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第六章 生物的进化
第2节 自然选择与适应的形成
本节聚焦
●怎样理解适应
●如何运用自然选择学说解释生物的适应和多样性的形成
●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
放大眼睛找一找，枯叶蝶在哪里？
枯叶蝶，前后翅相叠，因其翅形及斑纹似枯叶而著称。枯叶蝶在停息时，它的翅膀很像一片枯叶，这是枯叶蝶对环境的一种适应。
①枯叶蝶的翅膀很像一片枯叶，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。
②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。
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。
枯叶蝶
孔雀蝶
【问题探讨】
其他拟态生物
竹节虫
巨叶虫
兰花螳螂
蝈蝈
撒旦叶尾壁虎
拟态章鱼
保护色：指动植物把体表的颜色改变为与周围环境相似，这种颜色叫保护色。
警戒色：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。
一.适应的普遍性和相对性
拟态
保护色
警戒色
适应环境
生存和繁殖
一.适应的普遍性和相对性
1.适应的含义
（1）指生物的形态结构适合于完成一定的功能。
小肠位于腹中，是食物消化吸收的主要场所。小肠全长约4-6米。小肠内表面有许多环形皱襞和小肠绒毛，使小肠的消化、吸收面积大大增加。
一.适应的普遍性和相对性
1.适应的含义
（2）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。
仙人掌，叶子退化，根系发达，
适应干旱缺水的沙漠环境
企鹅，具有厚厚的脂肪层，
适应寒冷的南极环境
（1）普遍性：适应在自然界中是普遍存在的。
一.适应的普遍性和相对性
2.适应的特点
拟态
保护色
警戒色
相对性
思考·讨论：分析适应的
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
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
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.适应的普遍性和相对性
2.适应的特点
相对性
思考·讨论：分析适应的
一.适应的普遍性和相对性
2.适应的特点
3.请你用自己的话概括适应相对性的原因？
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。
（1）普遍性：适应在自然界中是普遍存在的。
一.适应的普遍性和相对性
2.适应的特点
（2）相对性性：生物对环境的适应只是一定程度上的适应，即适应具有局限性。
各种生物的适应性特征是如何形成的呢？
基因或染色体改变
耶稣
（公元前4——公元30）
神创论：
所有的物种都是上帝创造的
物种不变论：
①生物物种是不变的，
②各种生物都是自古以来就如此的。
③不同物种之间没有亲缘关系!
拉马克
1744-1829
彻底否认物种不变论的提出者：拉马克
拉马克：
法国博物学家，生物学伟大的奠基人之一。他最先提出生物进化的学说，是进化论的倡导者和先驱。
二.适应是自然选择的结果
1. 拉马克的进化学说
拉马克
1744-1829
拉马克是第一个提出进化如何发生，并将多样性与适应环境联系起来的生物学家。
主要内容：
（1）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。
（2）生物是由低等到高等逐渐进化的
（3）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。
二.适应是自然选择的结果
（3）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。
器官使用越多越发达，不使用就退化。
器官废而不用，就会造成形态上的退化。如鼹鼠长期生活在地下，眼睛就萎缩、退化。
器官用得越多就越发达，如食蚁兽的舌头之所以细长，是由于长期舔食蚂蚁的结果。
二.适应是自然选择的结果
1. 拉马克的进化学说
用进废退：
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。
后代
后代
二.适应是自然选择的结果
1. 拉马克的进化学说
眼睛也是退化的
舌头也是细长的
二、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？
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。
意义：
①否定了神创论和物种不变论。
②历史上第一个提出比较完整的进化学说。
不足：
①提出的用进废退和获得性遗传的观点缺少科学证据的支持，大多来自主观臆测。
②过于强调环境的变化直接导致物种的改变，具有局限性。
二.适应是自然选择的结果
1. 拉马克的进化学说
拉马克提出的进化学说在当时是有进步意义的，但他对适应形成的解释是肤浅的，未被人们普遍接受
是否有更合理来解释生物的适应性？
自然选择学说内容有四方面：
过度繁殖
生存斗争
遗传变异
适者生存
2.达尔文自然选择学说
二.适应是自然选择的结果
达尔文
