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第5章 生物对环境的适应和影响(2)

教师引导学生归纳它们的共同特点:相对静止状态时外表形状或色彩与其他生物或非生物相似,故叫拟态。

教师指导学生再阅读教材,理解拟态的概念。拟态是指某些生物在进化过程中形成的外表形状或色泽斑,与其他生物或非生物异常相似的状态。

结合蜂兰的拟态说明植物也有拟态现象。

3.掌握保护色、警戒色、拟态的区别,学习辨别概念的方法。

结合重放投影,教师引导学生分析:保护色与拟态都是与环境相似而不易被发现,而警戒色特别醒目,极易被发现,因此,警戒色与另二者容易区别。

再分析保护色是与环境色彩相似,这种色彩是环境中占优势的色彩;拟态是其外表形状或色彩与环境中某种生物或非生物相似,而这种生物或非生物的色彩在环境中不占优势。另外,具保护色的动物无论相对静止或运动都与环境相似,都不易被发现;而拟态的动物一般只在相对静止时才与某种生物或非生物相似,一旦运动起来必然就不像了,如枯叶蝶停息不动很像枯叶,一旦飞舞起来,谁会相信它是枯黄的叶片呢?

然后教师引导学生分析总结:保护色、警戒色、拟态的共同点都是通过长期自然选择而逐渐形成的适应性特征。教师提出:如何用自然选择学说来解释这些现象呢?留给学生思考。

4.理解生物对环境适应的相对性,树立保护环境的意识。

教师首先举例分析:色泽与蔬菜非常相似的菜青虫仍会被天敌发现而被捕食;百灵鸟具有保护色,可以避免肉食性鸟类的攻击,但常常被嗅觉发达的狐所捕食,这说明什么问题?说明生物对环境的适应只是一定程度上的适应,并不是绝对的、完全的适应。另外,环境条件的不断变化对生物的适应性也有影响,教师举例:雷鸟冬天换上白色羽毛与银装素裹的环境色彩相似,能起到保护作用,但如换上白色羽毛而降雪延迟,岂不反而成了天敌醒目的捕食目标了吗?所以适应是相对的。

学生阅读教材理解:人类对环境的适应也是相对的,环境受到污染或破坏,人类就会受到危害甚至无法生存。因此,保护环境,有利于人类的生存。

5.了解生物与环境的关系,树立对立统一的观点。

投影:土壤中的蚯蚓

教师分析,帮助学生理解:蚯蚓在土壤中活动,摄取腐败的植物和泥土,从中获得物质和能量,因此,其分布要受这些因素的限制。

它的体表有粘液和刚毛等一系列与环境相适应的特征。

它的活动又使土壤更疏松,提高了土壤的通气状况,有利于植物呼吸和吸水,蚓粪还能增加土壤肥力,有利于植物的生长;植物生长良好,到时枯枝落叶增多,又为蚯蚓提供了更丰富的食物。

引导学生归纳:生物受环境的限制,生物又能适应环境并能影响、改变环境,它们是一个相互作用,不可分割的辩证统一的整体。

(四)总结

投影:师生共同总结。

生物与环境的关系

环境对生物的影响生态因素非生物因素阳光温度水分生物因素种内关系种内互助种内斗争种间关系共生寄生竞争捕食生物对环境的适应适应的普遍性植物对环境的适应动物对环境的适应结构组成生活习性外形保护色警戒色拟态适应的相对性生物的活动能影响、改变环境(五)布置作业(当堂完成,获得反馈信息)

1.生活在海藻中的一种鱼,遇到敌害时,身体侧立不动,似一株植物,从而逃避敌害,这是一种A.保护色B.警戒色

C.拟态D.变态

2.下列属于保护色的是

A.雌黄蜂与蜂兰的唇形花瓣相似。

B.比目鱼的体色能与环境色彩变化保持一致。

C.黄蜂腹部具有黑黄相间的条纹。

D.无毒蛇具有毒蛇的鲜艳花纹。

3.下列不属于拟态的一项是

A.枯叶蝶似枯叶。

B.有的无毒蛇具有毒蛇的鲜艳体色。

C.南美蚕蛾幼虫的体态、色斑似眼镜蛇。

D.美洲棕王蝶幼虫有毒,体节有棕色大斑纹。

4.下列分别属于保护色和警戒色的一项是

A.虎具有的斑纹和黄蜂腹部的条纹。

B.昆虫的体色和北极熊的体色。

C.枯叶蝶具有的特征和黄刺蛾幼虫的鲜艳色彩。

D.蝮蛇体表的斑纹和比目鱼的体色。

5.填空:生物对环境的适应既有性又有性。在适应环境的同时,也能够环境。所以,生物与环境是一个。

【参考答案】

一、选择题

1.C2.B3.D4.A5.略

(六)板书设计

二、生物对环境的适应

(一)适应的普遍性:(自然选择)

