Урок по биологии СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ФАКТОРАХ ЭВОЛЮЦИИ

Государственное бюджетное образовательное учреждение среднего профессионального образования

Луганской Народной Республики

«Краснолучский колледж технологии строительства и прикладного искусства»

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА

ПО БИОЛОГИИ

Тема: «СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ФАКТОРАХ ЭВОЛЮЦИИ»

Разработал:

преподаватель Абрамова Е.Н.

Красный Луч

Тема. ОСНОВЫ ЭВОЛЮЦИОННОГО УЧЕНИЯ

УРОК: СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ФАКТОРАХ ЭВОЛЮЦИИ

Цели урока:

Образовательная: познакомить учащихся с современными представлениями о факторах эволюции ; дать понятие об эволюционной гипотезу неокатастрофизма, сальтационизма, нейтральной эволюции , прерванной равновесия и гипотезу эволюционного компромисса .

Развивающая: развивать умение сравнивать факторы дарвиновских времен и современных, умение логически мыслить и делать выводы и обобщения.

Воспитательная: воспитывать бережное отношение к природе нашей планеты, которая не может защитить себя без участия человека; воспитывать чувство единства человека с природой.

Тип урока: комбинированный.

Форма урока: Синтетическая.

Место урока в учебной теме. Текущий (последний в теме).

Методы и методические приемы:

1 . Информационно - рецептивный:

а ) словесный: рассказ - объяснение, описание, беседа, сообщения учащихся, работа с учебником.

б) наглядный: иллюстрация, демонстрация, ТСО.

Приемы обучения: изложение информации, объяснения, активизация внимания и мышления.

2 . Репродуктивный.

Приемы обучения: представление материала в готовом виде, конкретизация и закрепление уже имеющихся знаний.

3 . Проблемно - поисковый: постановка проблемного вопроса.

Приемы обучения: постановка взаимосвязанных проблемных вопросов, активизация внимания и мышления.

4.Визуальний: составление схем.

5.Релаксопедичний: психологическая разгрузка.

Межпредметные связи: история, палеонтология.

Место урока в учебной теме. Текущий (последний в теме).

Материалы и оборудование: презентация; распечатка параграфа 40 учебника «Биология . 11 класс » Верес, Балан.

Основные термины и понятия: факторы эволюции, экологические факторы, внутривидовые факторы эволюции, межвидовые факторы эволюции.

Неокатастрофизм, гипотеза нейтральности молекулярной эволюции, Сальтационизм , гипотеза адаптивного компромисса , эволюционного компромисса .

Оборудование : на доске записана тема урока, основа схемы «Влияние факторов на живые организмы », слайды презентации, которые иллюстрируют влияние отдельных факторов эволюции на популяции определенных видов.

Хронология урока:

I. Организационный этап

II. Актуализация опорных знаний и мотивация познавательной деятельности

III. Изучение нового материала (Объявление темы и цели урока)

IV. Изучение нового материала

V. Закрепление приобретенных знаний, умений и навыков

V I . Итоги урока

VII . Домашнее задание

Ход урока

I. Организационный этап

Проверка готовности учащихся к работе на уроке

II. Актуализация опорных знаний и мотивация познавательной деятельности

(Видео)

- Что такое эволюция?

1 ) Факторы эволюции за Жаном Батистом Ламарком ( слайд )

2 ) Факторы эволюции за Чарльзом Дарвином ( слайд )

Фактори еволюції

За Ж. Б. Ламарком

За Ч. Дарвіном

Внутрішнє прагнення до досконалості

Успадкування набутих ознак

Спадкова мінливість

Боротьба за існування

Природний добір

- Чего не учитывали эти ученые, выражая свои эволюционные гипотезы?

(Видео)

3 ) Факторы эволюции, определены в синтетической теории эволюции ( слайд )

На сегодня не создано ни одной, подтвержденной фактами, теории о закономерностях исторического развития живой материи.

Итак, мы с вами будем рассматривать несколько эволюционных теорий, базирующихся на данных современной науки.

III. Объявление темы и цели урока

Запись темы (тема записана на доске) (слайд )

« Мозговой штурм » Определение цели урока.

Ознакомление с планом работы на уроке.

IV. Изучение нового материала

( Составление схемы )

- Опираясь на данные современной науки, назовите, какие факторы могут влиять на живые организмы, вызывая их изменения.

