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6.2 自然选择与适应性的形成
新教材 人教版 必修二
1.枯叶蝶的翅很像一片枯叶，这有什么适应意义？
2.从进化的角度，怎样解释这种适应的形成？
3.同一环境中不乏翅色鲜艳的蝴蝶，这与你刚才作的解释有矛盾吗？如果有，又怎样解释？
这是拟态现象，使枯叶蝶不易被天敌发现。
枯叶蝶的祖先种群中出现翅似枯叶的变异个体后，由于这种变异是可遗传的有利变异，这种变异的个体生存和留下后代的机会多，久而久之，使这类蝴蝶具有翅似枯叶的适应性特征。
这与对枯叶蝶适应性的解释看似矛盾，其实，翅色鲜艳的蝴蝶可能具有其他防御敌害的适应性特征。如翅上有类似猛禽眼睛的眼斑等。
右图为同一环境中的两种蝴蝶。
讨论：
问题探讨
枯叶蝶和翅色艳丽的蝴蝶
适应是普遍存在的
事例1:保护色
水母等水生生物的躯体近乎透明
能巧妙地隐身于水域中
一.自然选择与适应的形成
1.适应的普遍性和相对性
斑马身体上黑白条纹在阳光或月光的照射下,吸收和反射的光线各不相同,
这样可以使身体轮廓变得模糊起来,远远望去,很难将它同周围环境分辨开来。
北极狐白色的皮毛
适于隐藏在冰天雪地中
毒蛾的幼虫多具有鲜艳的色彩和斑纹，误食这种幼虫的小鸟常被毒毛损伤口腔粘膜，以后这种易于识别的色彩和斑纹就成为小鸟的警戒色
事例2:警戒色
一.自然选择与适应的形成
1.适应的普遍性和相对性
火焰箭毒蛙的警戒色
伞形毒菌
一些无毒的假珊瑚蛇也具有与剧毒的真珊瑚蛇相似的红、黑、黄相间的横纹
事例3:拟态
一.自然选择与适应的形成
1.适应的普遍性和相对性
竹节虫，因身体修长而得名，多数竹节虫的体色呈深褐色，少数为绿色或暗绿色。
体色会受环境影响：高温、低温、暗光可使体色变深，相反，则体色可变浅。白天与黑夜体色不同，成为节奏性体色变化。
事例4:巢寄生
鸟类大杜鹃属于孵卵寄生动物，又称巢寄生，这种鸟类不自己营巢和孵卵，而是将卵产于芦苇莺、大苇莺、麻雀、灰喜鹊、伯劳、棕头鸦雀、北红尾鸲、棕扇尾莺等各类雀形目鸟类巢中。
杜鹃的卵精确模拟寄主鸟类的卵，可大大增加寄生的成功率。
如右图：被大杜鹃寄生的东方大苇莺巢，红色箭头标记为杜鹃卵。
一.自然选择与适应的形成
1.适应的普遍性和相对性
事例5:器官的变形
仙人掌
叶→刺
减少水分蒸发
防止动物伤害
茎→肥大，含有叶绿体
储藏水分，
进行光合作用
适应沙漠环境
一.自然选择与适应的形成
1.适应的普遍性和相对性
事例6:小肠结构与其功能相适应
小肠结构特点
消化食物
适于
总之：
生物体的一切形态结构与其相应的功能相适应；生物体的各种功能与其生存环境相适应。
即适应具有普遍性。
一.自然选择与适应的形成
1.适应的普遍性和相对性
人的小肠
小肠内壁
生物与环境相适应
（1）适应的含义
结构与功能相适应
形态结构 → 功能 → 生存和繁殖
在一定的环境中生存和繁殖
形态结构 完成一定的功能
适合于
形态结构及其功能
适应
适合于
一.自然选择与适应的形成
1.适应的普遍性和相对性
一.自然选择与适应的形成
1.适应的普遍性和相对性
（2）适应的特点：
例如：拟态、警戒色、保护色等均属于适应。
①普遍性：适应在自然界中是普遍存在的。
思考·讨论：分析适应的相对性
枯叶蝶和翅色艳丽的蝴蝶
讨论1.查查枯叶蝶的天敌有哪些。枯叶蝶能完全免于天敌的捕食吗
天敌有捕食性鸟类、步甲、土蜂、胡蜂、青蛙等。枯叶蝶不能完全免于天敌的捕食
1.适应的普遍性和相对性
一.自然选择与适应的形成
思考·讨论：分析适应的相对性
思考·讨论：分析适应的相对性
