Урок по биологии Борьба за существование. Естественный отбор

Государственное бюджетное образовательное учреждение
Республики Мордовия
среднего профессионального образования
(среднее специальное учебное заведение)
«Саранский строительный техникум»
БОРЬБА ЗА СУЩЕСТВОВАНИЕ И ЕСТЕСТВЕННЫЙ ОТБОР
Методическая разработка открытого урока
Дисциплина: Биология
Раздел: Основы учения об эволюции
Специальность: Строительство и эксплуатация зданий и сооружений (техник)
Курс:1
Саранск 2015
Рассмотрено и одобрено УТВЕРЖДАЮ
на заседании методической (цикловой) Зам. директора по НМР
комиссии дисциплин профильного
общеобразовательного математического ________И. Г. Грачуноваи общего естественнонаучного цикла
Протокол № __ от «__» ______ 2015г.
Председатель М(Ц)К
___________________ / Н.В.Таратынова /

Автор: Таратынова Н. В. преподаватель биологии и спец дисциплин ССТ
Тема урока: Борьба за существование и естественный отбор
Цели (задачи) урока:
обучающая – продолжить формирование понятий о движущих силах эволюции; определить роль борьбы за существование в эволюционном процессе; познакомиться с формами естественного отбора и определить его направляющую роль в эволюции.
воспитательная – расширить научные представления о факторах эволюции; продолжить формирование наблюдательности, самостоятельности, умения общаться: слушать других, отстаивать свою точку зрения в процессе диалога; работать в группе;
развивающая – развивать трудолюбие, познавательные способности и интерес к дисциплине логическое мышление, умение анализировать, сравнивать, делать выводы; формировать навыки самостоятельного мышления и поведения; развивать культуру речи;
Компетенции, формируемые на уроке:
познавательная – иметь сформированную систему знаний о борьбе за существование и естественном отборе как ведущих и направляющих факторах эволюционного процесса; знать формы борьбы за существование и естественного отбора; понимать относительность приспособленности и творческий характер естественного отбора;
исследовательская– владеть методами проведения учебного исследования; уметь видеть проблему и выдвигать гипотезы ее решения, объяснять исследуемые явления с научной точки зрения, формулировать выводы;
ценностная – уметь оценивать результаты действия различных форм естественного отбора; последствия борьбы за существование.
коммуникативная– быть готовым работать в группах, обсуждать результаты совместной деятельности и сообща, аргументируя собственную точку зрения, формулировать требуемые выводы.
Тип урока: комбинированный
Вид урока: урок изучения нового материала
Методы и приемы обучения: частично - поисковый, объяснительно - иллюстративный, проблемный.
Оборудование: персональный компьютер, интерактивная доска; мультимедийная презентация; тесты
Межпредметные связи: История, литература.
План урока
I. Оргмомент (2 мин)
II. Актуализация знаний студентов (10 мин.)
1. Тестирование
2. Составление схемы
3. Заполнение пробелов в тексте
4. Устные ответы на вопросы
III. Усвоение новых понятий и способов действия (23 мин)
Борьба за существование
1.1 Борьба за существование
1.2 Формы борьбы за существование
Естественный отбор
2.1 Естественный отбор
2.2 Формы естественного отбора
3. Значение естественного отбора
Закрепление новых знаний (10 мин)
Подведение итогов урока (4 мин)
Домашнее задание (1 мин)
План урока
I. Организационный момент (2 мин)
Вступительное слово учителя: Сегодня мы с вами продолжаем изучение одного из интереснейших разделов биологии «Основы эволюционного учения». На этом уроке мы рассмотрим центральные понятия теории эволюции, такие как борьба за существование и естественный отбор, а также познакомимся с их формами. А эпиграфом к нашему уроку будут слова Эразма Дарвина – английского врача, натуралиста, философа, поэта, деда эволюциониста Чарльза Дарвина: (Слайд 1)
В борьбе стихий, в развитье постепенном
Все существа, все формы создались
И жизнею могучею зажглись!