організм

Как вы уже знаете, сейчас не существует теории эволюции, которая была бы полностью подтверждена научными фактами, так же и не существует единой классификации факторов эволюции, но все существующие гипотезы признают, что экологические факторы одновременно являются факторами эволюции. На протяжении всей истории развития эволюционных идей, начиная с Ламарка и Дарвина, вопрос о факторах были и являются предметом острых научных дискуссий. Факторы эволюции - это факторы, которые приводят к адаптивных изменений организмов, популяций и видов. В течение длительного времени среди ученых было распространено две системы взглядов на факторы эволюции:

( слайд)

1 ) Автогенез - система взглядов, которая была свойственна « внутреннему стремлению организмов к совершенствованию ». (Эволюция является следствием действия только внутренних факторов)

2 ) Эктогенез - система взглядов, считает эволюцию следствием влияния условий окружающей среды. (Эволюция является следствием действия только внешних факторов).

- Как вы считаете, какая из этих систем взглядов на эволюцию верна? Возможно, обе?

Работа с учебником с.240 - 242

Мы рассмотрим с вами 5 современных гипотез эволюции и определим ключевые факторы эволюции, в соответствии с ними.

Современные эволюционные гипотезы.

Важным показателем биологического процветания вида является оптимальная густота пространственного размещения особей каждой из его популяций, которая обусловлена сбалансированностью рождаемости и общей смертности. Рассмотрим самые популярные современные эволюционные гипотезы.

Неокатастрофизм (от греч. Неос - новый и катастрофе - переворот) - система взглядов, основанная на факте этапности развития жизни на Земле, есть гипотеза катастроф. В 1864 г. Э. Зюсс модернизировал взгляды Ж. Кювье для объяснения быстрой замены одних комплексов ископаемых организмов другими; именно его считают основателем неокатастрофизма .

Этапность исторического развития живого заключается в том, что в течение последующих этапов геологической истории Земли существовали определенные, более или менее стабильные, экосистемы со специфическими флорой и фауной, которые на границах этих этапов относительно быстро (за несколько тысяч лет) заменялись другими. Объективное подтверждение этого явления дает изучение темпов вымирания одних и появления других систематических групп организмов разного ранга. В течение определенного, достаточно длительного времени (миллионы и десятки миллионов лет) незначительное вымирание одних групп уравновешивается появлением экологически близких им других; на границах периодов и отдельных эпох ( эпоха - геологический подраздел внутри периода, например ранний, или нижний, средний, поздний, или верхний, мел - меловой период) несбалансированное вымирание зарегистрированных в конце предыдущего, а несбалансированный быстрый рост видового многообразия - в начале следующего периода или эпохи.

Например, в конце средне - меловой эпохи произошло массовое вымирание многих групп голосеменных, насекомых, динозавров ( исчезло 5 семейств из 11) , млекопитающих и значительного числа видов других организмов. Напротив, в начале второй половины мелового периода происходило бурное видообразование: возникают и испытывают значительное влияние адаптивной радиации покрытосеменные и насекомые - опылители (мухи, некоторые группы жуков, пчелы, дневные бабочки и др.), появляются 10 новых семейств динозавров, несколько родов настоящих птиц, сумчатых и плацентарных млекопитающих. В течение позднемеловой эпохи число этих новообразованных групп стабилизируется, а в ее конце снова наблюдается несбалансированное вымирание, в частности динозавров, заменяется бурным видообразованием в начале следующего периода (палеоген). Вымирание динозавров стало основой для различных фантастических объяснений его причин. Так, одной из популярных гипотез вымирания динозавров является их внезапная гибель в результате столкновения Земли с астероидом. Однако никаких фактических подтверждений этого не найдено.

Итак, на границах геологических периодов и эпох происходят резкие изменения видового состава биосферы, то есть замена одних биогеоценозов другими. Причины этого явления ученые видят в непериодических изменениях интенсивности экологических факторов, которые превышают пределы выносливости биогеоценозов, разрушая их, что и вызывает массовое вымирание специализированных видов. Неспециализированные виды как экологически пластические овладевают пространством разрушенных экосистем и формируют там новые устойчивые биогеоценозы, адаптируясь к их условиям. Этим объясняют бурную адаптивную радиацию в начале периодов и эпох.

