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第六章 生物的進化
第2節 自然選擇與適應性的形成
新人教版 必修二 遺傳和進化
學習目標 核心素養
1.舉例說明適應的普遍性和相對性 2.概述拉馬克學說和達爾文學說的核心內容 3.闡述拉馬克學說和達爾文學說的局限性 4.探討生物進化觀點對人們思想觀點的影響 1.通過對達爾文生物進化學說的學習，感悟生命延續的規律，形成生物進化的觀點，強化辯證唯物主義世界觀。
問題探討
右圖為同一環境中的兩種蝴蝶。
1、枯葉蝶的翅很像一片枯葉，這有什么適應意義？
2、從進化的角度，怎樣解釋這種適應的形成？
枯葉蝶與翅色鮮艷的蝴蝶
這是擬態現象，使枯葉蝶不易被天敵發現。
枯葉蝶的祖先種群中出現翅似枯葉的變異個體后，由于這種變異是可遺傳的有利變異，這種變異的個體生存和留下的后代的機會多，久而久之，使這類蝴蝶具有翅似枯葉的適應性特征。
問題探討
右圖為同一環境中的兩種蝴蝶。
枯葉蝶與翅色鮮艷的蝴蝶
3、同一環境中不乏翅色鮮艷的蝴蝶，這與你剛才作的解釋有矛盾嗎？如果有，又怎樣解釋？
看似矛盾。其實翅色艷麗的蝴蝶，其翅上類似猛禽眼睛的眼斑,能避免它遭到攻擊，是它防御敵害的適應性特征。
枯葉蝶在停息時，它的翅膀很像一片枯葉，這是枯葉蝶對環境的一種適應。同枯葉蝶一樣，所有的生物都具有適應環境的特征。
一、適應的普遍性和相對性
適應的兩方面含義
一是指生物體的形態結構適合于完成一定的功能。
一、適應的普遍性和相對性
二是指生物的形態結構及其功能適合于該生物在一定的環境中生存和繁殖。
人的小腸
小腸內壁
小腸位于腹中，是食物消化吸收的主要場所。小腸全長約4-6米。
小腸內表面有許多環形皺襞和小腸絨毛，使小腸的消化、吸收面積大大增加；小腸絨毛壁很薄，只由一層上皮細胞構成，且絨毛中有豐富的毛細血管和毛細淋巴管。
一、適應的普遍性和相對性
這些生物對環境的一種適應——保護色、擬態
這些生物對環境的一種適應——警戒色
一、適應的普遍性和相對性
1.普遍性
2.相對性
適應的特點
一、適應的普遍性和相對性
適應是普遍存在的，所有的生物都具有適應環境的特征。
適應是針對一定的環境條件而言的，是一種暫時的現象。
閱讀課本P106，完成思考.討論
天敵有捕食性鳥類、步甲、土蜂、胡蜂、青蛙等?？萑~蝶不能完全免于天敵的捕食
1.枯葉蝶的天敵有哪些。枯葉蝶能完全免于天敵的捕食嗎
2.雷鳥在冬季來臨前將羽毛換成白色的，這有利于在白雪皚皚的環境中保護自己。這種適應現象有沒有局限性
一、適應的普遍性和相對性
如果冬季降雪延遲，已經換成一身白色羽毛的雷鳥反而容易被天敵發現?？梢?，適應的實現是有條件的，當環境條件改變時，適應可能會失去作用。
雷鳥
土蜂
獵蝽
分析適應的相對性
[資料1]
枯葉蝶的卵常被小峰寄生；幼蟲期易受到鳥類、步甲、土蜂、胡蜂、獵蝽等的捕食，寄蠅、繭蜂、姬蜂也常寄生在它們體內，它們還常受到細菌、真菌和病毒的感染；蛹期的天敵有姬蜂、小蜂、馬蜂等。
[資料2]
雷鳥在冬季來臨之前將羽毛換成白色的，這有利于白雪皚皚的環境中保護自己，但是如果下雪時間推遲，這種體色反而會使雷鳥更容易被天敵發現。
以上事實說明了生物的適應具有相對性。適應性特征來自遺傳，即來源于可遺傳的有利變異的逐代積累，是對之前的環境適應的結果。由于環境總是處于不斷變化中的，遺傳的穩定性與環境不斷變化之間的矛盾是適應相對性的根本原因。
