科学家的故事达尔文和他的进化思想

第三节生物进化的原因 第三章生物的进化 想一想 议一议 这是自然选择的结果 由于这些海岛上经常刮大风 那些有翅能飞但翅不够强大的昆虫 就常常被大风吹到海里 因而生存和繁殖后代的机会就较少 而无翅或残翅的昆虫 由于不能飞翔 就不易被吹到海里 生存和繁殖后代的机会就多 经过一段时间的自然选择 岛上的无翅昆虫就会特别多 在漫长的进化过程中 为什么有的物会灭绝 新的又是怎样产生的呢 推动生物不但进化的原因是什么么 生物进化的实例 桦尺蛾在英文中被称做 斑点蛾 之所以这么叫是因为在19世纪中叶之前采集到的这种蛾的种类都是浅灰色的翅膀上散布着一些斑点 生物进化的实例 18世纪的英国曼彻斯特地区 山清水秀绿树成荫 那的树林里生活着一种桦尺蠖 其成虫是一种飞蛾 它们夜间活动 白天栖息在长满地衣的树干上 生物进化的实例 1850年 生物学家来这里考察 发现大多数桦尺蠖成虫的体色是浅色的 只有少数是深色的 深色的桦尺蠖是浅色桦尺蠖在自然条件下的变异类型 100年后 这里变成了工业城市 工厂林立烟雾弥漫 煤烟杀死了地衣 使树皮裸露 并被熏成黑褐色 这时又有一些生物学家来考察 令他们惊讶的是 这里的深色桦尺蠖变成了常见类型 而浅色桦尺蠖却成了少数 长满地衣的树干上的桦尺蠖 浅色个体占多数 黑褐色树干上的桦尺蠖 深色个体占多数 1850年考察 1950年考察 你能解释桦尺蠖体色变化的原因吗 这里有几只桦尺蠖 哪种颜色的桦尺蠖易被发现 哪种颜色的桦尺蠖易被发现 桦尺蛾停在树干上时 翅膀是张开的 我们不难设想 翅膀应该起到某种伪装作用 才能避免被天敌 鸟类 捕食 在非工业化地区的森林中 树干长满浅色的苔藓 长着灰色斑点的翅膀在这种树干上不容易被发现 而黑色翅膀则容易被发现 在工业化地区 树干上的苔藓被黑色的煤烟取代了 情形恰好相反 灰斑蛾容易被天敌发现 而黑蛾不容易 引起曼彻斯特两种桦尺蛾数量变化的原因是什么 1周围环境变化 环境和鸟对桦尺蛾的选择作用 2被污染的环境 使得浅色型桦尺蛾容易被鸟类捕食而处于选择劣势 黑色型桦尺蛾具有保护色而处于选择优势 模拟探究 观察以下图片 模拟探究保护色的形成过程 冬天的雷鸟 夏天的雷鸟 保护色 几种不同环境中的蛙 草丛中的鸟 草丛中的虎 动物体色与周围环境的色彩非常相似 这种体色称为保护色 什么是保护色 保护色 保护色有什么作用 不易被其他动物发现 利于躲避敌害或捕食猎物 这些保护色是怎样形成的呢 动物的保护色是自然环境对动物选择的结果 模拟探究 模拟保护色的形成过程 假设 提出问题 动物的保护色是怎样形成的呢 模拟探究 模拟保护色的形成过程 模拟探究 模拟保护色的形成过程 制定计划和实施计划 分组 4人一组组长 组织 发令督察 监督 补充幸存者后代 每个幸存者产生3个后代 捕食者 要随机捕食 每代捕食5次 每次捕食1个 猎物 小纸片 记录员 记录每代开始数和幸存者数记录表 1 五人一组 各组员统一听从组长的指挥 2 彩纸颜色必须单一 每小组所选颜色可不一样 彩色应多样化 但其中之一与彩纸的颜色一致 3 做实验时一定要把自己想象成 捕食者 在选取彩色小纸片时 不要事先观察小纸片的位置 一定不要特意寻找某一种颜色的小纸片 4 要及时记录小纸片的数量 并进行分析 5 分析探究后面的讨论题 温馨提示 讨论和交流 1 第一代和第五代中 哪种颜色的纸片 幸存者 最多 这与纸片的颜色有什么关系 答 和彩纸的颜色接近的小纸片 幸存者 最多 不同颜色的彩纸代表不同的生活背景 与彩纸颜色接近的小纸片不容易选出 2 第一代和第二代之间 幸存者 的数目有什么变化 第一代和第五代之间又有什么变化 答 第二代 幸存者 的颜色开始有了分化 有些颜色幸存者的数量明显多于其他颜色的 幸存者 数量 有些颜色甚至开始没有 幸存者 到第五代时 可能只剩下一种颜色的 幸存者 3 比较第一代和第五代的 幸存者 是否所有颜色都有 幸存者 为什么 答 和环境颜色差异最大的几乎没有 幸存者 因为这种颜色最容易被发现 4 通过上面的模拟实验 你能推测出保护色的形成过程吗 从中你能简单分析生物进化的原因吗 答 动物都生活在一定的环境中 有些动物的体色与环境颜色接近 而有些动物的体色则与环境颜色存在差异 当遇到捕食者时 体色与环境颜色差异较大者最容易被发现 首先被捕食 体色与环境颜色接近者不容易被发现 体色保护了自己 可以繁殖后代 经过捕食者多代的选择后 只剩下体色与环境颜色接近者 这种体色就是保护色 由此可以看出 生物进化的过程就是保留适应者 淘汰不适应者的过程 得出结论 适者生存 体表颜色与环境颜色相似的动物能更好地生存下来 一代一代下去 就逐渐形成了与环境颜色一致的保护色 动物保护色的形成是自然选择的结果 生物进化的原因 遗传和变异是生物进化的基础 环境的改变是生物进化的外在动力 生物只有适应不断变化的环境才能生存和繁衍 长颈鹿的进化示意图 自然选择 长颈鹿的个体有差异 缺乏青草 得不到足够的食物被淘汰 实例 达尔文对长颈鹿进化过程的解释 长颈鹿的祖先 过度繁殖 后代个体间的差异 生存斗争 长颈 长前肢个体 遗传积累 适者生存 自然选择 现代长颈鹿 变异 现代长颈鹿 个体差异 生存斗争适者生存 过度繁殖 遗传和变异 生存斗争 适者生存 自然选择学说 自然选择 自然界中的生物 通过激烈的生存斗争 适应者生存下来 不适应者被淘汰掉 这种现象就是自然选择 达尔文的自然选择学说包括四个内容 过度繁殖 生存斗争 遗传和变异 适者生存 达尔文认为 在自然界中 生物个体都有遗传和变异的特性 只有那些具有有利变异的个体 在生存中才容易生存下来 并将这些变异遗传给下一代 而具有不利变异的个体则容易被淘汰掉 地球上的各种生物普遍具有很强的繁殖能力 能产生很多后代 这就是生物的过度繁殖现象 过度繁殖 过度繁殖 一棵一年生的植物 即使每年只产生两粒种子 经过20年 后代的数目就能超过100万棵 生物都有遗传和变异现象 遗传和变异 遗传和变异具有普遍性 变异具有不定向性 遗传和变异的特性 生物个体之间进行的相互斗争 以及生物与无机自然环境之间的斗争 赖以维持个体生存并繁衍种族的自然现象 生存斗争 生物为争夺有限的生活条件 产生生存斗争的原因 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 产生生存斗争的结果 适者生存 生存下来的生物都是对环境能适应的 而被淘汰的生物都是对环境不适应的 这就是适应生存 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 生物进化的过程 自然选择的动力 激烈的生存竞争生物进化的内在因素 遗传和变异 概念 在生存竞争中 适者生存 不适者被淘汰的过程 自然选择 生物通过遗传 变异和自然选择 不断地进化 生物进化的过程 遗传和变异是基础 过度繁殖是前提 生存斗争是手段 适者生存是结果 课堂小结 三 知识内化 形成知识结构 内因 可遗传的变异生原因外因 环境的变化物过度繁殖 产生生存斗争的条件进生存斗争 推动生物进化的动力化自然选择遗传变异 生物进化的基础的适者生存 生物进化的结果原因素 人类因人工选择结果 满足人类的需求进化速度 较快 比较人工选择和自然选择 人类 满足人类 自然条件 保留对生物有利的性状 较快 漫长 3 家养动物与同种野生动物相比 如马和野马 两者往往在体型 习性等方面有较大的差异 请解释其原因 家养动物是人工选择的结果 而野生动物 如野马是自然选择的结果 与自然选择相比较 人们根据自己的需要和爱好有目的地选择动物 可以加快生物演变的历程 缩短生物演变的时间 4 青霉素能够杀死多种治病的细菌