資源簡(jiǎn)介

第2節(jié)　自然選擇與適應(yīng)的形成
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1.通過(guò)案例分析,理解適應(yīng)的普遍性和相對(duì)性的含義及特點(diǎn)。(生命觀念、科學(xué)思維)
2.通過(guò)適應(yīng)形成的案例分析,說(shuō)明種群內(nèi)的某些可遺傳變異將賦予個(gè)體在特定環(huán)境中的生存和繁殖優(yōu)勢(shì),解釋生物的適應(yīng)是自然選擇的結(jié)果。(生命觀念、科學(xué)思維)
3.通過(guò)資料分析,概述現(xiàn)代生物進(jìn)化理論以自然選擇學(xué)說(shuō)為核心,為地球上的生命進(jìn)化史提供了科學(xué)的解釋。(生命觀念、科學(xué)思維)
【自主預(yù)習(xí)】
一、適應(yīng)的普遍性和相對(duì)性
1.適應(yīng)的含義:生物的　形態(tài)結(jié)構(gòu)　適合于完成一定的　功能　,生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)及其功能適合于該生物在一定的　環(huán)境　中生存和繁殖。
2.適應(yīng)的特性
(1)普遍性:適應(yīng)是普遍存在的,所有的生物都具有適應(yīng)環(huán)境的特征。
(2)相對(duì)性:適應(yīng)是針對(duì)一定的　環(huán)境條件　而言的,是一種暫時(shí)的現(xiàn)象。
二、適應(yīng)是自然選擇的結(jié)果
1.拉馬克進(jìn)化學(xué)說(shuō)
(1)拉馬克關(guān)于生物進(jìn)化的主要觀點(diǎn)
A.徹底否定了物種不變論,提出當(dāng)今所有的生物都是由更古老的生物進(jìn)化來(lái)的,各種生物的適應(yīng)性特征并不是自古以來(lái)就如此,而是在進(jìn)化過(guò)程中逐漸形成的。
B.　用進(jìn)廢退　:生物的器官經(jīng)常使用就會(huì)變得發(fā)達(dá),反之就會(huì)逐漸退化。
C.　獲得性遺傳　:生物因用進(jìn)廢退而獲得的性狀是可以遺傳給后代的。
(2)意義
A.拉馬克是歷史上第一個(gè)系統(tǒng)地提出了　進(jìn)化理論　的學(xué)者。
B.徹底否定了物種不變論和神創(chuàng)論。
(3)局限性
A.拉馬克提出的用進(jìn)廢退和獲得性遺傳的觀點(diǎn)缺少科學(xué)證據(jù)的支持。
B.拉馬克過(guò)于強(qiáng)調(diào)環(huán)境的變化直接導(dǎo)致物種的改變,實(shí)際上環(huán)境的變化如果未引起遺傳物質(zhì)的改變,就不會(huì)使生物產(chǎn)生可遺傳的變異。
2.達(dá)爾文自然選擇學(xué)說(shuō)
(1)達(dá)爾文自然選擇學(xué)說(shuō)的主要內(nèi)容:過(guò)度繁殖、生存斗爭(zhēng)(也叫生存競(jìng)爭(zhēng))、遺傳和變異、適者生存。
(2)解釋模型
(3)對(duì)適應(yīng)的解釋
A.適應(yīng)的來(lái)源是　可遺傳的變異　,適應(yīng)是　自然選擇　的結(jié)果。
B.群體中出現(xiàn)　可遺傳的有利變異　和　環(huán)境的定向選擇　是適應(yīng)形成的必要條件。
(4)進(jìn)步意義
A.使人們認(rèn)識(shí)到生物是在自然選擇的作用下　不斷發(fā)展變化　的,使生物學(xué)第一次擺脫了神學(xué)的束縛,走上了科學(xué)的軌道。
B.揭示了生物界的　統(tǒng)一性　是由于所有的生物都有　共同祖先　。
