自然选择的模拟探究（桦尺蛾模拟实验）
第4章 生命的起源与变化 · 第2节 生物的进化
自然选择的模拟探究出自浙教版九年级上册《科学》第4章，用与背景同色或异色的桦尺蛾卡片模拟保护色对生存的影响。自然选择学说是生物进化核心理论。学生最易把个体变异说成主动适应，选择者与被选择者分不清。优创优星科学馆（义乌1+1教育旗下）把达尔文理论的实验证据拆开讲，帮孩子想得通、答得准。
实验情境
工业革命后，英国的桦尺蛾从浅色变成深色居多——是蛾子自己想变色吗？把同色与异色的「蛾子」贴在背景上，限时寻找，看哪种颜色的蛾子更容易「存活」下来。
实验目标
- 通过模拟捕食过程，理解保护色的概念，验证保护色的形成是自然选择的结果，了解动物与环境的相对适应性。
实验器材与材料
| 器材 | 用途 |
|---|---|
| 模拟背景布（绿/灰两色） | 代表树干环境，模拟环境底色变化 |
| 浅色与深色"桦尺蛾"卡片 | 代表两种体色个体，数量各若干 |
| 随机数表或骰子 | 模拟捕食的随机性 |
| 记录表 | 统计每代两种体色个体的数量变化 |
| 镊子 | 充当"捕食者"随机夹取蛾卡片 |
实验原理
生物的变异是不定向的，自然选择是定向的
保护色是环境长期选择的结果，模拟实验用寻找次数代替捕食压力。
实验步骤与现象
- 1①将小纸片均匀地撒在大卡纸上，实施捕食过程（把自己想象成“捕食者”，不要事先观察小纸片的位置，也不要特意寻找某一种颜色的小纸片），直到大卡纸上只剩下25张小纸片，统计“幸存者”中各种颜色小纸片的数目
- 2②假设每个“幸存者”都产生3个与自己体色相同的后代（生物的遗传现象），在每个“幸存者”下面放上3个与自己体色相同的小纸片，充分混合，重复上述捕食过程，每轮开始记录各种颜色的小纸片的数目
高频翻车现场
【1+1教育避坑提醒】实验操作中最容易做废、最容易被扣分的关键点：
捕食环节故意挑容易夹的卡片
后果：引入主观选择而非随机捕食，模拟失真
正确做法：闭上眼睛或背向卡片随机夹取
结论归纳说成"蛾主动变色求生"
后果：拉马克式错误，进化是选择不是意愿
正确做法：体色差异是原有变异，环境起了选择作用
实验结论
与环境颜色一致的桦尺蛾被找到的少，更容易存活并繁殖后代；不适应环境者被淘汰，说明适者生存、不适者被淘汰，环境对生物进行定向选择。
实验考点小结与出题概率
| 核心考点 | 对应教材位置 | 出题概率 | 常见考法·避坑提醒 |
|---|---|---|---|
| 自然选择学说的内容 | 九上第4章 | ⭐⭐⭐⭐⭐ | 过度繁殖、生存斗争、遗传变异、适者生存四要点。 |
| 环境对变异的选择作用 | 九上第4章 | ⭐⭐⭐⭐⭐ | 工业黑化案例：树干变黑深色蛾占优。 |
| 变异的不定向与选择的方向性 | 九上第4章 | ⭐⭐⭐⭐ | 变异随机产生，环境决定保存哪类。 |
| 模拟实验的方法 | 九上第4章 | ⭐⭐⭐⭐ | 卡片代蛾、镊子代捕食者，类比对应关系。 |
| 种群基因频率的改变 | 九上第4章 | ⭐⭐⭐ | 选择的实质是基因频率定向改变，进阶考法。 |
注：以上数据基于浙江省名校初中月考、期中、期末以及浙江省中考真题统计分析。
常见问题
为什么叫模拟实验
用卡片、骰子等代替真实生物和捕食过程，在可控条件下重现自然选择，是重要的科学方法。
灰色背景换成黑色后谁占优
深色个体不易被发现存活率高，代代累积后种群中深色比例上升。
桦尺蛾自己想变黑吗
不是。黑色变异早已存在，工业污染只是把适应黑色的个体筛了出来。
若污染被治理结果会怎样
树干变回浅色，浅色个体重新占优势，说明选择方向由环境决定。
这个实验能证明进化吗
它演示了选择的机制，真实进化还需化石、基因等多重证据支撑。
义乌1+1教育 · 优创优星科学馆
本实验是浙教版初中科学教材的重要探究活动，也是中考科学探究题的高频考点。优创优星科学馆 · 义乌1+1教育旗下科学实验中心，坚持“教方法、抓过程”，让孩子亲手做一遍、当场学会规范表达，把实验真正转化为得分能力。想预约科学馆实操体验或获取完整实验方案，请点击页尾报名入口。
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