Министерство образования Пензенской области
Государственное автономное профессиональное
образовательное учреждение Пензенской области
«Пензенский многопрофильный колледж»
отделение строительства
Методическая разработка урока:
«Естественный отбор – направляющий фактор эволюции»
(Интегрированный урок – биология, математика)
Выполнила: преподаватель биологии Андронова Нина Михайловна
Г.ПЕНЗА
Тема урока: «Естественный отбор – направляющий фактор эволюции»
(Интегрированный урок – биология, математика)
Цели урока:
1. Образовательные: сформировать систему знаний о естественном отборе, борьбе за существовании и их роли в эволюции.
2. Развивающие: способствовать формированию у обучающихся такого подхода к изучению предметов и явлений, который предусматривает изучение их с различных точек зрения, основываясь на методические приёмы различных наук; способствовать формированию способности проводить аналоги между предметами и явлениями, выявлять общие закономерности и частные различия; продолжить работу по обучению обучающихся умению отбирать главное, сравнивать, обобщать факты; использовать различные источники информации; оформлять работу в виде таблицы, схемы-конспекта; публично защищать результаты творческой деятельности.
3. Воспитательные: привитие обучающимся убеждения в необходимости охраны популяций и видов; формировать понятие развития своего интеллекта как ценностной характеристики современной личности.
4. Дидактическая: создать условия для осмысления новой учебной информации и её применения в учебных ситуациях, проверки уровня усвоения системы знаний и умений.
Тип урока: изучение нового материала .
Методы урока: репродуктивный, частично-поисковый и проблемный.
Форма организации учебной деятельности: групповая.
Средства обучения: информационные листы с частично – поисковыми и проблемными заданиями.
Оборудование: ПК, интерактивная доска, диск 2 электронного учебника «Общая биология 11 класс» Кирилл и Мефодий (урок №11, 14), таблицы «Естественный отбор», «Борьба за существование», гербарные экземпляры одуванчика; мультимедийная презентация, запись лёгкой весенней музыки; магнитная доска , бабочки берёзовой пяденицы (изготовленные обучающимися); над доской высказывание К.А. Тимирязева; индивидуальные карточки - заготовки с заданиями для закрепления материала.
Ход урока:
Организационный момент,
Актуализация знаний:
Вступительное слово преподавателя на фоне музыки.
Придёт весна – Земля проснётся,
Одарит радужным ковром,
Подснежник к солнцу повернётся;
Природа вся опять проснётся,
Вновь зерно на свет пробьётся,
И завершится жизни колесо.
Пройдёт лето, наступит осень и каждый вид в природе даст новую жизнь, которая проявиться следующей весной
Эпиграф к уроку: «Естественный отбор - вот причина совершенства органического мира; время и смерть - вот регулятор его гармонии» К.А.Тимирязев; стихотворение и эпиграф помогает мотивировать работу для усвоения темы и помогает совместно с обучающимися сформулировать цели и задачи урока.
3.Постановка целей и задач.
Все живые существа способны к неограниченному размножению. Сегодня на уроке мы должны с вами изучить 4 блока вопросов:
Интенсивность размножения особей и её математическое выражение.
Борьба за существование как необходимое условие выживания и размножения.
Естественный отбор, его количественная характеристика.
Показать потенциальную возможность безграничного размножения особей популяции и ограниченность жизненных ресурсов, используя математические расчёты.
4.Объяснение нового материала.
Природа мудра, каждая особь старается дать как можно больше потомства. Приведите примеры из животного и растительного мира, подтверждающие этот факт. Одно растение мака ежегодно даёт до 30 тысяч семян и его потомство может покрыть нашу планету за 3-4 года.
Осётр за свои 50 лет жизни даст 15 млн. икринок, если ни одна икринка не пропадёт, то потомство одной самки осетра достаточно, чтобы заселить все наши реки.
Потомство одной пары воробьёв составляет около 200 млрд. особей.
