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第2節(jié) 自然選擇與適應的形成
【學習目標】
1.理解生物的適應性。
2.評價拉馬克進化學說的進步意義和局限性。
3.評述達爾文的自然選擇學說的貢獻和局限性。
4.分析生物進化觀點對人們思想觀念的影響。
【學習重點】
1.達爾文的自然選擇學說。
2.生物進化觀點對人們思想觀念的影響。
【學習難點】
分析生物進化觀點對人們思想觀念的影響。
學習任務一 適應的普通性和相對性
【自主梳理】
1．適應的普遍性和相對性
(1)適應的概念
①生物的 適合于完成一定的 。
②生物的形態(tài)結構及其功能適合于該生物在一定的 中生存和繁殖。
(2)適應的特性
① 性：適應是普遍存在的，所有的生物都具有適應環(huán)境的特征。
②相對性：適應是針對一定的 而言的，是一種暫時的現(xiàn)象。
【合作探究】
1.適應是普遍存在的，你能舉出適應的實例嗎？
2．夏季的雷鳥擁有一身深色的羽毛，到了冬季便更換為雪白的羽毛，減少了被天敵捕食的風險，是一種適應性，但是如果某一年的冬季來得晚，在下雪前雷鳥已將羽毛換成白色，反而更容易被天敵捕食，這說明了什么？
3．造成適應具有相對性的主要原因是什么？
4.為什么極地狐貍的耳朵短而圓，非洲沙狐的耳朵長而大？
5.一種水生小動物水蚤，在25 ℃環(huán)境中能正常生活。若將其置于20 ℃環(huán)境中部分個體能正常生活，若將正常生活的個體置于28 ℃環(huán)境中，全部死亡。
(1)水蚤在25 ℃環(huán)境中能正常生活，若將其置于20 ℃環(huán)境中部分個體能正常生活，請從生物的變異與環(huán)境相適應的角度分析原因。
(2)20 ℃環(huán)境中部分個體能正常生活，若將正常生活的個體置于28 ℃環(huán)境中，全部死亡，請從適應的角度分析原因。
【自查自糾】
1.適應不僅是指生物對環(huán)境的適應，也包括生物的結構與功能相適應(　　)
2.越高等的生物適應環(huán)境的能力越強(　　)
3.拉馬克認為生物的適應性特征的形成是用進廢退和獲得性遺傳的結果(　　)
4.現(xiàn)存生物對環(huán)境的適應是完全的。( )
典例分析
[典例1] 以下屬于適應的相對性實例的是(　　)
A.枯葉蝶在停息時，它的翅很像一片枯葉
B.竹節(jié)蟲俯身于竹枝上，其身體顏色和形態(tài)與竹枝相似
C.仙人掌的葉退化成葉刺，光合作用減弱
D.冬季來臨前，雷鳥將羽毛換成白色的
學習任務二 適應是自然選擇的結果
【自主梳理】
3．拉馬克進化學說
(1)主要觀點：徹底否定了物種不變論，提出當今所有的生物都是由更古老的生物進化來的，各種生物的適應性特征的形成都是由于 和 。
(2)評價：拉馬克的進化學說在當時是有進步意義的，但他對適應形成的解釋是膚淺的，未被人們普遍接受。
4．達爾文自然選擇學說
(1)解釋模型
(2)對適應的解釋的分析：
① 為自然選擇提供了更多的選擇材料，加劇了 。
②生物進化是通過 來實現(xiàn)的， 是生物進化的動力。
③生物的變異是 的，具有有利變異的個體在生存斗爭中易取得勝利而得以 ，有利變異通過 得以累積和加強，產(chǎn)生適應環(huán)境的新類型。
④ 是自然選擇的結果。
(3)進步意義
①使人們認識到生物是在自然選擇的作用下 的，使生物學第一次擺脫了神學的束縛，走上了科學的軌道。
②揭示了生物界的統(tǒng)一性是由于所有的生物都有 。
③科學地解釋了生物的 是進化的結果。
