План урока "Макроэволюция"
методическая разработка на тему

Макроэволюция

Цель: Создать условия для формирования понятия о макроэволюции как о надвидовой  эволюции.

Задачи:1. Сформировать понятие макроэволюция, углубить и расширить знания учащихся о прямых и косвенных доказательствах эволюции;

2. Сформировать умение использовать данные разных наук для доказательства эволюции;

3. Убедить учащихся в необходимости комплексного использования всех групп доказательств  для изучения подлинной эволюции живого мира на Земле.

Время 90 мин

Материально-техническое обеспечение: мультимедийная установка,  презентация в PowerPoint.

Структура:

1. Организационный момент. (5 мин)

2. Актуализация знаний. (15 мин)

3. Изложение нового материала         (55 мин)

План:

1.  Палеонтологические доказательства.
2. Эмбриологические доказательства
3. Сравнительно-анатомические доказательства
4. Гомологичные органы
5. Аналогичные органы  
6. Рудименты
7. Атавизмы
8. Генетические и цитологические данные
9. Биогеографические доказательства эволюции                      

4. Закрепление новой темы, подведение итогов.  (12 мин).

5. Домашнее задание.    (3 мин)    

Прежде чем начать изучать новую тему давайте вспомним 

Что такое эволюция? 

- Необратимый процесс исторического изменения и развития органического мира.

- Когда образовалась наша удивительная планета Земля?
- Около 7-4,5 млрд. лет тому назад.

- Кто является основоположником эволюционной теории?
- Ч. Дарвин.

- Назовите 3 закономерности эволюции.

Необратимый характер.

Прогрессивное усложнение форм.

Развитие приспособленностей.

- Что является элементарной единицей эволюции?

- Популяция.

- Назовите элементарный материал эволюции.

- Наследственная изменчивость.

- Какие факторы эволюции являются элементарными?

Естественный отбор (направляет эволюцию).

Мутационный процесс (поддерживает генетическую неоднородность природных популяций).

Популяционные волны (поставляют массовость элементарного эволюционного материала для естественного отбора, волны жизни).

Изоляция обеспечивает барьеры, исключающие свободное скрещивание.

Биологический прогресс связан с расширением ареала вида, …. числа особей. (увеличением).

Биологический регресс связан с … ареала вида, сокращением его численности. (уменьшением).

Какая из форм борьбы за существование наиболее остра: внутривидовая или межвидовая? Почему вы так думаете?

Внутривидовая борьба отличается особой остротой, так как потребности организмов одного биологического вида по отношению к условиям жизни в принципе одинаковы. В межвидовой борьбе, как правило, столкновение интересов менее острое, так как многие потребности представителей разных видов не совпадают и ориентированны на иные ресурсы.

Чем отличается искусственный отбор от естественного?

Искусственный отбор – производит человек, формируются признаки, вредные живому организму;

Естественный отбор – в природе формируются признаки, полезные живому организму.

Несмотря на усиленную борьбу людей с крысами и домовыми мышами, они до сих пор не истреблены. Объясните, с чем это связано?

- С большой плодовитостью;

- Высокая приспособленность;

- Всеядность.

В 1938 году у побережья Африки была поймана рыба, которую ученые считали вымершей 70-100 миллионов лет назад. Это стало биологической сенсацией века. Рыба имеет интересное строение плавников и способна передвигаться по суше при пересыхании водоемов. Ученые считают, что от этих рыб произошли земноводные. О какой древней рыбе идет речь?

О кистепёрой рыбе.

Цель урока: Доказать, что эволюционные изменения реально происходили  в органическом мире на нашей планете, используя  данные полученные разными естественными науками.

Задачи урока:

•  сформировать понятие макроэволюция;
•  углубить и расширить знания  о прямых и косвенных доказательствах эволюции;
•  сформировать умение использовать данные разных наук для доказательства эволюции;
•  убедиться  в необходимости комплексного использования всех групп доказательств  для изучения подлинной эволюции живого мира на Земле.

3 слайд Макроэволюция органического мира — это процесс формирования крупных систематических единиц: из видов — новых родов, из родов — новых семейств и т.д.

Процессы макроэволюции требуют огромных промежутков времени и непосредственно изучать ее невозможно. Тем не менее, в основе макроэволюции лежат те же движущие силы, что и в основе микроэволюции: наследственность, изменчивость, естественный отбор и репродуктивное разобщение.

Так же, как и микроэволюция, макроэволюция имеет дивергентный характер.

4 слайд Существуют группы доказательств макроэволюции: палеонтологические, эмбриологические, сравнительно-анатомические, биогеографические, молекулярно-биологические и цитологические.

5 слайд Палеонтологические доказательства.

