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第六章 生物的进化
第二节 自然选择与适应性的形成
问题探讨
在生物漫长的进化过程中：
生物不断进化的原因是什么呢？
为什么有些生物种类会灭绝呢？
新的物种又是怎样形成的？
动物进化的大致过程
问题探讨
枯叶蝶
翅色艳丽的蝴蝶
1.枯叶蝶的翅很像一片枯叶，这有什么适应意义？
右图为同一环境中的两种蝴蝶。
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，使枯叶蝶不易被天地发现。
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，如翅上有了类似猛禽眼睛的眼斑等。
一.适应的普遍性和相对性
适应
(1)含义:
① 指生物的形态结构适合于完成一定的功能；
小肠的结构特点适于消化和吸收
小肠很长，约6米，小肠内表面有许多环形褶皱和小肠绒毛，使小肠的消化、吸收面积大大增加；小肠绒毛壁很薄，只由一层上皮细胞构成，且绒毛中有丰富的毛细血管和毛细淋巴管。
结构与功能相适应
一.适应的普遍性和相对性
适应
(1)含义:
② 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；
仙人掌
北极熊
枯叶蝶
叶子退化，根系发达，适应于缺水的沙漠环境
白色的毛发，厚厚地 脂肪层，适应寒冷的北极环境
它的翅很像一片枯叶，适应环境，保护自己被天敌发现
生物与环境相适应
一.适应的普遍性和相对性
适应
(2)特点:
普遍性
实例1
保护色
变色龙
能在周围环境对光线的反射中迅速地改变体色，变成树干或树叶的颜色来保护自己
水母
水母等水生生物的躯体近乎透明，能巧妙地隐身于水域中
适应在自然界中是普遍存在的。
一.适应的普遍性和相对性
适应
(2)特点:
普遍性:
实例2
警戒色
毒蛾的幼虫，多数都具有鲜艳的色彩和花纹，如果被鸟类吞食，其毒毛会刺伤鸟的口腔粘膜。
有鲜艳的毒蘑菇，为了防止被误食，产生了对一些植食动物警告的色彩。
胡蜂身上黄黑相间的条纹十分鲜艳，是为了警告敌人：不要接近我，我的蜇针上有毒。
一.适应的普遍性和相对性
适应
(2)特点:
普遍性
实例3
拟态
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。高温、低温、暗光可使体色变深，相反，则变浅。
兰花螳螂它们可以随着成长及所处环境花色的深浅改变、调整自身体色甚至是模仿植物的形态，从而进行伪装来达到躲避危险或捕食的目的。
枯叶螳螂的腿也恰似残叶叶柄,它们融入进满地的枯叶之中，更能让它们在树枝之前穿行而不被发现
一.适应的普遍性和相对性
适应
(2)特点:
普遍性
实例4
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.适应的普遍性和相对性
适应
(2)特点:
普遍性
实例5
阳坡和阴坡
阴坡：太阳辐射较柔和，土壤较湿润，温度相对较低，水分蒸发量较少，土壤肥力较高，因此植被生长情况较好，品种较多，密度较大。
阳坡：日照总量大，加上反射率低，吸收率高，容易造成高温，造成水分蒸发量大。导致土壤干旱。
一.适应的普遍性和相对性
适应
(2)特点:
相对性
分析适应的相对性
1.上网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？
枯叶蝶的天敌有捕食性鸟类、步甲、土蜂、胡蜂、猎蟒、青蛙、蟾蜍等。
枯叶蝶不能完全免于天敌的捕食。
步甲
猎蟒
胡蜂
一.适应的普遍性和相对性
适应
(2)特点:
相对性
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
夏天的雷鸟
冬天的雷鸟
秋冬过渡阶段雷鸟
秋天的雷鸟
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
适应
(2)特点:
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。
①含义：
每种生物对环境的适应都不是绝对的、完全的适应,只是一定程度上的适应,环境条件的不断变化对生物的适应性有很大的影响作用。
② 原因：
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。
雪兔为适应冬季雪地生活环境,毛色变白。但若气候异常,没有降雪,雪兔的保护色反而让它更容易被敌害所发现。
二.适应是自然选择的结果
1.物种不变论
生物都是由神创造的，生物物种是不变的，各种生物都是自古以来就如此的，各种生物之间不存在亲缘关系。
二.适应是自然选择的结果
2.拉马克的进化学说
拉马克（1774～1829）
①生物不是神造的，而是由古老生物进化来的。
②生物是由低等到高等逐渐进化的。
彻底否定物种不变论
(1)内容:
(2)原因:
①用进废退；
②获得性遗传。
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。
二.适应是自然选择的结果
2.拉马克的进化学说
(2)原因:
①用进废退
②获得性遗传
器官越用越发达，废而不用就会造成形态上的退化
这些因用进废退而获得的性状是可以遗传给后代的
拉马克认为:鼹鼠长期生活在地下,视觉派不上用场,眼睛就萎缩退化。
拉马克认为:食蚁兽的舌头细长是长期舔食蚂蚁的结果
事实:食蚁兽舌头平均长度是60cm，成年后不会增长。
事实:鼹鼠是一种具有立体嗅觉感的哺乳动物,幼年有微弱视力,常年不见天日,成年后退化。
二.适应是自然选择的结果
2.拉马克的进化学说
利用拉马克的进化学说解释长颈鹿适应性的形成
短颈的鹿
使劲将颈伸长去吃高处树叶
颈越伸越长
长脖子遗传给后代
变成
长颈鹿
草地退化
获得性遗传
用进
主观意愿
环境改变
进化原因 适应性
变异方向 进化方向
外界环境的影响
器官使用情况导致定向变异
定向的变异都是适应环境的
生物自身决定的
二.适应是自然选择的结果
2.拉马克的进化学说
(3)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。
(4)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。
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？
