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第6章第2节
自然选择与适应的形成
顶级伪装高手 神一般的拟态章鱼
1. 章鱼这种拟态是对环境的一种_________，是__________的结果。
2.枯叶蝶的翅很像一片枯叶，这有什么适应意义？
这是拟态现象，更好地隐藏自己，是对环境的适应。
3.从进化的角度，怎样解释这种适应的形成？
出现翅似枯叶的变异，该变异为有利的可遗传变异，生存和留下后代的机会多，形成适应性特征。
4.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？
看似矛盾，其可能具有防御其他敌害的适应性特征，如翅上有类似猛禽的眼睛，用来警示其他天敌不要靠近。
适应
自然选择
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。
小肠的结构特点适于消化和吸收
毛细血管的结构适于物质交换
一、适应的普遍性和相对性
（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。
雷鸟在冬季来临前将羽毛换成白色的，有利于在白色皑皑的环境中保护自己
适应的普遍性
2.适应的特点
（1）普遍性：适应在自然界中是普遍存在的。
适应是不是绝对的、完全的适应？
思考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、蟾蜍等。
枯叶蝶不能完全免于天敌的捕食。
思考2.雷鸟的适应现象有没有局限性？
雷鸟(冬)，白色
雷鸟(春夏)，灰/褐色
降雪延迟的雷鸟
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。
步甲
猎蟒
胡蜂
（2）相对性：适应不是绝对的、完全的适应。
二、适应是自然选择的结果
拉马克（1774～1829）
（神创论的变种）
彻底否定物种不变论
用进废退：
获得性遗传：
器官使用越多越发达，不使用就退化。
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。
用拉马克的理论解释长颈鹿的适应性特征——长颈的形成
→
变成
长颈鹿
（环境改变）
（主观意愿）
（用进）
（获得性遗传）
用眼过度反而导致近视
举例反驳用进废退与获得性遗传
乔丹儿子并不擅长打篮球
意义：
不足：
否定了神创论和物种不变论
历史上第一个提出比较完整的进化学说
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，具有局限性
适应的来源是可遗传的变异，适应是自然选择的结果。
达尔文
1809.2.12-1882.4.19
达尔文的生物进化论两大学说
①共同由来学说
生物由原始的共同祖先进化来的。
②自然选择学说
生物进化的机制， 解释了适应的形成和物种形成的原因。
3. 达尔文的生物进化论—自然选择学说
【图解现象】回顾初中所学内容，用箭头与文字的形式图解达尔文自然选择学说解释长颈鹿长颈形成过程。
长颈鹿祖先群体有长颈、短颈
长颈个体容易取食高处食物生存繁殖下来
经长期繁殖，长颈个体越来越多，形成了新类型
环境变化
食物短缺
事实
推论
推论
【图解现象】回顾初中所学内容，用箭头与文字的形式图解达尔文自然选择学说解释长颈鹿长颈形成过程。
事实1：生物都有过度繁殖的倾向
事实3：资源是有限的
【模型构建】构建达尔文自然选择学说的解释模型
资料：鳕鱼的产卵量每年大约是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,不出6年,整个大西洋就会被鳕鱼塞满。按照这个理论计算，即使繁殖较慢的生物如长颈鹿(长颈鹿的孕期15个月）也可在不太长的时间内产生大量的后代。
长颈鹿祖先群体有长颈、短颈
长颈个体容易取食高处食物
经长期繁殖，长颈个体越来越多，形成了新类型
干旱
食物短缺
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
【模型构建】构建达尔文自然选择学说的解释模型
长颈鹿祖先群体有长颈、短颈
长颈个体容易取食高处食物
经长期繁殖，长颈个体越来越多，形成了新类型
干旱
食物短缺
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
【模型构建】构建达尔文自然选择学说的解释模型
长颈鹿祖先群体有长颈、短颈
长颈个体容易取食高处食物
经长期繁殖，长颈个体越来越多，形成了新类型
干旱
食物短缺
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：个体间普遍存在差异(变异)
问题1：长颈鹿祖先群体中有短颈也有长颈，说明同种个体间存在着什么？
差异（变异）
【模型构建】构建达尔文自然选择学说的解释模型
长颈鹿祖先群体有长颈、短颈
长颈个体容易取食高处食物
经长期繁殖，长颈个体越来越多，形成了新类型
干旱
食物短缺
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：个体间普遍存在差异(变异)
