(共48张PPT)
第2节 自然选择与适应的形成
2019版高中生物
同步学案
目标素养
1.基于适应两方面的含义理解适应的概念及特点
2.理解用自然选择学说解释生物的适应性和多样性形成的原因;说出达尔文自然选择学说的进步意义和局限性
3.基于可遗传变异,以及变异可能带来的生存与繁殖优势等方面的实例,解释生物的适应是自然选择的结果
知识概览
一、适应的普遍性和相对性
1.适应的含义
(1)生物的形态结构适合于完成一定的 功能 。
(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 。
2.适应的特性
适应具有 普遍性 和 相对性 。
二、适应是自然选择的结果
1.拉马克进化学说
(1)生物的来源:地球上的所有生物都是由 更古老的生物 进化来的,各种生物的 适应性特征 是在进化过程中逐渐形成的。
(2)适应形成的原因: 用进废退 和 获得性遗传 。
(3)意义:彻底否定了 物种不变 论。
(4)局限性:对 适应形成 的解释是肤浅的,未被人们普遍接受。
2.达尔文的自然选择学说
(1)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。
(2)自然选择学说的解释模型。
达尔文认为进化的动力是什么
提示:生存斗争。
(3)适应的形成。
①形成过程: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。
②必要条件:群体中出现 可遗传 的有利变异和环境的
定向 选择。
(4)意义。
①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。
(5)局限性: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和变异的本质。
3.达尔文以后生物进化理论的发展
(1)关于遗传和变异的研究,已经从性状水平深入到 基因 水平,人们逐渐认识到了 遗传和变异 的本质。
(2)关于适应以及物种的形成等问题的研究,已经从以生物个体为单位,发展到以 种群 为基本单位。
(3)形成了以 自然选择 为核心的现代生物进化理论。
一 适应的普遍性和相对性
重难归纳
在降雪晚而少的冬季,雷鸟的羽毛换成白色反而易被捕食者发现,这种现象在生物学上称为什么 其根本原因是什么
提示:适应的相对性。遗传的稳定性与环境不断变化之间的矛盾。
典例剖析
适应的相对性的形成与下列哪项的关系最密切 ( )
A.环境条件的不断变化 B.变异是不定向的
C.自然选择是定向的 D.环境条件是稳定的
答案:A
解析:适应的相对性的形成既有内因也有外因,其外因主要是环境条件的不断变化。
学以致用
刺猬背部布满硬刺,遇敌害时,身体蜷缩成团,使硬刺竖起,以保护自己,但有时却被狐狸抛向空中,待其落地伸展躯体时便被吃掉。这个例子说明了什么 造成该现象的原因是什么 ( )
A.适应的普遍性,自然选择是定向的
B.适应的相对性,环境条件的不断变化
C.适应的多样性,变异是不定向的
D.自然选择的定向性,现存生物对环境的适应是绝对的
答案:B
解析:刺猬背部布满硬刺,遇敌害时,身体蜷缩成团,使硬刺竖起,以保护自己,但有时却被狐狸抛向空中,待其落地伸展躯体时便被吃掉,这说明了适应的相对性,造成该现象的原因是环境条件的不断变化。
二 适应是自然选择的结果
重难归纳
1.对拉马克进化学说的理解
(1)用进废退:动物的器官,如果持续地使用,就会逐渐增强,并且发达起来;相反,如不经常使用,就会逐渐衰退,最后导致器官的退化或消失。
(2)获得性遗传:因用进废退而获得的性状可以通过生殖遗传给后代。
(3)意义。
①是历史上提出的第一个比较完善的进化学说。
②否定了物种不变论,奠定了科学生物进化论的基础。
(4)不足。
①缺乏事实依据,大都来自主观推测,说服力不强。
②过于强调环境的变化直接导致物种的改变。
2.达尔文自然选择学说的内容
(1)过度繁殖:自然选择的基础。
(2)生存斗争:进化的动力和自然选择的手段。
(3)遗传变异:生物进化的内因。
①变异是不定向的,包括有利变异和不利变异。
②遗传的作用:有利于微小有利变异的积累。
