Задачи:

Оборудование:

Ход урока

1. Проверка знаний.

(Фронтальная беседа, с определением основных вех в истории развития биологии и формулированием выводов по каждому этапу).

2. Изучение нового материала.

Итак, факт эволюции, то есть исторического развития живых организмов от простых форм к более высокоорганизованным, в основе которого лежат процессы уникального функционирования генетической информации, был принят и подтвержден данными биохимии, палеонтологии, генетики, эмбриологии, анатомии, систематики и многих других наук, которые располагали фактами, доказывающими существование эволюционного процесса.

Цель сегодняшнего урока: сформировать и раскрыть сущность основных доказательств эволюции.

1.Доказательства единства происхождения органического мира. (Фронтальная беседа с определением основных положений доказательств).

- Каков химический состав организмов?

- О чем говорит универсальность генетического кода?

- Молекулы какого вещества являются аккумуляторами энергии для живых организмов?

- Есть ли различия в процессах митоза и мейоза?

1. Близкий элементарный химический состав;

2. Белки и нуклеиновые кислоты построены всегда по единому принципу и из сходных компонентов, играют особо важную роль в жизненных процессах всех организмов;

3. Сходство обнаруживается как в строении, так и функционировании биологических молекул;

4. Едины для всего живого принципы генетического кодирования, биосинтеза белков и нуклеиновых кислот;

5. АТФ-молекулы - аккумуляторы энергии, для большинства организмов;

6. Одинаковы механизмы расщепления сахаров и основной энергетический цикл клетки;

7. Митоз и мейоз осуществляется одинаково у всех эукариот;

8. Клетка - элементарная единица живого, её строение и функционирование очень сходно.

(Основные положения записаны на доске. По окончании беседы, формулируем основные положения и записываем в тетрадях, опираясь на запись на доске).

2. Эмбриологические, палеонтологические и сравнительно-анатомические доказательства).

(Организуется работа в группах с использованием инструктивных карточек, текстовых приложений, коллекций, таблиц, моделей, гербария. Перед работой даётся алгоритм работы.

Каждая группа получает задания, на выполнение которого даётся 11-15 минут. Дальше группы меняются местами и выполняют второе задание, далее - третье. В результате все учащиеся изучают материал по данному вопросу в полном объёме. Закрепление проводится в форме фронтальной беседы).

1. Палеонтологические доказательства.

Ч.Дарвин доказал историческое развитие живой природы, но в последующие годы сбор прямых и косвенных доказательств эволюции продолжается. В основе палеонтологических доказательств лежит наука палеонтология.

Палеонтология - наука, изучающая остатки вымерших организмов, выявляющая их сходства и различия с современными организмами.

Благодаря палеонтологическим данным удалось установить переходные формы и филогенетические ряды.

Филогенетические ряды. Выдающиеся достижения в накоплении прямых доказательств эволюции принадлежит отечественным ученым, прежде всего В.О. Ковалевскому.

Работы В.О. Ковалевского были первыми палеонтологическими исследованиями, которым удалось показать, что одни виды происходят от других.

Исследуя историю развития лошадей, В.О.Ковалевский показал, что современные однопалые животные происходят от мелких пятипалых всеядных предков, живших 60-70 млн. лет назад в лесах. Изменение климата Земли, повлекшее за собой сокращение площадей лесов и увеличения размеров степей, привело к тому, что предки современных лошадей начали осваивать новую среду обитания – степи. Необходимость защиты от хищников и передвижение на большие расстояния в поисках хороших пастбищ привела к преобразованию конечностей – уменьшению числа фаланг вплоть до одной. Параллельно изменению конечностей происходило преобразование всего организма: увеличение размеров тела, изменение формы черепа и усложнение строения зубов, возникновение свойственного травоядным млекопитающим пищеварительного тракта и многое другое.

В.О.Ковалевский обнаружил последовательные ряды ископаемых форм лошадиных, эволюция которых совершалась в указанных направлениях. Такие ряды видов, последовательно сменяющих друг друга, называются филогенетическими и свидетельствуют о существовании эволюционного процесса.

