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第六章 生物的進化
第2節 自然選擇與適應的形成
人教版·必修二
問題探究
1. 枯葉蝶的翅很像一片枯葉，這有什么適應意義
3.同一環境中不乏翅色鮮艷的蝴蝶,這與你剛才作的解釋有矛盾嗎？如果有，又怎樣解釋？
這是擬態現象，使枯葉蝶不易被天敵發現。
2.上網查查枯葉蝶的天敵有哪些？枯葉蝶能完全免于天敵的捕食嗎
其翅上類似猛禽眼睛的眼斑,能避免它遭到攻擊，是它防御敵害的適應性特征。
天敵有捕食性鳥類、步甲、土蜂、胡蜂、獵蝽、青蛙、蟾蜍等。枯葉蝶不能完全免于天敵的捕食。
思考·討論：
一、適應的普遍性和相對性
同枯葉蝶一樣，所有的生物都具有適應環境的特征。
蘭花螳螂
竹節蟲
葉尾壁虎
擬葉蝗
菲律賓葉蟲
鉤線青尺蛾的幼蟲
【知識鏈接】
一、適應的普遍性和相對性
1. 適應的含義
① 指生物的形態結構適合于完成一定的功能；
如：小腸的結構特點，適于消化和吸收；
毛細血管的結構，適于物質交換。
一、適應的普遍性和相對性
1. 適應的含義
① 指生物的形態結構適合于完成一定的功能；
如：小腸的結構特點，適于消化和吸收；
毛細血管的結構，適于物質交換。
② 指生物的形態結構及其功能適合于該生物在一定的環境中生存和繁殖；
如：仙人掌葉子（針形葉）退化，根系發達，適應于缺水的沙漠環境；
北極熊，白色的毛發，厚厚地脂肪層，適應寒冷的北極環境。
一、適應的普遍性和相對性
蘭花螳螂的擬態
青蛙的保護色
箭毒蛙的警戒色
2. 適應的特點
普遍性
適應是普遍存在的
相對性
生物的適應性只是在一定程度上的，不是絕對的。
一、適應的普遍性和相對性
思考·討論：分析適應的相對性
春夏的雷鳥
冬天的雷鳥
如果冬季降雪延遲，已經換成一身白色羽毛的雷鳥反而容易被天敵發現。可見，適應的實現是有條件的，當環境條件改變時，適應可能會失去作用。
2. 雷鳥在冬季來臨前將羽毛換成白色的，這有利于在白雪皚皚的環境中保護自己。這種適應現象有沒有局限性？
3. 在進行以上分析的基礎上，請你用自己的話概括適應相對性的原因。
適應性特征來自遺傳，即來源于可遺傳的有利變異的逐代積累，是對之前的環境適應的結果。由于環境總是處于不斷變化之中，遺傳的穩定性與環境之間不斷變化之間的矛盾是適應相對性的根本原因。
一、適應的普遍性和相對性
課堂小結
思考：各種生物的適應性特征是如何形成的？
1. 適應性的含義
形態結構與功能相適應
生物與環境相適應
2. 適應性的普遍性
適應是普遍存在的
3. 適應性的相對性
生物的適應性只是在一定程度上的，不是絕對的。
遺傳的穩定性與環境不斷變化之間的矛盾是適應相對性的根本原因。
二、適應是自然選擇的結果
各種生物的適應性特征是如何形成的呢？
耶穌
（公元前4——公元30）
神創論：
所有的物種都是上帝創造的
物種不變論：
①生物物種是不變的，
②各種生物都是自古以來就如此的。
③不同物種之間沒有親緣關系!
拉馬克
1744-1829
徹底否認物種不變論的提出者：拉馬克
拉馬克：
法國博物學家，生物學偉大的奠基人之一。他最先提出生物進化的學說，是進化論的倡導者和先驅
二、適應是自然選擇的結果
1. 拉馬克的進化學說
①生物不是神造的，而是由更古老生物進化來的
②生物是由低等到高等逐漸進化的
③生物各種適應性特征的形成都是由于用進廢退和獲得性遺傳
主要內容：
用進廢退：
器官用得越多就越發達，器官廢而不用，就會造成形態上的退化。
①食蟻獸的舌頭之所以細長，是長期舔食螞蟻的結果。
②鼴鼠長期生活在地下，視覺派不上用場，眼睛就萎縮退化。
獲得性遺傳：這些用進廢退而獲得的性狀可以遺傳給后代。
二、適應是自然選擇的結果
1. 拉馬克的進化學說
注意:
拉馬克的進化觀點是“用進廢退”和“獲得性遺傳”。即選擇在前，變異在后，可歸納如下：
環境改變
需求改變
使用或廢棄某種器官
獲得性性狀
遺傳
生物新類型
誘導
決定
產生
可以
逐代積累產生
思考：請用拉馬克的觀點解釋長頸鹿為什么脖子長？
長頸鹿以樹葉為食，草地退化（環境改變）后，要吃樹葉，于是使勁將頸部伸長（需求改變），這樣頸越伸越長（用進），并且這一性狀能遺傳給后代（獲得性遺傳），長此以往，終于形成現在的長頸鹿（生物新類型）。
二、適應是自然選擇的結果
1. 拉馬克的進化學說
