6.2 自然选择与适应的形成-2024-2025学年高一生物同步备课课件（人教版2019必修2）

第六章 生物的进化 第2节 自然选择与适应的形成 从进化的角度，怎样解释以上现象？ 兰花螳螂 章鱼的隐身术 仙人掌的针形叶 叶尾壁虎 奇异的叶尾壁虎(Uroplatus phantasticus)像一片枯叶一样，弯曲、脉络丰富，在马达加斯加本土森林地面的落叶中几乎看不见。它在晚上出来捕食昆虫时最为活跃。 5 兰花螳螂 兰花螳螂 6 北极狐 北极狐 7 变色龙 放大眼睛找一找，枯叶蝶在哪里？ 问题探讨 枯叶蝶，也称枯叶蛱蝶，在停息时，翅膀很像一片枯叶，这是枯叶蝶对环境的一种适应。目的就是使自身不易被天敌发现。 拟态： 指一种生物模拟另一种生物或模拟环境中其他物体从而获得好处的现象（生物学拟态）。 目的：适应环境 问题探讨 讨论： 1．枯叶蝶的翅很像一片枯叶，这有什么适应意义？ 2．从进化角度，怎样解释这种适应的形成？ 3．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？ 枯叶蝶和孔雀眼蛱蝶 拟态现象，使枯叶蝶不易被天敌发现。 枯叶蝶祖先出现翅似枯叶变异个体后，由于是可遗传有利变异，这种个体生存和留下机会多，久而久之，使这类蝴蝶具有翅似枯叶的适应性特征。 看似矛盾，翅色鲜艳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 1 适应的普遍性和相对性 适应是自然选择的结果 2 拟态 保护色 警戒色 适应环境 生存和繁殖 适应是如何形成的？有何特点？ 一、适应的普遍性和相对性 (1)生物的形态结构适合于完成一定的功能 一、适应的普遍性和相对性 鹈鹕 小肠的结构特点适于消化和吸收 毛细血管的结构适于物质交换 1.适应的含义： 14 生殖方式：从无性生殖到有性生殖 受精方式：从体外受精到体内受精 这些都是各种生物适应繁殖的特征 16 17 (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。 一、适应的普遍性和相对性 1.适应的含义： 18 适应在自然界中是普遍存在的。 一、适应的普遍性和相对性 2.适应的特性： ①普遍性—— 19 沙漠里仙人掌叶子变成针状减少水分蒸发；厚实的叶茎，可储存更多水分。 适应在自然界中是普遍存在的。 一、适应的普遍性和相对性 2.适应的特性： ①普遍性—— 企鹅具有厚厚的脂肪层 适应寒冷的南极环境 保护色 适应在自然界中是普遍存在的。 一、适应的普遍性和相对性 2.适应的特性： ①普遍性—— 竹节虫 警戒色 适应在自然界中是普遍存在的。 一、适应的普遍性和相对性 2.适应的特性： ①普遍性—— 箭毒蛙 毒蝇伞 环境条件多变，在此环境下的适应，不一定在彼环境下能适应。 其根本原因是遗传的稳定性与环境不断变化之间的矛盾 一、适应的普遍性和相对性 2.适应的特性： ②相对性—— 24 1.枯叶蝶天敌有哪些。枯叶蝶能完全免于天敌的捕食吗? 枯叶蝶从卵到成虫四个阶段，无一不受到天敌攻击。卵期常受到小蜂总科的昆虫寄生；幼虫期是最易受到捕食的时期，鸟类、步甲、土蜂、胡蜂、猎蝽等是蝴蝶幼虫主要捕食性天敌，寄蝇、茧蜂、姬蜂也常寄生在它们体内，它们还常受到细菌、真菌和病毒感染；蛹期天敌有姬蜂、小蜂、马蜂等；成虫天敌有鸟类、蜻蜓、盗蝇、蜘蛛、马蜂等。 分析适应的相对性 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。 不能完全免于天敌捕食。 步甲 猎蟒 胡蜂 2.雷鸟在冬季来临前将羽毛换成白色的，这有利于在白雪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，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。 分析适应的相对性 3.在进行以上分析基础上，用自己话概括适应相对性的原因。 适应的相对性: 生物对环境的适应都不是绝对的完全的适应,只是一定程度上的适应。 分析适应的相对性 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。 结合适应的含义，判断下列表述是否正确： 1.适应不仅是指生物对环境的适应，也包括生物的结构 和功能相适应。( ) 2.适应相对性的根本原因是遗传物质的稳定性与环境 不断变化之间的矛盾。( ) 3.适应有助于生物在一定环境条件下生存和延续。( ) 4.所有的生物都具有适应环境的特征。( ) √ √ √ √ 　练一练　 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 2.松毛虫鲜艳的花纹是一种警戒色，是一种巧妙的适应，大多数鸟怕吃松毛虫，而杜鹃却爱吃松毛虫。因此，松毛虫鲜艳的花纹反而有利于杜鹃的捕食，这可以说明（ ） A. 