讨论2.雷鸟在冬季来临前将羽毛换成白色的，这有利于在白雪皑皑的环境中保护自己。这种适应现象有没有局限性
雷鸟是寒带地区特有的鸟类。羽毛颜色因季节而异，而与环境一致︰冬季羽毛白色，与雪地相一致；春夏则为有横斑的灰或褐色，以配合冻原地区的植被颜色。
雷鸟在冬季来临之前将羽毛换成白色，有利于在白雪皑皑的环境中保护自己。这种适应现象有没有局限性？
雷鸟(春夏)
雷鸟(冬)
有局限性。
例如，如果降雪延迟，已经换成一身白色羽毛的雷鸟反而容易被天敌发现。
一.自然选择与适应的形成
1.适应的普遍性和相对性
（2）适应的特点：
例如：拟态、警戒色、保护色等均属于适应。
①普遍性：适应在自然界中是普遍存在的。
②相对性：环境条件多变，在此环境下的适应，不一定在彼环境下
能适应。
适应性特征来自遗传，即来源于可遗传的有利变异的逐代积累，是对之前的环境适应的结果。由于环境总是处于不断变化之中，遗传的稳定性与环境之间不断变化之间的矛盾是适应相对性的根本原因。
适应相对性的原因：
一.自然选择与适应的形成
2.适应是自然选择的结果
神创论：所有的物种都是上帝创造的
物种不变论：各种生物都是自古以来就如此，既没有物种的绝灭，也没有新的物种产生。不同物种之间没有亲缘关系!
拉马克，彻底否定了物种不变论，提出，提出当今所有的生物都是由更古老的生物进化来的，各种生物的适应特征并不是自古以来就如此的，而是在进化过程中逐渐形成的。拉马克是历史上第一个提出比较完整的进化学说的是法国博物学家，是进化论的倡导者和先驱。
问题：各种生物的适应性特征是如何形成的呢？
①拉马克的进化学说主要内容
A.当今所有的生物都是由更古老的生物进化来的。
B.生物的适应特征性特征是在进化过程中逐渐形成的。
C.适应的形成是由于用进废退和获得性遗传（拉马克进化学说的核心）。
D.因用进废退而获得的性状是可以遗传给后代的。
（1）拉马克的进化学说
一.自然选择与适应的形成
2.适应是自然选择的结果
用进废退：
器官使用越多越发达，不使用就退化。
食蚁兽的舌头之所以细长，是长期舔食蚂蚁的结果。
获得性遗传：
由于环境引起或由于用进废退引起的变化，都是可以遗传的。
鼹鼠长期生活在地下，视觉派不上用场，眼睛就萎缩退化。
鼹鼠——黑暗中的挖掘者
一.自然选择与适应的形成
2.适应是自然选择的结果
长颈鹿以树叶为食，草地退化（ ）后，要吃树叶，于是使劲将颈伸长（ ），这样颈越伸越长（ ），并且这一性状能遗传给后代（ ）。长此以往，终于形成了现在的长颈鹿。
项目 拉马克进化学说
进化原因
变异方向
适应性
进化方向
外界环境的影响
环境和动物的意愿（器官使用情况）可导致定向变异。
定向的变异都是适应环境的。
生物自身决定的。
运用拉马克的进化学说解释长颈鹿的长颈。
思考1：
环境改变
主观意愿
用进
获得性遗传
一.自然选择与适应的形成
2.适应是自然选择的结果
事实1：
环境是多变的
事实2：
动物能主动决定使用或不用某种器官
推论1：
器官越用越发达（用进）或不用逐渐退化（废退）
事实3：性状可遗传给后代（获得性遗传）
推论2：获得性性状逐渐积累最终产生生物新类型。
现象：食蚁兽的舌头又细又长 鼹鼠的眼睛萎缩
②拉马克进化学说的解释模型
（1）拉马克的进化学说
一.自然选择与适应的形成
2.适应是自然选择的结果
④历史进步意义
A.彻底否定了神创论和物种不变论。
B.历史上第一个提出比较完整的进化学说
A.拉马克对适应形成的解释是肤浅的,缺少科学证据的支持，大多来自主
观臆测。
B.过于强调环境的变化直接导致物种的改变，具有局限性。
③拉马克进化学说的不足
你能举例反驳用进废退和获得性遗传观点吗？
用眼过度视力会加强吗？