Переходные формы. Установление факта постепенного эволюционного развития в линиях невысокого систематического ранга (ряды ископаемых лошадей, слонов, моллюсков) показало существование преемственности между современными и ископаемыми видами. Не в силах опровергнуть эти факты, противники эволюционной теории утверждали, что систематические группы более высокого ранга не могли произойти друг от друга, а явились результатом отдельного акта творения. Поэтому особый интерес представляют ископаемые формы, сочетающие признаки древних и более молодых групп высокого систематического ранга. Такие формы называются переходными. Примером их могут служить кистепёрые рыбы, связывающие рыб с вышедшими на сушу четвероногими земноводными; семенные папоротники - переходная группа между папоротникообразными и голосеменными и др.

Существование переходных форм между разными типами, классами, отрядами показывает, что постепенный характер исторического развития свойствен не только низшим, но и высшим систематическим категориям.

Инструктивная карточка для работы по теме "Палеонтологические доказательства”.

1. Прочтите текст, приложения.

2.Дайте определения ключевым понятиям: палеонтология, филогенетические ряды, переходные формы.

3. Запишите в тетрадь определения ключевых понятий, приводя примеры переходных форм и филогенетических рядов.

4. Рассмотрите коллекцию "Формы сохранности ископаемых видов растений и животных” часть 1,2,3,4.

5. Определите значения ископаемых остатков, как доказательств эволюции. Выпишите в тетрадь, главные из них.

6. Сформулируйте вывод о роли палеонтологических материалов в доказательстве эволюционных преобразований живых организмов.

7. Используя алгоритм работы, приведенный в инструктивной карточке, и, отвечая на вопросы, подготовьте устный ответ по теме "Палеонтологические доказательства”.

2. Морфологические доказательства.

В основе морфологических доказательств лежат данные науки сравнительной анатомии.

Сравнительная анатомия – наука, изучающая и сравнивающая внутреннее и внешнее строение живых организмов.

Сравнительно-анатомические исследования показали, что строение передних конечностей некоторых позвоночных, например ласты кита, лапы крота, крокодила, крылья птицы, летучей мыши, руки человека, несмотря на выполнение совершенно разных функций, в принципиальных чертах строение сходны. Некоторые кости в скелете конечностей могут отсутствовать, другие срастаться, относительные размеры костей могут меняться, но их гомология, т.е. сходство, основанное на общности происхождения, совершенно очевидна. Гомологичными называются такие органы, которые развиваются из одинаковых эмбриональных зачатков сходным образом.

Наличие у организмов разных групп (классов, семейств и т.д.) гомологичных органов дает возможность установить степень родства между ними, проследить их эволюцию. Видоизменение органов, имеющих общее происхождение, объясняется дивергенцией по признаку строения данного органа в связи с приспособлением к среде обитания.

Дивергенция – расхождение признаков в пределах популяции вида, возникающее под действием естественного отбора. Общая закономерность эволюции, приводящая к образованию новых видов, родов, классов и т. д.

Не всякое сходство органов свидетельствует в пользу их родства. Крыло бабочки и крыло птицы выполняют сходную функцию, но их строение совершенно различно. Сходство вызвано образом жизни, приспособлением к полету, возникшим независимо друг от друга у бабочек и птиц, а не родственным происхождением этих форм. Органы, имеющие внешнее сходство, вызванное сходными приспособлениями к сходным условиям жизни, но различное строение, называются аналогичными. Аналогичные органы возникли в результате конвергенции-схождения признаков и не свидетельствуют о родстве между организмами.

Конвергенция – сближение признаков в пределах разных систематических групп живых организмов, возникшее при воздействии относительно одинаковых условий существования на ход естественного отбора.

