Сильных закономерность называется эволюцией. Тема: Общие закономерности биологической эволюции. Общие закономерности биологической эволюции
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)
Соотношение путей эволюции
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.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.
Закономерности эволюционного процесса Правила эволюции

Повторим основные понятия…
Найдите соответствие:
Термин
Латинское название
- Ароморфоз
А. «Прилаживание», «приноравливание»
- Дегенерация
Б. Упрощение общей организации организма
В. «Вырождаться»
- Идиоадаптация
Г. Совершенствование форм организма, способствующее повышению общей организации, обеспечивающее преимущества в разной среде обитания
Д. «Поднимаю» + «форма»
Е. Приспособления к специальным условиям, но не изменяющие уровень организации
Ответы: 1-Д-Г; 2-В-Б; 3-А-Е

Что из перечисленного относится к ароморфозу, идиоадаптации, дегенерации?
1.Ячеистые легкие у рептилий
2. Первичная кора головного мозга у рептилий
3. Голый хвост у бобра
4. Отсутствие конечностей у змей
5. Отсутствие корней у повилики
6. возникновение перегородка в желудке сердца у рептилий
7. Молочные железы у млекопитающих
8. Образование ласт у моржей
9. Отсутствие кровеносной системы у цепней
10. Отсутствие потовых желез у собак

Ароморфозы
Идиоадаптации
Дегенерация
Критерии выставления оценок:
16 – 14 баллов – 5
13 – 11 баллов – 4
10 – 7 баллов – 3
6 – 0 баллов – 2

Как вы понимаете эти термины?
- Эволюция -
- Прогресс -
- Регресс -
- Закономерность -
Развертывание
Движение вперед
Возвращение, движение назад
Закон, правило

СУЩЕСТВУЮТ ЛИ
КАКИЕ-ЛИБО ЗАКОНОМЕРНОСТИ ЭВОЛЮЦИОННОГО ПРОЦЕССА?

МАКРОЭВОЛЮЦИЯ
Специализация органов
Эволюционные направления
Биологический
Процесс
Биологический
Регресс
Биологический
стабилизация
Образование новых родов, семейств
Отрядов, классов и типов.
Направления
Дегенерация
Идиоадаптация
Ароморфоз


Закономерности эволюционного процесса
Дивергенция
Конвергенция
параллелизм
Задание: в тексте учебника (с 66-69) найти ответы
- Что такое …?
- Каков механизм…?
- Результаты …?

Дивергенция
Что такое …?
Дивергенция – процесс расхождения признаков у генетически близких организмов в результате их приспособленности к различным условиям существования
Галапагосские вьюрки

Дивергенция
Каков механизм…?
Мутационный процесс, изоляция, борьба за существование, естественный отбор сохраняют признаки, все более заметно отличающиеся от родительских
Дивергенция копытных

Дивергенция
Результаты …?
Формирование новых видов
Гомологичные органы - сходные по строению, имеющие общее происхождение, но выполняющие разные функции

Примеры гомологичных органов
Видоизмененные листья:
усики гороха
колючки кактуса
колючки барбариса

Конвергенция
Что такое …?
Конвергенция – возникновение сходных приспособлений к одинаковым условиям существования у далеких групп организмов на базе различных по происхождению органов
Млекопитающие дождевых лесов Африки
Млекопитающие дождевых лесов Южной Америки

Конвергенция
Каков механизм…?
Отбор сходных признаков в одинаковой среде обитания в которую попадают неродственные организмы
Акула
Ихтиозавр
Дельфин

Конвергенция
Результаты …?
Хамелеон и агама
Внешнее сходство организмов
Аналогичные органы – выполняют сходные функции, но имеют принципиально различное строение и происхождение

Крылья:
бабочек
птиц


Макроэволюция
Специализация органов
Эволюционные направления
конвергенция
Дивергенция
Биологический
Процесс
Биологический
Регресс
Аналогичные
органы
Гомологичные
органы
Образование новых родов, семейств
Отрядов, классов и типов .
Направления
Дегенерация
Идиоадаптация
Ароморфоз

Параллелизм
параллелизм – такой процесс, когда орган в результате дивергенции превращается во множество гомологичных органов. Но затем, в ходе эволюции, эти гомологичные органы вновь начинают выполнять общую функцию.
корпуса ихтиозавра, акулы и дельфина (и даже пингвина, плывущего в воде) очень похожи и образовались из одинаковых элементов скелета, но совершенно разными эволюционными путями.

