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第2节
第6章 生物的进化
人教版高中生物 必修2
自然选择与适应的形成
学习目标
1.举例说明适应的普遍性和相对性。
2.运用自然选择学说解释适应的形成,评述自然选择的结果(重、难点)。
情境导入
找一找,枯叶蝶在哪里?
适应的普遍性和相对性
一
适应是自然选择的结果
二
目录
适应的普遍性和相对性
一
1、适应的含义
生物体的形态结构适合于完成一定的功能。
1
小肠很长,约6米;小肠内表面有许多环形皱襞和小肠绒毛,使小肠的消化、吸收面积大大增加;小肠绒毛壁很薄,只由一层上皮细胞构成,且绒毛中有丰富的毛细血管和毛细淋巴管。
小肠内表面
毛细血管的管壁极薄,只由一层上皮细胞构成,管内径仅有8~10微米,只能允许红细胞(直径7.7微米)单行通过;毛细血管的这些特点使得血液与细胞充分进行物质交换。
毛细血管
仙人掌叶子退化,根系发达,适应干旱缺水的沙漠环境
北极熊白色的毛发,厚厚的脂肪层,适应寒冷的北极环境
适应的普遍性和相对性
一
1、适应的含义
生物体的形态结构适合于完成一定的功能。
1
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
资料拓展
拟态:
指一种生物模拟另一种生物或模拟环境中的其它物体,从而获得好处的现象。
尺蠖
叶滫
枯叶蝶
钩线青尺蛾的幼虫
夏威夷肉食毛毛虫
兰花螳螂
资料拓展
保护色:
指动物把体表的颜色变为与周围环境相似的颜色,以保护自己不被敌害发现。
行进过程中瞬间变色的章鱼
资料拓展
警戒色:
指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。
箭毒蛙
毒蝇伞
适应是普遍存在的,
所有的生物都具有适应环境的特征。
适应的普遍性和相对性
一
2、适应的特性
普遍性
1
适应是普遍存在的,
所有的生物都具有适应环境的特征。
适应的普遍性和相对性
一
2、适应的特性
适应的相对性
任务1
1.夏季的雷鸟拥有一身深色的羽毛,到了冬季便更换为雪白的羽毛,减少了被天敌捕食的风险,是一种适应性,但是如果某一年的冬季来得晚,在下雪前雷鸟已将羽毛换成白色,反而更容易被天敌捕食,这说明了什么?
雷鸟(春夏)灰/褐色
雷鸟(冬)白色
雷鸟在冬季来临前将羽毛换成白色,有利于在白雪皑皑的环境中保护自己;如果冬季来得晚,在下雪前雷鸟已将羽毛换成白色反而更易被天敌捕食,由此说明适应是相对的。
相对性
2
适应的普遍性和相对性
一
2、适应的特性
普遍性
1
适应是普遍存在的,
所有的生物都具有适应环境的特征。
相对性
2
适应是针对一定的环境条件而言的,是一种暂时的现象。
适应的相对性
任务1
2.造成适应具有相对性的主要原因是什么?
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之中,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。
跟踪训练
1.下列关于生物适应性的叙述,不正确的是
A. 生物的适应性可以理解为生物的形态结构适合于完成一定的功能
B. 仙人掌的叶退化成针形是对干旱环境的适应
C. 生物能够适应环境,但是对环境的适应具有相对性
D. 生物的适应具有普遍性,只要生物具有某种适应性特征,就能长期生存和繁衍
每种生物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,所以生物具有某种适应性特征,不一定能长期生存和繁衍
跟踪训练
2.刺猬遇到敌害时身体缩成一团,以背部的硬刺保护自己。但狐狸有时会把刺猬抛向空中,待其落地伸展躯体的刹那间,咬住其无刺的腹部而将它吃掉。这个例子说明
A. 适应的普遍性 B. 适应的相对性
C. 适应的多样性 D. 生存在于竞争
各种生物的适应性特征是如何形成的呢?
适应的普遍性和相对性
一
适应是自然选择的结果
二
目录
适应是自然选择的结果
二
各种生物自古以来都是就如此的。
物种不变论认为生物物种不可改变的理论。与“进化论”相对。18世纪的瑞典生物学家林耐依据《圣经》的教义所倡导。认为地球上包括人类在内的各种生物,都是上帝创造的,是一成不变的,或只能在种的范围内变化,不能形成新种。
1、物种不变论的观点
适应是自然选择的结果
二
拉马克
(J.-B.Lamarck,1744—1829)
法国博物学家
彻底否定了物种不变论
最先提出生物进化的学说
进化论的奠基人
2、拉马克的进化学说
适应是自然选择的结果
二
主要内容
1
①反对物种不变论。
②当今所有的生物都是由更古老的生物进化来的;
③各种生物的适应性特征是在进化过程中逐渐形成的。
进化原因
2
①用进废退
用进:器官用得越多就越发达,
废退:器官废而不用,就会造成形态上的退化。
②获得性遗传
因用进废退而获得的性状可以遗传给后代
鼹鼠
食蚁兽
2、拉马克的进化学说
适应是自然选择的结果
二
意义
3
①否定了神创论和物种不变论。
②历史上第一个提出比较完整的进化学说。
不足
4
①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,大多来自
主观臆测。
②过于强调环境的变化直接导致物种的改变,具有局限性。
2、拉马克的进化学说
适应是自然选择的结果
二
3、达尔文的自然选择学说
达尔文
(C.R. Darwin,1809—1882)
英国生物学家
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》。
适应是自然选择的结果
二
3、达尔文的自然选择学说
①过度繁殖:
例如:鳕鱼的年产卵量是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。
虫卵
相对于环境的承载量,繁殖能力表现为过度。
鳕鱼
适应是自然选择的结果
二
3、达尔文的自然选择学说
②生存斗争:
斗争的方式:种内斗争、种间斗争、生物与环境(如干旱、寒冷)之间的斗争。
斗争的起因:过度繁殖与有限生存条件之间的矛盾
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。
斗争的结果:优胜劣汰
适应是自然选择的结果
二
3、达尔文的自然选择学说
③遗传变异:
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
有利变异可以遗传给下一代
生物的变异有的更适应环境,有的却不适应环境。
(有利变异、不利变异)
适应是自然选择的结果
二
3、达尔文的自然选择学说
④适者生存:
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
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。
适应是自然选择的结果
二
3、达尔文的自然选择学说
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
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
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
遗传变异
适者生存
过度繁殖
生存斗争
自然选择的条件
自然选择的手段
进化的内因
自然选择的结果
进化的动力
自然选择的手段
自然选择学说的解释模型
1
适应是自然选择的结果
二
3、达尔文的自然选择学说
自然选择学说的解释模型
1
主要内容:
①过度繁殖——自然选择的条件;
②生存斗争——自然选择的手段,进化的动力;
③遗传变异——自然选择的基础,进化的内因;
④适者生存——自然选择的结果。
运用自然选择学说解释适应的形成
任务2
1.如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:
长颈鹿主要以树叶为食,而在漫长的干旱季节,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?
