Урок биологии в 9 классе на тему Доказательства эволюции

23.01.2017 Предмет/Биология Класс/9 Урок:37
Тема урока:Доказательства эволюции.
Цель: Формирование знания о факторах, свидетельствующих в пользу эволюции и представления об основных доказательствах развития органического мира. Задачи: Обучающие:  повторить основные положения эволюционной теории Ч.Дарвина;  получить представление об основных доказательствах развития органического мира;  выявить ключевые понятия доказательств эволюции;  расширить кругозор знаний учащихся о разнообразных формах жизни на планете Земля. Воспитательные:  формировать познавательный интерес к предмету через использование Internet -ресурсов и создание ситуации успеха;  способствовать воспитанию культуры общения. Развивающие:  развивать учебно-интеллектуальные умения (выделять главное и существенное, устанавливать причинно-следственные связи);  развивать логическое мышление;  продолжить развитие учебно-познавательных умений: составлять и высказывать тезисы;  развивать информационно – поисковые умения через использование Internet-ресурсов и литературных источников и учебно-организационные умения учащихся, таких как самоорганизация на выполнение поставленной задачи, самоконтроль и самоанализ учебной деятельности. Планируемые результаты: Учащиеся получают представление об основных доказательства развития органического мира. Методы обучения: Частично поисковый. Форма организации учебной деятельности: Урок с использованием Internet -ресурсов. Оборудование:  компьютеры, выход в Internet  коллекции «Формы сохранности ископаемых видов растений и животных»;  таблицы «Схемы кровообращения позвоночных», «Схемы строения головного мозга позвоночных», «Ароморфозы», филогенетический ряд растений, животных, человека,  рельефные таблицы: «Археоптерикс», «Развитие зародышей хордовых животных»  влажный препарат: «Развитие зародыша птицы» Ход урока Здравствуйте, ребята. Начнём урок. Я знаю, что вы приготовили пожелания друг другу. Ну а теперь я предлагаю вам небольшую игру. Игра «Хвасталки» Время от времени имеет смысл хвалиться перед самим собой своими успехами, пусть и совсем маленькими. Да и как это приятно — радоваться успехам других. Встанем все в один круг. Сейчас мы начнем рассказывать о своих успехах. Ничего, что это будет немного похоже на хвастовство. Жизнь так разнообразна, что в ней всегда найдется место успеху. Чем больше людей достигают успеха, тем лучше для каждого из нас и тем легче каждому из нас добиться и своего успеха. Сейчас я расскажу, как будет происходить наша игра. Каждый думает о каком-нибудь своем достижении. При этом не имеет значения, большое это достижение или маленькое. Главное, чтобы оно было важным для вас самих. Ученик выходит на середину, говорит о своём достижении. А мы вместе скажем «Мы рады за тебя». Сегодня вы как обычно работаете в группах. Вы самостоятельно разделились на группы, заранее выбрали себе задания . Давайте напомним друг другу правила работы в группе, которыми вы руководствовались: Уважать мнение других Уметь слушать Не перебивать Сегодня мы с вами посмотрим насколько это мы умеем Выделять самую главную информацию Красиво оформлять свои мысли Убедительно доказывать Слушать друг друга Критически оценивать себя. Тема нашего урока: Доказательства эволюции органического мира. Каждая группа должна была подобрать материал по определённой группе доказательств эволюции представить его другим группам, тем самым подтвердить теорию единства происхождения органического мира. Вы должны внимательно слушать товарищей из других групп, чтобы усвоить материал. В конце урока будет тест. Существует несколько точек зрения на то, как зародилась жизнь на Земле. С одной точки зрения: все создано творцом, с другой: жизнь на Земле появилась постепенно в ходе эволюции. Мы с Вами сегодня рассмотрим научную точку зрения на развитие органического мира. Мы с вами постараемся выявить биологические объекты, с помощью которых можно было бы доказать происходившую эволюцию. Как Вы думаете, какие науки могли бы помочь нам в этом (эмбриология, цитология, палеонтология, анатомия, морфология)? Итак, эволюцией называется необратимый процесс развития любой системы, в результате которого возникают новые структуры и новые функции. В биологии