Макроэволюция – результат микроэволюций. Цель урока: сформировать понятие макроэволюция. Задачи урока: 1. Образовательные. Доказать, что эволюционные изменения реально происходили в органическом мире на нашей планете, используя данные полученные разными естественными науками. 2. Развивающие: продолжить развитие интеллектуальных и информационных умений через развитие биологических задач, требующих логического мышления, продолжить формирование умений анализировать, обобщать, работать с различными источниками информации, умений устанавливать причинноследственные связи, делать выводы, логически мыслить, оформлять результаты мыслительных операций в устной и письменной форме. Развитие коммуникативных и рефлексивных умений. 3. Воспитывающие: воспитание ответственного отношения к учебной деятельности, культуры труда и общения, формирование диалектикоматериалистического мировоззрения, развитие познавательного интереса к предмету, признание ценности знаний для саморазвития. Ход урока. 1. Повторение изученного материала по теме «Видообразование». 1. Заполните пробелы в нижеприведенных фразах, используя необходимые слова: аллопатрическое, симпатрическое, экологическое видообразование, внезапное видообразование, географическое видообразование, популяционном, популяциями, населяющих территорию не разделенной барьерами, расхождение, генами. 1. Микроэволюцией называют эволюционные изменения протекающие на популяционном уровне. 2. Различают две основные формы видообразования: аллопатрическое и симпатрическое. 3. Репродуктивная изоляция связана с прекращением обмена генами между двумя популяциями. 4. Генетическая дивергенция означает расхождение генов. 5. Форма видообразования, связанная с расширением ареала исходного вида, называется аллопатрическое видообразование. 6. Современные виды ландыша возникли в результате географическое видообразование. 7. Зарождение в рамках исходной популяции новой формы называется симпатрическое видообразование. 8. Симпатрическое видообразование имеет две формы: экологическое и внезапное. 9. Пять видов синиц образовались в результате экологического видообразования, а полиплоидный картофель – в результате внезапного. 10. Образование новых видов в результате хромосомных перестроек может происходить в популяциях населяющих территорию не разделенной барьерами. 2. Запишите последовательность событий при географическом видообразовании. 1) Расселение на новые территории за пределами ареала.6
2) Отбор в новых условиях среды.2 3) Географическая изоляция.1 4) Образование новых видов.5 5) Возникновение подвидов.3 6) Биологическая изоляция.4 2. Изучение нового материала. Макроэволюция – это происхождение надвидовых таксонов (родов, отрядов, классов, типов, отделов). В общем смысле макроэволюцией можно назвать развитие жизни на Земле в целом, включая и ее происхождение. Макроэволюционным событием считается также возникновение человека. Между микро – и макроэволюцией нельзя провести резкую границу, потому что процесс микроэволюции, вызвавший дивергенцию, продолжается без какого либо перерыва и на макроэволюционном уровне внутри вновь возникших форм. Отсутствие принципиальных различий в протекании микро и макроэволюционного процессов позволяет рассматривать их как две стороны единого эволюционного процесса. Высшие таксономические категории представляют собой отчасти абстрактные понятия: группы объединяемых в них организмов не имеют общего генофонда и не обмениваются генетическим материалом во время размножения, как это имеет место в пределах видов. Эти группы представляют собой некие мысленные конструкции, выстроенные на основе изучения и сопоставления близких (а значит, родственных) форм и установления таким образом их эволюционных связей. Результатом макроэволюционных процессов становятся существенные изменения внешнего строения и физиологии организмов. Например, формирование замкнутой кровеносной системы. Особенности строения органов кровообращения Число сердечных камер Число кругов кровообращения Рыбы Земно водные Пресмы кающиеся Птицы Млеко питающие Строение передних конечностей позвоночных животных. Признаки для сравнения Кости, входящие в состав конечности Функции. Передняя лапа лягушки Передняя конечность ящерицы Крыло птицы Рука человека Основные закономерности эволюции. Дивергенция Появление новых форм всегда связано с приспособлением к местным географическим и экологическим условиям существования. Так, класс млекопитающих состоит из многочисленных