(4)局限性：對于遺傳和變異的認識還局限于 水平，不能科學地解釋遺傳和變異的 。
5．達爾文以后進化理論的發(fā)展
(1)發(fā)展的原因
①關于遺傳和變異的研究，已經(jīng)從性狀水平深入到 水平，人們逐漸認識到了 的本質。
②關于適應以及物種的形成等問題的研究，已經(jīng)從以生物個體為單位，發(fā)展到以 為基本單位。
(2)發(fā)展的結果：形成了以 為核心的現(xiàn)代生物進化理論。
【合作探究】
5.試舉例反駁用進廢退、獲得性遺傳的觀點。
6．如圖是長頸鹿的進化過程圖，據(jù)圖分析下列問題：
(1)請分別利用拉馬克和達爾文的進化觀點，解釋長頸鹿脖子長的原因。
(2)結合變異知識，思考：環(huán)境引起的性狀改變一定能遺傳給后代嗎？
(3)請結合變異和環(huán)境的關系闡述達爾文的自然選擇學說與拉馬克的進化學說的不同點。
(4)與拉馬克相比，達爾文認為生物進化的關鍵是什么？
(5)雄鹿往往用鹿角作為爭奪配偶的武器。按照達爾文的觀點，試討論并解釋現(xiàn)在雄鹿鹿角發(fā)達的原因。
7．某同學認為“在自然選擇學說中，變異的方向和自然選擇的方向是一致的”，該同學的觀點正確嗎？說出你的理由。
8．自然選擇學說中的生存斗爭都是發(fā)生在生物與生物之間的，這句話是否正確？分析原因。
【自查自糾】
5.達爾文的自然選擇學說正確地解釋了生物的多樣性、適應性以及遺傳和變異的本質(　　)
6.抗生素的濫用會使細菌產(chǎn)生抗藥性的原因是抗生素誘發(fā)細菌產(chǎn)生基因突變，使細菌中出現(xiàn)抗藥性強的個體(　　)
7.生存斗爭僅僅是指同種生物不同個體之間對食物和空間的爭奪(　　)
典例分析
[典例2]下列關于達爾文自然選擇學說的敘述，錯誤的是(　　)
A.生存斗爭是生物進化的動力，對維持物種內個體數(shù)目的穩(wěn)定有重要作用
B.遺傳和變異是進化的內因，但對其本質，達爾文未能作出科學的解釋
C.家豬的腿和吻比野豬的短，是家豬使用腿和吻較少的結果
D.達爾文的研究處于個體水平上，強調物種形成都是漸變的結果
【習題鞏固】
1．下列有關適應的普遍性與相對性的實例，對應不正確的是(　　)
A．普遍性：生活在海藻叢中的一種魚，當遇到迫害時，身體倒立不動，像一株植物
B．普遍性：未下雪的冬季，雷鳥換為白色羽毛
C．普遍性：具有保護色的動物不容易被天敵發(fā)現(xiàn)
D．相對性：渾身長滿硬刺的刺猬，一般的敵人在它面前束手無策，狐卻灑其尿液，把它熏得舒展開“刺球”，進行捕食
2.由于蟹類的捕食，某種海洋蝸牛種群中具有較厚外殼的個體的比例逐漸增加。下列對這個現(xiàn)象的解釋，正確的是(　　)
A．人工選擇 B．適者生存
C．用進廢退 D．定向變異
3．下列不屬于拉馬克進化觀點的是(　　)
A．洞穴里的魚因長期生活在黑暗條件下，眼睛失去原有的作用而退化了
B．南美大食蟻獸的舌頭之所以又細又長，是由于長期舔食螞蟻的結果
C．長頸鹿的脖子之所以很長，是由于其長期覓食高處樹葉的結果
D．獵豹的速度之所以很快，是與瞪羚等動物長期相互選擇的結果
4.如圖表示長期使用一種農(nóng)藥后，害蟲種群密度的變化情況，下列有關敘述中錯誤的是(　 )
A．A點種群中存在很多種變異類型，原因是變異具有不定向性和隨機性
B．A→B的變化是農(nóng)藥作用的結果
C．農(nóng)藥對害蟲的抗藥性變異進行定向選擇，使害蟲產(chǎn)生了抗藥性
D．B→C是抗藥性逐代積累的結果
