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生物进化的
原因
第三节
第七单元 第三章 生命起源和生物进化
学习目标
01
分析曼彻斯特地区桦尺蛾体色变化的原因，说出保护色对生物的保护作用(重点)。
02
尝试探究模拟保护色的形成过程，说出动物保护色的形成是生物进化的结果(难点)。
03
概述自然选择学说的主要内容，认同生物进化的观点(重点)。
04
尝试利用自然选择学说解释生物的进化(重点)。
在某个经常刮大风的海岛上，有许多无翅和残翅的昆虫。请分析，在这个海岛上，为什么无翅或残翅的昆虫特别多？
想一想，议一议
这是自然选择的结果。因为这个海岛上经常刮大风，那些有翅能飞但翅不够发达的昆虫，常常被大风吹到海里，所以生存和繁殖后代的机会较少。而无翅或残翅的昆虫，因为不能飞，就不容易被风吹到海里，生存和繁殖后代的机会就多。经过一段时间的自然选择，岛上无翅或残翅的昆虫就特别多。
污染后，浅色为变异类型。
桦尺蛾体色变化
未污染时，深色为变异类型。
1.曼彻斯特地区桦尺蛾体色变化现象的分析
时间 1850年 1950年
地点 英国曼彻斯特地区 环境
现象
分析原因
结论 林木葱茏，空气清新
烟雾弥漫，树皮被熏成黑褐色
浅色的桦尺蛾占多数，深色的桦尺蛾占少数。
深色的桦尺蛾占多数，浅色的桦尺蛾占少数。
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。
树干黑褐色，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，容易生存下来，数量较多。
桦尺蛾体色的变化是对生活环境的适应
(1)桦尺蛾体色变化现象
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。
①实验现象
②实验结论
数量相等的深色和浅色桦尺蛾同时放到黑的树干上，观察。
鸟飞过后，深色桦尺蛾逃过了灾难。
(2)桦尺蛾体色变化的实验探究
不易被其他动物发现，这对它们躲避敌害或捕食猎物是十分有利的。
(1)概念
(2)举例
(3)意义
动物与周围环境色彩相似的体色。
2.保护色
动物保护色的形成是自然环境长期对动物进行选择的结果。
(1)提出问题
(2)作出假设
动物的保护色是怎样形成的？
(3)制订计划
见教材64页
3.模拟保护色的形成过程
注意：在开展模拟活动时，全组同学要严肃认真，相互配合，统一听从组长的指挥，要有条不紊，忙而不乱。
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。小纸片中的一种颜色要与彩色纸(或布)的颜色一致。
实验时一定要把自己想象成“捕食者”，在选择彩色小纸片时，不要事先观察小纸片的位置，一定不要特意寻找某一种颜色的小纸片。
要及时、如实记录小纸片的数量，并进行分析。
活动结束后，要对获得的数据进行统计和分析。
纸片的颜色 第一代 第二代 第三代 第四代 第五代 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
以红色布料为背景做的探究实验的结果(供参考)
(4)实施计划
第二代“幸存者”的颜色开始有了分化，有些颜色的“幸存者”的数量明显多于其他颜色的“幸存者”的数量，有些颜色甚至已经没有“幸存者”。到第五代时，可能仅剩下一种颜色的“幸存者”。
讨论1：在第一代和第五代中，分别是哪种颜色的“幸存者”最多？这与彩纸的颜色有什么关系？
讨论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？
和彩纸的颜色最接近的“幸存者”最多。小纸片的颜色与彩纸对比反差越大，越容易被发现并选出；小纸片的颜色与彩纸对比反差越小，越容易留存下来。
讨论3：比较第一代和第五代的“幸存者”，是否所有颜色都有“幸存者”？为什么？
和环境颜色差异最大者几乎没有“幸存者”，因为这种颜色最容易被发现。
合作探究
1.通过“模拟保护色的形成过程”的实验，你能推测保护色的形成过程吗？从中你能简单分析生物进化的原因吗？
动物都生活在一定的环境中，有些动物的体色与环境颜色接近，而有些动物的体色与环境颜色存在差异。当遇到捕食者时，体色与环境颜色差异较大者容易被发现，首先被捕食；体色与环境颜色接近者不容易被发现，存活的机会大，可以繁殖后代。经过捕食者多代的选择后，只剩下体色与环境颜色接近者，这种体色就是保护色。由此可以看出，生物进化就是保留适应者、淘汰不适应者的过程。
合作·探究
“幸存者”的颜色越来越与彩色纸的颜色(即环境颜色)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。
生物只有适应不断变化的环境，才能生存和发展
生物的遗传和变异
环境的变化
保护色形成的原因
内因
外因
(5)分析结果，得出结论
(6)表达和交流
某些生物可以模拟其他生物或非生物的形态，与其他生物或非生物相似的状态。
①拟态
拓展
某些有恶臭或毒刺的动物所具有的鲜艳色彩和斑纹。可以使敌害易于识别，避免自身遭到攻击。
拓展
②警戒色
达尔文是生物进化论的奠基者
1859年
1809.2.12～1882.4.19
1.自然选择学说的提出
2.自然选择学说的主要内容
(1)过度繁殖——进化的原因(前提)
