План - конспект урока темы «Факторы эволюции». Тип урока: изучение нового материала.
Вид урока: объяснительный урок.
Цель урока: сформировать знания о факторах эволюции как движущих
силах этого важнейшего исторического процесса; охарактеризовать
многообразие факторов.
Задачи урока
Образовательная. Сформировать понятие о факторах эволюции как
движущих силах этого процесса; дать представление о многообразии этих
факторов.
Развивающая. Продолжать формировать умения наблюдать и отмечать
главное при прослушивании сообщений, работе с материалом учебника.
Воспитательная. Продолжать формировать научное мировоззрение, любовь
к природе, культуру труда на основе ведения записей в тетради.
Оборудование
Изобразительные объекты: таблицы, иллюстрирующие наследственную
изменчивость, популяционные волны, роль разных видов изоляций в
эволюции; графики, характеризующие колебания численности особей в
популяции.
Литература
Научная. Биология. Общая биология. Базовый уровень: учеб. для 10-11 кл.
общеобразовательных учреждений / В.И. Сивоглазов, И.Б. Агафонова,
Е.Т. Захарова ; под ред. акад. РАЕН, проф. В.Б. Захарова. - 4-е изд.,
стереотип. - М.: Дрофа, 2008. - 368с.
Методическая. Рабочие программы по биологии (по программам
Н.И. Сонина, В.Б. Захарова; В.В. Пасечника; И.Н. Пономаревой) / авт.-сост.:
И.П. Чередниченко, М.В. Оданович. -М.: Глобус, 2007. - 464с.
Общая биология. Базовый уровень. 10—11 классы: метод, пособие к
учебнику В.И. Сивоглазова, И.Б.. Агафоновой, Е.Т. Захаровой «Общая
биология. Базовый уровень» / Т.А. Козлова, И.Б. Агафонова,
В.И. Сивоглазов. -М.:Дрофа, 2006. - 140с.
Анастасова Л.П. Самостоятельные работы учащихся по общей биологии: Пособие для учителя. - 2-е изд., перераб. - М.: Просвещение, 1989. - 175с. Биология: 1600 задач,тестов и проверочных работ для школьников и поступающих в вузы/ Т.А. Дмитриева, СИ. Гуленков, СВ. Суматохин и др. -
М.: Дрофа, 1999.-432с.
Примечание Содержание урока
I. Организация урока
Приветствие, проверка готовности класса к уроку,
проверка отсутствующих.
II. Опрос (проверка знаний)
Проведение письменной проверочной работы по
вариантам по следующим вопросам, записанным на
доске:
I вариант
1. Что такое популяция? Сформулируйте определение.
2. Какими параметрами характеризуется каждая
популяция?
3. Как вы думаете, почему нельзя изучить все признаки и
свойства популяции или вида на примере одной особи?
4. При каких условиях численность популяции может
быстро достичь максимально возможной величины?
5. От чего зависит возрастная структура популяции?
6. У каких популяций не определяется половая
структура?
II вариант
1. Что такое популяция? Сформулируйте определение.
2. Какими качествами должна обладать элементарная
единица эволюции?
3. Что такое генофонд популяции?
Учащиеся
записывают тему
урока в тетрадь.
Ученики отвечают.
Рассказ учителя.
Кто поставляет материал для эволюции?
Что является элементарным эволюционным явлением?
Назовите условия, необходимые для осуществления эволюции.
III. Изучение нового материала
А теперь переходим к изучению новой темы. Запишем тему урока: «Факторы эволюции». Основные понятия, изучаемые нами на сегодняшнем уроке: наследственная изменчивость, мутации, популяционные волны, дрейф генов, изоляция, ее формы и виды.
Начнем с того, что вспомним: Какие существуют причины изменения численности особей в популяции? В чем заключается роль мутаций в процессе эволюции?
Наследственная изменчивость. Фактором, который обеспечивает возникновение нового генетического материала в популяции и новых комбинаций этого материала, является наследственная, или генотипическая, изменчивость. Существует две формы такой изменчивости: комбинативная и мутационная.
Мутации с определенной частотой возникают у всех живых организмов. Разные гены изменяются приблизительно с равной вероятностью, поэтому мутационные изменения затрагивают все признаки и свойства организмов, в том числе влияющие на жизнеспособность и размножение. Мутации возникают ненаправленно, не имеют приспособительного значения, т.е. обусловливают ту самую неопределенную наследственную изменчивость, о которой говорил Дарвин.
Доминантные мутации (В) проявляются в первом же поколении, и их дальнейшая судьба зависит от их значимости. Вредные мутации приведут к гибели организма или к снижению его жизнеспособности. Даже если особь не погибнет, у нее значительно снизится вероятность оставить потомство, т.е. естественный отбор довольно быстро удалит носителей таких мутаций из популяции. Нейтральные и полезные в данных природных условиях мутации сохранятся в следующих поколениях.
Однако гораздо чаще происходят рецессивные мутации (Ь), которые могут в течение длительного времени в скрытом виде передаваться из поколения в поколение. Носительство рецессивных мутаций (гетерозиготное состояние - ВЬ) в большинстве случаев не оказывает влияние на жизнеспособность особи и, следовательно, отбор на таких особей действовать не будет. С течением времени, когда в популяции накопится достаточное количество гетерозиготных особей, несущих такую мутацию, эти мутации могут перейти в гомозиготное состояние (bb). Дальнейшая судьба этих мутаций зависит от степени их значимости для организмов. Полезные признаки будут сохраняться в популяции, а обладатели вредных удаляться с помощью естественного отбора.
