Макроэволюция. Направления. Доказательства эволюции

Автор: Харьковская Валентина Константиновна

Организация: ГБОУ «Докучаевская школа № 6 г.о. Докучаевск»

Населенный пункт: г.Докучаевск

Урок № 1

Класс: 11

Предмет: биология

Учебник: Пасечник В.В. Биология. 11 класс. Учеб. для общеобразоват. организаций. (Линия жизни) / [В. В. Пасечник, С. В. Суматохин, Г. С. Калинова]; под ред. Пасечника В. В. – М.: Просвещение, 2022 . 4 – Издание.

Тип урока: урок-лекция с элементами беседы

Цель урока: определение ключевых понятий темы (макроэволюция, биологический прогресс и биологический регресс); осознание сущности и правдоподобности доказательств эволюции и эволюционных изменений.

Задачи: умение устанавливать взаимосвязи между процессами эволюции,

биологические теории (эволюционная теория Ч. Дарвина, синтетическая теория эволюции), учения (А. Н. Северцова – о путях и направлениях эволюции, Шмальгаузена И.И. уточненное и дополненное учение);

выявлять причинно-следственные связи между исследуемыми биологическими процессами и явлениями, делать выводы и прогнозы на основании полученных результатов;

самостоятельно составлять план решения проблемы с учётом имеющихся ресурсов, собственных возможностей и предпочтении.

Используемые технологии: ТОГИС

Оборудование: мультимедийная презентация.

План урока.

Макроэволюция как процесс исторического развития крупных таксонов (семейств, отрядов, классов, типов) органического мира не имеет особых механизмов. Она происходит на основе микроэволюции и представляет собой обобщенную картину развития органического мира в его исторической перспективе. Эволюционные процессы сложно наблюдать, мы видим перед собой картину органического мира, как результат эволюционных процессов происходивших миллиарды лет.

Макроэволюция — совокупность процессов эволюции живых форм на надвидовом уровне.

В XVIII-XIX в. Кювье описывал смену форм материи Земли. Основные направления уровня организации без эволюции. Эволюционный подход впервые осуществлял Ж.Б. Ламарк, он выделил 2 направления:

вертикальное – это повышение уровня организации; горизонтальная – повышение приспособленности при сохранении уровня организации. Дарвин пришел к выводу:

повышение уровня организации – частный результат эволюции;

общий результат – это повышение уровня приспособленности.

В XX в. идеи Дарвина развивали А.Н. Северцев и И.И. Шмальгаузен. Они описали 3 уровня эволюции:

• биологический прогресс;
• биологическая стабилизация;
• биологический регресс.

Биологический прогресс – это повышение уровня приспособленности к условиям окружающей среды. Он имеет критерии: • Расширение ареала;• Увеличение численности;• Образование новых совокупностей организмов. Примеры: колорадский жук, ротан, ячмень гривастый. Биологическая стабилизация – это сохранение возникающего уровня приспособленности к условиям окружающей среды.

Биологический регресс – это снижение уровня приспособленности организмов к условиям окружающей среды. Способы осуществления макроэволюции: Параллелизм – эволюционное развитие в сходном направлении 2-х или более дивергировавших ранее групп (развитие саблезубости у представителей разных кошачьих). Объясняется общностью генной структуры и сходной изменчивостью. Путём параллелизма развивались приспособления к водному образу жизни в трёх линиях эволюции ластоногих (моржи, ушастые и настоящие тюлени); у нескольких групп крылатых насекомых передние крылья преобразовались в надкрылья; у разных групп кистепёрых рыб развивались признаки земноводных; Конвергенция – процесс развития в сходном направлении, приводящий к возникновению сходных признаков в одинаковой среде ( форма тела у акул, китообразных, ихтиозавров, тюленей). В результате конвергенции развиваются аналогичные органы - органы, имеющие разное происхождение, но сходный внешний вид в связи с выполнением одинаковых функций. Главные направления макроэволюции.

Биологический прогресс – направление, ведущее к :- увеличению численности особей внутри вида,- увеличению количества малых таксонов внутри крупных таксонов,- к возрастанию приспособленности организмов- к более широкому распространению вида или таксона. А.Н.Северцов и И.И.Шмальгаузен установили, что биологический прогресс в эволюции достигается путем морфологических изменений в трех направлениях – в результате ароморфоза, идиоадаптации и общей дегенерации.