(4)适者生存:自然选择的结果。
①生物产生的不定向变异,由自然选择决定其保存或淘汰。
②自然选择只选择与环境相适应的变异类型,通过多次选择,生物微小的变异得到积累。
(5)自然选择学说主要内容之间的关系图解。
3.达尔文自然选择学说的历史贡献和局限性
(1)历史贡献。
①合理解释了生物进化的原因——变异、自然选择和遗传三者的综合作用。
②揭示了生物界统一性的原因——所有的生物都有共同祖先。
③科学解释了生物的多样性和适应性——长期自然选择的结果。
(2)局限性。
①由于受当时科学发展水平的限制,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和变异的本质。
②对生物进化的解释也局限于个体水平,未立足于群体(种群)水平。
4.生物进化理论的发展
(1)关于遗传和变异的研究,已经从性状水平深入到基因水平,人们逐渐认识到了遗传和变异的本质。
(2)关于适应以及物种的形成等问题的研究,已经从以生物个体为单位,发展到以种群为基本单位,形成了以自然选择为核心的现代生物进化理论。
(1)环境因素的作用会提高突变的频率,但任何情况下变异都是不定向的,所以环境不能起到定向诱导变异的作用,它的作用是对不定向的变异进行定向选择。
(2)在运用达尔文自然选择学说分析问题时,要注意“变异在前,选择在后”的思路。
下图表示达尔文对现代长颈鹿进化形成过程的解释,据图回答下列问题。
(1)长颈鹿祖先的颈和前肢的长短有差异吗 由此说明什么问题 在旱季缺乏青草的时期,颈和前肢长短不同的个体生存机会相等吗 由此说明什么问题
提示:有差异,说明变异是不定向的。生存机会不相等,颈和前肢长的个体,在生存斗争中容易得到食物,从而得以生存并繁殖。食物在决定长颈鹿变异个体的生存和淘汰过程中,起到了选择作用。
(2)请分别利用拉马克和达尔文的进化观点,解释长颈鹿颈长的原因。
提示:用拉马克的观点解释:长颈鹿在旱季缺乏青草的时期会利用它的长颈去吃高处的树叶,这样长期“使用”它的颈,久而久之,颈就更长了(用进废退),然后遗传给了下一代(获得性遗传)。
用达尔文的观点解释:在缺乏青草的干旱时期,那些颈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,所以颈短的长颈鹿逐渐被淘汰,颈长的长颈鹿则延续下来。
典例剖析
下列关于达尔文自然选择学说的叙述,错误的是( )
A.各种变异都是自然选择的原材料
B.有利变异更容易被保存下来
C.微小的有利变异可以累积成显著变异
D.自然选择是进化的一个重要动力和机制
答案:A
解析:生物的变异包括可遗传变异和不可遗传变异,其中只有可遗传变异能够为生物进化提供原材料,A项错误。出现有利变异的个体容易在生存斗争中获胜,并将这些变异遗传下去,B项正确。微小的有利变异可以通过遗传得到积累,C项正确。自然选择是进化的一个重要动力和机制,D项正确。
(1)自然选择(定向选择)的对象。
①直接对象是生物的性状。
②间接对象是相关的基因型。
③根本对象是与性状相对应的基因。
(2)自然选择的因素:外界环境(环境不是诱变因素,而是选择因素),包括无机环境和生物环境。
(3)自然选择的手段:生存斗争(包括生物与环境、生物与生物之间的斗争)。
(4)进化的内因:遗传和变异。
①生物的变异是不定向的,其中变异可分为有利变异和不利变异。
②遗传的作用:使生物微小的有利变异得以积累加强,从而形成适应特定环境的生物新类型。
(5)选择的结果:适者生存,不适者被淘汰。通常,外界环境条件变化越剧烈,选择越频繁,生物进化速度就越快。
学以致用
1.下列说法符合拉马克的进化学说观点的是( )
①比目鱼的双眼并列于向光的一面,是长期卧伏于海底的缘故 ②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 ③细菌抗药性的不断增强是抗生素对细菌的抗药性变异定向选择并逐渐积累的结果
A.①②③ B.①②
C.②③ D.①③
答案:B
解析:拉马克关于生物进化原因的两个核心理论是用进废退和获得性遗传,即动物的器官越用越发达,器官废而不用,就会造成形态上的退化;拉马克认为这些因为用进废退而获得的性状可以遗传给后代。①②均为“用进”的说法,③符合达尔文自然选择学说的观点。