Преподаватель математики:
Давайте посмотрим, какое потомство одуванчика мы получим через 10 лет (задание на интерактивной доске, и информационные листы с заданием у каждого обучающегося).
Задание: Одно растение одуванчика занимает площадь примерно 10 м² и даёт в год около 100 летучих семян. Сколько квадратных километров площади покроет всё потомство одной особи одуванчика через 10 лет, при условии, если он размножается беспрепятственно в геометрической прогрессии? Хватит ли этим растениям на 11 год места на поверхности земного шара?
Примечание: площадь всей поверхности земного шара составляет 500 млн. км², а площадь поверхности суши 148·10² млн. км².
Через 1 год 100 семян 10м² = 10 -5 км²
Через 10 лет? ?
S земли = 500 млн. км²=5·108 км²
S суши = 148 млн. км² =148·106 км²
в1 = 10² штук
в10 = (10²)¹º = 10²º штук (количество семян через 10 лет)
S10 лет = 10²º· 10 -5 = 10¹5 км²
Найдём во сколько раз, через 10 лет , площадь занимаемая одуванчиком превысит площадь земли:
n1 ===2 = 2 млн. раз
n2 == 6,8 млн. раз
По итогам проверочных расчётов обучающиеся делают вывод. Потомству одного одуванчика через 10 лет потребуется площадь в 2млн. раз больше, чем вся поверхность Земли и в 6,8 млн. раз больше ,чем поверхность суши.
Преподаватель биологии: если бы все особи выживали и размножались, то одуванчик заселил бы все пригодные для него места на Земле. Почему же этого не происходит? Что мешает одуванчику расселиться всюду? (ведётся фронтальная беседа с обучающимися).
Обучающиеся: Этого не происходит потому, что организм не всегда доживает до полувозрелого возраста, они гибнут.
Преподаватель: Перечислите причины, которые могли бы привести к гибели одуванчика?
Обучающиеся:
Плод – семянка вместе с травой поедается животными (коровами, овцами).
Семена склёвываются птицами.
Всходами питаются травоядные животные.
Вытаптываются людьми, животными, машинами.
Угнетение другими растениями (пырей, крапива).
Одуванчик вытесняет друг друга (показ гербарных экземпляров одуванчика).
Гибель семян от неблагоприятных условий среды.
Гибель растений от болезнетворных бактерий и вирусов.
Гибель растений от засухи или заморозков.
Преподаватель: И это ещё не всё – затопление участка, химическая обработка, перекопка, прополка, экологическое воздействие.
Вывод делает обучающийся: Такая огромная гибель потомства происходит потому. Что каждому организму приходиться бороться за своё существование.
Преподаватель: Противоречия между интенсивностью размножения и ограниченностью места обитания неизбежно приводит к биологическому состязанию т.е. к борьбе за существование, исходное условие которого выжить и дать потомство.
Преподаватель используя таблицу «Борьба за существование», презентацию, видеофрагменты из урока №11из электронного учебника, видеоклип «Охота волков», рассказывает о формах борьбы за существование - ведёт фронтальную беседу с обучающимися.
Орёл бьёт сокола, а сокол бьёт гусей,
Страшатся щуки крокодила;
От тигра гибнет волк, а кошка ест мышей.
Всегда имеет верх над слабостию сила…
(Межвидовая борьба). А.С.Пушкин
И меж растений царствует война-
Деревья, травы вверх растут задорно,
За свет и воздух борются упорно,
А корни их, в земле неся свой труд,
За почву и за влажность спор ведут.
( Внутривидовая борьба) Э. Дарвин
1.Что Дарвин понимал под выражением « борьба за существование»?
Обучающийся: Это борьба за жизнь, за место, за то, чтобы оставить после себя потомство.
2.В чём заключается значение этого закона для природы? Обучающийся: Закон регулирует численность особей, создаёт в природе равновесие, не даёт доминировать одному виду над другим.
