生物必修2《遗传与进化》第6章 生物的进化第2节 自然选择与适应的形成学案设计

第2节　自然选择与适应的形成

一、适应的普遍性和相对性

1．适应的两方面含义

(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。

2．适应具有的特点：普遍性和相对性。

二、适应是自然选择的结果

1．物种不变论的观点：各种生物都是自古以来就如此。

2．拉马克的观点

(1)观点内容

①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适应的形成都是由于用进废退和获得性遗传。

(2)对拉马克观点的评价

拉马克提出的进化学说彻底否定了物种不变论，在当时具有进步意义，但他对适应形成的解释是肤浅的，未被人们普遍接受。

3．达尔文的自然选择学说的观点

适应的来源是可遗传的变异，适应是自然选择的结果。

(1)自然选择学说的解释模型

(2)对适应的解释

①适应的来源是可遗传的变异，适应是自然选择的结果。

②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。

(3)进步意义

①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。

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。

(4)局限性

对于遗传和变异的认识还局限于性状水平，不能科学地解释遗传和变异的本质。

4．生物进化理论的发展

(1)遗传变异方面：

①研究水平：从性状水平深入到基因水平。   

②研究结果：认识到了遗传和变异的本质。

(2)自然选择的作用方面：

研究对象：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。

判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”)

1．生物都具有适应环境的特征，适应是普遍存在的。 (　　)

2．由于缺少草而吃树叶的长颈鹿脖子越来越长，符合拉马克的观点。                             (　　)

3．达尔文认识到遗传和变异的本质并做出了科学的解释。 (　　)

4．生物进化的内因是生存斗争。  (　　)

5．各种生物均有过度繁殖的倾向。 (　　)

6．现代生物进化理论的核心是自然选择学说，研究对象是生物个体。                             (　　)

提示：1．√　2.√

3．×　达尔文没有对遗传和变异的本质做出解释。

4．×　生物进化的内因是遗传和变异。

5．√

6．×　现代生物进化理论的研究对象是种群。

　适应的普遍性和相对性

1．对适应的普遍性和相对性的理解

生物都生活在非常复杂的环境中，时刻受到环境中各种生态因素的影响。生物只有适应环境才能生存繁衍，这就是适应的普遍性。但是，每种生物对环境的适应都不是绝对的、完全的适应，只是一定程度上的适应，环境条件的不断变化对生物的适应性有很大的影响，这就是适应的相对性。

2．适应的相对性的表现及根本原因

(1)适应的相对性的表现

(2)根本原因

遗传的稳定性与环境不断变化之间的矛盾是适应的相对性的根本原因。

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。

(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。

提示：在25 ℃环境条件下能正常生活的水蚤存在着变异，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。

提示：适应具有相对性。

1．以下属于适应的相对性实例的是(　　)

A．枯叶蝶在停息时，它的翅很像一片枯叶

B．竹节虫俯身于竹枝上，其身体颜色和形态与竹枝相似

C．仙人掌的叶退化成叶刺，光合作用减弱

D．冬季来临前，雷鸟将羽毛换成白色的

C　[仙人掌的叶退化成叶刺，这是对干旱环境的一种适应，但光合作用减弱，这说明适应是相对的。]

2．适应的形成离不开生物的遗传和变异(内因)与环境(外因)的相互作用。下列与适应及其形成相关的表述错误的是(　　)

A．适应不仅是指生物对环境的适应，也包括生物的结构与功能相适应

B．具有有利变异的个体都能成功地生存和繁殖后代；具有不利变异的个体会过早死亡，不能留下后代

C．适应具有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

D．雷鸟在冬季来临前将羽毛换成白色的，有时是有利的，有时会有一定的局限性

B　[具有有利变异的个体，生存并留下后代的机会多；具有不利变异的个体，生存并留下后代的机会少，B错误。]

　适应是自然选择的结果

1．达尔文自然选择学说的内容

(1)图解

(2)分析

①过度繁殖

②生存斗争

③遗传变异

2．拉马克与达尔文进化学说的比较

1．请结合情境，回答问题：

下图表示达尔文对现代长颈鹿进化形成过程的解释，请据图回答下列问题：

(1)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：生存机会不相等。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。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。

(2)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：长颈鹿在旱季缺乏青草的时期就会用它的长脖子去吃高处的树叶，这样长期“使用”它的脖子，久而久之就更长了(用进废退)，然后遗传给了下一代(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。

(3)通过对长颈鹿的进化历程的分析，你能否解释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。

2．某同学认为“在自然选择学说中，变异的方向和自然选择的方向是一致的”，该同学的观点正确吗？说出你的理由。

提示：不正确。在自然选择之前，生物中存在多种变异，有有利的也有不利的，自然选择选择有利变异，淘汰不利变异。

1．在超市中无公害蔬菜很多，也很受市民的欢迎。这些无公害蔬菜在生产中，不使用农药、杀虫剂和化肥等。假如在蔬菜的生产中长期使用某种杀虫剂，其结果是  (　　)

