6.2 自然选择与适应的形成（人教版2019必修2）(课件共35张PPT)

(共35张PPT)
第6章 生物的进化
第2节 自然选择与适应的形成
学习目标
1.通过案例分析,理解适应两方面的含义及特点。（生命观念、科学思维）
2.通过适应形成的案例分析,说明种群内的某些可遗传变异将赋予个体在特定环境中的生存和繁殖优势,解释生物的适应是自然选择的结果。（生命观念、科学思维）
3.通过资料分析,概述现代生物进化理论以自然选择学说为核心,为地球上的生命进化史提供了科学的解释。（生命观念、科学思维）
自主预习·悟新知
合作探究·提素养
深化拓展·育技能
一、适应的普遍性和相对性
1.适应的含义:生物的①____________适合于完成一定的②________,生物的形态结构及其功能适合于该生物在一定的③________中生存和繁殖。
形态结构
功能
环境
2.适应的特性
（1）普遍性:适应是普遍存在的,所有的生物都具有适应环境的特征。
（2）相对性:适应是针对一定的④____________而言的,是一种暂时的现象。
环境条件
自主预习·悟新知
LONGCHENG NO.1 MIDDLE SCHOOL
二、适应是自然选择的结果
1.拉马克进化学说
（1） 拉马克关于生物进化的主要观点
A.彻底否认了物种不变论,提出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就如此的,而是在进化过程中逐渐形成的。
B.⑤____________：生物的器官经常使用就会变得发达,而不经常使用就会逐渐退化。
C.⑥______________：生物因用进废退而获得的性状是可以遗传给后代的。
用进废退
获得性遗传
（2） 意义
A.拉马克是历史上第一个系统地提出了⑦____________的学者。
B.彻底反对物种不变论和神创论。
进化理论
（3）局限性
A.拉马克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。
B.拉马克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,就不会使生物产生可遗传的变异。
2.达尔文自然选择学说
（1）达尔文自然选择学说的主要内容：过度繁殖、生存斗争（也叫生存竞争）、遗传和变异、适者生存。
①过度繁殖——自然选择的基本条件
地球上的各种生物普遍具有很强的繁殖能力,可产生大量后代,相对于环境的承受能力（资源有限）,该能力表现为“过度”,会引起剧烈的生存斗争。
②生存斗争——自然选择的动力和手段
A.起因：由生物过度繁殖与有限的生存条件之间的矛盾引发。
B.斗争的方式：种内斗争、种间斗争、生物与环境之间的斗争。
C.斗争的结果：一部分个体死亡,一部分个体生存。
③遗传和变异——进化的内在因素
A.生物的变异是不定向的,可分为有利变异和不利变异。
B.遗传可使生物微小的有利变异得以积累加强,从而形成生物新类型。
④适者生存——自然选择的结果
具有有利变异的个体能够适应环境并占有优势,在生存斗争中取胜而得以生存（适者生存）;具有不利变异的个体不能适应环境,在生存斗争中失败而死亡（不适者被淘汰）。
（2）解释模型
（3） 对适应的解释
A.适应的来源是⑧________________,适应是⑨____________的结果。
B.群体中出现⑩____________________和 __________________是适应形成的必要条件。
可遗传的变异
自然选择
可遗传的有利变异
环境的定向选择
（4） 进步意义
A.使人们认识到生物是在自然选择的作用下 ________________的,使生物学第一次摆脱了神学的束缚,走上了科学的轨道。
B.揭示了生物界的 __________是由于所有的生物都有 ____________。
C.科学地解释了生物的 __________________是进化的结果。
不断发展变化
统一性
共同祖先
多样性和适应性
（5） 局限性
对于遗传和变异的认识还局限于 ________水平,不能科学地解释遗传和变异的本质。
性状
3.达尔文之后进化理论的发展
（1） 发展的原因
A．关于遗传和变异的研究,已经从性状水平深入到 ________水平,人们逐渐认识到了
______________的本质。
B．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 ________为基本单位。