Некоторые органы или их части не функционируют у взрослых животных и являются для них лишними - это рудиментарные органы, или рудименты. Наличие рудиментов, так же как и гомологичных органов, свидетельствует об общности происхождения живых форм. Задние конечности у кита, скрытые внутри тела, - рудимент, доказывающий наземное происхождение его предков. У человека тоже известны рудиментарные органы: мышцы, двигающие ушную раковину, рудимент третьего века и т. п.

У некоторых организмов рудиментарные органы могут развиваться до органов нормальных размеров. Такой возврат к строению органа предковых форм называют атавизмом. Среди тысяч однопалых лошадей изредка попадаются особи, у которых развиты маленькие копытца I I и IV пальцев. Известны случаи появления атавистических признаков и у человека: рождение детей с первичным волосяным покровом, с длинным хвостиком и т.д. Возникновение атавизмов указывает на возможное строение того или иного органа у предковых форм.

Сравнительно-анатомические исследования показали существование форм, сочетающих в себе признаки нескольких крупных систематических единиц. Например, эвглена зелёная сочетает признаки растения (хлоропласты, фотосинтез) и животных (жгутики, светочувствительный глазок, подобие ротового аппарата); ехидна и утконос стоят между пресмыкающимися и млекопитающими (откладывают яйца и выкармливают детёнышей молоком). Существование таких промежуточных форм указывает на то, что в прежние геологические эпохи жили организмы, являющиеся родоначальниками нескольких систематических групп.

Инструктивная карточка для работы по теме "Морфологические доказательства”.

1. Прочтите текст.

2. Дайте определения ключевым понятиям: сравнительная анатомия, гомологичные органы, дивергенция, аналогичные органы, конвергенция, рудиментарные органы, атавизмы.

3. Рассмотрите коллекции с гомологичными и аналогичными органами, таблицы "Схемы строения кровообращения позвоночных”, ”Схемы строения головного мозга позвоночных”, модели головного мозга позвоночных, гербарий растений.

4. Сравните строение кровеносной системы, головного мозга позвоночных, строение растений от водорослей до покрытосеменных. Сделайте вывод об усложении в строении различных систем органов живых организмов. Что это доказывает?

5. Запишите в тетрадь определения ключевых понятий, приводя примеры гомологичных, аналогичных, рудиментарных органов и атавизмов.

6. Определите их значения, как доказательств эволюции.

7. Сформулируйте вывод о роли данных сравнительной анатомии в доказательстве эволюционных преобразований живых организмов.

8. Используя алгоритм работы, приведенный в инструктивной карточке, и, отвечая на вопросы, подготовьте устный ответ по теме "Морфологические доказательства”.

III.Эмбриологические доказательства.

Факт единства происхождения живых организмов был установлен на основе эмбриологических исследований, в основе которых лежат данные науки эмбриологии.

Эмбриология – наука, изучающая зародышевое развитие организмов.

Все многоклеточные животные развиваются из одной оплодотворенной яйцеклетки. В процессе индивидуального развития они проходят стадии дробления, образование двух- и трехслойного зародышей, формирования органов из зародышевых листков. Сходство зародышевого развития животных свидетельствует о единстве их происхождения.

С особой отчетливостью сходство эмбриональных стадий выступает в пределах отдельных типов и классов. Так, на ранних стадиях развития у зародышей позвоночных (рыбы, ящерицы, кролика, человека) наблюдается поразительное сходство: все они имеют головной, туловищный и хвостовой отделы, зачатки конечностей, по бокам тела – зачатки жабр.

По мере развития зародышей черты различия выступают все более явственно. Причем вначале проявляются признаки класса, к которому относятся зародыши, затем признаки отряда и на еще более поздних стадиях - признаки рода и вида. Эта закономерность в развитии зародышей указывает на их родство, происхождение от одного ствола, который в ходе эволюции распался на множество ветвей.

Основываясь на приведенных выше, а также множестве других фактов, немецкие ученые Ф.Мюллер и Э.Геккель во второй половине XIX в. установили закон соотношения онтогенеза, который получил название биогенетического закона. Согласно этому закону каждая особь в индивидуальном развитии (онтогенезе) повторяет историю развития своего вида (филогенез), или, короче, онтогенез есть краткое повторение филогенеза.