термин «эволюция» (от лат. evolutio – развитие, развертывание) впервые использовал швейцарский натуралист Шарль Бонне в 1762 г. в одной из эмбриологических работ . По современным представлениям, биологическая эволюция – это необратимое и, в известной мере, направленное историческое развитие живой природы, сопровождающееся изменением генетического состава популяций, формированием адаптаций, образованием и вымиранием видов, преобразованиями биогеоценозов и биосферы в целом. Эволюция-процесс исторического развития животного мира от простого к сложному. Эволюция животного мира связана со сменой условий (климат, рельеф, растительность) происходивших на земле. Эволюция- это необратимый исторический процесс развития живой природы от низшего к высшему, от простого к сложному. Она направлена в сторону усложнения. Пока есть жизнь, есть и ее эволюция. В процессе усложнялась организация животных. Можно ли наблюдать эволюцию? Жизнь человека коротка, поэтому наблюдать ее невозможно. Эволюция идет несколько миллионов лет, а существование человека ограничивается тысячелетиями. Существуют многочисленные доказательства эволюции органического мира Земли, которые одновременно являются и методами изучения эволюции. К классическим доказательствам эволюции относятся: • эмбриологические • палеонтологические • биохимические • генетические • сравнительно-анатомические . Вы работали в группах. Результатом вашей работы должна быть характеристика той или иной группы доказательств по следующему плану: 1. Название группы доказательств 2. На чём основываются доказательства 3. Примеры доказательств 4. Значение для изучения и доказательства эволюции Выступления групп. 1 группа Эмбриологические доказательства Презентация Эмбриология- наука о зародышевом развитии организмов, индивидуальном развитии организмов. Сравнение особенностей эмбрионального развития представителей различных групп позвоночных, например рыбы, тритона, черепахи, птицы, кролика, свиньи и человека, показало, что все зародыши на ранних стадиях развития очень сходны между собой. Ранние стадии развития зародышей всех классов, в том числе и млекопитающих похожи на зародыш рыб: имеются жаберные щели, хвост, 1 круг круг кровообращения) Таким образом, изучение эмбрионального развития различных групп позвоночных животных показывает родство сравниваемых организмов, выясняет путь их исторического развития и служит доказательством в пользу существования эволюции живых организмов. Эмбриологические доказательства связаны с исследованием стадий развития зародышей различных организмов. Одними из первых успешные фундаментальные исследования в этой области проводили Э. Геккель и Ф. Мюллер. Им удалось установить закон зародышевого сходства, который вошел в биологическую науку как биогенетический закон, или закон Мюллера-Геккеля. Сокращенно он звучит так: Онтогенез есть кратвое и неполное повторение филогенеза. Онтогенез – это индивидуальное развитие одной особи от процесса ее зарождения до смерти. А филогенез – это исторический процесс развития всего живого. Без биологических терминов биогенетический закон приобретает следующую формулировку: “Каждый живой организм кратко повторяет историю развития жизни на планете в целом“. Мы, конечно же, не повторяем стадий развития растений, а грибы не идут по пути становления животных. Но всем живым организмам свойственны основные этапы формирования их предков. Жизнь на планете зародилась в виде одноклеточных. Все живые существа берут начала с одной клетки, будь то зигота человека, спора гриба или неоплодотворенная яйцеклетка одуванчика при партеногенезе. Стадия многоклеточного зародыша в период бластулы соответствует стадии первых колониальных многоклеточных вроде современного вольвокса золотистого. Стадия формирования зародышевых листков (гаструла) соответствует сначала кишечнополостным (двухслойным), а позже – плоским червям (трехслойным). В последующем организм развивается, пока не достигнет своего таксона. Но не дальше! Эмбрионы рептилий никогда не пройдут стадию птиц, а эмбрионы земноводных – стадию рептилий. Зато эмбрионы земноводных довольно долго переходят из стадии рыб в стадию собственно лягушек. У эмбриона человека в начале развития появляются жаберные щели на глотке, хорда, двухкамерное сердце, хрящевой