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.
Эволюционная 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.
К основным закономерностям эволюционного процесса относятся дивергенция, конвергенция и параллелизм.
Еще Дарвин сформулировал ПРИНЦИП РАСХОЖДЕНИЯ ПРИЗНАКОВ.
РАСХОЖДЕНИЕ ПРИЗНАКОВ У РОДСТВЕННЫХ ФОРМ НАЗЫВАЕТСЯ ДИВЕРГЕНЦИЕЙ. В процессе дивергенции от одной исходной популяции берет начало целый ряд форм, образуя как бы ветви одного дерева. В бесконечном ряду поколений одни ветви отмирают, другие развиваются. Формы, наиболее расходящиеся по своим требованиям к условиям среды, имеют больше шансов выжить в ходе естественного отбора, так как они меньше конкурируют между собой, чем родоначальные или промежуточные группы. В результате дивергенции образуются подвиды, а затем и виды.
В эволюции наблюдается и другое явление - КОНВЕРГЕНЦИЯ ПРОЦЕСС НЕЗАВИСИМОГО ПРИОБРЕТЕНИЯ НЕРОДСТВЕННЫМИ ГРУППАМИ ОРГАНИЗМОВ СХОДНЫХ ПРИЗНАКОВ. Например, форма тела у рыб и дельфинов. Это сходство обусловлено общей средой обитания (море) и образом жизни.
Помимо дивергенции и конвергенции, в природе имеет место ПАРАЛЛЕЛИЗМ, - ПРИ КОТОРОМ НАБЛЮДАЕТСЯ НЕЗАВИСИМОЕ ПРИОБРЕТЕНИЕ СХОДНЫХ ЧЕРТ РОДСТВЕННЫМИ ОРГАНИЗМАМИ. В данном случае речь идет об общности происхождения и приспособлениях к одинаковой среде обитания. Например, морской котик, морж, тюлень. Наблюдаемые различия сложились в начале процесса видообразования.
Каковы же общие черты эволюционного процесса? ПРЕЖДЕ ВСЕГО, ЭТО ВОЗНИКНОВЕНИЕ "ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТИ" ОРГАНИЗМОВ, Т.Е. ИХ СООТВЕТСТВИЯ УСЛОВИЯМ ОБИТАНИЯ И ИХ СПОСОБНОСТЬ МЕНЯТЬСЯ ПО МЕРЕ ИЗМЕНЕНИЯ ЭТИХ УСЛОВИЙ. ВО-ВТОРЫХ, ЭТО ПРОЦЕСС ВИДООБРАЗОВАНИЯ. В-ТРЕТЬИХ, ПОСТОЯННОЕ УСЛОЖНЕНИЕ ЖИЗНИ ОТ ПРИМИТИВНЫХ ДОКЛЕТОЧНЫХ ФОРМ ДО ЧЕЛОВЕКА.
За всю историю существования жизни на Земле обитало около 500 млн. видов. Сегодня их насчитывается около 2 млн. Это показывает, что совершенство современных форм - результат
эволюции, в процессе которой погибли сотни миллионов видов. Эволюционные преобразования необратимы, любое упрощение или отклонение в организации ведет в конечном счете, к регрессу и вымиранию.
В мире, находящемся под угрозой разрушения в результате деятельности человека, важно как можно быстрее понять механизмы взаимодействия видов между собой и их реакции на создаваемые нами изменения, ибо это единственный способ избежать необратимых экологических изменений.
Подводя итог можно сказать о ПРАВИЛАХ ЭВОЛЮЦИИ. Их три.
ПРАВИЛО НЕОБРАТИМОСТИ ЭВОЛЮЦИИ. Эволюция - процесс необратимый. Группа организмов не может вернуться к прежнему состоянию, уже осуществленному в ряду их предков. Так в эволюции позвоночных на каком-то этапе от примитивных амфибий возникли рептилии, то они никогда не дадут начала амфибиям. Вернувшись к обитанию в океане, рептилии (ихтиозавры) и млекопитающие (киты) не стали рыбами.
Даже обратная мутация, по конкретному признаку приводящая к повторному возникновению данного гена не приводит к повторению всего генотипа в целом.