В жизни биосферы геологические катастрофы вызывают общие (глобальные) или местные (локальные), то есть в пределах определенной территории биоценотические кризисы. Они могут быть вызваны не только геологическими, но и биогенными причинами. Например, кризис середины мелового периода вызвало появление покрытосеменных растений; современный экологический кризис вследствие действия антропогенного фактора, может катастрофически закончиться.

Гипотеза нейтральности молекулярной эволюции.

Гипотезу нейтральности молекулярной эволюции впервые опубликовал японский генетик Мото Кимура в 1968 г. и развил во многих своих последующих работах. Независимо от М. Кимуры американские биохимики Д. Кинг и Т. Джукс пришли почти к тем же выводам о нейтральной эволюции (1969).

М. Кимура с сотрудниками провели ряд экспериментов над дрозофилами и математически обработали результаты, а также изучили генофонды природных популяций разных видов. Оказалось, что в любой естественной или искусственной популяции 7-15 % организмов были гетерозиготные по каждому из локусов. От 30 до 50 % генов были представлены несколькими аллелями. Это определяет полиморфизм белков, т.е. явление, когда каждый белок у различных организмов одного вида фактически находится в нескольких генетически обусловленных формах. Суммарное количество аллелей, несущих информацию о полиморфных белках, в популяциях составляет многие тысячи, поэтому число разных полиморфных белков достигает миллионов и более. М. Кимура предположил, что большинство этих белков нейтральны, то есть не вредны и не полезны для организма и не подлежат действию отбора. Позже было установлено, что распространенные мутации в структуре ДНК или не нарушают последовательности аминокислот при синтезе полипептидов, или происходят в участках, которые не кодируют информацию о аминокислотах. Таким образом, в микроэволюции видное место принадлежит случайным процессам (мутации, дрейф генов, элиминация ), которые изменяют частоту встречаемости аллелей, а не естественному отбору или борьбе за существование.

Гипотеза сальтационизма .

Сальтационизм (от лат. Сальто - прыгаю) - система взглядов на темпы эволюции как скачкообразные изменения, происходящие за незначительный промежутки времени и вызывают возникновение новых видов, родов и т. д. Эти взгляды построены на представлениях о том, что темпы эволюции обусловлены скоростью изменений условий окружающей среды. Понятно, что каждый вид должен быть адаптирован к условиям среды обитания в любой момент своего существования. Если он не успевает приспособиться к изменениям окружающей среды, то вымирает. Поэтому в стабильные периоды темпы эволюции незначительные или она не происходит вовсе. При биоценотических и биосферных кризисах эти темпы растут, и видообразования в масштабах геологической истории Земли происходит практически мгновенно, скачкообразно.

Основные положения гипотезы прерванного равновесия.

Известно, что биологические системы всех уровней организации способны функционировать только при постоянной или периодически изменяющейся среде. Непериодические изменения интенсивности экологических факторов, превышающих пределы стойкости живых систем, приводят к их разрушению. Уязвимы к таким воздействиям биогеоценозы и биосфера в целом. На этом основывается эволюционная гипотеза прерванного равновесия, предложенная американскими учеными Н. Елреджем , С. Гоулдом и С. Стэнли в 70- х - 80- х годах XX века и значительно дополнена исследованиями русских ботаников и экологов С.М. Разумовского и В. Красилова. Ее основные положения таковы:

1 . Каждый этап исторического развития биосферы имеет относительно стабильные климатические условия и характеризуется определенными биогеоценозами с характерными им специализированными экологически непластичными видами (ценофилами ). То есть существует динамическое равновесие между биотическими и абиотическими составляющими экосистем и биосферы в целом.

2 . Резких (катастрофических) изменений окружающей среды, вызванных абиотическими, биотическими или антропогенными факторами, необратимо нарушается равновесие в экосистемах: наступают локальные или биосферные экологические ( биогеоценотический ) кризисы.

3 . При биогеоценотических кризисах, вследствие разрушения стабильных экосистем вымирают ценофилы . Выживают только те группы (преимущественно мало специализированные экологически пластичные виды - ценофобы ) , которые вследствие присущей им экологической пластичности успевают адаптироваться к быстрым изменениям окружающей среды.

4 . При стабилизации условий окружающей среды восстанавливается равновесие в биосфере в результате изменения самих экосистем и их населения в соответствии с новыми условиями. В это время происходит быстрая адаптивная радиация групп организмов, переживших кризис, благодаря которому возникают новые стабильные биогеоценозы с новыми ценофильнимы видами.