C.科學(xué)地解釋了生物的　多樣性和適應(yīng)性　是進(jìn)化的結(jié)果。
(5)局限性
對(duì)于遺傳和變異的認(rèn)識(shí)還局限于　性狀　水平,不能科學(xué)地解釋遺傳和變異的本質(zhì)。
3.達(dá)爾文之后進(jìn)化理論的發(fā)展
(1)發(fā)展的原因
A.關(guān)于遺傳和變異的研究,已經(jīng)從性狀水平深入到　基因　水平,人們逐漸認(rèn)識(shí)到了　遺傳和變異　的本質(zhì)。
B.關(guān)于適應(yīng)以及物種的形成等問(wèn)題的研究,已經(jīng)從以生物個(gè)體為單位,發(fā)展到以　種群　為基本單位。
(2)發(fā)展的結(jié)果:形成了以　自然選擇學(xué)說(shuō)　為核心的現(xiàn)代生物進(jìn)化理論。
【合作探究】
任務(wù)1　探究適應(yīng)的普遍性和相對(duì)性
活動(dòng)1　閱讀課本P106,分析案例,歸納適應(yīng)的普遍性和相對(duì)性
適應(yīng)的普遍性
(1)生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)適合于完成一定的功能
項(xiàng)目 適應(yīng)環(huán)境的特征
植物 綠色植物一般都有較大的葉片用來(lái)進(jìn)行光合作用,并且能通過(guò)蒸騰作用促進(jìn)根系吸水和植物體散熱。生活在沙漠地區(qū)的仙人掌就不同了,它們的葉變成刺,這樣可以減少水分的散失;它們的莖含有葉綠素,并且很肥大,既能進(jìn)行光合作用,又能儲(chǔ)存水分,這是仙人掌對(duì)沙漠缺水環(huán)境的適應(yīng)
動(dòng)物 猛獸和猛禽(如虎、豹、鷹等)都具有銳利的牙齒(或喙)和尖銳的爪,有利于捕食其他動(dòng)物;被捕食的動(dòng)物也不會(huì)坐以待斃,它們能以各種適應(yīng)方式來(lái)防御敵害,例如,鹿、兔、羚羊等動(dòng)物奔跑速度很快,豪豬、刺猬身上長(zhǎng)滿尖刺,黃鼬在遇到敵害時(shí)能釋放臭氣等。蛔蟲等寄生蟲具有體表光滑、有角質(zhì)層、運(yùn)動(dòng)器官和消化器官退化、生殖器官發(fā)達(dá)等特點(diǎn),這是與它的寄生生活相適應(yīng)的特征
(2)生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)及其功能適合于該生物在一定的環(huán)境中生存和繁殖。如動(dòng)物的防御行為是對(duì)環(huán)境適應(yīng)性的表現(xiàn),對(duì)維持個(gè)體生存和種群延續(xù)是十分重要的。
防御行為 含義 舉例
保護(hù)色 動(dòng)物為適應(yīng)棲息環(huán)境而具有的與環(huán)境色彩相似的體色,叫作保護(hù)色。具有保護(hù)色的動(dòng)物不易被其他動(dòng)物發(fā)現(xiàn),這對(duì)它躲避敵害或獵捕動(dòng)物都是有利的 生活在寒帶的雷鳥,冬季體表的羽毛是純白色的,夏季是與苔原的斑駁色彩很相似的棕褐色的羽毛
警戒色 某些有惡臭或毒刺的動(dòng)物和昆蟲所具有的鮮艷色彩和斑紋,叫作警戒色。警戒色的特點(diǎn)是色彩鮮艷、容易識(shí)別、能夠?qū)澈ζ鸬筋A(yù)先示警的作用,因而有利于動(dòng)物的自我保護(hù) 毒蛾幼蟲鮮明的色彩或花紋可警戒捕食者
(續(xù)表)
防御行為 含義 舉例
擬態(tài) 動(dòng)物在外形、姿態(tài)、顏色、斑紋或行為等方面模仿其他生物或非生物以躲避天敵的現(xiàn)象,叫作擬態(tài)。可以將自己隱匿起來(lái),難以被天敵發(fā)現(xiàn),從而保護(hù)自己 枯葉蝶形似枯葉
