第18讲 自然演化
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自然界演化的机制自然界演化的机制是指生物在演化过程中所受到的各种自然力量和因素的影响。
演化是指物种通过适应环境、适应生存压力和遗传变异等因素的过程,使得物种在适应环境中不断进化和变化。
下面将分别介绍自然界演化的机制:自然选择、突变和遗传漂变、基因流、基因漂变和隔离分化。
自然选择是指环境中存在的压力和选择,能够影响个体的生存和繁殖成功。
在一个物种中存在着个体之间的差异,在某些特征上会给予某些个体更好的生存和繁殖的机会。
这些个体将传递自己所具备的有利特征给下一代,从而使得物种在演化过程中朝着适应环境的方向发展。
突变和遗传漂变是指生物在繁殖和遗传过程中发生的基因改变。
突变是一种突然且随机的基因改变,可能是由于基因复制过程中的错误、环境因素导致的DNA 改变等。
突变产生的新基因可能具有新的功能或者对环境有更好的适应能力,从而提供了演化的可能性。
而遗传漂变是指由于随机性的遗传事件,如基因频率的随机改变、遗传波动等,对物种遗传结构的影响。
遗传漂变会导致基因频率发生变化,从而影响物种进化。
基因流是指不同种群之间的基因交换,通过迁徙、散布等方式,使得不同种群之间的基因得到交流和传递。
基因交流可以增加种群之间的基因多样性,减少物种的遗传隔离,从而影响物种的演化过程。
基因漂变是指由于随机性的基因频率改变,而非自然选择导致的基因演化。
在小种群中,由于随机的繁殖、突变等因素,可能会导致某些基因频率发生变化。
当这种基因频率的变化维持在一定水平时,可能会导致物种的分化和演化。
隔离分化是指物种不同种群之间由于地理、生态等隔离因素导致的互相独立演化的现象。
物种的不同种群在分布区域中可能会受到不同的环境压力和选择,导致遗传特征的差异和物种的分化。
隔离分化可以使得物种适应特定的环境条件,并且在演化过程中形成不同的物种。
综上所述,自然界演化的机制是一个非常复杂的过程,受到多种因素的影响。
自然选择、突变和遗传漂变、基因流、基因漂变和隔离分化是演化过程中的重要机制,它们相互作用并共同推动了物种的变化和进化。
⾃然及其演化⾃然及其演化对⼈类社会的发展有着相当重要的影响。
第⼆,⾃然环境是⼈类赖以⽣存的基本条件,为⼈类提供必需的⾃然资源和活动空间,在任何情况下,⼈都要受到⾃然的影响。
迄今为⽌,地球是我们发现的唯⼀适合各种动植物⽣存的场所,如果离开了这个场所,⼈类就⽆法⽣存。
地表⾃然界不仅为⼈类⽣存提供了必要的空⽓、⽔、⾷物、温度等,还为⼈类提供了赖以发展的⼟地、草原、地下矿藏以及风⼒、⽔⼒、地热、太阳能等能源资源,⼈类通过劳动直接利⽤这些资源,建设道路、房屋、城市和乡村,为⾃⼰创造更有利于⽣存和发展的条件。
⾃然为⼈类提供的条件是不均衡的,促使⼈类社会发展产⽣了不均衡性。
地表⾃然资源分布的不平衡,⽣产条件的差别及区位,⼈类社会的发展产⽣着各种有利和不利的影响,它能加速或延续社会的发展。
⼀⽅⾯,⾃然环境制约了⼈⼝的分布,并影响⼈⼝的迁移。
地球表⾯提供给⼈类的空间并⾮都适合于居住,占地球表⾯70%以上的海洋、极地以及⼲旱的沙漠地带⽬前都不宜⼈类定居。
⼈⼝则⼤部分分布在平原、丘陵、盆地等⾃然条件较好的地区,城市、集镇及乡村聚集点通常总是相对集中在河流两岸地带、河⼝附近,这⾥⼀般⽔源条件好,对农业⽣产有利,交通⽅便,有利于商业、贸易的发展,促进经济的繁荣和⽂化的交流。
