Урок по биологии Основные направления эволюции

Основные направления эволюционного процесса.

Цели:

• сформировать у учащихся знания об основных направлениях эволюционного процесса;
• сформировать умения правильно сравнивать различные направления и пути эволюции,  иллюстрировать рассказ о них разнообразными примерами из мира растений и животных;
• систематизировать и обобщить знания о процессе и основных итогах исторического развития органического мира.

Задачи:

• на примерах показать происхождение крупных систематических групп путем ароморфоза;
• рассмотреть на примерах идиоадаптацию, дегенерацию и соотношение между главными путями эволюции;
• ознакомить с главными направлениями эволюции – биологическим прогрессом и биологическим регрессом;
• охарактеризовать роль человека в биологическом прогрессе и регрессе видов.

СТРУКТУРА УРОКА:

І. Организационный момент, проверка готовности учащихся.

ІІ. Повторение пройденного материала (работа в группах).

1. Рассмотрите предложенные объекты и определите характер их приспособленности к условиям обитания. (Приложение № 1)

2. Ответьте на вопрос. (Приложение № 2)

3. Тестовый контроль.(Приложение № 3)(слайд 2)

4.Заполните таблицу.(Приложение № 4)(слайды 3 – 8)

ΙΙΙ. Физ. минутка для улучшения мозгового кровообращения.

Исходное положение – сидя на стуле. 1 – руки за голову, локти развести пошире, голову наклонить назад.  2 – локти вперёд. 3 – 4 – руки опускаем вниз, расслабляем, голову наклонить вперёд. Повторить 4 – 5 раз, темп медленный.

ІV. Изучение нового материала.  Тема урока (слайд 9), цели урока.

Естественный отбор определяет пути эволюции. Каким образом шло формирование современных систематических групп? Почему в одних случаях организация живых существ усложнялась, а в других – наоборот, упрощалась? Ответы на эти вопросы вы можете узнать, познакомившись с основными  направлениями эволюции.

Основные  направления эволюции.

Идея о направленном характере эволюции, идущей по пути прогресса, то есть по пути совершенствования организмов от простого к сложному, от низших форм жизни к высшим, общепринята. Однако, не следует думать, что прогресс является единственным путем эволюционных изменений, в действительности это лишь одно из возможных направлений.Современные представления о направлениях эволюции основываются на работах Ивана Ивановича Шмальгаузена и Алексея Николаевича Северцова(слайд 10).А.Н.Северцов выделил понятия биологического прогресса, биологической стабилизации и биологического регресса (слайд 11).

Биологическая стабилизация(слайды 12 – 16)

Биологическая стабилизация по А.Н.Северцову, означает поддержание приспособленности организма на известном уровне. Организм изменяется соответственно изменениям условиям окружающей среды. Численность его не возрастает, но и не снижается.
У растений при снижении среднегодовой температуры увеличивается количество кроющих волосков эпидермы. Это явление позволяет выжить всем особям, но преимущества между другими видами не наблюдается, так как они проявляют такую же реакцию.

 Биологический регресс (слайд 17)

Биологический регресс – направление эволюции, которое характеризуется уменьшением числа видов, подвидов и популяций, сокращением численности особей и ареала.
Биологический регресс означает снижение приспособленности организма.
Организм отстает от изменений во внешней среде, и в особенности от темпов эволюции и распространения экологически близких форм.
Численность вида уменьшается и вид идет навстречу вымиранию. Действию биологического регресса могут подвергнуться и биологически высокоорганизованные, процветавшие в свое время формы, оказавшиеся не приспособленными к новым или меняющимся условиям обитания (вымершие динозавры, мамонты).

Из многочисленных ветвей древнейших земноводных остались только те, которые привели к образованию современных классов земноводных и пресмыкающихся. Исчезли древние папоротникообразные, многие другие группы растений и животных. Причинами регресса являются факторы неживой природы и деятельность человека (слайды 18- 19).С развитием цивилизации человека причины биологического прогресса и биологического регресса все чаще связаны с изменениями, которые человек вносит в ландшафты Земли, нарушая связи живых существ со средой, сложившиеся в процессе эволюции (слайд 20).