Наука об ископаемых организмах – Палеонтология изучает ископаемые остатки древних организмов, сохранившихся в земной коре, и дает возможность устанавливать изменения органического мира во времени.

6 слайд Наиболее высокий интерес с эволюционной точки зрения представляет находка археоптерикса. Это животное величиной с голубя имело признаки птицы, но сохраняло еще черты пресмыкающихся. Признаки птиц: сходство задних конечностей с цевкой, наличие перьев и общий вид. Признаки пресмыкающихся: длинный ряд хвостовых позвонков, брюшные ребра и наличие зубов. Археоптерикс не мог быть хорошим летуном, так как у него слабо развиты грудная кость (без киля), мышцы крыльев и грудные. Позвоночник и ребра не являлись жесткой костной системой, устойчивой при полете, как у современных птиц.

7 слайд Палеонтологические находки убедительно доказывают, что животный и растительный мир прошлого сильно отличался от знакомого нам мира живых существ. И чем в более глубоких слоях залегают ископаемые организмы (то есть чем они геологически старше), тем меньше, как правило, их сходство с современными формами.

8 слайд Палеонтологам удалось доказать, что одни виды путем длительной эволюции происходят от других исходных форм, и показать это как филогенетические ряды (ряды видов, последовательно сменяющих друг друга в процессе исторического развития). Отечественный зоолог В.О.Ковалевский (1842—1883) разработал филогенетический ряд лошадей: эогиппус (четырехпалая конечность) — меригиппус (трехпалая конечность) — гиппарион (трехпалая конечность) — современная лошадь (однопалая конечность).

9 слайд Эмбриологические доказательства эволюции

Эмбриология - наука, изучающая  строение и развитие зародышей различных организмов.

Исследования, проведенные эмбриологами, показали общность происхождения всех многоклеточных животных, поскольку все они развиваются из одной оплодотворенной яйцеклетки. Все яйцеклетки в своем развитии последовательно проходят определенные стадии (бластулы и гаструлы). Самые ранние стадии развития зародышей позвоночных удивительно схожи между собой. В дальнейшем это сходство постепенно утрачивается, все ярче начинают проявляться сначала признаки класса, затем отряда, семейства, рода и, наконец, вида позвоночного животного.

10 слайд К. Бер сформулировал закон зародышевого сходства: « В пределах типа эмбрионы, начиная с самых ранних стадий, обнаруживают общее сходство».

Таким образом, в процессе индивидуального развития (онтогенеза) каждый вид повторяет свое историческое развитие (филогенез). Выявленная закономерность была сформулирована немецкими биологами Ф. Мюллером (1821 — 1897) и Э.Геккелем (1834—1919) как биогенетический закон: «Индивидуальное развитие особи (онтогенез)является коротким и быстрым повторением (рекапитуляцией) важнейших этапов эволюции вида (филогенеза)».

А.Н. Северцев установил, что в эмбриогенезе повторяются признаки зародышей, а не взрослых особей.

11 слайд Сравнительно-анатомические доказательства.

В настоящее время существуют формы, занимающие как бы «промежуточное» положение между категориями высокого систематического ранга. Например, яйцекладущие млекопитающие (утконосы, ехидны) по особенностям своей организации являются промежуточным звеном между рептилиями и млекопитающими.

12 слайд Общие особенности строения скелета, взаимоотношения его частей – это принципиальные, глубокие особенности, и свидетельствуют  они о несомненном родстве всех позвоночных животных.  Например, человека, шимпанзе и лягушки.

13 слайд Прежде хочу напомнить, что такое гомологичные органы. Итак, это органы, соответствующие друг другу по строению и имеющие общее происхождение независимо от выполняемой ими функции.

Единый, общий план строения можно обнаружить при сравнении не только целых организмов, но и отдельных органов. Сколь ни различны по форме и функциям передние конечности разных млекопитающих – они приспособлены и для рытья (крот, броненосец), и для плавания (киты, тюлени), и для полета (летучие мыши), - все они состоят из сходных элементов: лопатки, костей плеча, предплечья, запястья, пясти, фаланг пальцев. Все это разнообразие конечностей – лишь вариации типичной пятипалой конечности, характерной для предков всех млекопитающих.

На этом рисунке показана гомология скелета передней конечности позвоночных: рука человека, конечность летучей мыши, кита, крота, птицы, крокодила, ящерицы и лягушки.

На 14 слайде можно проследить положение и размеры гомологичной кости в черепах разных животных.