ПРАВИЛО ПРОГРЕССИРУЮЩЕЙ СПЕЦИАЛИЗАЦИИ. Группа, вступившая на путь специализации, как правило, в дальнейшем будут идти по пути ВСЕ БОЛЕЕ ГЛУБОКОГО ПРИСПОСОБЛЕНИЯ К УЗКИМ УСЛОВИЯМ СУЩЕСТВОВАНИЯ. Если в процессе эволюции одна из групп позвоночных приобрела адаптации к полету, то на последующем этапе эволюции это направление сохраняется и усиливается. Организм определенного строения не может жить в любой среде. В выборе адаптивной зоны или ее части группа ограничена особенностями своего строения.
ПРАВИЛО ЧЕРЕДОВАНИЯ ГЛАВНЫХ НАПРАВЛЕНИЙ ЭВОЛЮЦИИ. При рассмотрении главных направлений в эволюции групп ароморфозов и идиоадаптаций подчеркивалось регулярное чередование этих типов развития в эволюции.
ТАКИМ ОБРАЗОМ, ЭВОЛЮЦИЯ ПРЕДСТАВЛЯЕТ СОБОЙ НЕПРЕРЫВНЫЙ ПРОЦЕСС ВОЗНИКНОВЕНИЯ И РАЗВИТИЯ НОВЫХ АДАПТАЦИЙ. ОДНИ ИЗ ВНОВЬ ВОЗНИКАЮЩИХ АДАПТАЦИЙ ОКАЗЫВАЮТСЯ ОЧЕНЬ ЧАСТНЫМИ, И ИХ ЗНАЧЕНИЕ НЕ ВЫХОДИТ ЗА РАМКИ УЗКИХ УСЛОВИЙ. ДРУГИЕ ДАЮТ ВОЗМОЖНОСТЬ ВЫХОДА ГРУППЫ В НОВУЮ СРЕДУ И НЕПРЕМЕННО ВЕДУТ К БОЛЕЕ БЫСТРОМУ ЭВОЛЮЦИОННОМУ РАЗВИТИЮ ГРУПП В НОВОМ НАПРАВЛЕНИИ, К БОЛЕЕ ВЫСОКОЙ ОРГАНИЗАЦИИ.
Кроме того, существует пять основных закономерностей эволюции, признаваемых почти всеми учеными:
1. Эволюция происходит с разной скоростью в разные периоды. В настоящее время она протекает быстро, что выражается в появлении многих новых форм и вымирании многих старых.
2. Эволюция организмов различных типов происходит с разной скоростью. На одном полюсе находятся плеченогие: некоторые виды их совершенно не изменились по крайней мере за последние 500 млн. лет - раковины ископаемых плеченогих, найденные в древних породах, совершенно идентичны раковинам современных видов. Другой полюс занимает человек: за последние несколько сот тысяч лет появилось и вымерло несколько видов гоминид. Вообще эволюция протекает быстрее при первом появлении нового вида, а затем, по мере стабилизации группы, постепенно замедляется.
3. Новые виды образуются не из самых высокоразвитых и специализированных форм, а, напротив, из относительно простых, неспециализированных форм. Так, например, млекопитающие произошли не от крупных специализированных динозавров, а от группы сравнительно мелких неспециализированных рептилий.
5. Эволюция затрагивает популяции, а не отдельные особи и происходит в результате процессов мутирования, дифференциального воспроизведения, естественного отбора и дрейфа генов.
Из этого урока вы узнаете, чем макроэволюция отличается от микроэволюции, познакомитесь с явлением параллелизма, выясните, что такое дивергенция и конвергенция, какие органы называют аналогичными, а какие гомологичными. Что общего у руки чловека, крыла летучей мыши, ласты моржа и копыта лошади? Чем отличаются глаза моллюсков и насекомых от наших с вами глаз? Что такое филогенез и как он связан с нашим индивидуальным развитием - отногенезом? Обратима ли эволюция? Почему так похожа форма тела у акулы, тунцы, ихтиозавра, дельфина и плывущего пингвина?
Наиболее крупные закономерности, которые наблюдаются в рамках макроэволюции, были исследованы и описаны в XIX и XX веке.
