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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
[学习目标]
1.理解自然选择学说的要点,并能利用自然选择学说解释简单的进化现象。
2.理解适应是自然选择的结果,并能阐明自然选择形成了生物的多样性与统一性。
第2节 自然选择与适应的形成
[对应学生用书第107页]
一、适应的普遍性和相对性
1.适应的含义
(1)生物的形态结构适合于完成 一定的功能 。
(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 。
一定的功能
生存和繁殖
第2节 自然选择与适应的形成
2.适应的特点
(1) 普遍 性:所有的生物都具有适应环境的特征,例如,保护色、警戒色或拟色等。
(2) 相对 性:生物对环境的适应只是一定程度上的适应,即适应具有局限性。
普遍
相对
第2节 自然选择与适应的形成
二、适应是自然选择的结果
1.拉马克进化学说
(1)生物的来源:当今所有的生物都是由 更古老的生物 进化来的,各种生物的 适应性特征 并不是自古以来就如此的,而是在进化过程中逐渐形成的。
(2)进化原因: 用进废退 和 获得性遗传 。
(3)意义:彻底否定了 物种不变论 。
(4)局限性:对 适应形成 的解释是肤浅的,未被人们普遍接受。
更古老的生物
适应性特征
用进废退
获得性遗传
物种不变论
适应形成
第2节 自然选择与适应的形成
(2)自然选择学说的解释模型
2.达尔文自然选择学说
(1)达尔文认为适应的来源是 可遗传的变异 ,适应是 自然选择 的结果。
可遗传的变异
自然选择
第2节 自然选择与适应的形成
(3)适应形成必要条件:个体中出现 可遗传的有利变异 和 环境 的定向选择。
可遗传的有利变异
环境
(4)意义
内容
历史贡献 (1)使生物学摆脱了神学的束缚,走上了科学的道路
(2)揭示了生物界的 统一性 是由于所有的生物都有共同祖先
(3)科学地解释了生物的多样性和适应性是 进化 的结果
局限性 (1)对于 遗传和变异 的本质,未做出科学的解释
(2)对生物进化的解释局限于 个体 水平
统一性
进化
遗传和变异
个体
第2节 自然选择与适应的形成
3.进化理论的发展
(1)随着生物科学的发展,关于遗传和变异的研究,已经从 性状 水平深入到 基因 水平。
(2)关于适应以及物种的形成等问题的研究,已经从以 生物个体 为单位,发展到以 种群 为基本单位。
(3)形成了以 自然选择 为核心的现代生物进化理论。
性状
基
因
生物个体
种群
自然选择
第2节 自然选择与适应的形成
判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)“用进”和“废退”形成的新性状是可以遗传给后代的。 ( )
(2)有利变异在生存斗争中占优势。 ( )
(3)生物为了适应环境,会发生适应性变异。 ( )
(4)拉马克学说认为变异是由动物的意愿决定的。 ( )
(5)自然选择学说认为生物进化是有利变异积累的过程,是渐变的过程。 ( )
√
√
×
√
√
第2节 自然选择与适应的形成
[对应学生用书第108页]
知识点一 适应的普遍性和相对性
一种水生小动物水蚤,在25 ℃环境中能正常生活。若将其置于20 ℃环境中部分个体能正常生活,若将正常生活的个体置于28 ℃环境中,全部死亡。
第2节 自然选择与适应的形成
(1)水蚤在25 ℃环境中能正常生活,若将其置于20 ℃环境中部分个体能正常生活,请从生物的变异与环境相适应的角度分析原因。(生命观念)
提示:在25 ℃环境中能正常生活的水蚤存在变异,这种变异的水蚤既适应25 ℃环境也适应20 ℃环境。
(2)20 ℃环境中部分个体能正常生活,若将正常生活的个体置于28 ℃环境中,全部死亡,请从适应的角度分析原因。(生命观念)
提示:适应具有相对性。
第2节 自然选择与适应的形成
1.适应的普遍性和相对性
第2节 自然选择与适应的形成
2.适应落后于环境条件的变化
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,这就导致已经形成的适应一般要落后于环境条件的变化,这是造成适应相对性的主要原因。
第2节 自然选择与适应的形成
第2节 自然选择与适应的形成
第2节 自然选择与适应的形成
2.到了寒冷的冬天,北方的阔叶树(如杨树、法国梧桐等)纷纷落叶,而松树却郁郁葱葱。这说明( )
①它们都适应了北方寒冷的环境
②北方的阔叶树不适应寒冷的环境
③松树比阔叶树更适应寒冷的环境
A.① B.②
C.③ D.②③
第2节 自然选择与适应的形成
解析 生物必须适应环境才能生存。到了寒冷的冬天,北方的阔叶树纷纷落叶,是植物对冬季寒冷干燥环境的一种适应。松树郁郁葱葱,也是对冬季寒冷干燥环境的适应。这是适应的普遍性的实例。
答案 A
第2节 自然选择与适应的形成
知识点二 适应是自然选择的结果
如图表示达尔文对长颈鹿进化形成过程的解释,请据图回答下列问题:
第2节 自然选择与适应的形成
(1)长颈鹿祖先的个体间颈和前肢的长短有差异吗?由此说明什么问题?