Ухо всех млекопитающих делится на три основные части: наружное, среднее и внутреннее. Наружное ухо – ушная раковина – концентрирует звуки, среднее ухо передает эти звуки к внутреннему, где они и воспринимаются тончайшими нервными окончаниями, расположенными в улитке. В среднем ухе всех млекопитающих звуковые колебания с барабанной перепонки передаются на слуховые косточки – молоточек, наковальню и стремечко. Сравнение черепа в ряду высших и низших позвоночных показывает, что у акул одна из костей – будущая наковальня – была большой костью и занимала важное конструктивное положение в черепе, у костистых рыб она резко сокращается в размерах, у рептилий она также резко изменяется и служит как бы подвеской подвижной челюсти, и, наконец, у млекопитающих она превращается в маленькую слуховую кость – наковальню. Все эти кости гомологичны.

15 слайд Далеко не всякое внешнее сходство в строении органов свидетельствует о родстве организмов. Крыло птицы и крыло бабочки, несмотря на сходство выполняемых функций, а также на некоторое внешнее сходство, по-разному устроены и являются результатом схождения признаков (конвергенции), а не общности происхождения. Такие органы называют аналогичными органами. А явление морфологического сходства органов у организмов различных систематических групп, обусловленное сходством выполняемых ими функций, носит название аналогии. Запишите- Аналогичные органы – имеют разное происхождение, но выполняют одинаковую функцию.

Гомологичные структуры помогут ответить на вопрос о родстве изучаемых  форм, но не могут сказать, какой из организмов – предок, а какой – потомок. На этот вопрос помогают ответить изучение рудиментов (зачатков органов) и атавизмов.

16 слайд Рудиментарные органы– недоразвитые органы, утратившие свое основное значение в ходе эволюции. У птицы киви, живущей в Новой Зеландии, нет крыльев. Да они и не нужны ей, поскольку она живет в густой и высокой траве. От крыльев остались едва заметные выросты. Получается, что у предков этой птицы были настоящие крылья.

Родство человека и животных подтверждается существованием рудиментов и атавизмов. У человека имеется около 90 нефункционирующих рудиментарных органов. У некоторых людей развиты мышцы, позволяющие им двигать ушами и кожей головы; у других – копчиковая кость (остаток хвоста); маленькая складка в уголке глаза (остаток третьего века) и др. Все эти органы бесполезны для человека и сохраняются у него в недоразвитом виде.

17 слайд Иногда у человека проявляются особенности, обычно у него не встречающиеся, но имеющиеся у животных. Такие особенности называются атавизмами. Запишите. Атавизмы — это признаки, существовавшие у далеких предков и проявившиеся у отдельных особей вида. 

18, 19 слайд Например, хвост, обильный волосяной покров на теле, включая лицо, добавочные соски, сильно развитые клыки и др.

20 слайд Генетические и цитологические данные. Клеточное строение характерно для подавляющего большинства организмов.

21 слайд Осуществление генетического кодирования, биосинтеза белков и нуклеиновых кислот происходит по единому для всего живого на Земле механизму. Деление клеток (митоз, мейоз) протекает сходно у животных и растений. Это неоспоримо свидетельствует о едином плане строения и общности происхождения всех организмов. Вероятность того, что принципиально сходная ультраструктура клеток и тончайшие механизмы их функционирования возникли случайно, практически отсутствует и даже теоретически является фантастичной.

22 слайд Биогеографические доказательства эволюции

Биогеография изучает закономерности распространения и распределения растений и животных на земном шаре.

А. Уоллес выделил 6 зоогеографических областей по распространению животных и растений на нашей планете:

1) Палеоарктическую (Европа, Северная Африка, Северная и Средняя Азия, Япония);

2) Неоарктическую (Северная Америка);

3) Эфиопскую (Африка к югу от Сахары);

4) Индомалайскую (Южная Азия, Малайский архипелаг);

5) Неотропическую (Южная и Центральная Америка);

6) Австралийскую (Австралия, Новая Гвинея, Новая Зеландия, Новая Каледония).

23 слайд Современные континенты возникли из единого массива суши - Пангеи, существовавшей в палеозое, в результате дрейфа континентов

Б. Лавразия и Гондвана; мезозой, 180 млн. лет назад

Нынешние континенты сформировались в конце мезозоя, 110 млн. лет назад

24 слайд Флора и фауна Неарктической области (Северная Америка) и Палеоарктической области (Евразия) сходны, это объясняется наличием в недалеком прошлом узкого перешейка («сухопутного моста») между материками.

25 слайд Различия или сходства состава флоры и фауны могут быть связаны со временем геологического разделения материков.

26 слайд Флора и фауна Неарктической области (Северная Америка) отличается от Неотропической области (Южная Америка), хотя они соединены Панамским перешейком.

Только в Австралии существуют сумчатые животные. Это результаты эволюции в условиях длительной географической изоляции.