Деятельность человека является мощным фактором прогресса одних видов, нередко вредных для него, и биологического регресса других, нужных и полезных ему. Например, появление насекомых, устойчивых к ядохимикатам, болезнетворных микробов, устойчивых к действию лекарств, бурное развитие сине – зеленых водорослей в сточных водах. При посевах человек вторгается в живую природу, уничтожает на больших площадях множество диких популяций, заменяя их искусственными. Усиленное истребление человеком многих видов ведет к их биологическому регрессу, который грозит им вымирание. Человек влияет на виды непосредственно, уничтожая их, или опосредованно, изменяя среду их обитания (слайды 21 - 23). Так, в начале 17 века были истреблены дикие быки туры (прародители современных быков). Во второй половине 18 века были полностью уничтожены морские млекопитающие стеллеровы коровы. К началу 19 века охотники полностью истребили крупных нелетающих птиц моа в Новой Зеландии, рост которых достигал трех метров.
Конечный результат регресса – вымирание вида.

Биологический прогресс (слайд 24).

Развитие живой природы шло от простого к сложному и имело прогрессивный характер. Наряду с этим происходило приспособление видов к конкретным условиям жизни, осуществлялась их специализация. Биологический прогресс достигается различными путями. А.Н. Северцов назвал их главными направлениями эволюционного прогресса. Биологический прогресс характеризуется возрастанием числа особей систематической группы, увеличением числа входящих в нее видов, подвидов, популяций, расширением ареала. Виды, находящиеся в состоянии биологического прогресса, выходят победителями в борьбе за существование.В соответствии с разнообразными преобразованиями строения организмов в процессе эволюции выделяют три пути достижения биологического прогресса:

• Ароморфоз – арогенез;
• Идиоадаптация – аллогенез;
• Дегенерация – катагенез (слайд 25).

(слайд 26) Арогенез – эволюционное направление, сопровождающееся приобретением крупных изменений строения – ароморфозов. Ароморфоз – представляет собой такие крупные, масштабные, эволюционные изменения, которые ведут к общему подъему организации, повышают интенсивность жизнедеятельности, но не являются узкими приспособлениями к резко ограниченным условиям существования. Ароморфозы дают значительные преимущества в борьбе за существование, делают возможным переход в новую среду обитания (слайд 27).
Ароморфоз означает усложнение организации. Поднятие ее на более высокий уровень. Изменения в строении животных в результате возникновения ароморфозов не являются приспособлениями к каким-либо условиям среды, а дают возможность расширить использование условий внешней среды (новые источники пищи, места обитания). Примером ароморфоза у позвоночных является разделение сердца на левую и правую половины с развитием двух кругов кровообращения (слайд 28).Дифференцировка органов пищеварения, усложнение зубной системы, появление теплокровности, живорождение  уменьшает зависимость организма от окружающей среды.

Ароморфозы сыграли важную роль в эволюции всех классов животных: трахейная система дыхания и преобразование ротового аппарата у насекомых, образование хитинового покрова и расчленение конечностей, развитие сложной нервной системы, а также органов чувств – обоняния, зрения, осязания. Появление речи – крупный ароморфоз в эволюции человека. В растительном мире крупными ароморфозами являются появление органов и тканей, фотосинтеза, сосудистой системы, способности к поддержанию и регулированию газообмена в листьях, появление у покрытосеменных растений цветков, плодов, семенного размножения.Путем ароморфоза возникают в процессе эволюции крупные систематические группы, рангом выше семейства.Ароморфозы способствуют повышению выживаемости и снижению смертности в популяциях. Численность организмов увеличивается, расширяется их ареал, образуются новые популяции, ускоряется формирование новых видов. Все это составляет сущность биологического прогресса. Типичными ароморфозами у беспозвоночных являются: половая дифференцировка, появление билатеральной организации, возникновение трахейной системы дыхания, концентрация центральной нервной системы, переход на легочное дыхание; у млекопитающих – разделение сердца на правую и левую половину с дифференциацией двух кругов кровообращения, увеличение рабочей емкости объема легких. Следствием этих ароморфозов является более совершенное окисление крови и обильное снабжение органов кислородом, а значит, и интенсификация функций органов. Дифференцировка и специализация органов пищеварения приводит к более полному использованию пищевых веществ, что способствует усилению процессов метаболизма, повышению общей активности, возникновению теплокровности, усилению активности двигательных органов и усовершенствованию их конструкции. Все эти и другие ароморфозы связаны между собой, а арогенные признаки оказываются полезными в самых разных условиях существования. Например, обладание животными подвижными конечностями открывает возможности их многообразного использования в пустыне, в лесу, долине, горах, в воде, для рытья почвы и т.д. Или такие ароморфозы, как образование поперечно-полосатой мускулатуры, развитие ходильных конечностей и крыльев у насекомых. Эти ароморфозы открыли перед насекомыми возможности завоевания суши и частично воздуха. Крупными ароморфозами в развитии растений были: возникновение эпидермиса, устьиц, проводящей и механической системы, закономерная смена поколений в цикле растения, образование цветков, плодов и т.д.