二.适应是自然选择的结果
3.达尔文的自然选择学说
(1)达尔文简介
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》。
“贝格尔号”航行路线
达尔文(1809-1882)
《物种起源》
二.适应是自然选择的结果
3.达尔文的自然选择学说
(2)内容：
达尔文认为适应的来源是可遗传的变异，适应是自然选择的结果、
(3)解释：
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
推理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
推理2：
具有有利变异的个体，生存并留下后代的机会多
推理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
二.适应是自然选择的结果
3.达尔文的自然选择学说
过度繁殖——自然选择的条件
在自然界里，生物普遍具有很强的繁殖能力，能够产生大量的后代。(即后代数目超过环境所能承受的能力)
大象是一种繁殖很慢的动物，但是如果每一头雌象一生（30—90）岁产仔6头，每头活到100岁，而且都能进行繁殖，那么750年后
(750 年以后)
1900万头
大象的后代可达1900万头.
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。
二.适应是自然选择的结果
3.达尔文的自然选择学说
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生存斗争——自然选择的手段，进化的动力
生物繁殖的后代数量很多，但是食物和空间都非常有限。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。
不同物种
狮子和鬣狗争夺食物
种间竞争
两只公鹿争夺配偶
相同物种
种内斗争
　　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。
二.适应是自然选择的结果
3.达尔文的自然选择学说
遗传变异——自然选择的基础，进化的内因
生物在繁衍过程中，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。
（在一定环境下）
生物
不利变异——被淘汰
有利变异——被保留
……
……
不利变异——被淘汰
有利变异——被保留
变异是不定向的
二.适应是自然选择的结果
3.达尔文的自然选择学说
适者生存——自然选择的结果
在遗传和变异过程中，产生有利变异的个体能够更好地适应环境，在激烈的生存斗争中就容易生存下来，并繁殖大量后代。而被淘汰的生物都是对环境不适应的。适者生存，不适者被淘汰的过程，就是自然选择
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。
二.适应是自然选择的结果
运用自然选择学说解释适应的形成
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
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
各种形态的碟
(包括枯叶形态)
非枯叶形态的碟被天敌捕获的几率大
枯叶形态的碟被天敌捕获的几率小
非枯叶形态碟逐代减少
枯叶形态碟逐代增加
二.适应是自然选择的结果
运用自然选择学说解释适应的形成
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。
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。
二.适应是自然选择的结果
3.达尔文的自然选择学说
(4)原因：
达尔文认为：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。
适应形成的必备条件
群体中出现有利的可遗传变异
内因
外因
环境的定向选择
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”的愿意也包含有更多的机会繁殖后代，不改也是可以的。
变异是不定向的，环境选择是定向的，进化也是定向的。
在前
在后
二.适应是自然选择的结果
3.达尔文的自然选择学说
(5)意义：
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
(6)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。
深入到基因水平
以种群为单位
现代生物进化理论
现代生物进化理论
恩格斯将达尔文的生物进化论誉为19世纪自然科学的三大发现之一。
恩格斯
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
拉马克：先选择，后变异
二.适应是自然选择的结果
达尔文：先变异，后选择
二.适应是自然选择的结果
分析生物进化观点对人们思想观念的影响
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“物种不变论”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、漫骂和讥讽。
3.马克思读了达尔文的《物种起源》后，再写给恩格斯的一封信中说：“虽然这本书用英文写得很粗略，但是他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？
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，作为换起同胞救国国强的警钟。这一做法在当时起到了什么作用？
激励国人奋发图强，使中华民族能够自立于世界民族之林。
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。
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？
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”

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