基因
遗传和变异
种群
（2） 发展的结果:形成了以 ____________为核心的现代生物进化理论。
自然选择
4.判断下列关于自然选择与适应形成的知识是否正确。
（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） 适应相对性的根本原因是遗传物质的稳定性与环境不断变化之间的矛盾。( )
√
（3） 现存生物对环境的适应是完全的。( )
×
（4） 用进废退和获得性遗传是拉马克的进化观点。( )
√
（5） 生物进化的内因是生存斗争。( )
×
（6） 生存斗争仅仅是指同种生物不同个体之间对食物和空间的争夺。( )
×
（7） 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。( )
×
（8） 达尔文的自然选择学说合理地解释了生物的多样性和适应性。( )
√
（9） 达尔文认识到遗传和变异的本质并作出了科学的解释。( )
×
（10） 现代生物进化理论的核心是自然选择学说,研究对象为生物个体。( )
×
任务1 探究适应的普遍性和相对性
活动1 分析案例,归纳适应的普遍性和相对性
请结合相关情境,回答问题：
1.夏季的雷鸟拥有一身深色的羽毛,到了冬天,便换成雪白的羽毛,减少了被天敌捕食的风险,这是一种适应性。这种适应现象有局限性么？
提示 有,如果雪下的比较晚,那么这种白色体色更易被天敌发现。
2.在降雪晚而少的冬季,雷鸟因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。
合作探究·提素养
LONGCHENG NO.1 MIDDLE SCHOOL
1.适应是生物界普遍存在的现象,也是生命特有的现象。作为一个生物学术语,其包括两方面的含义：一是指生物的形态结构适合于完成一定的功能;二是指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.生物都生活在非常复杂的环境中,时刻受到环境中各种生态因素的影响。生物只有适应环境才能生存繁衍,也就是说,自然界中的每种生物对环境都有一定的适应性,否则就会被淘汰,这就是适应的普遍性。所有的生物都具有适应环境的特征,不同的生物对环境的适应方式是不同的。
认知生成
（1）生物的形态结构适合于完成一定的功能
项目 适应环境的特征
植物 绿色植物一般都有较大的叶片,用来进行光合作用,并且能通过蒸腾作用促进根系吸水和植物体散热。生活在沙漠地区的仙人掌就不同了,它们的叶变成刺,这样可以减少水分的散失;它们的茎含有叶绿素,并且很肥大,既能进行光合作用,又能储存水分,这是仙人掌对沙漠缺水环境的适应
动物 猛兽和猛禽（如虎、豹、鹰等）都具有锐利的牙齿（或喙）和尖锐的爪,有利于捕食其他动物;被捕食的动物也不会坐以待毙,它们能以各种适应方式来防御敌害,例如,鹿、兔、羚羊等动物奔跑速度很快,豪猪、刺猬身上长满尖刺,黄鼬在遇到敌害时能释放臭气等。蛔虫等寄生虫具有体表光滑、有角质层、运动器官和消化器官退化、生殖器官发达等特点,这是与它的寄生生活相适应的特征
（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。如动物的防御行为是对环境适应性的表现,对维持个体生存和种群延续是十分重要的。
防御 行为 含义 举例
保护色 动物为适应栖息环境而具有的与环境色彩相似的体色,叫作保护色。具有保护色的动物不易被其他动物发现,这对它躲避敌害或猎捕动物都是有利的 生活在寒带的雷鸟,冬季体表的羽毛是纯白色的,夏季是与苔原的斑驳色彩很相似的棕褐色的羽毛
警戒色 某些有恶臭或毒刺的动物和昆虫所具有的鲜艳色彩和斑纹,叫作警戒色。警戒色的特点是色彩鲜艳、容易识别、能够对敌害起到预先示警的作用,因而有利于动物的自我保护 毒蛾幼虫鲜明的色彩或花纹可警戒捕食者
拟态 动物在外形、姿态、颜色、斑纹或行为等方面模仿其他生物或非生物以躲避天敌的现象,叫作拟态。可以将自己隐匿起来,难以被天敌发现,从而保护自己 枯叶蝶形似枯叶
3.适应的相对性
（1）适应相对性的含义：每种生物对环境的适应都不是绝对的、完全的适应,只是一定程度上的适应,环境条件的不断变化对生物的适应性有很大的影响。
（2）适应相对性的表现
适应相对性的表现 举例
生物对环境的适应只是一定程度上的适应,并不是绝对的、完全的适应 ①许多鸟类具有保护色（如百灵、雉鸡等）,可以避免肉食性鸟类的攻击,但却常常被嗅觉发达的兽类（如狐等）捕食;
