师:同学们,大家好。今天我们学习人教版八年级下册第七单元第三章第三节生物进化的原因第二课时。首先,回顾一下第一课时的知识。上节课通过分析桦尺蛾体色变化,了解到生物进化的原因分为内在原因和外在原因。内因是生物自身遗传和变异的特性,比如桦尺蛾有浅色和深色两种;外因是外部环境的变化,像1850年到1950年这100年间,曼彻斯特城受工业废气影响,桦尺蛾生活环境的色彩发生改变,其体色也随之变化,从浅色居多变为深色居多。深色桦尺蛾因与环境颜色相近,容易躲避天敌,存活并繁衍后代。
我们还知道了保护色形成的原因。通过模拟实验可知,保护色的形成与动物天敌和周围环境有关。生物繁殖具有遗传和变异特征,会产生不同体色的后代。体色与环境颜色接近的动物不易被天敌发现,反之易被发现并捕食。与环境颜色相适应的动物得以生存繁衍,其体色就成了保护色。
本节课我们继续深入学习生物进化的原因,以及被广泛认可的自然选择学说。上节课实例中,1850年英国曼彻斯特地区的桦尺蛾多数为浅色,100年后深色桦尺蛾成为常见类型。100年间,桦尺蛾体色变化明显,那么生物究竟是怎样进化的呢?大家能否根据这个过程,推想生物圈中其他生物进化的原因?带着这个疑问,开始新课学习。
首先,了解一下科学家的故事。关于生物进化的原因,人们提出了各种解释,包括一些神话故事中的神创论,但被普遍接受的是达尔文的自然选择学说。达尔文是英国生物学家、进化论奠基人,恩格斯将进化论列为19世纪自然科学的三大发现之一。达尔文1809年出生于英国,从小对采集矿物、植物和昆虫标本感兴趣,常到海边学习采集生物标本、解剖分类动物并做观察记录。22岁时,他以博物学者身份登上贝格尔号远航考察船,进行了为期5年的环球科学考察。看看考察过程中,达尔文有哪些发现。
航行期间,达尔文发现不同环境中的动植物各有特点,他对加拉帕戈斯群岛上的地雀做了详细研究。在该群岛发现了13种地雀,它们虽亲缘关系近,但喙的外形和大小差别很大,这些差异是地雀适应不同食物类型的结果。达尔文推断这些地雀的祖先属同一物种,从南美洲大陆迁到加拉帕戈斯群岛后,逐渐分布到不同岛屿。因各岛环境条件不同,地雀各自进化成新类型。通过这次环球航海考察,达尔文带回大量动植物标本、化石、地质样本和笔记。经大量观察研究,他提出自然选择学说,即激烈的生存斗争,适者生存,不适者被淘汰,并于1859年出版《物种起源》这部巨著。
达尔文勤奋努力、细心观察、尊重客观事实、热爱科学、献身科学的精神值得我们学习。《物种起源》对生物进化做出了合理解释,其基本观点就是我们今天要学的自然选择学说,主要包括过度繁殖、生存斗争、遗传和变异、适者生存。什么是过度繁殖呢?达尔文认为,自然界中生物普遍具有很强的繁殖能力,能产生大量后代。同学们来做个计算,一头雌象一生产崽6头,每头活到100岁且都能繁殖,750年后,一对大象的后代可达多少头?答案很惊人,可达1900万头。
类似的还有青蛙,一对雄蛙和雌蛙抱对后产卵,每年产卵量可达几千颗。照理说,不需多久青蛙后代就能占满地球。但实际上,地球上青蛙数量没那么多,这是为什么呢?达尔文认为,任何生物要生存,都必须为获取足够空间与资源进行残酷的生存斗争。最初孵化出的蝌蚪数量巨大,但它们赖以生存的空间和食物有限。为获得足够空间与食物,蝌蚪会向水中分泌毒素,淘汰大量同类,再加上捕食者捕食,仅有极少数个体能发育成蛙。
这就是生存斗争,在有毒素的水中,哪些个体能生存,哪些容易被淘汰呢?达尔文认为,自然界中生物个体都有遗传和变异特性。只有具有有利变异的个体,才能在生存斗争中存活,并将变异遗传给下一代;具有不利变异的个体则易被淘汰。也就是说,蝌蚪的抗毒性存在变异,没有抗毒性的蝌蚪会在生存斗争中被淘汰,只有有抗毒性的蝌蚪才能发育成蛙并繁衍后代。
