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第六章 生物的进化
第2节 自然选择与适应性的形成
翅膀闭合时像一片枯叶
翅膀展开时色彩异常鲜艳
可以躲避天敌(拟态现象）
起到吸引伴侣的作用
这些特点有什么意义呢？
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。同枯叶蝶一样，所有的生物都具有适应环境的特征。
一、适应的普遍性和相对性
夏威夷食肉毛毛虫
叶滫
拟态章鱼
适应的两方面含义
一是指生物体的形态结构适合于完成一定的功能。
一、适应的普遍性和相对性
二是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。
人的小肠
小肠内壁
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；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。
一、适应的普遍性和相对性
这些生物对环境的一种适应——保护色、拟态
这些生物对环境的一种适应——警戒色
一、适应的普遍性和相对性
1.普遍性
适应的特点
一、适应的普遍性和相对性
适应是普遍存在的，所有的生物都具有适应环境的特征。
阅读课本P106，完成思考.讨论
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.枯叶蝶的天敌有哪些。枯叶蝶能完全免于天敌的捕食吗
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
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。
雷鸟
1.普遍性
2.相对性
适应的特点
一、适应的普遍性和相对性
适应是普遍存在的，所有的生物都具有适应环境的特征。
适应是针对一定的环境条件而言的，是一种暂时的现象。
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
问题探讨
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？
意大利 佛朗哥 费鲁奇
耶稣（公元前4——公元30）
圣母玛利亚
神创论：所有的物种都是上帝创造的，
物种不变论：自古以来既没有物种的绝灭，也没有新
的物种产生，不同物种之间没有亲缘关系
拉马克，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。
二、适应是自然选择的结果
拉马克 1774--1829
二、适应是自然选择的结果
拉马克（1774～1829）
（一）拉马克进化学说
1、主要内容
①地球上的所有生物都不是神造的，而是由更古老的生物进化来的。
②各种生物的适应性特征是在进化过程中逐渐形成的。
③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。
①用进废退：
器官使用越多越发达，不使用就退化。
拉马克认为：食蚁兽的舌头之所以细长，是长期舔食蚂蚁的结果。
（一）拉马克的进化学说
二、适应是自然选择的结果
②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。
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。
（一）拉马克的进化学说
二、适应是自然选择的结果
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。
提示：拉马克观点的核心（用进废退和获得性遗传）
你能举例反驳用进废退、获得性遗传的观点吗？
实际上,环境的变化如果未引起遗传物质的改变,就不会使生物产生可
遗传的变异。
Example：
人用眼过度，视力反而下降。
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。
主要内容
地球上的所有生物都不是神造的，而是由更古老的生物进化来的。
拉马克进化学说：
② 生物是由低等到高等逐渐进化的。
③各种生物的适应性特征是在进化过程中逐渐形成的。
④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。器官用的越多越发达。
（正确）
（错误）
（正确）
（正确）
拉马克进化学说：
（2）不足 :
拉马克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。
过于强调环境的变化直接导致物种的改变。
（3）历史进步意义 :
彻底否定了物种不变论。历史上第一个系统地提出了进化理论的学者
在当时具有一定的进步意义，肤浅的解释了适应的形成。
归纳总结：
项目 拉马克进化学说
进化原因
变异方向
适应性
进化方向
环境和动物的意愿（器官使用情况）可导致定向变异
因定向的变异都是适应环境的
生物自身决定的
外界环境的影响
拉马克进化学说：
二、适应是自然选择的结果：
查理·达尔文（1809－1882）是英国的博物学家，是最终建立进化论的人。
达尔文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。
达尔文的自然选择学说：
内容
过度繁殖
生存斗争
遗传变异
适者生存
达尔文自然选择学说的解释模型
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
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
过度繁殖
生存斗争
遗传变异
适者生存
１、过度繁殖----自然选择的基础　
各种生物都有很强的繁殖力，能产生很多的后代,这称作过度繁殖。
生物能大量繁殖，但事实上每种生物的后代能生存下来的却很少，这是什么原因呢？达尔文用生存斗争解释这种现象。
达尔文的自然选择学说：
小龙虾
（２）生存斗争的概念：生物个体之间的相互斗争，种与种之间， 以及生
物与无机自然条件之间的斗争的现象。
由于生存斗争导致生物大量死亡，结果只有少数生存下来，因此，生存斗争的理论解释了生物大量繁殖和少量生存的事实。