Преподаватель: Определите формы борьбы за существование, являющиеся причинами гибели потомства одуванчика, заполните таблицу на карточке – заготовке №1
Внутривидовая борьба
Межвидовая борьба
Борьба с неблагоприятными условиями среды
6
1,2,3,4,5
7,8,9
Критерии оценок: «5»-нет ошибок, «4»- одна ошибка, «3»- если две ошибки. Преподаватель: Все формы борьбы за существование являются причиной естественного отбора. Дарвин доказал. Что в природе действует отбор, но его производит не человек в отличии от искусственного, он происходит под влиянием среды, в силу естественных законов природы. Это естественный отбор. Сущность его в следующем. Вид дал потомство, оно расселилось и заняло разные среды обитания. Появляется изменчивость – одно изменчивость полезная, другая нейтральная, третья вредная. В жизненной борьбе победу одерживают те особи, которые имеют полезные изменения, дающие им преимущество перед другими. Такие особи лучше других выживают, быстрее размножаются, передавая полезные изменения потомству. Этот медленный, но постоянный процесс сохранения полезных индивидуальных изменений и уничтожение вредных Дарвин назвал естественным отбором (обучающиеся записывают определение в тетрадях). Преподаватель демонстрирует материал урока №14 из электронного учебника: «Естественный отбор – направляющий фактор эволюции», в ходе просмотра преподаватель останавливает внимание обучающихся на генетическую базу естественного отбора. С точки зрения генетики, происходит отбор положительных мутаций и генетических комбинаций, возникающих при половом размножении и выбраковываются все отрицательные мутации, ухудшающих выживание организмов. Доминантная аллель сразу проявляется фенотипически и подвергается действию отбора. Рецессивный же аллель не подвергается отбору – это резерв наследственной изменчивости.
Рассмотрим конкретный вариант действия естественного отбора на примере формирования промышленного меланизма у насекомых. В большинстве странах Европы на стволах берёз обитает белая бабочка - берёзовая пяденица. (демонстрация белых и черных бабочек на светлом и тёмном фоне, используя магнитную доску). Днём на светлой коре деревьев бабочку не заметно. Сливаясь с фоном, это защищает её от птиц. В конце 20 века человек стал свидетелем быстрого потемнения окраски бабочек в развитых индустриальных районах т. к. стволы берёз покрылись слоем копоти, стволы потемнели. Теперь светлая окраска причиняла ущерб. Появляется мутантная чёрная бабочка, она стала выживать лучше, птицам труднее её разглядеть на тёмном фоне, чёрные стали вытеснять белых бабочек в промышленных загрязнённых районах. В сельских районах чёрные бабочки заметнее, они уничтожаются
Таким образом естественный отбор положил начало дивергенции (расхождению) признаков внутри вида, это приведёт к появлению подвидов, затем новых видов. Но этот вид погибнет, если он не передаст полезные изменения по наследству. Таким образом: борьба за существование, естественный отбор и наследственная изменчивость являются главными движущими силами эволюции (обучающиеся ведут запись в тетрадях). Это они приводят к совершенству вида. Утрата признака тоже результат действия естественного отбора. Например: исчезновение глаз у крота, ног у змей. Естественный отбор существует с момента возникновения жизни на Земле.
Биологический диктант: (карточка – заготовка №1)
Отбирающим фактором естественного отбора является
Исходным материалом служит
Отбираются изменения------------ для особи, уничтожаются----
В результате отбора образуются
Отбор действует с момента
Главной действующей силой эволюции является
Дивергенция – это
Преподаватель собирает у обучающихся карточку заготовку №1, проверяет и оценивает.
Преподаватель математики: Естественному отбору можно дать математическую характеристику, с помощью которой определяются интенсивность гибели особей, коэффициент естественного отбора и его эффективность. Эти показатели используются при создании математических моделей действия естественного отбора, имеющих огромное значение для прогнозирования эволюционных процессов. Преподаватель математики с использованием изготовленной таблицы решает задачу на доске, обучающиеся пишут решение задачи на готовых карточках – заготовках.