Процесс исторического развития вида называется филогенезом

Обратима ли эволюция?
Если восстановить на Земле прежние условия существования, появятся ли вновь динозавры.

Правила эволюции
Правило чередование главных направлений эволюции

Правило необратимости эволюции
Луи Долло
(1857-1931)
Бельгийский
палеонтолог
«Организм никогда не возвращается точно к прежнему состоянию, даже в том случае, если он оказывается в условиях существования, тождественных тем, через которые он прошел. Но вследствие неразрушимости прошлого он всегда сохраняет какой-нибудь след промежуточных этапов, которые были им пройдены»


Какие доказательства необратимости эволюции можно привести?
рептилии не дают вновь начало амфибиям
наземные позвоночные – ихтиозавры и киты, вернувшись в воду, не превратились в рыб

Закон Эрнеста Гекеля
Онтогенез – это ускоренное повторение филогенеза
организмы в процессе эмбрионального развития повторяют все те этапы, которые вид прошёл в процессе эволюционного развития


Подведем итоги…
- Что такое дивергенция?
- Что такое дивергенция?
2. Результаты дивергенции?
- 2. Результаты дивергенции?
3. Что такое конвергенция?
- 3. Что такое конвергенция?
4. Результаты конвергенции?
- 4. Результаты конвергенции?

Рассмотрите рисунки. Определите, какие из органов являются примерами гомологии, а какие аналогии? Укажите номера: А – аналогичных органов; Г- гомологичных органов.
6
1 – колючка барбариса возникают из листьев; 2 – белой акации из прилистников; 3 – боярышника – из побега; 4 – ежевики – из коры; 5 – усики гороха из листьев; 6 – колючки кактуса из листьев


1. Сравните организмы и определите форму эволюции
Крот.
Передние лапы вывернуты наружу и имеют широкие ладони и мощные плоские когти и являются превосходным инструментом для рытья земли.
Медведка.
Крупное насекомое. Передняя пара конечностей видоизменена и является превосходным инструментом для рытья земли.

2 . Сравните организмы и определите форму эволюции
Сосна обыкновенная.
Хвоинки расположены по 2 в пучке, длина 4-6 см. Семена чёрные, 4-5 мм, с 12-20-миллиметровым перепончатым крылом.
Сосна кедровая.
Хвоинки расположены по 5 в пучке, длина 6-14 см. Семена крупные, без крыльев.

3. Сравните организмы и определите форму эволюции
Заяц-русак живёт в полях и степях. К зиме чуть-чуть светлеет. Не может передвигаться по глубокому негу.
Заяц-беляк живет в лесу. К зиме меняет окраску на чисто белую. Легко передвигается по глубокому снегу.

4 . Сравните организмы и определите форму эволюции
Курдючная овца.
Имеет жировое отложение (курдюк) в районе хвоста.
Верблюд.
Имеет запас жира, содержащийся в горбах.

5 . Сравните организмы и определите форму эволюции
Верблюд одногорбый
Верблюд двугорбый

6 . Сравните организмы и определите форму эволюции
Передняя пара конечностей - клешни. Ведет ночной образ жизни.
Скорпион.
Внешний вид у него довольно устрашающий: восемь ног и грозные «щупальца» с клешнями. Ведет ночной образ жизни.

7 . Сравните организмы и определите форму эволюции
Рак - пресноводное беспозвоночное животное типа членистоногих, покрытое панцирем и имеющее клешни и брюшко, похожее на хвост.
Краб - морское беспозвоночное животное отряда десятиногих ракообразных; короткохвостый рак.

8 . Сравните организмы и определите форму эволюции
Большой прудовик
Обитатель водоемов.
Виноградная улитка
- одна из самых крупных сухопутных улиток России.

9 . Сравните организмы и определите форму эволюции
Плавунец-тинник
окрашен в черный цвет, а длина тела чуть больше сантиметра. Избегает открытой воды, проводя все время в зарослях зеленых водорослей и ряски около поверхности воды. Его короткие ножки приспособлены для лазанья в зарослях водяных растений.
Плавунец окаймленный.
Длина его тела достигает 3-4 см, предпочитает открытую воду. Отлично плавает, задние ноги, выполняют функцию весел, плоские, с длинными щетинками.

10 . Сравните организмы и определите форму эволюции
Кенгуру.
Тушканчик.
Имеет длинные задние конечности прыгательного типа

11 . Сравните организмы и определите форму эволюции
Жаба.
Предпочитает менее влажные места, кожа сухая, грубая, короткие конечности. Впадает в анабиоз.
Лягушка.
Предпочитает более сырые места, влажная кожа, длинные конечности. Впадает в анабиоз.

