高中生物人教版（2019）必修2 6.2自然选择与适应的形成（共40张ppt）

(共40张PPT)
第六章
生物的进化
第2节 自然选择与适应的形成
问题探讨
同一环境中不乏翅色鲜艳的蝴蝶，这与上面的解释有矛盾吗？如果有，又怎样解释？
枯叶蝶在停息时，翅膀很像一片枯叶，这有什么适应意义？
这是拟态现象，使枯叶蝶更好的隐藏自己，不易被天敌发现，更有效地繁衍后代，这是枯叶蝶对环境的一种适应。
从进化的角度，怎样解释这种适应的形成？
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，如翅上有类似猛禽眼睛的眼斑，用来警示天敌不要靠近。
枯叶蝶和翅膀艳丽的蝴蝶
竹节虫
圆掌舟蛾
蝗 虫
蜘 蛛
一、适应的普遍性和相对性
所有的生物都具有适应环境的特征。
仙人掌
叶子退化，减少水分蒸腾
根系发达，伸展到更远地方吸水
老虎
牙齿锋利，利于捕食
北极熊
北极熊厚厚的脂肪层，可以起到保温作用，适应寒冷的北极环境；
无论是保护色、警戒色还是拟态，这些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，是生物适应环境的方式之一。
适应性的形态结构
适应性的功能
适应于生物在一定的环境中生存和繁殖
适应具有普遍性
一、适应的普遍性和相对性
兰花螳螂的拟态
青蛙的保护色
箭毒蛙的警戒色
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。这种适应现象有局限性吗？
枯叶蝶不能完全免于天敌的捕食。枯叶蝶的天敌有捕食性的鸟类、步甲、土蜂、胡蜂、青蛙、蟾蜍等。这说明适应不是绝对的、完全的适应。
上述实例说明适应是普遍存在的，那这些适应是绝对的、完全的适应吗？比如枯叶蝶对环境的适应能让它完全免于天敌的捕食吗？
这种适应现象是有局限性的，比如，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。
以上事实说明了生物的适应性具有相对性。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。
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。
一、适应的普遍性和相对性
讨论：
练习
1、适应相对性的根本原因
A．自然选择是定向的
B．环境条件的不断变化
C．变异是不定向的
D．现存生物对环境的适应是绝对的
B
二、适应是自然选择的结果
各种生物的适应性特征是如何形成的呢？（教材P107）
耶稣
（公元前4——公元30）
①神创论：所有物种都是上帝创造的。
②物种不变论：自古以来既没有物种的灭绝，也没有新的物种的产生，不同的物种之间也没有亲缘关系。
二、适应是自然选择的结果
拉马克
1744-1829
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，历史上第一个提出比较完整的进化学说，是进化论的倡导者和先驱。
当今所有的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并不是自古以来都是如此的，而是在进化过程中逐渐形成的(教材P107)
适应的形成都是由于“用进废退” 和“获得性遗传”
二、适应是自然选择的结果
用进（越用越发达）
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。
事实：食蚁兽舌头平均长度是60cm，成年后不会增长。
食蚁兽
拉马克的进化学说
二、适应是自然选择的结果
拉马克的进化学说
废退（不用就会造成形态上的退化）
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。
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。
鼹鼠
拉马克是历史上第一个系统提出比较完整进化理论的学者，这一理论否定了神创论和物种不变论，使人们认识到物种是可变的，而且是由低等向高等不断进化的，这对于进化论的发展乃至整个生物科学的发展都起到了重要作用。
拉马克的进化学说有什么进步意义？
拉马克的进化学说有哪些局限性？你能举例反驳用进废退、获得性遗传的观点吗？
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，实际上环境的变化如果未引起遗传物质的改变，就不会使生物发生可遗传的变异。
年轻时的斯瓦辛格和他的儿子
二、适应是自然选择的结果
2、下列关于拉马克进化学说的叙述，不正确的是
A. 拉马克认为，地球上的所有生物是由更古老的生物进化来的
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
3、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
D
C
练习
4、仔细分析下列现象，除哪项外都符合拉马克的进化学说
A．啄木鸟的长喙是长期啄食树内昆虫、反复伸长的结果
B．在暗洞中生活的鼹鼠，因长期不用眼睛而逐渐失去视觉
C．蛇的四肢由于长期不用而退化，因而获得匍匐行进的习性
D．适者生存，不适者被淘汰
D
练习
达尔文