Работа с классом по слайдам 29, 30.

Задания для групп (слайды 31 – 34).

Идиоадаптация –путь эволюции, при котором одни приспособления заменяются другими, биологическими им равноценными,
представляет собой мелкие эволюционные изменения, которые повышают приспособленность организмов к определенным условиям среды обитания. В противоположность ароморфозу идиоадаптация не сопровождается изменением основных черт организации, общим подъемом ее уровня и повышением интенсивности жизнедеятельности организма. Обычно мелкие систематические группы – виды, роды, семейства – в процессе эволюции возникают путем идиоадаптации. Идиоадаптация, так же как и ароморфоз, приводит к увеличению численности вида, расширению ареала, ускорению видообразования, то есть к биологическому прогрессу.Идиоадаптации в отличие от ароморфозов имеют частный характер. Типичные идиоадаптации у животных – особенности строения конечностей (например у крота, копытных, ластоногих), особенности клюва (у хищных птиц, куликов, попугаев), приспособления придонных рыб (у скатов, камбаловых), покровительственная окраска у насекомых. После возникновения крупных ароморфозов  дальнейшая эволюция покрытосеменных растений шла по пути идиоадаптаций, то есть по пути возникновения разнообразных приспособлений к различным условиям обитания.
Идиоадаптации привели к появлению растений с различными цветками, плодами, побегами, листьями, корневыми системами, сроками развития, приспособлениями к опылению ветром, водой, насекомыми, разнообразные приспособления к  распространению плодов и семян (слайды 35-38).

Задания для групп (слайд 39).

Дегенерация (слайд 40)  – представляет собой эволюционные изменения, которые ведут к упрощению организации, к утрате ряда систем и органов. Дегенерация часто связана с переходом к пещерному, к сидячему или паразитическому образу жизни. Упрощение организации обычно сопровождается возникновение различных приспособлений к специфическим условиям жизни  (слайд 41). Например, у видов, обитающих в пещерах, происходит редукция органов зрения, депигментация, снижается активность передвижения. Примерами дегенерации является также возникновение паразитических форм. У свиного цепня, лентеца широкого и др. ленточных червей – паразитов человека и животных, нет кишечника, слабо развита нервная система (слайд 42).Однако они отличаются огромной плодовитостью благодаря сильно развитым органам размножения, обладают присосками и крючками, при помощи которых держатся на стенках кишечника своего хозяина.Переход некоторых растений к паразитизму сопровождался снижением активности аппарата фотосинтеза, редукцией листьев до чешуй, преобразованием корней в присоски. Одновременно развилась сложная система приспособлений к хозяину.  Дегенерация вовсе не означает вымирание данной группыине исключает процветание вида. Многие группы паразитов процветают, хотя организация их претерпевает значительное упрощение.

Следовательно, и дегенерация может приводить к биологическому прогрессу.

Дегенерация – путь эволюции, связанный с переходом в более простую среду обитания и ведущий к упрощению строения и образа жизни.