因此这些地区⼈⼝相对⽐较稠密。
⾮洲的尼罗河三⾓洲、西亚的幼发拉底、底格⾥斯两河流域及中国的黄河中下游地区,之所以成为古代⽂明的摇篮,显然与当时当地优越的⾃然环境有着密切的关系,⽽地球环境的变迁同样也是包括玛雅⽂明在内的古⽂明衰落的重要原因之⼀。
⾃然环境及⼈⼯环境的变化也是⼈⼝迁移的重要原因之⼀。
中国传统农业社会在两⼲多年的发展过程中,⼈⼝重⼼从北⽅逐渐向南⽅迁移,南⽅良好的⽔热条件就对这种变迁起到了吸引作⽤;⽽进⼊现代社会,⼤量乡村⼈⼝向城市转移的⼈⼝城市化现象,更是世界范围的潮流,所以⼈⼯环境的变化也对⼈⼝变动产⽣重⼤影响。
另⼀⽅⾯,⾃然条件的差异直接影响到劳动⽣产率,形成了⽣产的空间布局和区域的分⼯,同时也造成了地区发展的差距。
自然演化现象教案教案标题:自然演化现象教案教学目标:1. 了解自然演化的概念和基本原理;2. 掌握自然演化现象的分类和例子;3. 培养学生观察、分析和解释自然演化现象的能力;4. 培养学生保护和环境意识。
教学重点:1. 自然演化的概念和基本原理;2. 自然演化现象的分类和例子。
教学难点:1. 学生对自然演化现象的分析和解释能力的培养;2. 学生对自然环境保护的意识培养。
教学准备:1. 讲义和教材:包括自然演化的概念、基本原理、分类和例子的介绍;2. 多媒体设备:用于展示自然演化现象的图片或视频;3. 实物或模型:用于示范自然演化现象。
教学过程:Step 1:导入(5分钟)引导学生回顾上一堂课所学的有关自然环境和生物多样性的知识,通过提问激发学生对自然演化现象的兴趣。
Step 2:概念讲解(10分钟)通过讲义和多媒体展示,向学生介绍自然演化的概念和基本原理,包括适者生存、遗传变异和物种适应等内容。
Step 3:分类和例子(15分钟)将自然演化现象分为生物演化和地质演化两个方面,分别介绍各自的分类和例子。
例如,生物演化可以包括进化、自然选择和物种形成等,地质演化可以包括地壳运动、地貌变化和化石形成等。
Step 4:案例分析(15分钟)选择一到两个具体的自然演化现象案例,如恐龙灭绝、冰川消融等,引导学生观察、分析和解释这些现象。
通过提问和讨论,鼓励学生运用所学知识进行思考和推理。
Step 5:实践活动(15分钟)组织学生进行实践活动,例如观察身边的自然演化现象,如植物的生长变化、动物的适应行为等。
学生可以记录观察结果,并尝试解释这些现象。
Step 6:总结和拓展(10分钟)对本节课所学的内容进行总结,并引导学生思考自然演化现象对人类生活的影响和重要性。
鼓励学生提出保护自然环境和生物多样性的措施,并展开讨论。
Step 7:作业布置(5分钟)布置相关的作业,如阅读相关文章、观看相关纪录片或完成一份有关自然演化现象的小研究报告。
第十八讲演化的自然【知识要点】1、宇宙的起源(1)宇宙起源的证据——星系运动的特点美国天文学家哈勃通过对星系光谱的研究,发现星系的运动有如下特点:所有的星系都在远离我们而去;星系离我们越远,运动的速度越快;星系间的距离在不断地扩大。
(2)大爆炸宇宙论是目前被人们广为接受的一种宇宙起源学说。
大爆炸学说认为,大约150亿年前,我们所处的这个宇宙全部以粒子的形式、极高的密度和温度,被挤压在一个“原始火球”中。
宇宙就是在这个大火球的爆炸中诞生的。