В результате образуются крупные таксоны – классы, типы, отделы…Все ароморфозы формируются на основе наследственной изменчивости и естественного отбора и являются приспособлениями широкого значения) Идиоадаптации (аллогенез) – формирование приспособительных признаков к среде обитания без перестройки общей организации. Это частные приспособления отдельных видов. (Дарвиновские вьюрки приспособились к питанию насекомыми, орехами, семенами, плодами и др. – изменился клюв). Приводит к формированию видов и родов – мелких таксонов.Общая дегенерация (катогенез) – особый путь развития эволюции, связанный с проникновением организма в более простую среду и резким упрощением строения и образа жизни. (Например, исчезновение кровеносной, мышечной, пищеварительной и др. систем у паразитических червей. У суккулины (паразита крабов) в организме развивается только половая система.) иологический регресс – направление эволюции, характеризуется:- снижением численности особей,- сужением ареала,- постепенным и быстрым уменьшением количества видов внутри более крупного таксона - снижение приспособленности, уменьшением ареала.

Результат эволюции:- происходит непрерывный процесс приспособления к условиям обитания,- происходит возникновение новых видов и вымирание не переживших борьбу за существование и естественный отбор. Доказательства эволюции: палеонтологические, эмбриологические, сравнительно-анатомические, цитологические, биогеографические.

Домашнее задание.

Деятельно – ценностная задача как основной компонент технологии ТОГИС.

Процессы макроэволюции требуют огромных промежутков времени и непосредственно изучать ее невозможно. Доказать, что эволюционные изменения реально происходили в органическом мире на нашей планете, используя данные полученные разными естественными науками.

А) Из курса биологии 7, 8 классов вспомните строение археоптерикса и ихтиостега, сравните их с современными пресмыкающимися и земноводными?

Б) Сравните зародыши хордовых животных на разных стадиях развития?

В) Рассмотрите скелет передних конечностей лягушки, крокодила, кита, летучей мыши. Сравните их строение.

Г) Вспомните механизм генетического кодирования, биосинтеза белка и нуклеиновых кислот.

Д) Что такое биогеография, назовите 6 зоогеографических областей по распространению животных и растений на нашей планете:?

Е) Найдите необходимую информацию, проанализируйте, обобщите, сделайте выводы

Ж) Сравните ваши выводы с культурным образцом (культурный образец будет представлен на следующем уроке)

Возможные информационные источники.

https://academy-content.apkpro.ru

https://resh.edu.ru/

А.Ю. Ионцева, А. В. Торгалов «Биология в схемах и таблицах»

 

Урок № 2

Класс: 11

Предмет: биология

Учебник: Пасечник В.В. Биология. 11 класс. Учеб. для общеобразоват. организаций. (Линия жизни) / [В. В. Пасечник, С. В. Суматохин, Г. С. Калинова]; под ред. Пасечника В. В. – М.: Просвещение, 2022 . 4 – Издание.

Тип урока: семинар

Цель урока: Доказать, что эволюционные изменения реально происходили в органическом мире на нашей планете, используя данные полученные разными естественными науками.

Задачи урока:

• сформировать умение использовать данные разных наук для доказательства эволюции;
• убедиться в необходимости комплексного использования всех групп доказательств, для изучения подлинной эволюции живого мира на Земле.

Обучающиеся, представляют результаты самостоятельного поиска доказательств макроэволюции (данные заносятся в таблицу):

Группа доказательств	Научное обоснование	Примеры
Палеонтологические
Эмбриологические
Сравнительно- анатомические
Биогеографические
Генетические

 

Предъявление культурного образца:

Палеонтология изучает ископаемые остатки древних организмов, сохранившихся в земной коре, и дает возможность устанавливать изменения органического мира во времени.

Наиболее высокий интерес с эволюционной точки зрения представляет находка археоптерикса. Это животное величиной с голубя имело признаки птицы, но сохраняло еще черты пресмыкающихся. Признаки птиц: сходство задних конечностей с цевкой, наличие перьев и общий вид. Признаки пресмыкающихся: длинный ряд хвостовых позвонков, брюшные ребра и наличие зубов. Археоптерикс не мог быть хорошим летуном, так как у него слабо развиты грудная кость (без киля), мышцы крыльев и грудные. Позвоночник и ребра не являлись жесткой костной системой, устойчивой при полете, как у современных птиц.