一、適應的普遍性和相對性
意大利 佛朗哥 費魯奇
耶穌（公元前4——公元30）
圣母瑪利亞
神創論：所有的物種都是上帝創造的，
物種不變論：自古以來既沒有物種的絕滅，也沒有新
的物種產生，不同物種之間沒有親緣關系
拉馬克，法國博物學家。生物學偉大的奠基人之一，生物學一詞是他發明的，最先提出生物進化的學說，是進化論的倡導者和先驅。
二、適應是自然選擇的結果
拉馬克 1774--1829
拉馬克進化學說：
事實1：
環境是多變的
事實2：
動物有主觀意愿能決定使用或不用某種器官
推論1：
器官越用越發達（用進）
或不用逐漸退化（廢退）
事實3：發達或退化的性狀可遺傳給后代
（獲得性遺傳）
推論2：該性狀逐漸積累最終產生生物新類型。
現象：食蟻獸的舌頭又細又長 鼴鼠的眼睛萎縮
事實：鼴鼠是一種具有立體嗅覺感的哺乳動物，幼年有微弱視力，常年不見天日，成年后退化。
事實：食蟻獸舌頭平均長度是60cm，成年后不會增長。
現象：啄木鳥的喙又尖又長 蚯蚓的四肢退化
蚯蚓的四肢由于長期不用而退化,因而獲得匍匐行進的習性
啄木鳥的長喙是長期啄食樹內昆蟲、反復伸長的結果
拉馬克進化學說：
主要內容
地球上的所有生物都不是神造的，而是由更古老的生物進化來的（正確）
拉馬克進化學說：
生物是由低等到高等逐漸進化的。（正確）
各種生物的適應性特征是在進化過程中逐漸形成的。（正確）
生物各種適應性特征的形成都是由于用進廢退和獲得性遺傳。器官用的越多越發達。（錯誤）
拉馬克進化學說：
（2）不足 :
拉馬克提出的用進廢退和獲得性遺傳的觀點缺少科學證據的支持，大多來自主觀臆測。
過于強調環境的變化直接導致物種的改變。
（3）歷史進步意義 :
徹底否定了物種不變論。歷史上第一個系統地提出了進化理論的學者
在當時具有一定的進步意義，膚淺的解釋了適應的形成。
歸納總結：
項目 拉馬克進化學說
進化原因
變異方向
適應性
進化方向
環境和動物的意愿（器官使用情況）可導致定向變異
因定向的變異都是適應環境的
生物自身決定的
外界環境的影響
拉馬克進化學說：
你能舉例反駁用進廢退、獲得性遺傳的觀點嗎？
實際上,環境的變化如果未引起遺傳物質的改變,就不會使生物產生可
遺傳的變異。
Example：
人用眼過度，視力反而下降。
運動員的后代，無專業的訓練，就無法跟父母一樣擁 有發達的肌肉、健壯的體格。
嘗試用拉馬克的理論解釋長頸鹿的適應性特征 —— 長脖子的形成
長頸鹿以樹葉為食，草地退化（環境改變）后，要吃樹葉，于是使勁將頸伸長（主觀意愿），這樣頸越伸越長（用進），并且這一性狀能遺傳給后代（獲得性遺傳）。長此以往，終于形成了現在的長頸鹿。
二、適應是自然選擇的結果：
查理·達爾文（1809－1882）是英國的博物學家，是最終建立進化論的人。
達爾文曾隨英國海軍勘探船“貝格爾”號，做了歷時五年（1831－1836）的環球航行考察，在動植物和地質等方面進行了廣泛的觀察，并采集了大量的生物標本和礦物標本，經過深入研究，形成了生物進化的觀點。
達爾文的自然選擇學說：
在一定環境的選擇作用下，可遺傳的有利變異會賦予某些個體生存和繁殖的優勢，經過代代繁殖，群體中這樣的個體就會越來越多，有利變異通過逐代積累而成為顯著的適應性特征，進而出現新的生物類型。
內容
過度繁殖
生存斗爭