Элементы макроэволюции:
- Конвергенция признаков
- Дивергенция признаков
- Параллелизм
Дивергенция - это накопление различий в структуре и функциях какого-то органа в процессе эволюции. В результате дивергенции из одного органа образуется несколько различных органов, связанных общностью происхождения.
Например, верхний пояс конечностей позвоночных превратился в лапы и крылья рептилий, крылья летучих мышей и птиц, плавники дельфинов, ноги копытных и руки приматов.
Все эти органы выполняют разные функции, но имеют одинаковое происхождение.
Рис. 1. Гомологические органы позвоночных
Органы, которые образовались в результате дивергенции, называются гомологичными (рис. 1). Они образуются из сходных эмбриональных зачатков.
Дивергенция обеспечивает морфологическое разнообразие живых существ.
Конвергенция - процесс, обратный дивергенции. Это образование органов, близких по функциям и строению, но отличающихся по происхождению.
Рис. 2. Аналогичные органы: крылья птицы и бабочки
Но, на самом деле они развивались совершенно независимо из различных предковых форм. Требование среды и влияние естественного отбора обусловили их внешнее сходство.
Органы, выполняющие одинаковые функции, но имеющие различное происхождение, называются аналогичными (рис. 3).
Типичный пример аналогичных органов - это глаза головоногих моллюсков и позвоночных. Эти органы формировались независимо в течение сотен миллионов лет, и в итоге получились практически одинаковыми, отличающимися только в деталях.
Рис. 3. Аналогичные органы: глаза моллюска (осьминога или кальмара) и человека
Третий элемент в процессе преобразования - это нечто среднее между дивергенцией и конвергенцией, 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.
Например, корпус и плечевые пояса у позвоночных дали множество гомологичных вариантов. Из одинаковых элементов скелета сформировались копытные, птицы, рыбы, рептилии, но затем, в процессе эволюции, часть из них вторично приобрела одинаковые признаки (рис. 4).
Рис. 4. Пример параллелизма в эволюции формы тела у хрящевых рыб (акула), рептилий (ихтиозавр) и млекопитающий (дельфин)
Например, корпуса ихтиозавра, акулы и дельфина (и даже пингвина, плывущего в воде) очень похожи и образовались из одинаковых элементов скелета, но совершенно разными эволюционными путями.
Предки ихтиозавров были ящерами, предками дельфинов были растительноядные сухопутные млекопитающие, пингвины - птицы, а предками акул были древние хрящевые рыбы.
Эволюция идет тремя главными путями: путем дивергенции, путем конвергенции и путем параллелизма.
Процесс исторического развития вида называется филогенезом.
Важным этапом в понимании эволюции стало формулирование «основного филогенетического закона » Эрнестом Геккелем.
«Онтогенез - это ускоренное повторение филогенеза» Э.Г. Геккель.
Геккель наглядно продемонстрировал, что организмы в процессе эмбрионального развития повторяют все те этапы, которые вид прошёл в процессе эволюционного развития (см. видео). Важно понять, что мы говорим о повторении зародышевых стадий предковых форм.
У зародыша человека на разных этапах развития онтогенеза можно увидеть жабры, сердечную трубку и прочие признаки эмбрионов наших далеких предков.
Другой важный закон филогенеза - «закон необратимости эволюции». Несмотря на наличие конвергенции, сходство разных видов никогда не бывают полным.
Эволюционный процесс, в силу чрезвычайной сложности живых организмов, не может создать точную копию ни существующего вида, ни вымершего. Каждый вид живых организмов уникален.
Итак, мы узнали, что в результате эволюции путем дивергенции могут образовываться гомологичные органы, а путем конвергенции - аналогичные органы. Выяснили, что онтогенез повторяет этапы филогенеза и что каждый вид живых организмов уникален.
