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第3节
第六单元 第三章 生物的进化
生物进化的原因
01
了解生物进化的原因(重点)。
02
明确自然选择学说的主要内容(难点)。
03
尝试运用自然选择学说解释生物的进化(重点)。
学习目标
在某个经常刮大风的海岛上，有许多无翅和残翅的昆虫(如图)；请分析：在这个海岛上，为什么无翅或残翅的昆虫特别多？
原始
昆虫
有翅
力大
有翅
力小
无翅
大风大浪
有翅
力大
生存
生存
淘汰
无翅
具有有利变异的个体容易生存下来（适者生存），具有不利变异的个体则被淘汰。
想一想
知识点一 分析生物进化的实例
1.分析曼彻斯特地区桦尺蛾体色的变化
1850年
原因：桦尺蛾栖息的树干上长满地衣，树干颜色较浅，浅色桦尺蛾的体色与环境色彩一致，不易被敌害发现，数量较多；深色桦尺蛾的体色与环境色彩差别较大，易被敌害发现而被捕食，数量较少。
①未污染时，深色为变异类型
（1）桦尺蛾体色变化现象
1950年
原因：桦尺蛾栖息的树干被煤烟熏成黑褐色，浅色桦尺蛾的体色与环境色彩差别较大，易被敌害发现而被捕食，数量较少；深色桦尺蛾由于体色与环境色彩一致，则容易生存下来，数量较多。
结论：桦尺蛾体色的变化是对生活环境的适应。
②污染后，浅色为变异类型
知识点一 分析生物进化的实例
（2）桦尺蛾体色变化的实验探究
①实验现象
②实验结论：体色与树干颜色（环境色彩）相一致的个体不易被前来捕食的鸟儿发现，容易逃避敌害的捕食。与树干颜色（环境色彩）差别较大的个体，易被前来捕食的鸟儿发现而被捕食。因此，体色与环境色彩相一致的个体容易生存下来。
数量相等的深色和浅色桦尺蛾同时放到黑的树干上，观察。
鸟儿飞过后，深色桦尺蛾却幸存下来
知识点一 分析生物进化的实例
（1）概念
动物为适应栖息环境而具有的与环境色彩相似的体色。
2.保护色
知识点一 分析生物进化的实例
（2）举例
（3）意义
不易被其他动物发现，对于躲避敌害或捕食猎物是十分有利的。
夏天的雷鸟
冬天的雷鸟
泥土上的蛙
落叶上的蛙
落叶中的蛇
雪地的兔
知识点一 分析生物进化的实例
（1）提出问题
动物的保护色是怎样形成的呢？
（2）作出假设
动物的保护色的形成是自然环境长期对动物进行选择的结果。
3.模拟保护色的形成过程
（3）制订计划
①准备一块面积约为1平方米的正方形彩纸(或布)和100张各种颜色的小纸片(小纸片的颜色代表某种动物不同体色的变异类型)。
②以小组为单位，5～6个同学为一组，推举一人为组长。
③组长在桌子上展开彩纸，作为生物的“生活环境”，并检查小纸片，记下纸片的颜色和数目。
知识点一 分析生物进化的实例
④组长是监督人，其他同学都“捕食者”，他们的“猎物”是小纸片，组长时刻注意“捕食者救取出的“猎物”数目和剩下的“猎物”数目。
⑤“捕食者”事先背对桌子，组长将小纸片均匀地撒在彩纸上，不要使小纸片粘在一起。
⑥“捕食者”每转向桌子一次，快速抓取一张小纸片后转身，然后继续转身抓取，直到彩纸上只剩下25张小纸片，组长通知不再选择时为止。
注意：“捕食者”不要特意寻找某种颜色的小纸片。
⑦统计“幸存者”中各种颜色的小纸片的数目。
⑧假设每个“幸存者”都产生3个后代，而且体色与自己的相同。在每个“幸存者”下面放上3张从老师那里拿来的备用小纸片。
知识点一 分析生物进化的实例
⑨将“幸存者”和它们的同代充分混合，重复上面的第4～8步，重复至少4次。每轮开始前，记录各种颜色的小纸片的数目。
（4）实施计划
第一代 第二代 第三代 第四代 第五代 纸片 颜色 开始 数目 幸存 数目 开始 数目 幸存 数目 开始 数目 幸存 数目 开始 数目 幸存 数目 开始 数目 幸存