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。终于在1859年出版了震动当时学术界的巨著《物种起源》。
达尔文的自然选择学说
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(适者生存)
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
二、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。
荚迷
鱼群
　　例如：鲫鱼，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。
二、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。
二、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。
许多变异的可以遗传的
有利变异遗传给下一代可能性更大
　　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
二、适应是自然选择的结果
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。
（4）适者生存
　　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
达尔文把适者生存，不适者被淘汰的过程叫做自然选择。
自然选择学说的主要内容
（1）过度繁殖：自然选择的基础
（2）生存斗争：自然选择的手段、动力
（3）遗传和变异：生物进化的内因
（4）适者生存：自然选择的结果
变异在前，自然选择在后
环境不能起到诱导变异的作用，它只是对不定向的变异进行定向选择。
二、适应是自然选择的结果
遗传变异
（内因）
过度繁殖（基础）
生存斗争（动力）
适者生存
（结果）
1、选择的对象：
（表面上）对一个个不同个体的选择；
（实质上）对个体所包含的变异进行选择（有利变异）。
2、选择的因素：
外界环境（包括无机环境和生物环境）
3、选择的手段：
生存斗争（生物的过度繁殖与有限的生活条件之间的矛盾）
4、选择的结果：
适者生存，不适者被淘汰
自然选择学说在生物进化中的作用
二、适应是自然选择的结果
二、适应是自然选择的结果
长颈鹿的适应性特征示意图
长颈鹿主要以树叶为食，而在漫长的干早季节，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？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么变化？
基于以上分析，请你用自己的话概括长颈鹿“长颈” 的这一适应性特征是如何形成的。
这样的个体更容易得到食物而生存下来，产生后代的概率更大。经过若干代的繁殖，群体中颈长的个体所占的比例会逐渐增加。
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。
讨论：
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。
解释病毒抗药性产生的原因
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。
二、适应是自然选择的结果
项目 拉马克的进化学说 达尔文的自然选择学说
中心思想
区别 进化原因
变异方向
适应性
进化方向
联系
拉马克与达尔文进化学说的比较
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
过度繁殖、生存斗争、遗传变异、适者生存
外界环境的影响是生物进化的主要原因
遗传和变异是生物进化的内因，环境条件改变是生物进化的外因
变异是定向的，环境和器官使用情况决定变异的方向
变异是生物本来就有的，是不定向的
变异都是适应环境的
有些变异适应环境，适者生存；
有些变异不适应环境，不适者淘汰
由生物自身决定
由自然选择决定
都认为生物是由简单到复杂，由低等到高等逐渐进化的
5、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
练习
B
练习
6、阳光中的紫外线促进人体合成维生素D，维生素D不足会影响婴幼儿发育，降低免疫力；过度的紫外线照射会导致皮肤癌变、叶酸降解（叶酸缺乏使生殖能力下降）。紫外线照射引起皮肤黑色素增多，
黑色素对紫外线有阻挡作用。下列叙述错误的是
A．紫外线强的赤道地区，深肤色人群比浅肤色人群生存、生殖能力更强
B．紫外线弱的高纬度地区，浅肤色人群比深肤色人群有更好的适应性
C．人类肤色出现差异是长期进化过程中环境因素定向选择的结果
D．赤道地区肤色浅的人群容易出现维生素D缺乏，使其适应性降低
D
7、若某一种群中某种可遗传的变异性状出现的频率增加，这很可能是
A.该性状对环境有很强的适应性
B.该种群的全体成员都是该性状的纯合子
C.该变异性状是由环境条件引起的
D.控制该性状的基因是隐性的
A
练习
B.生物产生后代的数量往往超过生活环境所能承受的数量而引起生存斗争
C.颈和前肢长些的长颈鹿，在生存斗争中容易得到食物而生存并繁殖后代