отрядов, представители которых отличаются родом пищи, особенностями мест обитания, то есть условиями существования (насекомоядные, рукокрылые, хищные, парнокопытные, китообразные и т. д.). Каждый из этих отрядов включает подотряды и семейства, которые, в свою очередь характеризуются не только специфическими морфологическими признаками, но и экологическими особенностями (формы бегающие, скачущие, лазающие, роющие, плавающие). Внутри любого семейства виды и роды различаются образом жизни, объектами питания и т. п. Как указывал Дарвин, в основе всего эволюционного процесса лежит дивергенция. Дивергенция любого масштаба есть результат действия естественного отбора в форме группового отбора (сохраняются или устраняются виды, роды, семейства и т. д.). Групповой отбор так же основан на индивидуальном отборе внутри популяции. Вымирание вида происходит за счёт гибели отдельных особей. Своеобразие морфологических особенностей организмов, приобретаемых в процессе дивергенции, имеет некоторую единую основу в виде генофонда родственных форм. Конечности всех млекопитающих сильно отличаются, но имеют единый план строения и представляют собой пятипалую конечность. Поэтому органы, соответствующие друг другу по строению и имеющие общее происхождение, независимо от выполняемой функции, называют гомологичными. Примером гомологичных органов у растений являются усы гороха, колючки кактуса – всё это видоизменённые листья. Различия в строении гомологичных органов – результат дивергенции. Конвергенция В одинаковых условиях существования животные, относящиеся к разным систематическим группам, могут приобретать сходное строение. Такое сходство строения возникает при сходстве функций и ограничивается лишь органами, непосредственно связанными с одними и теми же факторами среды. Внешне очень похожи хамелеоны и агамы, лазающие по ветвям деревьев, хотя относятся к разным подотрядам. У позвоночных животных конвергентное сходство обнаруживают конечности морских рептилий и млекопитающих. Схождение признаков затрагивает в основном лишь те органы, которые непосредственно связаны со сходными условиями среды. Аналогичные органы имеют разное происхождение, но выполняющие сходные функции. Аналогичные органы – результат конвергенции. Наиболее убедительные доказательства макроэволюционных процессов дают нам палеонтологические данные. Палеонтология изучает ископаемые остатки вымерших организмов и устанавливает их сходство и различия с современными организмами. По остаткам палеонтологи реконструируют внешний облик вымерших организмов, узнают о растительном и животном мире прошлого. Палеонтологами были обнаружены формы организмов, сочетающие признаки более древних и более молодых групп. Такие ископаемые переходные формы служат доказательством эволюции, поскольку свидетельствуют об исторической связи разных групп организмов. Например, ископаемая первоптица археоптерикс – связующее звено между рептилиями и птицами. Выделите признаки, сходные с птицами и признаки, сходные с пресмыкающимися. Доказательством эволюции служат и палеонтологические ряды. Палеонтологами были найдены остатки ранее живших видов, которые связаны между собой родством, т.е. свидетельствовали о происхождении одних видов в другие. Русский ученый В.О. Ковалевский, исследуя историю развития лошади, показал, что современные однопалые животные происходят от мелких пятипалых всеядных предков, живших в лесах 6070 млн лет назад. Изменение климата Земли привлекло за собой сокращение площадей лесов и увеличение площадей степей. Животные оказались в новых условиях. Преобразование конечностей – уменьшение числа пальцев от пяти до одного – возникло
в связи с необходимостью защиты от хищников и передвижения на большие расстояния в поисках пищи. 3. Закрепление. Заполните таблицу «Сравнительная характеристика этапов эволюционного процесса». Этап Микроэволюция Макроэволюция В каких группах организмов осуществляется Материал для эволюционного процесса Главный эволюционный фактор результаты Домашнее задание. § 41
Видообразование. 1. Заполните пробелы в нижеприведенных фразах, используя необходимые слова: аллопатрическое, симпатрическое, экологическое видообразование, внезапное видообразование, географическое видообразование, популяционном, популяциями, населяющих территорию не разделенной барьерами, расхождение, генами. Микроэволюцией называют эволюционные изменения протекающие на 1. ____________________ уровне. Различают две основные формы видообразования:____________________________ и 2. __________________________ . Репродуктивная изоляция связана с прекращением обмена ___________________ между 3. двумя ____________________ . 4. Генетическая дивергенция означает __________________________ генов. Форма видообразования, связанная с расширением ареала исходного вида, называется 5. ______________________________________ . 6. 7. Современные виды ландыша возникли в результате _____________________________ . Зарождение в рамках исходной популяции новой формы называется _______________ ______________________________ . Симпатрическое видообразование имеет две формы: ______________________ и 8. _________________ . Пять видов синиц образовались в результате ______________________ видообразования, а 9. полиплоидный картофель – в результате _______________________ . Образование новых видов в результате хромосомных перестроек может происходить в 10. популяциях ________________________________________________________________ . 2. Запишите последовательность событий при географическом видообразовании. 1) 2) 3) 4) 5) Расселение на новые территории за пределами ареала. Отбор в новых условиях среды. Географическая изоляция. Образование новых видов. Возникновение подвидов.
