Преподавание биологии

Основные закономерности эволюции органического мира

Цели урока:

• Сформировать у учащихся знания о типах эволюционных изменений.
• Рассмотреть на конкретных примерах пути эволюции органического мира и соотношение между ними.
• Ознакомить с главными направлениями эволюции органического мира – биологическим прогрессом и биологическим регрессом.
• Показать роль русских ученых в развитии эволюционного учения.
• Сформировать навыки определения ароморфозов и идиоадаптаций в растительном и животном мире.

Оборудование: учебное пособие по биологии «Гомологичные и аналогичные органы растений и животных», презентация к уроку.

ХОД УРОКА

I. Актуализация опорных знаний

– Что такое биологическая эволюция? (Б. эволюция это необратимое развитие органического мира).
– Какой эволюционный процесс называется микроэволюцией? (Процесс образования новых видов).
– Что такое макроэволюция? (Процесс образования более крупных систематических единиц – родов, семейств и т.д.).

II. Новый материал

1. Типы эволюционных изменений (лекция, беседа).

(По ходу просмотра слайдов ученики записывают определения в тетрадь).

К основным типам эволюционных изменений относятся параллелизм, конвергенция и дивергенция (Приложение 1, слайд 2).

Параллелизм – независимое приобретение сходных признаков родственными организмами, обитающих в одинаковых условиях и ведущих сходный образ жизни.
Например, строение тела млекопитающих, населяющих дождевые леса Африки и Южной Америки, имеет общее сходство (Приложение 1, слайд 3).

Конвергенция – возникновение сходных черт строения у неродственных организмов, обитающих в одинаковых условиях и ведущих сходный образ жизни.
Например, крупным водным хищникам дали начало четыре группы животных: моллюски, пресмыкающиеся, птицы, млекопитающие.
Какие общие черты строения можно выделить у этих животных, принадлежащих к различным систематическим группам (Приложение 1, слайд 4)? (Плавники, обтекаемая форма тела).
Конвергентная эволюция затрагивает лишь внешнее строение организмов, которое связано с условиями среды обитания. Крыло птицы и бабочки являются приспособлением для полета, но происхождение и строение этих органов различно. Органы разные по происхождению, но выполняющие сходные функции называются аналогичными (Приложение 1, слайд 5)

Дивергенция – расхождение признаков в приделах популяции, вида, возникающее под действием естественного отбора, приводящее к возникновению новых видов, отрядов, классов и т.д.

В результате дивергентной эволюции класс млекопитающих распался на многочисленные отряды, представители которых отличаются по строению, образу жизни, характеру физиологических и поведенческих адаптаций (Приложение 1, слайд 6).
– Что явилось причиной образования многочисленных групп млекопитающих? (Адаптация к различным условиям окружающей среды)
Видоизмененные конечности кита, птицы, летучей мыши, крота, крысы – результат дивергентной эволюции. Эти органы имеют одинаковый общий план строения, но выполняют различные функции. Такие органы называются гомологичными (Приложение 1, слайд 7).

2. Пути и направления эволюции органического мира

В разработку проблемы эволюции значительный вклад внесли крупные российские ученые А.Н. Северцев и И.И. Шмальгаузен. Они установили, что главными путями эволюции являются ароморфоз, идиоадаптация, дегенерация (Приложение 1, слайд 8).

Вклад российских ученых в развитие эволюционного учения (краткие сообщения учащихся)

А.Н. Северцев – известный зоолог и крупнейший теоретик эволюционного учения. Создатель отечественной школы эволюционных морфологов. Организовал и возглавил Лабораторию эволюционной морфологии и экологии животных. Создатель общепринятой теории происхождения пятипалой конечности и парных плавников у животных. Автор теории филэмбриогенеза, согласно которой новые признаки могут появляться на любой стадии онтогенеза, и морфобиологической теории путей эволюции, в которой установил четыре основных направления биологического прогресса: ароморфоз, идиоадаптацию, ценогенез, общую дегенерацию.
И.И.Шмальгаузен окончил Киевский университет в 1907 г. Ученик А.Н.Северцева. В Московском университете заведовал организованной им кафедрой дарвинизма. Двенадцать лет руководил Институтом эволюционной морфологии АН СССР. Его многочисленные труды посвящены сравнительной анатомии и эмбриологии, эволюционной морфологии, происхождению наземных позвоночных, путям и закономерностям эволюции, биокибернетике. Его исследования механизмов эволюционного процесса и индивидуального развития как авторегулируемых систем предвосхитили ряд положений кибернетики, с позиций которой он в 1950-60гг. изложил эволюционную теорию. Его научное наследие оказало и продолжает оказывать большое влияние на развитие биологической науки.
(БЭНП, «Кирилл и Мелодий», 2003)

