师：同学们，大家好，欢迎来到今天的生物课堂。上节课，我们分析了英国曼彻斯特地区桦尺蛾体色变化的实例。同学们，还记得桦尺蛾的体色为什么会出现变化吗？1850 年，曼彻斯特地区的树干上长满了地衣，这时浅色的桦尺蛾栖息在树干上，不容易被天敌发现，更容易生存下来。100 年后，由于环境污染，树皮被熏成黑褐色，这时深色桦尺蛾与环境颜色相似，不易被天敌发现而生存下来。
通过对这个例子的分析，我们能得出什么结论呢？生物是在不断进化的，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。当然，桦尺蛾体色的变化只是生物进化历程中的一个片段。地球自原始生命形成后的这几十亿年，进化形成了几百万种生物，如此繁多的生物种类是怎样形成的？为什么有些物种会消失在历史的长河里？今天我们就一起走进第三章第三节第二课时，继续深入了解生物进化的原因。
在自然界中，生活着这样一种动物——长颈鹿，它主要生活在非洲，是现存脖子最长的动物。长长的脖子使它能轻而易举地吃到 4 - 5 米高的树叶，还使它的视野更加开阔，便于监视敌情。那么，长颈鹿的脖子为什么这么长？长颈鹿的长颈是怎样形成的呢？这个问题在进化论研究的历史上曾是一个争论的焦点。今天也请同学们思考一下，你认为长颈鹿的长颈是怎样形成的呢？
曾经有人提出这样的观点，他认为长颈鹿的祖先由于生活在缺乏青草的环境里，不得不经常努力地伸长颈去吃树上高处的叶子。由于经常使用，颈逐渐地变得长了一些，并且这些获得的性状能够遗传给后代。同学们，听了他的观点，你认为有没有问题呢？我们假设由于经常使用，颈逐渐变长了一些，那么这个性状的变化能不能够遗传给后代呢？不能，性状是由基因决定的，控制性状的基因没有变化，所以这个变化的性状是不能够遗传给后代的。那么生物能不能够通过自己的努力去改变基因，决定变异的方向呢？也不能。我们都知道在自然条件下生物的变异是不定向的，物种的进化方向并不是由生物本身的意愿所决定的，所以这个人的观点是错误的。
那么现今被人们所普遍接受的自然选择学说，它的提出者达尔文是怎样解释的呢？下面就让我们一起来了解达尔文的自然选择学说。
达尔文通过观察研究发现，地球上的各种生物都具有很强的繁殖能力，都有过度繁殖的倾向。他以大象为例来研究生物的繁殖能力，做了理论上的推算。他发现，假设一头雌象一生可以产崽 6 头，后代都具备繁殖能力，那么 750 年后，一对大象的后代可以达到 1900 万头。那么我们不禁疑问，真的会产生这么多的后代吗？今天我们也来做一个理论上的推算，看一看猫的繁殖能力是怎样的。
我们假设一对猫一年可以繁殖一胎，每胎 4 只，雌雄各半，小猫一年后性成熟又能繁殖小猫。假定生的小猫全部存活并都有生育能力，3 年后，这对猫的后代有多少只呢？请同学们拿起笔，在纸上试着算一算。好，时间到，3 年后，这对猫的后代有 52 只，同学们，你算对了吗？下面我们一起来看一看。
这一对猫第一年繁殖，一胎生下了 4 只小猫。到了第二年，小猫性成熟后也开始繁殖，生下了 8 只小猫。与此同时，这一对老猫也生下了 4 只小猫。再过一年，到了第三年，这些小猫也都具备了繁殖能力，所以这些猫都进行繁殖，又繁殖了一代。哇，有这么多猫，我们算一算，仅仅过了三年，这对猫的后代就有 52 只。的确，生物都有很强的繁殖能力，有过度繁殖的倾向。按照理论上的计算，即使像猫这样产仔数不是很多的动物，也会在不太长的时间内产生大量后代。更何况自然界中还有很多繁殖能力远超猫的生物，那么这么多的后代都存活下来了吗？为什么大部分的个体会被淘汰呢？请大家带着这个问题，观看一则短片。
（播放短片）自然界中为了生存的竞争无处不在，植物当然也不例外，要争得更多的阳光、空气、水、养分，甚至更大的生长空间，就必须掌握独到的生存技巧。在植株茂密的森林里，植物们为了争夺有限的空间和阳光，许多乔木会一直奋力地向上生长。它们的树干很少分支，有的生长高度可以超过 100 米。攀援植物没有强大的枝干，要想在这遮天蔽日的树丛中寻得一丝生机，它们需要巧妙地攀附在其他高大的树木上生长，最终达到树冠顶层，才能得到阳光的照耀。
（画面切换）另一只狮群成员的到来宣告了这匹斑马生命的终结。
师：好，同学们观看完了这则短片，你观察到了什么现象？
生：植物在争夺阳光、水分和养料，熊争夺配偶，狮子捕食斑马。
师：那么植物为什么要争夺阳光、水分和养料呢？
生：因为阳光、水分、养料都是有限的。
师：熊为什么要争夺配偶？
生：为了更好地繁殖后代。
师：狮子为什么要捕食斑马？
生：为了获取食物生存下去。
师：那么现在你知道为什么生物产生的大量后代有一部分会被淘汰呢？
生：在自然界，生物赖以生存的食物和空间都是有限的。任何一种生物要生存下去，就要为获取食物和空间而进行斗争。
师：达尔文将这样的斗争称之为生存斗争。在生存斗争中，什么样的个体能够获胜并生存下去呢？达尔文认为生物都有遗传和变异的特性，生物在繁殖的过程中会出现各种不定向的变异。当环境变化时，有的变异个体能够适应环境的变化，我们将这样的变异称之为有利变异；有的变异个体不能够适应环境的变化，我们将这样的变异称之为不利变异。在生存斗争中，具备有利变异的个体能够获胜并生存下去，繁殖后代。而具备不利变异的个体则会在生存斗争中因失败而淘汰。自然选择就这样一代一代地进行下去，适应者生存，不适应者被淘汰，这就是适者生存。
现在我们再回到长颈鹿的例子，思考一下长颈鹿的长颈是怎样形成的呢？长颈鹿的祖先在繁殖后代的过程中产生了不同的变异类型。有的长颈鹿表现出颈长的性状，有的长颈鹿表现出颈短的性状，也就是说在青草丰富的时候，长颈鹿群体中已经出现了变异，存在个体差异。但是在青草丰富的时候，颈长颈短并没有有利和不利之分。当环境变化，青草缺乏时，长颈鹿群体中就展开了激烈的生存斗争，这时颈长的优势就显现出来。颈长的长颈鹿能够吃到树上的树叶，获得足够的食物存活下来，而颈短的则因为吃不到足够的树叶，所以活下来的机会就小，留下的后代也少，也就是适者生存，不适者被淘汰。这样经过许多代之后，颈短的逐渐被淘汰，颈长的性状则越来越显著。因此，我们现在看到的长颈鹿都是颈长的。