適應(yīng)的相對(duì)性
適應(yīng)相對(duì)性的表現(xiàn) 舉例
生物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)只是一定程度上的適應(yīng),并不是絕對(duì)的、完全的適應(yīng) ①許多鳥類具有保護(hù)色(如百靈、雉雞等),可以避免肉食性鳥類的攻擊,但卻常常被嗅覺(jué)發(fā)達(dá)的獸類(如狐等)捕食; ②具有保護(hù)色的昆蟲也常常被視力敏銳的食蟲鳥類捕食
適應(yīng)的相對(duì)性還表現(xiàn)在它是一種暫時(shí)的現(xiàn)象,而不是永久的。當(dāng)環(huán)境條件出現(xiàn)較大的變化時(shí),適應(yīng)就變成了不適應(yīng),有時(shí)還會(huì)成為有害的甚至致死的因素 ①池塘里的生物對(duì)水生生活是適應(yīng)的,如果由于氣候的變化或地勢(shì)的改變,池塘逐漸干涸了,生活在里面的大部分生物便會(huì)死亡; ②冬季森林里的雷鳥換上了白色羽毛,可以適應(yīng)降雪后的白色環(huán)境。但是,當(dāng)降雪延遲,一身白色羽毛的雷鳥反而容易被捕食者發(fā)現(xiàn)
1.夏季的雷鳥擁有一身深色的羽毛,到了冬天,便換成雪白的羽毛,減少了被天敵捕食的風(fēng)險(xiǎn),這是一種適應(yīng)性。這種適應(yīng)現(xiàn)象有局限性嗎
提示　有,如果雪下的比較晚,那么這種白色體色更易被天敵發(fā)現(xiàn)。
2.在降雪晚而少的冬季,雷鳥因羽毛換成白色反而易被捕食者發(fā)現(xiàn),這種現(xiàn)象在生物學(xué)上稱為什么 其根本原因是什么
提示　適應(yīng)的相對(duì)性。遺傳的穩(wěn)定性與環(huán)境不斷變化之間的矛盾。
3.在進(jìn)行以上分析的基礎(chǔ)上,請(qǐng)你用自己的話概括適應(yīng)相對(duì)性的原因。
提示　生物生存的環(huán)境不斷發(fā)生變化,而遺傳物質(zhì)具有穩(wěn)定性,它是不能隨著環(huán)境條件的變化而迅速改變的,這就導(dǎo)致已經(jīng)形成的適應(yīng)一般要落后于環(huán)境條件的變化,這是造成適應(yīng)相對(duì)性的主要原因。
例1　刺猬背部布滿硬刺,遇敵害時(shí),身體蜷縮成團(tuán),使硬刺豎起,以保護(hù)自己,但有時(shí)卻被狐貍拋向空中,待其落地伸展軀體時(shí)便被吃掉,這個(gè)例子說(shuō)明了什么 造成該現(xiàn)象的根本原因是什么 (　　)。
A.適應(yīng)的普遍性,自然選擇是定向的
B.適應(yīng)的相對(duì)性,環(huán)境條件的不斷變化
C.適應(yīng)的多樣性,變異是不定向的
D.自然選擇的定向性,現(xiàn)存生物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)是絕對(duì)的
　　【答案】　B
【解析】　“刺猬背部布滿硬刺,遇敵害時(shí),身體蜷縮成團(tuán),使硬刺豎起,以保護(hù)自己”體現(xiàn)了適應(yīng)的普遍性;“但有時(shí)卻被狐貍拋向空中,待其落地伸展軀體時(shí)便被吃掉”強(qiáng)調(diào)的是刺猬被狐貍吃掉,說(shuō)明了適應(yīng)的相對(duì)性,造成該現(xiàn)象的根本原因是環(huán)境條件的不斷變化。
對(duì)點(diǎn)練1　(2023·海口校考)松毛蟲具有警戒色,這是一種巧妙的適應(yīng),大多數(shù)鳥怕吃松毛蟲,而杜鵑卻愛吃松毛蟲。因此,松毛蟲的顏色、花紋反而有利于杜鵑的捕食。這一現(xiàn)象體現(xiàn)了(　　)。 　　　　　　 　　　　　　