скелет. Затем щели зарастают, сердце становится трехкамерным, а позже – четырехкамерным. Хрящевой скелет заменяется костным. Головной мозг вначале представлен в виде мозговых пузырей, затем обособляются пять его отделов. Постепенно передний мозг увеличивается, образуя большие полушария, на которых формируется кора. Есть и более наглядные примеры. Личинки жуков (особенно майского) и бабочек – гусеницы – напоминают дождевых червей из типа кольчатых. Именно тип кольчатых является предковым для членистоногих. Аналогичная ситуация существует и у растений. Выросший из споры мха предросток, или заросток, очень похож на нитчатую водоросль. Ведь именно водоросли дали начало первым наземным растениям. Многие прославленные эмбриологи опираются именно на биогенетический закон. Установить систематическую принадлежность животных часто удавалось только на основе исследования их эмбриональных стадий. А.О. Ковалевский открыл, что ланцетник относится к типу хордовых. Так же была доказана принадлежность к хордовым асцидий, которые сохраняют хорду в течении всего нескольких часов, пока находятся в стадии личинки. Основываясь на трудах И.И. Мечникова и А.О. Ковалевского, было разработано учение, доказывающее на основе развития зародышей не только единство всех хордовых животных, но и общность формирования органов из зародышевых листков. Серьезный вклад в развитие и совершенствование биогенетического закона внесли ученые И.И. Шмальгаузен и А.Н. Северцов. Они исследовали механизмы перестройки органов и установили, в какой стадии эмбриогенеза должны возникнуть изменения, чтобы это привело к определенным эволюционным последствиям. 2 группа Палеонтологические доказательства Презентация Палеонтология (от греч. палео - древний; онтос - существо; логос - учение) - наука о животных и растениях прошлых геологических эпох, изучаемых по ископаемым остаткам и следам жизнедеятельности. Основатели палеонтологии: Ж. Кювье, Ж.-Б. Ламарк, А. Броньяр. Термин "палеонтология" был предложен в1822 г. А. Бленвилем. Основы современной эволюционной палеонтологии заложил В. О. Ковалевский. Палеонтология-наука о древних организмах прошлых геологических эпох. Она изучает по ископаемым останкам тех, кто жил на Земле десятки и сотни миллионов лет назад. Ископаемыми останками являются окаменевшие раковины моллюсков , зубы и чешуя рыб, скорлупа яиц, скелеты и другие твердые части организмов, отпечатки и следы их жизнедеятельности, сохранившиеся в мягком иле, в глине, в песчанике. Эти породы когда-то затвердели и в окаменевшем состоянии сохранились в различных слоях Земли. По окаменевшим находкам, слепкам, останкам костей палеонтологии воссоздают животный мир прошлых эпох. Изучение дошедших до нас палеонтологических образцов из самых глубоких слоев Земли убедительно показывает, что животный мир древнего времени значительно отличался от современного. Палеонтология решает следующие задачи: • выявление ранних этапов эволюции жизни; • выявление обособления стволов органического мира; • выявление основных этапов развития органического мира; • выявление событий на рубежах основных подразделений истории Земли. Методы палеонтологии: • палеонтологический, заключающийся в расчленении осадочных толщ, определении их относительного возраста и установлении сходства между слоями разных регионов по сохранившимся в них ископаемым остаткам; • радиоактивный, основанный на изучении природного распада радиоактивных элементов, содержащихся в горных породах; позволяет вычислить абсолютный возраст горных пород и останков ископаемых организмов. Палеонтология предоставляет следующие данные в пользу эволюции: 1. Сведения об ископаемых переходных формах – это организмы, которые совмещают в себе признаки двух классов. Примерами ископаемых переходных форм являются: древние кистеперые рыбы, зверозубый ящер, археоптерикс и др. Переходные формы - формы, сочетающие в себе признаки нескольких крупных систематических единиц. Пример: эвглена зеленая (признаки растений: хлоропласты, использование СО2; признаки животных: жгутики, светочувствительный глазок . Связь между разными классами животных свидетельствует об общности их происхождения. Яйцекладущие (утконос, ехидна) по ряду особенностей своей организации промежуточные между рептилиями и