自然选择对种群基因频率变化的影响:
一、提出问题:桦尺蠖种群中的s基因的频率为什么越来越低呢?
二、作出假设:在树皮被熏成黑褐色的情况下,已不利于浅色型个体的生存,却变得有利于黑色型个体的生存。这种环境的选择作用会使得s基因的频率越来越低,进而S基因的频率越来越高,即自然选择的作用会使这个种群的基因频率发生定向改变。
三、实验步骤
(1)创设情境:在1870年时,基因型频率如下:SS10%,Ss20%,ss70%。在树皮被熏成黑褐色的情况下,变得不利于浅色型个体的生存,却有利于黑色型个体的生存,使得种群中的浅色个体每年减少10%,而黑色个体每年增加10%。
(2)布置任务:要求学生计算第2~10年间,种群每年的基因型频率和基因频率各为多少?
在计算完后,为了使研究更具说服力,可调整增长比率。比如,把比率调高些,再重新计算种群基因型频率和基因频率的变化。(提示:基因频率=该基因型个体数/该种群个体总数;不同年份该种群个体总数可能有所变化)
四、分析结果,得出结论:
在自然选择的作用下,黑色个体有更多的机会把自已的基因通过交配传给下一代,S基因的频率自然就会不断提高。在自然选择的作用下,种群的基因频率会发生定向改变,从而导致生物朝一定方向不断进化。
物种的形成:
1.物种形成的方式
(1)渐变式
(2)爆发式物种的形成主要是由异源多倍体以染色体变异的 方式形成新物种,一出现可以很快形成生殖隔离。(基因频率改变)
(3)人工创造新物种通过植物体细胞杂交(如番茄一马铃薯)、多倍体远缘杂交(如甘蓝一萝卜)、多倍体育种(如八倍体小黑麦)等方式也可以创造新物种。
2.三个环节:突变和基因重组、自然选择、隔离,三者关系如图所示:
3.隔离导致物种的形成
(1)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时期,只有地理隔离而不形成生殖隔离,能产生亚种,但绝不可能产生新物种。
(2)生殖隔离是物种形成的关键,是物种形成的最后阶段,是物种间的真正界限。生殖隔离有三种情况:不能杂交;杂交不活;活而不育。
①物种:分布在一定的自然区域内,具有一定的形态结构和生理功能,而且在自然状态下能够相互交配和繁殖,并能够产生可育后代的一群生物个体。
②隔离:不同种群间的个体,在自然条件下基因不能发生自由交流的现象。常见的有地理隔离和生殖隔离
③地理隔离在物种形成中起促进性状分离的作用,是生殖隔离必要的先决条件,一般形成亚种。
④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的现象。可分为:生态隔离、季节隔离、性别隔离、行为隔离、杂种不育等。
易错点拨:
1、物种包括各个不同地域的同一物种的多个不同种群,范围较大,而种群是一定地域内同种生物个体的总和,范围较小。
2、因地理隔离造成两个亚种,如东北虎和华南虎,应为同一个物种,仍能进行交配繁殖产生后代。但地理隔离不一定是高山、河流的阻隔,丙个池塘中的鲤鱼也存在地理隔离。
3、判断是否是同一物种,不能只看能否杂交,还要看杂交后代是否可育,如二倍体西瓜和四倍体西瓜、马和驴等。
例 如图表示生物新物种形成的基本环节,对图示分析不正确的是( )
A.图中A表示基因突变和基因重组,为生物进化提供原材料
B.种群基因频率的定向改变是形成新物种的前提
C.图中B表示地理隔离,是新物种形成的必要条件
D.图中C表示生殖隔离,指两种生物不能杂交产生后代
思路点拨:图中A应表示突变和基因重组,突变包括基因突变和染色体变异。图中B表示地理隔离,但并不是新物种形成的必要条件,有些新物种(如多倍体)形成不需要经过地理隔离。存在生殖隔离的两种生物除了不能杂交产生后代,也可能进行交配却不能产生可育后代。
答案B
例 关于物种形成与生物进化,下列说法中错误的是( )
A.任何基因频率的改变,不论其变化大小如何,都属于进化的范围
B.自然界中物种形戍的方式有多种,经过长期的地理隔离而达到生殖隔离是比较常见的一种方式
C.隔离是形成物种的必要条件,也是生物进化的必要条件
D.生物进化的过程实质是种群基冈频率发生变化的过程
思路点拨:任何基因频率的改变,不沦其变化大小如何,都属于进化的范围,而新物种形成,则必须当基因频率的改变突破种的界限、形成生殖隔离后,方可成立,所以隔离是物种形成的必要条件,而不是生物进化的必要条件,C选项错误。
答案C