D.自然选择是定向的，使适应环境的长颈鹿个体朝着符合人类需要的方向发展
8、下图是以长颈鹿的进化为
例说明达尔文的自然选择学
说。以下说法不正确的是
A.长颈鹿个体之间许多性状存在差异，如颈和前肢的长短不同
D
练习
9、青霉素是一种抗菌素，几十年来，由于反复使用致使某些细菌对青霉素的抗药性越来越强。
(1)青霉素使用之前，细菌对青霉素的抗药性存在着______；患者使用青霉素后，体内绝大多数细菌被杀死(这是___________)，极少数抗药性强的细菌活了下来并繁殖后代(这是__________)。青霉素的使用对细菌起了_____作用，这种作用是通过细菌与青霉素之间的__________实现的。由于青霉素的反复使用，就会使得抗药性这个性状逐代______而加强。从这个过程可以看出，虽然生物的______是不定向的，但_______ 在很大程度上是定向的。所以细菌抗药性产生的内因是____________，而外因是__________。
差异
不适者被淘汰
自然选择
变异
积累
生存斗争
选择
适者生存
遗传和变异
自然选择
练习
三、自然选择学说的意义和局限性
自然选择学说的意义：
①揭示了生物界的统一性是由于所有生物都有共同祖先，生物的多样性和适应性是进化的结果。
②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。
③被誉为19世纪自然科学的三大发现之一。
④使生物学第一次摆脱了神学（神创论认为生物是神创造的，物种是永恒不变的）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。
三、自然选择学说的意义和局限性
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对于遗传和变异的本质不能做出科学的解释。
③强调物种形成都是渐变的结果，不能很好地解释物种大爆发等现象。
现代生物进化理论：
以自然选择为核心，从生物个体为单位发展到以种群为基本单位。
性状水平
深入
基因（分子）水平
认识到了遗传和变异的本质
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灭绝，也没有新物种的产生。
而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而不断进化，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、谩骂和讥讽。
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，作为唤起同胞救国图强的警钟。这一做法在当时起到了什么作用？
1898年严复把达尔文学说引入我国，当时正值西方列强欺压，甚至要瓜分中国之际，将“生存斗争、适者生存”的观点当做唤起国人“自强保种”的警钟，激励国人奋发图强，在客观上对中国社会带来了积极影响。
三、自然选择学说的意义和局限性
讨论：
马克思读了达尔文的《物种起源》后，在写给恩格斯的一封信中说：“虽然这本书用英文写得很粗略，但是它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？
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？
对人类正确认识自身在自然界的地位有重要意义。
按照传统的宗教观点，人们是不可能接受人与猴有亲缘关系的，人是凌驾于万千物种之上的万物之灵，具有无上的优越地位。而按照达尔文的生物进化论，人和猴以及其他更低等的生物都具有原始的共同祖先，都是生物界长期进化的产物，人类同其他物种一样都是大自然的一员，这样的思想观念对人类的影响是非常深刻而长远的。
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。在生物进化论中，达尔文否认了自然界有非物质的、超自然的、特殊力量的存在，系统地揭示了各种生物之间、生物与无机环境之间的普遍联系。
三、自然选择学说的意义和局限性
讨论：
课堂小结
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
√
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
概念检测
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？
【答案】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。
拓展应用
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？
【答案】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。
濒危植物金花茶
濒危动物金丝猴
拓展应用
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？写一段文字阐明你支持或反对的理由。
【答案】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。
谢谢观看！