遺傳變異
適者生存
１、過度繁殖----自然選擇的基礎　
各種生物都有很強的繁殖力，能產生很多的后代,這稱作過度繁殖。
生物能大量繁殖，但事實上每種生物的后代能生存下來的卻很少，這是什么原因呢？達爾文用生存斗爭解釋這種現象。
莢迷
達爾文的自然選擇學說：
（２）生存斗爭的概念：生物個體之間的相互斗爭，種與種之間， 以及生
物與無機自然條件之間的斗爭的現象。
由于生存斗爭導致生物大量死亡，結果只有少數生存下來，因此，生存斗爭的理論解釋了生物大量繁殖和少量生存的事實。
２、生存斗爭----自然選擇的手段、生物進化的動力
（１）為何會發生生存斗爭？
①過度繁殖，使數目劇增 ②食物、空間等是有限的
生物體都具有遺傳和變異的能力，生物的變異有的是有利于生存的,有的是不利于生存的。
有利于生存的變異個體，在生存斗爭中易獲得勝利，生存下來。
變異是不定向的。
３、遺傳和變異----生物進化的內因
經生存斗爭，凡是生存下來的生物個體都是對環境能適應的，而被淘汰的生物都是對環境不適應的。
達爾文把適者生存，不適者被淘汰的過程叫做自然選擇。
４、適者生存----自然選擇的結果
注意：“變異在前，自然選擇在后”
環境不能起到誘導變異的作用，它只是對不定向的變異進行定向選擇
變異是不定向的，自然選擇是定向的，它決定了進化是定向的，這個方向就是適應。
可以遺傳的變異為自然選擇提供了原材料。
可遺傳的有利變異（內因）
某些個體生存和繁殖優勢
這樣優勢的個體越來越多，有利變異逐代積累
顯著的適應性特征，新的生物類型
環境的
定向選擇（外因）
適應形成的必要條件
群體中出現可遺傳的有利變異和環境的定向選擇是適應形成的必要條件。
適應的形成：有利變異在長期自然選擇中逐漸積累的結果。
---適應的來源
---自然選擇的方向
---自然選擇的結果
達爾文的自然選擇學說：
基礎
動力
遺傳變異（內因）
適者生存（結果）
事實1：
生物都有過
度繁殖的傾向
事實2：
物種內的個體數能保持穩定
事實3：
資源是有限的
推論1：
個體間存在著生存斗爭
事實4：
同種個體間普遍存在差異（變異）
事實4：
許多變異是可以遺傳的
推論2：
具有有利變異的個體生存并留下后代的機會多
推論3：
有利變異逐代積累，具有這些有利變異的個體越來越多，形成新的適應特征的生物新類型
結論：
a) 生命現象的統一性是由于所有的生物都有共同的祖先，生物的多樣化是進化的結果，生物界千差萬別的種類之間有一定的內在聯系
達爾文的自然選擇學說：
b) 變異是不定向的，而自然選擇是定向的，自然選擇的結果是適應。
c) 過度繁殖是自然選擇的基礎，遺傳變異是進化的內因。
d) 生存斗爭是生物進化的動力，推動生物的進化，自然選擇是通過生存斗爭來實現的(外因)。
e) 生物進化的方向是由定向的自然選擇決定的。
【思考討論】用達爾文自然選擇學說解釋一下長頸鹿為什么脖子長？
　　達爾文認為長頸鹿的進化原因是：
長頸鹿產生的后代超過環境承受能力 （ ）
它們都要吃樹葉而樹葉不夠吃 （ ）
它們有頸長和頸短的差異（ ）
頸長的能吃到樹葉生存下來，頸短的卻因吃不到樹葉而最終餓死了（ ）
經過這樣的一代一代的選擇和淘汰和選擇，最后選擇出現代前肢和頸都很長的長頸鹿。
過度繁殖
生存斗爭
遺傳變異
適者生存
用達爾文的自然選擇學說的四個要點填空：
自然選擇的基礎是：_____________
