高中生物人教版（2019）必修二 6.2自然选择与适应的形成 课件 (共40张PPT)

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第6章 生物的进化
第2节 自然选择与适应的形成
找一找，枯叶蝶在哪里？
枯叶蝶的翅膀很像一片枯叶，这有什么适应意义？
枯叶蝶，前后翅相叠，因其翅形及斑纹似枯叶而著称。枯叶蝶在停息时，它的翅膀很像一片枯叶，这是枯叶蝶对环境的一种适应。这也是自然界中常见的拟态现象，目的就是使自身不易被天敌发现。
问题探讨
拟态：指一种生物模拟另一种生物或模拟环境中的其他物体从而获得好处的现象叫拟态或称生物学拟态。
巨叶虫
兰花螳螂
竹节虫
柯氏姬叶螽（zhōng）
尺蛾幼虫
海龙
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。
问题探讨
一、适应的含义
人的肠胃
小肠位于腹中，是食物消化吸收的主要场所。小肠全长约4-6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。
小肠内壁
（1）指生物的形态结构适合于完成一定的功能。
一、适应的含义
（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。
仙人掌，叶子退化，根系发达，
适应干旱缺水的沙漠环境
企鹅，具有厚厚的脂肪层，
适应寒冷的南极环境
一、适应的含义
二、适应的特点
（1）普遍性：适应在自然界中是普遍存在的。
避役的保护色
某种蛇的警戒色
竹节虫的拟态
企鹅对寒冷环境的适应
二、适应的特点
例如：拟态、警戒色、保护色等均属于适应。
（2）相对性：适应不是绝对的、完全的适应。
二、适应的特点
【思考·讨论】 分析适应的相对性
1. 枯叶蝶能完全免于天敌的捕食吗？
枯叶蝶的天敌有捕食性鸟类、步甲、土蜂、胡蜂、猎蟒、青蛙、蟾蜍等。
枯叶蝶不能完全免于天敌的捕食。
步甲
猎蟒
胡蜂
2. 雷鸟在冬季来临前将羽毛换成白色的，这有利于在白色皑皑的环境中保护自己。这种适应现象有没有局限性？
有局限性：例，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。
雷鸟(春夏)，灰/褐色
雷鸟(冬)，白色
降雪延迟的雷鸟
【思考·讨论】 分析适应的相对性
（2）相对性：适应不是绝对的、完全的适应。
3. 在进行以上分析的基础上，请你用自己的话概括适应相对性的原因。
①适应性特征来自遗传，是对之前的环境适应的结果。
②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，这就导致经过长期进化形成的适应一般晚于环境条件的变化。
③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。
【思考·讨论】 分析适应的相对性
（2）相对性：适应不是绝对的、完全的适应。
三、适应是自然选择的结果
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
1. 物种不变论：各种生物都是自古以来就是如此的。
2. 拉马克的进化学说
（1）主要内容：
①当今所有的生物都是由更古老的生物进化来的。
②生物是由低等到高等逐渐进化的。
彻底否定物种不变论
③适应的形成都是由于用进废退和获得性遗传。
什么是用进废退和获得性遗传？有例证吗？
拉马克（1774～1829）
用进废退：器官使用越多越发达，不使用就退化。
用进废退观点：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。
2. 拉马克的进化学说
用进废退观点：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。
2. 拉马克的进化学说
后代
眼睛也是退化的
后代
舌头也是细长的
获得性遗传：由于环境引起或用进废退而获得的性状是可以遗传给后代的。
2. 拉马克的进化学说
你能举例反驳用进废退和获得性遗传观点吗？
人用眼过度，视力反而下降！
运动员的后代，无专业训练，就无法跟父母一样拥有发达的肌肉、健壮的体格。
2. 拉马克的进化学说
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。
（2）意义：
（3）不足：
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
是否有更合理来解释生物的适应性？
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》。
3. 达尔文自然选择学说
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
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
（1）自然选择学说的解释模型
过度繁殖
生存斗争
遗传变异
适者生存
3. 达尔文自然选择学说
①过度繁殖：生物具有很强的繁殖能力，产生很多后代。
鱼群
例如：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。
虫卵
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。
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。
有利变异可以遗传给下一代
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
④适者生存：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。
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。
在生存斗争中，适者生存，不适者被淘汰的过程，就是自然选择。
【思考·讨论】 尝试用拉马克的理论解释长颈鹿适应性特征—长脖子的形成
拉马克的理论：长颈鹿以树叶为食，草地退化（环境改变）后，要吃树叶，于是使劲将颈伸长（主观意愿），这样颈越伸越长（用进），并且这一性状能遗传给后代（获得性遗传）。长此以往，终于形成了现在的长颈鹿。
长颈鹿产生的后代超过环境承受能力
它们都要吃树叶而树叶不够吃
它们有颈长和颈短的差异
颈长的能吃到树叶生存下来，颈短吃不到树叶而饿死
过度繁殖
生存斗争
遗传变异
适者生存
【思考·讨论】 尝试用达尔文的理论解释长颈鹿适应性特征—长脖子的形成
（2）自然选择学说主要观点
①适应的来源是可遗传的变异；②适应是自然选择的结果。
（3）自然选择学说主要内容
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。
过度繁殖（条件）
生存斗争（动力）
适者生存（结果）
遗传变异（内因）
自然选择
过度繁殖
大量个体
遗传变异
具有不利变异
不适应环境的个体
具有有利变异
适应环境的个体
生存斗争
不适者被淘汰
适者生存
条件
内因
动力
结果
生活条件有限
原始物种
新物种
逐代积累加强
生物进化
（3）自然选择学说主要内容
【思考·讨论】 达尔文与拉马克的观点最关键的区别是什么？
拉马克：先选择，后变异
达尔文：先变异，后选择
（4）适应形成的必要条件：
①群体中出现可遗传的有利变异②环境的定向选择。
运用自然选择学说解释适应的形成
达尔文认为：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，群体中出现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。
（4）自然选择学说的意义
①自然界的生物是在自然选择的作用下不断发展变化的，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生物都有共同祖先。
③科学地解释了生物的多样性和适应性是进化的结果。
达尔文生物进化论被誉为19世纪自然科学的三大发现之一。
（5）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不能科学地解释遗传变异的本质。
（6）现代生物进化理论
①以自然选择学说为核心；
②从性状水平深入到基因水平，认识了遗传和变异的本质；③以生物个体为单位，发展到以种群为基本单位。
1. 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绝灭，也没有新物种的产生。
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、漫骂和讥讽。
【思考·讨论】 分析生物进化观点对人们思想观念的影响
2. 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，作为换起同胞救国国强的警钟。这一做法在当时起到了什么作用？
激励国人奋发图强，使中华民族能够自立于世界民族之林。
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。
【思考·讨论】 分析生物进化观点对人们思想观念的影响
3. 马克思读了达尔文的《物种起源》后，再写给恩格斯的一封信中说：“虽然这本书用英文写得很粗略，但是他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？
4. 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？
人类与其他生物有着共同的祖先。人类是大自然的一员，而不是凌驾于其他物种之上的“主宰”
【思考·讨论】 分析生物进化观点对人们思想观念的影响
拉马克解释生物进化的原因：
拉马克过分夸大了环境的作用！
达尔文解释生物进化的原因：
达尔文与拉马克的观点比较