第二节 自然选择与适应的形成

6.2 自然选择与适应的形成 1 导入 放大眼睛找一找，枯叶蝶在哪里？ 一、适应的含义和特性 ① 指生物的形态结构适合于完成一定的功能 小肠长且有绒毛： 毛细血管壁仅由一层上皮细胞构成： 鸭的蹼： （结构与功能相互适应） 适于消化和吸收 适于物质交换 适于水中运动 含义 一、适应的含义和特性 含义 ② 指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 雷鸟冬季来临前将羽毛换成白色的保护自己 竹节虫俯身于竹枝上，其身体颜色和形态与竹枝相似 仙人掌叶子退化，发根系发达，适应干旱缺水沙漠环境; 一、适应的含义和特性 特性 拟态：指一种生物模拟另一种生物或模拟环境中的其它物体，从而获得好处的现象。 保护色：指动物把体表的颜色变为与周围环境相似的颜色，以保护自己不被敌害发现。 警戒色：指某些有恶臭或毒刺的动物和昆虫所具有的鲜艳色彩和斑纹。 ①适应的普遍性：所有生物都具有适应环境的特征，适应在自然界中普遍存在。 一、适应的含义和特性 特性 思考·讨论： 1、枯叶蝶的天敌有捕食性鸟类、步甲、青蛙等。枯叶蝶能完全免于天敌的捕食吗? 不一定 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。比如，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。 3、为什么降雪延迟后，雷鸟换羽却没有延迟？ 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。 适应具有相对性 夏天的雷鸟 冬天的雷鸟 降雪延迟的雷鸟 ①适应的相对性：遗传具有稳定性，而环境在不断变化。 遗传的稳定性与环境不断变化相矛盾是适应相对性的根本原因。 二、适应性特性的形成 各种生物的适应性特征是如何形成的呢？ 各种生物都是自古以来就如此的 物种不变论： 二、适应性特性的形成 拉马克 1744-1829 彻底否定物种不变论 进化学说 最先提出生物进化的学说 进化论的奠基人 内容 ①当今所有生物都是由更古老的生物进化来的。 ②各种生物的适应性特性是在进化过程中逐渐形成的。 ③适应的形成都是由于用进废退和获得性遗传。 鼹鼠长期生活在地下，视觉派不上用场，眼睛就萎缩、退化。 食蚁兽的舌头又细又长，是长期舔食蚂蚁的结果。 二、适应性特性的形成 ●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” 二、适应性特性的形成 自然选择学说的解释模型 推论1： 个体间存在着生存斗争 事实4： 个体间普遍存在差异(变异) 事实5： 许多变异是可能遗传的 事实3： 资源是有限的 事实1： 生物都有过度繁殖的倾向 事实2： 物种内的个体数能保持稳定 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 达尔文把适者生存，不适者被淘汰的过程叫做自然选择 二、适应性特性的形成 自然选择学说的主要内容 01过度繁殖 鳕鱼的年产卵量是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。 ——自然选择的条件 二、适应性特性的形成 自然选择学说的主要内容 02生存斗争 ——自然选择的手段（生物进化的动力） 同种生物之间 （种内斗争） 不同生物之间 （种间斗争） 生物与环境之间 （生物个体与生态环境之间的斗争） 生物一方面过度繁殖，使数目剧增，另一方面，生存条件（食物、水、空间、配偶、阳光等）是有限的，因此，任何生物都要为争夺生存条件而发生斗争。 二、适应性特性的形成 自然选择学说的主要内容 03遗传变异 ——自然选择的基础，进化的内因 生物产生的后代会发生变异，产生不同于亲代的性状，变异是不定向的，因此生物的变异有的比亲代更适应环境，有的却不适应环境。 二、适应性特性的形成 自然选择学说的主要内容 04适者生存 ——自然选择的结果 每一种生物之所以能够在一定的环境中生存下来，是因为它们的形态结构和生理功能是与环境相适应的，即适者生存。而被淘汰的生物都是对环境不适应的，即不适应者被淘汰，这就是自然选择。 遗传变异 （内因） 适者生存 （结果） 过度繁殖（条件） 生存斗争（动力） 二、适应性特性的形成 长颈鹿的祖先脖子较短，食草为主，草地退化，改吃树叶。请分别用拉马克和达尔文的学说解释长脖子的形成。 学以致用 长颈鹿的祖先脖子较短，食草为主，草地退化，改吃树叶。请分别用拉马克和达尔文的学说解释长脖子的形成。 二、适应性特性的形成 伸脖子 长颈鹿的祖先 脖子变长 繁殖子代 长颈鹿 用拉马克的学说来解释 食物变化 二、适应性特性的形成 用达尔文的自然选择学说来解释 过度繁殖 长颈鹿的祖先 较多个体 存在变异 脖子长 脖子短 食物变化 生存斗争 脖子长的个体获得更多食物 繁殖遗传 产生更多脖子长的个体 逐代累积 长颈鹿 二、适应性特性的形成 请比较达尔文与拉马克的观点 拉马克的观点 可遗传的有利变异和环境的定向选择 ● 环境变化→引起生物产生定向变异→有利变异不断积累→生物新类型 环境引起变异 变异是定向的 达尔文的观点 ●不定向变异→自然选择→有利变异积累→生物新类型 环境选择变异 变异是不定向的 适应形成的2个必要条件： 变异是不定向的，自然选择是定向的，它决定了进化是定向的，这个方向就是适应。 可以遗传的变异为自然选择提供了原材料；环境不决定变异的方向，它只是对不定向的变异进行定向选择。 二、适应性特性的形成 自然选择学说的意义 ◆使人们认识到生物是在自然选择的作用下不断发展变化的，使生物学第一次摆脱了神学的束缚，走上了科学的轨道。 ◆揭示了生物界的统一性是由于所有的生物都有共同祖先。 ◆科学地解释了生物的多样性和适应性是进化的结果。 自然选择学说的不足 ◆对于遗传和变异的认识局限于性状水平，不能科学地解释遗传和变异的本质； ◆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。 二、适应性特性的形成 达尔文以后进化理论的发展 性状水平 基因水平 深入 以个体为单位 以种群为单位 深入 从研究水平上： 形成了以自然选择学说为核心的现代生物进化理论。 从研究对象上： $$