5．關于達爾文自然選擇學說和拉馬克進化學說的區(qū)別，下列說法正確的是(　 )
A．達爾文自然選擇學說認為環(huán)境的作用可以引起不定向的變異
B．拉馬克進化學說認為不定向的變異是由動物的意愿決定的
C．達爾文自然選擇學說認為生物變異后就能適應環(huán)境
D．拉馬克進化學說認為生物通過變異適應環(huán)境第2節(jié) 自然選擇與適應的形成
【學習目標】
1.理解生物的適應性。
2.評價拉馬克進化學說的進步意義和局限性。
3.評述達爾文的自然選擇學說的貢獻和局限性。
4.分析生物進化觀點對人們思想觀念的影響。
【學習重點】
1.達爾文的自然選擇學說。
2.生物進化觀點對人們思想觀念的影響。
【學習難點】
分析生物進化觀點對人們思想觀念的影響。
學習任務一 適應的普通性和相對性
【自主梳理】
1．適應的含義
(1)生物的形態(tài)結構適合于完成一定的功能。
(2)生物的形態(tài)結構及其功能適合于該生物在一定的環(huán)境中生存和繁殖。
2.適應的特性
(1)普遍性：適應是普遍存在的，所有的生物都具有適應環(huán)境的特征。
(2)相對性：適應是針對一定的環(huán)境條件而言的，是一種暫時的現(xiàn)象。
【合作探究】
1.適應是普遍存在的，你能舉出適應的實例嗎？
【答案】動物的保護色、警戒色，鳥的結構特征適于飛行，陽坡和陰坡分布的植物類型不同，小腸的結構特點適于消化和吸收、毛細血管適于進行物質的交換等實例。
2．夏季的雷鳥擁有一身深色的羽毛，到了冬季便更換為雪白的羽毛，減少了被天敵捕食的風險，是一種適應性，但是如果某一年的冬季來得晚，在下雪前雷鳥已將羽毛換成白色，反而更容易被天敵捕食，這說明了什么？
【答案】雷鳥在冬季來臨前將羽毛換成白色，有利于在白雪皚皚的環(huán)境中保護自己；如果冬季來得晚，在下雪前雷鳥已將羽毛換成白色，反而更易被天敵捕食，由此說明適應是相對的。
3．造成適應具有相對性的主要原因是什么？
【答案】　遺傳物質具有穩(wěn)定性，它是不能隨著環(huán)境條件的變化而迅速改變的，這就導致經(jīng)過長期進化形成的適應一般要晚于環(huán)境條件的變化，這是造成適應相對性的主要原因。
4.為什么極地狐貍的耳朵短而圓，非洲沙狐的耳朵長而大？
【答案】極地狐貍耳朵短而圓，有利于減少散熱，非洲沙狐耳朵長而大，有利于增加散熱。兩種狐貍的耳朵形態(tài)結構均是對當?shù)丨h(huán)境的適應。
5.一種水生小動物水蚤，在25 ℃環(huán)境中能正常生活。若將其置于20 ℃環(huán)境中部分個體能正常生活，若將正常生活的個體置于28 ℃環(huán)境中，全部死亡。
(1)水蚤在25 ℃環(huán)境中能正常生活，若將其置于20 ℃環(huán)境中部分個體能正常生活，請從生物的變異與環(huán)境相適應的角度分析原因。
【答案】在25 ℃環(huán)境條件下能正常生活的水蚤存在著變異，這種變異的水蚤既適應25 ℃環(huán)境也適應20 ℃環(huán)境。
(2)20 ℃環(huán)境中部分個體能正常生活，若將正常生活的個體置于28 ℃環(huán)境中，全部死亡，請從適應的角度分析原因。
【答案】適應具有相對性。
【自查自糾】
1.適應不僅是指生物對環(huán)境的適應，也包括生物的結構與功能相適應(　　)
2.越高等的生物適應環(huán)境的能力越強(　　)
3.拉馬克認為生物的適應性特征的形成是用進廢退和獲得性遺傳的結果(　　)
4.現(xiàn)存生物對環(huán)境的適應是完全的。( )
