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(共25张PPT)
6.2自然选择与适应的形成
地球上所有生物都是由原始祖先进化来的
各种生物的适应性特征是如何形成的呢？
研究结论
达尔文注意到，一切生物都有高速率增加其个体数量的倾向,具有很强的生殖能力，但生物群体的个体数量却往往是相对稳定的，自然界提供给每种生物的资源有限。综合以上事实，他推测自然界中将不可避免地要发生生存斗争。群体是由同种个体组成的，在群体中存在着相当大的变异性，且可以产生出遗传效应。在一个种群中，其中具有有利变异的个体在生存斗争中生存并留下后代的机会多，具有不利变异的个体则容易在生存斗争中被淘汰。达尔文认为，通过连续的选择，可以使生物更加适应所处的环境。
1855年，达尔文开始养鸽驯养实验。在不同人工驯养条件下，由相同祖先繁殖得到的后代鸽子产生了较大的差异，因此他认为自然扮演了养鸽人的角色，选择哪些个体可以继续生存和繁殖。
参考 达尔文《物种起源》
研究结果与分析
研究内容与方法
研究现状
达尔文注意到，一切生物都有快速增加其个体数量的倾向,具有很强的生殖能力，但生物群体的个体数量却往往是相对稳定的，自然界提供给每种生物的资源有限。综合以上事实，他推测自然界中将不可避免地要发生生存斗争。群体是由同种个体组成的，在群体中存在着相当大的变异性，且可以产生出遗传效应。在一个种群中，其中具有有利变异的个体在生存斗争中生存并留下后代的机会多，具有不利变异的个体则容易在生存斗争中被淘汰。达尔文认为，通过连续的选择，可以使生物更加适应所处的环境。
1855年，达尔文开始养鸽驯养实验。在不同人工驯养条件下，由相同祖先繁殖得到的后代鸽子产生了较大的差异，因此他认为自然扮演了养鸽人的角色，选择哪些个体可以继续生存和繁殖。
问题1：通过观察，达尔文推测自然界存在生存斗争的的依据是什么？
问题2：同种生物个体间普遍存在变异，不同个体间生存斗争的结果是什么
问题3：通过驯养实验，达尔文认为自然环境对生物的适应起什么作用？
过度繁殖
具有有利变异的个体，生存并留下后代的机会多
资源是有限的
生存斗争
遗传变异
物种内的个体数能保持稳定
参考 达尔文《物种起源》
研究结论
研究结果与分析
研究内容与方法
研究现状
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
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：
同种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
模型构建：根据达尔文观察到的事实和他作出的推测， 构建适应形成的模型
人工选择
适应是自然选择的结果
研究结论
研究结果与分析
研究内容与方法
研究现状
“达尔文在论述这一问题时没有证明选择过程也可以出现在自然界。通过全书（物种起源），他只是暗示或假设了这一过程，他究竟发生与否并未得到证明”
——盖.C.罗伯逊和欧文.W.理查德兹《自然界中的动物变异》
人工选择
适应是自然选择的结果
研究结论
研究结果与分析
研究内容与方法
研究现状
实验目的
探究自然环境对同种生物不同变异是否具有选择作用？
自变量
同种生物的不同变异
因变量
（观测指标）
变异个体存活情况
环境
无关变量
研究结论
研究结果与分析
研究内容与方法
研究现状
加拉帕格斯群岛由十几座主要岛屿组成，距南美洲西海岸500～600英里。岛屿之间彼此分开，这里经常遭遇严重干旱或严重暴雨或火山爆发。
“现存的达尔文雀是由200或300万年前的一个祖先分化而来。极端的年间气候会改变达尔文雀的生态条件和食物供给”——B.Rosemary GRANGT
因此，生物要想在这样的岛上生存下来就必须先获得食物。
研究结论
研究结果与分析
研究内容与方法
研究现状
观察与思考
对照标本图片，观察这些达尔文雀喙的差异，推测这些喙的形成可能和什么有关？
鸟喙的大小、形状差异明显，喙的形成可能跟食物有关
研究结论
研究结果与分析
研究内容与方法
研究现状
观察与思考
结合以上信息，以达尔文雀为材料，设计实验探究自然环境对其变异是否有选择作用，简述实验思路
在相同食物条件下，观察不同变异达尔文雀的存活情况
研究结论
研究结果与分析
研究内容与方法
研究现状
一般方法：在科学研究中，当实验受到时间或空间的限制时，可根据研究目的和对象，设计可行的模拟实验系统。
科学探究方法——模拟实验
喙大的中地雀
喙小的中地雀
环境1 （连续干旱，
大而坚硬多）
环境2 （连续降雨，小而软种子多）
