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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
枯叶蝶的翅膀很像一片枯叶，这有什么适应意义？
新课导入
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。这也是自然界中常见的拟态现象，目的就是使自身不易被天敌发现。
讨论：1、枯叶蝶在停息时，它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。
自然界中的适应——枯叶蝶
新课导入
2、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？
其翅上类似猛禽眼睛的眼斑,能避免它遭到攻击，是它防御敌害的适应性特征。
基因或染色体改变
巨叶虫
兰花螳螂
竹节虫
兰花螳螂的拟态
青蛙的保护色
箭毒蛙的警戒色
适应是普遍存在的
基因或染色体改变
人的肠胃
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。
小肠内壁
（1）指生物的形态结构适合于完成一定的功能。
适应的含义
一、适应的含义
基因或染色体改变
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
一、适应的含义
基因或染色体改变
（1）普遍性：适应在自然界中是普遍存在的。
变色龙的保护色
某种蛇的警戒色
竹节虫的拟态
企鹅对寒冷环境的适应
例如：拟态、警戒色、保护色等均属于适应。
二、适应的特点
基因或染色体改变
二、适应的特点
（2）相对性：适应不是绝对的、完全的适应。
【思考·讨论】 分析适应的相对性
1.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、青蛙等。
枯叶蝶不能完全免于天敌的捕食。
步甲
猎蟒
胡蜂
二、适应的特点
2.雷鸟在冬季来临前将羽毛换成白色的，这有利于在白色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。
雷鸟(春夏)，灰/褐色
雷鸟(冬)，白色
降雪延迟的雷鸟
（2）相对性：适应不是绝对的、完全的适应。
【思考·讨论】 分析适应的相对性
二、适应的特点
3.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。
①适应性特征来自遗传，是对之前的环境适应的结果。
②遗传物质具有稳定性，它是不能随着环境条件的变化而迅速改变的，这就导致经过长期进化形成的适应一般晚于环境条件的变化。
③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）相对性：适应不是绝对的、完全的适应。
【思考·讨论】 分析适应的相对性
各种生物的适应特征是如何形成的呢？
基因或染色体改变
三、适应是自然选择的结果
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
基因或染色体改变
三、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。
基因或染色体改变
三、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。
用进废退：
器官使用越多越发达，不使用就退化。
鼹鼠——黑暗中的挖掘者
食蚁兽——舌头平均长度是60cm
1. 拉马克的进化学说
你能举例反驳吗？
基因或染色体改变
三、适应是自然选择的结果
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
眼睛也是退化的
后代
舌头也是细长的
你能举例反驳吗？
后代
不一定肌肉发达
1. 拉马克的进化学说
基因或染色体改变
对拉马克进化学说的审视：
问题二：海岛上的昆虫经常使用翅膀，那么它的翅膀会越来越大，或者偏大，这样能更好的利用风势飞行。
问题一：如果用进废退是真的，则成年食蚁兽长期伸舌头舔食白蚁将使其舌头长度随年龄增加而不断变长。
事实：食蚁兽舌头平均长度是60cm，成年后不会增加。
事实：海岛上大翅膀的昆虫很少，小翅膀的多。
三、适应是自然选择的结果
问题三：鼹鼠长期生活在地下，视觉派不上用场，眼睛就萎缩、退化。
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。
基因或染色体改变
三、适应是自然选择的结果
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。
（2）意义：
（3）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。
2. 拉马克的进化学说
是否有更合理来解释生物的适应性？
基因或染色体改变
三、适应是自然选择的结果
达尔文
（C.R. Darwin，1809—1882）
英国生物学家
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。终于在1859年出版了震动当时学术界的巨著《物种起源》。
3. 达尔文自然选择学说
基因或染色体改变
三、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：
许多变异是可能遗传的
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
（1）自然选择学说的解释模型
过度繁殖
生存斗争
遗传变异
适者生存
3. 达尔文自然选择学说
基因或染色体改变
三、适应是自然选择的结果
①过度繁殖：生物具有很强的繁殖能力，产生很多后代。
鱼群
例如：每条鲫鱼一年所产的卵中，大约有3000个可以受精并孵化成小鱼。一年后小鲫鱼成熟，再产生下一代。按照这个数目计算，经过三年，一对鲫鱼繁殖的后代数目可达67.5亿条。 　　
事实上，自然界里其他一些生物的繁殖能力远远超过鲫鱼。因此，若按理论上计算，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。