Задача: На дарвинской площадке провели эксперимент. На зелёный покров выпустили 1200 особей богомола, имеющие две разновидности: бурые и зелёные. Опыт показал, что птицы поедают 75% бурых богомолов и 45% зелёных. Произведите расчёт и определите, какое количество особей зелёной и бурой окраски погибнет, определите коэффициент отбора.
Преподаватель решает задачу на доске, обучающиеся на карточке – заготовке №2.
Всего
«m»
Погибло
Выжило
«n»
Интенсив-ность гибели.
Е=
Коэффициент естественного отбора
S=
Эффективность естественного отбора.
f=
Зелёные Бурые
1200
75%
1200·0,75=900
n1=1200-900=300
S=
S= =1,2
f=
f=
1200
45%
1200·0,45=540
n2=1200-540=660
После решения преподаватель математики делает вывод: интенсивность гибели бурых богомолов больше, чем зелёных, следовательно, последние оказались более приспособленные.
Итог урока:
Преподаватель: Итак, ещё раз вернёмся к задачам урока. Вам надо было выяснить:
Интенсивность размножения особей и её математическое выражение.
Борьба за существование, как необходимое условие выживания и размножения.
Естественный отбор, его количественная характеристика.
Показать потенциальную возможность безграничного размножения особей популяции и ограниченность жизненных ресурсов, используя математические расчёты.
На все вопросы вы получили ответ.
Давайте поблагодарим преподавателя математики за совместный труд.
В ходе объяснения, проходило поэтапное закрепление знаний по карточкам – заготовкам. Хорошо поработали и по заслугам, все обучающиеся получают оценки (идёт комментирование оценок).
Преподаватель: Естественный отбор создаёт виды, совершенствуя их. (обращается к высказыванию К. А.Тимирязева).
Домашнее задание:
1. Выучить§46 учебника; уметь отвечать на вопросы§46, с. 166.
Тогда вы поймёте лучше смысл высказывания Тимирязева, ещё раз убедитесь в его истинности (запишите высказывание в тетрадь).
2.Решить задачи (раздаются обучающимся условия задач на карточке – заготовке №3) – см. в приложении.
Приложение.
Карточка - заготовка №1. Фамилия, имя.
Внутривидовая борьба
Межвидовая борьба
Борьба с неблагоприятными условиями среды
Биологический диктант:
Отбирающим фактором естественного отбора является
Исходным материалом служит
Отбираются изменения------------ для особи, уничтожаются----
В результате отбора образуются
Отбор действует с момента
Главной действующей силой эволюции является
Дивергенция – это
Карточка – заготовка №2
Всего
«m»
Погибло
Выжило
«n»
Интенсивность гибели.
Е=
Коэффициент естественного отбора
S=
Эффективность естественного отбора.
f=
Зелёные Бурые
1200
75%
1200
45%
Карточка – заготовка №3
Задача №1.
В одном плоде пастушьей сумки созревает не менее 186300 семян. Сколько семян могли бы дать 5 особей сумки, если одно растение имеет в среднем 30 плодов?
Задача №2.
Какое потомство могла бы воспроизвести одна особь самки аскариды за 6 дней, если она даёт 700 тысяч яиц в сутки?
Задача №3.
Одна особь самки серой крысы даёт в год 5 помётов. В среднем по 8 крысят, достигающих половозрелости с 3х месяцев. Какое потомство могло бы быть у этой особи за 9 месяцев жизни?
Литература:
Беляев Д.К. Общая биология: учебник для 10-11 классов./Д.К.Беляев, Г.М. Дымшиц. М. Просвещение, 2006 г.
Каменский А.А. Общая биология: учебник для 10-11 классов. Дрофа 2009г.
Высоцкая Л.В. Общая биология: учебник для 10-11 классов с углубленным изучением биологии /Л.В. Высоцкая, С.М. Глаголев, А.О. Рувинский и др. М. Просвещение, 2001г.
Сивоглазов В.И. Общая биология. Базовый уровень. 10-11 классы/В.И. Сивоглазов, И.Б. Агафонова, Е.Т.Захарова. М. Дрофа, 2005г.
