4.1.1《达尔文生物进化理论》知识清单-2023-2024学年高一下学期生物苏教版（2019）必修2

《达尔文生物进化理论》知识清单 一、达尔文与他的环球之旅 1、 达尔文其人 达尔文是一位超级厉害的英国生物学家。他就像一个充满好奇心的探险家，对生物界的各种现象都有着浓厚的兴趣。 他出生在一个富裕的家庭，本来可以过着舒适的生活，但他却选择了踏上探索生物奥秘的道路。 2、 小猎犬号之旅 他乘坐小猎犬号进行了环球航行。这就好比是一场超级大冒险，他到了好多不同的地方，像南美洲、加拉帕戈斯群岛等地。在这些地方，他看到了各种各样奇怪的生物。比如说，他在加拉帕戈斯群岛上看到了不同形状嘴巴的雀鸟。有些雀鸟的嘴巴又粗又大，适合咬开坚果；有些雀鸟的嘴巴又尖又细，适合啄食昆虫。这就像你去了一个超级大的糖果店，发现不同的糖果有不同的包装，而这些包装都有它们各自的用处呢。 二、达尔文生物进化理论的主要内容 1、 物种是可变的 观察到的现象 达尔文在他的旅行中发现，不同地区的同种生物会有一些差异。就像我们人类，不同地区的人在肤色、体型等方面会有所不同。比如，生活在非洲的人皮肤比较黑，这是因为那里阳光强烈，黑色素多可以保护皮肤。而生活在欧洲的人皮肤比较白，这是因为他们所处的环境阳光没那么强烈。这就说明生物是会随着环境等因素发生变化的。 理论解释 他认为物种不是一成不变的，而是会随着时间的推移逐渐发生变化。这种变化可能是很微小的，但是经过很长时间的积累，就会变得很明显。就像你每天存一点钱，时间久了就会变成一笔不小的财富。 2、 生存斗争 无处不在的竞争 在自然界中，生物之间存在着激烈的生存斗争。这就像一场没有硝烟的战争。比如说，草原上的羚羊和狮子。羚羊要拼命奔跑才能避免被狮子吃掉，而狮子也要努力追捕羚羊才能生存下去。植物之间也存在竞争，大树长得高，它的枝叶就会遮挡住阳光，下面的小草就可能因为得不到足够的阳光而生长缓慢。这就好比在学校里，同学们要竞争好成绩，才能获得奖励或者进入好的班级。 竞争的种类 生存斗争包括生物与生物之间的斗争，像上面说的羚羊和狮子的关系；还包括生物与环境之间的斗争。例如，沙漠里的植物要适应干旱的环境，它们的根系就会特别发达，以便吸收更多的水分。如果它们不能适应这种环境，就会被淘汰。这就像你参加一场长跑比赛，不仅要和其他选手竞争，还要适应比赛当天的天气、场地等环境因素。 3、 自然选择 适者生存 自然选择是达尔文生物进化理论的核心内容。简单来说，就是在生存斗争中，那些能够适应环境的生物就能够生存下来，并且繁殖后代。而那些不能适应环境的生物就会被淘汰。就像在寒冷的北极，北极熊白色的皮毛是一种适应环境的特征。它的白色皮毛可以让它在雪地中更好地隐藏自己，方便捕食和躲避天敌。如果有一只北极熊突然变成了黑色的皮毛，那它在雪地里就很容易被发现，就很难生存下去了。 选择的因素 自然选择的因素有很多，像气候、食物、天敌等。例如，在工业革命时期，英国的树干因为污染变成了黑色。原本灰色的蛾子在树干上很容易被鸟类发现，而黑色的蛾子则因为与树干颜色相近，更容易生存下来。随着时间的推移，黑色蛾子的数量就越来越多了。这就说明环境的变化会影响自然选择的方向。 4、 生物的适应性 形态结构的适应 生物的适应性体现在很多方面。在形态结构上，像鱼的流线型身体就很适合在水中游动。鱼的身体形状可以减少水的阻力，就像一艘设计精良的船。还有鸟的翅膀，它的形状和羽毛的排列方式都有利于飞行。你可以想象一下，如果鸟的翅膀是方形的，那它肯定飞不起来了。 生理功能的适应 在生理功能方面，骆驼可以在沙漠中长时间不喝水。这是因为它的身体有特殊的生理机能，它的驼峰里储存着脂肪，在需要的时候可以转化为水分和能量。我们人类在高原地区生活久了，身体也会发生一些变化，比如红细胞数量会增加，这样可以提高血液的携氧能力，适应高原缺氧的环境。 行为习性的适应 有些动物的行为习性也是为了适应环境。比如，松鼠会在秋天收集很多坚果，然后藏起来，以便在冬天食物短缺的时候有东西吃。还有候鸟，它们会随着季节的变化进行长途迁徙。它们知道什么时候该往南飞，什么时候该往北飞，这都是为了寻找更适宜的生存环境。 