Эразм Дарвин

II. Актуализация знаний студентов (10 мин.)
Учитель. Перед тем как начать изучение нового материала давайте вспомним то, что мы проходили ранее
Задание 1. Тестирование: Составьте пары. (Слайд 2)
I. Карл Бэр
II. Карл Линней
III. Жан Батист Ламарк
IV. Аристотель
V. Чарлз Лайель
VI. Чарлз Дарвин
VII. Жорж Кювье
VIII. Томас Мальтус 1. Установил принцип «корреляции органов»: строение каждого органа закономерно соотносится со строением всех других
2. Сформулировал закон зародышевого сходства
3. Доказывал, что популяции растений и животных размножаются в геометрической прогрессии, в результате перенаселения возникает недостаток средств к существованию
4. За единицу классификации принял вид. Отнес человека к классу млекопитающих и отряду приматов
5. Описал более 500 видов растений и животных и сгруппировал их от простых к более сложным
6. Предпринял первую попытку создания эволюционной теории. Главным фактором эволюции считал прямое влияние среды.
7. Создал теорию, согласно которой геологическое строение нашей планеты постоянно изменяется под влиянием естественных процессов
8. Создал эволюционную теорию. Раскрыл движущие силы эволюции.
Ответы: I.- 2; II.- 4; III.- 6; IV.-5; V.- 7; VI.- 8; VII.- 1; VIII.- 3
Задание 2. Заполните схему «Движущие силы эволюции» (Слайд 3 )Движущие силы эволюции

Задание 3. В приведенных фразах заполните пробелы: (Слайд 4)
1. Биологический вид – это совокупность особей, обладающих способностью к ……………., с образованием …………………………; населяющих определенный ………; обладающих рядом общих ………………….. и …………………… признаков и сходством во взаимоотношениях с биотической и абиотической средой.
2. Обособленность вида поддерживается ……………………….. изоляцией.
3. В основе ……………………………….. критерия лежит сходство внешнего и внутреннего строения особей одного вида.
4. Характерный для каждого вида набор хромосом; строго определенное их число и формы – это ……………………………………….. критерий.
5. В основе ……………………………….. критерия лежит сходство всех процессов жизнедеятельности особей одного вида, прежде всего сходство размножения.
6. Совокупность факторов внешней среды, в которой существует вид – это …………………………………….. критерий.
7. Область распространения, определенный ареал, занимаемый видом в природе изучает ……………………………….. критерий.
8. Общность предков, единая история возникновения и развития вида – это ………………………………………. критерий вида.
9. Популяция – это группа ……………………………организмов, занимающих определенный ……………………………..территории внутри …………………..вида, свободно ………………………………между собой и частично или полностью ………………………………..от других популяций.
Задание 4. Ответьте на вопросы:
Что такое эволюция?
Назовите движущие силы эволюции по Дарвину
Сформулируйте основные положения эволюционной теории Ч. Дарвина
Что такое генофонд популяции?
III. Усвоение новых понятий и способов действия (23 мин)
Итак, вспомнив, основные положения эволюционной теории Ч.Дарвина, понятие вида и популяции, мы с вами переходим к изучению центральных понятий теории эволюции, таких как борьба за существование и естественный отбор.
Запишите тему урока (слайд 5). Сегодня мы работаем по следующему плану: (слайд 6)
Борьба за существование и её формы
Естественный отбор и его формы
Значение естественного отбора
Борьба за существование.
Размышляя о механизмах и движущих силах эволюции, Ч. Дарвин пришел к представлению о борьбе за существование.
Ч. Дарвин обратил внимание на то, что всем живым организмам присуща способность практически «безграничного» размножения. В качестве иллюстрации он рассматривал пример с размножением слона - одного из наиболее медленно размножающихся животных. Даже в этом случае от одной пары слонов при обычном темпе размножения через 740-750 лет должно появиться около 19 млн животных.
В подавляющем большинстве случаев темп размножения организмов много выше.