1.植物对环境的适应

2.动物对环境的适应

(1)结构组成

(2)生活习性

(3)外形

①保护色②警戒色③拟态

三者区别

(二)适应的相对性

小结:生物与环境的关系

【扩展资料】

生物拟态

拟态是指某些生物在进化过程中形成的外表形状或色泽斑与其他生物或非生物异常相似的现象,是生物适应环境的最为典型的例子。随着生态学研究的不断深入,人们发现动物甚至植物拟态的现象是十分普遍的,拟态在许多生态系统中起着十分重要的作用。

1.拟态的发现

一种生物能够模拟另一种生物以便欺骗敌人,逃避敌害,这种观点一个多世纪以来一直吸引着生物学家们。这种特殊的生存策略是由英国博物学家Henrry W.Bates在1862年首先描述的。他观察到南美蝴蝶中某些具鲜艳色彩的种类从外形上看几乎完全相同,但有些是有毒的,而另外一些却是完全无毒的,他由此推测这些无毒的生物伪装成有毒的,以便逃避被捕食的厄运。他称这种现象为拟态,这就是著名的贝氏拟态。动物的拟态相当普遍,人们研究得也较多;而植物拟态远不如动物拟态普遍,因此很长一段时间未被人们注意。事实上,早在1793年德国博物学家Christian K.Sprengel就观察到植物像动物一样,可以模拟其他生物。他发现某些植物特别是兰科植物的某些种类自己不能分泌花蜜,但它们能模拟生活在同一环境中的可以产生花蜜的植物的形态。直到最近,随着植物学家对植物与其他生物间关系研究的深入,特别是对热带生态系统研究,人们才认识到植物拟态比预想的要广泛得多。

2.拟态的组成

不论是动物中的拟态还是植物中的拟态都是一个由三部分组成的系统。一是模型,是被模拟动物、植物或其它生物或非生物;二是拟态生物;三是信号接受者或被欺骗者。拟态生物模拟的内容包括形态结构、颜色花纹、行为方式或其它使拟态生物与模型相似的属性。这里模型可以是与拟态生物无任何联系的其它生物或非生物,如某生物长期生活背景的衬托物等。枯叶蝶与枯叶异常相似,在这一拟态系统中,枯叶为模型,枯叶蝶为拟态生物,某些食虫鸟则为信号接受者或被欺骗者。值得一提的是,信号接受者之所以会被欺骗,与其眼睛及接受拟态生物所反射来的光有密切关系。例如瑞典乌普沙拉系统植物学会的L.Anders Nilsson发现,两种独居蜂Chelostoma fuliginosum和C.campanutarum同时光顾多种钟形花(bellflouer,又叫风铃草,风铃草属)和兰科植物Cephalanthera rubra(头蕊兰属)。钟形花与兰花形态和颜色(兰花是玫瑰红色,钟形花是兰紫色的)都不一样,更重要的是钟形花为来访者提供了丰富的花蜜,而兰花根本不产生花蜜。为什么看上去与钟形花不同也不分泌花蜜的兰花却能吸引独居蜂为其传粉呢?Nilsson利用光谱仪解决了这个问题,他发现虽然在人眼里兰花与钟形花颜色不同,但两种花反射的光曲线轮廊在独居蜂视觉范围内却是完全相同的,它们对紫外线末端最敏感,像许多昆虫一样,它们不能区别多种不同的红色。因此对独居蜂来说,兰花和钟形花是完全相同的,兰花在此实际上是拟态生物,钟形花充当了模型的角色,独居蜂则是被欺骗者。

3.拟态的类型

生物的拟态可以分为两种类型,一是贝氏拟态。即由模型、拟态生物和信号接受者三部分组成的系统。例如尺蠖的幼虫在树皮上斜伸不动,和小树枝一样。这种拟态的特点是一种生物由于模拟另一种生物而获得了生存优势;另外一种拟态,是著名的缪勒拟态是19世纪德国动物学家Fritz Mheller命名的,他首先描述了这种现象。在这种拟态类型中,许多没有联系的生物在形态和行为上彼此相似,形成看上去是一群的效果,从而得到好处。由于在这一拟态系统中没有欺骗,模型与拟态生物没有明显区别,无所谓谁模拟谁的问题,所有参与者贡献相同,共同获益,这些与贝氏拟态显然不同。因此许多生物学家认为这不是真正的拟态,只是生活在相同环境中的生物以相似的方式进化的结果(即趋同进化,典型的例子是沙漠中肉质植物的进化)。