млекопитающими . Гоацин - современная птица, некоторыми признаками сходная с археоптериксом. При помощи специфических когтей на крыльях птенцы гоацина могут карабкаться по ветвям, а в случае опасности предпочитают «отсиживаться» в воде . Происхождение земноводных Тесная связь земноводных с водой, строение и образ жизни личинок, сходство с рыбами на ранних стадиях развития указывает на происхождение земноводных от древних рыб. Древние земноводные имели большое сходство с древними кистеперыми рыбами. У тех и у других в течении всей жизни сохранялась хорда, в черепе было непарное теменное отверстие, кожа имела чешуи. Сравнение скелета плавников вымерших кистеперых со скелетом конечностей земноводных говорит об их большом сходстве. Имеются предположения, что древние земноводные произошли от древних кистеперых рыб около 300 миллионов лет назад. В то время на Земле был жаркий влажный климат. Многие водоемы мелели, вода в них сильно прогревалась, становилась бедной кислородом. В таких условиях чаще сохранялись из поколения в поколение те кистеперые рыбы, которые могли выходить из воды, дышать атмосферным воздухом. Высыхание одних водоемов вынуждало предков земноводных переходить в другие. Некоторые из них задерживались на суше. Здесь они находили для себя достаточное количество пищи и не имели конкурентов. Это были первые сухопутные позвоночные на Земле. Древние земноводные дали начало современным группам животных этого класса. Происхождение пресмыкающихся Первые пресмыкающиеся появились на Земле около 285 млн. лет назад. В то время на Земле установился теплый, сухой климат . Выживали только те земноводные, которые могли укрыться от сухости воздуха в болотах, или те, которые имели более сухую кожу, лучше развитые легочные мешки, могли откладывать яйца в плотной оболочке с большим запасом питательных веществ. Развитие зародыша удлинилось, но зато вылуплялась не беспомощная личинка, а сформированное животное, приспособленное к условиям жизни на суше. От таких древних земноводных и могли произойти пресмыкающиеся с плотной ороговевшей кожей препятствовавшей испарение. Легкие имели ячеистое строение, появились ребра, образовалась грудная клетка. В желудочке сердца появилась перегородка, но кровь еще частично смешивалась. В скелете удлинился шейный отдел-голова стала более подвижной. Усовершенствовались органы чувств, увеличился мозжечок отвечающий за согласованность движений. Происхождение птиц Мысль о происхождении птиц от древних пресмыкающихся подтверждается находка ми отпечатков древних птиц. Такие отпечатки были найдены в Европе в 1861 и 1877 г (Германия) на сланце с признаками присущими одновременно и рептилиям и птицам. Научное название археоптерикс (первоптица). Были величиной с голубя. Сороку, покрытые перьями, их отличали настоящие крылья, удлиненная цевка, расположение пальцев 3 пальца вперед и один назад как у современных птиц. Удлиненный хвост, тяжелый скелет, мелкие зубы в челюстях, не наполненные воздухом кости указывали на сходство с пресмыкающимися. Строение крыла, небольшой грудины без киля, хвоста, на каждом позвонке рулевые перья, позволило предполагать, что первоптицы плохо летали и вели древесный образ жизни. Ученые считают, что около 180млн. лет назад первоптицы произошли от мелких пресмыкающихся, которые жили на деревьях и могли перепрыгивать с ветки на ветку. .Происхождение млекопитающихся Сходство современных млекопитающих с пресмыкающимися, особенно на ранних стадиях развития, указывает на близкое родство этих групп животных, дает возможность предположить, что млекопитающие произошли от древних пресмыкающих. Это подтверждается находками скелетов вымерших зверозубых ящеров, которые имели еще больше признаков сходства с млекопитающими. В настоящее время существуют млекопитающие, которые по своему строению очень близки с пресмыкающимися. Это первозвери или яйцекладущие. Ученые установили, что млекопитающие, как и птицы произошли от пресмыкающихся. Основные признаки млекопитающих- живорождение, выкармливание детенышей молоком- у современных животных этого класса развиты неодинаково. В связи с этим млекопитающих делят на первозверей (яйцекладущие) как и пресмыкающиеся, но детенышей выкармливают молоком как млекопитающие. Зверей (сумчатые и плацентарные). Многие