Степень «полезности» мутации определяется теми условиями среды, в которых обитает конкретная популяция. При изменении этих условий может изменяться и значимость мутаций: то, что вредно при сочетании одних факторов среды, может оказаться
Беседа с
демонстрацией
таблиц и
графиков,
иллюстрирующих
полезно в другой ситуации.
Количество возникающих мутаций выражают процентом гамет одного поколения, содержащих какую-либо вновь возникшую мутацию. У хорошо изученных видов плодовой мушки дрозофилы 25% всех половых клеток содержат ту или иную мутацию, у мышей и крыс - около 10% . Как видно из этих чисел, количество элементарного эволюционного материала достаточно велико.
Возникновение мутаций - элементарных единиц
наследственной изменчивости приводит к увеличению
генетического разнообразия популяции. Это
разнообразие усиливается в результате создания
случайных генетических комбинаций при скрещиваниях.
Рецессивные мутации в гетерозиготном состоянии
образуют скрытый резерв изменчивости, который может
быть использован при изменении условий
существования популяции.
Мутационный процесс является лишь поставщиком элементарного эволюционного материала. Его давление на природные популяции всегда существует и поддерживает генетическое разнообразие этих популяций на высоком уровне. В то же время благодаря своей случайной природе мутационный процесс не способен оказывать направляющее влияние на процесс эволюции.
Популяционные волны. В естественных условиях численность популяции постоянно меняется, вспомните материал прошлого урока. Такие периодические и непериодические (случайные) колебания численности особей, составляющих популяцию, называют
проявление
популяционных
волн.
Определения
записываются
учащимися в
тетрадь.
Обратить
внимание
учащихся на
рисунок 109 в
учебнике.
популяционными волнами. В результате неких случайных причин, таких, как нехватка кормов, эпидемии или влияние хищников, количество особей в популяции может резко сократиться, т. е. носители определенных генотипов погибнут. В маленькой по размеру популяции некоторые особи независимо от своего генотипа в силу случайных причин могут оставить или не оставить потомства, что приведет к изменению частот встречаемости тех или иных аллелей в популяции. При этом некоторые аллели могут совсем исчезнуть из популяции. Процесс случайного ненаправленного изменения частот аллелей в популяции называют дрейфом генов. В итоге генофонд оставшейся популяции будет существенно отличаться от генофонда исходной популяции. Такое явление, при котором популяция проходит через период малой численности, получило название эффект «бутылочного горлышка». Если в дальнейшем влияние неблагоприятных факторов исчезнет и популяция восстановит свою численность до исходного уровня, ее генотипическая структура будет являться отражением генотипов тех особей, которые прошли через «бутылочное горлышко». В результате случайного дрейфа генов генетически однородные популяции, обитающие в сходных условиях, могут постепенно утратить свое первоначальное сходство. Таким образом, колебания численности (популяционные волны) вызывают изменения генетической структуры популяции.
Итак, наследственная изменчивость и
популяционные волны относятся к первой группе
Беседа с опорой
на наблюдения
учащихся за
проявлением
изоляции в мире
растений или
животных.
Определения
записываются
учащимися в
тетрадь.
факторов, которые вызывают случайные изменения в генофонде популяции. Однако для того, чтобы в дальнейшем популяция могла развиваться независимо на основе своего собственного генофонда, необходима ее изоляция от других подобных популяций.
Изоляция. Изоляция - это ограничение или полное отсутствие скрещиваний особей разных популяций. Пока между популяциями существует поток генов, они не могут накопить существенные генетические различия. Изоляция приводит к прекращению обмена наследственной информацией и превращает популяцию в самостоятельную генетическую систему.
Различают пространственную и экологическую изоляцию.
Пространственная изоляция связана с существованием географических преград между популяциями, например, горных хребтов, пустыней, водоемов и др.
При экологической изоляции скрещивание между организмами различных популяций становиться невозможным, если особи этих групп разделены экологическими препятствиями в пределах одного ландшафта. Например, обитатели одного болота имеют мало шансов встретиться в период размножения с обитателями другого болота и т. п.
Эволюционное значение разных форм изоляции заключается в том, что они закрепляют и усиливают генетические различия между популяциями, а, следовательно, создают предпосылки для дальнейшего преобразования этих популяций в отдельные виды.
Итак, такие факторы эволюции, как наследственная
изменчивость, популяционные волны и изоляция
изменяют генофонд популяций и обеспечивают их
независимое существование, создавая условия для
действия главного эволюционного
фактора - естественного отбора.
IV. Закрепление
Для закрепления знаний о сущности и
особенностях факторов эволюции, создающих условия
для действия главного эволюционного
фактора - естественного отбора учитель проводит обобщающую беседу по следующим вопросам:
Назовите основные факторы эволюции.
Какой фактор обеспечивает возникновение нового генетического материала в популяции?
Будет ли действовать отбор на носителей рецессивных мутаций?
Приведите пример, иллюстрирующий изменение значимости мутации при изменении условий среды.
Способен ли мутационный процесс оказывать направляющее влияние на процесс эволюции и почему?
Что такое дрейф генов?
Какой фактор приводит к прекращению обмена генетической информацией между популяциями? Каково его эволюционное значение?
V. Итог урока
Оценка знаний и выставление отметок. VI. Домашнее задание. Изучить § 4.8. Ответить на вопросы учебника на с. 232.
