Конспект урока «Эволюция органического мира»

Эволюция органического мира

Оборудование: таблица по общей биологии «Основные этапы эволюции органического мира»; карточки с заданиями для работы в группах; клей, бумага; сводная таблица для подведения итогов.

ХОД УРОКА

I. Вводная часть

Учитель. Сегодня мы завершаем изучение темы «Развитие органического мира». На предыдущих уроках вы познакомились с основными этапами эволюции. Все эволюционные изменения органического мира были связаны с изменяющимися условиями жизни на Земле и определялись движущими силами эволюции. Назовите их. (Наследственная изменчивость, борьба за существование, естественный отбор.)

Сегодня на уроке вам предстоит показать свои знания по этой теме. Но прежде давайте сформулируем правила эволюции – основные закономерности эволюционного процесса, изложенные в краткой форме.

1. Правило необратимости эволюции. Группа организмов не может вернуться к прежнему состоянию, то есть от современных видов не могут возникнуть их предковые формы.

2. Правило чередования основных направлений эволюции. Каждый новый ароморфоз дает толчок для развития многочисленных идиоадаптаций.

3. Правило прогрессирующей специализации. Группа, вступившая на путь специализации, как правило, в дальнейшем развитии будет идти по пути все более глубокого приспособления к более узким условиям существования. Например, если одна из групп позвоночных приобрела приспособления к пролету (птицы), то на последующем этапе эволюции это направление сохраняется и усиливается.

II. Проверка знаний

Работа в группах по 4–5 человек.

Задание 1. Разминка

Каждая команда получает набор из 16 карточек с названиями эр и периодов. Их необходимо разложить в два параллельных ряда в хронологическом порядке и приклеить на лист для ответа.

Набор карточек: Архей, Протерозой, Палеозой, Мезозой, Кайнозой, Девон, Карбон, Кембрий, Юра, Триас, Ордовик, Мел, Пермь, Силур, Третичный, Четвертичный.

За правильное выполнение задания команда получает 8 баллов.

Геохронологическая таблица

Задание 2. Составь последовательность

Составить правильную последовательность основных этапов эволюции (с учетом «боковых ветвей») одной из групп живых организмов: растений, беспозвоночных, позвоночных. Для составления этапов эволюции каждая группа получает один из трех наборов карточек.

1. Покрытосеменные, псилофиты, водоросли, голосеменные, моховидные, папоротниковидные.

2. Членистоногие, одноклеточные, круглые черви, кишечнополостные, кольчатые черви, плоские черви.

3. Рыбы, млекопитающие, птицы, пресмыкающиеся, ланцетники, земноводные.

(«Боковые ветви» – моховидные, круглые черви, птицы.)

За верно составленную схему группа получает 6 баллов.

Задание 3. Калейдоскоп времен

Учитель зачитывает 5 небольших рассказов, а учащиеся должны определить, о каком периоде какой эры идет речь, и записать ответ. В некоторых случаях возможно указать только эру.

1. Это время называют периодом рыб, т.к. его характеризует появление рыб всех известных систематических групп и их расцвет. Потомки бесчерепных – панцирные «рыбы» дали разнообразнейших представителей настоящих рыб. Среди них хрящевые и костистые рыбы. О каком периоде какой эры идет речь? (Девон палеозойской эры.)

2. Это время характеризуется отсутствием жизни на суше. Бактерии и водоросли достигли исключительного расцвета. С их участием интенсивно шли процессы отложения осадков. Среди животных были распространены разнообразные многоклеточные: одиночные и колониальные полипы, медузы, плоские черви, предки современных кольчатых червей, членистоногих, моллюсков и иглокожих. Что это за время? (Протерозойская эра.)

3. Это время называют временем пресмыкающихся и голосеменных. В течение этого времени пресмыкающиеся достигли исключительного разнообразия. Они заселили всю сушу, моря, некоторые приспособились к полету. В те далекие времена они бродили по всей Земле. Некоторые из них были хищниками, но большинство – тихими «вегетарианцами». К концу этого времени в течение нескольких миллионов лет произошло массовое вымирание динозавров. Что это за время? (Мезозойская эра.)

4. Свое название это время получило по названию отложений, в большом количестве образовывавшихся из остатков раковин простейших животных – фораменифер. В это время сокращалась численность папоротников и голосеменных. Появились первые покрытосеменные. Естественный отбор дал этим растениям значительные преимущества перед голосеменными: двойное оплодотворение обеспечивает зародыш запасами питательных веществ, околоплодник защищает семена. Эти ароморфозы и обеспечили господство покрытосеменных уже в конце этого периода и в последующее время. О каком периоде какой эры идет речь? (Меловой период мезозойской эры.)

