Сценарий открытого урока по биологии Доказательства эволюции

Урок «Доказательства эволюции»
Задачи:
Раскрыть научное значение обнаружения в развитии зародышей следов далекой истории систематических групп.
Рассмотреть основные доказательства эволюции органического мира.
Выяснить значение ископаемых переходных форм для науки как палеонтологические доказательства, изучить сравнительно-анатомические доказательства эволюции.
Тип урока: комбинированный
План урока:
1. Проверка знаний учащихся (письменный опрос)
2. Изучение нового материала:
а) Эмбриологические доказательства эволюции (рассказ, конспект учебника)
б) Сравнительно-анатомические доказательства (рассказ, введение новых терминов, запись в тетради)
в) Палеонтологические доказательства (рассказ, конспект учебника)
г) Биогеографические доказательства (рассказ, конспект учебника)
д) Островные флора и фауна (рассказ, конспект учебника)
е) Молекулярные доказательства (рассказ, конспект учебника)
3. Закрепление: вопросы § 43
4. д/з: конспект, термины наизусть, § 43
Ход урока
I. Проверка знаний по эволюционному учению.
Письменный опрос:
1. В истории определяют “собирательный” период. С трудами каких ученых биологов он связан? Чем характеризовался этот период и каково его значение для развития биологии как науки?
2. Дайте объяснение одному из постулатов СТЭ, согласно которому эволюционный процесс не имеет направленности, и никогда не достигнет конечного результата, т.е. своего финала.
3. Объясните с точки зрения К. Линнея, Ж-Б. Ламарка, Ч. Дарвина образование длинной шеи у жирафа и отсутствие органов зрения у слепыша.
II. Изучение нового материала.
1. Эмбриологические доказательства эволюции.
Биогенетический закон Геккеля-Мюллера. Индивидуальное развитие организма есть краткое повторение зародышевых стадий предков или онтогенез есть краткое повторение филогенеза.
Карл Бэр - закон зародышевого сходства. На ранних стадиях зародышей всех позвоночных сходны между собой, и более развитые формы проходят этапы развития более примитивных форм.
2. Сравнительно-анатомические (морфологические) доказательства.
Формы, сочетающие в себе признаки нескольких крупных систематических единиц. Пример: эвглена зеленая (признаки растений -хлоропласта, 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. Строение передних конечностей некоторых позвоночных. Несмотря на выполнение ими разных функций, они имеют сходные черты строения. Например: ласт кита, лапа крота, крыло птицы, рука человека, лапа крокодила - имеют кости: плечо, предплечья, кисти, только они разной формы и размеров. Термины
Аналогичные органы - органы, выполняющие одинаковые функции, но имеющие разное строение и происхождение. Результат конвергенции. Пример: У медведки (насекомого) и крота (млекопитающего) сходство форм передних ног.
Гомологичные органы - органы, сходные между собой по строению, происхождению, но выполняющие разные функции. Результат дивергенции.
Пример: Рак речной и краб (имеют клешни).
Конвергенция - сближение признаков в пределах систематических групп.
Пример: Кит и рыба (форма тела). Корень и корневище. Дивергенция - расхождение признаков в пределах популяции, вида. Пример: Заяц-беляк и заяц-русак. Клевер луговой и клевер ползучий.
3. Палеонтологические доказательства эволюции
В.О. Ковалевский - его работы были первыми исследованиями, которые показали, что одни виды происходят от других. Он исследовал историю развития лошадей. Современные однопалые лошади произошли от всеядных пятипалых. Изменение климата вызвало сокращение лесов, увеличились размеры степей, и началось освоение этих степей лошадьми. Необходимость защищаться от хищников и передвигаться на большие расстояния в поисках пищи привело к преобразованию конечностей - уменьшению числа фаланг вплоть до одной. Параллельно преобразовались органы: увеличение размера тела, изменение формы черепа и усложнение строения зубов, возникновение пищеварительного тракта, свойственного травоядным.
Ковалевский В.О. обнаружил последовательные ряды ископаемых форм лошадиных. Такие ряды, последовательно сменяющие друг друга, называются филогенетическими, и свидетельствуют о существовании эволюционного процесса.
Переходные формы. При установлении факта постепенного эволюционного развития у представителей невысокого систематического ранга (ископаемые лошадей, слонов, моллюсков) наблюдается преемственность между современными и ископаемыми формами. Но противники эволюции утверждали, что систематические группы более высокого ранга являются результатом отдельного акта творения, поэтому особый интерес представляют ископаемые формы, сочетающие признаки древних и более молодых групп высокого систематического ранга - переходные формы.
