Урок биологии
по теме
«Доказательства эволюции органического мира»
11 класс
Автор разработки:
учитель биологии
ГУ ЛНР «ЛОУСОШ № 18»
г. Луганска
Ткачёва Лариса Ивановна
Место занятия в системе уроков: 10 урок в теме «Современное эволюционное учение».
Цель: познакомить обучающихся с различными группами доказательств эволюционного процесса.
Задачи:
Обучающие:
расширить кругозор знаний учащихся о разнообразных формах жизни на планете Земля;
выяснить значение ископаемых переходных форм, филогенетических рядов для науки как палеонтологические доказательства, изучить молекулярные и биогеографические доказательства эволюции.
Развивающие:
продолжить развитие учебно-интеллектуальных умений: сравнивать, выделять главное, устанавливать причинно-следственные связи;
продолжить развитие учебно-познавательных умений: участвовать в дискуссии, составлять и обосновывать тезисы;
продолжить развитие поисково-информационных умений: умение использовать Интернет- ресурсы, научные и литературные источники;
продолжить развитие учебно-организационных умений: организовать себя на выполнение поставленной задачи, осуществлять самоанализ учебной деятельности, умение работать в команде, умение быть толерантным.
Воспитательные:
способствовать воспитанию культуры общения;
продолжить формирование познавательного интереса к предмету через проектно-исследовательскую деятельность и создание ситуации успеха.
Тип урока: урок усвоения новых знаний
Оборудование: раздаточный материал «Ископаемые остатки и отпечатки растений и животных», разборная схема скелета диморфодона (череп, позвоночник, конечности, хвост, грудная клетка), ксерокопии рисунков животных (ленивец, муравьед, кенгуру, бурый медведь, коала, броненосец, кондор, медведь гризли, волк, лисица, гавиал, тигр, бобёр, куница, олень, утконос, ехидна, жираф, африканский слон, гепард, галапагосская черепаха, кабан, ель, сосна, лиственница), карта зоогеографических зон, презентация, мультимедийное оборудование.
Ход урока
1. Мотивация учебной деятельности
Победа Дарвина
(пьеса в двух частях)
Действующие лица: Ч. Дарвин, Эмма - его жена, Томас Генри Гексли -близкий друг Дарвина, Уилберфор - епископ, Ведущий.
(Гостиная дома Дарвина в Дауне. За столом Дарвин, Гексли, Эмма и епископ Уилберфор)
Епископ: Дорогой Чарльз, ведь я твой частый гость. Почему ты меня называешь «Ваше преосвященство»? Ведь мы не в колледже, где я учил тебя богословию!
Дарвин: Потому что у нас с Вами теперь мало общего. Ещё во время плавания на «Бигле» я был ортодоксален. Однако постепенно пришёл к осознанию того, что Ветхий Завет с его ложной историей мира, вавилонской башней, с приписыванием Богу чувств мстительного тирана, заслуживает доверия не больше, чем верования дикаря. И Вы упрямы, как дорвётесь до науки.
Епископ: А как же! Подумать только… (крестится). Я и обезьяна! Да что между нами может быть общего?!
Гексли: Всё же, сэр! Разве не похожа обезьяна на человека? И потом – никто не ведёт родословную джентльмена от шимпанзе, просто человек и приматы имеют общих предков!
Епископ: Так что же это значит? Что мой дед, мир праху его, был обезьяной? Да вы меня уморите, мистер Дарвин и мистер Гексли! (хохочет)
Дарвин: Вы проявляете упрямство, не анализируя наши доводы. Так что же, может быть, поспорим?
Эмма: И опять уйдёте спать в полночь.
Дарвин: Может, и позже, дорогая Эмма, ради истины стоит.
Сцена 2
(в центре класса два кресла)
Ведущий: На нашем публичном диспуте будет обсуждаться эволюционная теория Дарвина - Уоллеса. Как видим, взгляды мистера Дарвина разделяют далеко не все; у теории много противников. Свои суждения по вопросу выскажет епископ английской церкви сэр Уилберфор.