２、生存斗争----自然选择的手段、生物进化的动力
（１）为何会发生生存斗争？
①过度繁殖，使数目剧增 ②食物、空间等是有限的
生物体都具有遗传和变异的能力，生物的变异有的是有利于生存的,有的是不利于生存的。
变异是不定向的。
３、遗传和变异----生物进化的内因
经生存斗争，凡是生存下来的生物个体都是对环境能适应的，而被淘汰的生物都是对环境不适应的。
达尔文把适者生存，不适者被淘汰的过程叫做自然选择。
４、适者生存----自然选择的结果
注意：“变异在前，自然选择在后”
变异是不定向的，自然选择是定向的，它决定了进化是定向的，这个方向就是适应。
达尔文的自然选择学说：
基础
动力
遗传变异 内因
适者生存（结果）
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4：
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，形成新的适应特征的生物新类型
【思考讨论】用达尔文自然选择学说解释一下长颈鹿为什么脖子长？
　　达尔文认为长颈鹿的进化原因是：
长颈鹿产生的后代超过环境承受能力 （ ）
它们都要吃树叶而树叶不够吃 （ ）
它们有颈长和颈短的差异（ ）
颈长的能吃到树叶生存下来，颈短的却因吃不到树叶而最终饿死了（ ）
经过这样的一代一代的选择和淘汰和选择，最后选择出现代前肢和颈都很长的长颈鹿。
过度繁殖
生存斗争
遗传变异
适者生存
适应的形成：
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。
可遗传的有利变异（内因）
某些个体生存和繁殖优势
这样优势的个体越来越多，有利变异逐代积累
显著的适应性特征，新的生物类型
环境的
定向选择（外因）
适应形成的必要条件
---适应的来源
---自然选择的方向
---自然选择的结果
结论：
a) 生命现象的统一性是由于所有的生物都有共同的祖先，生物的多样化是进化的结果，生物界千差万别的种类之间有一定的内在联系
达尔文的自然选择学说：
b) 变异是不定向的，而自然选择是定向的，自然选择的结果是适应。
c) 过度繁殖是自然选择的基础，遗传变异是进化的内因。
d) 生存斗争是生物进化的动力，推动生物的进化，自然选择是通过生存斗争来实现的(外因)。
e) 生物进化的方向是由定向的自然选择决定的。
用达尔文的自然选择学说的四个要点填空：
自然选择的基础是：_____________
进化的内部因素是：_____________　　　　　　　　　　
进化的动力和自然选择的手段是：_____________
自然选择的结果是：_____________
过度繁殖
生存斗争
遗传和变异
适者生存
【小结】
变异是_________的，自然选择是_______的，定向的自然选择决定着生物进化的方向。
不定向
定向
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
积极意义：
1、解释生物进化的原因：变异、自然选择和遗传三者综合作用的结果。
2、科学的解释了生物多样性和适应性的产生。
达尔文的自然选择学说：
3、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。
4、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。
5、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。
6、被誉为19世纪自然科学的三大发现之一。
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）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
认识了遗传和变异的本质
以种群为单位
达尔文的自然选择学说：
形成以自然选择学说为核心的现代生物进化理论
（3）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：
用农药消灭害虫，开始时，效果显著，但过一段时间后，药效明显下降，其主要原因是农药使这些害虫产生了抗药性吗？
不是！主要是害虫本来就存在抗药性变异的个体，农药杀死的是不具抗药性的个体，具有抗药性的个体保留了下来，并把抗药性遗传给了后代。农药对害虫的抗药性变异起了定向选择作用，抗药性变异经过遗传逐代积累，最后就形成了具有抗药性的新品种，农药对其就不起作用。
项目 自然选择学说 拉马克进化学说
区 别 变异
适应环境
进化方向
联系
自然选择学说与拉马克进化学说的比较
变异是不定向的，本来就有；环境和生物都不决定变异的方向
变异是定向的，环境和生物意愿可决定变异的方向
适者生存，不适者被淘汰
环境和生物意愿决定的变异都适应环境
自然选择决定
生物自身决定
认为生物不是神造的，而是由更古老的生物进化来的，即简单→复杂、低等→高等，且都是“渐变”的结果
达尔文自然选择学说各内容之间的关系可用下图解表示，则图解中①～④内容依次为( )
A、生存斗争、遗传变异、
适者生存、过度繁殖
B、遗传变异、适者生存、
过度繁殖、生存斗争
C、遗传变异、生存斗争、
过度繁殖、适者生存
D、过度繁殖、遗传变异、
生存斗争、适者生存
D
如图表示长期使用一种农药后，害虫种群密度的变化情况，分析回答下列问题：
(1)a点使用农药之前，害虫种群中存在
很多种变异类型，原因是什么？
提示：这是因为变异是不定向的。
(2)使用农药后，大量害虫被杀死，
但是还有部分存活，这是为什么？
这是生存斗争的结果，使用农药后，抗药性弱的变异个体在生存斗争中被淘汰，而抗药性强的变异个体在生存斗争中生存下来。
习题巩固
如图表示长期使用一种农药后，害虫种群密度的变化情况，分析回答下列问题：
习题巩固
(3)分析bc段曲线上升的原因是什么？
使用农药后，抗药性弱的害虫被杀死，抗药性强的害虫存活下来，这样经过农药的长期选择，使得害虫抗药性逐渐加强。
(4)该过程中，农药诱发了害虫基因突变还是对害虫的变异进行了选择？
农药对害虫的抗药性变异进行定向选择，使害虫的抗药性个体逐渐增加。

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