【答案】　1.√ 2.× 3.√　4.×　
典例分析
[典例1] 以下屬于適應的相對性實例的是(　　)
A.枯葉蝶在停息時，它的翅很像一片枯葉
B.竹節(jié)蟲俯身于竹枝上，其身體顏色和形態(tài)與竹枝相似
C.仙人掌的葉退化成葉刺，光合作用減弱
D.冬季來臨前，雷鳥將羽毛換成白色的
【答案】　C
【解析】　仙人掌的葉退化成葉刺，這是對干旱環(huán)境的一種適應，但光合作用減弱，這說明適應是相對的。
學習任務二 適應是自然選擇的結果
【自主梳理】
3．拉馬克進化學說
(1)主要觀點：徹底否定了物種不變論，提出當今所有的生物都是由更古老的生物進化來的，各種生物的適應性特征的形成都是由于用進廢退和獲得性遺傳。
(2)評價：拉馬克的進化學說在當時是有進步意義的，但他對適應形成的解釋是膚淺的，未被人們普遍接受。
4．達爾文自然選擇學說
(1)解釋模型
(2)對適應的解釋的分析：
①過度繁殖為自然選擇提供了更多的選擇材料，加劇了生存斗爭。
②生物進化是通過生存斗爭來實現(xiàn)的，生存斗爭是生物進化的動力。
③生物的變異是不定向的，具有有利變異的個體在生存斗爭中易取得勝利而得以生存，有利變異通過遺傳得以累積和加強，產(chǎn)生適應環(huán)境的新類型。
④適者生存是自然選擇的結果。
(3)進步意義
①使人們認識到生物是在自然選擇的作用下不斷發(fā)展變化的，使生物學第一次擺脫了神學的束縛，走上了科學的軌道。
②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。
③科學地解釋了生物的多樣性和適應性是進化的結果。
(4)局限性：對于遺傳和變異的認識還局限于性狀水平，不能科學地解釋遺傳和變異的本質。
5．達爾文以后進化理論的發(fā)展
(1)發(fā)展的原因
①關于遺傳和變異的研究，已經(jīng)從性狀水平深入到基因水平，人們逐漸認識到了遺傳和變異的本質。
②關于適應以及物種的形成等問題的研究，已經(jīng)從以生物個體為單位，發(fā)展到以種群為基本單位。
(2)發(fā)展的結果：形成了以自然選擇為核心的現(xiàn)代生物進化理論。
【合作探究】
5.試舉例反駁用進廢退、獲得性遺傳的觀點。
【答案】例如，人用眼過度，視力反而下降。健美運動員的后代，如果不進行專業(yè)訓練，也不會擁有健美運動員那樣發(fā)達的肌肉和健壯的體格。
6．如圖是長頸鹿的進化過程圖，據(jù)圖分析下列問題：
(1)請分別利用拉馬克和達爾文的進化觀點，解釋長頸鹿脖子長的原因。
【答案】拉馬克觀點解釋：長頸鹿在旱季缺乏青草的時期就會用它的長脖子去吃高處的樹葉，這樣長期“使用”它的脖子，久而久之就更長了(用進廢退)，然后遺傳給了下一代(獲得性遺傳)。
達爾文觀點解釋：在缺乏青草的干旱時期，那些頸部和四肢都較長的個體會有較多的機會吃到高處的樹葉，能夠生存下來，并繁殖后代，而那些頸部和四肢較短的個體則無法得到足夠的食物，不容易生存下來，也無法繁殖后代，所以頸部和四肢較短的長頸鹿逐漸被淘汰。
(2)結合變異知識，思考：環(huán)境引起的性狀改變一定能遺傳給后代嗎？
【答案】不一定。只有環(huán)境改變導致了遺傳物質改變進而引起的性狀改變，才能遺傳給后代。
(3)請結合變異和環(huán)境的關系闡述達爾文的自然選擇學說與拉馬克的進化學說的不同點。
【答案】達爾文的自然選擇學說認為不定向的變異在前，環(huán)境起到定向的選擇作用；拉馬克的進化學說認為環(huán)境導致變異的發(fā)生，即環(huán)境導致定向的變異。