животные жившие раньше, не имеют аналогов в современном животном мире- они вымерли. Сегодня палеонтологи пытаются разгадать причины, по которым их не стало. Согласно предположениям вымирание произошло из-за изменения климата. При понижении температуры воздуха на Земле гигантские пресмыкающиеся становились менее жизнеспособными . Из откладываемых ими яиц не всегда выводилось потомство. Наступившее похолодание вызвало изменение растительности, которой питались растительноядные ящеры. При низкой температуре они не могли конкурировать с некоторыми видами теплокровных зверей и птиц, живших в то время. Наиболее крупными вымершими животными были динозавры 3 группа Анатомические доказательства Генетические доказательства Презентация Сравнивая строение нервной системы у представителей разных классов можно заметить ряд усложнений. Например: у кишечнополостных (гидра) нервная система диффузного типа. Уже у плоских червей (планария) - нервная система лестничного типа. Это 2 нервных тяжа вдоль тела, поперечные нервы и два нервных узла. У кольчатых червей ( дождевой червь) этим тяжи объединились в брюшную нервную цепочку. Она укрупнилась у моллюсков. Кстати, у них представителей ( осьминоги) она образовала мозг. Далее трубка продолжала эволюционировать. Это 5 отделов мозга у рыб. Укрупнение этих отделов у земноводных. И у представителей теплокровных мозг более развит. Например: у птиц появляются извилины в мозжечке. А у млекопитающих извилины не только в мозжечке, но и на переднем мозге образуют кору больших полушарий Сходство в строении организмов разных таксонов - свидетельство происхождения их от общего предка, является косвенным доказательством эволюции. Сравнительно-анатомические исследования показали, что конечности некоторых позвоночных, например ласты кита, лапы крота, крокодила, крылья птицы, летучей мыши, руки человека, несмотря на выполнение разных функций, имеют сходные черты строения и общее происхождение. Некоторые кости в скелете конечностей могут отсутствовать, другие — срастаться, могут изменяться относительные размеры костей, однако во всех случаях эти органы развиваются сходным образом из одинаковых эмбриональных зачатков. Органы, которые имеют сходное строение и общее происхождение, называются гомологичными. Наличие у организмов разных групп гомологичных органов позволяет установить степень родства между ними, проследить их эволюцию. Гомологичные органы - результат дивергенции. Например, форма тела кита и рыбы В природе часто наблюдаются случаи сходства по внешнему виду и выполняемым функциям органов, которые имеют разное происхождение. Например, крыло птицы и крыло бабочки выполняют сходную функцию, но их происхождение и строение совершенно различные. Сходство вызвано образом жизни, приспособлением к полету, возникшим независимо у бабочек и птиц, а не происхождением этих форм. Органы, имеющие внешнее сходство и выполняющие одинаковые функции, но имеющие разное происхождение, называются аналогичными. Аналогичные органы свидетельствуют о сходных направлениях приспособлений организмов, вызываемых в процессе эволюции действием естественного отбора. Образование аналогичных органов происходит путем конвергенции - сближении признаков в пределах систематических групп. Примеры таких органов: роющие конечности медведки (насекомого) и крота (млекопитающего); колючки у барбариса (видоизмененные листья), белой акации (видоизмененные прилистники), боярышника (видоизмененный побег) Генетические доказательства Ролевая игра Ну а сейчас приступим к генетическим доказательствам. Мы пригласили главного научного сотрудника Национальной академии наук Баязитову Зариму Амировну (ученица). Ролевая игра. Корреспондент: Здравствуйте, я корреспондент казахстанского научного журнала «Вестник». Наши читатели интересуются вопросом- как было установлено родство между человеком и животными. И какие для этого существуют генетические доказательства? Научный сотрудник: Вопрос, я бы сказала очень интересный. Да, такие доказательства существуют. Они основаны на сравнении числа и размера хромосом. Например, у человека 46 хромосом, а у шимпанзе-48. Корреспондент: Как? Разница в две хромосомы? Научный сотрудник: Да, разница в две хромосомы. Совпадает и окраска и форма и укладка ДНК. Современных