Соотношение путей эволюции (слайды 43 - 44)

Из всех рассмотренных путей достижения биологического прогресса наиболее редки ароморфозы. Ароморфозы можно рассматривать как переломные пункты развития жизни. Для групп, подвергнувшихся соответствующим морфофизиологическим преобразованиям, открываются новые возможности в освоении внешней среды.За каждым ароморфозом следует множество идиоадаптаций, которые обеспечивают более полное использование всех имеющихся ресурсов и освоение новых местообитаний.Есть систематические группы, которые развиваются по пути  дегенерации. Этот путь эволюции может осуществляться при попадании организмов в постоянную, сравнительно однородную среду, например при паразитическом образе жизни.

V. Физ. минутка.1.  Исходное положение – стоя, 1 – 2  - встать на носки, руки вверх, потянуться вверх за руками, 3 – 4 руки вниз и расслабленно скрестить на груди, голову наклонить вперёд. Повторить 5 – 7 раз. Темп быстрый.

2. Исходное положение – стоя, 1 – 2 – 2 пружинящих наклона  туловища вправо, 3 – 4 – исходное положение, 5 – 6– 2 пружинящих наклона  туловища влево, 7 – 8  - исходное положение. Повторить 5 – 7 раз. Темп быстрый.

VІ. Закрепление изученного материала.

1. Беседа по вопросам. (Групповая работа)(слайд 45)

2. Работа по карточкам. (Групповая работа)(слайд 46)

3. Тестовый контроль. (Индивидуальная работа)

VІІ. Подведение итогов (слайды 47 - 48). 

        Выводы по уроку:

• Учение о направлениях эволюции было разработано А.Н.Северцовым и И.И.Шмальгаузеном;
• Направления эволюции – биологический прогресс и биологический регресс;
• Биологический прогресс достигается путем ароморфозов, идиоадаптаций и дегенерацией;
• Причиной регресса может быть деятельность человека.

VІІІ. Домашнее задание: § 49, ответить на вопросы, подготовиться к лабораторной работе № 7.

Приложение № 1.Рассмотрите предложенные объекты и определите характер их приспособленности к условиям обитания.

1 группа – веточка ели, бабочка

2 группа – кактус, божья коровка

3 группа – чучело птицы, одуванчик

4 группа – аквариумные рыбки, репейник

Приложение № 2. Ответьте на вопрос.

1. На севере у стланцевых форм карликовой берёзы, ели, кедровника верхние ветви, поднимающиеся высоко над землёй, обычно полумёртвые или мёртвые, а стелющиеся – живые. Объясните причины гибели одних и выживания других ветвей.

2.Зимой 1898 г., после сильного дождя и снегопада, исследователь университета Брауна Х.К.Бампус собрал и принёс в лабораторию 136 оглушённых стихией домовых воробьёв. Из них 72 выжили, а 64 погибли. Бампус измерил у всех особей общую длину тела, размах крыльев, вес тела, длину клюва и головы, длину плечевой кости, бедра, ширину черепа и длину киля. Его измерения показали, что у выживших птиц все эти признаки в большей степени, чем у погибших, приближаются к средним величинам. Результат действия какой формы естественного отбора выявил учёный?

3. У насекомоопыляемых растений цветки имеют целый ряд приспособлений. Объясните, почему эти приспособления неэффективны в  дождливую погоду?

4.Учёные провели опыт: переселили популяцию мышей в область с более светлой почвой по сравнению с почвой прежнего места обитания. Объясните,  почему  большая часть особей  будет истреблена хищниками? Какая  окраска шерсти будет у популяции мышей через ряд поколений?

Приложение № 3. Тестовый контроль.

1. Примером покровительственной окраски является:

а) сходство формы и окраски тела с окружающими предметами;

б) подражание менее защищенного более защищенному;

в) чередование светлых и темных полос на теле тигра.

2. Яркая окраска божьих коровок, многих видов бабочек, некоторых видов змей и других животных, обладающих пахучими или ядовитыми железами, называется:

а) маскировкой;

б) демонстрирующей;

в) мимикрией;

г) предостерегающей.