健美运动员的后代一定有健硕的身体吗？
（1）拉马克的进化学说
一.自然选择与适应的形成
2.适应是自然选择的结果
达尔文（1809-1882）是英国的博物学家，他曾随英国海军勘探船“贝格尔号”，做了历时五年（1831-1836）的环球航行考察，在动植物和地质等方面进行了广泛的观察，并采集了大量的生物标本和矿物标本，经过深入研究，形成了生物进化的观点。终于在1859年出版了震动当时学术界的巨著《物种起源》。
（2）达尔文的自然选择学说
一.自然选择与适应的形成
2.适应是自然选择的结果
（2）达尔文的自然选择学说
一.自然选择与适应的形成
2.适应是自然选择的结果
①主要内容：
A.过度繁殖：
生物具有很强的繁殖能力，产生很多后代。（即，后代数目超过环境所能承受的能力。）
荚迷
鱼群
例如：鲫鱼，每条鲫鱼一年所产的卵中，大约有3000个可以受精并孵化成小鱼。一年后小鲫鱼成熟，再产生下一代。按照这个数目计算，经过三年，一对鲫鱼繁殖的后代数目可达67.5亿条。 　　
事实上,自然界里其他一些生物的繁殖能力远远超过鲫鱼。因此,若按理论上计算,即使繁殖最慢的生物,也会在不太长的时间内产生大量的后代而占满地球。
（2）达尔文的自然选择学说
一.自然选择与适应的形成
2.适应是自然选择的结果
B.生存斗争：
生物一方面过度繁殖，使数目剧增，另一方面，生存条件（食物、空间等）是有限的。因此，任何生物都要为争夺生存条件而发生斗争。斗争不仅有生物个体（同种或异种）之间的相互斗争，还包括生物与无机环境（如干旱、寒冷）之间的斗争。
　　生物大量死亡，少量存活。对生物个体往往有害，但对生物物种是有利的。
（2）达尔文的自然选择学说
一.自然选择与适应的形成
2.适应是自然选择的结果
C.遗传和变异：
　生物的变异有的比亲代更适应环境，有的却不适应环境。
有利变异可以遗传给下一代
生物产生的后代会发生变异，产生各种不同于亲代的性状。
变异是不定向的
（2）达尔文的自然选择学说
一.自然选择与适应的形成
2.适应是自然选择的结果
经过生存斗争，凡是生存下来的生物个体都是对环境适应的，而被淘汰的生物都是对环境不适应的。
D.适者生存：
每一种生物之所以能够在一定的环境中生存下来，是因为它们的形态结构和生理功能是与环境相适应的,即适者生存。
在生存斗争中，适者生存，不适者被淘汰的过程，就是自然选择。
（2）达尔文的自然选择学说
一.自然选择与适应的形成
2.适应是自然选择的结果
推论1：
个体间存在着生存斗争
事实4：
个体间普遍存在差异(变异)
事实5：
许多变异是可能遗传的
推论2：
具有有利变异的个体，生存并留下后代的机会多
事实3：
资源是有限的
事实1：
生物都有过度繁殖的倾向
事实2：
物种内的个体数能保持稳定
推论3：
有利变异逐代积累，具有这些有利变异的个体越来越多，形成具有新的适应特征的生物新类型
②达尔文自然选择学说的解释模型
（2）达尔文的自然选择学说
一.自然选择与适应的形成
2.适应是自然选择的结果
1.长颈鹿主要以树叶为食，而在漫长的干旱季节，食物的缺乏是经常发生的。设想在某个历史时期，长颈鹿的祖先群体中出现了颈长的个体，这一变异是可以遗传的。这样的个体在生存和繁殖上具有什么优势？
2.经过若干代的繁殖，长颈鹿祖先群体中颈长的个体所占的比例将会怎样变化？
容易吃到高处的树叶，留下后代的机会多
逐渐增加
长颈鹿的适应性特征示意图
思考·讨论：运用自然选择学说解释适应的形成
一.自然选择与适应的形成
长颈鹿的适应性特征示意图
长颈鹿主要以树叶为食，而在漫长的干旱季节，食物的缺乏是经常发生的。设想在某个历史时期，长颈鹿的祖先群体中出现了颈长的个体，这一变异是可以遗传的。这样的个体在生存和繁殖上具有什么优势？