②具有保护色的昆虫也常常被视力敏锐的食虫鸟类捕食
适应的相对性还表现在它是一种暂时的现象,而不是永久的。当环境条件出现较大的变化时,适应就变成了不适应,有时还会成为有害的甚至致死的因素 ①池塘里的生物对水生生活是适应的,如果由于气候的变化或地势的改变,池塘逐渐干涸了,生活在里面的大部分生物便会死亡;
②冬季森林里的雷鸟换上了白色羽毛,可以适应降雪后的白色环境。但是,当降雪延迟,一身白色羽毛的雷鸟反而容易被捕食者发现
4.适应具有相对性的原因
（1）外因：生物生存的环境不断发生变化。
（2）内因：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,这就导致已经形成的适应一般要落后于环境条件的变化,这是造成适应相对性的主要原因。
（3）从进化的角度看：适应的形成是自然选择的结果,但是自然选择的作用是长期的,而不是一次完成的,更不会形成尽善尽美的选择结果。
例1 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？造成该现象的根本原因是什么？( )。
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
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”体现了适应的普遍性;“但有时却被狐狸抛向空中,待其落地伸展躯体时便被吃掉”,强调的是刺猬被狐狸吃掉,说明了适应的相对性,造成该现象的根本原因是环境条件的不断变化。
对点练1.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图所示。据图分析,下列叙述合理的是( )。
C
A.乙能适应的环境温度范围较甲窄
B.丙能适应的环境湿度范围较甲广
C.甲能适应的环境温度范围较丙窄
D.这三种萤火虫有可能同时分布于温度、湿度范围很窄的同一栖息地中
[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。因为甲、丙萤火虫分布的温度范围没有重合部分,所以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。
任务2 探究适应是自然选择的结果
活动2 运用自然选择学说解释适应的形成
1.分析课本P107图6-6 “达尔文自然选择学说的解释模型”,适应形成的必要条件是什么？
提示 群体中出现可遗传的有利变异和环境的定向选择。
2.下图表示达尔文对现代长颈鹿进化形成过程的解释,请据图回答下列问题：
（1） 长颈鹿祖先的颈和前肢的长短有差异吗？由此说明了什么？
提示 有差异。说明变异是不定向的。
（2） 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？由此说明了什么？
提示 生存机会不相等。颈和前肢长些的个体,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。
（3） 请分别利用拉马克和达尔文的进化观点,解释长颈鹿脖子长的原因。
提示 拉马克观点解释：长颈鹿在旱季缺乏青草的时期就会用它的长脖子去吃高处的树叶,这样长期“使用”它的脖子,久而久之脖子就更长了（用进废退）,然后遗传给了下一代（获得性遗传）。
达尔文观点解释：在缺乏青草的干旱时期,那些颈部和四肢都较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;而那些颈部和四肢较短的个体则无法得到足够的食物,不容易生存下来,也不易繁殖后代,所以颈部和四肢较短的长颈鹿逐渐被淘汰。
（4） 通过对长颈鹿的进化历程的分析,你能否解释达尔文自然选择学说中遗传变异和自然选择的关系？
提示 变异是不定向的,自然选择的直接对象是生物的变异性状,定向筛选出有利变异和不利变异,通过遗传使生物微小的有利变异得以积累加强。
3.下图表示长期使用一种农药后,害虫种群密度的变化情况,分析回答下列问题：
（1） 点使用农药之前,害虫种群中存在很多种变异类型,原因是什么？
提示 变异是不定向的。
（2） 使用农药后,大量害虫被杀死,但是还有部分存活且 段曲线上升,这是为什么？
提示 使用农药后,抗药性弱的变异个体在生存斗争中被淘汰,而抗药性强的变异个体在生存斗争中生存下来。这样经过农药的长期选择,害虫的抗药性逐渐加强。