Ароморфоз – приспособительные изменения общего значения, повышающие уровень организации и жизнеспособность особей, популяций, видов.
Первым наземным позвоночным животным дала начало группа кистеперых рыб, благодаря изменению в строении скелета парных плавников. В результате сформировались пятипалые конечности, способные поддерживать тело над землей (Приложение 1, слайд 9).
Примером ароморфоза у растений является появление цветка (видоизмененного побега) у покрытосеменных растений.
Идиоадаптация – частные приспособительные изменения, полезные в данной среде обитания, возникающие без изменения общего уровня организации.
Примером идиоадаптации у животных может служить разнообразие клювов гавайских цветочниц, питающихся нектаром различных покрытосеменных растений.
Приспособление к распространению семян ветром является примером одной из идеоадаптаций у растений (Приложение 1, слайд 10)

Дегенерация – эволюционные изменения, которые ведут к упрощению организации, к утрате ряда органов и систем органов.
У плоских паразитических червей отсутствует кишечник, слабо развита нервная система, органы чувств, почти отсутствует способность к самостоятельному передвижению. Но одновременно у них хорошо развиты присоски, крючки, с помощью которых они держаться за стенки кишечника своего хозяина. Кроме того у паразитических червей сильно развита система органов размножения и они обладают огромной плодовитостью.
Вьющееся растение – паразит повилика не имеет листьев, корней. На стебле образуются присоски, с помощью которых повилика из растения – хозяина добывает питательные вещества (Приложение 1, слайд 11).
Дегенерацию можно назвать частным случаем идеоадаптации, которая связана с переходом к сидячему или паразитическому образу жизни. Дегенерация не исключает процветание вида.

Соотношение путей эволюции

Возникнув путем ароморфоза, более высокоорганизованные группы организмов получают новые возможности в освоении внешней среды. Далее эволюция идет по пути множества идиоадаптаций, которые обеспечивают освоение новых местообитаний. Есть группы организмов, которые при попадании в стабильную однородную среду развиваются по пути общей дегенерации, например, эндопаразиты (Приложение 1, слайд 12).
Биологический прогресс (Приложение 1, слайд 13) характеризуется:

• Увеличением численности особей.
• Расширением ареала.
• Интенсивными процессами видообразования.

Ондатра – североамериканский вид-интродуцент, ареал распространения которого постоянно расширяется. В результате он начинает вытеснять местные виды со сходными экологическими потребностями, например, выхухоль и водяную полевку.
Биологический регресс (Приложение 1, слайд 14) характеризуется:

• Уменьшением численности особей.
• Сужением численности ареала.
• Уменьшением числа видов, популяций.

Причиной биологического регресса может быть изменение условий окружающей среды, к которому вид не смог приспособиться или конкуренция со стороны других видов. Так было с многочисленной господствующей на Земле группой рептилий, на смену которым, благодаря теплокровности, пришли птицы и млекопитающие.
В настоящее время, изменяя окружающую среду, непродуманно перемещая виды в новые условия существования, человек волей или неволей становится причиной биологического прогресса или регресса.

III. Закрепление изученного материала

1. Определить вид эволюционных изменений (Приложение 1, слайд 15)
2. Лопатообразные конечности медведки и крота – это результат: дивергенции, конвергенции, параллелизма (Приложение 1, слайд 16)
3. Плавник дельфина и крыло беркута – это пример аналогичных или гомологичных органов (Приложение 1, слайд 17)
4. Какие органы называются аналогичными? (Приложение 1, слайд 18)
5. Появление в процессе эволюции четырехкамерного сердца млекопитающих является примером ароморфоза или идиоадаптации? (Приложение 1, слайд 19)
6. Дайте определения понятиям: идиоадаптация и дегенерация (Приложение 1, слайд 20)

IV. Обобщение материала урока (составление вместе с учителем схемы в тетрадях). (Приложение 1, слайд 21)

V. Домашнее задание: §63, тетрадь.

Были использованы:

1. Учебное электронное издание «Экология», Московский Государственный институт электроники и математики, 2004.
2. 1С: Школа, Экология, 10-11 кл., под редакцией А.К. Аклебинина, В.И. Сивоглазова
3. Лабораторная практика. Биология 6-11 кл. Республиканский мультимедиацентр, 2004.
4. БЭНП, биология 6-11 кл., Министерство образования РФ, ГУРЦ ЭМТО «Кирилл и Мифодий», 2003.
5. Д.К. Беляев, А.О. Рувинский, Общая биология для 10-11кл., Москва, «Просвещение», 1991.
6. А.А. Каменский, Е.А. Криксунов, В.В. Пасечник, Общая биология, 10-11кл. ДРОФА, Москва, 2005.
7. Уроки общей биологии: Пособие для учителя/ В.М. Корсунская, Г.Н. Мироненко, З.А. Мокеева, Н.М. Верзилин – М: Просвещение, 1986.