小学六年级科学“自然选择”学理建构与考能进阶知识清单

小学六年级科学“自然选择”学理建构与考能进阶知识清单

一、学科背景与单元定位：解锁生命演化的密钥

▲▲【学科本质】【核心素养】本清单适用于粤教粤科版六年级科学上册第四单元“生命的延续与进化”第21课时。本课是小学科学“生命科学”领域的巅峰章节，首次将学生的认知从个体、种群层面拉升至物种演化的宏观时间轴。这不是对生物现象的表层描述，而是对“生物与非生物环境统一”这一根本原理的模型建构。清单以达尔文“自然选择”学说为内核，整合“证据链—机制链—结果链”三维逻辑，旨在帮助学生完成从“知道什么是适应”到“解释为什么会有适应”的认知飞跃，直击小升初科学素养评价的“分析、评价、创造”高阶维度。

二、思想源流与理论奠基：达尔文与《物种起源》

（一）科学史背景：打破神创论的利剑▲▲【高频考点】【人文底蕴】

[1]奠基者：查尔斯·罗伯特·达尔文。英国生物学家，近代进化论的奠基人。

[2]里程碑著作：1859年出版《物种起源》（OntheOriginofSpecies）。这部巨著并非凭空想象，而是基于达尔文随“贝格尔号”环球考察5年期间收集的大量地质学、生物地理学及化石证据（如加拉帕戈斯群岛地雀的喙型分化）。

[3]核心历史贡献：提出了“物种是可变的”这一颠覆性观点，并系统解释了生物多样性和适应性的形成机制，将“神创论”和“物种不变论”从自然科学的领地上驱逐出去。

[4]当代挑战：需辩证认知“澄江生物群”化石发现。寒武纪生命大爆发展示了在相对短的地质时期内主要动物门类突然出现，这看似与达尔文预期的“渐变式”进化存在张力。但这并非推翻进化论，而是丰富了演化理论的维度（如兼融渐变与间断平衡），是科学理论在自我修正中不断逼近真理的典型案例。★【难点】【科学态度】

（二）理论前奏：人工选择的启示▲【基础】【类比推理】

在进入自然选择内核前，必须理解“选择”的力量。人工选择是人类根据自身的需求和审美，对生物变异进行多代定向积累的过程。例如：野生甘蓝→通过选择顶芽肥大者→结球甘蓝；选择侧芽发达者→抱子甘蓝；选择花球巨大者→西兰花；选择叶色变异者→羽衣甘蓝。这一过程证明了：生物存在变异，且变异可通过遗传积累；选择具有定向性，能塑造新物种。达尔文正是从这一人人可见的现象中顿悟了自然界中那只“无形的手”。

三、核心原理解构：自然选择学说的四段论▲▲▲【重中之重】【逻辑主线】

自然选择不是“随机的”，也不是“女神拿着一杆秤去挑选”，而是一个严谨的科学模型。必须严格遵循“过度繁殖→生存斗争→遗传变异→适者生存”的逻辑链进行理解。

（一）过度繁殖：潜在的生存张力[1]

[1]概念界定：地球上的各种生物，普遍具有产生大量后代的能力。例如一株一年生的野草，一年可结数千粒种子；一条鳕鱼可产卵数百万粒。

[2]推演逻辑：如果全部后代都存活，没有任何物种的种群数量能保持稳定，必然导致食物、空间等资源的极度紧张。这是生存斗争的客观前提。

（二）生存斗争：淘汰的竞技场[2]

[1]广义内涵：不仅指生物个体间（同种或异种）直接的捕食、竞争，还包括生物与恶劣自然环境（干旱、严寒、酷暑）的斗争。

[2]必然性：由于食物和空间等生活条件有限，而个体数量过剩，斗争不可避免。

（三）遗传变异：进化的原材料▲▲【辨析】【易错点】

[1]变异的普遍性：生物界普遍存在着变异，没有两个完全相同的个体（同卵双胞胎除外，且也存在细微差异）。

[2]变异的随机性：变异是随机的、不定向的。环境不能直接诱导产生出“刚好适应”的变异。例如：长颈鹿的祖先脖子有长有短，并不是因为“想吃到高处的叶子”而把脖子拉长；蝗虫有绿色和褐色两种色型，不是草地把蝗虫染绿了，而是原本就有不同体色的变异存在。

