率　（4）0.5（5）3/5