爆炸引起宇宙的膨胀一直延续至今,并仍将不断延续下去。
2、太阳系的形式与地球的诞生(1)“地心说”:公元2世纪,希腊科学家托勒密在总结前人学说的基础上,创立了“地心说”宇宙体系学说。
(2)“日心说”:16世纪,波兰天文学家哥白尼依据大量精确的观测资料,建立了“日心说”宇宙体系学说。
(3)太阳系:太阳系是由受太阳引力约束的天体组成的系统,整体大致是个球体,它的最大范围约可延伸到1光年以外。
太阳系的九大行星,由内向外,有水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星和冥王星,它们都在接近同一平面的近圆轨道上,朝同一方向绕太阳公转。
(4)太阳系的形成(a)关于太阳系的起源有多种学说,最主要的有两类:一类是星云说,认为太阳系是由一个旋转着的星云在收缩过程中逐渐形成的,18世纪的康德一拉普拉斯学说就属于星云学说。
另一类是各种灾变说,它认为地球等行星的物质是因为某种偶然的巨变而从太阳中分离出来的。
灾变说由于缺乏证据而逐渐被抛弃。
(b)近代科学之父:伽利略3、恒星的一生(1)恒星的演化恒星的演化如同人的一生,经历从青壮年到更年期、老年期的过程。
(2)恒星的归宿恒星的归宿因初始质量不同而有三种不同的结局,即自矮星、中子星和黑洞。
白矮星是中等质量恒星演化的终点,在某些质量远大于恒星的已简并的核心,继续发生着坍缩,但最终形成的并不是中子星,而是黑洞。
(3)太阳的一生太阳及其行星是约50亿年前由星际物质星云在自身引力作用下逐渐收缩形成的。
目前太阳的状况已经维持了50亿年左右,已步人中年。
在它的氢燃料耗尽之后,将由氦和其他较重元素的核反应维持其能源。
在此过程中,它将从目前的黄矮星阶段逐渐转变为红巨星,然后再转变为超红巨星。
在所有的核能源都用完之后,太阳内部将没有能源来抵制引力坍缩,这就会使它的半径大大缩小,密度大大增加,从而使它的物质进入简并电子气状态,成为白矮星。
等它不能再收缩的时候,就再也没有能量可释放,它的生命也就终止了,成为一个不发光的、处于简并态的冷“黑矮星”。
它的寿命估计可达100亿年。
(4)黑洞没有东西能从黑洞逃逸,包括光线在内。
黑洞可从大质量恒星的死亡中产生。
一颗大质量恒星坍缩后,当其引力大得无任何其他排斥能与之相对抗时,恒星被压成了一个称为“奇点”的孤立点。
奇点是黑洞的中心,在它周围引力极强。
是不确切的。
【经典练习】一、选择题1、太阳最终将变成()A、红巨星B、白矮星C、超新星D、中子星或黑洞2、比太阳更大的恒星最终将演化成()A、红巨星B、白矮星C、超新星D、中子星或黑洞3、关于红巨星的有关说法,不正确的是()A、当恒星中所有的氢都变成氦时,燃烧越来越向更外层推进,这时的恒星将膨胀得极大B、红巨星时期的恒星表面温度相对很低,但极为明亮,因为它们的体积非常巨大C、红巨星时期的恒星表面温度相对很低,这是因为外层与高温的核心区相距很远D、红巨星时期的恒星系的行星将仍正常绕恒星公转4、有关白矮星的说法不正确的是()A、白矮星是中等质量恒星演化的终点B、白矮星在银河系中随处可见C、它的质量越大,半径就越小D、150亿年前宇宙创生和第一批恒星出现以来,恐怕还没有一个白矮星形成5、下列说法不正确的是()A、质量是太阳1.44倍到2倍的大恒星高龄期后将演化为超红巨星B、超红巨星是宇宙中最大的恒星C、超红巨星爆发成为白矮星D、超红巨星爆发成为超新星6、在宇宙中,密度最大的是()A、铂B、白矮星C、黑矮星D、中子星7、下列星体直径最小的是()A、太阳B、地球C、月球D、黑洞8、在各种天体中,最基本的天体是()A、卫星和行星B、行星和恒星C、恒星和星云D、恒星和卫星9、在下列天体系统中,不含地球的是()A、地月系B、银河系C、太阳系D、河外星系10.