适应具有普遍性 B. 适应具有相对性 C. 适者生存 D. 自然选择 　练一练　 3.以下属于适应的相对性实例的是( ) A.枯叶蝶在停息时，它的翅很像一片枯叶 B.竹节虫俯身于竹枝上，其身体颜色和形态与竹枝相似 C.仙人掌的叶退化成叶刺，光合作用减弱 D.冬季来临前，雷鸟将羽毛换成白色的 　练一练　 4.夏天到了鹦鹉褪落一地绒毛，鹦鹉换毛的意义是（ ） A.形态结构适应生理功能 B.生活习性适应生活环境 C.生理功能适应生活环境 D.生活环境适应生理功能 　练一练　 1 适应的普遍性和相对性 适应是自然选择的结果 2 1.物种不变论 各种生物的适应特征是如何形成的？ 神创论 各种生物自古以来就如此，也没有新的物种产生。 不同物种之间没有亲缘关系! 34 生物的来源（物种可变）： 当今所有生物都由更古老的生物进化而来，各种生物的适应性特征并不是自古以来就如此，是在进化过程中逐渐形成的。 适应性形成是由于“用进废退”和“获得性遗传” 拉马克的进化学说 法国博物学家 拉马克 (J.B.I amarck, 1744 1829) 更古老生物 “用进废退” 个体差异 “获得性遗传” 各种新的适应性特征、生物新类型 （1）主要内容： （2）进化的原因： 食蚁兽的舌头之所以细长，是长期舔食蚂蚁的结果。 用进 器官使用越多越发达 舌头平均长度是60cm 36 鼹鼠眼睛因长期不用而退化 废退 不使用就退化 黑暗中的挖掘者 37 因用进废退而获得性状是可以遗传给后代的。 获得性遗传 38 拉马克的进化学说 法国博物学家 拉马克 (J.B.I amarck, 1744 1829) 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。 （3）意义： 批判性思维 人用眼过度，视力反而下降！ 运动员的后代，无专业的训练，就无法跟父母一样拥 有发达的肌肉、健壮的体格。 你如何看待拉马克的进化论学说？ 获得性遗传 你如何看待拉马克的进化论学说？ 41 拉马克的进化学说 法国博物学家 拉马克 (J.B.I amarck, 1744 1829) 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。 （3）意义： ①拉马克对适应形成的解释是肤浅的,缺少科学证据的支持，大多来自主观臆测。 （4）不足： ②过于强调环境的变化直接导致物种改变，具有局限性。 尝试用拉马克理论解释长颈鹿适应性特征—长脖子的形成 环境作用在前，生物变异在后 拉马克认为长颈鹿的进化是因为草地退化后,长颈鹿要吃树上的叶子，于是天天使劲地将颈伸长，终于形成了现在的长颈鹿。 ●出版了震动当时学术界的《物种起源》 英国生物学家 达尔文 (C.R. Darwin, 1809- 1882 ) ●主要提出了“共同由来学说”和“自然选择学说” 达尔文（1809-1882）是英国博物学家，他曾随英国海军勘探船“贝格尔号”，做了历时五年（1831-1836）环球航行考察，在动植物和地质等方面进行广泛观察，并采集了大量生物标本和矿物标本，经过深入研究，形成生物进化的观点。在1859年出版了震动当时学术界的巨著《物种起源》。 适应的来源：可遗传的变异。 适应的产生：是自然选择的结果。 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。 达尔文自然选择学说： 过度繁殖 48 每条鲫鱼一年所产卵中，大约有3000个可受精并孵化成小鱼。一年后小鲫鱼成熟再产下一代。经过三年，一对鲫鱼繁殖的后代数目可达67.5亿条。 在有限的资源中生物个体如何存活下来？ 鳕鱼年产卵量是500万粒。如果能全部孵化长大, 不出6年,整个大西洋就会被鳕鱼塞满。 事实1： 生物都有过度繁殖的倾向 事实2： 物种内个体数能保持稳定 事实3： 资源是有限的 种内斗争 种间斗争 生物与环境之间斗争 事实1： 生物都有过度繁殖的倾向 事实2： 物种内个体数能保持稳定 事实3： 资源是有限的 推论1： 个体间存在生存斗争 事实4： 同种个体间普遍存在差异（变异） 事实5： 许多变异是可遗传的 变异是不定向的： （可遗传有利和不利变异） 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 自然选择的条件（基础） 自然选择的手段和进化动力 自然选择的结果： 适者生存 自进化的内因 自然选择学说的主要内容： （1）过度繁殖： 自然选择的条件（基础） （2）生存斗争： 自然选择的手段、动力 （3）遗传和变异：生物进化的内因 （4）适者生存： 自然选择的结果 达尔文把适者生存，不适者被淘汰的过程叫做自然选择。 新教材《自然选择与适应的形成》教学课件人教版1 运用自然选择学说解释适应的形成 尝试用自然选择理论解释长颈鹿的适应性特征 —— 长脖子的形成。 运用自然选择学说解释适应的形成 1.