保护色、警戒色、拟态的区别

教学实践发现:学生解答下面的问题常会出错。“选出下列不属于拟态的项:A.枯叶蝶似枯叶。B.有的无毒蛇具有毒蛇的鲜艳体色。C.南美蚕蛾幼虫的体态、色斑似眼镜蛇。D.美洲棕王蝶幼虫有毒,体节有棕色大斑纹。”答案应选D,但有的学生却不知B、C两项为何不能选。而下面一题学生解答起来更是疑惑不定。“下列分别属于保护色和警戒色的一组是:A.虎具有斑纹和黄蜂腹部的条纹。B.昆虫的体色和北极熊的体色。C.枯叶蝶具有的特征和黄刺蛾幼虫的鲜艳色彩。D.腹蛇体表的斑纹和比目鱼的体色。”答案应选A,而不少学生判断出选A后却感到疑惑不定,有的甚至改选C。

为什么会出现上述情况呢?主要是学生没有准确地把握保护色、警戒色、拟态这三个概念的含义,不能正确区分三种现象,特别是对拟态和保护色混淆不清。

如何才能有效区别这三种现象呢?还得从概念的含义出发。

保护色和拟态现象都表现为与环境色彩相似,不易被识别,而警戒色则表现得与环境不同,容易被发现,且具警戒色的动物一般都具有潜在的伤害性,据此可把警戒色与其他两者区分开。保护色表现为与环境色彩相似,这里的“环境色彩”应是环境中主要的占优势的色彩,如春夏的草坪是绿色,冬天的雪地是白色;拟态是与环境中某种生物或非生物相似,而这种生物或非生物的颜色等特征并不一定在环境中占优势,并非主要色彩。而且拟态现象往往与生物所处的运动状态有关,一般是处于相对静止状态时才相似,一旦运动起来则就不相似了;而保护色则与运动状态基本无关,如枯叶蝶停息在树枝上的模样像枯叶,“停息”状态才像枯叶,一旦飞舞起来就不像了,而我们捕捉昆虫也许都有这种体验:有时看到昆虫由这里飞向另一个地方,但马上在另一个地方搜寻,却不能立即找到。

基于以上分析,区别这三种现象就容易多了。如上面提到的“有的无毒蛇具有毒蛇的鲜艳体色”、“南美蚕蛾幼虫的体态、色斑似眼镜蛇”,这两者都是与环境中某种生物相似,故应是拟态现象,而“虎具有的斑纹”是与环境色彩相似,应是保护色。再如下面几种现象:“A.避役的体色能够随环境色彩的变化而改变并与环境的色彩保持一致。B.生活在亚马逊河流域的南美鲈鱼形如败叶,浮在水面。C.黄蜂腹部具有黄黑相间的条纹。D.腹蛇体表的斑纹。E.生活在海藻中的一种鱼,遇到敌害时,身体侧立不动,似一株植物,从而逃避敌害。”这里的黄蜂、腹蛇具潜在伤害性,且条纹、斑纹很醒目,故C、D是警戒色;避役始终与环境色彩一致,不易被发现,故A是保护色;南美鲈鱼和海藻中的那种鱼都是与环境中某种生物相似,而且只有在“侧立不动”或“浮在水面”不动时才似植物、如败叶,一旦游动起来肯定就不像了,故B、E是拟态。

生物的竞争与适应

物种竞争

从达尔文时代的“生存竞争,优胜劣汰”的理论产生到现在,生态学家在关于生物竞争方面进行了广泛而深入的研究。所谓“竞争”,是指种内或种间的两个或更多个个体间,由于它们的需求或多或少地超过了共同资源的供应而产生的一种生存斗争现象,所以在这些竞争着的个体间相互施加着不利的影响。这种影响可以表现为存活率、个体增加速率、体重和生育力的下降,而其总的效应则表现为种群增殖率随密度增长而下降。当简单生活史的单种种群在无限环境中时,其种群数量应呈指数式增长。然而,我们所拥有的地球可供生物的资源是有限的,因此,各种生物为了自身的生存,必然会与其他个体对资源进行竞争。Verhulst(1838)和Pearl与Reed(1920)最早彼此独立地用数学式表达物种在有限环境中种群所呈现的逻辑斯谛增长形式,该模型表明,随着种群内个体数量的增多,对有限资源的种内竞争也将加剧,从而使种群不能充分实现其内禀增长能力所允许的增殖速率。

(1)竞争的类型及特点

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