5. В это время появляются первые отряды крылатых насекомых – тараканы, длина тела которых достигает 10 см, и стрекозы, некоторые виды которых имели размах крыльев до 75 см. Это время расцвета древних амфибий. Широко распространены стегоцефалы (панцирноголовые), их размножение происходило с помощью икры, которую они метали в воду. Личинки также развивались в воде. Поэтому стегоцефалы могли обитать лишь в прибрежной части суши. О каком периоде какой эры идет речь? (Каменноугольный период палеозойской эры.)

За выполнение этого задания группы могут получить максимально 8 баллов.

Задание 4. Основные направления эволюции

Каждая группа получает лист с напечатанными фрагментами текстов. Необходимо определить, о каком направлении эволюции идет речь в каждом фрагменте.

1. Одними из первых наземных, вернее земноводных, растений были псилофиты, ведущие свою родословную от водорослей. Строение псилофитов еще напоминало строение многоклеточных зеленых водорослей. У них не было настоящих листьев, и они достигали в высоту около 25 см. Псилофиты имели древовидную форму, отдельные нитевидные отростки служили им для прикрепления к почве и поглощения из нее минеральных веществ. Наряду с образованием подобия корней, стебля и примитивной проводящей системы у псилофитов развилась покровная ткань, предохраняющая их от высыхания. С каким эволюционным изменением связано появление псилофитов? (Ароморфоз.)

2. Почти вся Европа Кембрийского периода была морским дном. В морях господствовали зеленые и бурые водоросли, прикрепленные ко дну. В толщах вод плавали диатомовые, золотистые, эвгленовые водоросли. Какие эволюционные изменения привели к появлению всех этих форм? (Идиоадаптации.)

3. Уже в девоне встречаются пышно развитые леса из папоротников, хвощей и плаунов. Эти леса еще более распространяются в карбоне, характеризующемся влажным и равномерно теплым климатом на протяжении всего года. Мощные споровые растения – липидодендроны и сигиллярии достигали 40 м высоты. Из их остатков в значительной мере образовался уголь Донецкого и прочих угольных бассейнов Европы. Современные плауны – ползучие многолетние травы. Они нередко встречаются во влажных хвойных лесах. С какими эволюционными изменениями связано появление современных видов плаунов? (Идиоадаптация.)

4. В триасе произошло событие, которое оказалось очень важным в истории развития жизни на Земле – появились первые млекопитающие. Этим животным была присуща терморегуляция, чему способствовало формирование четырехкамерного сердца, развитие волосяного покрова, дальнейшее совершенствование дыхательной системы. Кроме того, у млекопитающих наивысшего развития достигает нервная система, а также система органов размножения. Каков характер эволюционных изменений, приведших к появлению млекопитающих? (Ароморфоз.)

5. Важнейший этап в развитии жизни – возникновение многоклеточных. Это событие дало мощный толчок к увеличению разнообразия живых организмов, их дальнейшей эволюции. Многоклеточность делает возможным специализацию клеток в пределах одного организма, возникновение тканей и органов, в том числе органов чувств. Первые многоклеточные организмы появились в протерозое не менее 1,5 млрд лет назад. Однако некоторые ученые считают, что это произошло гораздо раньше – около 2 млрд лет назад. Первыми многоклеточными организмами были, по-видимому, водоросли. С какими эволюционными изменениями связано появление многоклеточных? (Ароморфоз.)

За правильные ответы команды получают до 5 баллов.

Задание 5. Удивительные факты

Каждая группа получает карточку-задание. После обсуждения вопроса в группе один представитель команды озвучивает вопрос и свою версию ответа на него. По окончании ответа другие группы могут дополнять ответ, зарабатывая при этом дополнительные баллы.

1. В 1938 г. рыболовный траулер доставил в музей Ист-Лондона (Южная Африка) необычную рыбу длиной 1,5 м и массой 50 кг. У нее были короткие мясистые плавники, напоминавшие ноги, – два грудных и два брюшных. Сотрудница музея К.Латимер поняла, что неизвестная рыба должна представлять большой научный интерес, и не ошиблась. Обнаруженная рыба оказалась посланцем далекой геологической эпохи и была названа латимерией.
Каково систематическое положение данного организма? Почему его считают важной научной находкой? Когда такие организмы появились на Земле в процессе эволюции?

(Латимерия – рыба, принадлежащая к отряду целакантов надотряда кистеперых из подкласса лопастеперых класса костистых рыб. Латимерия – реликт, сохранившийся до наших дней представитель некогда многочисленной и широко распространенной группы организмов, имеющий свойственные этой группе черты строения. Кистеперые рыбы были широко распространены на Земле в морях девона, но до находки латимерии ученые были уверены, что все они впоследствии вымерли. Древние кистеперые рыбы считаются предками первых земноводных. С помощью двух пар своих мясистых плавников она могли, видимо, не только плавать, но и передвигаться по высыхающим водоемам в поисках воды. Для дыхания воздухом им служил плавательный пузырь с сильно разветвленными кровеносными сосудами.)