Например: (Слайд 7)
- самка аскариды дает 200 тыс. яиц в сутки;
- серая крыса – 5 пометов в год по 8 крысят, которые начинают размножаться через 3 месяца;
- осетр – 2 млн. икринок;
- лягушка – 10 тыс. икринок;
- мак – 30-40 тыс. семян;
- дафнии за лето дают более 10 млн особей, что превосходит массу Земли;
- одна бактерия за 3 суток дает потомство, масса которого 10000 тонн;
- 70 мух весят 1г. За сезон 1 муха способна дать потомство, которое будет весить 80 тыс. тонн;
Вместе с тем неограниченного роста численности организмов в природе не наблюдается.
Как вы думаете, в чем причина такого явления?
Большая часть особей гибнет на разных этапах развития и не оставляет после себя потомков. Известно, что гибель тем интенсивнее, чем выше размножаемость особей данного вида.
Белуга выметывает во время нереста около миллиона икринок, и только незначительная часть из них проходит полный цикл развития и достигает зрелого возраста. То же относится и к растениям.
По Дарвину, несоответствие между возможностью беспредельного размножения видов и ограниченностью ресурсов – главная причина борьбы за существование.
Под выражением “борьба за существование” понимают сложные и многообразные отношения особей внутри видов, между видами и с неорганической природой. (Слайд 8)
В результате выживают и размножаются всегда более приспособленные к условиям обитания. В этом и заключен главный механизм естественного отбора.
Дарвин различал три формы борьбы за существование: внутривидовую, межвидовую и борьбу с неблагоприятными условиями существования
Формы борьбы за существование (Слайд 9)
Записываем в тетрадь схему «Формы борьбы за существование»
1) Внутривидовая борьба (Слайд 10)
И меж растений царствует война.
Деревья, травы – вверх растут задорно,
За свет и воздух борются упорно
А корни их, в земле неся, свой труд,
За почву и за влажность спор ведут.
Э. Дарвин
Внутривидовая борьба возникает вследствие того, что особи одного вида нуждаются в сходных источниках питания, которые к тому же ограничены, в сходных условиях для размножения, в одинаковых убежищах. Дарвин считал внутривидовую борьбу самой напряженной. Яркий пример внутривидовой борьбы - состязание между одновозрастными деревьями хвойного леса. Самые высокие деревья своими широко раскинутыми кронами перехватывают основную массу солнечных лучей, а их мощная корневая система поглощает из почвы растворенные питательные вещества в ущерб более слабым соседям. Внутривидовая борьба обостряется при повышении плотности популяций. При обилии птенцов у некоторых видов птиц (многие виды чаек, буревестников) более сильные выталкивают из гнезда более слабых, обрекая их на гибель от хищников или голода.
Но в тоже время взаимоотношения особей в пределах вида не ограничиваются борьбой и соревнованием. В популяциях у животных одного вида можно встретить взаимопомощь и сотрудничество.
О такой форме внутривидовых взаимоотношений подготовил сообщение студент …Зимин Илья…………………………………...
Размножение и гибель индивидуумов приобретают избирательный характер через соревнование особей внутри данной популяции, поэтому внутривидовая борьба — наиболее важная причина естественного отбора.
2) Межвидовая борьба (Слайд 11)
Под межвидовой борьбой следует понимать конкуренцию особей разных видов. Особой остроты межвидовая борьба достигает в тех случаях, когда противоборствуют виды, которые живут в сходных экологических условиях и используют одинаковые источники питания. В результате межвидовой борьбы происходит либо вытеснение одного из противоборствующих видов, либо приспособление видов к разным условиям в пределах единого ареала или, наконец, их территориальное разобщение.
С одной стороны, это может быть такая борьба за существование как взаимоотношения между хищником и жертвой (зайцы и волки). (Слайд 12)
Охотнице сове средь ночи темной
Не жаль певца любви и неги томной,
А соловей съедает светляка
Не посмотрев на прелесть огонька,
Светляк же – ночи светоч оживленный
Вползая вверх, цветок съедает томный
Э. Дарвин
С другой стороны, между различными видами может существовать конкуренция за ресурсы (пища, свет, места обитания). К межвидовой борьбе относятся и взаимоотношения организмов в форме паразитизма (Слайд 13)
Злой овод в теле лошади, быка,
Оленя, поселяет червяка
Червь роется, грызет под теплой кожей
И выросши на свет выходит божий.