6) Биологическая изоляция.
Первая наша задача – сформировать понятие «макроэволюция» и сравнить с понятием «микроэволюция» (Слайды 3, 4)Различие макроэволюции и микроэволюции:
Макроэволюция – надвидовая эволюция, приводит к образования таксонов более высокого ранга, чем вид (родов, семейств, отрядов, классов, типов и т.д.)
Микроэволюция – происходит внутри вида, внутри его популяции.
Макроэволюция происходит в исторически грандиозные промежутки времени и недоступна непосредственному изучению.
Сходство макро- и микроэволюции:
– В основе лежат процессы: наследственная изменчивость, борьба за существование, естественный отбор, изоляции.
– Носят дивергентный характер.
Наука располагает множеством доказательств, свидетельствующих о реальности макроэволюционных процессов .
Группы доказательств эволюционного процесса: палеонтологические, эмбриологические, сравнительно-анатомические (морфологические),молекулярно-биологические и цитологические, биогеографические (Слайд 5)
Работа по терминами . (Слайды 6, 7)
Что изучают науки?
Палеонтология, эмбриология, сравнительная анатомия, молекулярная биология, биогеография
Что обозначают термины?
Онтогенез, филогенез, дивергенция, конвергенция, гомологичные органы, аналогичные органы, рудименты, атавизмы, эндемики, реликты
Учитель дает задания группам. (Презентация, Слайд 8)
Задания.
1. Используя учебник А.А.Каменский, Е.А. Криксунов, В.В. Пасечник «Общая биология» 10-11 кл § 61, (дополнительно) учебник Д.К. Беляева «Общая биология» 10-11 кл § 41 и материалы, лежащие на столах найти факты, доказывающие существование эволюционного процесса на нашей планете.
I группа – палеонтологические доказательства эволюции;
II группа – эмбриологические доказательства эволюции
III группа – сравнительно-анатомические доказательства эволюции;
IV группа – молекулярно-биологические и цитологические доказательства эволюции;
V группа – биогеографические доказательства эволюции.
2. Лидер каждой группы представляет наработки группы классу.
3. Работа группы оценивается в баллах (группы получают жетоны):
Учитель делает установку на заполнение таблицы.
(Слайд 9)
После каждого выступления группы учитель демонстрирует доказательства эволюции, используя УМК «Виртуальная школа Кирилла и Мефодия» и Презентацию и подводит итог работы группы.
Палеонтологические доказательства эволюции:
(УМК «Виртуальная школа Кирилла и Мефодия» Слайд 2-5, урок 7, Слайды 22-24);
– наличие ископаемых остатков;
– наличие переходных форм;
– наличие филогенетических рядов (лошади)
Эмбриологические доказательства эволюции:
(УМК «Виртуальная школа Кирилла и Мефодия» Слайды 6-8, урок 7);
– закон зародышевого сходства;
– биогенетический закон.
Сравнительно-анатомические (морфологические) доказательства эволюции: (Слайды 12-19)
– клеточное строение организмов;
– общий план строения позвоночных;
– наличие гомологичных и аналогичных органов;
– наличие рудиментов и атавизмов;
– наличие ныне живущие промежуточные формы
Молекулярно-биологические и цитологические доказательства эволюции: (Слайды 20-21)
– элементарный химический состав;
– строение и функции органических молекул;
– аккумулятор энергии – молекулы АТФ;
– генетический код (универсален);
– биосинтез белка;
– строение и функция органоидов клетки;
– деление клеток (митоз и мейоз).
