Тема урока: Естественный отбор.
Задачи:
Образовательная: показать роль естественного отбора в эволюции; расширить и углубить знания по формам естественного отбора путем включения новой информации; научить учащихся определять основные формы естественного отбора на примерах.
Развивающая: продолжить обучение интеллектуальным приемам самостоятельной познавательной деятельности (выделение главного, структурирование учебного материала, систематизация знаний, оформление выводов); учить выступать публично, учить анализировать.
Развивать поэтапную работу мыслительной деятельности учащихся и навыки работы с терминологией.
Дать возможность учащимся осознать роль мутагенов и появление мутаций у животных.
Развивать коммуникативные способности учащихся через работу в парах и развивать чувства толерантности
Воспитательная: Способствовать пониманию собственных интеллектуальных достижений как успешной характеристики современного человека.
Тип урока: Изложение нового материала.
Форма организации: парная, индивидуальная.
Методы: объяснительно - иллюстративный, частично-поисковый, исследовательский.
Оборудование: мультимедийная аппаратура; карточка с заданиями.
Ход урока
Оргмомент.
Проверка знаний.
Проблемные вопросы:
1) Многие насекомые приносят вред. Между насекомыми, растениями и врагами насекомых идет ожесточенная борьба за существование. Объясните:
Почему бы не уничтожить насекомых, ведь сейчас для этого имеются эффективные средства?
К каким последствиям в живой природе приведет уничтожение насекомых?
Почему автор книги «В мире насекомых» Д.В. Панфилов заявляет: «Без насекомых континенты мертвы»?
2) В теплице для выращивания растений созданы оптимальные условия жизни. Объясните, будет ли в этом случае происходить борьба за существование.
3) В трудное путешествие отправили через горы и пустыни караван из лошадей, ослов и мулов. Все животные были навьючены до предела возможностей. До цели дошли лишь мулы. Можно ли в этом случае говорить о том, что произошел естественный отбор? Ответ обоснуйте.
4) Какие изменения в популяции растений с красивыми цветками могут возникнуть в результате интенсивного сбора цветущих экземпляров на букет?
5) Плодовитость вида тем выше, чем выше вероятность истребления потомства. Несколько примеров большой плодовитости видов:
Холерная бацилла за сутки может дать потомство массой 100 т.
Потомство пары птиц величиной с воробья при продолжительности жизни в 4 года может покрыть весь земной шар за 35 лет.
Потомство пары мух съест мертвую лошадь так же скоро, как лев.
III/ Новая тема.
Вопрос учителя:
В результате борьбы за существование выживают особи, наиболее приспособленные к условиям окружающей среды. Ч.Дарвин при сопоставлении фактов борьбы за существование и всеобщей изменчивости признаков и свойств пришел к заключению о неизбежности в природе избирательного уничтожения одних особей и размножению других .
Вопрос : О чем писал Чарльз Дарвин?
Ответ: Естественный отбор - процесс дифференцированного (неслучайного, избирательного) выживания и воспроизведения организмов в ходе эволюции.
Главной движущей силой эволюции является естественный отбор.
Определите тему урока: Тема урока: «Естественный отбор.»
Определите цель нашего урока.
Цель: изучить действие естественного отбора в природе и выявить значение этого процесса для эволюции живых организмов, составить характеристику каждой формы отбора с примерами.
Работа по рабочей карте с использованием дескриптора
Задание:
Необходимо охарактеризовать формы естественного отбора, привести примеры.
Заполнить таблицу «Характеристика форм естественного отбора»
А) 1. Что значит «естественный отбор?».
2. Как может действовать движущий отбор?
Б) 1. Каково значение стабилизирующего отбора? Приведите примеры.
2. Какую роль в эволюционном процессе сыграл стабилизирующий отбор?
В) 1. Дать характеристику дизруптивного отбора. Привести примеры.
2. Объясните роль взаимодействия всех форм отбора в эволюции живой природы.
Дополнительная информация ***
А) Движущая форма естественного отбора. Движущий отбор был описан еще Ч. Дарвином. Само название «движущий» говорит о том, что такой отбор выступает в качестве творческой силы эволюции. При движущей форме отбора происходит отсев мутаций с одним значением среднего признака, которые заменяются мутациями с другим средним значением признака. Эта форма отбора выявляется легче других. В итоге действия движущей формы отбора, например, возникает увеличение размеров потомков по сравнению с предками (в эволюционном ряду лошадиных от имевшего размеры с лисицу ископаемого фенакодуса до современных осла, зебры, лошади). Другие формы могут уменьшаться в размерах. Так, на остров Средиземного моря попали в конце третичного периода слоны. В условиях ограниченных ресурсов островных лесов преимущество имели особи с небольшими размерами. Мутации карликовости подхватывались движущей формой отбора, а исходные аллели, определявшие нормальный для слонов размер, отсеивались вследствие гибели крупных особей. В результате на островах Средиземноморья возникли карликовые слоны ростом до полутора метров (они были истреблены первыми охотниками, заселившими эти острова). Ч. Дарвин объяснял происхождение многих бескрылых насекомых, живущих на океанических островах, действием движущего отбора.
Классическим примером действия движущего отбора в природе служит так называемый индустриальный меланизм. В районах, не подвергавшихся индустриализации, у бабочки березовый пяденицы белая окраска соответствует светлой березовой коре. Среди светлых бабочек на стволах берез встречались и темные, но они были хорошо заметны и склевывались птицами. Развитие промышленности привело к загрязнению воздуха, и белые березы покрылись слоем копоти. Теперь на темных стволах птицы гораздо легче замечали не темных, а типичных светлых бабочек. Постепенно в загрязненных районах частота встречаемости темных (мутантных) особей резко возросла и они стали преобладающим, хотя еще сравнительно недавно встречались исключительно редко.