[3]易错警示：★【核心陷阱】“自然选择导致了生物的变异”是极端错误的命题。自然选择不能导致变异，它只能对已经产生的、随机存在的变异进行“筛选”。变异为选择提供素材，选择改变变异在种群中的频率。

（四）适者生存：定向积累的结果

[1]结果描述：在生存斗争中，具有有利变异的个体（更适应环境、更易获得食物、更不易被天敌发现、更能抵抗疾病），生存和繁殖的机会更多；具有不利变异的个体则容易在成熟或繁殖前被淘汰。

[2]适应性积累：这种有利性状通过遗传在后代中逐渐积累和加强，不利性状逐渐消失。经过许多代，微小的变异积累成显著的适应性特征，乃至形成新的物种。

[3]本质定义：自然选择是指自然界中的生物，通过激烈的生存斗争，适应者生存下来，不适应者被淘汰的过程。这不是大自然的“主动选择”，而是被动地、统计意义上的“保留”与“淘汰”。

四、经典实证案例库：从现象到本质的分析范式

本部分是科学解释能力训练的核心载体，通过“情境描述—性状分析—选择动力—结果阐释”四步法建模。

（一）桦尺蛾的体色变迁：工业黑化的经典测量▲▲▲【高频考点】【必考材料题】

[1]背景：19世纪中叶前的英国曼彻斯特，树干上长满地衣，呈浅灰色，此时浅色桦尺蛾占多数（约90%），深色蛾罕见。

[2]突变：工业革命后，煤烟排放杀死地衣，并将树干熏成黑色。

[3]选择机制：原本在浅色树干上具有保护色的浅色蛾，在黑色树干上极为显眼，容易被鸟类捕食；而原本罕见的黑色突变型，在黑色树干上获得了伪装优势。

[4]结果：至19世纪末，深色桦尺蛾比例上升至95%以上。

[5]结论：这不是蛾子主动变黑，也不是煤烟直接熏黑，而是环境变化后，选择压的方向发生逆转，导致种群基因频率定向改变。★【解题要点】关键词须锁定“环境改变→保护色失效→捕食压力→比例倒置”。

（二）长颈鹿的“长颈”之谜：拉马克学说与达尔文学说的根本对立▲▲▲【难点】【辨析题】

[1]拉马克观点（用进废退、获得性遗传）：长颈鹿祖先经常伸长脖子够高处的叶子，脖子越用越长，并且这种“伸长”的特性直接遗传给后代，导致脖子一代比一代长。

[2]达尔文观点（自然选择）：长颈鹿的祖先存在脖子长短的个体差异。当低处树叶短缺时，脖子稍长的个体能吃到别人够不到的叶子，存活率和繁殖率更高。经过长期的逐代筛选，种群的平均脖子长度逐渐增加。

[3]核心对立：变异是定向（因需要而产生）还是不定向（随机产生，由环境选择）？现代科学支持达尔文。★【记忆口诀】“拉马克：想变长就变长，后天努力能遗传；达尔文：爹妈有长也有短，饿死短的留长的。”