Однако за короткий период индивидуального развития особь не может повторить все этапы эволюции, которая совершалась тысячи или миллионы лет. Поэтому повторение стадий исторического развития вида в зародышевом развитии происходит в сжатой форме, с выпадением ряда этапов. Кроме того, эмбрионы имеют сходство не со взрослыми формами предков, а с их зародышами. Так, в онтогенезе млекопитающих и рыб имеется этап, на котором у зародышей образуются жаберные дуги. У зародыша рыбы на основании этих дуг образуется орган дыхания – жаберный аппарат. В онтогенезе млекопитающих повторяется не строение жаберного аппарата взрослых рыб, а строение закладок жаберного аппарата зародыша, на основе которых у млекопитающих развиваются совершенно иные органы (хрящи гортани и трахеи). В разработки теории онтогенеза выдающуюся роль сыграли исследования академика А.Н.Северцова. Он доказал, что изменение исторического развития обусловлены изменениями хода зародышевого развития. Наследственные изменения затрагивают все стадии жизненного цикла, в том числе и зародышевый период. Мутации, возникающие в ходе развития зародыша, как правило, нарушают взаимодействие в организме и ведут к его гибели. Однако мелкие мутации могут оказаться полезными и тогда сохранятся естественным отбором. Они передадутся потомству, включатся в историческое развитие, влияя на его ход.

Инструктивная карточка для работы по теме "Эмбриологические доказательства”.

1. Прочтите текст.

2. Дайте определения ключевым понятиям: эмбриология, биогенетический закон.

3. Рассмотрите влажный препарат "Развитие земноводных” и объёмную таблицу "Развитие зародышей хордовых животных”.

4. Сравните строение зародышей. Сделайте вывод о схожести в строении на ранних этапах развития зародыша и усложнении в строении зародыша различных классов хордовых организмов по мере их развития. Что это доказывает?

5. Запишите в тетрадь определения ключевых понятий.

6.Определите их значения, как доказательств эволюции.

7.Сформулируйте вывод о роли данных эмбриологии в доказательстве эволюционных преобразований живых организмов.

8. Используя алгоритм работы, приведенный в инструктивной карточке, и, отвечая на вопросы, подготовьте устный ответ по теме "Эмбриологические доказательства”.

(Подведение итогов самостоятельной работы учащихся, заслушиваем устные рассказы по изученным темам).

IV. Биогеографические доказательства. Островные фауна и флора.

(По этому вопросу выступает два ученика с сообщениями, заостряя внимание на основных положениях доказательств и делая вывод о их роли, как доказательствах эволюции).

О эволюционном процессе свидетельствует – распространение животных и растений по поверхности нашей планеты. Изучая растительный и животный мир Земли, А.Уоллес привел все сведения о многообразии и своеобразии живого мира различных географических территорий в систему и выделил шесть зоогеографических областей:

Степени сходства и различия между ними неодинаковы.

Фауна и флора: Палеарктическая и Неоарктическая – схожа очень (изолированные Беринговым проливом).

Неоарктическая и Неотропическая – существенно отличаются (соединены сухопутной связью – Панамским перешейком).

В чем причина сходства и различия ?

Они связанны с историей формирования материков, временем их изоляции.

Глубокое различие в фауне Неотропической и Неоарктической областей определяется тем, что сухопутная связь между ними установилась совсем недавно. Об этом свидетельствуют биологические данные.

После возникновения Панамского моста лишь не многим южноамериканским видам удалось проникнуть на север (дикобраз, броненосец, опоссум).

Североамериканские виды преуспели в освоении южноамериканской области несколько больше (олени, лисы, выдры, медведи), но эти животные не оказали существенного влияния на уникальный видовой состав Южной Америки. Только здесь живут:

1. отряд неполнозубых (муравьеды, ленивцы);

2. сохранились птицы гоацины, которые могут лазать по деревьям благодаря когтям на пальце крыла и др.

