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6.3.3 生物进化的原因（导学案）
1.通过观察图片及举例，分析生物进化的原因，理解英国曼彻斯特地区桦尺蛾数量变化的原因。
2.概述自然选择学说的主要内容（过度繁殖、生存斗争、遗传和变异、适者生存），形成生物进化的基本观点。
3.解释保护色、拟态、警戒色等现象，并理解其在生物进化中的意义。
【学习重点】
1.通过观察图片及举例分析生物进化的原因。
2.概述自然选择学说，形成生物进化的基本观点。
【学习难点】
通过分析英国曼彻斯特地区桦尺蛾的数量变化，提高分析问题的能力。
1.分析生物进化的实例：
外因－－环境的变化
1）生物进化的原因
内因－－遗传和变异
2）生物只有适应不断变化的环境才能生存和繁衍。
2.保护色：动物与周围环境相近的体色，称为保护色。具有保护色的动物不易被其他动物发现，对躲避敌害或捕食猎物十分有利，保护色的形成是自然选择的结果
3.达尔文的自然选择学说：
1）过度繁殖（前提）：生物普遍具有很强的繁殖能力；
2）生存斗争（动力）：生物赖以生存的食物和空间有限，每种生物都必须为生存而斗争
3）遗传和变异（基础）：遗传保持了物种的稳定性和连续性，变异使物种发展进化。
4）适者生存（结果）：在生存斗争中，具有有利变异的个体，容易在生存斗争中获胜而生存下来，并将这些变异遗传给下一代。
4.自然选择：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，这就是自然选择，生物通过遗传、变异和自然选择，不断进化。
（一）新课导入
【问题探究】在某个经常刮大风的海岛上，为什么无翅或残翅的昆虫特别多呢？
o答案：这是自然选择的结果。在经常刮大风的海岛上，有翅能飞但翅膀不够强大的昆虫，容易被大风吹到海里淹死；而无翅或残翅的昆虫，由于不能飞行，就不容易被风吹走，从而生存下来并繁衍后代。经过长期的自然选择，海岛上无翅或残翅的昆虫就会特别多。
（二）新知探究
1.桦尺蛾进化实例分析
【问题探究】什么原因让桦尺蛾在 100 年内体色由浅色居多变为深色居多？桦尺蛾体色的改变是环境污染直接引起的吗？浅色的桦尺蛾是被烟熏黑变成深色桦尺蛾的吗？
答案：桦尺蛾本来就有浅色和深色的变异类型。在十八世纪，英国曼彻斯特地区林木葱茏，空气清新，浅色桦尺蛾与环境颜色相近，不易被天敌发现，从而生存下来并繁衍后代，所以大多数桦尺蛾体色为浅色；到了十九世纪，工厂林立，烟雾弥漫，环境被污染，树干和墙壁被熏黑，深色桦尺蛾与环境颜色相近，不易被天敌发现，而浅色桦尺蛾容易被天敌发现和捕食，数量逐渐减少。因此，是环境的变化导致适合环境的深色桦尺蛾数量逐渐增多。桦尺蛾体色的改变不是环境污染直接引起的，浅色的桦尺蛾也不是被烟熏黑变成深色桦尺蛾的，而是本身就存在的变异类型在不同环境下被选择的结果。
2.保护色的形成
【问题探究】动物的保护色是怎样形成的呢？
答案：通过模拟保护色的形成过程实验可知，动物的保护色是自然环境对动物选择的结果。在自然界中，生物个体都有遗传和变异的特性，具有与环境颜色相近的体色这种有利变异的个体，在生存斗争中更容易生存下来，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。经过长期的自然选择，动物的体色就会逐渐与周围环境的色彩十分相似，形成保护色。
3.思维训练（合理质疑）
【问题探究】有研究人员提出了另一种解释长颈鹿长颈形成的原因：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。请查阅资料，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？
答案：这种观点有一定的合理性。在自然界中，雄性长颈鹿的长颈确实可能在配偶争夺战中起到一定的作用，从而增加其留下后代的机会。然而，这并不意味着否定了自然选择学说。自然选择学说强调的是生物在生存斗争中，具有有利变异的个体能够生存下来并繁衍后代，而长颈对于长颈鹿来说，不仅在配偶争夺中可能有优势，更重要的是在获取食物等方面也具有优势。在食物资源有限的情况下，长颈的长颈鹿能够吃到高处的树叶，更容易生存下来。所以，这些争论并没有从根本上否定自然选择学说，而是从不同的角度对生物进化的原因进行了探讨。
4.认识保护色
【问题思考】保护色对动物生存有什么意义？请举例说明生活中还有哪些动物具有保护色。
答案：保护色有利于动物躲避敌害或者捕食猎物。例如，变色龙能根据周围环境的变化改变自己的体色，与环境融为一体，从而躲避天敌的捕食；北极熊的白色皮毛与北极的冰雪环境相似，既有利于它在捕食时不易被猎物发现，也能在遇到危险时更好地隐藏自己。
5.模拟保护色的形成过程实验分析
【问题思考】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？
答案：通常情况下，与背景彩纸颜色相同或相近的颜色的“幸存者”最多。因为在模拟实验中，“捕食者”更容易发现与背景颜色差异大的小彩纸，而与背景颜色相近的小彩纸不易被发现，所以存活下来的数量较多。这就如同在自然界中，具有与环境颜色相近的体色的动物更容易生存下来一样。