虫卵
基因或染色体改变
三、适应是自然选择的结果
②生存斗争
生物一方面过度繁殖，使数目剧增，另一方面，生存条件（食物、空间等）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。
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。
三、适应是自然选择的结果
③遗传和变异
生物的变异有的比亲代更适应环境，有的却不适应环境。
有利变异可以遗传给下一代
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
基因或染色体改变
三、适应是自然选择的结果
④适者生存：经过生存斗争，凡是生存下来的生物个体都是对环境适应的，而被淘汰的生物都是对环境不适应的。
在生存斗争中，适者生存，不适者被淘汰的过程，就是自然选择。
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。
基因或染色体改变
三、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。
基因或染色体改变
三、适应是自然选择的结果
尝试用达尔文的理论解释长颈鹿的适应性特征 —— 长脖子的形成
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
基因或染色体改变
三、适应是自然选择的结果
（2）自然选择学说主要观点
①适应的来源是可遗传的变异；②适应是自然选择的结果。
（3）自然选择学说主要内容
①过度繁殖——自然选择的条件；
②生存斗争——自然选择的手段，进化的动力；
③遗传变异——自然选择的基础，进化的内因；
④适者生存——自然选择的结果。
过度繁殖（条件）
生存斗争（动力）
适者生存（结果）
遗传变异（内因）
基因或染色体改变
三、适应是自然选择的结果
拉马克：先选择，后变异
达尔文：先变异，后选择
（4）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。
【思考·讨论】 达尔文与拉马克的观点最关键的区别是什么？
!!注意：变异是不定向的，自然选择是定向的
基因或染色体改变
三、适应是自然选择的结果
（5）自然选择学说的意义
①自然界的生物是在自然选择的作用下不断发展变化的，使生物学第一次摆脱了神学的束缚，走上了科学的轨道。
②揭示了生物界的统一性是由于所有生物都有共同祖先。
③科学地解释了生物的多样性和适应性是进化的结果。
达尔文生物进化论被誉为19世纪自然科学的三大发现之一。
基因或染色体改变
三、适应是自然选择的结果
（6）自然选择学说的局限性
①对生物进化的解释局限于个体（性状）水平。
②不能科学地解释遗传变异的本质。
（7）现代生物进化理论
①以自然选择学说为核心；
②从性状水平深入到基因水平，认识了遗传和变异的本质；③以生物个体为单位，发展到以种群为基本单位。
物种大爆发：
短时间就形成一个新物种
例如：二倍体
四倍体
秋水仙素
迁移应用
超级细菌，泛指那些对多种抗生素具有耐药性的细菌，尝试用达尔文的观点解释超级细菌产生的原因
拉马克：
（先环境变化）接触药物后，“为了”适应有药物的环境，病毒（后定向变异）“主动”产生的抗药性。后代获得了这一特点，其抗药性不断增强。
达尔文：
（先不定向变异）在没用该新药的时候，抗该新药的变异类型就已经存在，只是在没使用该药物前显示不出其生存优势；（后环境定向选择）当使用该新药后，药物的选择作用使这种变异类型的个体在生存斗争中被保留下来并繁殖后代，其抗药性不断增强。
变异在环境变化之前就已经产生,环境只是起选择作用,不能定向诱发基因突变。
三、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
习题检测
1、用达尔文进化学说的观点来判断下列叙述，其中正确的是（ ）
A.长颈鹿经常努力伸长颈和前肢去吃树上的叶子，因此颈和前肢都变得很长；
B.北极熊生活在冰天雪地的环境里，它们的身体产生了定向的白色变异；
C.野兔的保护色和鹰锐利的目光，是他们长期互相选择的结果；
D.在长期有毒农药的作用下，农田害虫产生了抗药性。
C
习题检测
2、农业生产中长期使用某种杀虫剂后，害虫的抗药性增强，杀虫效果下降，原因是( )
A．杀虫剂诱发了害虫抗药性基因的产生
B．杀虫剂对害虫具有选择作用，使抗药性害虫的数量增加
C．杀虫剂能诱导害虫分解药物的基因大量表达
D．抗药性强的害虫所产生的后代具有很强的抗药性
B
习题检测
3、1937年，某人把原产于丹麦和德国的白三叶草移到瑞典栽培，这里的气候比较寒冷，最初白三叶草的单位面积产量很低，但经过若干年以后，产量显著提高。人们对这一事实做出以下几点解释，其中不符合达尔文自然选择学说的是 （ ）
A.比较不耐寒的个体被自然淘汰
B.耐寒的个体得以生存并繁衍
C.三叶草在生活过程中逐渐适应了新环境
D.这是一个自然选择的过程
C
习题检测
4、下列叙述中，属于“获得性遗传”观点的是 （ ）
A.后天形成的性状可以遗传给后代
B.后代可以获得亲代全部的性状
C.后代可以得到亲代的遗传物质
D.生物所有性状的获得都是遗传的结果
A
三、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
习题检测
一、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。（ ）
√
×
√
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
习题检测
二、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
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。
习题检测
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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