三、达尔文生物进化理论的证据 1、 古生物学证据 化石的发现 化石就像是生物进化的历史记录。科学家们发现了很多古老生物的化石。比如，始祖鸟的化石。始祖鸟既有鸟类的特征，又有爬行动物的特征。它有羽毛，这是鸟类的特征，但是它的嘴里有牙齿，尾巴很长，这又像是爬行动物的特征。这就说明鸟类是从爬行动物进化而来的。就像你看到一张老照片，照片里的东西既有现代的元素，又有古老的元素，你就可以推断出这个东西是怎么发展变化的。 化石的层序 不同地层中的化石也有一定的顺序。一般来说，越古老的地层中，化石的生物结构越简单；越新的地层中，化石的生物结构越复杂。这就像盖房子，先打好基础，基础的结构比较简单，然后再往上盖，结构会越来越复杂。这也证明了生物是由简单到复杂逐渐进化的。 2、 比较解剖学证据 同源器官 同源器官是指不同生物的某些器官在基本结构、各部分和生物体的相互关系以及胚胎发育的过程彼此相同，但在外形上有时并不相似，功能上也有差别。例如，人的手臂、蝙蝠的翼手、鲸的鳍和鸟的翅膀。这些器官虽然功能不同，人的手臂用来抓握东西，蝙蝠的翼手用来飞行，鲸的鳍用来游泳，鸟的翅膀用来飞翔，但是它们的骨骼结构基本相同。这就说明这些生物可能有共同的祖先。这就好比你和你的表兄弟姐妹，虽然你们的职业或者生活方式不同，但是你们都有相似的家族基因。 同功器官 同功器官是指功能相同而起源不一定相同的器官。比如，鸟的翅膀和昆虫的翅膀。它们都可以用来飞行，但是它们的结构和起源是不同的。鸟的翅膀是由前肢进化而来的，而昆虫的翅膀是由身体的外骨骼延伸形成的。这就像不同的工具可以做同样的事情，但是它们的制造材料和方法可能不同。 3、 胚胎学证据 胚胎发育的相似性 不同生物的胚胎在发育早期有很多相似之处。例如，鱼、蛙、龟、鸡、猪、牛和人的早期胚胎都有鳃裂和尾。这就说明这些生物在进化上有一定的关系。就像你在做手工的时候，刚开始的步骤可能都是一样的，但是随着制作的进行，就会出现不同的形状和功能。这也表明生物在进化过程中有共同的祖先。 四、达尔文生物进化理论的意义和局限性 1、 意义 对生物学的影响 达尔文的生物进化理论彻底改变了人们对生物界的看法。它使生物学从宗教的束缚中解脱出来，成为一门真正的科学。以前人们认为生物是上帝创造的，而且是一成不变的。但是达尔文的理论告诉我们，生物是通过自然选择不断进化的。这就像打开了一扇新的大门，让科学家们可以更深入地研究生物的起源和发展。 对其他学科的影响 它对其他学科也产生了深远的影响。在农业方面，人们可以根据生物进化的原理来培育优良的农作物和家畜品种。比如，通过选择那些产量高、抗病能力强的农作物进行繁殖，就可以得到更好的品种。在医学方面，它有助于我们理解病菌的抗药性是如何产生的。病菌在药物的作用下，那些具有抗药性的病菌就会生存下来，并且繁殖后代，这也是一种自然选择的过程。 2、 局限性 当时的知识局限 达尔文的生物进化理论也有一些局限性。由于当时科学技术的限制，他对遗传和变异的本质还不清楚。他不知道基因的存在，也不了解遗传物质是如何传递的。就像你在看一幅拼图，你只能看到拼图的一部分，而看不到全貌。 现代生物学的补充 随着现代生物学的发展，我们对生物进化有了更深入的理解。现代遗传学、分子生物学等学科为生物进化理论提供了更多的证据和解释。例如，通过对基因序列的分析，我们可以更准确地判断生物之间的亲缘关系，以及它们在进化过程中的变化。 五、典型问题 1、 如何理解自然选择在生物进化中的作用？ 自然选择就像是大自然的一个筛子。在生物界中，每个生物都有自己的特征。比如说，兔子有跑得快和跑得慢的。在有狐狸等天敌的环境中，跑得快的兔子就更容易生存下来，因为它们能够逃脱狐狸的追捕。而跑得慢的兔子就可能被狐狸吃掉。这样，跑得快的兔子就有更多的机会繁殖后代，它们的基因就会传递下去。随着时间的推移，整个兔子种群中跑得快的兔子就会越来越多。这就是自然选择的作用，它让那些适应环境的生物生存下来，不适应的被淘汰，从而推动生物朝着适应环境的方向进化。 2、 达尔文生物进化理论中的生存斗争有哪些类型？请举例说明。 生存斗争主要有生物与生物之间的斗争和生物与环境之间的斗争。生物与生物之间的斗争就像草原上的狼和羊。