数目
红 25 10 40 12 48 15 60 19 76 23
黄 25 6 24 5 20 5 20 3 12 2
蓝 25 4 16 4 16 2 8 1 4 0
绿 25 5 20 4 16 3 12 2 8 0
参考数据
知识点一 分析生物进化的实例
①在第一代和第五代中，分别是哪种颜色的“幸存者”最多？这与作为背景的彩纸颜色有什么关系？
②第一代和第二代之间“幸存者”的数目有什么变化？第一代和第五代之间又有什么变化？
与彩纸背景颜色相近的小纸片幸存最多，因伪装效果更好避免被捕食。
第一代→第二代：幸存者总数从25增至约100（每个幸存者繁殖3个后代）。
第一代→第五代：优势颜色个体比例显著增加，其他颜色可能被淘汰。
③到第五代时，是否所有颜色都有“幸存者”？你怎么解释模拟的结果？
④在有的年份，雷鸟已经换上了白色“冬装”，但是迟迟没有下雪。这身“冬装”还能帮助雷鸟躲避敌害吗？这对你认识生物的适应性有什么启示？
未必所有颜色幸存，适应性差的颜色因被捕食而逐渐消失，体现自然选择。
白色冬装无雪时反而暴露目标，说明适应性是相对的，环境突变可能导致适应特征失效。
知识点一 分析生物进化的实例
（5）分析结果，得出结论
可知“幸存者”的颜色越来越与彩色纸的颜色相似。
保护色的形成是自然环境长期对动物进行选择的结果。
分析此探究活动的注意事项有哪些？
①全组同学要严肃认真，相互配合。
②作为底色的彩色纸要求为单一颜色，这样有利于分析结果。小纸片的颜色要有多种。
③实验时一定要把自己想象成“捕食者”，一定不要特意寻找某一种颜色的小纸片。
④要及时、如实记录小纸片的数量。
⑤活动结束后，要对获得的数据进行统计和分析。
知识点一 分析生物进化的实例
达尔文
1859
1809.2.12～1882.4.19
知识点二 自然选择
1.自然选择学说的提出
知识点二 自然选择
（1）过度繁殖——进化的原因(前提)
在自然界，生物普遍具有很强的繁殖能力，能够产生大量的后代。
2.自然选择学说的主要内容
知识点二 自然选择
（2）生存斗争——进化的动力
①原因
生物赖以生存的食物和空间都是非常有限的。任何生物要生存下去，就得为获取足够的食物和空间而进行生存斗争。
②类型
种内斗争
种间斗争
生物与自然环境之间的斗争
同种生物之间的斗争
不同种生物之间的斗争
③结果
在生存斗争的过程中必然有一部分生物个体被淘汰。
知识点二 自然选择
（3）遗传和变异——进化的基础(内因)
有些变异是可遗传的的，有的则是不遗传的；有的变异有利于生物的生存，有的变异不利于生物的生存。
白化动物
知识点二 自然选择
（4）适者生存——进化的结果
在自然界，生物个体都有遗传和变异的特性，只有那些具有有利变异的个体，在生存斗争中才容易生存下来，并将这些变异遗传给下一代，而具有不利变异的个体则容易被淘汰。
兰花螳螂
知识点二 自然选择
规律总结：自然选择学说主要内容之间的联系。
（5）自然选择的中心论点
过度繁殖
遗传变异
(内因、基础)
提供大量
提供多种
被选择的材料
生存斗争
(动力、手段、过程)
适者生存
（结果）
自然选择（控制进化方向）
加剧
(生存条件有限)
(外因、前提)
自然选择是定向的，使生物总是向着适应环境的方向进化和发展
物种是可变的，而且生物具有多样性和适应性。
知识点二 自然选择
自然环境选择了颈长的变异，淘汰了颈短的刻变异。
自然环境决定着生物变化的方向
长颈鹿祖先发生变异
个体有长颈长前肢的也有短颈短前肢的
长颈长前肢生存
逐代选择
现代长颈鹿
缺乏青草的环境下
3.长颈鹿的进化
知识点二 自然选择
（1）拉马克对长颈鹿长颈原因的解释
核心是“用进废退”
拓展