(4)與拉馬克相比，達爾文認為生物進化的關鍵是什么？
【答案】達爾文改變了拉馬克過分強調用進廢退即“生物內在的自我改進的力量”的觀點，而是強調自然選擇的作用。
(5)雄鹿往往用鹿角作為爭奪配偶的武器。按照達爾文的觀點，試討論并解釋現(xiàn)在雄鹿鹿角發(fā)達的原因。
【答案】雄鹿的鹿角存在著發(fā)達和不發(fā)達的變異，雄鹿之間為爭奪配偶要進行生存斗爭，生存斗爭過程中，有發(fā)達鹿角的個體能夠得到配偶并把這種變異遺傳給后代，沒有發(fā)達鹿角的個體因爭奪不到配偶，其變異就不會遺傳給后代。經(jīng)過一代代的進化，使現(xiàn)在的雄鹿鹿角較為發(fā)達。
7．某同學認為“在自然選擇學說中，變異的方向和自然選擇的方向是一致的”，該同學的觀點正確嗎？說出你的理由。
【答案】不正確。在自然選擇之前，生物中存在多種變異，有有利的也有不利的，自然選擇選擇有利變異，淘汰不利變異。
8．自然選擇學說中的生存斗爭都是發(fā)生在生物與生物之間的，這句話是否正確？分析原因。
【答案】不正確。生存斗爭不僅發(fā)生在生物與生物之間，也發(fā)生在生物與無機環(huán)境之間。
【自查自糾】
5.達爾文的自然選擇學說正確地解釋了生物的多樣性、適應性以及遺傳和變異的本質(　　)
6.抗生素的濫用會使細菌產(chǎn)生抗藥性的原因是抗生素誘發(fā)細菌產(chǎn)生基因突變，使細菌中出現(xiàn)抗藥性強的個體(　　)
7.生存斗爭僅僅是指同種生物不同個體之間對食物和空間的爭奪(　　)
【答案】　5.×　6.×　7.×
典例分析
[典例2]下列關于達爾文自然選擇學說的敘述，錯誤的是(　　)
A.生存斗爭是生物進化的動力，對維持物種內個體數(shù)目的穩(wěn)定有重要作用
B.遺傳和變異是進化的內因，但對其本質，達爾文未能作出科學的解釋
C.家豬的腿和吻比野豬的短，是家豬使用腿和吻較少的結果
D.達爾文的研究處于個體水平上，強調物種形成都是漸變的結果
【答案】　C
【解析】　生存斗爭是生物進化的動力，在生存斗爭中，一些個體被淘汰，從而對維持一個物種內個體數(shù)目的穩(wěn)定有重要作用，A正確；遺傳和變異是進化的內因，但達爾文未能對遺傳和變異的本質作出科學的解釋，這是達爾文自然選擇學說的局限性之一，B正確；家豬的腿和吻比野豬的短，是家豬使用腿和吻較少的結果，這是拉馬克進化學說的觀點，而達爾文的自然選擇學說對家豬的腿和吻比野豬的短的解釋是環(huán)境對豬的腿和吻的變異進行了選擇，C錯誤；達爾文對生物進化的研究處于個體水平上，并解釋了物種形成的原因，強調物種形成都是漸變的結果，D正確。
【習題鞏固】
1．下列有關適應的普遍性與相對性的實例，對應不正確的是(　　)
A．普遍性：生活在海藻叢中的一種魚，當遇到迫害時，身體倒立不動，像一株植物
B．普遍性：未下雪的冬季，雷鳥換為白色羽毛
C．普遍性：具有保護色的動物不容易被天敵發(fā)現(xiàn)
D．相對性：渾身長滿硬刺的刺猬，一般的敵人在它面前束手無策，狐卻灑其尿液，把它熏得舒展開“刺球”，進行捕食
【答案】　B
【解析】　雷鳥將羽毛換為白色，是為適應下雪的冬季，若冬季未下雪，則換成白色羽毛的雷鳥更易被天敵發(fā)現(xiàn)，體現(xiàn)了適應的相對性，B錯誤。
2.由于蟹類的捕食，某種海洋蝸牛種群中具有較厚外殼的個體的比例逐漸增加。下列對這個現(xiàn)象的解釋，正確的是(　　)
A．人工選擇 B．適者生存
C．用進廢退 D．定向變異
【答案】　B