Э. Дарвин
3) Борьба с неблагоприятными условиями (Слайд 14)
Наблюдается в любой части ареала вида в тех случаях, когда внешние условия среды ухудшаются (суточные и сезонные колебания температуры и влажности), а также всюду, где особи оказываются в условиях излишнего тепла или холода, сухости или влажности.
Факторы неживой природы оказывают непосредственное влияние на эволюцию живого. Про растения в пустыне говорят, что они «борются с засухой», имея в виду развитие у них многочисленных приспособлений, способствующих добыванию воды и питательных веществ из почвы (особая корневая система) или снижению интенсивности транспирации (особое строение листьев).
Условия неорганического мира оказывают значительное влияние на эволюцию организмов не только сами по себе, их влияние может усиливать или ослаблять изнутри и межвидовые отношения. При недостатке территории, тепла или света внутривидовая борьба обостряется и, наоборот, при избытке необходимых для жизни ресурсов ослабевает.
Итак, мы рассмотрели три формы борьбы за существование: внутривидовую, межвидовую и борьбу с неблагоприятными условиями среды. А теперь ответьте на вопрос: Какие формы борьбы за существование здесь представлены?
В хвойном лесу высокие деревья подавляют рост низких растений.
(Внутривидовая).
Серая крыса, более сильная и агрессивная, вытесняет черную, которая теперь встречается лишь в лесных районах или пустыни.
(Межвидовая).
После сильных снегопадов в тундре оленям трудно добывать ягель из-под снега, и многие животные гибнут от голода.
(борьба с неблагоприятными условиями среды)
Чайки, синицы, буревестники убивают птенцов при их большом количестве.
(Внутривидовая).
В Австралии обыкновенная пчела вытеснила маленькую туземную пчелку, не имеющую жала.
(Межвидовая).
Аскариды паразиты человека, заразиха и повилика - паразиты растений.
(Межвидовая).
Более сильные вороны отгоняют от корма своих более слабых и менее энергичных конкуренток.
(Внутривидовая).
2. Естественный отбор. (Слайд 16)
Результатом борьбы за существование является естественный отбор. Естественный отбор - процесс, в результате которого выживают и оставляют после себя потомство преимущественно особи с полезными в данных условиях наследственными изменениями
«Выражаясь метафорически, можно сказать, что естественный отбор ежедневно и ежечасно расследует по всему свету мельчайшие изменения, отбрасывая дурные, сохраняя и слагая хорошие, работая неслышно и невидимо, где бы и когда бы ни представился к тому случай, над усовершенствованием каждого органического существа в связи с условиями его жизни, органическими и неорганическими».
Ч. Дарвин (Слайд 17)
Выделяют три формы естественного отбора: стабилизирующий, движущий и дизруптивныйЗапишите в тетрадь схему «Формы естественного отбора» (Слайд 18)
Стабилизирующий отбор (Слайд 19)
Стабилизирующий отбор направлен на поддержание уже существующих фенотипов. Эта форма отбора обычно действует там, где условия жизни остаются постоянными в течение длительного времени. При этом устраняются особи, существенно отклоняющиеся от среднего значения признаков, типичного для популяции или вида.
Наблюдаемое в любой популяции животных или растений большое сходство всех особей — результат действия стабилизирующей формы естественного отбора. Известно много примеров стабилизирующего отбора. Во время бури преимущественно гибнут птицы с длинными и короткими крыльями, тогда как птицы со средним размером крыльев чаще выживают; наибольшая гибель детенышей млекопитающих наблюдается в семьях, размер которых больше или меньшего среднего значения, поскольку это отражается на условиях кормления и способности защищаться от врагов.
