第6章 生物的进化
第2节 自然选择与适应的形成
（一）基础巩固
1.下列不属于达尔文的生物进化论的观点的是( )
A.同种生物不同个体之间在许多性状上存在差异
B.生物产生后代的数量往往超过生活条件所能承受的数量
C.不适应生存环境的生物会被淘汰
D.适应是环境作用的结果
解析:适应是生物自身的一种能力,环境起选择作用,这与达尔文的自然选择学说内容不相符,D项错误。
答案:D
2.下列不属于达尔文自然选择学说局限性的是( )
A.对于遗传和变异的认识还局限于性状水平
B.从个体水平解释生物的进化
C.不了解遗传和变异的本质
D.生物的多样性是进化的结果
解析:达尔文自然选择学说的局限性:受到当时科学发展水平的限制,达尔文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;仅从个体水平解释了生物的进化。
答案:D
3.下列关于达尔文自然选择学说和拉马克进化学说的区别的叙述,正确的是 ( )
A.拉马克进化学说认为生物通过变异适应环境
B.达尔文自然选择学说认为环境的作用可以引起不定向的变异
C.达尔文自然选择学说认为变异后就能适应环境
D.拉马克进化学说认为不定向的变异是由动物的意愿决定的
解析:环境变化直接导致变异的发生,以适应新的环境,属于拉马克的进化学说,A项正确;达尔文自然选择学说认为生物进化是环境选择的结果,B项错误;达尔文自然选择学说认为适应环境的变异是有利变异,不适应环境的变异是不利变异,并不是变异后就能适应环境,C项错误;拉马克进化学说认为动物的变异是由动物本身的意愿决定的,但没有说变异是不定向的,D项错误。
答案:A
4.达尔文自然选择学说与现代生物进化理论的关系是 ( )
A.现代生物进化理论就是达尔文的自然选择学说
B.现代生物进化理论否认了达尔文的自然选择学说
C.达尔文自然选择学说是现代生物进化理论的基础和核心
D.达尔文自然选择学说和现代生物进化理论都认为,种群是生物进化的基本单位
解析:现代生物进化理论是对达尔文自然选择学说的继承和发展,A、B两项错误;达尔文的自然选择学说是现代生物进化理论的基础和核心,C项正确;现代生物进化理论认为种群是生物进化的基本单位,而达尔文自然选择学说研究的对象是个体,D项错误。
答案:C
5.长期使用抗生素会引起细菌耐药性的变化。下表为某医院检测的几种病原菌对常用抗生素的耐药率(%)。下列叙述正确的是( )
细菌名称 青霉素 红霉素 氯霉素
表皮葡萄球菌 58 73 32
肺炎链球菌 40 75 50
肠球菌 33 66 72
A.使用抗生素增加了细菌产生耐药性变异的概率
B.停止用氯霉素可能会降低肠球菌对其的耐药率
C.红霉素对肺炎链球菌感染的治疗是没有效果的
D.上述细菌的耐药性变异的主要来源是基因重组
解析:细菌耐药性逐渐提高是抗生素对细菌的耐药性变异进行了定向选择的结果,变异是随机的,不定向的,A项错误;停止用氯霉素,氯霉素对肠球菌产生的耐药性变异的定向选择停止,因此可能会降低肠球菌对其的耐药率,B项正确;由题表可知,虽然肺炎链球菌对红霉素的耐药率最高,但是只能说明红霉素对肺炎链球菌感染的治疗效果不好,不能说没有效果,C项错误;细菌是原核生物,其抗药性变异主要来源于基因突变,D项错误。
答案:B
6.下列关于生物进化论的叙述,正确的是 ( )
A.拉马克科学地解释了进化的原因
B.达尔文从丰富的事实出发,提出了自然选择学说
C.按照达尔文的观点,抗生素可刺激细菌,使细菌产生抗药性变异
D.达尔文的生物进化论解释了遗传和变异的本质
解析:拉马克否定了物种不变论,但其进化学说并不能科学地解释生物进化的原因,A项错误;达尔文通过环球航行,从丰富的事实出发,提出了自然选择学说,B项正确;生物的变异是不定向的,抗生素不会使细菌发生定向变异,只是对变异起选择作用,C项错误;达尔文的生物进化论仍然存在着一定的局限性,对于遗传和变异的本质不能做出科学的解释,D项错误。
答案:B
7.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,这表明生物变异是 。变异为生物的进化提供了丰富的 。
(2)在缺乏青草的时期,有的个体能吃到高处的食物而存活,有的个体因得不到食物而死亡,这个过程称为 ,它是通过生存斗争实现的,生存斗争是指 。
(3)适应有双重含义:一是生物体的 的现象,二是指生物 的过程,适应是 的结果。