3. Разнообразие приспособлений объясняется:

а) только влиянием условий среды на организм;

б) взаимодействием генотипа и условий среды;

в) только особенностями генотипа.

4. Пример мимикрии:

а) зеленая окраска у певчего кузнечика;

б) ярко-красная окраска у божьей коровки;

в) сходство в окраске брюшка умухи-журчалки и осы.

5. Пример маскировки:

а) зеленая окраска у певчего кузнечика;

б) сходство в окраске брюшка умухи-журчалки и осы;

в) ярко-красная окраска у божьей коровки;

г) сходство в окраске гусеницы и бабочки-пяденицы с сучком.

6. Любая приспособленность организмов носит относительный характер, потому что:

а) жизнь завершается смертью;

б) адаптация целесообразна в определенных условиях;

в) идет борьба за существование;

г) приспособление могут не привести к образованию нового вида.

Приложение № 4. Заполните таблицу.

Приложение № 5

Вариант 1.

            Выберите один верный ответ:

1. Дивергенция — это:

а)  расхождение признаков в эволюционном процессе;

б) схождение признаков в эволюционном процессе;

в)  взаимопроникновение ареалов двух видов;

г)  происхождение нового вида от скрещивания двух или более видов.

2. Главные направления эволюции:   

а) ароморфоз и идиоадаптация         б) прогресс и регресс       в)  идиоадаптация и дегенерация       г) прогресс и ароморфоз.

3.   Возникновение    какого    ароморфоза    сопровождалось    выходом растений на сушу?

а)образование органов и тканей     б)  появление листа      в)  образование корней г)возникновение проводящей ткани.

4.К вымиранию вида ведет:       

а)   биологический прогресс    б) биологический регресс   в) ароморфоз  г) дегенерация           д) идиоадаптация.

5. Какой путь эволюции наблюдается у повилики, которая вместо корней имеет присоски и с их помощью всасывает питательные вещества из других растений?

 а) ароморфоз  б) идиоадаптация        в)   дегенерация      г)      регресс.  

6. Дегенерация приводит:

  а)  к биологическому прогрессу      б) к биологическому регрессу   в)  к ароморфозу               г)  к идиоадаптации.

7. Путь эволюции, который привел к появлению у цветковых рас­тений различных приспособлений для распространения семян:   а)   ароморфоз  б)   идиоадаптация              в)   дегенерация   г)прогресс биологический.

Вариант 2.

Выберите один верный ответ:

1. Дерево   гингко   сохранилось   только   в   Японии   и   Китае.   Какое биологическое явление здесь наблюдается? 

а)    биологический прогресс      б) биологический регресс

в) ароморфоз   г) общая дегенерация   д) дегенерация

2. Разные виды дарвиновских вьюрков возникли путем: а) ароморфоза  б) дегенерации    в) идиоадаптации  г) биологического прогресса

3. Какое из утверждений является правильным?

а) дегенерация не является прогрессивной 

б) дегенерация может быть прогрессивной  в) дегенерация всегда приводит к вымиранию вида

4. Главные направления эволюции:   

а) ароморфоз и идиоадаптация   б) прогресс и регресс       в)  идиоадаптация и дегенерация       г) прогресс и ароморфоз.

5. Путь эволюции, который привел к появлению у цветковых рас­тений различных приспособлений для распространения семян:   а)   ароморфоз  б)   идиоадаптация              в)   дегенерация   г)прогресс биологический.

6. К вымиранию вида ведет:       

а)   биологический прогресс    б) биологический регресс   в) ароморфоз  г) дегенерация           д) идиоадаптация

7. Возникновение    какого    ароморфоза    сопровождалось    выходом растений на сушу?

а)образование органов и тканей     б)  появление листа      в)  образование корней г)возникновение проводящей ткани.

Приложение № 6

Задание для 1 группы

Определите направление эволюции в перечисленных процессах:

Приложение № 6

Задание для 2 группы

Определите направление эволюции в перечисленных процессах:

Приложение № 6

Задание для 3 группы

Определите направление эволюции в перечисленных процессах:

Приложение № 6

Задание для 4 группы

Определите направление эволюции в перечисленных процессах: