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第六单元第三章生物的进化第三节
生物进化的原因
进化论被恩格斯赞誉为19世纪自然科学的三大发现之一
三 人 教 版 生 物 学 八 年 级 下 册 三
学习目标
1.掌 握 概 念 :能够阐述自然选择学说是解释生物 进化原因的核心理论。
2.明 确 关 系 :能分析环境、变异、生存斗争与适应 性形成之间的逻辑关系。
3.辩 证 分 析 :能运用自然选择学说,分析桦尺蛾
体色变化、长颈鹿长颈形成等具体实例。
4.联 系 实 际 :能运用自然选择原理解释耐药性等 现实现象,认识其实际意义。
Part one:分析生物进化的实例
Part two:自然选择
目录
CONTENTS
达尔文和他的进化思想
思考:达尔文五年间收集到了什么 形成了什么思想 获得了怎样的评价
标本 数量
科学记录和笔记 数量
鸟类 约500件
贝格尔号 368页
哺乳动物 超过100件 鱼类、两栖类、昆虫 数千件 共5000余份
地质笔记与地图 1383页
植物 化石 超过1500件
私人日记与书信 770页
源 岩石和矿物 约3000件
达尔文和他的进化思想
思考:达尔文五年间收集到了什么 形成了什么思想 获得了怎样的评价
恩格斯赞誉:19世纪自然科学的三大发现之一
达尔文推测:随着时间的推移,生物是在逐渐进化的。
并提出了自然选择学说,出版了《物种起源》
航行动物学笔记
起
Part one
分析生物进化的
实例
1850年
长满地衣的树干上
浅色桦尺蛾多
1950年
黑褐色的树干上 黑色桦尺蛾多
一百年的时间,环境发生了巨大的
变化,由于工业发展,原本树干上 的地衣消失,被烟熏成了黑褐色,
浅色个体更容易被捕食,深色个体
更容易活下来。
分析生物进化的实例
讨论: 一百年的时间,桦尺蛾的体色
从浅多深少变成深多浅少,这是什么 原因呢
英国曼彻斯特地区桦尺蛾的体色变化
分析生物进化的实例
分析:为什么不同体色的桦尺蛾,被鸟儿捕食的数量有很大差别呢
当体色与周围环境的色彩非常相似,就不易被其他动物发现,有利于躲避敌害或捕食猎物。
保护色
分析生物进化的实例
下图所示的雷鸟,每当冬季来临,它们会换上白色羽毛,这身“冬装”
有利于雷鸟在积雪的环境中保护自己。
夏天的雷鸟 秋天的雷鸟 秋冬之交的雷鸟 冬天的雷鸟
想一想:雷鸟换羽是主动的行为,但保护色这种“适应性特征”最初是
如何在物种中形成的呢?
1.提出问题:动物的保护色是怎样形成的呢
2.作出假设: 动物的保护色是长期自然选择的结果。
3.制订计划: ①底部彩纸模拟:生活环境
②各种颜色的小纸片模拟:猎物
③同学模拟: 捕食者
(不要特意寻找某种颜色的小纸片)
④组长: 监督人,负责组织和记录
( 每一轮捕食之后及时补充3个“幸存者”后代)
⑤重复实验: 至少4次
分析生物进化的实例
实验 · 探究 模拟保护色的形成过程
4.实施计划:
实验探究五模拟保护色的形成过程
背景 颜色 纸片 颜色 第一代 第二代 第三代 第四代 第五代 开始 数目 幸存 数 目 开始 数 目 幸存 数 目 开始 数 目 幸存 数 目 开始 数目 幸存 数 目 开始 数目
幸存
数目
绿色 绿 20 9 36 14 56 16 64 18 72
20
红 20 3 12 1 4 0 0 0 0
0
黄 20 3 12 3 12 3 12 2 8
0
蓝 20 5 20 2 8 4 0 0
0
讨论:①在第一代和第五代中,分别是哪种颜色的“幸存者”最多 这与作为背景的彩
纸颜色有什么关系
②第一代和第二代之间“幸存者”的数目有什么变化 第一代和第五代之间又有什么变化
第二代“幸存者”颜色有了明显的分化,绿色“幸存者”明显多于其他颜色, 到了第五代“幸存者”只有绿色。
分析生物进化的实例 数据记录:
绿色“幸存者”最多,绿色纸片与背景颜色最相似
背景 颜色 纸片 颜色 第一代 第二代 第三代 第四代 第五代 开始 数目 幸存 数 目 开始 数 目 幸存 数 目 开始 数 目 幸存 数 目 开始 数目 幸存 数 目 开始 数目
幸存
数目
绿色 绿 20 9 36 14 56 16 64 18 72
20
红 20 3 12 1 4 0 0 0 0
0
黄 20 3 12 3 12 3 12 2 8
0
蓝 20 5 20 2 8 4 0 0
0
讨论:③到第五代时,是否所有颜色都有“幸存者” 你怎么解释模拟的结果
分析生物进化的实例
数据记录:
不是所有颜色都有“幸运者”, "幸存者”只剩下了绿色个体。
因为与环境颜色差异大的个体更容易被发现捕食。
5.得出结论: 动物的保护色是长期自然选择的结果。
Part twO
自然选择
自然选择
达尔文“自然选择学说” 过度繁殖 → 生存斗争 → 遗传变异 → 适者生存
过度繁殖 生物普遍具有很强的繁殖能力,能够产生大量的后代
假如一头雌象一生产崽6头,每头能
活到100岁,且都能进行繁殖,750年后,
一对象的后代可达到1900万头。 (1.9亿头)
根据现有数据,全球现存的大象数量 估计在4万到5万头之间,主要分布在非洲
和亚洲。
为什么两个数据差距这么大?