2.对达尔文自然选择学说的正确理解是( )
①环境改变使生物产生适应性的变异 ②可遗传的有利变异是生物进化的基础 ③变异是不定向的 ④变异是定向的 ⑤有利变异通过逐代积累形成显著的适应性特征,进而出现新的生物类型
A.②④⑤ B.②③⑤
C.①②④ D.①③⑤
答案:B
解析:达尔文认为可遗传的有利变异和环境的定向选择是适应形成的必要条件。影响生物变异的因素是多种多样的,变异是不定向的。
1.冬季,森林里的雪兔换上了白毛,可以适应降雪后的环境,但是,若降雪延迟,一身白毛的雪兔反而容易被捕食者发现。这种现象在生物学上称( )
A.保护色 B.适应性
C.生存斗争 D.适应的相对性
答案:D
2.下列哪项不属于拉马克的进化观点 ( )
A.用进废退
B.获得性遗传
C.环境改变引起生物变异
D.适应的来源是可遗传的变异
答案:D
解析:用进废退、获得性遗传、环境改变引起生物变异都属于拉马克的进化观点;适应的来源是可遗传的变异,是达尔文自然选择学说的内容。
3.曾经有人把原产丹麦和德国的白三叶草移植到气候比较寒冷的瑞典。最初白三叶草茎叶的单位面积产量很低,但经过若干年后,产量显著提高。人们对这一事实作出以下几点解释,其中不符合达尔文学说的是( )
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.白三叶草在生长过程中逐渐适应了新的环境
D.这是一个自然选择的过程
答案:C
解析:根据达尔文自然选择学说,适应是自然选择的结果。白三叶草中本身存在耐寒的变异,环境(寒冷的气候)对不同的变异进行了选择,使耐寒的变异在后代中得以积累和加强,不耐寒的个体在生存斗争中被淘汰。
4.18世纪在某山谷发现趾间有蹼和无蹼的两种老鼠,1900年由于筑坝,此山谷成为沼泽。现在人们发现,此地的绝大多数老鼠有蹼,偶尔才能找到一只没有蹼的老鼠。下列四种解释正确的是( )
A.山谷环境的改变,使无蹼向有蹼方向变异
B.有蹼鼠对沼泽环境适应性强,成活率高
C.老鼠的有蹼性状主要由环境控制
D.蹼有利于在沼泽中活动,使无蹼鼠长出了蹼
答案:B
解析:有蹼性状是由遗传物质控制的,它们的出现是基因突变的结果,而不是由环境决定的;性状是被保留还是被淘汰是由环境决定的,适应环境的将被保留下来。
5.肺鱼在夏季如遇池塘干涸,常藏身于泥中进行夏眠,直到雨季来临时才“苏醒”。下列各项均是对这一现象的解释,其中错误的是( )
A.这是对环境的一种适应
B.这是长期自然选择的结果
C.环境迫使肺鱼产生这种变异
D.这是肺鱼与环境长期斗争的结果
答案:C
解析:肺鱼能进行夏眠而度过干旱的季节,是长期自然选择的结果。环境只对生物变异起选择作用,而不能使生物产生变异。
6.用达尔文的自然选择学说分析并解释斑马的进化过程。
(1)斑马群中存在着不同体色的个体,说明生物具有 的特性,这种特性一般是 的。 是生物进化的内在因素。
(2)随着环境的不断改变,体色为黑白相间的斑马因与环境相适应,不易被天敌发现而得以生存、繁衍。这样,环境对斑马起了 作用, 会赋予某些个体生存和繁殖的优势,经过代代繁殖, 通过逐代积累而成为显著的 ,进而出现 。
(3)上述过程表明,适应形成的必要条件是_____________和 。
答案:(1)变异 不定向 遗传变异
(2)选择 可遗传的有利变异 有利变异 适应性特征 新的生物类型
(3)可遗传的有利变异 环境的定向选择新人教必修2课后习题
6.2 自然选择与适应的形成
一、选择题
1.夏天时鹦鹉褪落一地绒毛,鹦鹉换毛说明( )
A.形态结构适应生理功能
B.生活习性适应生活环境
C.生理功能适应生活环境
D.生活环境适应生理功能
答案:B
解析:夏天到了鹦鹉褪落一地绒毛,以适应温度较高的环境,这一现象说明鹦鹉的生活习性适应其生活环境。
2.下列有关适应的普遍性与相对性的实例,对应错误的是( )
A.普遍性:生活在海藻丛中的一种鱼,当其遇到迫害时,身体倒立不动,像一株植物
B.普遍性:未下雪的冬季,雷鸟换为白色羽毛
C.普遍性:具有保护色的动物不容易被天敌发现