狼要吃羊来生存，羊要躲避狼才能活下去。生物与环境之间的斗争，例如沙漠中的仙人掌。沙漠里水分很少，环境很恶劣。仙人掌为了生存，它的叶子变成了刺，这样可以减少水分的蒸发。它的根系很发达，可以深入地下吸收更多的水分。如果仙人掌不能适应这种干旱的环境，它就会死亡。 3、 请解释同源器官如何证明生物进化？ 同源器官就像生物进化的一个秘密代码。比如说人的手臂、蝙蝠的翼手、鲸的鳍和鸟的翅膀，它们的骨骼结构基本相同。这就好比是同一套房子的不同装修风格。这说明这些生物可能有共同的祖先。在进化的过程中，由于它们生活的环境不同，所以这些器官的功能发生了变化。人的祖先可能是生活在陆地上，用手臂抓握东西；蝙蝠的祖先为了适应飞行的生活，手臂就进化成了翼手；鲸的祖先进入了水中生活，手臂就变成了鳍用来游泳；鸟的祖先也是为了飞行，手臂进化成了翅膀。所以同源器官是生物进化的一个重要证据。 一、选择题 1、 达尔文环球航行中，在加拉帕戈斯群岛观察到的雀鸟不同形状的嘴巴，这一现象主要说明了（ ） A. 物种是不变的 B. 环境对生物没有影响 C. 物种是可变的 D. 生物不会适应环境 答案：C。因为不同形状嘴巴的雀鸟说明在不同的环境下，雀鸟的特征发生了变化，体现了物种是可变的。 2、 下列哪项属于生物与生物之间的生存斗争（ ） A. 沙漠植物与干旱环境 B. 牛与草原上的草 C. 高山植物与低温环境 D. 鱼与水中的氧气 答案：B。牛吃草原上的草，这是生物与生物之间的关系，属于生存斗争中的一种，而A、C、D选项都是生物与环境之间的关系。 3、 自然选择的核心是（ ） A. 生物的繁殖能力 B. 生物的变异 C. 适者生存 D. 生物的数量 答案：C。自然选择就是在生存斗争中，适者生存，不适者被淘汰，适者生存是其核心内容。 4、 下列属于同源器官的是（ ） A. 鸟的翅膀和昆虫的翅膀 B. 人的手臂和狗的前肢 C. 鱼的鳃和蛙的肺 D. 仙人掌的刺和豌豆的卷须 答案：B。人的手臂和狗的前肢在基本结构、各部分和生物体的相互关系以及胚胎发育的过程彼此相同，属于同源器官，A选项是同功器官，C选项功能不同且结构差异大，D选项也是同功器官。 二、简答题 1、 请简述达尔文生物进化理论中自然选择的因素有哪些，并举例说明。 自然选择的因素有气候、食物、天敌等。例如，在英国工业革命时期，由于树干被污染变成黑色，原来灰色的蛾子因为颜色与树干颜色差异大，容易被鸟类发现而被捕食，数量减少；而黑色的蛾子因为颜色与树干相近，不容易被发现，生存下来并繁殖后代，数量增多。这是环境（树干颜色变化）作为自然选择的因素，影响了蛾子的生存和繁殖。再比如，在食物资源有限的情况下，长颈鹿中脖子长的个体能够吃到高处的树叶，更容易生存和繁殖，脖子短的个体因为吃不到足够的食物而逐渐被淘汰，这里食物就是自然选择的因素。天敌方面，草原上狼会捕食跑得慢的羊，跑得快的羊更容易生存下来繁殖后代，狼就是羊进化过程中的天敌因素。 2、 举例说明生物的适应性在形态结构、生理功能和行为习性方面的体现。 形态结构方面：骆驼的驼峰是其适应沙漠环境在形态结构上的体现。骆驼生活在沙漠中，水源稀缺，驼峰里储存着脂肪。当骆驼得不到食物和水时，驼峰中的脂肪可以分解为水和能量，维持骆驼的生存。此外，鱼的流线型身体也是适应水中生活的形态结构。这种身体形状可以减少水的阻力，使鱼在水中游动更加灵活高效。 生理功能方面：生活在高原地区的人，其身体会产生生理功能的适应。高原地区氧气含量低，人的身体会增加红细胞的数量，从而提高血液的携氧能力，以适应缺氧的环境。还有，北极熊的白色皮毛是一种生理功能上的适应。白色的皮毛有助于北极熊在雪地环境中隐藏自己，方便捕食和躲避天敌。 行为习性方面：候鸟的迁徙是一种行为习性的适应。随着季节的变化，候鸟会进行长途迁徙。例如，大雁在秋天会从北方飞往南方温暖的地区，因为北方冬季寒冷，食物短缺。在南方，它们可以找到更适宜的生存环境和充足的食物资源。松鼠在秋天收集坚果并储存起来，也是一种行为习性的适应。松鼠为了应对冬季食物短缺的情况，提前收集坚果并藏在不同的地方，以便在冬天有足够的食物维持生存。 学科网（北京）股份有限公司 $$