Список литературы
- А.А. Каменский, Е.А. Криксунов, В.В. Пасечник. Общая биология, 10-11 класс. - М.: Дрофа, 2005. По ссылке скачать учебник: ( )
- Д.К. Беляев. Биология 10-11 класс. Общая биология. Базовый уровень. - 11-е издание, стереотипное. - М.: Просвещение, 2012. - 304 с. ()
- В.Б. Захаров, С.Г. Мамонтов, Н.И. Сонин, Е.Т. Захарова. Биология 11 класс. Общая биология. Профильный уровень. - 5-е издание, стереотипное. - М.: Дрофа, 2010. - 388 с. ()
- В.И. Сивоглазов, И.Б. Агафонова, Е.Т. Захарова. Биология 10-11 класс. Общая биология. Базовый уровень. - 6-е издание, дополненное. - М.: Дрофа, 2010. - 384 с. ()
Домашнее задание
- Что такое эволюция? Чем отличается макроэволюция от микроэволюции?
- Какие следствия макроэволюции вам известны?
- Какие органы называют гомологичными? Приведите примеры.
- Какие органы называют аналогичными? Приведите примеры.
- Что такое параллелизм?
- На примере тела человека обсудите с друзьями и родственниками явления гомологии, аналогии и параллелизма.
- Биологический словарь ().
- Вся биология ().
- Интернет-портал Bio.fizteh.ru ().
- Биология ().
- Интернет-портал Sochineniya-referati.ru ().
Чикина Наталья Александровна
МБОУ гимназия №1 города Липецка
Биология
Тема урока: Основные закономерности эволюции. Макроэволюция.
Цели:
Образовательная. Закрепить знания об основных закономерностях эволюции. Отработать основные понятия темы.
Развивающая
. Продолжить формирование умений анализировать информацию и выявлять ароморфозы, идиоадаптации и дегенерации, и делать выводы по проделанной работе.
Воспитательная
: прививать навыки заинтересованного обучения.
Тип урока : урок отработки знаний
Оборудование: гербарий, таблицы, рисунки, тексты, тесты.
Ход урока
Актуализация знаний.
Отработка формулировки основных понятий:
(работа по листу отработки, приложение 1, презентация слайды 2-10)
Макроэволюция.
Биологический прогресс
Биологический регресс
Ароморфоз
Идиоадаптация
Дегенерации
Дивергенция
Конвергенция
Параллелизм
Гомологичные органы
Аналогичные органы
Работа на уроке
1. Фронтальная работа учащихся с текстом .
Основная особенность группы покрытосеменных – наличие цветков и плодов. Семяпочка цветковых защищена от неблагоприятных воздействий завязью. Образование плода обеспечило успешное прорастание семян в неблагоприятных условиях. Строение органов у цветковых растений достигает наибольшей сложности, а ткани характеризуются высокой степенью специализации.
Клевер имеет небольшие цветки, собранные у большинства соцветие - головка. Характерной особенностью кактуса является мясистый стебель и листья колючки.
Птицы, имеют четырехкамерное сердце перьевой покров, они теплокровны. В яйце птиц увеличился запас питательных веществ.
Дятел пестрый большой очень пестрая птица. Преобладающая окраска ее состоит из сочетания черных и белых тонов. Хвост у большого пестрого дятла средней длины, заостренный и очень жесткий, так как служит он главным образом как опора при лазании птицы по стволу дерева. Соколы хищные птицы. Взрослые птицы отличаются крючкообразным клювом и узкими клиновидными крыльями, благодаря которым они способны ловко маневрировать и развивать необычайно большую скорость в пикирующем полёте.
2. Работа у доски .
1. Перечислить основные ароморфозы растений (используя гербарные экземпляры, слайды 11-12)
2.Перечислите основные ароморфозы позвоночных животных (слайды 13-14).
3. Фронтальная работа с тестами. Отработка заданий части А.