D.相对性:毒蛾的幼虫,多数具有鲜艳的色彩和花纹,如果被鸟类吞食,会刺伤鸟类的口腔黏膜
答案:B
解析:雷鸟将羽毛换为白色,是为适应下雪的冬季,若冬季未下雪,则雷鸟更易被天敌发现,体现了适应的相对性。
3.拉马克认为生物不断进化的主要原因是( )
A.不定向变异和定向的自然选择
B.基因突变和染色体变异
C.用进废退和获得性遗传
D.器官的反复使用
答案:C
解析:拉马克认为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,器官用得越多就越发达,不用就退化,并且这种因用进废退而获得的性状可以遗传给后代。
4.雄鹿往往用鹿角作为争夺配偶的武器。按照达尔文的观点,现代的雄鹿鹿角发达是( )
A.代代经常使用的结果
B.变异朝着有利于生殖的方向发展的结果
C.繁衍后代的需要
D.自然选择的结果
答案:D
解析:雄鹿的祖先中存在不同的变异,有的雄鹿鹿角发达,有的不够发达。具有发达鹿角的雄鹿得以夺得配偶进而繁衍后代,而鹿角不够发达的雄鹿不能获得配偶,也就没有机会繁衍后代。这样一代一代地选择进化,就形成了现在有发达鹿角的雄鹿,这是自然选择的结果。
5.拉马克进化学说的进步意义体现在( )
A.科学地解释了生物进化的原因
B.提出了“用进废退”和“获得性遗传”的理论
C.最先提出了比较完整的进化学说
D.使生物学第一次摆脱了神学的束缚,走上了科学的道路
答案:C
解析:拉马克否定了物种不变论,进步之处是最先提出了比较完整的进化学说。
6.下列有关进化的说法,错误的是( )
A.自然选择所保留的变异,对人类都是有利的
B.在生存斗争中,具有有利变异的个体生存下来
C.适应是自然选择的结果
D.有利变异会赋予某些个体生存和繁殖的优势,并通过遗传逐渐积累
答案:A
解析:自然选择的结果是适者生存,保留下来的都是适应环境的个体,对人类不一定有利。
7.下图中理论值与实际生存个体数差别很大,可用来解释此种现象的是达尔文进化理论中的( )
A.过度繁殖 B.生存斗争
C.遗传变异 D.适者生存
答案:B
解析:生物具有过度繁殖能力,但由于生存斗争,理论值与实际生存个体数差别很大。
8.对达尔文自然选择学说的正确评价是( )
A.它不能正确解释生物界的多样性和适应性
B.它能正确解释遗传和变异的本质
C.它能正确解释生物界的多样性和适应性,但没有阐明遗传和变异的本质
D.它能解释自然选择的作用,但不能阐明生物界的多样性
答案:C
解析:达尔文自然选择学说能正确解释生物界的多样性和适应性,由于受当时科学发展水平的限制,还不能科学地解释遗传和变异的本质。
二、非选择题
9.下图表示达尔文对现代长颈鹿形成过程的解释,据图回答下列问题。
(1)长颈鹿祖先种群过度繁殖的含义是 。长颈鹿的颈和前肢的长短各异,这表明生物的变异是 。
(2)在缺乏青草的时期,有的个体能吃到高处的食物而活下来,有的个体因得不到食物而死亡,这个过程叫作 ,它是通过生存斗争实现的。生存斗争是指 。
(3)适应有两方面的含义:一是指 ,二是指 。适应是 的结果。
答案:(1)后代数目超过环境的承受能力 不定向的
(2)自然选择 生物与生物之间以及生物与无机环境之间的斗争
(3)生物的形态结构适合于完成一定的功能 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 自然选择
10.果蝇的自然群体中,第 Ⅱ 号染色体的变异很多。下表表示果蝇的3种第 Ⅱ 号染色体的突变类型(A、B、C)在不同温度下的存活能力与标准型果蝇的比较(假设标准型为100)。试分析并回答下列问题。
第Ⅱ号染色体的各种类型 存活能力
25.5 ℃ 21 ℃ 16.5 ℃
标准型 100 100 100
A 99 98 100
B 95 89 87
C 92 109 109
(1)从上表中可以看到,在不同温度下,第Ⅱ号染色体的同一变异类型的存活能力 (填“相同”或“不同”)。
(2)在25.5 ℃时, 的存活能力最好。在21 ℃时, 的存活能力最好。在16.5 ℃时, 的存活能力最好。
(3)由此可得出结论:突变的有利与否,是由其 决定的。
答案:(1)不同 (2)标准型 C C (3)所处的环境
等级考素养提升