12 . Сравните организмы и определите форму эволюции
Лягушка
Комнатная муха

13 . Сравните организмы и определите форму эволюции
Колибри
Бражник
не садится на цветок в процессе питания, а зависает над ним в воздухе, так же быстро-быстро перебирая узкими крыльями

1 4. Сравните организмы и определите форму эволюции
Ехидна

Проверим себя!
Дивергенция
Конвергенция
1, 4,6,10,12,13,14
Критерии выставления оценки:
14-13 оценка 5
12-10 оценка 4
9-6 оценка 3
6-0 оценка 2

Выводы:
Эволюция – непрерывный процесс возникновения и развития новых адаптаций, непрерывна, необратима

Домашнее задание:
Изучить §13,
терминология,
с. 66-70

Литература
Захаров В. Б. Общая биология: учеб. для 11 кл. общеобразоват. учреждений / В. Б. Захаров, С. Г. Мамонтов, Н. И. Сонин. – М. : дрофа, 2005.
При подготовке презентации были использованы материалы: http://images.yandex.ru/yandsearch?text
>> Основные закономерности эволюции
Основные закономерности эволюции.
1. Что такое эволюция?
2. Какие факты подтверждают эволюционное учение?
При построении филогенетических рядов биологи-эволюционисты, помимо палеонтологических данных, широко используют сравнительный метод, с помощью которого они устанавливают сходство в строении организмов, их биохимических реакциях, особенностях размножения или иных свойствах, по которым можно судить о путях развития группы от общего предка.
Содержание урока конспект уроку и опорный каркас презентация урока акселеративные методы и интерактивные технологии закрытые упражнения (только для использования учителями) оценивание Практика задачи и упражнения,самопроверка практикумы, лабораторные, кейсы уровень сложности задач: обычный, высокий, олимпиадный домашнее задание Иллюстрации иллюстрации: видеоклипы, аудио, фотографии, графики, таблицы, комикси, мультимедиа рефераты фишки для любознательных шпаргалки юмор, притчи, приколы, присказки, кроссворды, цитаты Дополнения внешнее независимое тестирование (ВНТ) учебники основные и дополнительные тематические праздники, слоганы статьи национальные особенности словарь терминов прочие Только для учителейЭволюционная форма групп живых организмов делится на дивергенцию, конвергенцию, параллелизм.
1. Дивергенция - расхождение признаков внутри вида, которое приводит к образованию новых группировок особей. Чем больше различаются живые организмы по строению, способу существования, тем больше расходятся они на более разнообразные пространства. Обычно одну область или участок занимают животные с одинаковой потребностью к качеству и запасу пищи. Через определенное время, когда запас пищи заканчивается, животные вынуждены поменять местообитание, переселяться на новые места. Если на одной территории обитают животные с различной потребностью к условиям среды, то конкуренция между ними ослабевает. Так, Ч. Дарвин определил, что в природе на участке в 1 м2 встречается до 20 видов растений, принадлежащих к 18 родам и 8 семействам. В процессе дивергенции от зачинающейся популяции расходятся как бы ветви дерева нескольких форм. Например, можно назвать семь видов оленей, сформировавшихся в результате дивергенции: пятнистый олень, марал, северный олень, лось, косуля, лань, кабарга (рис. 37).
Рис. 37. Многообразие видов оленей, возникших в результате дивергенции: 1 - пятнистый олень; 2 - марал; 3 - лань; 4 - северный олень; 5 - лось; 6" - косуля; 7 - кабарга
Под действием естественного отбора в бесконечном ряду поколений одни формы выживают, другие вымирают. Процессы вымирания и дивергенции тесно связаны между собой. Наиболее расходящиеся по признакам формы обладают большими возможностями оставлять плодовитое потомство и выживать в процессе естественного отбора, так как они меньше конкурируют между собой, чем промежуточные, которые постепенно редеют и вымирают.
В результате дивергенции популяция одного вида подразделяется на подвиды. Подвид, образовавшийся под действием естественного отбора, по признакам наследственного изменения превращается в вид.
2. Конвергенция - приобретение сходных признаков у различных, неродственных групп. Например, у акулы (класс рыб), ихтиозавров (класс пресмыкающихся), дельфинов (класс млекопитающих) формы тела сходны. Это связано с тем, что у них одинаковые среда обитания (вода) и условия жизни. Хамелеон и лазающая агама, относящиеся к разным подотрядам, внешне очень похожи. Сходство различных систематических групп обусловлено жизнью в сходной среде обитания. У организмов, обитающих в воздухе, имеются крылья. Крылья птицы и летучей мыши - измененные передние конечности, а крылья бабочки - выросты тела. Явление конвергенции широко распространено в животном мире.