2. В настоящее время это животное встречается только на небольших безлюдных островах у берегов Новой Зеландии. Раньше оно было широко распространено по всей Новой Зеландии, но его истребили завезенные сюда собаки и свиньи.
Внешне это животное напоминает большую массивную ящерицу тусклого оливкового цвета с мелкими желтыми пятнами, с идущим от затылка до хвоста гребнем из мягких шипов. Но от ящериц его отличает ряд особенностей строения: отсутствие барабанных перепонок и среднего уха, помимо зубов у него имеется роговой клюв, образованный краями челюстей, есть брюшные ребра, позвонки примитивны, есть остатки хорды, хорошо развит теменной глаз. Живут эти животные в норах, питаются насекомыми, червями, моллюсками. Это одно из самых холодостойких животных в своем классе.
О каком животном идет речь? Каково его систематическое положение? Какую научную ценность представляет обнаружение такого животного в современной фауне?

(Это представитель отряда клювоголовых класса пресмыкающихся – гаттерия, единственный сохранившийся до нашего времени вид. Отряду как минимум 170 млн лет. Из современных пресмыкающихся гаттерия наиболее близка к эозухам, считающимся предками большинства нынеживущих рептилий. Гаттерия – это реликт, сохранившийся до наших дней представитель некогда многочисленной и широко распространенной группы организмов, имеющий свойственные этой группе черты строения. Реликты позволяют ученым получить более подробные представления об особенностях организации вымерших видов.)

3. Уникальный по сохранности скелет этого животного был обнаружен в прошлом веке в Баварии при добыче литографского камня. Его голова похожа на голову ящерицы, а тело и длинный хвост покрыты перьями. На передних конечностях имеются когти, голова покрыта чешуей, хвост состоит из 18–20 позвонков. Туловищные позвонки соединены между собой подвижно. На челюстях имеются зубы.
О каком организме идет речь? Каково научное значение этой находки? В какое время могли жило это животное?

(Речь идет об археоптериксе – юрской первоптице. Это ископаемая форма переходная между пресмыкающимися и птицами. Такая находка доказывает происхождение птиц от пресмыкающихся. Считается, что птицы – это боковая ветвь пресмыкающихся, приобретших развитую терморегуляцию, более совершенную кровеносную систему, развитые органы чувств, и приспособившихся к полету.)

4. Эта птица обитает в Южной Америке. Птенец этой птицы, еще покрытый пухом, отлично лазает по деревьям, хватаясь за ветки не только ногами: на его крыльях два пальца свободны и имеют когти, как у археоптерикса. Птенец отлично плавает. Взрослея, птица теряет когти на пальцах. Мясо этой птицы плохо пахнет, что и спасло этот удивительный вид от истребления.
Что это за птица? Благодаря какому эволюционному направлению мог появиться этот вид на Земле? Какое научное значение имеет обнаружение этого вида в природе?

(Это представитель отряда курообразных семейства гоацинов – гоацин. Появление этого вида – результат идиоадаптации. Наличие у птенцов хорошо развитых когтей способствует их выживанию, т.е. успеху в борьбе за существование. Это еще одно подтверждение дивергентного характера эволюции.)

5. В древние времена моря кишели этими животными. Внешне они походили на мокриц, иногда гигантских, до 75 см в длину, покрытых трехдольным щитом (отсюда и название). Палеонтологи описали до 10 тыс. их видов. Вымершие 190 млн лет назад, эти животные сейчас имеют практическое значение. Найдя в осадочных породах отпечаток таких животных, геологи без труда определят возраст породы. Ведь каждому геологическому веку соответствуют свои виды этих животных.
О каких животных идет речь? Каково их систематическое положение? Когда появились первые представители этой группы животных? Когда они достигли расцвета? Когда вымерли?

(Речь идет о трилобитах – представителях типа членистоногих подтипа трилобитов. Первые трилобиты появились, предположительно, в позднем протерозое. Наибольшего расцвета достигли в кембрии. Вымерли около 190 млн лет назад.)

За правильный и полный ответ на свой вопрос команда может получить до 10 баллов. За дополнения баллы начисляются дополнительно в зависимости от полноты и точности дополнения.

За весь урок группы могут набрать 37 баллов. Подведение итогов урока проводится по сводной таблице. В зависимости от суммы набранных баллов команды получают оценки за урок.

Литература

Воронцов Н.Н., Сухорукова Л.Н. Эволюция органического мира. – М.: Просвещение, 1991.
Мамонтов С.С., Захаров В.Б., Козлова Т.Б. Основы биологии. – М.: Просвещение, 1992.
Медников Б.М. Биология: формы и уровни жизни. – М.: Просвещение, 1994.
Энциклопедический словарь юного биолога Под ред. М.С. Гилярова. – М.: Педагогика, 1986.
Яблоков А.В., Юсуфов А.Г. Эволюционное учение. – М.: Высшая школа, 1998.