【问题思考】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？
答案：一般来说，从第一代到第二代，与背景颜色相近的小彩纸“幸存者”数目会有所增加，而与背景颜色差异大的小彩纸“幸存者”数目会减少。从第一代到第五代，这种差异会更加明显，与背景颜色相近的小彩纸“幸存者”数目会大量增加，而与背景颜色差异大的小彩纸“幸存者”数目会大量减少甚至可能灭绝。这体现了自然选择的过程，具有有利变异（与环境颜色相近）的个体更容易生存和繁衍后代。
【问题思考】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？
答案：到第五代时，可能不是所有颜色都有“幸存者”。模拟结果表明，与背景颜色差异大的小彩纸在“捕食”过程中更容易被“捕食者”发现和“捕食”，数量逐渐减少，最终可能没有幸存者；而与背景颜色相近的小彩纸由于具有保护色，更容易生存下来并繁衍后代，数量会逐渐增多。这与自然界中生物的生存和进化情况相似，不适应环境的个体容易被淘汰，适应环境的个体则能够生存和繁衍。
【问题思考】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？
答案：在这种情况下，雷鸟的白色“冬装”不仅不能帮助它躲避敌害，反而会因为与周围环境颜色差异大，更容易被天敌发现。这启示我们，生物对环境的适应是相对的，而不是绝对的。环境是不断变化的，如果生物不能及时适应环境的变化，就可能面临生存危机。生物的适应性是在长期的自然选择过程中形成的，但当环境发生突然变化时，原有的适应性特征可能不再适应新的环境。
6.自然选择学说
【问题思考】过度繁殖会带来什么问题？
答案：达尔文认为，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。但生物赖以生存的食物和空间都是非常有限的，过度繁殖会使生物需要更多的食物和生活空间，从而加剧生物之间的生存斗争。
【问题思考】在生存斗争中，什么样的个体能够获胜并生存下去呢？
答案：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。例如，在经常刮大风的海岛上，无翅或残翅的昆虫具有与环境相适应的有利变异，在生存斗争中更容易生存下来；而有翅能飞但翅膀不够强大的昆虫则具有不利变异，容易被大风吹到海里淹死，从而被淘汰。
【问题思考】遗传和变异对生物进化有什么重要性？
答案：生物在繁殖过程中，普遍存在着遗传和变异现象。变异分为有利变异和不利变异，有利变异有利于物种的发展和进化。各种有利变异会通过遗传不断地积累和加强，使生物的适应性不断提高。如果没有遗传，有利变异就无法传递给后代，生物就无法进化；如果没有变异，生物就无法产生新的性状，也就无法适应不断变化的环境。因此，遗传和变异是生物进化的基础。
（三）归纳总结
1.生物进化的实例总结
【问题思考】请归纳英国曼彻斯特地区桦尺蛾数量变化和保护色形成模拟实验所体现的生物进化的原因。
答案：这两个实例都体现了生物进化是遗传变异和环境因素共同作用的结果。在英国曼彻斯特地区桦尺蛾数量变化的实例中，桦尺蛾本身存在浅色和深色的变异类型，环境的变化（从林木葱茏到工厂林立、烟雾弥漫）对这些变异类型进行了选择，使得适合环境的深色桦尺蛾数量逐渐增多；在保护色形成模拟实验中，不同颜色的小彩纸代表某动物不同体色的变异类型，彩色底布代表动物的生活环境，“捕食者”的“捕食”过程相当于自然选择，与背景颜色相近的小彩纸（具有有利变异）更容易生存下来，体现了自然环境对动物的选择作用。
2.自然选择学说总结
【问题思考】请概述自然选择学说的主要内容，并说明各内容之间的关系。
答案：自然选择学说的主要内容包括过度繁殖、生存斗争、遗传和变异、适者生存。过度繁殖是进化的前提，生物普遍具有很强的繁殖能力，能够产生大量的后代，这就使得生物之间为了获取有限的食物和空间等资源而进行生存斗争；生存斗争是进化的动力，在生存斗争中，具有有利变异的个体能够生存下来，而具有不利变异的个体则容易被淘汰；遗传和变异是进化的基础，生物在繁殖过程中存在遗传和变异现象，有利变异通过遗传不断积累和加强；适者生存是进化的结果，在生存斗争中，具有有利变异的个体能够生存下来并繁衍后代，而不适应环境的个体则被淘汰。这四个内容相互联系、相互影响，共同推动了生物的进化。
3.生物适应现象总结
【问题思考】请归纳保护色、拟态、警戒色等现象的概念和作用，并说明它们在生物进化中的意义。
答案：保护色是指动物的体色与周围环境的色彩十分相似，它有利于动物躲避敌害或者捕食猎物；拟态是指某些动物的形态、色泽或斑纹等极似他物，借以蒙蔽敌害，保护自身的现象；警戒色是指某些有恶臭和毒刺的动物和昆虫所具有的鲜艳色彩和斑纹，使敌害易于识别，避免自身遭到攻击。这些现象都是生物在长期的进化过程中，为了适应环境而形成的适应性特征。它们有助于生物在生存斗争中更好地生存下来，提高生物的生存能力和繁殖能力，从而推动生物的进化。