长颈鹿
的祖先
大量长颈鹿
后代长颈鹿出现差异
(长颈长腿)
长颈长腿的长颈鹿存活
现代长颈鹿
过度繁殖
遗传变异
生存斗争
适者生存
运用达尔文的进化学说解释长颈鹿的长颈。
思考2：
（2）达尔文的自然选择学说
一.自然选择与适应的形成
2.适应是自然选择的结果
③达尔文关于适应形成的解释
认为在一定环境的选择作用下，可遗传的有利变异会赋予某些个体生存和繁殖的优势，经过代代繁殖，群体中这样的个体就会越来越多，有利变异通过逐代积累而成为显著的适应性特征，进而出现新的生物类型。
适应形成的必要条件：
群体中出现可遗传的有利变异（内因）；
环境的定向选择（外因）。
（2）达尔文的自然选择学说
一.自然选择与适应的形成
2.适应是自然选择的结果
思考3：尝试用达尔文的自然选择学说解释长颈鹿的适应性特征 —— 长脖子的形成。你认为达尔文与拉马克的观点最关键的区别是什么？
拉马克：先选择，后变异
达尔文：先变异，后选择
☆群体中出现可遗传的有利变异和环境的定向选择是适应形成的必要条件。
（2）达尔文的自然选择学说
一.自然选择与适应的形成
2.适应是自然选择的结果
枯叶蝶和翅色艳丽的蝴蝶
3.枯叶蝶在停息时形似枯叶这一适应性特征的形成，能否同样用自然选择学说来解释
能
思考·讨论：运用自然选择学说解释适应的形成
一.自然选择与适应的形成
（先不定向变异）枯叶蝶的祖先种群中出现翅似枯叶的变异个体后，由于这种变异是可遗传的有利变异，（后环境定向选择）这种变异的个体生存和留下后代的机会多，久而久之，使这类蝴蝶具有翅似枯叶的适应性特征。
4.在进行以上分析的基础上，请你用自己的话概括适应是如何形成的。
思考·讨论：运用自然选择学说解释适应的形成
一.自然选择与适应的形成
在以上分析的基础上，适应的形成：
（1）群体中先产生可遗传的有利变异---适应的来源
（2）然后，生存斗争使生物的形态结构及其功能朝着更利于生物在一定环境中生存和繁殖的方向发展(体现适应的第二个含义）---自然选择的方向
（3）最终产生适应---自然选择的结果
有利变异通过逐代积累而成为显著的适应性特征，进而出现新的生物类型。
群体中出现可遗传的有利变异和环境的定向选择是适应形成的必要条件
1.达尔文的生物进化论和神创论的主要冲突是什么 达尔文提出生物进化论之后,为什么遭到许多人的攻击、谩骂和讥讽
在西方国家，当时“神创论”和“物种不灭论”占统治地位，人们普遍认为所有的物种都是神创造的，自古以来既没有物种的绝灭，也没有新物种的产生。达尔文认为所有的生物都是由原始的共同祖先进化来的。生物界通过自然选择不断进化,这一观点否定了“神创论”，不能为当时的宗教观念所容，因此遭到许多人的攻击、谩骂和讥讽。
激励国人奋发图强，使中华民族能够自立于世界民族之林。
2.19世纪末，严复、梁启超等以自然选择学说中“物竞天择,适者生存”的观点，作为唤起同胞救国图强的警钟。这一做法在当时起到了什么作用
思考·讨论：分析生物进化观点对人们思想观念的影响
一.自然选择与适应的形成
马克思在这封信中所说的“我们的观点”是指辩证唯物主义观点。
人类与其他生物有着共同的祖先。人类是大自然的一员，而不是凌驾于其他物种之上的“主宰”。
3.马克思读了达尔文的《物种起源》后,在写给恩格斯的一封信中说:“虽然这本书用英文写得很粗略,但是它为我们的观点提供了自然史的基础。”马克思所说的“我们的观点”是指什么观点
4.达尔文的生物进化论对于人们正确认识人类在自然界的地位有什么启示
思考·讨论：分析生物进化观点对人们思想观念的影响