Биогеографические доказательства эволюции. (Слайды 25-32)
А. Уоллес выделил 6 зоогеографических областей по распространению животных и растений на нашей планете.
Вопросы:
1. Почему флора и фауна Неарктической
области (Северная Америка) и Палеоарктической
области (Евразия) имеют много общего, хотя
изолированы Беринговым проливом?
2. Почему флора и фауна Неарктической области
(Северная Америка) отличается от Неотропической
области (Южная Америка), хотя они соединены
Панамским перешейком?
3. Почему флора и фауна Неотропической области
(Южная Америка) и Эфиопской области (Африка) имеют
много общего?
4. Почему только в Австралии существуют
сумчатые животные?
5. Почему на Британских островах флора и фауна
близка к материковой, а на острове Мадагаскар
нет типичных для Африки крупных копытных,
крупных хищников, высших обезьян?
Однако там много низших обезьян – лемуров,
которые нигде больше не встречаются (эндемики).
Учитель:
Особенность фауны и флоры
островов свидетельствуют в пользу эволюции.
Вопрос:
Почему океанические острова
очень бедны, по сравнению с материковыми
островами?
Являются результатом случайного занесения
некоторых видов птиц, рептилий, насекомых, семян
растений, спор, которые смогли преодолеть водные
преграды и занестись с помощью ветра, воды,
птицами. Представители таких видов,
попавшие на океанические острова,
получают широкие возможности для размножения.
Например, на Галапагосских островах из 108 видов
птиц 82 и 8 видов рептилий эндемичны
На Гавайских островах 300 эндемичных видов улиток,
принадлежащих к одному роду.
Распределение животных и растений по
поверхности планеты и их группировка в
биогеографические зоны отражает процесс
исторического развития Земли и эволюции
органического мира.
Вывод:
(Слайд 33)
Чтобы доказать, подлинность эволюции
живого мира на Земле, необходимо использовать
данные разных наук.
Коломейчук Татьяна Викторовна учитель биологии высшая категория МБОУ лицей №1 им. Г.С.Титова г. Краснознаменск
Слайд 2
Макроэволюция - это
Развитие жизни на Земле в целом, включая и её происхождение
Слайд 3
Способы осуществления макроэволюции
1.Основной способ-дивергенция (независимое образование отдельных различных признаков у родственных организмов).
Мутационные процессы
Волны жизни
Изоляция
Борьба за существование и естественный отбор
Слайд 4
Вьюрки на Галапагосских
Слайд 5
2-й способ- параллелизм
Процесс эволюционного развития в сходном направлении двух или нескольких дивергировавших групп.
Слайд 6
Саблезубый тигр
Слайд 7
3-й способ- конвергенция
Процесс эволюционного развития двух или более неродственных групп в сходном направлении.
Слайд 8
Слайд 9
Прогресс и его роль в эволюции
20-е года 20-го столетия
А.Н.Северцов И.И.Шмальгаузен- создали учение о биологическом прогрессе
Слайд 10
Слайд 11
Критерии биологического прогресса:
1.увеличение численности;
2.расширение ареала
3.увеличение систематических групп данного таксона
Слайд 12
Пути достижения биологического прогресса:
- Арогенез- путь развития групп организмов с выходом в другую адаптивную зону, под влиянием приобретённых группой принципиально новых приспособлений (ароморфоз).
- Пример:половая дифференцировка, легочное дыхание, 4-х камерное сердце.
Слайд 13
- Аллогенез- направление эволюции группы организмов, при которой у близких видов происходит смена одних частных приспособлений другими, а общий уровень организации остаётся прежним(идиоадаптация)
- Пример: вьюрки на Галапагосских островах
Слайд 14
- Катагенез- особый путь развития эволюции, связанный с проникновением организмов в более простую среду обитания и резким упрощением строения и образа жизни (общая дегенерация)
- Пример: бычий цепень
Слайд 15
Биологических регресс - это
- Снижение уровня приспособленности к условиям обитания, уменьшение численности вида и площади видового ареала.
- Приводит вид к вымиранию
- Пример: уссурийский тигр, гепард, белый медведь.