Итак, стабилизирующий отбор:
Действует в постоянных условиях среды.
Направлен на поддержание уже существующих фенотипов.
Сохраняет приспособленность вида, устраняя резкие отклонения признака от средней нормы.
Теорию о стабилизирующем отборе разработал Иван Иванович Шмальгаузен.
Известно, что головоногий моллюск – наутилус, потомок первоящеров гаттерия, а также кистеперая рыба – латимерия, существуют, почти без изменения, миллионы лет
Примеры: (Слайд 20)
Латимерия – палеозойская (девон) 570 млн. лет
Наутилус – мезозойская (триас)
Черепахи – триас 200 млн. лет
Гаттерия – юрский период 165 млн. лет
Действием этой формы естественного отбора объясняется устойчивость размеров и формы цветков у насекомо-опыляемых растений. (Слайд 21)
Движущий отбор (Слайд 22)
Но окружающий мир меняется и организмы чтобы выжить тоже должны приспосабливаться к новым условиям и здесь включается в работу движущий отбор.
Способствует изменениям организмов и приводит к появлению новой средней нормы вместо существующей, переставшей соответствовать новым условиям.
Движущая форма действует при изменении условий внешней среды.
Как правило, действие движущего отбора становится заметным через большие промежутки времени. Хотя иногда движущий отбор может проявляться очень быстро в ответ на неожиданные и сильные изменения внешних условий.
1. Яркий пример существования движущего отбора индустриальный меланизм: бабочки - перечные пяденицы меняют окраску под влиянием выбросов сажи и закопчения стволов деревьев в индустриальных районах Англии. В загрязненных районах - темные бабочки, в незагрязненной местности – светлые (Слайд 23)
2. Утрата признака как результат действия движущего отбора могут служить редукция глаз у слепыша, ведущего подземный образ жизни.
3. Устойчивость колорадских жуков к ядохимикатам. (Слайд 24)
Дизруптивный (разрывающий)  отбор (Слайд 25)
Разрывающий отбор приводит к возникновению в пределах популяций групп особей, различающихся по каким-либо признакам (окраске, поведению, пространству). Дизруптивный отбор способствует поддержанию в пределах популяций двух и более фенотипов и убирает промежуточные формы. Происходит своеобразный разрыв популяции по определенному признаку. Такое явление получило название полиморфизм. Полиморфизм характерен для многих видов животных и растений.
Пример: 1. Примером дизруптивного отбора может служить образование мимикрирующих форм у африканской бабочки дардануса. Самки дарданус подражают сразу нескольким ядовитым бабочкам в результате этого внутри популяции наблюдается внутривидовой полиморфизм и единая популяция распадается на несколько дочерних. В дальнейшем это может привести к видообразованию. (Слайд 26)
2. Образование различных популяций растения погремка большого в связи с покосами. Происходит устранение из исходной популяции растений со средними сроками цветения, остаются растения с ранним и поздним сроками цветения.
В результате единая популяция распадается на две, находящиеся на одной территории, но оказывающиеся изолированными друг от друга в смысле воспроизведения. (Слайд 27)
3. Значение отбора
Результаты естественного отбора (Слайд 28)

Естественный отбор нередко сравнивают с работой скульптора. Как скульптор из бесформенной глыбы мрамора создает произведение, поражающее гармоничностью всех его частей, так отбор накапливая полезные для популяции и вида наследственные изменения и отбрасывая вредные, постепенно создает новые, более совершенные и прекрасно приспособленные к среде обитания виды. В этом состоит творческая роль естественного отбора.
Естественный отбор- главная движущая сила эволюции. (Слайд 29)
III. Закрепление: А теперь, для того, чтобы закрепить полученные знания, давайте ответим на вопросы. Я задаю вопросы, а вы стараетесь найти правильный ответ, отвечает тот, кто первым поднимет руку.