1. Сокращение численности и ареала уссурийского тигра в современную эпоху - пример
А) биологического прогресса Б) биологического регресса
В) идиоадаптации Г) ароморфоза
2. Появление у древних млекопитающих четырёхкамерного сердца, теплокровности, развитой коры головного мозга - пример
А) идиоадаптации Б) ароморфоза
В) биологического прогресса Г) биологического регресса
3. Какой признак НЕ считают ароморфозом у млекопитающих
А) волосяной покров Б) четырехкамерное сердце
В) диафрагму Г) укороченный хвост
4. Укажите пример ароморфоза
А) уплощение тела у донных рыб
Б) возникновение покровительственной окраски у щуки
В) редукция кишечника у свиного цепня
Г) возникновение многоклеточности
5. Возрастание численности серой вороны в населённых пунктах - пример
А) ароморфоза Б) дегенерации
В) биологического регресса Г) биологического прогресса
7. Появление у земноводных в процессе эволюции трёхкамерного сердца, двух кругов кровообращения - пример развития органического мира по пути
А) ароморфоза Б) идиоадаптации
В) дегенерации Г) биологического прогресса
8. Результатом идиоадаптаций у птиц считают
А) появление перьевого покрова
Б) появление четырехкамерного сердца
В) многообразие форм клюва
Г) формирование высокоразвитой нервной системы
10.Показатель биологического прогресса вида
А) симбиоз Б) взаимопомощь
В) конкуренция Г) высокая численность
11. Укажите НЕВЕРНОЕ утверждение: ""Ароморфоз ведет к""
А) общему подъему организации
Б) повышению интенсивности жизнедеятельности
В) формированию приспособлений широкого значения
Г) формированию частных приспособлений
12. Дегенерация - это
А) эволюционные изменения, ведущие к упрощению организации
Б) случаи проявления признаков предков у отдельных особей
В) крупные эволюционные изменения, ведущие к общему подъему организации
Г) мелкие эволюционные изменения, обеспечивающие приспособленность к среде обитания
13. Какой из перечисленных показателей не характеризует биологический прогресс?
А) экологическое разнообразие Б) забота о потомстве
В) широкий ареал Г) высокая численность
15. Какая систематическая группа животных формируется в результате крупных ароморфозов?
А) вид Б) класс В) семейство Г) род
Отработка вопросов части В.
В 1. Какие из перечисленных примеров относят к ароморфозам?
1) формирование грызущего ротового аппарата у майского жука
2) появление трахей у членистоногих
3) появление третьего зародышевого листка у червей
4) складчатость коры головного мозга млекопитающих
5) развитие клыков у хищных млекопитающих
6) сокращение до двух числа пальцев у страусов
В 3. Укажите признаки общей дегенерации у животных .
1) общий подъем организации
2) снижение интенсивности жизнедеятельности
3) понижение уровня организации
5) приспособления частного характера
6) упрощение нервной системы в связи с сидячим образом жизни
В 4. Найдите соответствие направлением эволюцией и ее характеристикой направлением биологического прогресса и примером
Направление
А. наличие роющих конечностей у крота
1. Ароморфоз
2. Идиоадаптация
В. образование хобота у слона
3. Дегенерация
Г. утрата органов пищеварения у ленточных червей
Д. редукция органов чувств у бычьего цепня
Е. вскармливание детенышей молоком у млекопитающих
В 5. Найдите соответствие направлением эволюцией и ее характеристикой .
Характеристика
Направление эволюции
А. увеличение биоразнообразия
1. биологический прогресс
Б. сужение ареалов видов
2. биологический регресс
В. сокращение численности особей видов
Г. усиление приспособленности
Д. вымирание видов
В 6. Установите последовательность возникновения животных в процессе исторического развития.
A) плоские черви
Б) одноклеточные животные
B) кишечнополостные
Г) кольчатые черви
Д) колониальные одноклеточные организмы
Е) членистоногие
В 7. Установите последовательность появления групп хордовых животных в процессе эволюции .
кистепёрые рыбы Б) пресмыкающиеся
стегоцефалы
Г) бесчерепные хордовые
Д) птицы и млекопитающие
В8. Установите последовательность ароморфозов в эволюции растений, обусловивших появление более высокоорганизованных форм.
А) дифференциация клеток и появление тканей
Б) появление семени
В) образование цветка и плода
Г) появление фотосинтеза
Д) формирование корневой системы и листьев
Отработка вопросов части С.
С1. Какие ароморфозы позволили птицам широко распространиться в наземно-воздушной среде обитания? Укажите не менее трёх примеров.