你能舉例反駁用進廢退、獲得性遺傳的觀點？
事實：食蟻獸舌頭平均長度是60cm，成年后不會增長。
事實：鼴鼠是一種具有立體嗅覺感的哺乳動物，幼年有微弱視力，常年不見天日，成年后退化。
二、適應是自然選擇的結果
1. 拉馬克的進化學說
局限性：
歷史進步意義：
①拉馬克提出的用進廢退和獲得性遺傳的觀點缺少科學證據的支持，大多來自主觀臆測。
②拉馬克過于強調環境的變化直接導致物種的改變。實際上，環境的變化如果未引起遺傳物質的改變，就不會使生物產生可遺傳的變異。
①歷史上第一個系統地提出了進化理論的學者；
②徹底反對神創論和物種不變論。
二、適應是自然選擇的結果
2. 達爾文的自然選擇學說
英國的博物學家，他曾隨英國海軍勘探船“貝格爾號”，做了歷時五年（1831-1836）的環球航行考察，在動植物和地質等方面進行了廣泛的觀察，并采集了大量的生物標本和礦物標本，經過深入研究，形成了生物進化的觀點。終于在1859年出版了震動當時學術界的巨著《物種起源》。
達爾文
“貝格爾號”航行路線
達爾文：
二、適應是自然選擇的結果
①適應的來源是可遺傳的變異。
②適應是自然選擇的結果，包括過度繁殖、生存斗爭、遺傳變異和適者生存。
主要內容：
2. 達爾文的自然選擇學說
事實1：
生物都有過度繁殖的傾向
事實2：
物種內的個體數能保持穩定
事實3：
資源是有限的
推理1：
個體間存在著生存斗爭
事實4：
同種個體間普遍存在差異（變異）
事實5：
許多變異是可以遺傳的
推理2：
具有有利變異的個體，生存并留下后代的機會多
推理3：
有利變異逐代積累，具有這些有利變異的個體越來越多，形成具有新的適應特征的生物新類型
二、適應是自然選擇的結果
2. 達爾文的自然選擇學說
鱈魚的年產卵量是500萬粒。有人計算過,如果鱈魚所產的卵全部能孵化長大成魚，那么不出6年，整個大西洋就會被鱈魚塞滿。
（1）過度繁殖——自然選擇的基礎
事實1：生物都有過度繁殖的傾向
事實2：物種內的個體數能保持穩定
事實3：資源是有限的
過度繁殖
生存斗爭
（2）生存斗爭——進化的動力和自然選擇的手段
生物的生存資源有限，要生存就必須與同種的、異種其他個體及無機環境進行斗爭
遺傳變異
（3）遺傳變異——自然選擇的內因
事實4：個體間普遍存在差異(變異)
事實5：許多變異是可以遺傳的
適者生存
（4）適者生存——自然選擇的結果
變異在前
選擇在后
二、適應是自然選擇的結果
長頸鹿鹿群大量繁殖（過度繁殖）；遇到漫長的干旱季節，食物缺乏時，它們都要吃樹葉而樹葉不夠吃（生存斗爭）；它們有頸長和頸短的差異（變異）；頸長的個體更容易得到食物而生存下來，產生后代的概率更大，經過若干代的繁殖，頸長的個體所占的比例增大（遺傳），長此以往，終于形成了現在的長頸鹿（適者生存 ）。
思考·討論：運用自然選擇學說解釋長頸鹿為什么脖子長？
二、適應是自然選擇的結果
2. 達爾文的自然選擇學說
②環境的定向選擇（外因）
適應形成的必要條件：
①群體中出現可遺傳的有利變異（內因）
達爾文認為：
在一定環境的選擇作用下，可遺傳的有利變異會賦予某些個體生存和繁殖的優勢，經過代代繁殖，群體中出現這樣的個體就會越來越多，有利變異通過逐代積累而成為顯著的適應性特征，進而出現新的生物類型。
注意：變異是不定向的，自然選擇是定向的
二、適應是自然選擇的結果
局限性：
歷史進步意義：
①使人們認識到生物是在自然選擇的作用下 的，使生物學第一次擺脫了 的束縛，走上了 的軌道。
②揭示了生物界的 是由于所有的生物都有共同祖先。
③科學地解釋了生物的多樣性和適應性是 的結果。
①對于遺傳和變異的認識還局限于性狀水平
2. 達爾文的自然選擇學說
不斷發展變化
神學
科學
統一性
進化
②不能科學地解釋遺傳和變異的本質。
二、適應是自然選擇的結果
3. 達爾文以后進化理論的發展
發展的結果：
發展的原因：
①關于遺傳和變異的研究，已經從性狀水平深入到基因水平，人們逐漸認識到遺傳和變異的本質。
②關于適應以及物種的形成等問題的研究，已經從以生物個體為單位，發展到以種群為基本單位。
形成了以自然選擇為核心的現代生物進化理論。
達爾文與拉馬克進化學說的比較
項目 拉馬克的進化學說 達爾文的自然選擇學說
中心思想
區別 進化原因
變異方向
適應性
進化方向
聯系 變異是不定向的，本來就有；環境和生物都不決定變異的方向