Задание 1. Определение форм борьбы за существование: (Слайд 30)
Перечислены причины, которые приводят к гибели многих особей одуванчика и не дают этому виду занять весь земной шар:
а)плодами питаются многие птицы;
б)одуванчики вытесняют друг друга;
в)всходами питаются травоядные животные;
г)семена погибают в пустынях, на скалах;
д.)мешают другие более высокие растения;
е)растения гибнут от сильных морозов и засухи;
ж)топчут люди, автомашины;
з)семена погибают если они попадут в неблагоприятные для сохранения и прорастания условия;
и) растения гибнут от болезнетворных бактерий и вирусов.
Укажите формы борьбы за существование одуванчиков (внутривидовая: ...; межвидовая: ...; борьба с неблагоприятными условиями среды: ...).
Задание 2. Определение форм естественного отбора. (Слайд 31)
Определите, к какой форме естественного отбора можно отнести данные примеры:
появление тараканов, устойчивых к действию ядохимикатов (движущая);
формирование многих вариантов окраски внутри популяции травяной лягушки (дизруптивная);
соответствие частей цветка у растения данного вида размерам конкретного вида насекомого-опылителя (стабилизирующая);
кистеперые рыбы и крокодилы практически не изменились за миллионы лет (стабилизирующая);
возникновение устойчивости к антибиотикам у микроорганизмов (движущая);
на океанических островах мухи с нормальными крыльями сдуваются в океан и погибают. Преимущество у длиннокрылых и с недоразвитыми (рудиментарными) крыльями (дизруптвная).
Задание 3. Американский орнитолог Г. Бампас зимой 1868 года собрал на улицах Манхэттена 327 воробьев, окоченевших от мороза и метели. Птиц подвергли биометрическому анализу и одновременно отогревали. Выжили те особи, чьи признаки приближались к средним параметрам.
Какая форма отбора действовала в данном случае? Ответ поясните (Слайд 32)
Задание 4. Посмотрите фильм и скажите какие формы борьбы за существование в нем показаны. (показывается фильм «Борьба за существование»)
Подведение итогов
Благодарю всех участников урока за плодотворную работу и желаю дальнейших успехов в изучении биологии.
Выставление оценок.
Домашнее задание. § 57, 58 с. 205-214; заполнить таблицу (Слайд 34)
«Сравнение форм естественного отбора»
Признаки Стабилизирующий отбор Движущий отбор Дизруптивный отбор
Автор И.И. Шмальгаузен Ч. Дарвин Несколько авторов
Условия действия В неизменных постоянных условиях существования Постепенное и нерезкое изменение условий существования организмов При резких изменяющихся условиях существования
Направленность В пользу установившегося в популяции среднего значения признака В пользу особей, имеющих отклонения от средней нормы Против особей со средними значениями признака
Результат действия Сохранение и поддержание значения средней нормы признака Возникновение новой средней нормы признака Формирование двух и более новых средних норм вместо одной
Примеры -устойчивыеразмеры цветкаи насекомоядных;
-реликтовыеформы -индустриальный механизм;
-устойчивостьнасекомых
к ядохимикатам;
-полиморфизм;
-раннецветущиеи поздноцветущие растения;
-быстрорастущиеи медленнорастущие растения
И урок я все-таки хотела бы закончить словами Эразма Дарвина, которыми мы начинали наш урок, теперь, я думаю, они приобрели для вас новый, более понятный смысл:
В борьбе стихий, в развитье постепенном
Все существа, все формы создались
И жизнею могучею зажглись!
Эразм Дарвин
Литература
1. Биология: Модуль №4  для 10  класса.  Учебно-методическая часть. /Сост.: Н.А. Гаевский, д-р биол. наук, профессор кафедры физиологии растений и биотехнологий, КрасГУ; Красноярск, 2006 — 39 стр
2. Пономарева И.Н. Корнилова О.А. Чернова Н. М. Биология: 9 класс: Учебник для учащихся общеобразовательных учреждений. - Вентана-Граф, 2008 - 240 стр3. Каменский А.А., Криксунов Е.А. Биология. Общая биология. 10-11 классы: учеб. Для общеобразоват. Учреждений. – 4-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2008. – 367 с. : ил