Сходство фауны Неоарктической и Палеарктической областей обусловлено тем, что в прошлом между ними существовал сухопутный мост – Берингов перешеек.

Наиболее отличен от других континентов животный мир Австралии. Известно, что Австралия обособилась от Южной Азии свыше 100 млн. лет назад ещё до возникновения высших млекопитающих. Лишь в Ледниковый период сюда через острова Зондского архипелага перебрались немногие плацентарные – мыши, собаки.

Вывод: чем теснее связь континентов, тем более родственные формы там обитают, чем древнее изоляция частей света друг от друга, тем больше различия между их поселением. Такое распределение видов животных и растений по поверхности планеты и их группировка в биогеографических зонах отражает процесс исторического развития Земли и эволюции живого.

Для понимания эволюционного процесса большой интерес представляют фауна и флора островов. Так как видовой состав фауны и флоры островов целиком определяется историей их происхождения.

Материковые острова

Живой мир близок к материковому. Британские, Сахалинские острова несколько тысяч лет назад отделились от суши, поэтому живой мир очень схож с материком. Чем древнее остров и чем более значительней водная преграда, тем больше обнаруживается отличий.

Мадагаскар. Нет типичных для Африки крупных копытных: быков, антилоп, зебр. Нет крупных хищников: львов, леопардов, гиен, высших обезьян. Но этот остров последнее убежище лемуров. Когда-то, до появление обезьян, лемуры были доминирующими приматами. Но они не могли соперничать со своими более развитыми сородичами и исчезли повсюду, кроме Мадагаскара, который отделился от материка прежде чем эволюционировали обезьяны. На Мадагаскаре 46 родов птиц, не встречающихся нигде в мире. Хамелеоны – крупнее и разнообразнее, чем в Африке. УСТАЛЕ до 60 см. Некоторые на конце морды имеют рога, что делает их похожими на грозных миниатюрных динозавров.

В отличие от Африки на острове отсутствуют ядовитые змеи. Но много питонов и не ядовитых змей.

Согласно истории живого мира змеи появились довольно поздно по сравнению с другими рептилиями, причем ядовитые змеи из них самые молодые. Мадагаскар отделился от континента до появления там змей. Лягушек на Мадагаскаре насчитывается около 150 видов.

Океанические острова

Видовой состав фауны океанических островов беден и является результатом случайного занесения некоторых видов, обычно птиц, рептилий, насекомых. Наземные млекопитающие, амфибии и др. животные не способны преодолевать значительные водные преграды, на большинстве таких островов отсутствуют. Галапогосские острова – удалены от берегов Южной Америки на 700 км. Это расстояние могут преодолеть только хорошо летающие формы. 15% видов птиц представлены южноамериканскими видами, а 85% - отличны от материковых и нигде больше не встречаются.

Гавайские острова. Обнаружено большое разнообразие улиток, цветочниц, которых около 300 эндомичных видов, принадлежащих одному роду.

1. Перечислите все доказательства эволюции.

2. Выполните тестовую работу.

Тест "Доказательства эволюции”.

1. Какие доказательства эволюции основываются на данных палеонтологии?

2. Какие организмы являются переходными формами?

3. Какие органы лошадей претерпевали наибольшие изменения?

4. Кто установил филогенетические ряды?

5. Назовите гомологичные органы?

6. Назовите аналогичные органы?

7. Назовите рудиментарные органы?

8. Назовите атовизмы?

9. Какие доказательства эволюции основаны на данных сравнительной анатомии?

10. На каких этапах развития зародыши позвоночных обнаруживают наибольшее сходство между собой?

11. Кто сформулировал биогенетический закон?

12. Какие доказательства эволюции основаны на данных эмбриологии?

13. Сколько зоогеографических областей выделил А.Уоллес?

14. От чего зависит разнообразие растительного и животного мира островов?

15. На чем основываются доказательства единства происхождения органического мира?

Домашнее задание: выучить конспект урока; приготовиться к фронтальному опросу о доказательствах эволюции.