A.適應(yīng)的普遍性 B.適應(yīng)的相對(duì)性
C.適者生存 D.自然選擇
　　【答案】　B
【解析】　松毛蟲的體表是毛茸茸的,色彩鮮艷,松毛蟲的警戒色令許多食蟲鳥望而生畏,這是松毛蟲對(duì)環(huán)境的適應(yīng);但一只杜鵑一天就可以吃掉上百只松毛蟲,松毛蟲的顏色、花紋有利于杜鵑的捕食,這說(shuō)明松毛蟲對(duì)環(huán)境的適應(yīng)是相對(duì)的,這種現(xiàn)象在生物學(xué)上稱為適應(yīng)的相對(duì)性,B符合題意。
任務(wù)2　理解適應(yīng)是自然選擇的結(jié)果
活動(dòng)2　閱讀課本P107~108,分析比較拉馬克與達(dá)爾文的進(jìn)化學(xué)說(shuō),下圖表示達(dá)爾文對(duì)現(xiàn)代長(zhǎng)頸鹿進(jìn)化形成過(guò)程的解釋,請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題
1.適應(yīng)形成的必要條件是什么
提示　群體中出現(xiàn)可遺傳的有利變異和環(huán)境的定向選擇。
2.長(zhǎng)頸鹿祖先的頸和前肢的長(zhǎng)短有差異嗎 由此說(shuō)明了什么
提示　有差異。說(shuō)明變異是不定向的。
3.在旱季缺乏青草的時(shí)期,頸和前肢長(zhǎng)短不同的個(gè)體生存機(jī)會(huì)相等嗎 由此說(shuō)明了什么
提示　生存機(jī)會(huì)不相等。頸和前肢長(zhǎng)些的個(gè)體,在生存斗爭(zhēng)中容易得到食物,從而得以生存并繁殖,食物在決定長(zhǎng)頸鹿變異個(gè)體的生存和淘汰過(guò)程中,起到了選擇作用。
4.請(qǐng)分別利用拉馬克和達(dá)爾文的進(jìn)化觀點(diǎn),解釋長(zhǎng)頸鹿脖子長(zhǎng)的原因。
提示　拉馬克觀點(diǎn)解釋:長(zhǎng)頸鹿在旱季缺乏青草的時(shí)期就會(huì)伸長(zhǎng)脖子去吃高處的樹葉,這樣長(zhǎng)期“使用”它的脖子,久而久之脖子就更長(zhǎng)了(用進(jìn)廢退),然后遺傳給了下一代(獲得性遺傳)。達(dá)爾文觀點(diǎn)解釋:在缺乏青草的干旱時(shí)期,那些頸部和四肢都較長(zhǎng)的個(gè)體會(huì)有較多的機(jī)會(huì)吃到高處的樹葉,能夠生存下來(lái),并繁殖后代;而那些頸部和四肢較短的個(gè)體則無(wú)法得到足夠的食物,不容易生存下來(lái),也不易繁殖后代,所以頸部和四肢較短的長(zhǎng)頸鹿逐漸被淘汰。
5.通過(guò)對(duì)長(zhǎng)頸鹿的進(jìn)化歷程的分析,解釋達(dá)爾文自然選擇學(xué)說(shuō)中遺傳變異和自然選擇的關(guān)系。
提示　變異是不定向的,自然選擇的直接對(duì)象是生物的變異性狀,定向篩選出有利變異和不利變異,通過(guò)遺傳使生物微小的有利變異得以積累加強(qiáng)。
認(rèn)知生成
1.自然選擇的因素:外界環(huán)境(環(huán)境不是誘變因素而是選擇因素),包括非生物環(huán)境和生物環(huán)境。
2.過(guò)度繁殖是生物進(jìn)化的基礎(chǔ);生存斗爭(zhēng)是生物進(jìn)化的動(dòng)力;遺傳變異是生物進(jìn)化的內(nèi)因;適者生存是生物進(jìn)化的結(jié)果。其中自然選擇的動(dòng)力是生存斗爭(zhēng)(包括生物與環(huán)境、生物與生物之間的斗爭(zhēng))。