【解析】 人工選擇指人類為了自身的需求，對某種生物進行有目的性的選擇和培養(yǎng),故A項錯誤。B在自然選擇的作用下，種群中有利變異的個體有更多機會產(chǎn)生后代，相應的基因頻率逐漸提高，具有不利變異的個體被淘汰，即物競天擇,適者生存，故B項正確。用進廢退和獲得性遺傳是法國生物學家拉馬克提出的錯誤觀點，不符合事實,故C項錯誤。變異包括突變(基因突變和染色體變異)和基因重組，是隨機和不定向的，故D項錯誤。
3．下列不屬于拉馬克進化觀點的是(　　)
A．洞穴里的魚因長期生活在黑暗條件下，眼睛失去原有的作用而退化了
B．南美大食蟻獸的舌頭之所以又細又長，是由于長期舔食螞蟻的結果
C．長頸鹿的脖子之所以很長，是由于其長期覓食高處樹葉的結果
D．獵豹的速度之所以很快，是與瞪羚等動物長期相互選擇的結果
【答案】　D
【解析】　洞穴里的魚由于長期生活在黑暗條件下，眼睛萎縮、退化，強調環(huán)境的變化是物種產(chǎn)生變化的原因，生活在特定環(huán)境中的生物為了適應環(huán)境，某些器官由于不用而退化，并且傳遞給下一代，這是拉馬克的“用進廢退、獲得性遺傳”觀點；南美大食蟻獸的舌頭經(jīng)常伸進洞穴里舔食螞蟻，其舌頭變得又細又長，長頸鹿經(jīng)常努力伸長頸和前肢去吃樹上的葉子，因此頸和前肢都變得很長，也都是拉馬克的“用進廢退”的進化觀點；生活在草原上的瞪羚和獵豹都能迅速奔跑，體現(xiàn)了不同物種之間長期相互選擇的結果，這是現(xiàn)代生物進化理論的觀點，不是拉馬克的進化觀點。故選D。
4.如圖表示長期使用一種農(nóng)藥后，害蟲種群密度的變化情況，下列有關敘述中錯誤的是(　 )
A．A點種群中存在很多種變異類型，原因是變異具有不定向性和隨機性
B．A→B的變化是農(nóng)藥作用的結果
C．農(nóng)藥對害蟲的抗藥性變異進行定向選擇，使害蟲產(chǎn)生了抗藥性
D．B→C是抗藥性逐代積累的結果
【答案】　C
【解析】　由于變異具有不定向性和隨機性，所以A點種群中存在很多變異類型，A正確；生存斗爭的結果是適者生存，使用農(nóng)藥后，抗藥性強的變異在生存斗爭中生存下來，而抗藥性弱的變異在生存斗爭中被淘汰，A→B的變化是農(nóng)藥選擇的結果，是通過生存斗爭實現(xiàn)的，B正確；抗藥性變異出現(xiàn)在使用農(nóng)藥之前，農(nóng)藥對害蟲抗藥性變異的定向選擇使具有抗藥性的害蟲增加，C錯誤；使用農(nóng)藥后，使抗藥性弱的害蟲死亡，抗藥性強的害蟲活下來，活下來的抗藥性強的害蟲，繁殖的后代有的抗藥性強，有的抗藥性弱，在使用農(nóng)藥后，又使抗藥性弱的害蟲死亡，抗藥性強的害蟲活下來，這樣經(jīng)過農(nóng)藥的長期選擇，使得害蟲抗藥性逐漸加強，D正確。
5．關于達爾文自然選擇學說和拉馬克進化學說的區(qū)別，下列說法正確的是(　 )
A．達爾文自然選擇學說認為環(huán)境的作用可以引起不定向的變異
B．拉馬克進化學說認為不定向的變異是由動物的意愿決定的
C．達爾文自然選擇學說認為生物變異后就能適應環(huán)境
D．拉馬克進化學說認為生物通過變異適應環(huán)境
【答案】 D
【解析】　達爾文自然選擇學說認為變異是不定向的，環(huán)境起選擇作用，只有具有有利變異的個體才能適應環(huán)境，并得以保留。拉馬克進化學說認為生物的變異是定向的，生物為了適應環(huán)境而產(chǎn)生相應的變異。

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