内容正文:
第六章 生物的进化
第2节 自然选择与适应的形成
自然界中的适应
枯叶蝶 竹节虫
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;
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。
适应的含义
兰花螳螂的拟态
青蛙的保护色
箭毒蛙的警戒色
适应是普遍存在的
一、适应的普遍性和相对性
生物的形态结构适合于完成一定的功能
人的小肠
小肠位于腹中,是食物消化吸收的主要场所。小肠全长约4-6米。
小肠内表面有许多环形皱襞和小肠绒毛,使小肠的消化、吸收面积大大增加;小肠绒毛壁很薄,只由一层上皮细胞构成,且绒毛中有丰富的毛细血管和毛细淋巴管。
小肠内壁
一、适应的普遍性和相对性
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。
雷鸟是寒带地区特有的鸟类。羽毛颜色因季节而异,而与环境一致︰冬季羽毛白色,与雪地相一致;春夏则为有横斑的灰或褐色,以配合冻原地区的植被颜色。
雷鸟在冬季来临之前将羽毛换成白色,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?
雷鸟(春夏)
灰/褐色
雷鸟(冬)
白色
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。适应具有相对性。
二、适应是自然选择的结果
1. 拉马克的进化学说
历史上第一个提出比较完整的进化学说的是法国博物学家拉马克。
物种不变论:各种生物都是自古以来就是如此的。
拉马克的进化学说:
①当今所有的生物都是由更古老的生物进化来的。
②生物是由低等到高等逐渐进化的。
③生物中各种适应的形成都是由于用进废退和获得性遗传。
拉马克(1774~1829)
(错误)
(错误)
(正确)
(正确)
6
用进废退:
器官使用越多越发达,不使用就退化。
二、适应是自然选择的结果
2. 拉马克的进化学说
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
食蚁兽
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。
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。
二、适应是自然选择的结果
2. 拉马克的进化学说
拉马克认为:鼹鼠长期生活在地下,视觉派不上用场,眼睛就萎缩退化。
事实: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。
鼹鼠——黑暗中的挖掘者
批判性思维:
你能举例反驳用进废退、获得性遗传的观点吗?
实际上,环境的变化如果未引起遗传物质的改变,就不会使生物产生可遗传的变异。
案例一
案例二
二、适应是自然选择的结果
1. 拉马克的进化学说
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。
达尔文(1809-1882)是英国的博物学家,他曾随英国海军勘探船“贝格尔号”,做了历时五年(1831-1836)的环球航行考察,在动植物和地质等方面进行了广泛的观察,并采集了大量的生物标本和矿物标本,经过深入研究,形成了生物进化的观点。终于在1859年出版了震动当时学术界的巨著《物种起源》。
二、适应是自然选择的结果
2. 达尔文的自然选择学说
(1)过度繁殖——自然选择的基础
鱼群
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。
事实2:物种内的个体数能保持稳定
事实1:生物都有过度繁殖的倾向
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
事实3:资源是有限的
推论1:个体间存在着生存斗争
过度繁殖
生存斗争
(二)达尔文的自然选择学说
(2)生存斗争——自然选择的手段、动力:
生物的生存资源有限,要生存就必须与同种的、异种其它个体及无机环境进行斗争!赖以维持个体生存并繁衍种族。
事实4:个体间普遍存在差异(变异)。
(3)遗传变异——自然选择的内因:
事实5:许多变异是可以遗传的!
变异是不定向的,后代中有些个体的变异更适应环境,而有的却更不适应环境!
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
推论2:具有有利变异的个体,生存并留下后代的机会多
生存斗争
遗传变异
适者生存
(二)达尔文的自然选择学说
自然选择
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
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,生物不断进化出新类型
注意:“变异在前,选择在后”
遗传变异
自然选择
环境不能起到诱导变异的作用,
它只是对不定向的变异进行定向选择。
定向
选择
事实1:生物都有
过度繁殖的倾向
事实2:物种的个
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
遍存在的差异(变异)
事实5:许多变异
是可以遗传的
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
推论2:具有有利
变异的个体,生存并
留下后代的机会多
自然选择学说解释模型:
(1)过度繁殖:自然选择的基础
(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
3、运用自然选择学说解释适应的形成
长颈鹿的适应性特征示意图
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?
长颈鹿
的祖先
大量长颈鹿
后代长颈鹿出现差异
(长颈长腿)
长颈长腿的长颈鹿存活
现代长颈鹿
过度繁殖
遗传变异
生存斗争
适者生存
适应形成的必要条件:
①群体中出现可遗传的有利变异 ②环境的定向选择
二、适应是自然选择的结果
4、自然选择学说的意义
①揭示了生物界的统一性是由于所有生物都有共同祖先,生物的多样性和适应性是进化的结果。
②论证了生物是不断进化的,并且对生物进化的原因提出了合理的解释。
③被誉为19世纪自然科学的三大发现之一。
④使生物学第一次摆脱了神学的束缚,走上了科学的轨道。
5、自然选择学说的局限性
①对生物进化的解释局限于个体(性状)水平。
②对于遗传和变异的本质不能做出科学的解释。
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。
。
项目 拉马克的进化学说 达尔文的自然选择学说
中心思想 生物各种适应性特征的形成都是由于用进废退和获得性遗传 过度繁殖、生存斗争、遗传变异、适者生存
区别 进化原因 外界环境的影响是生物进化的主要原因 遗传和变异是生物进化的内因,环境条件改变是生物进化的外因
变异方向 变异是定向的,环境和使用情况决定变异的方向 变异是生物本来就有的,是不定向的
适应性 环境和动物的意愿决定的变异都是适应环境的 有些变异适应环境,适者生存;有些变异不适应环境,不适者淘汰
进化方向 由生物自身决定 由自然选择决定
联系 都认为生物是由简单到复杂,由低等到高等逐渐进化的
拉马克与达尔文进化学说的比较
$