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？ 尝试用自然选择理论解释长颈鹿的适应性特征 —— 长脖子的形成。 容易吃到高处的树叶，留下后代机会多。 运用自然选择学说解释适应的形成 尝试用自然选择理论解释长颈鹿的适应性特征 —— 长脖子的形成。 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？ 逐渐增加 3.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? 能 运用自然选择学说解释适应的形成 尝试用自然选择理论解释长颈鹿的适应性特征 —— 长脖子的形成。 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 4.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？ 尝试用达尔文理论解释长颈鹿适应性特征—长脖子的形成 （不定向）变异在前，（定向）自然选择在后 适应是自然选择的结果 尝试用达尔文的理论解释长颈鹿的适应性特征—长脖子的形成 运用自然选择学说解释适应的形成 尝试用自然选择理论解释长颈鹿的适应性特征 —— 长脖子的形成。 达尔文与拉马克的观点最关键区别是什么？ 拉马克：先选择，后变异 ☆适应形成必要条件： 群体中出现可遗传的有利变异和环境的定向选择 达尔文：先变异，后选择 项目 自然选择学说 拉马克进化学说 区 别 变异 适应环境 进化方向 联系 变异是不定向的，本来就有 环境和生物都不决定变异的方向 变异是定向的，环境和生物意愿可决定变异的方向 适者生存，不适者被淘汰 环境和生物意愿决定的变异，都适应环境 自然选择决定 生物自身决定 认为生物不是神造的，而是由更古老的生物进化来的，即简单→复杂、低等→高等，且都是“渐变”的结果 达尔文进化论学说： 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。 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。 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。 现代生物进化理论 现代生物进化理论 深入到基因水平，认识了遗传和变异本质 以种群为单位 ③强调物种形成都是渐变的结果，不能很好地解释物种大爆发等现象。 意义： 达尔文自然选择学说的局限性和以后进化论的发展： 被誉为19世纪自然科学的三大发现之一 现代生物进化理论 从生物个体水平发展到种群水平。 形成以自然选择学说为核心的现代生物进化理论 逐步认识遗传和变异的本质； 研究从性状水平深入到基因水平； 64 分析生物进化观点对人们思想观念的影响 请搜集生物进化论的相关资料，讨论以下问题: 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，人们普遍认为所有物种都是神创造的，自古以来既没有物种绝灭，也没有新物种产生。 达尔文认为所有生物都是由原始共同祖先进化来的，生物界通过自然选择不断进化，这一观点否定了“神创论”，不能为当时宗教观念所容，因此，遭到许多人攻击、漫骂和讥讽。 思考讨论 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，作为唤起同胞救国图强的警钟。这一做法在当时起到了什么作用？ 3．马克思读了达尔文的《物种起源》后，在写给恩格斯的一封信中说：“虽然这本书用英文写得很粗略，但是它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．达尔文生物进化论对于人们正确认识人类在自然界地位有什么启示？ 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。 人类与其他生物有着共同祖先。人类是大自然一员，而不是凌驾于其他物种之上的“主宰" 分析生物进化观点对人们思想观念的影响 请搜集生物进化论的相关资料，讨论以下问题: 思考讨论 遗传和变异 资源有限 生存斗争 过度繁殖 共同祖先 子代 大量 多样 部分子代 自然选择 新的适应性特征、生物新类型 进化 = 种群基因频率变化 不定向变异 定向选择 现代进化理论 2、适应是自然选择的结果 自然选择实例： 桦尺蠖 【资料1】 68 原始 昆虫 有翅 力大 有翅 力小 残/无翅 有翅 力大 大风大浪 生存 √ 生存 √ × 淘汰 残/无翅 过度繁殖 遗传变异 生存斗争 适者生存 →抗强风飞翔 →不飞翔 →能飞翔，不抗强风 1．通过这种现象说明变异是定向的还是不定向的? 2．这里刮的海风对岛上昆虫的翅起了什么作用？ 3. 环境对性状的选择是定向的还是不定向的呢？ *自然选择决定进化的方向 不定向的 选择作用 定向 有翅 力小 经常刮大风海岛上，无翅或残翅的昆虫比较多 自然选择实例： 【资料2】 69 抗生素发现及应用使细菌感染性疾病得到有效治疗和控制。但随抗生素大量使用，许多细菌产生了不同程度耐药性，甚至产生对所有抗生素都耐药的“超级细菌”。 【资料3】在一个细菌群体中， 细菌会自发产生突变，突变是 随机发生、不定向的。其中 一些突变会让细菌对抗生素产 生抗性而成为耐药菌。细菌的 繁殖速度很快，一般20分钟就 能繁殖一代，因此细菌对一种 抗生素产生耐药性，快则数月， 慢则两年。细菌群体耐药率达 到70%-80%也仅需10年左右。 自然选择实例： 【资料4】世界卫生组织2012年针对我国抗生素使用情况的调查报告显示： (1)我国感冒病人中至少有60%使用抗生素，而且发烧就用抗生素。 (2)一般家庭常备抗生素药品，当作预防药品使用。喜欢选择价格贵和新抗生素药品。 (3)现在某些感染性疾病患者青霉素静脉注射使用量达到800万-1200万单位。 (青霉素发现之初，只要肌肉注射几十万单位就能控制细菌感染） (4)我国药品销售额前100位的药品中，抗生素药品占一半以上。人均年消费抗生素量为140g左右，是欧美国家的10倍。 滥用抗生素使大量细菌出现耐药性，致使许多抗生素失去疗效，大大缩短抗生素药品的“寿命”，人类可能会回到“无抗菌药的年代”。 为避免产生“超级细菌”，在抗生素使用上个人仅“独善其身”行吗？我们还能为阻止“超级细菌”的产生做些什么？ 自然选择实例： 适应的含义 适应的普遍性和相对性 适应是自然 选择的结果 物种不变论 达尔文自然选择学说 拉马克进化学说 用进废退 获得性遗传 过度繁殖 遗传变异 生存斗争 适者生存 自然选择与适应的形成 练习与应用 一、概念检测 1．适应的形成离不开生物的遗传和变异(内因)与环境(外因)的相互作用。判断下列与适应及其形成相关的表述是否正确。 （1）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。（ ） （2）具有有利变异的个体，都能成功地生存和繁殖后代；具有不利变异的个体，会过早死亡不能留下后代。（ ） （3）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。（ ） (4)抗生素的滥用会使细菌产生抗药性的原因是：抗生素诱发细菌产生基因突变，使细菌中出现抗药性强的个体。(　　) 2．拉马克是研究生物进化的先驱。下列表述哪一项不是拉马克的观点（ ） A．生物的种类从古至今是一样的 B．生物的种类是随着时间的推移而变化的 C．生物某器官的发达与否取决于用与不用 D．环境的变化使生物出现新的性状，并且将这些性状遗传给后代 √ X √ X A **环境不能定向诱导突变 73 练习与应用 二、拓展应用 1． 有人认为，工蜂不能繁殖后代，因此，它们适于采集花粉的性状在进化上没有意义。你同意这种观点吗？为什么？ 工蜂虽然不能繁殖后代，但它们适于采集花粉的性状在进化上仍是有意义的。因为决定这些性状（有利变异）的基因存在于蜂王和雄蜂的基因组中，可以遗传给后代。也正是由于工蜂有这些性状，才能使蜂王获得充足的食物来繁殖后代。 74 练习与应用 2.人类对濒危动植物进行保护，会不会干扰自然界正常的自然选择？为什么？ 在自然界，物种绝灭的速率本来是很缓慢的，人类活动大大加快了物种绝灭的速率。现在许多濒危物种之所以濒危，在很大程度上是人为因素造成的。 ①因此，一般来说，人类对濒危物种的保护，是在弥补自己对自然界的过失，不能说是干扰了自然界正常的自然选择。 ②从另一个角度看，自然选择所淘汰的物种并不是毫无价值，因此，不能完全从自然选择的角度来判断现有物种的存留意义。 濒危植物金花茶 濒危动物川金丝猴 二、拓展应用 75 练习与应用 二、拓展应用 3．“人们现在都生活在各种人工环境中，因此，人类的进化不再受到自然选择的影响。”你同意这一观点吗？写一段文字阐明你支持或反对的理由。 人工环境与自然环境不可能完全隔绝，人也不可能离开自然界而生存，因此，人类的进化不可能完全摆脱自然界的影响。但是，人类毕竟早已远离风餐露宿、“与狼共舞”的时代，工农业的发展和医疗水平的提高，使人们的生活条件不断改善，健康水平不断提高，婴幼儿死亡率显著下降，平均寿命显著延长，来自自然界的选择压力在变小，来自人类社会内部的选择因素在增加。 76 1974—埃塞俄比亚—南方古猿类化石 Lavf56.15.100 Lavf58.12.100 Transcoded by Arctime Pro 2.2.1 Lavf58.20.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.6.37 Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$