威诺《鸟喙.加拉帕格斯群岛考察记》
研究结论
研究结果与分析
研究内容与方法
研究现状
模拟与探究
实验过程
研究结论
研究结果与分析
研究内容与方法
研究现状
请小组完成学案模拟活动，探究岛上的地雀喙会进行怎样的进化。
模拟与探究
实验流程
选取工具，取食食物，放入各自培养皿
统计各自取食食物的数量，填写表格
（备注： ①手不能直接触碰托盘，只能用“喙”取食，每次只能取一粒种子
②放到培养皿中的食物才是获取到的食物
③ 瓜子要破壳至能看到瓜子仁才算取食成功
④假设第一代大喙中地雀2只，小喙中地雀2只。每只中地雀每取得5颗 瓜子下1个蛋，每取得20个稻谷下1个蛋，计算第二代，第三代数量。
研究结论
研究结果与分析
研究内容与方法
研究现状
2. 对比两种环境，食物在地雀喙的形态形成中起了什么作用？
数据处理分析
喙小
大种子
喙大
1. 推断环境1地雀的进化方向：中地雀的祖先来到了这座岛上繁殖后代，在繁殖过程中产生变异，有的鸟喙大一些，有的鸟喙小一些 ，因为岛上气候______ ，食物多为_______ ，所以_____的地雀能获得更多食物，繁殖更多后代，_____的地雀很难获得食物，逐渐被淘汰。所以多年以后，该岛地雀不断向_____的方向进化。
喙大
定向选择
干旱
研究结论
研究结果与分析
研究内容与方法
研究现状
事实证据：格兰特等科学家的地雀观察结果
备注：1977年大旱，1983年洪水……
鸟喙尺寸平均值变化
/mm
年份
1975-2005年大达夫尼岛上中地雀鸟喙大小的变化图片来自中国科学院遗传与发育生物学研究所
研究结论
研究结果与分析
研究内容与方法
研究现状
请根据模拟实验过程结论和格兰特实验结果，修正适应形成的模型
建模修正
人工选择
自然选择
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
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：
同种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
研究结论
研究结果与分析
研究内容与方法
研究现状
请根据模拟实验过程结论和格兰特实验结果，修正适应形成的模型
建模修正
自然选择
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
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：
同种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
研究结论
研究结果与分析
研究内容与方法
研究现状
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
思考：
1. 如果在干旱环境中，地雀大喙性状（有利变异）不能遗传是否会出现适应？
2.如果没有选择，是否还会出现适应？
研究结论
研究结果与分析
研究内容与方法
研究现状
群体中出现可遗传的有利变异和
环境的定向选择使适应形成的必要条件
适应来源于变异，适应是自然选择的结果
思考：
1. 如果有利变异不能遗传是否会出现适应？
2.如果没有选择，是否还会出现适应？
研究结论
研究结果与分析
研究内容与方法
研究现状
基于证据的实践活动
2
1
3
研究结论
研究结果与分析
研究内容与方法
研究现状
适应具有普遍性和相对性
……
研究结论
研究结果与分析
研究内容与方法
研究现状
科技小论文中必须体现研究现状、研究内容与方法、研究结果与分析、研究结论与展望4个部分，最后归纳出论文提要。经过反复修改，直至写出选题目的明确、论点论据充分、原始记录完整、分析推理科学 、 文字组织严密的科技小论文。
作业1：根据今天的学习内容，观察生活中其他生物的进化，撰写科学小论文
作业2（团队）“地球上的生物是如何进化得到的”，除达尔文以外，还有哪些关于进化理论的研究，查阅相关资料，在班级或者校内举办一次“进化理论的进化” 相关讲座
研究成果的分享
研究结论
研究结果与分析
研究内容与方法
研究现状
“作为一个科学工作者，我的成功取决于我复杂的心理素质。其中最重要的是：热爱科学、善于思索、勤于观察和搜集资料、具有相当的发现能力和广博的常识。这些看起来的确令人奇怪，凭借这些极平常的能力，我居然在一些重要地方影响了科学家们的信仰。”——达尔文

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