(Епископ выходит и садится в одно из кресел)
Идеи сэра Дарвина будет защищать сэр Томас Гексли.
(Выходит с другой стороны, садится. Звенит колокольчик)
Епископ: Начнём, господа. Итак, джентльмены (к залу), представьте себе, что у вас то правило, которое утверждает сэр Дарвин. Наиболее высокоразвитые организмы приобретает всё новые признаки. Вы хотите меня уверить, что полезные разновидности репы стремятся стать розами, а свинья стремится сделаться обезьяной, а потом человеком? (Смех в зале). Это самые очевидные нелепости. Неужели всерьёз стоит присматриваться к этой теории?
Гексли: Странно, сэр Уилберфор, что Вы утверждаете то, чего у Дарвина нет. Вы утверждаете, что Библия логична, Бог мудр, но почему он наделил многих животных и людей ненужными органами? Бог создал человека по своему образу и подобию, но откуда у эмбрионов человека жаберные щели? Или Бог - ещё частично и рыба?
Епископ: Хочу заметить, что в Ветхом Завете говорится о том, что Бог огромен, один день для Бога – это миллионы лет для нас. А насчет Бога - рыбы – там же говорится про Левиафана.
Гексли: Помните наш разговор о неудачных попытках Бога? Мне видится вся картина библейского миротворения неудачной!
Епископ: Нас рассудит Бог!
Гексли: Нет, нас рассудит только наука и история. (Аплодисменты)
2.Изучение нового материала
Используемая технология: проектно – исследовательская
Вступительное слово учителя:
Как вы помните из предыдущих уроков, теорию эволюции сразу не приняли те, в чьём распоряжении находилась «вера». И сейчас однажды постучат в дверь проповедники секты с вопросом: «Вы верите в то, что мир был сотворён Богом или он возник в процессе эволюции?»
Проблема: «В отличие от микроэволюции, макроэволюция совершалась миллионы и миллиарды лет, человек не был её свидетелем. Как он мог узнать пути развития живой природы? Какими фактами обладает современная наука, доказывающая эволюционное происхождение органического мира?»
Сегодня мы с вами попробуем доказать, что эволюция органического мира имела место. Чтобы привести доказательства эволюции органического мира на уроке будет работать три исследовательские лаборатории: палеонтологи, биогеографы, учёные молекулярной биологии.
Структура работы:
1. Каждая лаборатория получает задания, по которым будет проводить свои исследования.
2. Учитель корректирует работу обучающихся в группах, проводит поэтапное закрепление знаний после выступления каждой группы.
3. Группы представляют отчёт о проделанной работе в соответствии с полученными заданиями.
4. Последовательно после отчёта каждой группы заполняется на доске свой содержательный блок в схеме:
?
?
Доказательства эволюции органического мира
Палеонтологические Переходные ископаемые формы Филогенетические ряды Ископаемые остатки организмов Молекулярные Биохимическое единство живых организмов Молекулярно-генетическое сходство родственных форм организмов Биогеографические Сходство и отличие флоры и фауны разных континентов и островов Наличие реликтов
Методы: проблемно – поисковый.
Форма организации учебной деятельности: работа в группах, представление своих исследований, обсуждение проблемных вопросов, заполнение схемы (на доске и в тетрадях), выводы.
Перед уроком учитель поделил класс на три группы (научные лаборатории), которые согласно полученным инструктивным карточкам проводят научно – поисковые исследования в течение 13-15 минут. (Эта работа даёт возможность каждому обучающемуся проявить себя в зависимости от умений и желания учиться). Учитель наблюдает за работой исследовательских групп, при необходимости даёт необходимую консультацию или просто помогает менее осведомлённым руководителям групп, если видит, что работа приостановилась. (Отказ от авторитарного управления деятельностью обучающихся способствует созданию на уроке атмосферы доброжелательности, сотрудничество; учитель и ученики «заряжают» друг друга творческой энергией).
Задания для лаборатории «Палеонтологи»
Цель: сформировать умения использовать данные науки палеонтологии для доказательства эволюции.