自然选择
达尔文“自然选择学说” 过度繁殖 → 生存斗争→ 遗传变异 → 适者生存
生存斗争 生物需要为获得足够的食物和空间而进行生存斗争
在生存斗争中,
哪些个体会被
在有的年份,雷鸟已经换上白色
“冬装”,但是迟迟没有下雪。这 身“冬装”还能帮助雷鸟躲避敌害 吗 这对你认识生物的适应性有什 么启示
自然选择
达尔文“自然选择学说” 过度繁殖 → 生存斗争 → 遗传变异 → 适者生存
遗传变异 在自然界中,生物个体都有遗传和变异的特性。
有利变异: 提高其在特定环境中生存和繁殖机会的变异
变异 不利变异:
降低其在特定环境中生存和繁殖机会的变异
夏天的雷鸟 秋天的雷鸟 秋冬的雷鸟 冬天的雷鸟
同一变异在不同环境中利弊不同
猎豹和斑马相互促进了对
方的进化,双方跑得慢的
被淘汰。进化的结果是:
猎豹和斑马的奔跑速度都
越来越快。
具有有利变异的个体,在生存斗争中才容易生存下来,并将这 些变异遗传给下一代。而具有不利变异的个体则容易被淘汰。
自然选择
达尔文“自然选择学说”
过度繁殖 → 生存斗争 → 遗传变异 → 适者生存
适者生存
浅少深多
浅多深少
自然选择
分析:尝试运用“自然选择学说”的四个步骤,解释长颈鹿长颈形成的原因。
适者生存
经过多代后,颈长
的特征越来越显著
食物匮乏
食物充足
颈短
颈长
遗传
变异
生存
斗争
过度
繁殖
食物
有限
分析生物进化的实例
思维训练 合理质疑长颈鹿颈长形成的原因
①长颈鹿不但取食高处的树叶,也取食不太高的灌木。
②高度不足三米的幼年长颈鹿也要取食,它们能吃到食物并长大
③过长的颈给长颈鹿带来诸多不便等等
有研究人员提出了另一种解释:
长颈鹿能帮助雄性长颈鹿在配偶争夺战中占据优势,因此有更多的
机会留下后代,这才是长颈鹿长颈形成的主要原因。
分析:上述观点是否合理。这些争论有没有从根本上否定自然选择学说
适者生存
经过多代后,颈长
的特征越来越显著
无配偶
有配偶
颈短
颈长
遗传
变异
生存
斗争
过度 繁殖
争夺
配偶
残翅昆虫 无翅昆虫
自然 在自然界中的生物,通过激烈的生存斗争, 选择学说 适应者生存,不适应者被淘汰。
生物的变异具有不定向性 生物的进化具有方向性
生存环境会定向筛选出
携带有利基因的个体, 使这些帮助生物适应环 境的基因得以代代相传。
自然选择
在某个经常刮大风的海岛上,有许多无翅和残翅的昆虫,
请分析:在这个海岛上,为什么无翅或残翅的昆虫特别多
这是长期自然选择的结果。由于海岛上经常刮大风,无翅或残翅的昆虫不能飞翔,生存和繁殖的机会更大,经过一段时间的自然选择,海岛上无翅或残翅的昆虫特别多。
一、概念检测
1.在生存斗争中,具有有利变异的个体容易生存下来并产生后代。 判断下列说法是否正确。
(1)自然选择保留的变异一直都有利于该生物的生存。
同一变异在不同环境中可能呈现不同的利弊属性。比如雷鸟的变装
(2)箭毒蛙大多色彩鲜艳,它们在森林中格外绚丽夺目,很容易被其他生物发现,
但仍然存活至今,这种现象不能用自然选择学说来解释。
箭毒蛙的体色属于警戒色,是自然选择的结果。
箭毒蛙有毒,鲜艳的颜色对捕食者具有警示作用,使捕食
者不敢轻易捕食它们,从而有利于箭毒蛙的生存和繁衍。
练习与应用
D. 细菌一接触青霉素就会自动产生耐药性
练习与应用
2.青霉素能杀死多种致病的细菌,是治病的良药,但随着人们过多地使用青霉素, 细菌对青霉素的耐药性越来越强。以下解释合理的是 ( )
A.现在的青霉素质量不如以前
B. 现在的人身体素质不如以前
C.自然选择筛选出有耐药性的细菌
细菌对青霉素的耐药性越来越强,
是自然选择的结果
C
(1)描述该实验的结果,并根据自然选择学说解释该结果。
数据趋势:使用DDT时间越长,耐DDT蚊的比例 越 高 。
自然选择解释:DDT对蚊子种群起到了筛选 作用,具有耐药性变异的个体存活并繁殖。
(2)为什么在世界各地都发现了耐DDT 的蚊
耐药基因在种群中原本存在(或:通过变异产生),
并通过 蚊子的迁移(或:种群扩散、人类活动携带等)传播。
二、拓展应用
1959年,科学家在印度发现了对杀虫剂DDT (滴滴涕)具有耐药性的蚊,现在世界各地
都发现了这种蚊。对此, 一项科学研究得到了下表所示的数据。
持续施用DDT的时间 0个月 8个月
12个月
耐DDT蚊的比例 4% 45%
77%
练习与应用
【课后拓展与实践】
小任务:
生活观察员:观察你身边的一 种动植物(如校园里的植物、宠物), 尝试从自然选择的角度,分析它的某
个特征可能如何适应其生活环境。
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