自然界中的绝大多数生物都有过度繁殖的倾向，也就是说生物能够产生大量的后代。
生物繁殖的个体很多，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。
①原因
②类型
包括同种生物个体和不同种生物个体间的斗争以及生物与自然环境间的斗争。
③结果
生物个体大量死亡甚至绝灭，只有少数生物个体生存下来。
(2)生存斗争——进化的动力
白化动物
(3)遗传和变异——进化的基础(内因)
生物在繁殖过程中，普遍存在着遗传和变异现象。有些变异是可遗传的，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。
(4)适者生存——进化的结果
与环境相适应的个体生存下来，不适应环境的个体被大自然淘汰。
合作探究
2.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？
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
①
②
③
④
长颈鹿的进化过程图解
性状差异显著
长颈鹿祖先
变异个体
适者生存
颈长变异种群
现代长颈鹿
适应性
过度繁殖
生存斗争
遗传
3.长颈鹿的进化过程
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。
(1)概念
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)意义
是一个长期的、缓慢的、连续的过程。
自然选择不断选择出生物的有利变异以适应不断变化的环境。
①自然选择促使新物种和生物多样性的形成
②自然选择促使生物不断进化
通过一代代的生存环境的选择作用，物种变异向着一个方向积累。
4.自然选择
物种是可变的，而且生物具有多样性和适应性。
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。
(3)自然选择的过程
人工选择
信鸽
观赏鸽
肉食鸽
岩鸽
归巢性强、飞翔持久
羽色悦目、体态新奇
营养丰富、繁殖力强
拓展
①定义
根据人们的需要和爱好，利用自然发生或人工诱发的变异，进行定向选择和创造培育生物新品种的过程。
②人工选择和自然选择的比较
选择方式 人工选择 自然选择
选择过程
选择因素
选择结果
选择速度
共同点 通过人类的不断选择而形成生物新品种的过程
在生存斗争中，适应者生存、不适应者被淘汰的过程
人类的需要和爱好
不同的自然环境
满足人类的各种需要，对人类有利
对物种自身有利，对人类不一定有利
较慢
较快
①对变异的选择
②能创造生物的新类型
拓展
合作探究
3.用自然选择学说解释害虫群体的抗药性逐渐增强的原因。
变异是不定向的，害虫在进化过程中产生了抗药性变异，药物对这种变异进行了定向选择，没有抗药性的个体会被淘汰，有抗药性的个体得以生存，并逐代积累。所以，害虫群体的抗药性会逐渐增强，这是自然选择的结果。
合作·探究
课堂小结
生物进化
的原因
分析生物进化一个实例
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
1．18世纪的英国曼彻斯特地区，林木葱茏，空气清新。1850年，来这里考察的生物学家发现当地森林中生活着大量浅色的桦尺蛾。100年以后，曼彻斯特变成了一个工业城市，在工业污染地区，深色的桦尺蛾变成了常见类型，而浅色的桦尺蛾却成了少数，原因是(　　)
A．人工选择 B．自然选择
C．食物改变 D．定向变异
B
D
2．依据达尔文的生物进化学说，判断下列叙述正确的是(　　)
A．啄木鸟的长舌是因取食树缝内的昆虫，反复不断伸长的结果
B．抗生素的使用导致细菌出现抗药性
C．蛇的四肢由于长期不用而退化，因而获得匍匐的习性
D．猛禽具有锐利的喙和尖锐的爪，这是长期自然选择的结果
A
3．下列是某同学对达尔文进化论的解释，其中错误的一项是(　　)
A．生物的变异是不定向的，生物进化的方向也是不定向的
B．在自然界中，生物个体都有遗传和变异的特性
C．只有发生有利变异的个体才能在生存斗争中生存下来
D．变异的存在为自然选择提供了丰富的素材
D
4．在“模拟保护色的形成过程”活动中，将红、黄、蓝、绿四种颜色的小纸片各100张撒在蓝色的布上，小组同学每次随机拣拾一张小纸片，一段时间后停止，统计布上剩余各色小纸片的数目。下列叙述错误的是(　　)
A．在这个模拟实验中，某种颜色的布相当于生物的“生活环境”，同学模拟的是“捕食者”，小纸片是“猎物”
B．经过“捕食者”几次捕食后，剩下的小纸片的颜色大部分是蓝色的
C．体色与周围环境色彩相似的动物不易被发现，对躲避敌害或捕食猎物十分有利
D．如果背景换成红色布，那么经过“捕食者”几次捕食后，剩下的各色小纸片数会基本相同
B
5．达尔文在加拉帕戈斯群岛上观察到不同种类的地雀，部分雀喙的形状与它们的食性如表所示。下列说法错误的是(　　)
A.三种喙不同的地雀都是由共同的祖先进化而来的
B．b雀喙的形状在以坚果和种子为食物的环境中属于有利变异
C．以昆虫为食的地雀，喙长而细有利于啄开树皮捕食昆虫
D．三种雀喙的形状的形成是环境长期自然选择的结果
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