Ответ :
1) особенности строения и функций, связанные с полетом: полые кости, превращение передних конечностей в крылья, быстрое переваривание пищи и др.;
2) особенности, обеспечившие высокий уровень обмена веществ и теплокровность: 4-х камерное сердце, особое строение органов дыхания, потребление большого количества пищи и др.;
3) развитие центральной нервной системы, сложное поведение (перелеты, забота о потомстве и др.).
С2. Чем характеризуется биологический прогресс у цветковых растений? Укажите не менее 3-х признаков.
Ответ:
1)большим разнообразием популяций и видов; 2) широким расселением на земном шаре; 3)приспособленностью к жизни в разных экологических условиях.
С3. Какие ароморфозы обеспечили теплокровность млекопитающим? Укажите не менее 3-х ароморфных признаков.
Ответ : 1)4-х камерное сердце; 2) Альвеолярные легкие; 3)Волосяной покров.
С4. Почему высокая плодовитость особей может привести к биологическому прогрессу вида? Укажите не менее трёх причин.
Ответ : 1) повышает численность вида; 2) способствует расселению вида на большие территории; 3) ведет к образованию разнообразных популяций.
Проверка знаний. Контрольный тест
Часть А. Выбрать один верный ответ. Запишите выбранную цифру в бланк ответов
А1.Развитие у птиц крыльев, обеспечивших им возможность полета, характеризуют как:
1) конвергенцию 3) идиоадаптацию
2) ароморфоз 4) дегенерацию
1) появление спор 3) образование плода
2) образование семян 4) видоизменение листьев
1) ароморфозу 3) биологическому регрессу
2) идиоадаптации 4) биологическому прогрессу
А4. Какие из организмов находятся в состоянии биологического регресса:
1) белые журавли 3) бактерии стафилококка
2) печеночные сосальщики 4) комнатные мухи
1) утрату шерстного покрова слонами
2) появление яиц у пресмыкающихся и их последующее развитие на суше
3) удлинение конечностей лошади
4) возникновение хвоста павлина
А6.Пример идиоадаптации:
А7. Пример общей дегенерации:
1) превращение листьев кактуса в колючки
2) утрата органов кровообращения у плоских червей
3) возникновение теплокровности
4) возникновение челюстей у рыб
А8.Сокращение численности и ареала уссурийского тигра является примером:
1) биологического регресса
2) дегенерация
3) биологического прогресса
4) ароморфоза
А9.Какой из названных ароморфозов сформировался в процессе эволюции органического мира позже остальных:
1) позвоночник 3) 2 круга кровообращения
2) теплокровность 4) половой процесс размножения
А10.Плоская форма тела у камбалы – это пример:
1) ароморфоза 3) общей дегенерации
2) идиоадаптации 4) биологического прогресса
А11.Примером дегенерации является отсутствие:
1) корней у повилики 3) конечностей у змей
2) зубов у птиц 4) жабр у взрослых лягушек
Часть В.
В заданиях В1-В3 выберите три верных ответа из шести. Запишите выбранные цифры в бланк ответов без пробелов и других символов.
В1.К ароморфозам относят:
1) образование клубней у картофеля
3) появление обтекаемой формы тела у дельфина
4) появление тканей и органов у растений
5) появление цветка у покрытосеменных
6) образование прицепок у плода череды
В2. Какие из перечисленных примеров относят к идиоадаптациям?
1) развитие образовательных тканей у растений
2) наличие ловчих аппаратов у насекомоядных растений
4) появление триплоидного эндосперма у покрытосеменных
5) мелкая, сухая пыльца у ветроопыляемых растений
6) железистые волоски на листьях душистой герани
В3.Какие из перечисленных примеров иллюстрируют общую дегенерацию:
1) отсутствие легких у рыб
2) отсутствие зрения у животных, живущих под землей
4) отсутствие хвоста у лягушки
5) превращение корней растения повилики в присоски
6) утрата кишечника ленточными червями
Матрица ответов.
Ароморфозы
Идиоадаптации
Дегенерация
Прогресс и регресс в эволюции
Домашнее задание.
Повторить тему по учебнику и записям в тетради.
Ответить на вопрос.
Почему к биологическому прогрессу может привести не только ароморфоз, но и идиоадаптация и дегенерация? Приведите не менее трёх доказательств.