一、单选题
1．生物社团准备了黑色和白色大卡纸各一张、黑色和白色小纸片各100张，进行“模拟桦尺蛾体色变化过程”的实验。下列叙述错误的是（ ）
A．黑色和白色大卡纸模拟两种不同的环境
B．黑色和白色小纸片模拟两种体色的桦尺蛾
C．快速选取小纸片模拟桦尺蛾被捕食的过程
D．选出的小纸片放回大卡纸上模拟繁殖的过程
【答案】D
【分析】在模拟桦尺蛾体色变化的实验中，通过设置不同颜色的背景和小纸片来模拟环境与桦尺蛾体色，以此探究环境对生物的选择作用。
【详解】A．黑色和白色大卡纸代表不同颜色的环境，比如被污染的黑色树干环境和未被污染的浅色树干环境，A正确。
B．黑色和白色小纸片分别模拟黑色和白色两种体色的桦尺蛾，用于观察在不同环境下不同体色桦尺蛾的生存情况，B正确。
C．快速选取小纸片模拟的是在不同环境中，鸟类等天敌快速捕食桦尺蛾的过程，因为自然界中天敌捕食是比较迅速的，C正确。
D．实验中“选出的小纸片”是被捕食的个体，需移除以模拟淘汰，而非放回繁殖。繁殖应由未被选中的个体完成，D错误。
故选D。
2．将某地区100多年间（a~c）桦尺蛾体色和数量的调查绘制成图，分析不正确的是（ ）
A．桦尺蛾数量变化是长期自然选择的结果
B．浅色变为深色的可遗传变异类型对生物进化有意义
C．据图分析可知浅色桦尺蛾为了适应环境的变化而发生深色变异
D．桦尺蛾数量变化是在遗传因素和环境因素共同作用下发生的
【答案】C
【分析】达尔文的自然选择学说，是生物进化论的核心内容，自然选择学说的中心论点是：物种是可变的，而且生物具有多样性和适应性，自然选择学说的主要内容是：过度繁殖、生存斗争、遗传和变异、适者生存。
【详解】A．达尔文认为，在生存斗争中，具有有利变异的个体，容易在生存斗争中获胜而生存下去，反之，具有不利变异的个体，则容易在生存斗争中失败而死亡。这就是说，凡是生存下来的生物都是适应环境的，而被淘汰的生物都是对环境不适应的，这就是适者生存。达尔文把在生存斗争中，适者生存、不适者被淘汰的过程叫做自然选择。因此随着当地工业化的进程，在工业污染区，深色桦尺蛾的占比较高，而浅色的桦尺蛾数量逐渐减少，这是自然选择的结果，A正确。
BC．浅色桦尺蛾在繁殖过程中出现了深色的个体，这是遗传物质发生改变引起的变异，属于可遗传变异。生物在繁衍过程中，不断地产生各种有利变异，这对于生物的进化具有重要的意义。变异在前，自然选择在后，不是为了适应环境才从浅色变为深色，而是本来就存在浅色和深色的变异，环境的变化使得深色变为有利变异，留存下来，B正确，C错误。
D．生物进化的内因是遗传变异，外因是环境的变化，随着时间推移，浅色逐渐减少，深色逐渐增多，是在遗传因素和环境因素共同作用下发生的，D正确。
故选C。
3．台湾省某峡谷中有一种浅灰色蝴蝶，数量很多，是当地的一大景观。但自从当地发现了一座煤矿后，人们发现浅灰色的蝴蝶几乎看不见了，而更多的是深黑色的蝴蝶，可能的原因是（　　）
A．浅灰色的蝴蝶变成了深黑色的蝴蝶
B．浅灰色的蝴蝶被深黑色的蝴蝶吃了
C．当地的采煤活动使蝴蝶的生活环境变黑了，从而使浅灰色的蝴蝶不适应环境，深黑色的蝴蝶却成了适应环境的品种而得到生存和繁殖
D．浅灰色的蝴蝶被人采集光了的
【答案】C
【分析】自然选择：自然界中的生物，通过激烈的生存斗争，适应者生存下来，不适应者被淘汰，这就是自然选择。自然选择的主要内容是：过度繁殖、生存斗争、遗传和变异、适者生存。在自然界中，生物普遍具有很强的繁殖能力，能够产生大量的后代，而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。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。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，这就是自然选择。生物通过遗传、变异和自然选择不断进化。
【详解】A．蝴蝶的体色由遗传决定，个体无法主动改变，A错误。
B．蝴蝶之间不存在捕食关系，此说法不符合实际，B错误。
C．环境变黑后，深黑色蝴蝶因保护色更适应环境，生存繁殖机会增加，符合自然选择原理，C正确。
D．题干未提及人类采集行为，此推测缺乏依据，D错误。
故选C。
4．达尔文的自然选择学说认为（　　）
A．生物的变异都是有利的 B．生物的变异是定向的
C．自然选择是定向的 D．生物的进化是定向的
【答案】C
【分析】达尔文的自然选择学说核心观点包括：生物存在可遗传的变异，自然选择通过环境筛选有利变异，导致适应环境的个体生存并繁殖。自然选择的方向由环境决定，是定向的；而生物的进化是自然选择的结果，因此也具有方向性。需结合选项逐一分析。
【详解】A．变异具有随机性，可能有利、不利或中性，自然选择保留有利变异，故A错误。
B．变异本身是不定向的，自然选择使有利变异被保留，但变异方向不受环境直接控制，故B错误。
C．自然选择的方向由环境决定，筛选适应环境的个体，因此是定向的，故C正确。
D．进化是自然选择的结果，自然选择导致适应性进化，因此进化具有方向性。但题目明确限定“达尔文的自然选择学说认为”，而达尔文更强调自然选择过程的定向性，而非直接表述进化的方向性，故D错误。
故选C。
5．枯叶蝶在停息时，它的翅很像一片枯叶，利于躲避天敌的捕食。下列叙述错误的是（ ）
A．枯叶蝶的这一特征体现了它对环境的适应
B．枯叶蝶为了躲避天敌的捕食而产生了这种变异
C．枯叶蝶通过生殖过程将控制性状的基因遗传给后代
D．枯叶蝶这一特征的形成是长期自然选择的结果
【答案】B
【分析】（1）自然选择是指生物在生存斗争中适者生存、不适者被淘汰的过程。
（2）基因控制生物的性状，但有些性状是否表达，还受到环境的影响。
【详解】A．枯叶蝶在停息时，翅膀很像一片枯叶，这种形态特征使得它在环境中不容易被天敌发现，从而有利于其生存，体现了生物对环境的适应，A正确。
B．生物的变异是不定向的，且变异在生物个体发育的任何阶段都有可能发生，并不是因为枯叶蝶为了躲避天敌的捕食才产生了这种变异。而是枯叶蝶群体中本来就存在各种变异，具有类似枯叶形态变异的个体更容易在生存斗争中存活下来，B错误。
C．基因控制生物的性状，枯叶蝶通过生殖过程，将控制其性状（如翅膀像枯叶这一性状）的基因传递给后代，使得后代也可能具有类似的特征，C正确。
D．自然选择是指生物在生存斗争中适者生存、不适者被淘汰的过程。枯叶蝶群体中存在着各种变异，具有适应环境（如翅膀像枯叶）的变异的个体更容易生存和繁殖后代，经过长期的自然选择，这种适应环境的特征就逐渐在种群中积累和保留下来，形成了枯叶蝶这一特征，D正确。
故选B。
6．依据达尔文的自然选择学说判断，以下叙述正确的是（　　）
A．生物产生的变异一定都有利于适应环境
B．枯叶蝶拟态的形成是自然选择的结果
C．抗生素的使用导致细菌产生抗药性的变异
D．长颈鹿经常努力伸长颈去吃高处的树叶，因此颈变得很长
【答案】B
【分析】达尔文的自然选择学说认为，生物通过遗传、变异和自然选择不断进化。变异是随机的，自然选择保留有利变异，淘汰不利变异，导致适应环境的特征逐渐积累。
【详解】A．生物产生的变异是随机的，既有有利的也有不利的，并非全部有利于适应环境，故A错误。
B．枯叶蝶的拟态是长期自然选择的结果，适应环境的个体被保留，故B正确。
C．细菌的抗药性变异是自发产生的，抗生素仅起选择作用而非诱因，故C错误。
D．长颈鹿的长颈是自然选择的结果，而非个体努力所致，故D错误。
故选B。
7．叶 （xiū）模仿叶子非常逼真，是拟态和保护色都十分巧妙的珍稀昆虫，白天它一动不动，只有晚上才敢在森林里爬行。下列相关叙述错误的是（ ）
A．在生长过程中会经历多次蜕皮
B．体表有外骨骼能够防止体内水分蒸发
C．晚上活动不容易被天敌发现有利于生存
D．形似叶子，是长期向该方向变异的结果
【答案】D
【分析】（1）节肢动物的身体许多体节构成的，并且分部，体表有外骨骼，足和触角也分节。
（2）达尔文把在生存斗争中，适者生存、不适者被淘汰的过程叫做自然选择。
【详解】A．叶 是昆虫，身体表面有坚硬的外骨骼，可以起到保护和支持内部的柔软器官，防止体内水分的蒸发，但外骨骼不能随着蝗虫身体的长大而长大，所以在蝗虫的生长发育过程中，有脱掉原来的外骨骼的现象这就是蜕皮，A正确。
B．外骨骼的主要作用是防止水分的散失，还具有保护作用，这是节肢动物适应陆地生活的重要特征，B正确。
C．叶 白天不动（拟态叶子），晚上活动。晚上光线暗，天敌不易发现，确实有利于生存，C正确。
D．变异是随机的，不是定向的。叶 的祖先中可能存在一些个体因随机变异而更像叶子，这些个体因更不易被天敌发现而生存下来，经过长期自然选择，逐渐形成现在的拟态，D错误。
故选D。
8．央视《自然传奇》栏目播出了自然界中动物有奇特的保护色现象，如长颈鹿的花斑纹等。根据达尔文的进化理论分析，下列相关叙述错误的是（ ）
A．动物保护色是由基因和环境共同决定的
B．动物保护色的形成是一种生物进化现象
C．动物为适应环境而产生了保护色等变异
D．动物体色的差异是长期自然选择的结果
【答案】C
【分析】达尔文自然选择学说的主要内容是：过度繁殖、生存斗争、遗传和变异、适者生存。其中，过度繁殖是自然选择的前提，生存斗争是自然选择的手段和动力，遗传变异是自然选择的内因和基础，适者生存是自然选择的结果。
【详解】A．生物的性状由基因控制，同时环境也会对性状产生影响，动物的保护色作为一种性状，确实是由基因和环境共同决定的，A正确。
B．动物保护色的形成，使得动物更好地适应环境，这体现了生物随着环境变化而发生的适应性改变，属于生物进化现象，B正确。
C．根据达尔文的进化理论，生物的变异是不定向的，是先产生了各种变异，然后环境对这些变异进行选择，而不是动物为了适应环境才产生保护色等变异，C错误。
D．在长期的自然选择过程中，具有与环境颜色相近体色的动物更容易生存下来并繁衍后代，经过逐代积累，动物体色就出现了差异，所以动物体色的差异是长期自然选择的结果，D正确。
故选C。
9．部分章鱼和乌贼有变色的能力，这主要是通过改变皮肤中特殊细胞的形状或分布来实现的。变色的主要作用是伪装和通信。它们通过改变颜色和图案，可以更好地融入环境，避免被捕食者发现。按照达尔文的进化论，下列对它们变色能力形成的解释，正确的是（ ）
A．在海洋中发生的变异 B．过度繁殖的结果
C．人为选择的结果 D．自然选择的结果
【答案】D
【分析】达尔文的自然选择学说认为，适应环境的有利变异个体在生存斗争中更易存活并繁衍，从而使得有利性状被保留并积累。章鱼的变色能力作为适应性特征，是长期自然选择的结果。
【详解】A．变异是生物变色能力形成的基础，但变异本身是随机发生的，并非“在海洋中发生的变异”就能直接形成该能力。该选项仅描述了变异的发生环境，未解释变异如何被保留和积累，无法说明变色能力的形成原因，故A不符合题意。
B．过度繁殖是自然选择的前提，但并非变色能力形成的直接原因。过度繁殖不会直接导致生物出现特定适应性特征，故B不符合题意。
C．人为选择是人类根据需求筛选生物特征，而章鱼、乌贼的变色能力是在自然环境中形成的，与人类干预无关，故C不符合题意。
D．达尔文进化论中，自然选择是指适应环境的特征被保留，不适应的被淘汰。具有变色变异的章鱼、乌贼能更好地伪装自己、躲避天敌，存活和繁殖的几率更高，其有利变异会遗传给后代；无变色能力或变色能力弱的个体易被淘汰。经过长期自然选择，变色能力逐渐成为这类生物的普遍特征，故D符合题意。
故选D。
二、实验探究题
10．科学家做过如下实验，将深色桦尺蛾和浅色桦尺蛾分别进行标记，然后放养于不同的地点，一段时间后，将所释放的桦尺蛾尽量收回，统计其数目，结果如表。请结合达尔文的进化理论完成下列问题。
工业污染区 非工业区
深色蛾 浅色蛾 深色蛾 浅色蛾
释放数目 154只 164只 472只 496只
再回收率 58% 25% 6% 42%
(1)桦尺蛾的体色有深色和浅色，这说明生物界普遍存在 现象。
(2)从表中可以看出，在不同环境中生活着的桦尺蛾，保护色是不同的。根据达尔文理论，保护色的形成是 的结果。
(3)由于真菌感染而使这片森林中所有树干的颜色都变成了灰白色。多年以后，此森林中不同颜色的蛾类最可能的变化结果是图中的________（填字母代号）。
A． B．
C． D．
(4)由表可以看出，工业污染区的深色桦尺蛾再回收率高，这是因为在工业污染区深色桦尺蛾不容易被天敌发现而存活下来。存活下来的桦尺蛾通过逐代 ，深色性状得以加强，数量越来越多；反之，浅色的桦尺蛾数量减少。由此说明，桦尺蛾天敌对桦尺蛾起到了 的作用。
【答案】(1)变异
(2)自然选择
(3)D
(4) 遗传（或：积累） 选择（或：定向选择）
【分析】动物外表颜色与周围环境相类似，这种颜色叫保护色。生物具有保护色可以不易被其他动物发现，有利于躲避敌害，有利于掩护自己捕食猎物。
【详解】（1）桦尺蛾有深浅不同的颜色，体现了子代个体之间性状上的差异性，所以说明生物界中普遍存在着变异现象。
（2）动物的体色与周围环境的颜色相似，从而不易被敌害发现，利于其避敌和捕食，这种体色叫做保护色；达尔文认为，在生存斗争中，具有有利变异的个体，容易在生存斗争中获胜而生存下去。反之，具有不利变异的个体，则容易在生存斗争中失败而死亡。这就是说，凡是生存下来的生物都是适应环境的，而被淘汰的生物都是对环境不适应的，这就是适者生存。达尔文把在生存斗争中，适者生存、不适者被淘汰的过程叫做自然选择。因此不同环境中生活着的桦尺蠖，保护色是不同的，根据达尔文的进化思想，保护色的形成是自然选择的结果。
（3）由于真菌感染而使某森林中所有树干的颜色都变成了灰白色。而蛾类的颜色有褐色、灰色、白色的不同。其中灰色、白色与环境树干颜色一致，是适应环境者而生存，而褐色与环境树干颜色不同，是不适者被淘汰。最终活下来的蛾类多是与环境颜色一致的灰色、白色的，而褐色的较少，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
（4）由表可以看出，工业污染区的深色桦尺蛾再回收率高，这是因为在工业污染区深色桦尺蛾不容易被天敌发现而存活下来。存活下来的桦尺蛾通过逐代遗传和积累，深色性状得以加强，数量越来越多；反之，浅色的桦尺蛾数量减少。由此说明，桦尺蛾天敌对桦尺蛾起到了定向选择的作用。
11．生物学习小组想探究保护色的形成过程，并对此作了模拟探究。过程如下：6人一组，准备一张面积为0.8m×0.8m的彩纸，在上面均匀地撒上100张各种颜色的小纸片。其中3个学生从大彩纸上捡起小纸片，不能特意去寻找，注意速度要快，每“猎”一次“猎物”后交给后面的同学记录。另外3个学生记录“猎物”的“体色”、数量和被“猎”的先后顺序，直到大彩纸上只剩下25张小纸片，不再选择为止。剩下的小纸片作为“幸存者”，各组统计“幸存者”中各种颜色的小纸片的数量。假若“幸存者”都产生3个后代，而且体色与“幸存者”相同，就在每一个“幸存者”的下面各放同样颜色的小纸片3张，将“幸存者”都和它们的后代混合，重复上述实验至少4次，每轮记录各种颜色的小纸片数量，得到了下表的数据，请你根据此表回答问题：
第一代 第二代 第三代 第四代 第五代
纸片的颜色 开始数目 幸存者数 开始数目 幸存者数 开始数目 幸存者数 开始数目 幸存者数 开始数目 幸存者数
红 17 2 6 0 0 0 0 0 0 0
黄 17 7 21 12 36 17 51 22 66 25