методов доказать родство человека и животных очень много и они точны. Вот мы недавно в своём НИИ проводили исследование: сравнивали ДНК человека и шимпанзе. Сначала пометили изотопами. Потом растворы ДНК слили, нагрели при температуре 80-90 градусов Цельсия. Цепочки разорвались. Довели температуру до нормальной 37 Градусов Цельсия . И молекулы ДНК восстановили свою структуру. Но, что интересно! Получились ДНК – гибриды, в которых одна цепочка принадлежала шимпанзе, другая человеку. Вот вам и доказательства о близости и родстве человека и животных. Корреспондент: спасибо вам, Зарима Амировна, что нашли время ответить на вопросы наших читателей. 4 группа Биохимические доказательства Рудименты и атавизмы как доказательства эволюции. Презентация А мы сейчас хотим вам рассказать о биохимических доказательствах. И, конечно же, остановимся на рудиментах и атавизмах. Биохимические доказательства Все клетки всех живых существ, будь то прокариоты (бактерии) или эукариоты (одноклеточные, грибы, растения и животные) состоят из одних и тех же классов органических соединений - нуклеотидов, липидов, белков и углеводов. Во всех клетках химические процессы, в которых участвуют все эти соединения, контролируются одним и тем же классом белков - ферментами. 1.Все организмы, будь то вирусы, бактерии, растения, животные или грибы, имеют удивительно близкий элементарный химический состав. 2.У всех у них особо важную роль в жизненных явлениях играют белки и нуклеиновые кислоты, которые построены всегда по единому принципу и из сходных компонентов. Высокая степень сходства обнаруживается не только в строении биологических молекул, но и в способе их функционирования. Принципы генетического кодирования, биосинтеза белков и нуклеиновых кислот едины для всего живого. 3.У подавляющего большинства организмов в качестве молекул-аккумуляторов энергии используется АТФ, одинаковы также механизмы расщепления сахаров и основной энергетический цикл клетки. 4.Большинство организмов имеют клеточное строение. Рудименты Рудименты (от лат. – Зачаток, первооснова) – органы утратившие свое основное значение в процессе эмбрионального развития. Функции, которые несли рудиментарные органы, нормально развитыми у предков, сильно ослабляется или утрачиваются. В последнем случае рудименты могут выполнять какую либо иную функции, наличие рудиментов свидетельствуют об общности происхождения живых форм. Задние конечности у кита, скрытые внутри тела, так как раньше предки были наземные, а так же без этих костей киты не могли бы так хорошо погружаться на глубину. Остатки крыльев у киви служат для регулировки равновесия. Остатки задних конечностей питона очень помогают при движении через сучья и ветви. У двукрылых насекомых (мух, комаров) – задняя пара крыльев превращены в жужжальца. А так же рудиментарные органы известны у человека всего около 150. Более нам известные, это такие как: • Третье веко • Мышца, двигающая ухо (может у нас в классе есть, кто умеет двигать ушами?) • «Дарвин бугорок» • Клыки • Зубы мудрости • Аппендикс (утративший функцию пищеварения) • Копчик (остаток хвоста). Атавизмы Атавизмы (лат. atavus- предок, прародитель) - появление у отдельных организмов данного вида признаков, которые существовали у отдаленных предков, но были утрачены в ходе эволюции. Появление атавистических признаков объясняется тем, что в процессе развития особи до некоторой степени повторяются черты организации предков, то нарушения нормального развития могут привести к тому, что у взрослого организма сохраняется на всю жизнь признаки предков, нормально появляющиеся у зародыша и обычно исчезающие в ходе дальнейшего развития. Так же известны случаи появления атавистических признаков и у человека. Например: • Развитие дополнительных пар млечных желез. Другими словами многососковость • Волосатость • Наличие хвоста у человека • Волчья пасть или заячья губа На доске общая схема доказательств эволюции. К какому выводу мы пришли в ходе урока: -Эволюция- длительный процесс, идущий и сейчас. -Это необратимый процесс. Человек не может превратиться в своих предков, Лягушки не станут рыбами, птицы не станут пресмыкающимися. -Это говорит о единстве происхождения органического мира. Рефлексия Домашнее задание: Параграф 37.
Проверен: