高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第2节 自然选择与适应的形成优秀学案

这是一份高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第2节 自然选择与适应的形成优秀学案，共10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。
2．适应的特性
(1)普遍性：适应是普遍存在的，所有的生物都具有适应环境的特征。
(2)相对性：适应是针对一定的环境条件而言的，是一种暂时的现象。
判断正误
(1)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( )
(2)越高等的生物适应环境的能力越强( )
答案 (1)√ (2)×
任务一：适应的相对性
1．夏季的雷鸟拥有一身深色的羽毛，到了冬季便更换为雪白的羽毛，减少了被天敌捕食的风险，是一种适应性，但是如果某一年的冬季来得晚，在下雪前雷鸟已将羽毛换成白色，反而更容易被天敌捕食，这说明了什么？
提示 雷鸟在冬季来临前将羽毛换成白色，有利于在白雪皑皑的环境中保护自己；如果冬季来得晚，在下雪前雷鸟已将羽毛换成白色，反而更易被天敌捕食，由此说明适应是相对的。
2．造成适应具有相对性的主要原因是什么？
提示 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，这就导致经过长期进化形成的适应一般要晚于环境条件的变化，这是造成适应相对性的主要原因。
1．下列关于生物适应性的叙述，不正确的是( )
A．生物的适应性可以理解为生物的形态结构适合于完成一定的功能
B．仙人掌的叶退化成针形是对干旱环境的适应
C．生物能够适应环境，但是对环境的适应具有相对性
D．生物的适应具有普遍性，只要生物具有某种适应性特征，就能长期生存和繁衍
答案 D
解析 每种生物的适应都不是绝对的、完全的，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，所以生物具有某种适应性特征，不一定能长期生存和繁衍，D错误。
2．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
答案 C
解析 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。
二、适应是自然选择的结果
1．拉马克进化学说
(1)主要观点：彻底否定了物种不变论，提出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的形成都是由于用进废退和获得性遗传。
(2)评价：拉马克的进化学说在当时是有进步意义的，但他对适应形成的解释是肤浅的，未被人们普遍接受。
2．达尔文自然选择学说
(1)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。
3．达尔文以后进化理论的发展
(1)发展的原因
①关于遗传和变异的研究，已经从性状水平深入到基因水平，人们逐渐认识到了遗传和变异的本质。
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。
(2)发展的结果：形成了以自然选择为核心的现代生物进化理论。
判断正误
(1)拉马克认为生物的适应性特征的形成是用进废退和获得性遗传的结果( )
(2)达尔文的自然选择学说正确地解释了生物的多样性、适应性以及遗传和变异的本质( )
(3)抗生素的滥用会使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( )
(4)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( )
答案 (1)√ (2)× (3)× (4)×
解析 (2)达尔文的自然选择学说并未解释遗传和变异的本质。
(3)抗生素只起到选择作用，而不是诱导作用，变异在前且不定向，选择在后且定向。
(4)生存斗争包括生物与环境、生物种内及生物种间的斗争。
任务二：运用自然选择学说解释适应的形成
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．长颈鹿祖先的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 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。由此说明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。
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：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。
4．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。
对达尔文自然选择学说的理解
(1)自然选择(定向选择)的对象。
①直接对象是生物的性状。
②间接对象是相关的基因型。
③根本对象是与性状相对应的基因。
(2)自然选择的因素：外界环境(环境不是诱变因素而是选择因素)，包括无机环境和生物环境。
(3)自然选择的手段：生存斗争(包括生物与环境、生物与生物之间的斗争)。
(4)进化的内因：遗传和变异。
①生物的变异是不定向的，其中变异可分为有利变异和不利变异。
②遗传的作用：使生物微小的有利变异得以积累加强，从而形成适应特定环境的生物新类型。
(5)选择的结果：适者生存，不适者被淘汰。一般外界环境条件变化越剧烈，选择越频繁，生物进化速度就越快。
3．下列不符合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
答案 C
解析 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．下列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生物的新类型
A．②④⑤ B．②③⑤
C．①②④ D．①③⑤
答案 B
解析 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，变异可能产生生物的新类型，⑤正确。
题组一 适应的普遍性和相对性
1．松毛虫鲜艳的花纹是一种警戒色，是一种巧妙的适应，大多数鸟怕吃松毛虫，而杜鹃却爱吃松毛虫。因此，松毛虫的颜色、花纹反而有利于杜鹃的捕食，该实例可以说明( )
A．适应的普遍性 B．适应的相对性
C．适者生存 D．自然选择
答案 B
解析 松毛虫的体色本来是对环境的适应，但却有利于杜鹃的捕食，说明适应是相对的。
2．下列有关适应的普遍性与相对性的实例，对应不正确的是( )
A．普遍性：生活在海藻丛中的一种鱼，当遇到迫害时，身体倒立不动，像一株植物
B．普遍性：未下雪的冬季，雷鸟换为白色羽毛
C．普遍性：具有保护色的动物不容易被天敌发现
D．相对性：浑身长满硬刺的刺猬，一般的敌人在它面前束手无策，狐却洒其尿液，把它熏得舒展开“刺球”，进行捕食
答案 B
解析 雷鸟将羽毛换为白色，是为适应下雪的冬季，若冬季未下雪，则换成白色羽毛的雷鸟更易被天敌发现，体现了适应的相对性，B错误。
题组二 适应是自然选择的结果
3．下列哪项是拉马克进化学说的观点( )
A．同种生物不同个体之间在许多性状上存在差异
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
C．不适应生存环境的生物会被淘汰
D．适应的形成是用进废退和获得性遗传的结果
答案 D
解析 同种生物不同个体之间在许多性状上存在差异，是变异现象，遗传变异、过度繁殖和适者生存都是达尔文自然选择学说的内容，所以D项符合题意。
4．18世纪某山谷中存在趾间有蹼和趾间无蹼的两种鼠，1900年由于筑坝，此山谷成为沼泽。现在人们发现，山谷中绝大多数鼠趾间有蹼，偶然才能找到一只趾间无蹼的鼠。下列有关该现象的解释，不符合达尔文自然选择学说的是( )
A．趾间无蹼的个体不适应环境而被淘汰
B．趾间有蹼的个体可以生存并繁殖
C．山谷环境的改变，使鼠由趾间无蹼向趾间有蹼方向变异
D．趾间有蹼通过逐代积累而成为显著的适应性特征
答案 C
解析 根据达尔文的自然选择学说，适应是自然选择的结果，山谷成为沼泽后，趾间无蹼的个体不适应环境而被淘汰，趾间有蹼的个体得以生存并繁殖，通过逐代积累，趾间有蹼成为显著的适应性特征，A、B、D不符合题意；变异是不定向的，环境只是起选择作用，C符合题意。
5．(2023·河北邯郸高一月考)由于蟹类的捕食，某种海洋蜗牛种群中具有较厚外壳的个体的比例逐渐增加。下列对这个现象的解释，正确的是( )
A．人工选择 B．适者生存
C．用进废退 D．定向变异
答案 B
6．下列关于达尔文自然选择学说的叙述，正确的是( )
A．自然选择所保留的变异，对人类都是有利的
B．“生存”的“适者”，对人类都是有益的
C．在自然选择中，人类起着主导作用
D．“适者生存，不适者被淘汰”的过程中，起主导作用的是环境条件
答案 D
解析 由于自然选择保留的变异都是适应自然环境的，谈不上对人类有益或有害；在自然选择过程中，起主导作用的是环境条件。
7．(2023·辽宁大连高一期末)鼹鼠是一种穴居的哺乳动物，毛黑褐色，嘴尖，前肢发达，脚掌向外翻，有利爪，适于掘土，眼部退化藏在毛中。鼹鼠的嗅觉发达，能够辨识立体空间方位的不同气味。它白天住在土穴中，夜晚出来捕食。下列相关分析正确的是( )
A．鼹鼠种群中不会出现前肢不发达的个体
B．鼹鼠嗅觉发达不利于其穴居生活
C．鼹鼠眼睛退化是黑暗环境诱导基因突变的结果
D．鼹鼠对穴居生活的适应性是自然选择的结果
答案 D
解析 鼹鼠种群中会出现前肢不发达的个体，只是这种个体在自然选择的过程中被淘汰了，A错误；鼹鼠的嗅觉发达，能够辨识立体空间方位的不同气味，利于它的穴居生活，B错误；鼹鼠眼睛退化是对黑暗环境适应的结果，黑暗环境只是对基因突变的结果进行了选择，C错误；鼹鼠对穴居生活的适应性是自然选择导致进化的结果，D正确。
8．以自然选择学说为中心的达尔文生物进化论没能解决的问题是( )
A．生物进化的原因
B．说明物种是可变的
C．解释生物的适应性及多样性
D．阐明遗传和变异的本质
答案 D
解析 以自然选择学说为中心的达尔文生物进化论中“适者生存”的原理能够解释生物进化的原因，只有适应环境的生物才可以生存下来，因为环境的多样性导致了物种的多样性。由于受当时科学发展水平的限制，以自然选择学说为中心的达尔文生物进化论不能阐明遗传和变异的本质。
9．(2021·河北，6)雄性缝蝇的求偶方式有：①向雌蝇提供食物；②用丝缕简单缠绕食物后送给雌蝇；③把食物裹成丝球送给雌蝇；④仅送一个空丝球给雌蝇。以上四种方式都能求偶成功。下列叙述错误的是( )
A．求偶时提供食物给雌蝇有利于其繁殖，是一种适应性行为
B．④是一种仪式化行为，对缝蝇繁殖失去进化意义
C．③是雌蝇对雄蝇长期选择的结果
D．④可能由③进化而来
答案 B
解析 求偶时提供食物给雌蝇，一方面为了获得交配机会，另一方面也有利于雌性获得更多营养物质繁殖后代，这是一种长期形成的适应性行为，A正确；根据题意可知，四种方式都能求偶成功，④虽然是一种仪式化行为，但对缝蝇繁殖也具有进化意义，B错误；④仅送一个空丝球给雌蝇，不需要食物也能求偶成功，④与③在外观上具有相似性，可推测④可能由③进化而来，D正确。
10.如图表示长期使用一种农药后，害虫数量的变化情况，下列有关叙述不正确的是( )
A．a点该群体中存在很多种变异类型，这体现了变异的不定向性
B．a→b的变化是生物与无机环境斗争的结果
C．b→c是抗药性逐代积累的结果
D．农药的长期使用使害虫定向产生了抗药性变异
答案 D
解析 变异是不定向的，农药的长期使用只是对其中的抗药性变异个体进行选择，并不能使害虫定向产生抗药性变异，D错误。
11．在某小岛上的一种啄木鸟，其喙长分布如图甲，而其唯一的食物是一种在树干中的虫。这种虫在树干的深度分布如图乙。有四位同学围绕“下一代鸟喙的可能长度如何”这一问题展开讨论，四位同学的观点分别阐述如下，其中合理的是( )
A．下一代鸟的喙都比亲本长，因为较长的鸟喙是生存所必需的
B．下一代鸟的喙都比亲本短，因为在树干浅处就很容易捕捉到虫
C．下一代鸟的喙一定比亲本长，因为变异是定向的
D．下一代鸟的喙不一定比亲本长，仅一代的时间还不能进化成较长的喙
答案 D
解析 观察题图可知，在树干中深度为6～8 cm的地方虫的数量较多，但喙长在3～4 cm的鸟的数量较多，喙长的鸟才能吃到虫子，所以啄木鸟进化的趋势是喙长的鸟容易得到较多食物而生存下来，但变异是不定向的，因此下一代鸟的喙不一定比亲本长，且仅一代的时间鸟还不能进化出较长的喙。
12．(2023·安徽芜湖高一期末)某种苍蝇体内的酶(PM)能够分解杀虫剂T。为探究使用杀虫剂T后PM活性与该苍蝇死亡率之间的关系，科学家进行了几组实验，实验结果如图。下列判断正确的是( )
A．苍蝇的抗性与PM的高活性等因素无关
B．在杀虫剂的诱导下，无抗性苍蝇发生了可遗传变异
C．长期在有杀虫剂的环境中，该苍蝇种群会逐渐形成适应
D．PM抑制剂能延缓抗性苍蝇的死亡时间
答案 C
解析 由题干信息“某种苍蝇体内的酶(PM)能够分解杀虫剂T”可知，苍蝇抗性的产生与PM的高活性等因素有关，A错误；杀虫剂T起选择作用，没有诱导作用，B错误；长期在有杀虫剂的环境中，杀虫剂杀死不具有抗性的苍蝇，而留下的是具有抗杀虫剂能力的苍蝇，该苍蝇种群会逐渐形成适应，C正确；PM抑制剂能抑制PM的活性，使抗性苍蝇不能适应具有该种杀虫剂的环境而死亡，D错误。
13．达尔文对现代长颈鹿进化过程进行了解释，据此回答下列问题：
(1)长颈鹿祖先过度繁殖的含义是__________________________________________________
______________________________________________________________________________。
(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______________。这是通过生存斗争来实现的，生存斗争是指________________
_______________________________________________________________________________。
(3)适应有双重含义：一是生物的________________适合于完成一定的功能；二是指生物的______________________________________________________________________________。
适应是______________的结果。
答案 (1)后代数目超过环境的承受能力 (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)形态结构 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 自然选择
14．水蚤是一种水生小动物。某兴趣小组的同学用等量的水蚤分别做了如图所示的A、B两组实验：水温的改变是实验的唯一变量，其他均相同；水蚤在不同的水温中均处理12小时，实验过程和实验现象如图所示。请回答下列问题：
(1)实验结果表明，多数水蚤生活的最适温度约为______________ ℃。
(2)有些水蚤能在20 ℃环境中生存，还有些水蚤能在28 ℃环境中生存，这表明水蚤个体之间存在着________________，从而体现了生物的变异一般是________的。
(3)温度的改变对水蚤起了________作用，而这种作用是________的。
(4)20 ℃环境中生活的水蚤移到28 ℃环境中，将导致水蚤死亡，同理，28 ℃环境中生活的水蚤移入20 ℃环境中也将引起死亡。这说明，当环境条件发生变化时，如果生物缺少______________________________________________________________________________，
就要被环境所淘汰。
(5)上述实验也表明了生物与环境的关系是__________________的。
答案 (1)25 (2)各种变异类型 不定向 (3)选择 定向 (4)适应新环境的变异 (5)相互适应、相互影响