提示:有差异。说明变异是不定向的。
(2)在旱季缺乏青草的时期,颈和前肢长短不同的个体生存机会相等吗?由此说明什么问题?
提示:不相等。颈和前肢长些的个体,在生存斗争中容易获得食物,从而得以生存并繁殖,食物在决定长颈鹿变异个体的生存和淘汰过程中,起到了选择作用。
第2节 自然选择与适应的形成
(3)请分别利用拉马克和达尔文的进化观点,解释长颈鹿脖子长的原因。
提示:拉马克观点解释:拉马克认为,长颈鹿在旱季缺乏青草的时期就会伸长脖子去吃高处的树叶,这样长期“使用”它的脖子,久而久之,脖子就更长了(用进废退),之后这一性状遗传给了下一代(获得性遗传)。达尔文观点解释:在缺乏青草的干旱时期,那些颈部和四肢都较长的个体会有较多的机会吃到高处的树叶,能够生存下来,并繁殖后代,而那些颈部和四肢较短的个体则无法得到足够的食物,不容易生存下来,也无法繁殖后代,所以颈部和四肢较短的长颈鹿逐渐被淘汰。
第2节 自然选择与适应的形成
(4)通过对长颈鹿的进化历程的分析,解释一下达尔文自然选择学说中遗传变异和自然选择的关系。
提示:变异是不定向的,自然选择的直接对象就是生物的变异性状,定向筛选出有利变异和不利变异,通过遗传使生物微小的有利变异得以积累加强。
第2节 自然选择与适应的形成
自然选择学说与拉马克进化学说的比较
达尔文学说 拉马克进化学说
区别 变异 变异是不定向的,本来就有的,环境和生物都不能决定生物变异的方向 变异是定向的,环境和动物的意愿可决定变异的方向
适应
环境 有利变异→适者生存
不利变异→不适者被淘汰 环境和动物的意愿决定的变异都适应环境
第2节 自然选择与适应的形成
达尔文学说 拉马克进化学说
区别 进化
方向 自然选择决定 生物自身决定
联系 达尔文接受了拉马克关于器官用进废退和获得性遗传的观点,但他承认变异有的可以遗传,有的不能遗传。他改变了拉马克过分强调用进废退即“生物内在的自我改进的力量”的观点,在解释适应性的形成时强调自然选择的作用
第2节 自然选择与适应的形成
3.下列关于拉马克进化学说的叙述,错误的是( )
A.所有的生物都是由更古老的生物进化来的
B.各种生物的适应性特征的形成都是由于用进废退和获得性遗传
C.器官废而不用,就会造成形态上的退化
D.因用进废退获得的性状不可以遗传给后代
解析 拉马克进化学说认为因用进废退获得的性状是可以遗传给后代的,D错误。
答案 D
第2节 自然选择与适应的形成
第2节 自然选择与适应的形成
第2节 自然选择与适应的形成
——素养发展 探究应用——
[情境]
在19世纪中叶以前,英国曼彻斯特地区的桦尺蛾的体色绝大多数都是浅色的。但在20世纪中叶,黑褐色的桦尺蛾却成了最常见的类型。
第2节 自然选择与适应的形成
[探究]
(1)按照拉马克的进化观点,桦尺蛾的适应性特征的形成原因是什么?(科学思维)
提示:根据拉马克的进化观点,桦尺蛾的适应性特征的形成是用进废退和获得性遗传的结果。
(2)19世纪中叶以前,英国曼彻斯特地区的桦尺蛾多数是浅色的,少数是深色的,这些深色的桦尺蛾是如何产生的?(科学思维)
提示:这些深色的桦尺蛾是浅色桦尺蛾在自然条件下的变异类型。
第2节 自然选择与适应的形成
第2节 自然选择与适应的形成
[对应学生用书第110页]
1.下列叙述中,正确的打“√”,错误的打“×”。
(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。 ( √ )
√
√
√
√
第2节 自然选择与适应的形成
(5)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。 ( )
(6)生存斗争仅仅是指同种生物不同个体之间对食物和空间的争夺。 ( )
×
×
(7)生物进化的内因是生存斗争。 ( )
×
第2节 自然选择与适应的形成
2.下列符合自然选择学说理论的是( )
A.长颈鹿最初都是短颈
B.长颈鹿在缺乏青草时,只能吃树上叶片,由于颈的经常使用而逐渐变长
C.长颈鹿的长颈必须通过长期遗传和变异,逐代选择才能形成
D.长颈鹿的长颈是由环境引起的,所以说是自然选择的产物
第2节 自然选择与适应的形成
解析 长颈鹿最初既有长颈也有短颈,后来食物条件变少,长颈的长颈鹿能生存下来,A错误;颈由于经常使用而逐渐变长属于拉马克用进废退的进化学说,B错误;长颈鹿的长颈必须通过长期遗传和变异,逐代选择才能形成,C正确;长颈鹿的长颈是通过遗传和变异产生的,D错误。
答案 C
第2节 自然选择与适应的形成