解析:适者生存、不适者被淘汰是自然选择的必然结果,各种适应都是自然选择的结果。自然选择总是选择有利于生存的变异,淘汰不利于生存的变异,所以,自然选择决定着生物进化的方向。适应是生物与环境相适合的现象,主要是指生物的性状与环境相适合,适应是在生物进化的过程中逐渐形成的,是生物改造自己形成适合环境的性状的过程,这是长期自然选择的结果。
答案:(1)后代数目超过环境承受的能力 不定向的 原材料 (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)性状与环境相适应 改造自己形成适合环境的性状 自然选择
(二)拓展提高
8.(2023·大湾区联考)非洲干旱环境下生长的金合欢是具有长达10厘米尖刺的高大树种,尖刺减少水分散失的同时又可抵御动物的啃食。长颈鹿有长达45厘米的舌头,柔软细长的舌头加上长长的脖子可以轻松吃到被尖刺覆盖的金合欢嫩叶。下列相关叙述错误的是( )
A.金合欢的尖刺和长颈鹿的长舌头都是生物适应性的表现
B.生物适应性的形成离不开遗传、变异与环境的相互作用
C.非洲干旱环境使金合欢出现适应性性状并遗传给后代
D.当环境发生改变后,长颈鹿的适应性有可能变得不适应
解析:金合欢的尖刺减少水分散失的同时又可抵御动物的啃食,能够让自己生存下来。长颈鹿柔软细长的舌头加上长长的脖子可以轻松吃到被尖刺覆盖的金合欢嫩叶,因此金合欢的尖刺和长颈鹿的长舌头都是生物适应性的表现,A项正确;适应是自然选择的结果,适应的形成离不开可遗传的有利变异与环境的定向选择作用,B项正确;金合欢出现适应性性状并不是非洲干旱环境导致的,非洲干旱环境起到选择作用,C项错误;当环境发生改变后,如果不再是干旱环境,金合欢的尖刺变短甚至退化,长颈鹿的长舌头和长脖子有可能变得不适应,D项正确。
答案:C
9.黑脉金斑蝶因其翅膀边环状的白点酷似王冠,金黄色与黑色相间的翅膀就像帝王的龙袍一样,故名帝王蝶。帝王蝶的幼虫仅以一种名为马利筋的有毒植物的花叶为食,并能将采食获得的毒素积累在体内,可导致啄食它的鸟类出现中毒现象,从而避免被鸟类捕食;副王蛱蝶有着与帝王蝶相似的外表,但体内无毒素。下列相关分析判断,正确的是( )
A.帝王蝶与副王蛱蝶的体色与斑纹都是对所生存环境的适应
B.帝王蝶幼虫能降解马利筋的毒素,因而有较强的竞争能力
C.副王蛱蝶体内无毒素,因而会很容易被食虫鸟捕食
D.帝王蝶体内有毒素与副王蛱蝶体内无毒素是一对相对性状
解析:帝王蝶的体色与斑纹属于警戒色,副王蛱蝶的体色与斑纹属于拟态,都是对所生存环境的适应,副王蛱蝶体内虽无毒素,但外表与帝王蝶相似,不易被捕食,A项正确;根据题干“帝王蝶的幼虫仅以一种名为马利筋的有毒植物的花叶为食,并能将采食获得的毒素积累在体内,可导致啄食它的鸟类出现中毒现象”可知,帝王蝶幼虫可以积累马利筋的毒素而不是降解毒素,B项错误;副王蛱蝶有着与帝王蝶相似的外表,故不易被食虫鸟捕食,C项错误;帝王蝶与副王蛱蝶是不同物种,其体内有毒素与无毒素不是一对相对性状,D项错误。
答案:A
10.某昆虫(性别决定为XY型)的长翅和残翅是一对相对性状,由一对等位基因控制。有同学将一只长翅雄性昆虫与一只残翅雌性昆虫杂交,子代均为长翅。(不考虑该对基因位于X、Y染色体同源区段)
(1)该同学据此得出结论:控制该昆虫长翅与残翅的基因不可能位于细胞质中,判断依据是 。
(2)继续分析该实验可知,该昆虫的长翅对残翅为 性,基因位于 染色体上,判断该基因的染色体位置的依据是 。
(3)在正常环境中,该昆虫残翅比较少见,但在某经常刮大风的海岛上,该昆虫残翅较常见,原因是在经常刮大风的海岛上,残翅个体在适应环境方面占 (填“优势”或“劣势”),说明不同环境中 的方向可能不同。
解析:(1)将一只长翅雄性昆虫与一只残翅雌性昆虫杂交,子代均为长翅。若基因位于细胞质,则子代应均为残翅(与母本相同),但与实验结果不符,所以控制该昆虫长翅与残翅的基因不可能位于细胞质。(2)长翅雄性昆虫与残翅雌性昆虫杂交,子代均为长翅,说明该昆虫的长翅对残翅为显性。假设相关基因为A和a,如果基因位于X染色体上,亲本长翅雄性昆虫与残翅雌性昆虫的基因型分别为XAY、XaXa,则子代雌性(XAXa)都为长翅,雄性(XaY)都为残翅,与实验结果不符,所以该基因位于常染色体上。(3)在正常环境中,该昆虫残翅比较少见,但在某经常刮大风的海岛上,该昆虫残翅较常见,是因为在正常环境中残翅昆虫在捕食、避害和繁殖等方面都处于劣势,而海岛风较大,长翅昆虫处于劣势,残翅较有优势,这是不同环境中自然选择的结果。