绿 17 4 12 6 18 3 9 1 3 0
白 17 3 9 3 9 2 6 1 3 0
蓝 16 4 12 1 3 0 0 0 0 0
(1)根据所记录的数据，实验所用的布料颜色可能与 色接近。
(2)实验过程中，0.8m×0.8m的彩纸模拟的是 ，颜色各异的小纸片模拟的是 ，三个学生模拟的是 ，在抓取小纸片时要做到 转身，凭借视觉不假思索地进行。
(3)由实验数据可得出，小纸片的颜色与彩色布的色彩对比反差越 就越容易被发现并选出，反之，越容易保存下来。由此可知抓取过程体现的是自然界中的生物，通过激烈的 ，适者生存下来，不适应者被淘汰，这一优胜劣汰的过程就是 。
【答案】(1)黄
(2) 生物的生活环境 猎物 捕食者 迅速
(3) 大 生存斗争 自然选择
【分析】动物适应栖息环境而具有的与环境色彩相似的体色，叫做保护色。具有保护色的动物不容易被其他动物发现，这对它躲避敌害或捕猎动物都是有利的。达尔文认为，这是动物在长期的生存斗争过程中经过自然选择的结果。自然选择是自然界对生物的选择作用，是适者生存，不适者被淘汰。
【详解】（1）生物适应环境，动物外表颜色与周围环境相类似，这种颜色叫保护色。该探究中，纸片是颜色与背景颜色一致，不易被“捕食者”发现，这样，经过几代选择后，剩余个体的体色就与环境颜色一致了。从表格中可以看出剩下的小纸片的颜色绝大部分是黄色。因此实验所用的布料应该是黄色。
（2）实验过程中，0.8m×0.8m的彩纸模拟的是生物的生活环境，颜色各异的小纸片模拟的是猎物，三个学生模拟的是捕食者，在实验过程中，扮演捕食者的同学，在抓取“猎物”的时候要做到迅速转身凭借视觉不假思索得进行，避免主观因素的影响。
（3）在第一代与第二代之间小纸片的颜色、种类很接近，但数量上与“生活环境”--彩布色彩越相近的小纸片数量就越多。每经过一代，小纸片的颜色种类就可能减少一种或几种。到了第五代，小纸片“幸存者”的颜色种类大大减少，只保留了与彩布颜色相同和相近的几种。因此由实验数据可得出，小纸片的颜色与彩色布的色彩对比反差越大的，“就越容易被发现并选出。反之，越容易保存下来”。抓取过程体现的是自然界中的生物，通过激烈的生存斗争，适者生存下来，不适应者背淘汰，这一优胜劣汰的过程就是自然选择。
易错类型 常见错误表述 正确知识点
一、概念混淆（自然选择 vs 人工选择） 1. 自然选择和人工选择没有区别 2. 人工选择的目的是让生物适应自然环境 3. 自然选择是 “人为干预” 的结果 1. 核心区别：自然选择的选择者是 “自然环境”，人工选择的选择者是 “人类” 2. 人工选择的目的是满足人类需求（如高产奶牛、宠物狗品种），而非适应自然环境 3. 自然选择是自然环境对生物的定向选择，无人工干预；人工选择有明确的人类目的性
二、变异与进化的关系误解 1. 生物为了适应环境而 “主动产生变异” 2. 变异是定向的，能朝着适应环境的方向发生 3. 只有有利变异才能遗传给后代 1. 变异是随机、不定向的，生物不能主动控制变异的产生（如长颈鹿不会 “主动” 长出长脖子） 2. 变异无固定方向，既有有利变异，也有不利变异、中性变异 3. 只要是遗传物质改变引起的变异（无论有利 / 不利），都可能遗传给后代；有利变异更易在自然选择中保留
三、自然选择原理理解错误 1. 自然选择是 “适者生存，不适者立刻灭绝” 2. 自然选择的结果是 “产生新物种” 3. 长颈鹿的长脖子是 “经常伸长脖子吃高处树叶” 练出来的（用进废退） 1. 自然选择是 “适者更易生存繁殖，不适者逐渐被淘汰”，过程缓慢（并非立刻灭绝） 2. 自然选择的直接结果是 “生物适应环境”，新物种的形成需要长期自然选择 + 隔离等条件 3. 长颈鹿的长脖子是自然选择的结果：原始长颈鹿存在颈长变异，颈长的个体更易获取食物存活繁殖，逐代积累形成长脖子（否定 “用进废退”）
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6.3.3 生物进化的原因（导学案）
1.通过观察图片及举例，分析生物进化的原因，理解英国曼彻斯特地区桦尺蛾数量变化的原因。
2.概述自然选择学说的主要内容（过度繁殖、生存斗争、遗传和变异、适者生存），形成生物进化的基本观点。
3.解释保护色、拟态、警戒色等现象，并理解其在生物进化中的意义。
【学习重点】
1.通过观察图片及举例分析生物进化的原因。
2.概述自然选择学说，形成生物进化的基本观点。
【学习难点】
通过分析英国曼彻斯特地区桦尺蛾的数量变化，提高分析问题的能力。
1.分析生物进化的实例：
外因－－环境的变化
1）生物进化的原因
内因－－遗传和变异
2）生物只有适应不断变化的环境才能生存和繁衍。
2.保护色：动物与周围环境相近的体色，称为保护色。具有保护色的动物不易被其他动物发现，对躲避敌害或捕食猎物十分有利，保护色的形成是自然选择的结果
3.达尔文的自然选择学说：
1）过度繁殖（前提）：生物普遍具有很强的繁殖能力；
2）生存斗争（动力）：生物赖以生存的食物和空间有限，每种生物都必须为生存而斗争
3）遗传和变异（基础）：遗传保持了物种的稳定性和连续性，变异使物种发展进化。
