Урок биологии в 10-м классе по теме Приспособленность организмов — результат действия фактора эволюции

Цели:

Оборудование:

Тип урока:

Вопросы:

Постановка вопроса:

Вопросы:

Вопросы:

Определение приспособленности:

Работа в группах:

Вывод

Презентация примеров приспобленности организмов:

Видеофрагмент

Относительный характер приспособленности

Лабораторная работа

Обсуждение результатов лабораторной работы:

Домашнее задание:

Сформировать понятия приспособленности организмов в среде обитания, раскрыть относительный характер приспособлений, подвести к выводу о естественных причинах формирования приспособлений с использованием учения о движущих силах эволюции.

Таблицы, гербарные материалы, коллекции насекомых разных мест обитания, плоды и семена с различными приспособлениями к распространению, комнатные растения, экран, компьютер.

Урок изучения нового материала на основе полученных знаний о движущих силах эволюции.

Ход урока

Организационный момент на протяжении всего урока.

Повторение пройденного материала о движущих силах эволюции.

Дать определения:

а) естественного отбора,

б) форм отбора

в) творческой роли естественного отбора

2. Сравнить искусственный и естественный отбор (используя таблицу).

Изучение нового материала

Чтобы выжить надо быстро изменяться.

Л. Кэрролл "Алиса в Зазеркалье".

На расчищенной от травы площадке блекло - бурого цвета учёные к колышкам привязали богомолов трёх цветов - бурых, жёлтых, зелёных. За время опыта птицами было уничтожено 60% жёлтых, 55% зелёных и только 20% бурых богомолов, у которых окраска тела совпадала с цветом фона.

Аналогичные опыты были поставлены с куколками бабочки - крапивницы.

Водоплавающие птицы в бассейне ловят преимущественно рыбу, окраска которой не соответствует цвету дна.

Что удалось выяснить при помощи описанных опытов?

Что обеспечило выживаемость богомолов, куколок бабочек и рыб?

Как можно объяснить полученные учёными результаты опытов?

Всем известно, что корни растений растут вниз, проникая вглубь почвы. Однако в джунглях Венесуэлы были обнаружены 12 видов деревьев, корни которых взбирались вверх по стволу.

Что могло стать причиной "странного поведения корней?

(Ответ: почва в этих местах содержит так мало питательных веществ, что корни приспособились вбирать ионы Са, Mg, K и других элементов из стекающей по стволу дождевой воды. Чтобы подтвердить это предположение, исследователи искусственно повысили содержание минеральных веществ в стекающей воде. Рост корней после этого усилился).

Что общего между первым и вторым примерами?

Что такое приспособленность?

Приспособленность организмов (от лат. адаптацио - приспособление) - способность организмов противостоять воздействию условий окружающей среды.

- Прочтите предложенные примеры

- Попробуйте определить типы адаптаций

- Разбейте эти примеры на группы и объясните свой выбор.

Карточка № 1. В Южной Америке обитает около 10 видов ленивцев - строго древесных животных. Нормальное положение тела этих чрезвычайно медлительных существ - висячее, спиной вниз. В противоположность всем остальным млекопитающим, мех ленивцев на туловище растет в направлении не от спины к брюху, а наоборот, от брюха к спине. На рыхлом, похожем на сено меху часто поселяются водоросли, придающие животному зеленую окраску, что помогает ему скрываться в листве.

Карточка № 2. Гусеницы пяденицы, уцепившись за ветку задними парами ног и отгибая остальную часть тела под углом к ней, уподобляются сучку. Некоторые богомолы цветом и формой тела похожи на те или иные части цветка, поэтому их называют цветочными.

Карточка № 3. Английский энтомолог Брейди, изучавший поведение мухи цеце, пришел к выводу, что она нападает на любой движущийся теплый предмет, даже автомобиль. Не нападает муха только на зебру, которую воспринимает лишь как мелькание черных и белых полос.

Карточка № 4. Жук-бомбардир вырабатывает химические вещества, которые при опасности поступают в воронкообразный отдел задней части его тела. Там начинается бурная реакция, и образовавшаяся неприятная жидкость, взрываясь, выбрасывается прямо на нападающего. Обычная шпанская мушка "награждает" хищника жидкостью, которая вызывает нарывы.