答案:(1)子代翅型性状不与母本相同(或若基因位于细胞质,则子代应均为残翅,与实验结果不符) (2)显 常 如果基因位于X染色体上,则子代雌性都为长翅,雄性都为残翅,与实验结果不符 (3)优势 自然选择(共20张PPT)
第6章 生物的进化
新知一 适应的普遍性和相对性
分析教材中的“思考·讨论:分析适应的相对性”并阅读相关内容,阐明适应的含义,讨论适应的普遍性和相对性,形成初步的进化与适应观。
1.适应的含义。
(1)生物的形态结构适合于_______________。
(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___________。
2.适应的相对性。
适应是普遍存在的,这些适应是不是绝对的、完全的适应呢 请举例说明。
提示:不是。例如,鱼用鳃呼吸是对水生环境的适应,但对陆生环境却是不适应的。
完成一定的功能
生存和繁殖
新知二 适应是自然选择的结果
1.拉马克的进化学说。
结合教材中的“食蚁兽”图,阅读“适应是自然选择的结果”的内容,概述拉马克进化学说的内容,分析其进步意义和局限性。
(1)主要内容。
①当今所有的生物都是由_____________进化来的。
②各种生物的适应性特征并不是自古以来就如此的,而是在________中逐渐形成的。
(2)进步意义。
彻底否定了___________。
(3)局限性。
认为适应的形成都是由于_________和__________。
更古老的生物
进化过程
物种不变论
用进废退
获得性遗传
2.达尔文的自然选择学说。
结合教材中的“达尔文自然选择学说的解释模型”图,分析“思考·讨论:运用自然选择学说解释适应的形成”和“思考·讨论:分析生物进化观点对人们思想观念的影响”并阅读相关内容,概述自然选择学说的内容,分析其进步意义和局限性。
(1)主要内容。
过度繁殖
生存斗争
差异
有利变异
有利变异
①适应的来源是_____________,适应是_________的结果。
②群体中出现可遗传的有利变异和______________是适应形成的必要条件。
(2)进步意义。
①对生物的___________的形成做出了合理的解释。
②使生物学第一次摆脱了神学的束缚,走上了科学的轨道。
③揭示了生物界的统一性是由于所有的生物都有_________,而生物的多样性和适应性是_____的结果。
(3)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___________的本质。
可遗传的变异
自然选择
环境的定向选择
进化和适应
共同祖先
进化
性状
遗传和变异
3.生物进化理论的发展。
阅读教材中的相关内容,认识生物进化理论的发展。
(1)现代生物进化理论的核心:_________。
(2)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_____水平,人们逐渐认识到了__________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_____为基本单位。
自然选择
基因
遗传和变异
种群
探究一 适应的普遍性和相对性
资料 竹节虫属昆虫纲,竹节虫目,是昆虫中身体最为修长的种类,成虫体长一般为10 cm,最长可达64 cm。因为它们常常俯身于竹枝上,其身体颜色和形态与竹枝难以分辨,所以名为竹节虫。
(1)竹节虫的身体颜色和形态是一种拟态,拟态这种生物现象对于适应环境有什么意义
提示:利于竹节虫躲避敌害。
合作探究
(2)从进化的角度,怎样解释竹节虫这种适应的形成
提示:竹节虫这种适应的形成是可遗传的有利变异在环境的定向选择下形成的。
(3)虽然竹节虫的拟态本领“高超”,但仍能被天敌捕食,这说明什么
提示:说明适应不是绝对的,适应具有相对性。
【例1】沙漠中的植物通常具有发达的根系,这说明生物具有( )
A.适应性
B.遗传性
C.应激性
D.变异性
答案:A
典例研析
【例2】多种海鱼一次产卵量可为数万粒甚至数百万粒,但鱼苗死亡率很高,因此这些卵最终发育为成鱼的数量很少。这些鱼高产卵量的现象是( )
A.长期遗传与变异的结果
B.一种适应性