Посмотреть все слайды
СХОДСТВА микро- и макроэволюции
РАЗЛИЧИЯ МИКРО- И МАКРОЭВОЛЮЦИИ
Доказательства макроэволюции
Палеонтологические Доказательства
Переходные формы
Эмбриологические доказательства
Биогенетический закон
Сравнительно-анатомические доказательства: гомологичные и аналогичные органы, рудименты, атавизмы
Молекулярно-генетические доказательства эволюции
Скачать:
Предварительный просмотр:
Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com
Подписи к слайдам:
Макроэволюция, её доказательства
Макроэволюция Макроэволюция органического мира - это процесс формирования крупных систематических единиц (из видов - новых родов, из родов - новых семейств и т.д.) в ходе эволюции на протяжении всей истории Земли
СХОДСТВА микро- и макроэволюции Микроэволюция Действуют те же процессы – борьба за существование, естественный отбор и связанное с ним вымирание. Носят дивергентный характер Макроэволюция
РАЗЛИЧИЯ МИКРО- И МАКРОЭВОЛЮЦИИ Образование из популяций новых подвидов, из подвидов – видов. Происходит в относительно короткое время Происходит внутри вида Микроэволюция Макроэволюция Образование из видов новых родов, из родов – семейств и т. д. Происходит за длительное время (исторические эпохи) Надвидовая эволюция
Результатом макроэволюционных процессов становятся существенные изменения внешнего строения и физиологии организмов.
Тезисы для доказательства Единство происхождения жизни (наличие общих признаков у всех живых организмов). Родственные связи между современными и вымершими организмами или между организмами в крупной систематической группе. Действие движущих сил эволюции (факты, подтверждающие действие естественного отбора).
Доказательства макроэволюции Доказательства макроэволюции Палеонтологические Эмбриологические Сравнительно-анатомические Молекулярно-генетические
Некоторые из раскопок палеонтологии Скелет ископаемого котилозавтра сеймурии, занимавшей промежуточное положение между амфибиями и рептилиями. Окаменевшие яйца динозавров
Палеонтологические Доказательства ископаемые остатки; ископаемые переходные формы; филогенетические ряды
Ископаемые переходные формы - это вымершие организмы, сочетающие в себе признаки более древних и эволюционно более молодых групп. Филогенетические ряды - последовательности ископаемых форм, отражающие историческое развитие современных видов (филогенез).
Переходные формы Переходные формы служат доказательством эволюции, поскольку свидетельствуют об исторической связи разных групп организмов. Археоптерикс Ихтиостег Семенные папоротники
Эти открытия относятся к недавнему времени и касаются форм, называемых Ихтиостега. Скелет этих форм отчетливо свидетельствует о переходном характере этой группы. Хвост и лучи хвостового плавника обладают еще характерными рыбьими признаками, тогда как грудные и брюшные плавники уже изменились в передние и задние конечности, служащие для передвижения по суше. Поэтому эти формы заслуживают того, чтобы их поместить между классом рыб и классом земноводных.
В результате перехода к жизни на открытых пространствах и изменения характера питания из-за остепнения произошло увеличение размера тела, удлинение конечности и уменьшение количества пальцев
Эмбриологические доказательства Эмбриология – это наука, изучающая зародышевое развитие организмов.
Эмбриологические доказательства Развитие многоклеточных животных из оплодотворённого яйца. Сходство зародышевого развития животных. Расхождение признаков зародышей в процессе эмбрионального развития.
К. Бэр в начале XIX в. сформулировал закон зародышевого сходства: чем более ранние стадии индивидуального развития исследуются, тем больше сходства обнаруживается между разными организмами
Биогенетический закон Биогенетический закон: индивидуальное развитие особи (онтогенез) является коротким и быстрым повторением (рекапитуляцией) важнейших этапов эволюции вида (филогенеза). Э. Геккель и Ф. Мюллер (1866)
Сравнительно-анатомические доказательства
Сравнительно-анатомические Доказательства эволюции гомологи аналоги рудименты атавизмы
Гомологичные органы Гомологичные органы – это органы, имеющие одинаковый план строения, развивающиеся из сходных зачатков и одинаково расположенные, но выполняющие разные функции.
Примеры гомологичных органов у растений Это все видоизмененные листья Колючки кактуса Усики гороха Иглы барбариса
Аналогичные органы Главный признак аналогии – сходство функций вне связи со строением и происхождением. Аналогичные органы – результат конвергенции.
Аналогичные органы Крылья – это… Видоизменённые передние конечности Складки хитинового покрова Кожная перепонка
Аналогичные органы у растений 1 – колючка барбариса возникают из листьев; 2 – белой акации из прилистников; 3 – боярышника – из побега; 4 – ежевики – из коры
рудименты Рудименты – недоразвитые органы, утратившие в ходе эволюции свои биологические функции.
атавизмы У некоторых особей рудименты могут развиваться в органы нормальных размеров. Такой возврат к строению органа предковых форм называют атавизмом
Молекулярно-генетические доказательства эволюции У всех организмов наследственная информация хранится в ДНК, состоящей из четырех типов нуклеотидов. ДНК входит в состав хромосом, количество которых является видовой характеристикой. Расшифровка наследственной информации у всех организмов происходит в процессе транскрипции и трансляции с участием иРНК и тРНК.
Слайд 2
Микроэволюция
МИКРОЭВОЛЮЦИЯ, совокупность эволюционных процессов, протекающих внутри отдельных или смежных популяций вида, приводящих к изменению генетической структуры этих популяций, возникновению различий между организмами и образованию новых видов.
Слайд 3
Формы микроэволюции
1. Филетическая; 2. Видообразование.
Слайд 6
Условия осуществления видообразования
При видообразовании действуют естественный отбор, приспосабливающий популяции к условиям среды их обитания, и репродуктивная изоляция, обосабливающая генофонды популяций и обеспечивающая благодаря этому обособлению расхождение видов, или дивергенцию.
Слайд 7
Дивергенция
Дивергенция, или расхождение признаков - разделение одной родоначальной формы на несколько дочерних и внучатых видов. Дивергентное образование видов происходит за счет обострения конкуренции между родственными формами за сходные условия существования.
Слайд 8
Аллопатрическое (географическое) видообразование
Видообразование на разных территориях - обусловлено географической (пространственной) изоляцией. Причиной такой изоляции могут быть большие реки для сухопутных животных, горы - для равнинных и тому подобные препятствия, затрудняющие миграцию животных или разнос семян растений. Большие расстояния, разделяющие популяции, имеют такое же значение.
Слайд 9
КУМЖА
Проходная рыба семейства лососей. Длина до 1 м, весит до 13 кг; каспийский лосось - до 51 кг. Обитает в прибрежных водах морей Европы, в том числе - в Черном, Каспийском, Балтийском и Аральском морях. На нерест идет в реки. Ценный объект промысла и разведения. Пресноводные формы кумжи - форели.
Слайд 10
Географическая изоляция
Наблюдается при разделении исходного ареала вида различными природными барьерами. В результате разделенные популяции не могут свободно скрещиваться друг с другом, что приводит к возникновению различных подвидов.
Слайд 11
Подвиды кумжи Балтийский; Черноморский; Каспийский
Слайд 12
Ещё пример
Например, в 1930-х годах несколько десятков зайцев-русаков, отловленных в Башкирии, акклиматизировали на юге Западной Сибири - в Барабинской лесостепи. Огромное расстояние, Уральские горы и непригодные для жизни русаков засушливые степи нижнего Поволжья и Прикаспия обусловили полную географическую изоляцию западносибирской популяции. Произошла дивергенция, и в 1956 году сибирских зайцев пришлось выделить в отдельный подвид.
Слайд 13
Симпатрическое (экологическое) видообразование
Начинается с разделения первично единой популяции на две или более группы организмов, которые затем продолжают дивергировать. Это может происходить в результате экологической специализации.
Слайд 14
Экологическое видообразование
Экологическая изоляция наблюдается при несовпадении мест обитания различных форм одного вида или нескольких близких видов, например лесного (слева) и лугового (справа) коньков.
Слайд 15
Иногда в пределах единого ареала отдельные популяции (1-5) различаются условиями обитания. Из-за этого изменяется фенология особей, а в дальнейшем и их морфология.
Слайд 16
Синица большая
Долбит ветви и древесные стволы. Питается крупными насекомыми.
Слайд 17
Лазоревка
Долбит только стебли травянистых растений. Добывает мелких насекомых в щелях коры и почках.