Палеонтологам удалось доказать, что одни виды путем длительной эволюции происходят от других исходных форм, и показать это как филогенетические ряды (ряды видов, последовательно сменяющих друг друга в процессе исторического развития). Отечественный зоолог В.О.Ковалевский (1842—1883) разработал филогенетический ряд лошадей: эогиппус (четырехпалая конечность) — меригиппус (трехпалая конечность) — гиппарион (трехпалая конечность) — современная лошадь (однопалая конечность).

Эмбриология - наука, изучающая строение и развитие зародышей различных организмов.

Исследования, проведенные эмбриологами, показали общность происхождения всех многоклеточных животных, поскольку все они развиваются из одной оплодотворенной яйцеклетки. Все яйцеклетки в своем развитии последовательно проходят определенные стадии (бластулы и гаструлы). Самые ранние стадии развития зародышей позвоночных удивительно схожи между собой. В дальнейшем это сходство постепенно утрачивается, все ярче начинают проявляться сначала признаки класса, затем отряда, семейства, рода и, наконец, вида позвоночного животного. К. Бер сформулировал закон зародышевого сходства: « В пределах типа эмбрионы, начиная с самых ранних стадий, обнаруживают общее сходство».

Таким образом, в процессе индивидуального развития (онтогенеза) каждый вид повторяет свое историческое развитие (филогенез). Выявленная закономерность была сформулирована немецкими биологами Ф. Мюллером (1821 — 1897) и Э.Геккелем (1834—1919) как биогенетический закон: «Индивидуальное развитие особи (онтогенез)является коротким и быстрым повторением (рекапитуляцией) важнейших этапов эволюции вида (филогенеза)».

Общие особенности строения скелета, взаимоотношения его частей – это принципиальные, глубокие особенности, и свидетельствуют они о несомненном родстве всех позвоночных животных. Например, человека, шимпанзе и лягушки. Единый, общий план строения можно обнаружить при сравнении не только целых организмов, но и отдельных органов. Сколь ни различны по форме и функциям передние конечности разных млекопитающих – они приспособлены и для рытья (крот, броненосец), и для плавания (киты, тюлени), и для полета (летучие мыши), - все они состоят из сходных элементов: лопатки, костей плеча, предплечья, запястья, пясти, фаланг пальцев. Все это разнообразие конечностей – лишь вариации типичной пятипалой конечности, характерной для предков всех млекопитающих.

Осуществление генетического кодирования, биосинтеза белков и нуклеиновых кислот происходит по единому для всего живого на Земле механизму. Деление клеток (митоз, мейоз) протекает сходно у животных и растений. Это неоспоримо свидетельствует о едином плане строения и общности происхождения всех организмов. Вероятность того, что принципиально сходная ультраструктура клеток и тончайшие механизмы их функционирования возникли случайно, практически отсутствует и даже теоретически является фантастичной.

Биогеография изучает закономерности распространения и распределения растений и животных на земном шаре.

А. Уоллес выделил 6 зоогеографических областей по распространению животных и растений на нашей планете:

1) Палеоарктическую (Европа, Северная Африка, Северная и Средняя Азия, Япония);

2) Неоарктическую (Северная Америка);

3) Эфиопскую (Африка к югу от Сахары);

4) Индомалайскую (Южная Азия, Малайский архипелаг);

5) Неотропическую (Южная и Центральная Америка);

6) Австралийскую (Австралия, Новая Гвинея, Новая Зеландия, Новая Каледония).

Флора и фауна Неарктической области (Северная Америка) и Палеоарктической области (Евразия) сходны, это объясняется наличием в недалеком прошлом узкого перешейка («сухопутного моста») между материками.

Флора и фауна Неарктической области (Северная Америка) отличается от Неотропической области (Южная Америка), хотя они соединены Панамским перешейком.