Убедительный пример движущего отбора – выработка у микроорганизмов, насекомых, мышевидных грызунов устойчивости к антибиотикам и ядохимикатам. Многочисленными исследованиями установлено, что воздействие на микроорганизмы различными антибиотиками обусловливает за относительно короткий срок устойчивости к дозам, во много раз превышающим исходную. Это объясняется тем, что антибиотики выступают в качестве фактора отбора, способствующего выживанию устойчивых к нему мутантных форм. Благодаря быстрому размножению микроорганизмов мутантные особи увеличиваются в числе и образуют новые популяции, невосприимчивые к действию антибиотиков. Увеличение дозы или применение более сильных препаратов вновь создает условия для действия движущего отбора, в результате которого образуются все более и более устойчивые популяции микроорганизмов. Вот почему в медицине неуклонно идет поиск новых форм антибиотиков, к которым еще не приобрели устойчивости патогенные микробы.
В странах с передовой сельскохозяйственной культурой все чаще отказываются от химических средств защиты растений от вредителей (насекомых, грибков). Поскольку через ограниченное число поколений движущим отбором фиксируются у вредителей мутации устойчивости к химическим веществам. Вместо химической обработки признано целесообразным через 10-12 лет заменять старый сорт новым, которого еще «не нашли» вредители.
Б) Стабилизирующий отбор. Известно, что реликтовое растение гинкго и потомок первоящера гаттерия, а также кистеперая рыба – латимерия существуют почти без изменения миллионы лет. Как объяснить такую стабильность видов, если в природе постоянно совершается мутационный период? Ответ на этот вопрос дает учение о стабилизирующем отборе, разработанное крупнейшим эволюционистом И.И. Шмальгаузеном.
Стабилизирующий отбор наблюдается в том случае, если условия внешней среды длительное время остаются достаточно постоянными. В относительно неземной среде преимуществом обладают типичные, хорошо приспособленные к ней особи со средним выражением признака, а отличающиеся от них мутанты погибают. Известно много примеров стабилизирующего отбора. Так, после снегопада и ильных ветров в Северной Америке было найдено 136 оглушенных, полуживых домовых воробьев, 72 из них выжили, а 64 погибли. Погибшие птицы имели или очень длинные, или очень короткие крылья. Особи со средними, «нормальными», крыльями оказались более выносливыми.
В результате действия стабилизирующей формы отбора мутации с широкой нормой реакции замещаются мутациями с тем же значением средней, но более узкой нормой реакции.
Стабилизирующий отбор ведет к большой фенотипической однородной популяцией. Если он действует длительное время, то создается впечатление, что популяция или вид не изменяются. Однако эта неизменность кажущаяся и касается лишь внешнего облика популяции, генофонд же ее продолжает изменяться на основе появления мутации с тем же значением средней, но с более узкой нормой реакции.
Стабилизирующая форма отбора характерна и для человека. Известно, что нарушения по самым мелким 21-22-й парам хромосом ведут к тягчайшему наследственному заболеванию – синдрому Дауна. Если возникнут отклонения в числе и форме более крупных хромосом, это приведет к гибели оплодотворенных яйцеклеток. Самопроизвольные (спонтанные) аборты часто вызваны гибелью эмбрионов с ненормальностями в хромосомах средних размеров.
Таким образом, стабилизирующая форма отбора в течение сотен тысяч и миллионов поколений оберегает виды от существенных изменений, от разрушающего влияния мутационного процесса, выбраковывая мутантные формы. Без стабилизирующего отбора не было бы устойчивости (стабильности) в живой природе.
Стабилизирующий и движущий отборы взаимосвязаны и представляют две стороны одного процесса. Популяции постоянно вынуждены приспосабливаться к изменениям условий среды. Движущий отбор будет сохранять генотипы, которые наиболее соответствует изменениям среды. Когда условия среды стабилизируются, отбор приведет к созданию хорошо приспособленной к ней формы. С этого момента в действие вступает стабилизирующий отбор, который будет поддерживать типичные, преобладающие генотипы и устранять от размножения уклоняющейся от средней нормы мутантные формы.
В) Разрывающий (дизруптивный) отбор. Для многих популяций характерен полиморфизм – существование двух или нескольких форм по тому или иному признаку. Полиморфизм нельзя объяснить только возникновением новых мутаций. Причины его могут быть разными. В частности, он может быть обусловлен повышенной относительной жизнеспособностью гетерозигот. В других случаях полиморфизм может быть результатом действия особой формы отбора, получившей название разрывающего или дизруптивного. Эта форма отбора осуществляется в тех случаях, когда две или более генетически различные формы обладают преимуществом в разных условиях, например в разные сезоны года. Хорошо изучен случай с преимущественным выживанием в зимний сезон «красных», а в летний «черных» форм двухточечной божьей коровки. Дизруптивный отбор благоприятствует более чем одному фенотипу и направлен против средних промежуточных форм. Он как бы разрывает популяцию по данному признаку на несколько групп, встречающихся на одной территории, и может при участии изоляции привести к разделению популяции на две и более.
Закрепление .
Докажите, что естественный отбор является причиной многообразия видов?
Объясните роль взаимодействия всех форм отбора в эволюции живой природы.
Сравните искусственный и естественный отбор.
Домашнее задание: параграф 30, 18
Рефлексия урока
Какой из этапов урока учит вас думать, анализировать?
На каком этапе урока вы пробовали применять свои знания?