1809.2.12-1882.4.19
指出所有生物都是由原始的共同祖先进化来的。
揭示生物进化的机制，解释适应的形成和物种形成的原因。
共同由来学说
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。
(二) 适应是自然选择的结果
(1)过度繁殖
【资料】鳕鱼的年产卵量是500万粒。有人计算过,如果鳕鱼所产的卵全部能孵化长大成鱼,那么不出6年,整个大西洋就会被鳕鱼塞满。
2.达尔文自然选择学说
二.适应是自然选择的结果
【资料】
按照这个理论计算，即使繁殖非常慢的生物比如大象，也可以在不太长的时间内产生大量的后代而占满地球。
(二) 适应是自然选择的结果
(2)生存斗争
2.达尔文自然选择学说
二.适应是自然选择的结果
生物一方面过度繁殖，使数目剧增，另一方面，生存条件（食物、水、空间、配偶、阳光等）是有限的。因此，任何生物都要为争夺生存条件而发生斗争。
生存斗争范畴
①种内斗争 ②种间斗争
③生物个体与生态环境之间的斗争
(二) 适应是自然选择的结果
(3)遗传和变异
2.达尔文自然选择学说
二.适应是自然选择的结果
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，因此生物的变异有的比亲代更适应环境，有的却不适应环境。
(二) 适应是自然选择的结果
(4)适者生存
2.达尔文自然选择学说
二.适应是自然选择的结果
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。而被淘汰的生物都是对环境不适应的, 即不适者被淘汰，这就是自然选择。
事实1：生物都有
过度繁殖的倾向
事实2：物种的个
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
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
自然选择学说的解释模型
达尔文把适者生存，不适者被淘汰的过程叫做自然选择。
2.达尔文自然选择学说
二.适应是自然选择的结果
自然选择
过度繁殖
大量个体
遗传变异
具有不利变异、不适应环境的个体
具有有利变异、适应环境的个体
生存斗争
不适者被淘汰
适者生存
基础
内因
动力
结果
生活条件有限
原始物种
新物种
逐代积累加强
生物进化
2.达尔文自然选择学说
二.适应是自然选择的结果
迁移应用：尝试用自然选择学说解释长颈鹿的长颈形成的原因？
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
2.达尔文自然选择学说
二.适应是自然选择的结果
提示:
达尔文观点解释:长颈鹿产生的后代超过环境承受能力，在缺乏青草的干旱时期,那些颈部和前肢都较长的个体会有较多的机会吃到高处的树叶,能够生存下来并繁殖后代,而那些颈部和前肢较短的个体则无法得到足够的食物,不容易生存下来,也无法繁殖后代,所以颈部和前肢较短的长颈鹿逐渐被淘汰。
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
提示:
拉马克观点解释:长颈鹿在旱季缺乏青草的时期就会用它的长脖子去吃高处的树叶,这样长期“使用”它的脖子,久而久之就更长了(用进废退),这些因用进废退而获得的性状是可以遗传给后代的。
拉马克解释生物进化的原因：
拉马克过分夸大了环境的作用！
三.达尔文与拉马克的观点比较
达尔文解释生物进化的原因：
比较项目 拉马克的进化学说 达尔文的自然选择学说
中心思想
区别 进化原因
变异方向
适应性
进化方向
联系
生物各种适应性特征的形成都是由于用进废退和获得性遗传
过度繁殖、生存斗争、遗传变异、适者生存
外界环境的影响是生物进化的主要原因
遗传变异是生物进化的内因，自然选择是生物进化的外因
变异是定向的，环境和使用情况决定进化的方向
变异是生物本来就有的，是不定向的
环境和动物的意愿决定的变异都是适应环境的
变异适应环境，适者生存，
变异不适应环境，被淘汰。
生物自身决定
自然选择决定
均承认生物非神所造，而是由更古老的生物进化而来，即由简单到复杂、由低等到高等进化而来，且生物进化都是“渐变”的结果
三.达尔文与拉马克的观点比较
四.自然选择学说的意义及局限性
意义
达尔文自然选择学说的局限性和发展
（1）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。
（2）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。
（1）使生物学第一次摆脱了神学的束缚
（2）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
五.课堂小结
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
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
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。
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。
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。

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