一、选择题
1.枯叶蝶腹面的色泽和形状极似枯叶,这是枯叶蝶的祖先( )
A.突变后经人工选择的结果
B.人工选择后再突变的结果
C.突变后经自然选择的结果
D.自然选择后再突变的结果
答案:C
解析:蝶类的祖先由于突变而产生了大量的变异类型,其中颜色和性状类似枯叶的蝶类不易被天敌发现而生存下来,经过长期的自然选择就形成现在的枯叶蝶。
2.下列实例中,不能用拉马克的进化学说解释的是( )
A.鼹鼠长期生活在地下,所以视力微弱
B.人类的盲肠没有家兔的发达,这是长期吃熟食的结果
C.由于草少改吃树叶,经常伸长脖子,鹿逐渐变成长颈鹿
D.由于烟煤染黑了树木,曼彻斯特地区的浅色桦尺蛾逐渐被深色桦尺蛾所代替
答案:D
解析:拉马克的生物进化理论包括两个方面的内容,即用进废退和获得性遗传。当生物长期连续使用某一器官时,该器官就会得到发展,反之就会退化,这便是用进废退;而这种发展是可以遗传的,即获得性遗传。D项内容符合达尔文自然选择学说。
3.(不定项选择题)甲、乙、丙三种萤火虫对环境条件的适应能力不尽相同,它们分布区域的温度和湿度的范围如右图所示。据图分析,下列叙述合理的是( )
A.乙能适应的环境温度范围比甲窄
B.丙能适应的环境湿度范围比甲广
C.甲能适应的环境温度范围比丙窄
D.这三种萤火虫不可能同时分布于温度、湿度范围很窄的同一栖息地中
答案:CD
解析:仅考虑温度时,乙能适应的环境温度范围最广,丙其次,甲最窄;仅考虑湿度时,甲能适应的环境湿度范围最广,丙其次,乙最窄;由于三曲线没有共同的部分,所以三者不可能同时分布于温度、湿度范围很窄的同一栖息地中。
4.在某小岛上有一种啄木鸟,其喙长分布如图甲,而其唯一的食物是生活在树干中的一种虫,这种虫在树干中不同深度的数量如图乙。下列关于子一代啄木鸟鸟喙的可能长度的说法,合理的是( )
甲 乙
A.都比父母的长,因为鸟需要适应它们的环境
B.都比父母的长,因为较长的鸟喙是生存所必需的
C.不一定比父母的长,仅一代的时间还不足以进化出较长的鸟喙
D.不一定比父母的长,因为虫在树干中的深度并不是都很深
答案:C
解析:由自然选择学说可知,生物的进化是漫长的过程,因此仅一代时间之后的性状是无法判断的,因此,子一代啄木鸟鸟喙的长度不一定比父母的长。
二、非选择题
5.用达尔文的自然选择学说解释狼的凶狠、善跑、狡猾、贪婪的进化过程。
(1)狼的种群中存在着不同个体,如跑得慢一些的,跑得快一些的,狡猾机灵些的,行动呆板迟钝些的,这些性状说明变异是 的。
(2)随着环境的变化,食物的稀少,凶狠、善跑、狡猾、贪婪的个体容易得到食物,能够生存和繁殖,这样,环境和食物对狼起了 作用,而这种作用是 的。
(3)狼的凶狠、善跑、狡猾、贪婪等特点增强,是通过狼与种内、种间以及环境条件的 来实现的,因而它能适应环境,这就是 。
答案:(1)不定向 (2)选择 定向 (3)生存斗争 适者生存
6.水蚤是一种水生小动物。某兴趣小组的同学用等量的水蚤分别做了如图所示的A、B两组实验:水温的改变是实验的唯一变量,其他条件均相同;水蚤在不同温度的水中所处的时间均为12 h。实验过程和实验现象如下图所示。据图回答下列问题。
(1)实验结果表明,多数水蚤生活的最适温度约为 ℃。
(2)有些水蚤能在20 ℃环境中生活,有些水蚤能在28 ℃环境中生活,这表明水蚤个体之间存在着 ,从而体现了生物的变异一般是 的。温度的改变对水蚤起了 作用,而这种作用是 的。
(3)在20 ℃环境中生活的水蚤移到28 ℃环境中会死亡,同时,在28 ℃环境中生活的水蚤移到20 ℃环境中也会死亡。这说明当环境条件发生变化时,如果生物缺少 ,就会被环境所淘汰。
答案:(1)25 (2)各种变异类型 不定向 选择 定向
(3)适应新环境的变异
解析:(1)从A、B两组实验可以看出,多数水蚤生活的最适温度约为25 ℃。(2)生物在繁衍后代的过程中会产生变异,这些变异是随机的、不定向的,如有些水蚤能在20 ℃ 环境中生活,有些水蚤能在28 ℃环境中生活;但是温度的选择作用却是定向的,适应某个温度的变异个体能生存,不适应某个温度的变异个体被淘汰。(3)生物只有适应环境才能够生存,当环境发生改变时,如果生物没有适应新环境的变异,就会被淘汰。