3.下列与适应及其形成有关的表述,正确的是 ( )
A.适应是指生物对环境的适应
B.生物形成的适应性特征不会遗传给后代
C.具有适应性特征的个体,不会被天敌发现
D.适应的相对性是遗传的稳定性与环境不断变化之间的矛盾形成的
第2节 自然选择与适应的形成
解析 适应不仅指生物对环境的适应,也包括生物的结构与功能相适应,A错误;生物形成的适应性特征是由遗传物质决定的,可以遗传给后代,B错误;具有保护色的个体,不容易被天敌发现,从而生存下来繁殖后代的机会大,同时,在环境发生变化时,这些个体可能更容易被天敌发现,C错误;适应的相对性是遗传的稳定性与环境不断变化之间的矛盾形成的,D正确。
答案 D
第2节 自然选择与适应的形成
4.许多种鸟具有保护色,但也难免被嗅觉发达的兽类所捕食,对此最好的解释是( )
A.被捕食的鸟是警惕性不高的
B.适应是相对的
C.这些鸟不适应环境
D.适应是绝对的
第2节 自然选择与适应的形成
解析 适者生存,现在生存的每一种生物,都有与其生活环境相适应的形态结构和生活方式。所以生物适应环境具有普遍性。生物只能适应一定的环境,当环境发生巨变时有些生物因不适应环境而死亡。如鱼有鳃适应水中生活,但是当水葫芦疯长时一些鱼类就会死亡,因为它们不再适应这里的环境了。具有保护色的百灵鸟,可以避免肉食性鸟类的捕食,但容易被嗅觉灵敏的狐捕食,这说明了生物适应环境是有一定限度和相对性的。
答案 B
第2节 自然选择与适应的形成
5.如图表示达尔文对现代长颈鹿进化过程的解释,请根据图示回答问题:
第2节 自然选择与适应的形成
(1)长颈鹿祖先过度繁殖的含义是 。长颈鹿的颈和前肢的长短各异,这表明生物变异是 。变异是生物进化的 。
(2)在缺乏青草的时期,有的个体能吃到高处的食物而活下来,有的个体因得不到食物而死亡,这个过程叫作 ,它是通过生存斗争实现的。生存斗争是指 。
(3)适应有双重含义:一是生物体的 与环境相适应的表现,二是指生物 的过程。 适应是 的结果。
第2节 自然选择与适应的形成
解析 本题主要考查学生应用自然选择学说来解释长颈鹿进化过程的能力。自然选择学说有四点内容,要重点掌握这四点内容在生物进化中的作用。适应环境的个体生存下来,不适者被淘汰是自然选择的必然结果。自然选择总是选择有利于生存的变异、淘汰不利于生存的变异,所以,自然选择决定着生物进化的方向。适应是生物与环境相适合的现象,主要是指生物的性状与环境相适合。适应是生物在进化的过程中逐渐形成的,是生物改造自己形成适合环境的性状的过程,这是长期自然选择的结果。
答案 (1)后代个体数目超过环境承受的能力 不定向的 原材料 (2)自然选择 生物与生物之间以及生物与无机环境之间的斗争 (3)性状 改造自己形成适应环境的性状 自然选择
第2节 自然选择与适应的形成
[对应学生用书第108页]
知识点一 适应的普遍性和相对性
1.(广东广州期末)下列关于“适应”这一生物学术语的叙述,错误的是( )
A.生物的形态结构适合于完成一定的功能,体现了结构与功能的适应
B.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
C.适应是普遍存在的,并且高等生物的适应能力都高于低等生物
D.适应的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
解析 高等生物的适应能力不一定高于低等生物,C错误。
答案 C
知识点二 适应是自然选择的结果
4.(四川泸州期中)以长颈鹿的进化为例说明达尔文的自然选择学说。以下说法不正确的是( )
A.长颈鹿个体之间存在许多性状差异,如颈和前肢的长短不同
B.生物产生后代的数量往往超过生活环境所能承受的数量,从而引起生存斗争
C.颈和前肢长些的个体,在生存斗争中容易得到食物,从而得以生存并繁殖
D.自然选择是定向的,使长颈鹿个体朝着符合人类需要的方向发展
解析 达尔文认为古代的长颈鹿存在着颈长和颈短、四肢长和四肢短的变异,这些变异是可以遗传的,A正确;地球上的生物普遍具有很强的繁殖能力,能产生很多后代,生物产生后代的数量往往超过生存环境所能承受的数量而引起生存斗争,颈和前肢长些的个体,在生存斗争中容易得到食物而生存并繁殖,B、C正确;生物的变异是不定向的,而自然选择是定向的,定向的自然选择使长颈鹿个体朝着适应环境的方向发展,而不是朝着符合人类需要的方向发展,D错误。
答案 D
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