Палеонтология – это наука изучающая остатки вымерших организмов, выявляющая их сходство и различия с современными организмами. В 1822 году термин предложил А. Бленвил. Владимир Онуфриевич Ковалевский заложил основы современной палеонтологии.
Прочтите параграф 4 с.20-23 (учебник 11 кл. автор Д.К.Беляев и др.)
Дайте определения ключевым понятиям: переходные формы, филогенетические ряды.
Рассмотрите коллекцию «Формы сохранности ископаемых видов растений и животных».
Подготовьте устный ответ по теме «Палеонтологические доказательства».
Какая наука лежит в основе палеонтологических доказательств?
Какие организмы являются переходными формами? Что они доказывают?
Укажите переходные формы:
Рыбы……………………………земноводные
Споровые папоротники……………………………….голосеменные
Земноводные…………………………пресмыкающиеся
Пресмыкающиеся…………………………….млекопитающие
Пресмыкающиеся……………………………птицы
Одноклеточные растения……………………….одноклеточные животные
(зверозубые рептилии, семенные папоротники, древние кистепёрые рыбы, стегоцефал, эвглена зелёная, археоптерикс)
Дайте определение филогенетическим рядам. Назовите учёного, обнаружившего последовательные ряды ископаемых форм. Используя материал учебника, расскажите об истории развития лошадей и китов.
Проведите исследования
Ещё в 18 столетии французский учёный Жорж Кювье разработал «метод реконструкции», согласно которому по определённой части скелета любого животного можно восстановить его облик, т.к. организм – это целостное образование, в котором все части соответствуют друг другу.
Итак, вам необходимо:
1. Восстановить внешний вид ископаемого животного - диморфодона.
2. Нарастить мышцы на кости этого животного.
3. Составить отчёт по следующим пунктам:
Опишите, в какой среде обитало реконструированное вами животное;
Чем животное питалось (травоядное или хищное)? Почему?
Признаки представителей какого класса (рыб, земноводных, пресмыкающихся, птиц, млекопитающих) характеризует реконструированное животное?
Поможет ли вам в ответе цитата:
«При раскопках палеонтологи находили некоторые кости полыми, а череп имел несколько больших отверстий, что облегчало их массу»? О чём это говорит?
4. Решите задачу.
В палеонтологических остатках стегоцефала находится 48% распавшегося радиоактивного К. Определите геологический век находки, если период полураспада К составляет 300 млн. лет.
Решение
Находим число полных периодов полураспада, которые прошли с периода смерти стегоцефала:
Первый период полураспада: 100% --- 50%
Второй период полураспада: 50% --- 25%
Значение 48% находится во втором периоде полураспада К, следовательно ископаемые остатки пролежали в земле один полный период полураспада К (300 млн. лет) и ещё время, соответствующее 2% (50% - 48% = 2%) от периода полураспада. Определяем век во втором периоде полураспада К, который соответствует 2%: 25% - это 300 млн. лет.
2% соответствует Х млн. лет Х= 24 млн. лет
Таким образом, остатки пролежали в земле 300 + 24 = 324 млн. лет
С учётом 3% поправки имеем У = 324х3:100=9,72 млн. лет
Ответ: геологический век находки 324 + 9,72 млн. лет
Сделайте вывод о роли палеонтологических материалов в доказательстве эволюции.
(По ископаемым остаткам восстанавливают внешний вид и строение вымерших организмов. Узнают о животном и растительном мире прошлого. Сопоставляя, ископаемые остатки земных пластов из разных геологических эпох, делают выводы об изменении органического мира во времени. Ископаемые остатки дают большой материал о преемственных связях между различными систематическими группами.)
Задания для лаборатории «Биохимики»
Цель: Сформировать умения использовать данные молекулярной биологии для доказательства эволюции.
Прочтите параграф 2 с.10-14 (учебник 11 кл. автор Д.К.Беляев и др.)
Рассмотрите основные молекулярные свидетельства эволюции: биохимическое единство живых организмов, молекулярно-генетическое сходство родственных форм организмов.