4）适者生存（结果）：在生存斗争中，具有有利变异的个体，容易在生存斗争中获胜而生存下来，并将这些变异遗传给下一代。
4.自然选择：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，这就是自然选择，生物通过遗传、变异和自然选择，不断进化。
（一）新课导入
【问题探究】在某个经常刮大风的海岛上，为什么无翅或残翅的昆虫特别多呢？
答案：
（二）新知探究
1.桦尺蛾进化实例分析
【问题探究】什么原因让桦尺蛾在 100 年内体色由浅色居多变为深色居多？桦尺蛾体色的改变是环境污染直接引起的吗？浅色的桦尺蛾是被烟熏黑变成深色桦尺蛾的吗？
答案：
2.保护色的形成
【问题探究】动物的保护色是怎样形成的呢？
答案：
3.思维训练（合理质疑）
【问题探究】有研究人员提出了另一种解释长颈鹿长颈形成的原因：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。请查阅资料，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？
答案：
4.认识保护色
【问题思考】保护色对动物生存有什么意义？请举例说明生活中还有哪些动物具有保护色。
答案：
5.模拟保护色的形成过程实验分析
【问题思考】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？
答案：
【问题思考】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？
答案：
【问题思考】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？
答案：
【问题思考】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？
答案：
6.自然选择学说
【问题思考】过度繁殖会带来什么问题？
答案：
【问题思考】在生存斗争中，什么样的个体能够获胜并生存下去呢？
答案：
【问题思考】遗传和变异对生物进化有什么重要性？
答案：
（三）归纳总结
1.生物进化的实例总结
【问题思考】请归纳英国曼彻斯特地区桦尺蛾数量变化和保护色形成模拟实验所体现的生物进化的原因。
答案：
2.自然选择学说总结
【问题思考】请概述自然选择学说的主要内容，并说明各内容之间的关系。
答案：
3.生物适应现象总结
【问题思考】请归纳保护色、拟态、警戒色等现象的概念和作用，并说明它们在生物进化中的意义。
答案：
一、单选题
1．生物社团准备了黑色和白色大卡纸各一张、黑色和白色小纸片各100张，进行“模拟桦尺蛾体色变化过程”的实验。下列叙述错误的是（ ）
A．黑色和白色大卡纸模拟两种不同的环境
B．黑色和白色小纸片模拟两种体色的桦尺蛾
C．快速选取小纸片模拟桦尺蛾被捕食的过程
D．选出的小纸片放回大卡纸上模拟繁殖的过程
2．将某地区100多年间（a~c）桦尺蛾体色和数量的调查绘制成图，分析不正确的是（ ）
A．桦尺蛾数量变化是长期自然选择的结果
B．浅色变为深色的可遗传变异类型对生物进化有意义
C．据图分析可知浅色桦尺蛾为了适应环境的变化而发生深色变异
D．桦尺蛾数量变化是在遗传因素和环境因素共同作用下发生的
3．台湾省某峡谷中有一种浅灰色蝴蝶，数量很多，是当地的一大景观。但自从当地发现了一座煤矿后，人们发现浅灰色的蝴蝶几乎看不见了，而更多的是深黑色的蝴蝶，可能的原因是（　　）
A．浅灰色的蝴蝶变成了深黑色的蝴蝶
B．浅灰色的蝴蝶被深黑色的蝴蝶吃了
C．当地的采煤活动使蝴蝶的生活环境变黑了，从而使浅灰色的蝴蝶不适应环境，深黑色的蝴蝶却成了适应环境的品种而得到生存和繁殖
D．浅灰色的蝴蝶被人采集光了的
4．达尔文的自然选择学说认为（　　）
A．生物的变异都是有利的 B．生物的变异是定向的
C．自然选择是定向的 D．生物的进化是定向的
5．枯叶蝶在停息时，它的翅很像一片枯叶，利于躲避天敌的捕食。下列叙述错误的是（ ）
A．枯叶蝶的这一特征体现了它对环境的适应
B．枯叶蝶为了躲避天敌的捕食而产生了这种变异
C．枯叶蝶通过生殖过程将控制性状的基因遗传给后代
D．枯叶蝶这一特征的形成是长期自然选择的结果
6．依据达尔文的自然选择学说判断，以下叙述正确的是（　　）
A．生物产生的变异一定都有利于适应环境
B．枯叶蝶拟态的形成是自然选择的结果
C．抗生素的使用导致细菌产生抗药性的变异
D．长颈鹿经常努力伸长颈去吃高处的树叶，因此颈变得很长
7．叶 （xiū）模仿叶子非常逼真，是拟态和保护色都十分巧妙的珍稀昆虫，白天它一动不动，只有晚上才敢在森林里爬行。下列相关叙述错误的是（ ）
A．在生长过程中会经历多次蜕皮
B．体表有外骨骼能够防止体内水分蒸发
C．晚上活动不容易被天敌发现有利于生存
D．形似叶子，是长期向该方向变异的结果
8．央视《自然传奇》栏目播出了自然界中动物有奇特的保护色现象，如长颈鹿的花斑纹等。根据达尔文的进化理论分析，下列相关叙述错误的是（ ）
A．动物保护色是由基因和环境共同决定的