问题2：长颈个体容易取食高处食物，说明在食物短缺时，长颈的变异是有利变异还是有害变异？
有利变异
【模型构建】构建达尔文自然选择学说的解释模型
长颈鹿祖先群体有长颈、短颈
长颈个体容易取食高处食物
经长期繁殖，长颈个体越来越多，形成了新类型
干旱
食物短缺
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：个体间普遍存在差异(变异)
事实5：许多变异是可以遗传的
问题3：长颈鹿若干代的繁殖，长颈个体越来越多，说明这种变异属于什么类型的变异？
可遗传的有利变异
【模型构建】构建达尔文自然选择学说的解释模型
长颈鹿祖先群体有长颈、短颈
长颈个体容易取食高处食物
经长期繁殖，长颈个体越来越多，形成了新类型
干旱
食物短缺
基于事实 —— 进行推理 —— 得出结论
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：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
①过度繁殖
②生存斗争
③遗传和变异
④适者生存
推论3：有利变异逐代积累，生物不断进化出新类型
达尔文把适者生存，不适者被淘汰的过程叫做自然选择。
主要内容
过度繁殖
生存斗争
遗传和变异
适者生存
过度繁殖
不定向变异
生存斗争
适者生存
生物新类型
加剧
产生
定向选择
结果
遗传积累
拉马克：先选择，后变异
达尔文：先变异，后选择
达尔文与拉马克的观点最关键的区别是什么？
【思考·讨论】
比较拉马克进化理论和达尔文进化理论
遗传变异并不是在生存斗争的压力下才出现的
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 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
【内化提升：批判性思维】
有学者认为，个体即使产生可遗传有利变异，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”的原意也包含有更多的机会繁殖后代，不改也是可以
①群体中出现可遗传的有利变异
【归纳概述】 在以上分析的基础上，概括适应是如何形成的？
②一定的环境选择作用下，可遗传的有利变异赋予个体在 生存斗争中生存和繁殖优势
③逐代积累，可遗传有利变异最终成为显著性适应特征，进而出现新的生物类型
——适应的来源
——自然选择的结果
——自然选择的方向（定向）
适应形成的必要条件
群体中出现可遗传的有利变异（内因）
环境的定向选择（外因）
遗传的稳定性
环境不断变化
适应相对性的根本原因
不同的环境
自然选择
不同的适应
变异不定向
（变异可遗传）
不同的生物新类型
（生物的多样性）
原始生物
【深度应用】尝试用达尔文自然选择学说解释生物多样性的形成的？
积极意义
对生物的进化和适应的形成作出了合理的解释。
使生物学第一次摆脱了神学的束缚，走上了科学的轨道。
揭示了生物界的统一性是由于所有的生物都有共同祖先，而生物的多样性和适应性是进化的结果。
自然选择学说的局限性分析
1.达尔文的自然选择理论中环境直接选择的对象是个体的性状还是基因？
个体的性状
2.长颈鹿长颈的个体死亡后，长颈的基因是否随之消亡？进化是否为个体的进化？
经过繁殖后，长颈的个体死亡，长颈的基因并不会随之消亡。进化并不是个体的进化，而是以种群为基本单位进行进化。
3.达尔文的自然选择学说是否解释了长颈鹿的长颈性状如何产生，应该从什么层面进行解释？
自然选择学说没有解释长颈性状如何产生，应该从基因层面进行解释。
三、以自然选择学说为核心的现代生物进化理论
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。
现代生物进化理论
①以自然选择学说为核心；
②从个体（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。
自然选择学说的局限性分析
自然选择与适应的形成
适应的含义和特点
适应是自然
选择的结果
物种不变论
达尔文
自然选择学说
拉马克
进化学说
用进废退
过度繁殖
获得性遗传
遗传变异
生存斗争
适者生存
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。（ ）
√
X
√
(4)抗生素的滥用会使细菌产生抗药性的原因是：抗生素诱发细菌产生基因突变，使细菌中出现抗药性强的个体(　　)
X
2、下列关于拉马克进化学说的叙述，不正确的是(　　)
A．地球上的所有生物是由更古老的物种进化来的
B．生物的适应性特征的形成是由于用进废退和获得性遗传
C．器官废而不用，就会造成形态上的退化
D．“用进废退”获得的性状不可以遗传给后代
D
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？
工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。

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