（3） 该过程中,农药诱发了害虫基因突变还是对害虫的变异进行了选择？
提示 农药对害虫的抗药性变异进行定向选择,使害虫的抗药性个体逐渐增加。
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.过度繁殖是生物进化的基础;生存斗争是生物进化的动力;遗传变异是生物进化的内因;适者生存是生物进化的结果。其中自然选择的动力是生存斗争（包括生物与环境、生物与生物之间的斗争）。
认知生成
4.变异与环境：变异是客观存在的,环境的作用不是诱发变异的产生,而是对存在变异的众多个体进行选择,即环境不是诱变因素而是选择因素。如农田喷施农药杀灭害虫,在喷施农药之前,害虫中就存在抗农药的突变个体,喷施农药仅杀灭了不抗药的个体,抗药的个体存活下来。农药不能使害虫产生抗药性变异,只是对抗药性个体进行了选择。
5.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。
6.选择的结果:适者生存,不适者被淘汰。一般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。
例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
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,变异是随机的,不定向的。
1.关于达尔文进化学说的几点总结
（1）自然选择的方向和变异的方向不一定相同,变异为自然选择提供原材料;变异是不定向的,自然选择是定向的。
（2）生存斗争不仅包括生物与无机环境之间的斗争,还包括生物与生物之间的斗争。生存斗争对某些个体的生存不利,但对物种的生存有利,并推动生物进化。
（3）达尔文是在性状水平上研究生物的进化的,对于遗传和变异的本质还不能作出科学的解释。达尔文接受了拉马克关于器官用进废退和获得性遗传的观点。
（4）达尔文的生物进化论是以生物个体为研究对象的。
认知生成
（5）达尔文强调物种形成都是渐变的结果。
（6）现代生物进化理论以自然选择为核心。
2.由于受到当时科学发展水平的限制,达尔文的自然选择学说存在一定的局限性,但达尔文学说的本身也在“进化”,其理论内容至今仍然被科学所证实,被大多数科学家接受。当然,今天的现代生物进化理论已在自然选择学说的基础上有了极大的发展,但自然选择学说并未过时,仍是现代生物进化理论的核心。
对点练2.下列关于生物进化自然选择理论的叙述,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
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正确;微小的有利变异可以通过遗传得到积累,C正确;自然选择是进化的一个重要动力和机制,D正确。
自然选择的主要类型
1.稳定性选择：把趋于极端的变异淘汰掉而保留那些中间型的个体,使生物类型具有相对的稳定性。这种选择多见于环境相对稳定的种群中。选择的结果将使性状的变异范围不断缩小,种群的基因型组成更趋于纯合。
2.单向性选择：把趋于某一极端的变异保留下来,淘汰掉另一极端的变异,使生物类型朝向某一变异方向发展。这种选择的结果也会使变异的范围缩小,种群基因型组成趋向于纯合。单向性选择多见于环境条件逐渐发生变化的种群中,人工选择大多属于这种类型,即定向选择。在单向性选择作用下,随着时间的推移,一个物种就可能转化为新的物种。
深化拓展·育技能
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3.分裂性选择：把一个种群中的极端变异个体按不同方向保留下来,而中间常态型则大为减少的选择。这种类型的选择也是在环境发生变化的群体中进行的。原先较为一致的生态环境分隔为若干次一级的环境,或种群向几种不同地区扩展,都会出现分裂性选择。
上述3种选择是最基本的类型。除此之外,还有平衡性选择、亲属选择、种群选择、性选择、物种选择等。
在蜥虎属蜥蜴中,最小的蜥蜴很难保卫自己的领地,但最大的蜥蜴又更容易被猫头鹰吃掉。自然选择对该种群的作用模式为( )。
A.稳定性选择 B.单向性选择 C.分裂性选择 D.性选择
A
[解析] 在蜥虎属蜥蜴中,最小的蜥蜴很难保卫自己的领地,但最大的蜥蜴又更容易被猫头鹰吃掉而被淘汰掉,从而保留那些中间型的个体,使生物类型具有相对的稳定性。自然选择对该种群的作用模式为稳定性选择。