C.受非生物因素制约的结果
D.适应的相对性
解析:多种海鱼一次产卵量可为数万粒甚至数百万粒,由于鱼的卵是在水中完成受精作用,所以成活率极低。而在这样的环境中,高产卵量的鱼才能保证繁衍,所以这是对环境的一种适应。
答案:B
【情境迁移】一种水生小动物水蚤，在25 ℃环境中能正常生活。若将其置于20 ℃环境中，部分个体能正常生活；若将正常生活的个体置于28 ℃环境中，全部死亡。
(1)水蚤在25 ℃环境中能正常生活,若将其置于20 ℃环境中，部分个体能正常生活。请从生物的变异与环境相适应的角度分析原因。
提示:在25 ℃环境中能正常生活的水蚤存在变异,具有这种变异的水蚤既适应25 ℃环境也适应20 ℃环境。
(2)20 ℃环境中部分个体能正常生活,若将正常生活的个体置于28 ℃环境中，全部死亡。请从适应的角度分析原因。
提示:适应具有相对性。
探究二 适应是自然选择的结果
农田开始使用杀虫剂时,对某种害虫效果显著,但随着杀虫剂的继续使用,该种害虫表现出越来越强的耐药性。请回答下列问题。
(1)从具有耐药性的害虫数量角度分析,为什么农田开始使用杀虫剂时,对某种害虫效果显著,但随着杀虫剂的继续使用,该种害虫表现出越来越强的耐药性
合作探究
提示:农田开始使用杀虫剂时,具有耐药性变异的害虫数量少,但随着杀虫剂的继续使用,具有耐药性变异的害虫数量越来越多。
(2)害虫耐药性变异的产生是在杀虫剂使用之前还是之后呢 杀虫剂对害虫耐药性的产生发挥了什么作用
提示:之前。定向选择作用。
(3)上述事实说明适应形成的必要条件是什么
提示:可遗传的有利变异和环境的定向选择。
自然选择学说的主要内容
(1)过度繁殖:地球上的各种生物普遍具有很强的繁殖能力,都有依照几何比率增长的倾向。
(2)生存斗争:包括生物与无机环境之间的斗争,生物种内的斗争,如为争夺食物、配偶和栖息地等的斗争,以及生物种间的斗争。
(3)遗传和变异:一切生物都具有产生变异的特性。在生物产生的各种变异中,有的可以遗传,有的不能够遗传。
(4)适者生存:在生存斗争中,具有有利变异的个体,容易在生存斗争中获胜而生存下去。反之,具有不利变异的个体,则容易在生存斗争中失败而死亡。
点拨提升
【例3】(2024·广东中山)适应形成的原因和过程是生物进化理论研究的核心问题之一。下列与适应及其形成相关的说法,错误的是( )
A.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
B.适应包括生物对环境的适应以及生物的结构与功能相
适应
C.生物的适应性特征是在进化过程中逐渐形成的
D.进化地位越高等的生物适应能力越强
典例研析
解析: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,A项正确;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,B项正确;生物的适应性特征是在进化过程中逐渐形成的,C项正确;进化过程中出现的新物种,有些是靠开辟环境中新的生存位置来生存和繁衍的,不一定就比原来的物种适应能力更强,如海洋生物登陆后,形成许多新物种,开辟的新的生存空间,但是不能说这些新物种比海洋生物的适应能力更强,D项错误。
答案:D
【例4】下列有关生物进化的论述,不符合达尔文自然选择学说基本观点的是( )
A.遗传和变异是自然选择发生作用的基础
B.生物的变异是不定向的,自然选择是定向的
C.变异经过长期的自然选择和积累,就可能产生生物的
新类型
D.到了寒冷的冬天,柳树落叶而松树却郁郁葱葱,表明
柳树不适应寒冷环境,松树适应寒冷环境
解析:可可遗传的变异能为生物进化提供原材料,所以遗传和变异是自然选择发生作用的基础,A项正确。生物的变异是不定向的,而自然选择是定向的,因此自然选择能决定生物进化的方向,B项正确。变异经过长期的自然选择和积累,就会导致生物之间的差异增大,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,C项正确。冬天,柳树的叶子纷纷落下,可以降低蒸腾作用,从而减少热量散失,避免因温度过低而冻伤甚至冻死,因此冬季植物落叶是植物对冬季寒冷环境的一种适应。松树的叶细如针,叶的气孔较少,叶的表面还有一层蜡质保护,因此蒸腾作用非常弱,可以减少热量散失,适应冬天寒冷的环境,D项错误。
答案:D
课堂建构