(2)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样变化?
容易吃到高处的树叶,留下后代的机会多。
逐渐增加
运用自然选择学说解释适应的形成
任务2
长颈鹿
的祖先
过度繁殖
生存斗争
长颈长腿的长颈鹿存活
适者生存
现代
长颈鹿
后代长颈鹿出现差异
(长颈长腿)
遗传积累
遗传变异
适应是自然选择的结果
二
3、达尔文的自然选择学说
适应的来源:
遗传变异
适应形成的原因:
自然选择
适应形成的必要条件:
群体中出现可遗传的有利变异和环境的定向选择。
运用自然选择学说解释适应的形成
任务2
2.枯叶蝶在停息时形似枯叶这一适应性特征的形成,能否同样用自然选择学说来解释?并说明理由。
3.在进行以上分析的基础上,请你用自己的话概括适应是如何形成的。
能用自然选择学说解释,枯叶蝶的祖先种群中出现形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,使这类蝴蝶具有形似枯叶的适应性特征。
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。
枯叶蝶的拟态
适应是自然选择的结果
二
3、达尔文的自然选择学说
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。
局限性
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。
性状水平
以个体为单位
性状水平
以个体为单位
适应是自然选择的结果
二
3、达尔文的自然选择学说
发展
基因水平
以种群为单位
达尔文的进化论
现代生物进化理论
1.达尔文自然选择学说内容的深度分析
①过度繁殖
各种生物具有较强的繁殖能力,可产生大量后代
相对于环境的承载能力,繁殖能力表现为“过度”
②生存斗争
起因:过度繁殖与生存条件之间的矛盾
斗争的方式
斗争的结果:优胜劣汰
种内斗争
种间斗争
生物与环境之间的斗争
③遗传变异
变异是不定向的
遗传的作用:有利于微小有利变异的积累
有利变异
不利变异
④适者生存
生物产生的不定向变异,由自然选择决定其保留或被淘汰
与环境相适应的变异类型,通过多次的选择得以保留
1.达尔文自然选择学说内容的深度分析
2.拉马克与达尔文进化学说的比较
项目 拉马克的进化学说 达尔文的自然选择学说
区 别 进化 原因 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 方向 变异是定向的,环境和器官的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
适应性 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,不适者被淘汰
进化 方向 由生物自身决定 由自然选择决定
联系 都认为生物是由简单到复杂、由低等到高等逐渐进化的
跟踪训练
3.下列叙述不符合拉马克进化学说的是( )
A.鲸没有牙齿,是因为它们吞食浮游生物
B.长颈鹿的颈很长是采食高处树叶反复伸颈的结果
C.羚羊听觉灵敏、奔跑快是长期自然选择的结果
D.蛇身体细长无足,是经常出入鼠穴捕食的结果
跟踪训练
4.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变异经过长期的自然选择和遗传积累就可能产生出生物的新类型
A.②④⑤ B.②③⑤ C.①②④ D.①③⑤
环境改变时,具有适应性变异的生物生存的机会多——环境选择了适应性的变异
过度繁殖—自然选择的条件;
生存斗争—自然选择的手段,进化的动力
遗传变异—自然选择的基础,进化的内因
适者生存—自然选择的结果。
不同观点
用进废退
获得性遗传
拉马克的观点
物种不变化
达尔文自然选择学说
局限性
意义
过度繁殖
生存斗争
遗传和变异
适者生存
适应的普遍性和相对性
自然选择适应的形成
适应是自然选择的结果
五分钟查落实
【要语必背】
1.拉马克的进化学说包括以下几个要点:
(1)彻底否定了物种不变论,提出当今所有的生物都是由更古老的生物进化来的。
(2)各种生物的适应性特征是在进化过程中逐渐形成的。
(3)适应的形成都是由于用进废退和获得性遗传。
2.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。
3.达尔文自然选择学说的进步意义和局限性。
进步意义:(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,生物的多样性和适应性是进化的结果。
局限性:(1)不能科学地解释遗传和变异的本质。
(2)对于遗传和变异的认识还局限于性状水平。
4.变异在前,选择在后;变异是不定向的,自然选择是定向的。
【长句表达】
1.适应包括哪两个方面的含义?
一是指 ,二是指_______________
。
2.达尔文认为适应形成的必要条件是什么?
。
3.达尔文自然选择学说的主要内容是什么?
。
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
群体中出现可遗传的有利变异和环境的定向选择
过度繁殖、生存斗争、遗传变异、适者生存