3.變異與環(huán)境:變異是客觀存在的,環(huán)境的作用不是誘發(fā)變異的產(chǎn)生,而是對(duì)存在變異的眾多個(gè)體進(jìn)行選擇,即環(huán)境不是誘變因素而是選擇因素。如農(nóng)田噴施農(nóng)藥殺滅害蟲,在噴施農(nóng)藥之前,害蟲中就存在抗農(nóng)藥的突變個(gè)體,噴施農(nóng)藥僅殺滅了不抗藥的個(gè)體,抗藥的個(gè)體存活下來(lái)。農(nóng)藥不能使害蟲產(chǎn)生抗藥性變異,只是對(duì)抗藥性個(gè)體進(jìn)行了選擇。
4.進(jìn)化的內(nèi)因:遺傳和變異
(1)生物的變異是不定向的,其中變異可分為有利變異和不利變異。
(2)遺傳的作用:使生物微小的有利變異得以積累加強(qiáng),從而形成適應(yīng)特定環(huán)境的生物新類型。
5.選擇的結(jié)果:適者生存,不適者被淘汰。一般外界環(huán)境條件變化越劇烈,選擇越頻繁,生物進(jìn)化速度就越快。
例2　(不定項(xiàng))關(guān)于達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說(shuō)和拉馬克的進(jìn)化學(xué)說(shuō)的區(qū)別,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　)。
A.拉馬克的進(jìn)化學(xué)說(shuō)認(rèn)為生物通過(guò)變異適應(yīng)環(huán)境
B.達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說(shuō)認(rèn)為環(huán)境的作用可以引起不定向的變異
C.達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說(shuō)認(rèn)為生物變異后就能適應(yīng)環(huán)境
D.拉馬克的進(jìn)化學(xué)說(shuō)認(rèn)為不定向的變異是由動(dòng)物的意愿決定的
　　【答案】　BCD
【解析】　環(huán)境變化直接導(dǎo)致生物變異的發(fā)生以適應(yīng)新的環(huán)境屬于拉馬克的進(jìn)化學(xué)說(shuō),A正確;達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說(shuō)認(rèn)為生物進(jìn)化是環(huán)境選擇的結(jié)果,環(huán)境只發(fā)揮選擇作用,B錯(cuò)誤;達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說(shuō)認(rèn)為適應(yīng)環(huán)境的變異是有利變異,不適應(yīng)環(huán)境的變異是不利變異,并不是變異后生物就能適應(yīng)環(huán)境,C錯(cuò)誤;拉馬克認(rèn)為動(dòng)物的變異是由于用進(jìn)廢退,沒(méi)有說(shuō)變異是不定向的,D錯(cuò)誤。
對(duì)點(diǎn)練2　對(duì)達(dá)爾文自然選擇學(xué)說(shuō)的正確理解是(　　)。
①環(huán)境改變使生物產(chǎn)生適應(yīng)性的變異　②可遺傳的有利變異是生物進(jìn)化的基礎(chǔ)　③變異是不定向的　④變異是定向的　⑤有利變異通過(guò)逐代積累形成顯著的適應(yīng)性特征,進(jìn)而出現(xiàn)新的生物類型　　 　　　　　　 　　　　　　
A.②④⑤ B.②③⑤
C.①②④ D.①③⑤
　　【答案】　B
【解析】　達(dá)爾文認(rèn)為可遺傳的有利變異和環(huán)境的定向選擇是適應(yīng)形成的必要條件。影響生物變異的因素是多種多樣的,變異是隨機(jī)的,不定向的。
素能提升　自然選擇的主要類型(科學(xué)解釋能力)