Примеры:
кистеперые рыбы
1.Рыбы ________ земноводные;
семенные папоротники
2. споровые _____ голосеменные;
папоротники
3. стегоцефалы
земноводные ----------------- пресмыкающиеся;
4. вольвокс
одноклеточные----------------многоклеточные;
5. эвглена зеленая
одноклеточные __________одноклеточные животные.
растения
Вывод: Существование переходных форм показывает, что постепенный характер исторического развития свойственен не только низшим, но и высшим систематическим группам.
4. Биогеографические доказательства
Яркое свидетельство эволюционного прогресса - распространение животных и растений по поверхности нашей планеты. Л. Уоллес выделил 6 зоогеографических областей. Степень сходства и различия между разными областями неодинакова. Например: флора и фауна Неоарктической и Палеоарктической областей имеют много общего, хотя и изолированы Беринговым проливом. А Неоарктическая и Неотропическая существенно отличаются, хотя и соединены сухопутной связью - Панамским перешейком. В чем же причина? Вероятно, это связано с историей формирования материков, временем их изоляции. Во втором случае сухопутная связь возникла недавно, а в первом случае, вероятно, очень давно между областями существовал сухопутный мост - Берингов перешеек.
Вывод: Чем теснее связь континентов, тем более родственные формы там обитают. Чем древнее изоляция частей света друг от друга, тем больше различия между их населением.
5. Островные флора и фауна.
Видовой состав фауны и флоры островов определяется историей их происхождения. Острова: 1) материковые и 2) океанические (вулканические и коралловые).
Пример: На Британских островах и на Сахалине большинство видов сходно с близлежащими районами континента. Время их отделения от материка невелико - лишь несколько тысяч лет назад. Мадагаскар более древний остров, поэтому его животный и растительный мир отличается от Африки.
Видовой же состав океанических островов беден, и является результатом случайного занесения некоторых видов птиц, рептилий, насекомых, т.к. водные преграды могут преодолеть хорошо летающие и плавающие формы. Семена же растений и споры заносятся ветром, водой, птицами.
Ш. Закрепление: вопросы после §43
IV. Домашнее задание: §43, конспект, термины наизусть.
Урок 1. Доказательства эволюции (палеонтологические и эмбриологические доказательства)
Цель урока:
Оборудование: Презентация "Доказательства эволюции"", компьютер, мультимедийный проектор, информация из КМ, коллекция окаменелостей
Задачи урока:
выяснить значение для науки ископаемых переходных форм как палеонтологических доказательств.
раскрыть научное значение обнаружения в развитии зародышей следов далекой истории систематических групп;
дать оценку биогенетического закона Ф. Мюллера и Э. Геккеля как эмбриологического доказательства;
продолжение формирования умений вести диалог, находить и выделять главное, правильно и четко отвечать на поставленные вопросы
Ход урока
I. Орг. Момент. Введение в тему.
Попытки понять, как возникли растения и животные на Земле, почему они так разнообразны, появились у людей в глубокой древности. Долгое время господствовали религиозные взгляды на природу, согласно которым все виды растений и животных якобы сотворены богом и с тех пор не изменялись
Всегда ли животный мир был таким? Нет не всегда, вначале животный мир развивался в воде, а затем когда водоемы уменьшались животные появились на суше и дали начало новым классам животных, появились теплокровные и холоднокровные животные. Современный животный мир формировался постепенно в течении многих миллионов лет.
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. Эволюция необратима. 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. Может сложится впечатление, что эволюции нет, ничего не изменяется в природе. Но есть науки, которые смогли представить доказательства в пользу эволюции. . Доказательствами эволюции животного мира являются палеонтологические находки, сравнительно-анатомические исследования и зародышевое развитие животных - эмбриология.
Эти доказательства мы сегодня будем изучать.
2. Изучение нового материала (тема урока на слайде 1).
1. Палеонтологические доказательства (слайд 2).
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 в 1822 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.
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 (демонстрация рельефной таблицы)
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 млекопитающихсяСходство 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.
2. Эмбриологические доказательства
Эмбриология- наука о зародышевом развитии организмов, индивидуальном развитии организмов.
(По рис. Учебника сравнить эмбрионы хордовых. Найти сходство. Сделайте вывод).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.
Закрепление: (просмотр презентации).
Домашнее задание: параграф 49.