Карточка № 5. Вдоль побережья австралийской провинции Квинсленд и около Сиднея обитает очень ядовитый осьминог. Хотя его размеры редко превышают 12 см, яда в нем достаточно, чтобы убить 10 человек.

Карточка № 6. Некоторые животные в качестве защиты используют запах: североамериканский скунс способен выбросить струю дурно пахнущей жидкости на 3 м с поразительной точностью. Она может временно ослепить нападающего и определенно отучит его от повторного нападения на скунса.

Карточка № 7. Покрытая предостерегающими полосками, но совершенно безобидная муха-жур-чалка извлекает нектар из цветка, как и медоносные пчелы, обладающие грозным жалом. Подражание журчалки не ограничивается окраской, но включает и поведение. Журчалки подражают звукам, издаваемым пчелами и осами, и, если их потревожить, угрожающе жужжат.

Карточка № 8. Австралийская бородатая ящерица способна напугать самого храброго хищника. Она громко свистит, бьет хвостом и поднимает гребень так, что кажется в 4 раза больше, чем есть на самом деле.

Карточка № 9. В некоторых случаях рыбы могут маскироваться под других животных, причем делают это коллективно. Например, маленькие морские сомики, обнаружив, что к ним приближается хищная рыба, сразу же группируются в своеобразное подобие клубка. Их головы оказываются в центре этого "архитектурного сооружения", а заостренные хвостики торчат наружу. Издали "клубок" напоминает колючего морского ежа, которого хищники предпочитают обходить стороной.

Карточка № 10. В африканских саваннах живет небольшой подземный грызун - голый землекоп. Это странное, почти голое, лишенное шерстного покрова создание. Тем забавнее видеть торчащие в разные стороны вибриссы - на голове и на брюхе. Многочисленные чувствительные волоски помогают землекопам ориентироваться в огромных подземных лабиринтах, проложенных этими трудолюбивыми зверьками.

Карточка № 11. Некоторые ежи используют выделения ядовитых жаб для смазывания своих иголок. Нападая на жабу, еж, прежде всего, кусает ее ядовитые околоушные железы, а потом отравленной слюной смазывает свои иголки. Коварные привычки усваиваются еще в детстве. Новорожденный, еще слепой ежонок слизывает с иголок матери ядовитую смазку и наносит ее языком на свои еще мягкие иголочки.

Карточка № 12. Животные в минуту опасности нередко прибегают к разным уловкам: особенно часто это делают птицы - притворяясь ранеными, они отвлекают хищников от гнезд. Даже такие крупные животные, как слоны, способны обмануть хищников - они тоже притворяются, только мертвыми.

Однажды в джунглях Индии поймали дикого слона. Его привязали цепями. Вдруг слон упал на землю. Охотники старались его растолкать, но он лежал неподвижно. Они решили, что слон умер, сняли с него цепи и ушли. Слон вскочил на ноги и бросился бежать.

По итогам обсуждения на доске делается запись тех вариантов адаптации, которые обнаружили учащиеся в примерах.

Чтение и организация теиста

Типы приспособлений.

Форма тела

Окраска тела

Твёрдые покровы тела

Ядовитые железы

Физиологические адаптации

Приспособительное поведение

1. Приспособления к абиотическим факторам (например, холоду)

1. Густая шерсть 2. Толстый подкожный слой жира 3. Перелет на юг 4. Зимняя спячка 5. Запасание корма на зиму

1. Листопад 2. Холодостойкость 3. Сохранение вегетативных органов в почве 4. Наличие видоизменений (луковицы, корневища и др. с запасом питательных веществ)

2. Способы добывания пищи

Для добывания пищи и воды: 1. Объедание листьев на высоких деревьях (длинная шея) 2. Захват с помощью ловчих сетей (плетение паутины и создание др. разнообразных ловушек) и подстерегание объектов питания 3. Особое строение пищеварительных органов для вылавливания насекомых из узких нор, стравливания травы, ловли летающих насекомых, многократного пережевывания грубой пищи (липкий длинный язык, многокамерный желудок и др.) 4. Схватывание и удержание добычи хищными млекопитающими и птицами (хищные зубы, когти, крючковатый клюв)

Для добывания биогенов, воды и энергии: 1. Поглощение воды и минеральных веществ (интенсивное развитие корней и корневых волосков) 2. Широкие тонкие листья, листовая мозаика (поглощение солнечной энергии) 3. Запасание воды (густая сеть межклетников, утолщенный стебель и др.) 4. Захват и переваривание мелких животных (насекомоядные растения) и др.

3. Защита от врагов

1. Быстрый бег 2. Иглы, панцирь 3. Отпугивающий запах 4. Покровительственная, предостерегающая и др. типы окраски

1. Колючки 2. Розеточная форма, недоступная для стравливания (скашивания) 3. Ядовитые вещества 4. Стрекательные клетки

4. Обеспечение эффективности размножения

Привлечение полового партнера:

1. Яркое оперение 2. "Корона" рогов 3. Половые аттрактанты 4. Песни 5. Брачные танцы

Привлечение опылителя: 1. Нектар 2. Пыльца 3. Яркая окраска цветков или соцветий 4. Запах

5. Расселение на новые территории

Миграции: Перемещения стад, колоний, стай в поисках пропитания и подходящих условий для размножения (перелеты птиц, кочевки антилоп, зебр, заплывы рыб)

Распространение семян и спор: 1. Цепкие крючки, колючки 2. Хохолки, крылатки, летучки для переноса ветром 3. Сочные плоды и др.

Одним из результатов естественного отбора, являющегося направляющей движущей силой процесса эволюции, можно назвать развитие у всех живых организмов адаптаций - приспособлений к среде обитания.

Дивергенция - расхождение признаков у родственных видов.

Конвергенция - схождение признаков у очень далеких видов

Покровительственная окраска, предупреждающая окраска, мимикрия и т.д.

Причины возникновения приспособлений?

Каков механизм возникновения приспособлений?

1. Изменение условий жизни - индивидуальная наследственная изменчивость - естественный отбор -приспособленность.

В больших популяциях направляющим фактором эволюции является естественный отбор, а в малых - дрейф генов, действие которого в больших популяциях ослаблено. Следует учитывать, что дрейф генов далеко не всегда приводит к адаптации организмов: он даже может оказаться губительным для популяции, ухудшая её приспособленность к условиям среды.

Кроме этого, необходимо помнить, что ещё Ч. Дарвин подчёркивал, что все приспособления, сколько бы совершёнными они ни были, носят относительный характер. Естественный отбор формирует приспособление к конкретным условиям существования (в данное время и в данном месте), а не ко всем возможным условиям среды.

Доказательствами относительности приспособлений могут служить следующие факты:

Защитные приспособления оказываются неэффективными в необычных условиях: Например, при задержке выпадения снега вовремя перелинявший на зиму заяц - беляк хорошо виден на фоне тёмной земли.

Защитные приспособления от одних врагов оказываются неэффективными от других. (Ядовитых змей поедают ежи, свиньи).

Проявления инстинктов у животных может оказаться нецелесообразным: например, мелкие птицы продолжают тратить силы на выкармливание кукушонка, который выкинул потомство из гнезда. (ночные бабочки приспособились собирать нектар со светлых цветков, но они также летят и на огонь, хотя и гибнут при этом.)

Полезные для одних целей органы и структуры могут оказаться вредными в других условиях - например, крылья стрижа обеспечивают ему очень быстрый и маневренный полёт, но не позволяют взлететь, если птица случайно окажется на земле (стрижи гнездятся только на высоких обрывах); яркая окраска самца павлина обеспечивает ему успех у самок, но одновременно привлекает хищников (перепонки между пальцами у горных гусей, которые никогда не опускаются на воду).

- Любой вид живых организмов приспособлен к тем условиям, в которых он обитает;

- Приспособления организмов к среде обитания проявляются на всех уровнях организации - биохимическом, цитологическом, гистологическом, анатомическом;

- Физиологические адаптации - пример отражения структурных особенностей организации в данных условиях существования;

- Забота о потомстве возникает как способ обеспечения выживания вида на фоне высокой степени развития нервной системы и является одной из форм физиологических адаптаций;

- Любые приспособления относительны и целесообразны только в конкретных условиях существования.

"Изучение приспособления организмов к среде обитания"

См. вопросы к л/р в учебнике Беляева "Лабораторный практикум"

Изучить параграф, ответить на вопросы.