一.自然选择与适应的形成
④意义
⑤达尔文自然选择学说的局限性和发展
A.对于遗传和变异的认识还局限于性状水平，不能科学
地解释遗传变异的本质。
B.揭示了生物界统一性的原因 —— 所有生物都有共
同的祖先，而生物的多样性和适应性是进化的结果。
A.使生物学第一次摆脱了神学的束缚
B.对生物进化的解释局限于个体水平，认为生物进化
是以个体为单位。
现代生物进化理论
现代生物进化理论
深入到基因水平
以种群为单位
（2）达尔文的自然选择学说
一.自然选择与适应的形成
2.适应是自然选择的结果
项目 拉马克进化学说 自然选择学说
区 别 进化原因
变异方向
适应性
进化方向
共同点 外界环境的影响
变异是定向的，环境和使用情况决定进化的方向
变异都是适应环境的
生物自身决定的
遗传变异是生物进化的内因，生存斗争是生物进化的动力
变异是自发的，不定向的
有些变异适应环境的，适者生存，有些变异不适应环境，被淘汰。
自然选择决定生物进化的方向
都认为生物是由低等到高等，由简单到复杂逐渐进化的
小结：自然选择学说与拉马克进化学说的比较
一.自然选择与适应的形成
一.概念检测
1.适应的形成离不开生物的遗传和变异(内因)与环境(外因)的相互作用。判断下列与适应及其形成相关的表述是否正确。
(1)适应不仅是指生物对环境的适应，也包括生物的结构与功能相适应。（ ）
(2)具有有利变异的个体，都能成功地生存和繁殖后代；具有不利变异的个体，会过早死亡不能留下后代。（ ）
(3)适应相对性的根本原因是遗传的稳定性与环境不断变化之间的矛盾。（ ）
√
×
√
练习与应用（P109）
一.概念检测
2.拉马克是研究生物进化的先驱。下列表述哪一项不是拉马克的观点（ ）
A.生物的种类从古至今是一样的
B.生物的种类是随着时间的推移而变化的
C.生物某器官的发达与否取决于用与不用
D.环境的变化使生物出现新的性状，并且将这些性状遗传给后代
A
练习与应用（P109）
二.拓展应用
1.有人认为，工蜂不能繁殖后代，因此，它们适于采集花粉的性状在进化上没有意义。你同意这种观点吗 为什么
蜂虽然不能繁殖后代，但它们适于采集花粉的性状在进化上仍是有意义的。因为决定这些性状(有利变异)的基因存在于蜂王和雄蜂的基因组中，可以遗传给后代。也正是由于工蜂有这些性状，才能使蜂王获得充足的食物来繁殖后代。
练习与应用（P109）
二.拓展应用
2.人类对濒危动植物进行保护，会不会干扰自然界正常的自然选择 为什么
在自然界，物种绝灭的速率本来是很缓慢的，人类活动大大加快了物种绝灭的速率。现在许多濒危物种之所以濒危，在很大程度上是人为因素造成的。因此，一般来说，人类对濒危物种的保护，是在弥补自己对自然界的过失，不能说是干扰了自然界正常的自然选择。从另一个角度看，自然选择所淘汰的物种并不是毫无价值，因此，不能完全从自然选择的角度来判断现有物种的存留意义。
练习与应用（P109）
二.拓展应用
3.“人们现在都生活在各种人工环境中，因此，人类的进化不再受到自然选择的影响。你同意这一观点吗 写段文字阐明你支持或反对的理由。
人工环境与自然环境不可能完全隔绝，人也不可能离开自然界而生存，因此，人类的进化不可能完全摆脱自然界的影响。但是，人类毕竟早已远离风餐露宿、“与狼共舞”的时代，工农业的发展和医疗水平的提高，使人们的生活条件不断改善，健康水平不断提高，婴幼儿死亡率显著下降，平均寿命显著延长，来自自然界的选择压力在变小，来自人类社会内部的选择因素在增加。
练习与应用（P109）

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