5 . Темпы эволюции неравномерные: они имеют характер медленных незначительных изменений или совсем незаметны в стабильных биогеоценозах и многократно ускоряются при экологических кризисах.

Гипотезы адаптивного компромисса.

Современный российский палеонтолог и зоолог А.П. Расницын в конце 80-х годов XX столетия обратил внимание на известное явление относительной приспособленности организмов к среде обитания. Известно, что вид в форме популяции одновременно приспосабливается к каждому из факторов и к их комплексному воздействию.

Укрепление внешних защитных образований снижает подвижность видов; увеличение размеров и массы тела животных уменьшает их относительную теплоотдачу, однако ведет к необходимости потребления большого количества питательных веществ, поэтому такие виды очень уязвимы в недостатке пищи.

Итак, узкая приспособленность видов к определенным условиям окружающей среды (специализация) обеспечивает максимальное использование ресурсов среды жизни, но одновременно снижает способность адаптации к новым условиям.

Таким образом, адаптивный компромисс - это возможность приспособления вида ко всему комплексу условий окружающей среды только за счет неполных адаптаций к действию отдельных факторов.

Наука - это система знаний о материальных и нематериальных явления, полученных различными методами. Среди ученых было и есть много и верующих, и атеистов; однако их религиозные предпочтения не влияли и не влияют на планирование, проведение и объяснения результатов исследований. Так, глубоко верующими были биологи К. Линней, Ж. Кювье, Ч. Дарвин, Г. Мендель, геолог Ч. Лайель и многие другие; не меньше также ученых - атеистов, начиная с Ж. Ламарка.

Религия в Украине, как известно, отделена от государства, в чем и состоит конституционное обеспечение свободы совести. Никто из государственных служащих не имеет права действовать в интересах какой-либо религии или, наоборот, вести атеистическую пропаганду.

Работа проводится в группах ( парах ). После обработки соответствующего материала, ученики заполняют таблицу и отчитываются о работе над материалом коротким выступлением.

Слайды презентации иллюстрируют каждую эволюционную гипотез - портрет автора, ключевые идеи

Название эволюционной гипотезы

Автор, год

Ключевые идеи

Неокатастрофизм

Эдвард Зюсс, 1864 рік

Этапность исторического развития заключается в том, что в течение последующих этапов геологической истории Земли существовали определенные более или менее стабильные экосистемы со специфическими флорой и фауной, которые на границах этих этапов относительно быстро заменялись другими.

Гипотеза нейтральной эволюции

Мотоо Кимура, 1968 рік

Большинство белков нейтральные, то есть не вредные и не полезные для организма и не подлежат действию отбора. Поэтому, в микроэволюции основная роль принадлежит случайным процессам (мутации, дрейф генов, элиминации ), которые изменяют частоту встречаемости аллелей генов.

Сальтационизм

В.М.Стегний, конец 80 - х годов

Эволюция - это скачкообразные изменения, происходящие за незначительный промежуток времени и приводящие к возникновению новых видов, родов. Эти взгляды построены на представлениях о том, что темпы эволюции обусловлены скоростью изменений условий окружающей среды.

Гипотеза прерванного равновесия

Н.Елредж , С.Гоулд , С.Стенли ,

70 -80 -е годы ХХ в.

Все живые системы на любом уровне организации могут функционировать только в стабильных, т.е. постоянных условиях до тех пор, пока степень изменения этих условий не превысит их способность к поддержанию гомеостаза

Гипотеза эволюционного компромисса

А.П.Расницын, конец 80 - х годов .

Ни один вид не может быть полностью приспособленным к любому отдельному фактору окружающей среды, а адаптирован к совокупности условий определенной среды обитания.

V. Закрепление приобретенных знаний, умений и навыков

Выполнение задач экспресс - тестов

VI. Итоги урока (слайд)

Метод « Пресс »

 Я изучал ...

 Узнал, что ...

 Считаю, что я работал на уроке ...

VII . Домашнее задание

Биология: 11 кл . : Учеб . для общеобразованых учеб. завед . : Уровень стандарта , академический уровень / П.Г. Балан , Ю.Г. Верес . - М.: Генезис , 2011 . -304 С . : Ил.

Изучить § 40 .

Ответить на вопросы для самоконтроля на с. 243