（三）马德拉岛的无翅与强翅昆虫：地理隔离下的极端选择▲▲【高频材料】

[1]环境特征：该岛常年刮强风，普通翅昆虫极易被吹入大海溺毙。

[2]变异类型：岛上昆虫存在三种变异：正常翅（易被吹走）、退化翅（几乎无翅，不善飞）、强健翅（翅肌发达，抗风力强）。

[3]选择结果：正常翅个体被持续淘汰；无翅或残翅昆虫因放弃飞行、藏匿地表而幸存；少数强翅昆虫因能对抗强风也得以幸存。

[4]启示：自然选择并非总是导向“复杂”或“强壮”，它导向的是“适应”。在某些环境下，“失去翅膀”比“拥有翅膀”更适应。这是对“进化=进步”误区的最有力澄清。

（四）蛙类与昆虫的体色：捕食者视角的保护色▲【基础应用】

[1]草丛中的绿色青蛙、褐色蝗虫被保留，其他体色个体因视觉上“显眼”被淘汰。

[2]结论：任何生存下来的生物，其形态结构、生理功能或行为习惯，必定有与环境相适应的方面。这是“适者生存”最直观的注脚。

五、跨学科整合与思维拓展：从科学走向素养

（一）生物地理学视角：艾伦法则与伯格曼法则▲▲【热点】【跨学科】

[1]伯格曼法则：同一种恒温动物，生活在寒冷地区的种群体型较大（体积增大相对减少散热面积，如北极熊），生活在炎热地区的种群体型较小（如马来熊）。

[2]艾伦法则：寒冷地区的恒温动物，其四肢、耳朵、尾巴等突出物更小（如北极狐耳短圆），以减少热量散失；炎热地区的亲缘物种则突出物更大（如非洲沙狐耳长且大），以增加散热。

[3]跨学科链接（数学）：表面积与体积之比。体型越大，相对表面积越小，散热越慢。这是自然选择对物理定律的完美应用。

（二）遗传学基础：基因频率的“黑箱”▲【初高衔接】

虽然小学阶段不要求计算哈代-温伯格定律，但优秀生需建立“基因库”概念。自然选择的本质不是改变某个个体的性状，而是改变种群中控制该性状的等位基因的频率。有利基因在后代中比例上升，不利基因比例下降。

（三）工程学仿生：保护色原理的逆向应用

军舰迷彩（变形camouflage）并非为了让战舰“隐形”，而是利用斑马纹似的强烈对比色块，破坏舰艇的连续性轮廓，使敌方测距仪和潜望镜难以判断其航向与速度。这是人类将自然选择的防御策略转化为军事科技的典范。▲【趣味拓展】

六、对比辨析：自然选择VS人工选择

▲▲▲【必考比较题】【核心区分度】

维度

自然选择

人工选择

选择主体

自然界（气候、天敌、疾病、食物等）

人类（育种家、牧民、花匠）

选择目的

无目的性，客观保留适应环境的性状

有明确目的性（高产、美观、温顺）

被保留性状

有利于生物自身生存和繁殖的性状

满足人类需求和偏好的性状

受益方

生物物种本身

人类

案例

长颈鹿长颈、桦尺蛾黑化、海豚流线型

高产奶牛、杂交水稻、各种宠物犬、金鱼

【解题要点】读题时迅速抓取关键词：若出现“牧民挑选白羊”“人工培育”“为了获得更多牛奶”，则指向人工选择；若出现“捕食者”“干旱/强风”“生存下来”，则指向自然选择。

七、实验探究与模拟建模：科学思维的具身实践

▲▲【过程性评价】【实验设计题】

（一）经典模拟实验：马德拉岛昆虫与风力选择[2][5]