Только в Австралии существуют сумчатые животные. Это результаты эволюции в условиях длительной географической изоляции. Особый интерес с точки зрения изучения эволюции представляют острова. Материковые острова (например, Британские острова) имеют фауну и флору, близкую к материковой. Но длительная изоляция острова ведет к ослаблению материковых связей и повышает своеобразие его фауны. Уникальность природы Мадагаскара, ее отличие от природы Африканского континента сложилась в результате длительной географической изоляции острова, отделившегося от материка еще в мезозое. Поэтому на Мадагаскаре нет слонов, жирафов, бегемотов, львов, гиен, леопардов, страусов, зебр, антилоп и прочих представителей фауны Эфиопской области. Высоким процентом эндемичных форм (форм, которые больше нигде не встречаются) характеризуются океанические острова.

Выводы: таким образом, рассматривая в совокупности все пять групп доказательств макроэволюции, можно утверждать, что макроэволюция – это реально существующий процесс.

Результат эволюции:

- происходит непрерывный процесс приспособления к условиям обитания;

- происходит возникновение новых видов и вымирание не переживших борьбу за существование и естественный отбор.

 

Основная и дополнительная литература по теме урока (точные библиографические данные с указанием страниц);

1.Учебник «Биология.10-11класс», созданный под редакцией академика Д.К. Беляева и профессора Г.М. Дымшица / авт.-сост. Г.М. Дымшиц и О.В. Саблина. - М.: Просвещение, 2018г., стр. 176-180 Базовый уровень.

2. Пасечник В.В. Биология. 11 класс. Учеб. для общеобразоват. организаций. (Линия жизни) / [В. В. Пасечник, С. В. Суматохин, Г. С. Калинова]; под ред. Пасечника В. В. – М.: Просвещение, 2022 . 4 – Издание.

Дополнительные источники:

1. Общая биология 10-11, дидактические материалы/ авт.-сост. С.С. Красновидова, С. А. Павлов, А. Б. Павлов, - М. Просвещение, 2000г., стр.83-104

2. А.Ю. Ионцева, А. В. Торгалов «Биология в схемах и таблицах»

3. Е.Н. Демьянков, А.Н. Соболев «Сборник задач и упражнений. Биология 10-11», учебное пособие для общеобразовательных организаций.

 

Применение технологии обучения в глобальном информационном сообществе на уроках биологии.

Среди современных разработок отмечается технология обучения в глобальном информационном сообществе (ТОГИС). Это авторская технология Гузеева В.В. (доктор наук, профессор, завкафедрой образовательных технологий Академии повышения квалификации и профессиональной переподготовки работников образования, г. Москва) является развитием его же Интегральной образовательной технологии (ИОТ).

Во многом ТОГИС ориентирована на создание учениками собственного интеллектуального продукта и сравнение его с имеющимися культурными образцами.

ТОГИС строится на основе деятельностно-ценностного подхода. Опыт ценности - культурный образец, деятельность - коллективная мыследеятельность. Если в обычных образовательных технологиях задачи нужны для закрепления знаний и умений, то в ТОГИС – сами знания и умения являются результатом деятельности.

Деятельностно-ценностная задача как основной процессуально-содержательный элемент технологии. Деятельностно-ценностная задача включает (объединяет) три компонента или типа задач:

• первый – это собственно познавательная задача (содержание, условие, цели,требования).
• второй ведущий компонент задачи – компонент информационной задачи (поиск, обработка информации по ключевым словам и представленным источникам небольшого количества).
• третий – компонент коммуникационной задачи (указания коллективной мыследеятельности, вырабатывающей систему ценностей), обсуждение решения сопоставления решения с культурным образцом формулирование заключительных выводов.

Для успешного выполнения задачи разработан алгоритм действий учащегося:

1. Выделите ключевые слова для информационного поиска.

2. Найдите и соберите необходимую информацию.

3. Обсудите и проанализируйте собранную информацию.

4. Сделайте выводы.

5. Сравните ваши выводы с выводами известных людей (фактами, изделиями и т.д. в зависимости от состава культурных образцов).

Среди ожидаемых результатов реализации ТОГИС можно выделить три группы:

• личностные – осознание ценностей совместного труда, овладение умениям организовывать, планировать и осуществлять решения возникших задач; создание собственного интеллектуального или материального продукта, сравнение его с имеющимися культурными образцами;
• метапредметные – умение свободно работать с информацией;
• предметные – хорошие предметные знания вследствие работы над решением задач споров и обсуждений, защиты своей точки зрения.

 

 

 

Опубликовано: 22.08.2024