進化的內部因素是：_____________　　　　　　　　　　
進化的動力和自然選擇的手段是：_____________
自然選擇的結果是：_____________
過度繁殖
生存斗爭
遺傳和變異
適者生存
(生存斗爭的原因)
【習題鞏固】
變異是_________的，自然選擇是_______的，定向的自然選擇決定著生物進化的方向。
不定向
定向
環境選擇生物，生物適應環境。自然選擇是一個長期、緩慢、連續的過程。
達爾文自然選擇學說各內容之間的關系可用下圖解表示，則圖解中①～④內容依次為( )
A、生存斗爭、遺傳變異、
適者生存、過度繁殖
B、遺傳變異、適者生存、
過度繁殖、生存斗爭
C、遺傳變異、生存斗爭、
過度繁殖、適者生存
D、過度繁殖、遺傳變異、
生存斗爭、適者生存
D
積極意義：
1、解釋生物進化的原因：變異、自然選擇和遺傳三者綜合作用的結果。
2、科學的解釋了生物多樣性和適應性的產生。
達爾文的自然選擇學說：
3、揭示了生物界統一性的原因 —— 所有生物都有共同的祖先，而生物的多樣性和適應性是進化的結果。
4、反對神創論和物種不變論，使生物學第一次擺脫神學的束縛，走上了科學的軌道 ，為辯證唯物主義世界觀提供了有力的武器。
5、論證了生物是不斷進化的，并且對生物進化的原因提出了合理的解釋。
6、被譽為19世紀自然科學的三大發現之一。
達爾文自然選擇學說的局限性和發展
（1）對于遺傳和變異的認識還局限于性狀水平，不能科學
地解釋遺傳變異的本質。
（2）對生物進化的解釋局限于個體水平，認為生物進化是以個體為單位。
現代生物進化理論
現代生物進化理論
深入到基因水平
認識了遺傳和變異的本質
以種群為單位
達爾文的自然選擇學說：
形成以自然選擇學說為核心的現代生物進化理論
（3）強調物種的形成都是漸變的結果，不能很好的解釋物種大爆發等現象。
現代生物進化理論：
如圖表示長期使用一種農藥后，害蟲種群密度的變化情況，分析回答下列問題：
(1)a點使用農藥之前，害蟲種群中存在
很多種變異類型，原因是什么？
提示：這是因為變異是不定向的。
(2)使用農藥后，大量害蟲被殺死，
但是還有部分存活，這是為什么？
這是生存斗爭的結果，使用農藥后，抗藥性弱的變異個體在生存斗爭中被淘汰，而抗藥性強的變異個體在生存斗爭中生存下來。
習題鞏固
如圖表示長期使用一種農藥后，害蟲種群密度的變化情況，分析回答下列問題：
習題鞏固
(3)分析bc段曲線上升的原因是什么？
使用農藥后，抗藥性弱的害蟲被殺死，抗藥性強的害蟲存活下來，這樣經過農藥的長期選擇，使得害蟲抗藥性逐漸加強。
(4)該過程中，農藥誘發了害蟲基因突變還是對害蟲的變異進行了選擇？
農藥對害蟲的抗藥性變異進行定向選擇，使害蟲的抗藥性個體逐漸增加。
項目 自然選擇學說 拉馬克進化學說
區 別 變異
適應環境
進化方向
聯系 自然選擇學說與拉馬克進化學說的比較
變異是不定向的，本來就有；環境和生物都不決定變異的方向
變異是定向的，環境和生物意愿可決定變異的方向
適者生存，不適者被淘汰
環境和生物意愿決定的變異都適應環境
自然選擇決定
生物自身決定
認為生物不是神造的，而是由更古老的生物進化來的，即簡單→復雜、低等→高等，且都是“漸變”的結果
本節小結

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