27 слайд Особый интерес с точки зрения изучения эволюции представляют острова. Материковые острова (например, Британские острова) имеют фауну и флору, близкую к материковой. Но длительная изоляция острова ведет к ослаблению материковых связей и повышает своеобразие его фауны. Уникальность природы Мадагаскара, ее отличие от природы Африканского континента сложилась в результате длительной географической изоляции острова, отделившегося от материка еще в мезозое. Поэтому на Мадагаскаре  нет слонов, жирафов, бегемотов, львов, гиен, леопардов, страусов, зебр, антилоп и прочих представителей фауны Эфиопской области. Высоким процентом эндемичных форм (форм, которые больше нигде не встречаются) характеризуются океанические острова.

28 слайд Виды животных и растений, попавшие на океанические острова, получают широкие возможности для размножения.

Например, на Галапагосских островах из 108 видов птиц 82 вида эндемичны и 8 видов рептилий (нигде больше не встречающихся). На Гавайских островах 300 эндемичных видов улиток.

Таким образом, рассматривая в совокупности все три группы доказательств макроэволюции, можно утверждать, что макроэволюция – это реально существующий процесс.

   4. Закрепление новой темы, подведение итогов.  (12 мин)                                                                                  

Тест

1.      Макроэволюция:

а) совокупность эволюционных

процессов, происходящих внутри вида

б) происходит быстро и внезапно

в) надвидовая эволюция

г) доступна для наблюдения

Надвидовая эволюция

2.   Органы, утратившие в ходе эволюции свое биологическое значение:

а) аналогичные

б) гомологичные

в) атавизмы

г) рудименты

Рудименты

3. Какой из факторов доказывает единство органического мира?

а) наличие ископаемых форм животных и растений

б) универсальность генетического кода

в) сходство между человеком и человекообразными обезьянами

г) способность к полету насекомых и птиц

универсальность генетического кода

      4. Решающим эмбриологическим доказательством эволюции является:

а) сходство деления клеток у всех организмов

б) сходство в строении скелетов млекопитающих разных отрядов

в) сходство ранних стадий развития зародышей разных классов

г) общность строения кровеносной системы млекопитающих

сходство ранних стадий развития зародышей разных классов

5. Чем объяснить значительные различия между фаунами Африка и Мадагаскара?

а) различиями в климате

б) размерами территории

в) давней обособленностью территорий

г) форма естественного отбора

давней обособленностью территорий

      6. Признаки,  каких классов сочетает в себе утконос?

а) рептилий и млекопитающих

б) птиц и рептилий

в) птиц и млекопитающих

г) амфибий и рептилий

рептилий и млекопитающих

7. Какой из фактов доказывает происхождение насекомых от кольчатых червей?

а) способность к откладыванию  яиц

б) общность строения кровеносной систем

в) наличие червеобразной личинки у бабочек

г) строение  конечностей

наличие червеобразной личинки у бабочек

      8. Какие из перечисленных органов являются гомологичными?

а) жабры рака и легкие кошки

б) хобот слона и рука человека

в) лапа крота и лапа обезьяны

г) глаз кальмара и глаз млекопитающего

лапа крота и лапа обезьяны

9. Различие в фауне Северной и Южной Америки объясняется:

а) разной степенью влияния естественного отбора

б) их а разобщенностью в течении миллионов лет

в) различным влиянием полюсов          

г) различным климатом

их разобщенностью в течении миллионов лет

     10. Биогенетический закон гласит:

а) органический мир развивается

б) движущей силой эволюции является естественный отбор

в) онтогенез кратко повторяет филогенез

г) материальными носителями наследственной информации являются гены, локализованные в хромосомах

онтогенез кратко повторяет филогенез

11. Аналогичные органы:

а) передняя конечность летучей мыши и кита

б) передняя конечность лягушки и крыло птицы

в) крыло бабочки и крыло птицы

г) усики гороха и колючки кактуса

крыло бабочки и крыло птицы

     12. Биогенетический закон был сформулирован

а) Шлейденом и Шванном

б) Морганом

в) Геккелем и Мюллером

г) Опариным и Холдейном

Геккелем и Мюллером

13. Дивергенцией называется

а) расхождение признаков в процессе эволюции

б) схождение признаков в процессе эволюции

в) объединение нескольких популяций в одну

г) образование изолированной группы внутри популяции

            расхождение признаков в процессе эволюции

 14. Микроэволюция приводит к образованию новых

а) семейств

б) подвидов и видов

в) родов

г) классов

                подвидов и видов

 15. Укажите факт, который доказывает существование эволюции органического мира и, в  частности, изменчивость органического мира  во времени

а) ископаемые формы

б) островные формы

в) реликты - существующие ныне виды с признаками давно вымерших групп организмов

г) гомология органов

ископаемые формы

   5. Домашнее задание.    (3 мин)     повторить материал по записям в тетради; используя дополнительные источники, подготовить презентацию, составить кроссворд, сообщение по изученной теме (по выбору).