内容正文:
第6章 生物的进化
第2节 自然选择与适应的形成
拟叶蝗
菲律宾叶虫
钩线青尺蛾的幼虫
兰花螳螂
所有的生物都具有适应环境的特征,适应具有普遍性。
一、适应的普遍性和相对性
P106
春夏的雷鸟
冬天的雷鸟
如果冬季降雪延迟,已经换成一身白色羽毛的雷鸟反而容易被天敌发现。可见,适应的实现是有条件的,当环境条件改变时,适应可能会失去作用。
适应性特征来自遗传,即来源于可遗传的有利变异的逐代积累,是对之前的环境适应的结果。由于环境总是处于不断变化之中,遗传的稳定性与环境之间不断变化之间的矛盾是适应相对性的根本原因。
一. 适应的普遍性和相对性
1.
适应的含义:
形态结构适合于完成一定的功能。
(1)
形态结构及其功能适合于生物在一定的环境中生存和繁殖。
(2)
2.
适应的特点:
普遍性和相对性
各种生物的适应性特征是如何形成的呢?
①用 进 废 退:
器官使用越多越发达,不使用就退化。
拉马克认为:食蚁兽的舌头之所以细长,是长期舔食蚂蚁的结果。
事实:食蚁兽舌头平均长度是
60cm,成年后不会增长。
食蚁兽——舌头平均长度是60cm
(一)拉马克的进化学说
用进废退和获得性遗传是拉马克用来解释生物进化的主要原因
5
②获得性遗传:
由于环境引起或由于用进废退引起的变化,都是可以遗传的。
拉马克认为:
事实:
鼹鼠长期生活在地下,视觉派不上用场,眼睛就萎缩退化。
鼹鼠是一种具有立体嗅觉感的哺乳动物,幼年有微弱视力,常年不见天日,成年后退化。
(一)拉马克的进化学说
6
拉马克的学说
意义:
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。
不足:
① 提出的用进废退和获得性遗传的观点缺少科学
证据的支持,大多来自主观臆测。
② 过于强调环境的变化直接导致物种的改变,
具有局限性。
过度繁殖:
生物通常都具有很强的繁殖能力,产生很多后代。
鳕鱼的产卵量每年大约是500万粒。有人计算过,如果鳕鱼所产的卵全部能孵化长大成鱼,那么不出6年,整个大西洋就会被鳕鱼塞满。
按照这个理论计算,即使繁殖非常慢的生物比如大象,也可以在不太长的时间内产生大量的后代而占满地球。
事实1:
生物都有过
度繁殖的倾向
2.
达尔文的自然选择学说:
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
事实3:
资源是有限的
推论1:
个体间存在着生存斗争
种间生存斗争
种内生存斗争
生物与环境之间的生存斗争
(2)生存斗争
生物大量死亡,少量存活。对生物个体往往有害,但对生物物种是有利的。
事实4:同种个体间普遍存在着差异(变异)
事实5:许多变异是可以遗传的
生物的变异有的比亲代更适应环境,有的却不适应环境。
生物产生的后代会发生变异,产生各种不同于亲代的性状。
经过生存斗争,凡是生存下来的生物个体都是对环境适应的,而被淘汰的生物都是对环境不适应的。
(4)适者生存
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。
在生存斗争中,适者生存,不适者被淘汰的过程,就是自然选择。
达尔文的自然选择学说:
基础
动力
遗传变异(内因)
适者生存(结果)
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
事实3:
资源是有限的
推论1:
个体间存在着生存斗争
事实4:
同种个体间普遍存在差异(变异)
事实5:
许多变异是可以遗传的
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,形成新的适应特征的生物新类型
运用达尔文的进化学说解释长颈鹿的长颈现象。
达尔文认为长颈鹿的进化原因是:
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,颈短的却因吃不到树叶而最终饿死了( )
经过这样的一代一代的选择和淘汰和选择,最后选择出现代前肢和颈都很长的长颈鹿。
过度繁殖
生存斗争
遗传变异
适者生存
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
可遗传的有利变异(内因)
某些个体生存和繁殖优势
这样优势的个体越来越多,有利变异逐代积累
显著的适应性特征,新的生物类型
环境的
定向选择(外因)
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是适应形成的必要条件。
适应的形成:有利变异在长期自然选择中逐渐积累的结果。
---适应的来源
---自然选择的方向
---自然选择的结果
二、适应是自然选择的结果
你认为达尔文与拉马克的观点最关键的区别是什么?
拉马克:先选择,后变异
达尔文:先变异,后选择
②适应是自然选择的结果
①适应的来源是可遗传的变异
(1)主要观点:
(2)学说内容:
①过度繁殖
②生存斗争
③遗传变异
④适者生存
——自然选择的条件
——自然选择的手段,进化的动力
——自然选择的基础,进化的内因
——自然选择的结果
(二)达尔文的自然选择学说
1.达尔文的自然选择学说的主要内容
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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.从进化的角度,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?
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揭示了生物界的统一性是由于所有的生物都有共同祖先,而生物的多样性和适应性是进化的结果。
达尔文的自然选择学说的局限性:P109 第两行+倒数第二行
1.局限于性状水平,不能解释遗传和变异的本质
2.对生物进化的解释也局限于个体水平;
达尔文的自然选择学说的意义:P108 第二段最后两行
性状水平
深入
基因水平
以个体为单位
以种群为单位
深入
形成以自然选择学说为核心的现代生物进化理论。
三、达尔文以后进化论的发展
P109
认识到了遗传和变异的本质
获得性遗传的观点,已经被多数人摈弃
拉马克进化学说和自然选择学说
总结:
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?
【答案】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。
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?
【答案】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。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。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
濒危动物金丝猴
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。
【答案】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。
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