3. Параллелизм (греч. parallelos - "рядом идущий") - эволюционное развитие генетически близких групп, заключающееся в независимом приобретении ими сходных черт строения на основании особенностей, унаследованных от общих предков. Параллелизм широко распространен среди различных групп организмов в процессе их исторического развития (филогенеза).
Например, приспособление к водному образу жизни в эволюции ластоногих развивалось в трех направлениях. У китообразных и ластоногих (моржи, ушастые и настоящие тюлени) в результате перехода к водному образу жизни, независимо друг от друга, появилось приспособление к воде - ласты. Преобразование передних крыльев у многих групп крылатых насекомых в надкрылья, развитие у кистеперых рыб признаков земноводных, возникновение признаков млекопитающих у зверозубых ящериц и т. д. Сходство в параллелизме указывает на единство происхождения организмов и наличие сходных условий существования.
Эволюция - необратимый процесс. У каждого организма, приспособленного к новым условиям, измененный орган исчезает. Вернувшись в прежнюю среду обитания, исчезнувший орган не восстанавливается. Еще Ч. Дарвин писал о необратимости эволюции: "Если даже среда обитания полностью повторяется, то вид никогда не может вернуться к прежнему состоянию". Например, дельфины, киты никогда не становились рыбами. При переходе наземных животных в водную среду конвергентно изменяются конечности - при этом конвергенция участвует лишь в изменении внешнего строения органов.
Во внутреннем строении плавников дельфина, кита сохранены признаки пятипалой конечности млекопитающих. Так как мутация приводит к обновлению генофонда популяции, она никогда не повторяет генофонд прошлого поколения. Так, если на каком-то этапе от примитивных земноводных возникли пресмыкающиеся, то пресмыкающиеся не могут вновь дать начало земноводным.
На стебле вечнозеленого кустарника - иглицы имеются блестящие толстые листья. На самом деле это видоизмененные ветви. Настоящие чешуевидные листья располагаются в центральной части этих видоизмененных стеблей. Ранней весной из пазухи чешуек появляются цветы, из которых в дальнейшем развиваются плоды.
Листья у иглицы исчезли еще в древности, в процессе приспособления к засухе. Затем при переходе опять в водную среду вместо листьев у них появились ветви, похожие на листья.
Неоднородность эволюции. В течение нескольких сотен миллионов лет на Земле существуют в неизменном виде саблехвост, кистеперые рыбы, гаттерия. Их называют "живыми ископаемыми". Однако некоторые растения и животные изменяются быстро. Например, на Филиппинах и в Австралии за 800 тыс. лет появилось несколько новых родов грызунов. Приблизительно за 20 млн. лет на Байкале возникло 240 видов раков, принадлежащих к 34 новым родам. Темпы эволюции не определяются астрономическим временем. Возникновение нового вида определяется необходимым числом поколений и приспособленностью.
Темпы эволюции снижаются и замедляются в одинаковых устойчивых условиях среды (глубоководные океаны, пещерные воды). На островах, где мало хищников, естественный отбор идет очень медленно. Наоборот, где проходит интенсивный отбор, эволюция также протекает быстрее. Например, в 30-х годах XX в. против вредителей использовали ядовитый препарат (ДДТ). Через несколько лет появились устойчивые к препарату формы, которые быстро распространились на Земле. Широкое применение антибиотиков - пенициллина, стрептомицина, грамицидина - в 40-50-х годах XX в. привело к появлению устойчивых форм микроорганизмов.
Дивергенция. Конвергенция. Параллелизм. Необратимый процесс. "Живые ископаемые".
1.Эволюционные формы групп живых организмов: дивергенция, конвергенция, параллелизм.
2.Эволюция - необратимый процесс, т. е. исчезнувший вид или орган никогда не может вернуться к прежнему состоянию.
3.Темпы эволюции меняются.
1.Объясните на примере процесс дивергенции.
2.Опишите конвергенцию, разберите ее на примере.
1.Объясните необратимость эволюции на примерах растений.
2.В чем причина исчезновения некоторых форм, приобретенных во время дивергенции?
1.Докажите на примере неоднородность эволюции.
2.Разберите с помощью схемы или таблицы дивергенцию, конвергенцию, параллелизм.