[1]实验装置：课本堆叠成斜坡或“小岛”；不同颜色的回形针/纸片模拟无翅（短小）、普通翅（中等）、强翅（宽大）昆虫；电吹风模拟强风。

[2]操作步骤：将“昆虫”随机放置在“小岛”上；用电吹风水平吹风；观察并统计不同“翅型”被吹走的数量差异。

[3]预期现象：普通翅型最易被吹走；无翅型因贴近桌面不易移动；强翅型因阻力大或重量沉，保留较多。

[4]推理论证：该实验属于模拟实验，证明了环境对变异类型的定向筛选作用。

（二）地雀喙型与食物选择：结构与功能的适应

[1]探究问题：喙大而强壮的地雀为什么能在干旱年份存活？

[2]模拟方案：使用不同工具模拟鸟喙。钳子模拟大而坚硬的喙，镊子模拟细小脆弱的喙；食物为带壳花生（模拟硬壳种子）。

[3]数据分析：对比单位时间内“钳子组”与“镊子组”剥开种子的数量。

[4]科学解释：干旱导致小型软种子灭绝，仅剩大型硬壳种子；喙大而壮的个体拥有取食资源，喙小者饿死。这不是“强壮”本身是优势，而是“强壮”在当前环境下带来了食物资源。★【答题建模】“环境变了→食物变了→某种特征的个体有优势→它们活下来传基因”。

八、考点地图与解题高阶策略

（一）常考题型与分值权重

[1]填空题：占比约20%。核心考点为《物种起源》作者、自然选择定义、达尔文国籍等。【基础】【送分题】

[2]判断题：占比约30%。核心陷阱设置在“变异产生的原因”（是原本存在还是环境导致）、“人工选择与自然选择的归属”。

[3]选择题：占比约30%。重点考察案例分析（给定现象问属于哪种选择、谁是选择者、为什么留下）。

[4]简答题/实验分析题：占比约20%。考察对自然选择过程的完整逻辑表述，特别是材料分析题（如海岛植物矮小现象、长颈鹿进化过程）。

（二）易错点诊断与纠偏（★五星级陷阱）

[1]陷阱1：误认为“自然选择是生物进化的唯一因素”。

纠偏：自然选择是进化的主要动力，但不是唯一因素。遗传漂变（小种群中的偶然事件）和基因流动也会影响进化。

[2]陷阱2：误认为“自然选择是主动行为”。

纠偏：自然选择没有意识，没有目的。它只是一个被动过滤过程。

[3]陷阱3：误认为“生存下来的个体都是最强壮的”。

纠偏：生存下来的不是“最强壮”，也不是“最聪明”，而是“最适应”。对于穴居盲鱼，“失去眼睛”比“视力敏锐”更适应黑暗环境。

[4]陷阱4：混淆“个体”与“种群”。

纠偏：自然选择通过作用于个体而影响种群。单个个体不会进化，它在有生之年性状不变；进化发生在种群层面，表现为代际之间有利性状比例的增加。

[5]陷阱5：误判“保护色”与“拟态”。

纠偏：保护色是颜色与环境相似（不易被发现）；拟态是形态上模拟其他生物或物体（如竹节虫像树枝，枯叶蝶像枯叶）。虽然都是适应，但机制略有不同。

（三）主观题答题范式：四步闭环法

针对“请用自然选择学说解释某种生物特征的形成”这类大题，必须严格执行以下步骤：

[1]第一步（起点）：该生物存在各种变异（个体差异）。

[2]第二步（环境压）：环境发生了某种变化/环境中存在某种特定条件。

[3]第三步（筛选）：具有【有利变异】的个体容易生存并繁殖后代，具有【不利变异】的个体容易被淘汰。

[4]第四步（结果）：经过长期的选择，该有利变异在种群中得到积累和加强，形成我们今天看到的适应性特征。

【示范】解释印度洋岛屿植物矮小现象：

“岛上植物原本存在高矮不一的变异（变异）。由于岛屿常年刮风暴，高大的植物容易被风吹倒甚至折断，无法开花结果（生存斗争/环境选择）。而矮小甚至贴地生长的植物能抵御强风，存活下来并繁殖后代（适者生存）。经过长期的自然选择，矮小基因在种群中逐渐占优势，因此岛上植物普遍矮小（适应性形成）。”▲▲【高分模版】

九、课标精神与价值升华：从知识到观念

▲▲【育人目标】【科学价值观】

自然选择不仅是考试的知识点，更是塑造科学世界观的重要契机。

[1]整体论观念：生物体不是孤立的，其形态构造必须置于与环境、与其他物种的相互关系中去理解。不存在绝对的优势，只有具体的适应。

[2]动态发展观：物种不是一成不变的，地球生命史是