A．杀虫剂诱发了害虫抗药性基因的产生，使害虫的抗药性增强

B．杀虫剂对害虫具有选择作用，使抗药性害虫的数量增加

C．杀虫剂能诱导害虫分解药物的基因大量表达

D．害虫全部消失，最终导致某些害虫的物种灭绝

B　[由于基因突变，害虫群体中存在着能抵抗杀虫剂的变异个体，当使用某种杀虫剂后，绝大多数害虫被杀死，少数具有抗药性的个体生存下来并繁殖；害虫大量繁殖后，再用该种杀虫剂，会有比以前更多的个体生存。因此，杀虫剂对害虫起到一个定向选择作用。]

2．对达尔文和拉马克相关理论的评价，正确的是(　　)

A．达尔文的自然选择学说正确解释了生物界的多样性和适应性

B．达尔文的自然选择学说正确解释了遗传和变异的本质

C．拉马克的进化学说使生物学第一次摆脱了神学的束缚，走上了科学的道路

D．拉马克的进化学说科学地解释了生物进化的原因

A　[自然选择学说能科学地解释生物进化的原因和生物的适应性、多样性的形成，但由于受当时科学发展水平的限制，自然选择学说对遗传和变异的本质未能作出科学的解释，A正确、B错误。拉马克学说的进步意义是最早提出了比较完整的生物进化学说，但拉马克提出的“用进废退”和“获得性遗传”的观点缺少科学依据，对适应的形成的解释是肤浅的，C、D错误。]

有关自然选择学说的两个易错点

(1)环境因素的作用会提高突变的频率，但任何情况下变异都是不定向的，所以环境不能起到定向诱导变异的作用，它的作用是对不定向的变异进行定向选择。

(2)在运用达尔文自然选择学说分析问题时，要注意“变异在前，选择在后”的思路。

通过实例比较拉马克学说与达尔文自然选择学说的异同，分析其局限性。尝试运用自然选择学说解释生物的适应性及生物的进化。

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。

3．树干变黑会影响桦尺蛾种群中浅色个体的出生率吗？为什么？(科学探究)

提示：会。树干变成黑色，浅色个体生存并繁殖后代的机会降低，因此浅色个体的出生率降低。

[课堂小结]

1．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(　　)

A．它们都适应了北方寒冷的环境

B．北方的阔叶树不适应寒冷的环境

C．松树比阔叶树更适应寒冷的环境

D．以上三项都不符合题意

A　[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。]

2．刺猬遇到敌害时身体缩成一团，以背部的硬刺保护自己。但狐狸有时会把刺猬抛向空中，待其落地伸展躯体的刹那间，咬住其无刺的腹部而将它吃掉。这个例子说明(　　)

A．适应的普遍性　　 B．适应的相对性

C．适应的多样性 D．生存在于竞争

B　[生物对环境的适应具有普遍性和相对性，所谓对环境适应的相对性是指生物只是在一定时间，对一定环境的适应，所以这个例子体现了刺猬的适应的相对性。]

3．下列不属于拉马克进化学说的是(　　)

A．鲸没有牙齿，是因为它们吞食浮游生物

B．长颈鹿的颈很长是采食高处树叶反复伸颈的结果

C．羚羊听觉灵敏、奔跑快是长期自然选择的结果

D．蛇身体细长无足，是经常出入鼠穴捕食的结果

C　[A、B、D选项都是拉马克进化学说的观点；C选项是达尔文自然选择学说的观点。]

4．对达尔文自然选择学说的理解正确的是(　　)

①环境改变使生物产生适应性的变异　②可遗传的变异是生物进化的基础　③变异是不定向的　④变异是定向的　⑤变异经过长期的自然选择和遗传积累就可能产生出生物的新类型

A．②④⑤ B．②③⑤

C．①②④ D．①③⑤

B　[生物的变异是不定向的，环境改变时，具有适应性变异的生物生存的机会多，③正确，①④错误；可遗传的变异是生物进化的基础，②正确；经过长期的自然选择和遗传积累，变异可能产生出生物的新类型，⑤正确。]

5．用达尔文的自然选择学说分析斑马的进化过程。

(1)斑马群中存在着不同体色的个体，说明生物具有________的特性，这种特性一般是________的，________是生物进化的内在因素。

(2)随着环境的不断改变，体色为黑白相间、跑得快的斑马因与环境相适应、不易被敌害发现而在________中得以生存、繁衍。这样，环境对斑马起了________作用，而这种作用是________的，它决定着生物进化的________。

(3)上述过程表明，自然选择的动力是________，自然选择的结果是________。

[解析]　达尔文的自然选择学说认为，生物普遍具有变异性且变异是不定向的。这种不定向的变异导致生物个体之间本来就有差异，从而为生物的进化提供了原始的选择材料。而在一定环境中进行的自然选择是定向的，只有适应环境的变异类型才能生存下来，并且产生后代。经过一代又一代的自然选择，斑马体色的有利变异被定向积累而形成现在黑白相间的体色，这是经过长期定向的自然选择而形成的。遗传能保持物种的稳定，变异则使物种得以发展，适应环境的有利变异通过遗传能得到定向积累而使物种进化，两者缺一不可。在遗传和变异的基础上通过生存斗争、自然选择，最终形成现在的斑马体色。

[答案]　(1)变异　不定向　遗传和变异　(2)生存斗争　选择　定向　方向　(3)生存斗争　适者生存