原始长颈鹿的脖子也许很短，当低处的树叶被吃光后，它就会想办法去吃高处的树叶，所以它们会尽可能地伸长脖子。在这种反复使用脖子的过程中，长颈鹿的脖子渐渐伸长了，而且这种性状遗传给了后代。
即经常使用的器官越来越发达，而不用的器官则会退化。
知识点二 自然选择
（2）达尔文“自然选择学说”和拉马克“用进废退学说”的比较
作用 自然选择学说的主要内容 用进废退学说的主要内容
基础
手段
内因
结果
推论
相同点： 过度繁殖
生存竞争
遗传和变异
适者生存
适者生存，不适者被淘汰。有利的变异在长期的进化中逐代积累形成了今天物种的多样性
环境的变化
用进废退
获得性遗传
动物的变异是由动物本身的意愿决定的，而且是一直向前发展的
器官越用越发达。后天获得的性状可以遗传给后代
物种是可变的，是由古老的生物进化来的；生物是由低等向高等进化的
拓展
知识点二 自然选择
（1）概念
自然界中的生物，通过激烈的生存斗争，适应者生存，不适应者被淘汰。
（2）意义
①自然选择促使新物种和生物多样性的形成
③促使生物不断进化
生物
有害变异
有利变异
(被淘汰)
(被保留)
有害变异
有利变异
(被淘汰)
(被保留)
……
4.自然选择
②促进了生物多样性和适应性的形成
知识点二 自然选择
（3）生物进化理论在发展
自然选择学说是对生物进化的合理解释，并不适用于人类社会。各个国家和民族应当同心协力，推动构建人类命运共同体。
人们对生物进化的认识将更加深入，更加清晰。
知识点二 自然选择
合作探究：为什么有些鸟的喙尖而长，而有些鸟的喙平又短呢？
鸟的喙形不一样与它们生活的环境、所吃的食物类型有密切关系。不论怎样，生存下来的鸟的喙形一定与环境相适应。
知识点二 自然选择
就奔跑而言，猎豹和斑马相互促进了对方的进化，进化结果是猎豹和斑马的奔跑速度都越来越快。
合作探究：猎豹追捕斑马时，猎豹奔跑速度越快，就越容易捕获到斑马而获得食物；斑马跑得越快，就越有利于躲避敌害而生存下来。就奔跑而言，它们两者是如何进化的？
知识点二 自然选择
5.思维训练：合理质疑
长颈鹿长颈形成原因的解释受到了一些质疑。质疑的理由包括：长颈鹿不但取食高处的树叶，也取食不太高的灌木；高度不足三米的幼年长颈鹿也要取食，它们能吃到食物并长大；过长的颈给长颈鹿带来诸多不便；等等。
有研究人员提出了另一种解释：长颈可能帮助雄性长颈鹿在配偶争夺战中占据优势，因此有更多的机会留下后代，这才是长颈鹿长颈形成的主要原因。
说一说上述观点是否合理。这些争论有没有从根本上否定自然选择学说？
传统解释的局限性 ：
经典自然选择理论认为长颈是为获取高处树叶而进化，但实际观测显示长颈鹿常取食低矮灌木（低于2米），幼年个体（身高＜3米）也能正常生存。
过长颈部导致心血管负担加重、饮水易受攻击等生存劣势，与"完全有利"的预期矛盾。
知识点二 自然选择
性选择假说的证据 ：
雄性长颈鹿求偶时通过"脖击"争夺交配权，颈部更长、更粗壮的雄性在战斗中更具优势，获得更多繁殖机会。
解剖学差异支持：雄性颈部肌肉更发达（适于战斗），雌性颈部相对细长（侧重取食效率）。
并未否定，而是对选择机制的深化认识 ：
自然选择的多元性 ：
传统取食压力与性选择压力可并存，两者均属于自然选择范畴。性选择本质是繁殖优势驱动的选择亚型。
长颈可能由 多重选择压力 塑造：雌性受食物资源选择（颈部细长），雄性受性选择支配（颈部粗壮）
知识点二 自然选择
性选择假说补充了传统解释的不足，但本质上仍属于自然选择学说的延伸。长颈鹿长颈更可能是 生存压力（取食）与繁殖压力（求偶）共同作用 的结果，体现了生物性状适应性的复杂性。
学说的核心未受动摇 ：
无论取食优势还是繁殖优势，最终都通过 可遗传变异的定向积累 实现进化，符合自然选择"适者生存繁殖"的核心逻辑。