B．动物保护色的形成是一种生物进化现象
C．动物为适应环境而产生了保护色等变异
D．动物体色的差异是长期自然选择的结果
9．部分章鱼和乌贼有变色的能力，这主要是通过改变皮肤中特殊细胞的形状或分布来实现的。变色的主要作用是伪装和通信。它们通过改变颜色和图案，可以更好地融入环境，避免被捕食者发现。按照达尔文的进化论，下列对它们变色能力形成的解释，正确的是（ ）
A．在海洋中发生的变异 B．过度繁殖的结果
C．人为选择的结果 D．自然选择的结果
二、实验探究题
10．科学家做过如下实验，将深色桦尺蛾和浅色桦尺蛾分别进行标记，然后放养于不同的地点，一段时间后，将所释放的桦尺蛾尽量收回，统计其数目，结果如表。请结合达尔文的进化理论完成下列问题。
工业污染区 非工业区
深色蛾 浅色蛾 深色蛾 浅色蛾
释放数目 154只 164只 472只 496只
再回收率 58% 25% 6% 42%
(1)桦尺蛾的体色有深色和浅色，这说明生物界普遍存在 现象。
(2)从表中可以看出，在不同环境中生活着的桦尺蛾，保护色是不同的。根据达尔文理论，保护色的形成是 的结果。
(3)由于真菌感染而使这片森林中所有树干的颜色都变成了灰白色。多年以后，此森林中不同颜色的蛾类最可能的变化结果是图中的________（填字母代号）。
A． B．
C． D．
(4)由表可以看出，工业污染区的深色桦尺蛾再回收率高，这是因为在工业污染区深色桦尺蛾不容易被天敌发现而存活下来。存活下来的桦尺蛾通过逐代 ，深色性状得以加强，数量越来越多；反之，浅色的桦尺蛾数量减少。由此说明，桦尺蛾天敌对桦尺蛾起到了 的作用。
11．生物学习小组想探究保护色的形成过程，并对此作了模拟探究。过程如下：6人一组，准备一张面积为0.8m×0.8m的彩纸，在上面均匀地撒上100张各种颜色的小纸片。其中3个学生从大彩纸上捡起小纸片，不能特意去寻找，注意速度要快，每“猎”一次“猎物”后交给后面的同学记录。另外3个学生记录“猎物”的“体色”、数量和被“猎”的先后顺序，直到大彩纸上只剩下25张小纸片，不再选择为止。剩下的小纸片作为“幸存者”，各组统计“幸存者”中各种颜色的小纸片的数量。假若“幸存者”都产生3个后代，而且体色与“幸存者”相同，就在每一个“幸存者”的下面各放同样颜色的小纸片3张，将“幸存者”都和它们的后代混合，重复上述实验至少4次，每轮记录各种颜色的小纸片数量，得到了下表的数据，请你根据此表回答问题：
第一代 第二代 第三代 第四代 第五代
纸片的颜色 开始数目 幸存者数 开始数目 幸存者数 开始数目 幸存者数 开始数目 幸存者数 开始数目 幸存者数
红 17 2 6 0 0 0 0 0 0 0
黄 17 7 21 12 36 17 51 22 66 25
绿 17 4 12 6 18 3 9 1 3 0
白 17 3 9 3 9 2 6 1 3 0
蓝 16 4 12 1 3 0 0 0 0 0
(1)根据所记录的数据，实验所用的布料颜色可能与 色接近。
(2)实验过程中，0.8m×0.8m的彩纸模拟的是 ，颜色各异的小纸片模拟的是 ，三个学生模拟的是 ，在抓取小纸片时要做到 转身，凭借视觉不假思索地进行。
(3)由实验数据可得出，小纸片的颜色与彩色布的色彩对比反差越 就越容易被发现并选出，反之，越容易保存下来。由此可知抓取过程体现的是自然界中的生物，通过激烈的 ，适者生存下来，不适应者被淘汰，这一优胜劣汰的过程就是 。
易错类型 常见错误表述 正确知识点
一、概念混淆（自然选择 vs 人工选择） 1. 自然选择和人工选择没有区别 2. 人工选择的目的是让生物适应自然环境 3. 自然选择是 “人为干预” 的结果 1. 核心区别：自然选择的选择者是 “自然环境”，人工选择的选择者是 “人类” 2. 人工选择的目的是满足人类需求（如高产奶牛、宠物狗品种），而非适应自然环境 3. 自然选择是自然环境对生物的定向选择，无人工干预；人工选择有明确的人类目的性
二、变异与进化的关系误解 1. 生物为了适应环境而 “主动产生变异” 2. 变异是定向的，能朝着适应环境的方向发生 3. 只有有利变异才能遗传给后代 1. 变异是随机、不定向的，生物不能主动控制变异的产生（如长颈鹿不会 “主动” 长出长脖子） 2. 变异无固定方向，既有有利变异，也有不利变异、中性变异 3. 只要是遗传物质改变引起的变异（无论有利 / 不利），都可能遗传给后代；有利变异更易在自然选择中保留
三、自然选择原理理解错误 1. 自然选择是 “适者生存，不适者立刻灭绝” 2. 自然选择的结果是 “产生新物种” 3. 长颈鹿的长脖子是 “经常伸长脖子吃高处树叶” 练出来的（用进废退） 1. 自然选择是 “适者更易生存繁殖，不适者逐渐被淘汰”，过程缓慢（并非立刻灭绝） 2. 自然选择的直接结果是 “生物适应环境”，新物种的形成需要长期自然选择 + 隔离等条件 3. 长颈鹿的长脖子是自然选择的结果：原始长颈鹿存在颈长变异，颈长的个体更易获取食物存活繁殖，逐代积累形成长脖子（否定 “用进废退”）
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