　　穩(wěn)定性選擇:把趨于極端的變異個(gè)體淘汰掉而保留那些中間型的個(gè)體,使生物類型具有相對(duì)的穩(wěn)定性。這種選擇多見于環(huán)境相對(duì)穩(wěn)定的種群中。選擇的結(jié)果將使性狀的變異范圍不斷縮小,種群的基因型組成趨于純合。
單向性選擇:把趨于某一極端的變異個(gè)體保留下來(lái),淘汰掉另一極端的變異個(gè)體,使生物類型朝某一變異方向發(fā)展。這種選擇的結(jié)果也會(huì)使變異的范圍縮小,種群的基因型組成趨向于純合。單向性選擇多見于環(huán)境條件逐漸發(fā)生變化的種群中,人工選擇(定向選擇)大多屬于這種類型。在單向性選擇作用下,隨著時(shí)間的推移,一個(gè)物種可能轉(zhuǎn)化為新的物種。
分裂性選擇:把一個(gè)種群中的極端變異個(gè)體按不同方向保留下來(lái),淘汰中間常態(tài)型個(gè)體。這種類型的選擇也是在環(huán)境發(fā)生變化的種群中進(jìn)行的。
1.自然選擇的不同類型建模如圖所示,它們分別對(duì)應(yīng)哪種類型呢
提示　穩(wěn)定性選擇把種群中極端變異個(gè)體淘汰,保留中間類型個(gè)體,符合圖Ⅰ;分裂性選擇把種群中極端變異個(gè)體按照不同方向保留,淘汰中間類型個(gè)體,符合圖Ⅱ;單向性選擇在群體中保存趨于某一極端變異個(gè)體,淘汰另一極端變異個(gè)體,符合圖Ⅲ。
2.在蜥虎屬蜥蜴中,最小的蜥蜴很難保衛(wèi)自己的領(lǐng)地,但最大的蜥蜴又更容易被貓頭鷹吃掉。自然選擇對(duì)該種群的作用模式是哪一種 為什么
提示　自然選擇對(duì)該種群的作用模式為穩(wěn)定性選擇。在蜥虎屬蜥蜴中,最小的蜥蜴和最大的蜥蜴容易被淘汰掉,而那些中間型的個(gè)體得以保留,使生物類型具有相對(duì)的穩(wěn)定性。
3.昆蟲的抗藥性增強(qiáng),自然選擇對(duì)該種群的作用模式是哪一種 為什么
提示　昆蟲種群中存在抗藥性和無(wú)抗藥性兩種極端變異,而自然選擇趨于保留抗藥性昆蟲,淘汰無(wú)抗藥性昆蟲,屬于單向性選擇作用。
4.分散在不同島嶼上的一個(gè)昆蟲種群,自然選擇對(duì)該種群的作用模式是哪一種 為什么
提示　分散在不同島嶼上的昆蟲種群存在各種方向的變異,而自然選擇會(huì)保存各個(gè)方面有生存優(yōu)勢(shì)的類型,淘汰中間常態(tài)型個(gè)體,屬于分裂性選擇作用。
【隨堂檢測(cè)】
課堂小結(jié) 課堂小測(cè)
判斷正誤。 (1)拉馬克認(rèn)為生物的適應(yīng)性特征的形成是用進(jìn)廢退和獲得性遺傳的結(jié)果。 (√) (2)達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說(shuō)正確地解釋了生物的多樣性、適應(yīng)性以及遺傳和變異的本質(zhì)。 (×) (3)抗生素的濫用會(huì)使細(xì)菌產(chǎn)生抗藥性的原因是抗生素誘發(fā)細(xì)菌產(chǎn)生基因突變,使細(xì)菌中出現(xiàn)抗藥性強(qiáng)的個(gè)體。 (×) (4)生存斗爭(zhēng)僅僅是指同種生物不同個(gè)體之間對(duì)食物和空間的爭(zhēng)奪。 (×) (5)達(dá)爾文認(rèn)識(shí)到遺傳和變異的本質(zhì)并作出了科學(xué)的解釋。 (×) (6)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的核心是自然選擇學(xué)說(shuō),研究對(duì)象為生物個(gè)體。(×)
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