争论仅修正了"适应"的具体驱动因素（从单一取食扩展到繁殖竞争），而非推翻选择机制本身。
知识点二 自然选择
课堂小结
生物进化的原因
分析生物进化的实例
分析桦尺蛾体色的变化
模拟保护色的形成过程
自然选择
内容：过度繁殖、生存斗争、遗传和变异、适者生存
概念：自然界中的生物，通过激烈的生存斗争，适应者生存，不适应者被淘汰
特点：长期的、缓慢的、连续的过程
意义：促使生物不断进化，形成新物种
1．大洋中岛屿上的昆虫常表现出两种类型：大部分翅退化，少数翅特别发达。下列分析不正确的是(　　)
A．这是生物对环境的适应
B．环境使昆虫产生了这种变异
C．这是长期自然选择的结果
D．昆虫翅膀退化属于有利变异
B
课堂练习
解析：变异是不定向的，大洋中岛屿上的昆虫本身就存在翅退化和翅发达这两种不同变异类型，而不是环境使昆虫产生了这种变异，环境只起到定向选择的作用，B错误。
2．科学家发现，桦尺蛾可以通过体内的光敏蛋白质“感知”树枝的颜色，迅速生成与树枝颜色相近的保护色来伪装自己，而其天敌的视觉在长期进化过程中也越来越发达。根据达尔文进化论，下列解释错误的是(　　)
A．桦尺蛾的体色决定了天敌视觉的变异方向
B．桦尺蛾与其天敌进行了激烈的生存斗争
C．桦尺蛾保护色的形成是长期自然选择的结果
D．桦尺蛾与其天敌相互选择、共同进化
A
解析：桦尺蛾的体色和其天敌视觉的变异都是不定向的，不是桦尺蛾的体色决定天敌视觉的变异方向，A错误。
课堂练习
3．在“模拟保护色的形成过程”实验中，同学们“捕捉”的大部分是与背景颜色不同的“猎物”，这说明(　　)
A．同学们不喜欢背景颜色
B．同学们不愿意猎取到背景颜色的“猎物”
C．背景颜色是保护色
D．同学们不易猎取到背景颜色的“猎物”
D
解析：在“模拟保护色的形成过程”实验中，与背景颜色相同的“猎物”不易被发现而生存下来，与背景颜色不同的“猎物”容易被发现而被捕捉。
课堂练习
4．洞穴鱼是生活在喀斯特洞穴水体中一类特殊的地下生物群。在长期演化的过程中，洞穴鱼类形成了一系列适应性特征，如触须发达、眼退化消失等。下列叙述错误的是(　　)
A．洞穴鱼触须发达是有利变异
B．洞穴鱼为适应环境产生了触须发达等变异
C．环境的选择使触须发达个体的比例增多
D．洞穴鱼的一系列特征是自然选择的结果
B
解析：变异是不定向的，生物不能有意识地为了适应环境而产生变异，B错误。
课堂练习
5.深圳市兰科中心可以观赏到野生兜兰。兜兰具有特殊的欺骗性传粉技巧，它通过精巧的唇瓣结构模拟昆虫产卵环境来吸引雌虫传粉，并且兜兰的唇瓣结构越逼真，传粉成功率越高。对兜兰演化过程的解释，下列说法正确的是(　　)
A．为了吸引雌虫，兜兰会主动改变唇瓣结构
B．兜兰的唇瓣结构改变是人工选择的结果
C．唇瓣结构越逼真的兜兰，自然存活率越高
D．长期传粉刺激诱导兜兰基因产生定向变异
C
解析：兜兰唇瓣结构的改变是在自然选择作用下，经过长期变异和积累的结果，A错误。兜兰通过唇瓣结构模拟昆虫产卵环境吸引雌虫传粉，这是在自然环境中，为了适应生存和繁殖，经过自然选择形成的，B错误。变异是不定向的，D错误。
课堂练习
6．加拉帕戈斯群岛被称为“活的生物进化博物馆”。如图所示，这里生活着多种食性不同的地雀，它们的喙型各不相同。下列有关说法错误的是(　　)
A．地雀的不同喙型属于相对性状
B．地雀的不同喙型与其食性是相适应的
C．地雀不同喙型的形成是自然选择的结果
D．地雀不同喙型的形成是为适应环境而产生的变异
D
解析：在生物的进化过程中，自然选择决定着生物进化的方向，加拉帕戈斯群岛上，食性不同的地雀喙的形状有明显差异，这是长期自然选择的结果，D错误。
课堂练习
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