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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
在哺乳动物中,马的进化(左图)是研究得较为清楚的。最早的马——始祖马出现于5000万年前,体高仅30cm。以后马逐渐变得高大,趾数逐渐减少,最后仅留中趾成为单蹄。通过对马化石的研究,让我们清楚了现代马是如何演变来的,那么地球上的其他生物又是如何演变成今天这个样子的?生物的进化是否一定是一个相当缓慢的过程呢?
一、适应的普遍性和相对性
适应的含义
仙人掌的针形叶
莲的有孔变态茎
鸭趾间的蹼
鹰健硕的翅膀
(1)生物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
(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
动物的拟态
动物的保护色
动物的警戒色
箭毒蛙
变色龙
叶尾壁虎
适应的含义
伞形毒菌
讨论:
1.枯叶蝶的翅很像一片枯叶,这有什么适应意义
利于它在一定的环境中生存和繁殖。
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
翅色艳丽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等。
同一环境中的
两种蝴蝶
一、适应的普遍性和相对性
适应是普遍存在的
分析适应的相对性
【资料1】枯叶蝶的卵常被小峰寄生;幼虫期易受到鸟类、步甲、土蜂、胡蜂、猎蝽等的捕食,寄蝇、茧蜂、姬蜂也常寄生在它们体内,它们还常受到细菌、真菌和病毒的感染;蛹期的天敌有姬蜂、小蜂、马蜂等。
一、适应的普遍性和相对性
【资料2】雷鸟在冬季来临之前将羽毛换成白色的,这有利于白雪皑皑的环境中保护自己,但是如果下雪时间推迟,这种体色反而会使雷鸟更容易被天敌发现。
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
分析适应的相对性
二、适应是自然选择的结果
1.拉马克的学说:
①生物的来源(物种可变):当今所有的生物都是由更古老的生物进化而来的。各种生物的适应性特征并不是自古以来就如此的,而是在进化过程中逐渐形成的。
②适应性的形成是由于
“用进废退”和“获得性遗传”。
食蚁兽
鼹鼠
历史上第一个提出比较完整的进化学说。
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
二、适应是自然选择的结果
1.拉马克的学说:
事实1:生物都有过度繁殖的倾向
二、适应是自然选择的结果
2.达尔文的自然选择学说:
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,那么不出6年,整个大西洋就会被鳕鱼塞满。
事实1:生物都有过度繁殖的倾向
二、适应是自然选择的结果
2.达尔文的自然选择学说:
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
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
种内、种间、生物与环境
二、适应是自然选择的结果
2.达尔文的自然选择学说:
尝试用达尔文的自然选择学说解释长颈鹿的适应性特征
——长脖子的形成。
☆群体中出现可遗传的有利变异
和环境的定向选择是适应形成的必要条件。
二、适应是自然选择的结果
2.达尔文的自然选择学说:
关键词:
过度繁殖+资源有限→生存斗争+存在遗传变异
→自然选择→适者生存→有利变异逐代积累
意义
(1)使生物学第一次摆脱了神学的束缚
(2)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。
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
深入到
基因水平
以种群为单位
二、适应是自然选择的结果
2.达尔文的自然选择学说:
现代生物进化理论
抗生素的发现及应用使细菌感染性疾病得到了有效的治疗和控制。但随着抗生素的大量使用,许多细菌产生了不同程度的耐药性,甚至产生了对所有抗生素都耐药的“超级细菌”。
【资料1】在一个细菌群体中,细菌会自发产生突变,突变是随机发生的、不定向的。其中一些突变
会让细菌对抗生素产生抗
性而成为耐药菌。细菌的
繁殖速度很快,一般20分
钟就能繁殖一代,因此细
菌对一种抗生素产生耐药
性,快则数月,慢则两年
。细菌群体耐药率达到70%~80%也仅需10年左右(右图)。
耐药菌出现与抗生素滥用
分析资料1,总结耐药菌产生与抗生素滥用的关系。
二、适应是自然选择的结果
变异
有利变异
过度繁殖
抗生素对细菌进行选择
适者生存
有利变异积累
【资料2】1928年,英国科学家弗莱明(A.Fleming)发现青霉素。1932年,德国科学家多马克(G.Domagk)发现磺胺,磺胺是第一个商品化的抗生素。抗生素的发现掀起医学革命,人类由此进入了抗生素的黄金时代,它的使用至少使人类的平均寿命延长了10岁(如下图)。据统计,如今研发一个新抗生素约需2亿~3亿美元,耗时8~10年。
耐药菌出现与抗生素滥用
1940
1945
1950
1955
1960
1965
1970
1975
1980
1985
1990
1995
2000
2005
磺胺
青霉素
链霉素
氯霉素
四环素
红霉素
万古霉素
甲氧西林
头孢菌素
氨苄青霉素
萘啶酸
利奈咗胺
达托霉素
部分抗生素商品化时间
二、适应是自然选择的结果
【资料3】世界卫生组织2012年针对我国抗生素使用情况的调查报告显示:
(1)我国感冒病人中至少有60%使用抗生素,而且发烧就用抗生素。
(2)一般家庭中常备抗生素药品,有时当作预防药品使用。喜欢选择价格贵的和新的抗生素药品。
(3)现在某些感染性疾病患者青霉素静脉注射使用量达到800万~1200万单位。(说明:在青霉素发现之初,只要肌肉注射几十万单位就能控制住细菌感染。)
(4)我国药品销售额前100位的药品中,抗生素药品占一半以上。人均年消费抗生素量为140g左右,是欧美国家的10倍。
耐药菌出现与抗生素滥用
二、适应是自然选择的结果
分析讨论
1.分析资料1,总结耐药菌产生与抗生素滥用的关系。
2.滥用抗生素使大量细菌出现耐药性,致使许多抗生素失去疗效,大大缩短抗生素药品的“寿命”,人类可能会回到“无抗菌药的年代”。利用资料所提供的信息,谈谈对这个观点的看法。
3.结合自己的生活,说说应该从哪些方面遏制抗生素滥用。
4.为避免产生“超级细菌”,在抗生素使用上个人仅仅“独善其身”行吗?我们还能为阻止“超级细菌”的产生做些什么?
耐药菌出现与抗生素滥用
二、适应是自然选择的结果