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第6章 生物的进化
第2节 自然选择与适应的形成
主讲教师：zeg
聚焦
1
怎样理解适应？
2
如何运用自然选择学说解释生物的
适应和多样性的形成？
3
达尔文的自然选择学说对人们的思想观念产生了哪些重要影响？
问题探讨
右图为同一环境中的两种蝴蝶。
讨论：枯叶蝶的翅很像一片枯叶，这有什么适应意义？
这是拟态现象，使枯叶蝶不易被天敌发现。
枯叶蝶和翅色艳丽的蝴蝶
讨论：从进化的角度，怎样解释这种适应的形成？
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。
问题探讨
讨论：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？
这与对枯叶蝶适应性的解释看似矛盾，其实，翅色鲜艳的蝴蝶也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，迷惑天敌不敢靠近，是一种警戒色，也是适应环境的特征。
枯叶蝶和翅色艳丽的蝴蝶
1
适应的普遍性和相对性
指生物的形态结构，适合于完成一定的功能。
指生物的形态结构及其功能，适合于该生物在一定的环境中生存和繁殖。
适应的含义
竹节虫的拟态
雷鸟的保护色
人的小肠
小肠内壁
1. 适应的普遍性和相对性
生物适应环境的类型
拟态：防御敌害、隐藏自己。
竹节虫的拟态
枯叶蝶的拟态
1. 适应的普遍性和相对性
生物适应环境的类型
保护色：防御敌害、隐藏自己。
1. 适应的普遍性和相对性
生物适应环境的类型
警戒色：迷惑警示天敌、颜色醒目
1. 适应的普遍性和相对性
1. 适应的普遍性和相对性
适应特性
普遍性：适应是普遍存在的，所有的生物都具有适应环境的特征。
思考·讨论
枯叶蝶的天敌有哪些。枯叶蝶能完全免于天敌的捕食吗
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
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。
分析适应的相对性
如果冬季降雪延迟，已经换成一身白色羽毛的雷鸟反而容易被天敌发现。可见，适应的实现是有条件的，当环境条件改变时，适应可能会失去作用。
思考·讨论
在进行以上分析的基础上，请你用自己的话概括适应相对性的原因。
分析适应的相对性
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。
但由于环境总是处于不断变化中的，遗传的稳定性与环境不断变化之间的矛盾是适应相对性的根本原因。
2
适应是自然选择的结果
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。
拉马克提出进化学说
拉马克，法国博物学家。生物学伟大的奠基人之一，生物学一词是他发明的，最先提出生物进化的学说，是进化论的倡导者和先驱。
拉马克
2. 适应是自然选择的结果
拉马克进化学说内容
拉马克
地球上所有生物都不是神创造的，而是由 更古老的生物进化而来。
生物是由低等到高等逐渐进化的。
生物各种适应性特征的形成是由于用进废退和获得性遗传。
2. 适应是自然选择的结果
获得性遗传：由于用进废退所获得的变异性状，可以遗传给后代。
用进废退：指经常使用的器官较发达，不使用就会退化以致完全丧失。
食蚁兽的舌头又细又长 鼹鼠的眼睛萎缩
2. 适应是自然选择的结果
拉马克进化学说意义
拉马克
否定了神创论和物种不变论。
历史上第一个提出比较完整的进化学说。
拉马克进化学不足
过于强调环境的变化直接导致物种的改变，把进化的动力归结为外因，具有局限性。
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。
2. 适应是自然选择的结果
你能举例反驳用进废退、获得性遗传的观点吗？
批判性思维：
1. 人用眼过度，视力反而下降。
2. 运动员的后代，无专业的训练，就无法跟父母一样拥有发达的肌肉、健壮的体格。
2. 适应是自然选择的结果
查尔斯·达尔文
（C.R.Darwin）
达尔文的自然选择学说：适应的来源是可遗传的变异，适应是自然选择的结果。
达尔文生物进化理论
共同由来学说——指出地球上所有的生物都是由原始的共同祖先进化而来；
自然选择学说——揭示了生物进化的机制，解释了适应的形成和物种形成的原因。
2. 适应是自然选择的结果
事实3：
资源是有限的
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：
许多变异是可以遗传的
推论2：
具有有利变异的个体，生存并留下后代的机会多
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
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
达尔文自然选择学说的解释模型
解释模型构建：基于事实——进行推理——得出结论
2. 适应是自然选择的结果
达尔文的自然选择学说内容
过度繁殖——自然选择的条件，为自然选择提供材料；
生存斗争——自然选择的手段，也是进化的动力；
遗传变异——自然选择的基础，生物进化的内因；
① 生物的变异是自发的、不定向的，其中变异可以分为有利变异和不利变异。
② 遗传的作用：使生物微小的有利变异得以积累加强，从而形成适应特定环境的生物新类型。
适者生存——自然选择的结果。
适者生存，不适者淘汰（相对的）。一般外界条件变化越剧烈，选择越频繁，进化越剧烈。
2. 适应是自然选择的结果
注意：
自然选择是定向的，且决定生物进化的方向。
生物进化的内因是遗传变异，外因是自然选择。
自然选择的对象
直接对象是生物的性状；
间接对象是相关的基因型；
根本对象是与性状相对应的基因。
自然选择的因素：对生物的变异起选择作用的是个体所处的外界环境，环境是选择因素，不是诱变因素，环境包括生物环境、无机环境。
思考·讨论
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？
容易吃到高处的树叶，留下后代的机会多
运用自然选择学说解释适应的形成
长颈鹿的适应性特征示意图
思考·讨论
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？
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？
逐渐增加
能
运用自然选择学说解释适应的形成
思考·讨论
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。
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：
①群体中出现可遗传的有利变异
②环境的定向选择
2. 适应是自然选择的结果
运用达尔文的进化学说解释长颈鹿的长颈的原因
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
有学者认为，个体即使产生可遗传的有利变异，如果不能繁殖后代，在进化上也没有意义。因此主张将“适者生存”改为“适者繁殖”。你同意这种观点吗？
这种观点有一定的道理。不过，“适者生存”的原意也包含有更多的机会繁殖后代，不改也是可以
批判性思维：
尝试用拉马克的理论解释长颈鹿的适应性特征 —— 长脖子的形成
长颈鹿以树叶为食，草地退化（环境改变）后，要吃树叶，于是使劲将颈伸长（主观意愿），这样颈越伸越长（用进），并且这一性状能遗传给后代（获得性遗传）。长此以往，终于形成了现在的长颈鹿。
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
自然选择学说与拉马克进化学说的比较
2. 适应是自然选择的结果
达尔文的自然选择学说意义
反对神创论和物种不变论，使生物学第一次摆脱神学的束缚，走上了科学的轨道 ，为辩证唯物主义世界观提供了有力的武器。
论证了生物是不断进化的，并且对生物进化的原因提出了合理的解释。
揭示了生物界统一性的原因是由于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。
2. 适应是自然选择的结果
达尔文的自然选择学说局限性
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。
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。
强调物种的形成都是渐变的结果，不能很好的解释物种大爆发等现象。
现代生物进化理论
深入到基因水平
现代生物进化理论
以种群为单位
形成了以自然选择学说为核心的现代生物进化理论。
3
课堂小结
3. 课堂小结
4
练习与应用
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4.1 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。（ ）



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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
4.1 概念检测
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4.2 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？
工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。
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4.2 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。
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4.2 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。
谢谢聆听!
同学们辛苦啦！

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