在探索地球上生命起源的活动中,美国科学家米勒做了一个著名的实验,他把甲烷、氢气、氨气和水蒸气等混合成一种和原始大气成分基本一致的气体,放人真空密闭的玻璃容器中进行模拟实验。
一个星期后,他惊奇的发现仪器中有数种氨基酸生成。
下列关于米勒实验的说法正确的是()A.没有发生物理变化B.发生了化学变化C.元素的种类发生了变化D.形成了原始生命11.人体血液的无机盐质量分数约为0.9%。
研究表明,30亿年前原始海水的无机盐质量分数也约为0.9%。
对此,下列观点不可取...的是()A.人类的祖先可能是从原始海洋中的原始生命逐渐进化而来的B.人体血液和原始海水的无机盐质量分数相同纯属巧合C.人体血液和原始海水之间存在着某种尚未被认识的关系D.人体血液仍然带有原始海水的某些印痕12.火星是人类最感兴趣的行星之一,随着各种探测器靠近或登陆火星,人们对火星的认识有了很大的提高:火星大气中95%是二氧化碳,还有少量的氮气、氢气,大气压为6一7百帕,还找到火星上有液态水存在过的证据。
根据以上认识,下列推断中正确的是()A.钢铁在火星上容易生锈B.火星上一定存在生命C.声音不能在火星大气中传播D.火星上可形成风13.原始大气的主要成分是()A、氢气、水蒸气、臭氧、氧气、甲烷B、氢气、水蒸气、二氧化碳、氨气、氧气C、氢气、水蒸气、二氧化碳、氨气、甲烷D、氢气、水蒸气、氨气、氮气、二氧化碳14.地球上出现原始生命后,生物经历了漫长的进化、发展过程。
下列关于生物进化规律的叙述,错误的是()A、结构由简单到复杂B、生命形成由低等到高等C、个体由小到大D、生活环境由水生到陆生15.有关地球现在是否还发生生命起源的化学进化过程的叙述中,正确的是()A、现在地球上化学进化过程仍时刻进行B、现在地球上条件优越,化学进化过程加快C、现在地球上条件恶劣,化学进化过程减慢D、现在地球上缺乏原始地球的条件,生命起源不再发生16.大多数人认为原始生命的摇篮是()A、原始陆地B、原始海洋C、原始大气D、原始土壤17.在中国古代流传着“开天辟地”的神话,对该神话的几种说法中正确的是()A.这是一个科学假设B.能科学解释宇宙起源C.它采用了宇宙膨胀观点D.是神话,也反映了人类对宇宙起源的探究的思想18.下列天体系统按照由大到小顺序排列的是()A. 银河系、星系、地月系B. 宇宙、太阳系、地月系C. 太阳系、星系、银河系D. 地月系、银河系、宇宙19.中国各民族对宇宙的起源有各种传说,目前被人们广为接受的一种宇宙起源学说中认为,宇宙是在什么情况下形成的()A. 地壳运动B. 冰山融化C. 大爆炸中D. 高温下20.“日心说”的建立推翻了长期以来属于统治地位的“地心说”,不少仁人志士付出了血的代价。
关于“日心说”和“地心说”的比较,下列说法正确的是()A.“地心说”不是科学假说,“日心说”是科学假说B.“地心说”没有积极作用,“日心说”促进天文学的发展C.“地心说”的形成符合当时的科技水平D. 太阳中心论的宇宙观,从现在看还是正确的21.在太阳的一生中,体积极小、密度很大的是()A. 星云B. 红巨星C. 白矮星D. 成年阶段的太阳22.关于黑洞的认识,正确的是()A. 一个黑色的空洞B. 密度小17.下列各项中没有被天文学家研究证实的是()A. 恒星进入晚年后,体积会急剧变大,形成红巨星B. 超红巨星随后会爆发形成超新星C. 科学家们经过长期探索,于1968年证实了中子星的存在D. 科学家们通过天文望远镜观测了黑洞,从而证实了黑洞的存在18.太阳表面经常出现大小不等、形状各异的黑子,这是因为太阳表面某些区域()A. 较黑B. 有黑洞C. 温度较高D. 温度较低19.近年来探测火星形成热潮,相继有“火星快车”“机遇号”“勇气号”飞船飞临火星上空和登陆火星,使人们对火星的认识有了很大的提高。
火星上的大气的主要成分是二氧化碳(95%),还有少量的氮气、氢气。
大气压为6~7百帕,火星在进行自转和公转,火星上的温度极低,为-5℃至-90℃之间,火星上已发现有液态水存在的证据。
根据以上信息,下列说法中正确的是()A. 火星上不会形成风B. 声音在火星大气中无法传播C. 钢铁在火星中不容易生锈D. 火星上一定不存在生命20.目前,大爆炸宇宙论已被大多数科学家所接受,其主要观点有()A、今天宇宙的年龄大约是150亿岁B、宇宙起源于粒子的形式、极高密度和温度的一个“原始火球”C、宇宙在爆炸中诞生,并不断地膨胀下去D、以上都是21.人类认识黑洞,最有可能了解到的事实是( )A、航天探测器近距离接近黑洞B、用射电望远镜看不到黑洞C、黑洞附近的恒星可能会受黑洞引力的影响而有特别的分布D、黑洞发出的光被我们接收到22.根据科学家预测,大恒星的演变过程为()A、大恒星—红巨星—中子星—黑洞B、大恒星—中子星—超红巨星—超新星C、大恒星—超红巨星—超新星—中子星、黑洞D、大恒星—超新星—超红巨星—中子星、黑洞23.下图为太阳系中九大行星示意图,地球处于()A、位置1B、位置2C、位置3D、位置424.首先提出“日心说”的科学家是()A、哥白尼B、布鲁诺C、伽利略D、麦哲伦二、填空题1.“星云说”认为:太阳系是。
2.进入成年的太阳大约可以稳定100亿年,再过50亿年,太阳将进入晚年期,太阳将渐渐演化成。
它将再活跃10亿年,然后成为一颗,并在缓慢中死去,最后作为一颗而永存。
3.宇宙中还有质量比太阳大得多的恒星。
经天文学家研究证实:相当于太阳质量的恒星,进入晚年期后,体积会急剧变大,形成,然后爆发成为。
4.超新星在球核爆炸后可能会形成没有任何留下、主要由中子组成的巨大星核,这种比白矮星紧密的新的物质叫做。
中子星的密度一般是每立方厘米6亿吨。
5.在某些质量远大于太阳的恒星爆炸后最终形成的不是中子星,而是黑洞,这是一种人类尚未得到的天体。
黑洞直径仅几千米,但密度大得难以想象。
一个黑洞有的吸引力,能把靠近它的一切东西永久吞灭,不论是物质还是射线,没有东西能从黑洞。
6.读“太阳系模式示意图”,请回答:(1)在我国古代,常用“金、木、水、火、土”五行来说明世界万物的起源。
在天文学上,金、木、水、火、土星是距离地球较近的行星。
图中表示金星的字母是;(2)太阳活动对地球的影响有(填序号);①扰乱地球上空的电离层,使地面的无线电短波通讯受到影响,甚至中断;②太阳耀斑增强时,紫外线相对减少;③世界许多地区降水量年际变化与黑子的11年周期有一定的相关性。