適者生存，不適者被淘汰
自然選擇決定
變異是定向的，環境和生物意愿可決定變異的方向
環境和生物意愿決定的變異都適應環境
生物自身決定
認為生物不是神造的，而是由更古老的生物進化來的，即簡單→復雜、低等→高等，且都是“漸變”的結果
遺傳和變異是生物進化的內因，環境條件改變是生物進化的外因
外界環境影響是生物進化的主要原因
過度繁殖、生存斗爭、
遺傳變異、適者生存
用進廢退和獲得性遺傳
二、適應是自然選擇的結果
超級細菌，泛指那些對多種抗生素具有耐藥性的細菌，嘗試用達爾文的觀點解釋超級細菌產生的原因
拉馬克：
（先環境變化）接觸藥物后，“為了”適應有藥物的環境，病毒（后定向變異）“主動”產生的抗藥性。后代獲得了這一特點，其抗藥性不斷增強。
達爾文：
（先不定向變異）在沒用該新藥的時候，抗該新藥的變異類型就已經存在，只是在沒使用該藥物前顯示不出其生存優勢；（后環境定向選擇）當使用該新藥后，藥物的選擇作用使這種變異類型的個體在生存斗爭中被保留下來并繁殖后代，其抗藥性不斷增強。
遷移應用：
二、當今生物體進化上進化的印跡——其他方面的證據
請搜集生物進化論的相關資料，討論以下問題：
思考·討論：分析生物進化觀點對人們思想觀念的影響
1. 達爾文的生物進化論和神創論的主要沖突是什么？達爾文提出生物進化論之后，為什么遭到許多人的攻擊、謾罵和譏諷？
達爾文認為所有的生物都是由最原始的共同祖先進化而來的。生物通過自然選擇而不斷進化,這一觀點否定了“神創論”，與當時的宗教觀念相悖，因此遭到許多人的攻擊、謾罵和譏諷。對人們破除迷信、樹立科學的世界觀具有重要作用。
2. 19世紀末，嚴復、梁啟超等以自然選擇學說中“物競天擇，適者生存”的觀點，作為喚起同胞救國圖強的警鐘。這一做法在當時起到了什么作用？
激勵人們奮發圖強，“自強保種”使中華民族能自立于世界民族之林。
二、當今生物體進化上進化的印跡——其他方面的證據
請搜集生物進化論的相關資料，討論以下問題：
思考·討論：分析生物進化觀點對人們思想觀念的影響
3. 馬克思讀了達爾文的《物種起源》后，寫在給恩格斯的一封信中說：“雖然這本書用英文寫得很粗略，但是它為我們的觀點提供了自然史的基礎。”馬克思所說的“我們的觀點”是指什么觀點？
4. 達爾文的生物進化論對于人們正確認識人類在自然界的地位有什么啟示？
為辯證唯物主義觀點提供了自然史的基礎。
人類與其他生物有共同的起源。各種生物之間有著或遠或近的親緣關系。人類和其他生物一樣，都是大自然的一員，而不是凌駕于其他物種之上的“主宰”。
二、適應是自然選擇的結果
練習與應用
1.有人認為，工蜂不能繁殖后代，因此 ，它們適于采集花粉的性狀在進化上沒有意義。你同意這種觀點嗎？
工蜂雖然不能繁殖后代，但它們適于采集花粉的性狀在進化上仍是有意義的。因為決定這些性狀（有利變異）的基因存在于蜂王和雄蜂的基因組中，可以遺傳給后代。也正是由于工蜂有這些性狀，才能使蜂王獲得充足的食物來繁殖后代。。
教材P109
二、適應是自然選擇的結果
練習與應用
2. 人類對瀕危動植物進行保護，會不會干擾自然界正常的自然選擇？為什么？
在自然界，物種絕滅的速率本來使很緩慢的，人類活動大大加快了物種絕滅的速率。現在許多瀕危物種之所以瀕危，在很大程度上是人為因素造成的。
因此，一般來說，人類對瀕危物種的保護，是在彌補自己對自然界的過失，不能說是干擾了自然界正常的自然選擇。從另一個角度看，自然選擇所淘汰的物種并不是毫無價值，因此，不能完全從自然選擇的角度來判斷現有物種的存留意義。
教材P109
瀕危植物金花茶
瀕危動物川金絲猴
二、適應是自然選擇的結果
練習與應用
3. “人們現在都生活在各種人工環境中，因此，人類的進化不再收到自然選擇的影響。你同意這一觀點嗎？寫段文字闡明你支持或反對的理由。
人工環境與自然環境不可以完全隔絕，人也不可能離開自然界而生存，因此，人類的進化不可能完全擺脫自然界的影響。但是，人類畢竟早已遠離風餐露宿、“與狼共舞”的時代，工農業的發展和醫療水平的提高，使人們的生活條件不斷改善，健康水平不斷提高，嬰幼兒死亡率顯著下降，平均壽命顯著延長，來自自然界的選擇壓力變小，來自人類社會內部的選擇因素在增加。
教材P109

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