Проведите исследования
В таблице приведены последовательности нуклеотидов в генах митохондриальной ДНК человека, орангутанга и ревуна. Определите число замен, отличающих эти виды, и постройте их филогенетическое древо, исходя из предложения, что, чем больше замен отличает пару видов, тем шире они дивергировали.
| Орангу- тан |
ATGTTCGCCGACCGCTGGCTATTCTCCACGAACCACAAAGATATTGGA |
| Ревун |
ATGTTCATAAATCGCTGACTATTTTCAACTAACCATAAAGATATTGGT |
| Человек |
ATGTTCGCCGACCGTTGACTATTCTCTACAAACCACAAAGACATTGGA |
(ревун, орангутан, человек)
Как можно использовать данные анализа генов и белков современных организмов для реконструкции их происхождения? Приведите примеры.
(Оценка различий между видами по анализу генов и белков позволяет реконструировать их эволюционную историю-филогенез: построить так называемое филогенетическое древо (диаграмма в форме древа, отражающая происхождение видов живых организмов от общего предка), показывающее родство различных таксонов (видов, родов, семейств, отрядов, классов), и определить относительное время их дивергенции. Пример. Морфологи долгое время выводили ветвь китов и дельфинов из основного ствола древа млекопитающих, выделяя их в отдельный отряд китообразных. Анализ ДНК показал, что общий предок китов и парнокопытных (бегемотов, коров, свиней) существовал в более близкое время (59 млн. лет назад), чем общий предок парно- и непарнокопытных-лошадей, тапиров, носорогов (84 млн. лет назад). Поэтому в современной систематике китов и парнокопытных объединяют в один отряд китопарнокопытных. (Учебник Беляева рисунок № 2 стр. 13)
Дополнение учителя. 2-я хромосома человека.
У всех представителей семейства гоминид по 24 хромосомы, за исключением людей, у которых 23 хромосомы. Человеческая 2-я хромосома, согласно широко признанной точке зрения, является результатом слияния двух хромосом предков. Доказательства данной гипотезы основываются на следующих фактах:
Хромосома человека соответствует двум хромосомам обезьян. Ближайший человеческий родственник, бонобо, имеет практически идентичные находящиеся во 2-ой хромосоме человека последовательности ДНК, но они расположены на двух отдельных хромосомах. То же самое верно и для более дальних родственников: гориллы и орангутана.
На хромосоме человека имеются рудиментарные центромеры. Обычно хромосома имеет одну центромеру, но на длинном плече 2-й хромосомы наблюдаются остатки второй.
Кроме того, на хромосоме человека имеются рудиментарные теломеры. Обычно теломеры находятся только на концах хромосомы, но последовательности нуклеотидов, характерные для теломер, наблюдаются ещё и в середине 2-й хромосомы.
Вывод: 2-я хромосома, таким образом, представляет собой убедительные доказательства эволюционного происхождения людей и других обезьян от общего предка.
• Эксперименты Роберта Пломина доказали, что у одарённых детей особую
активность имеет ген IGF2R, размещённый в середине длинного плеча 6 хромосомы. Изменения в середине гена приводит к повышению уровня интеллекта.
• Последние открытия подтверждают теорию наследования интеллекта. Недавно был открыт новый ген DTNBP1, опять таки на хромосоме 6, мутации в котором приводят либо к гениальности, либо к шизофрении.
Беседа.
Ребята, какие вы можете привести биохимические доказательства эволюции?
Носителем наследственной информации во всех клетках является молекула ДНК (РНК у некоторых вирусов);
В основе размножения лежит процесс репликации ДНК;
В ДНК используется 4 нуклеотида (хотя в природе их 102);
Транскрибируемая РНК транслируется в последовательность аминокислот белков. В природе встречается 390 аминокислот, но все белки всех организмов включают 20 аминокислот, при этом используя единый генетический код.
Гликолиз всех эукариот и у большинства прокариот проходит с участием одних и тех же 10 ферментов.
У всех изученных видов аккумулятором энергии является АТФ.
Выгодно, если бы каждый вид имел собственный генетический код?
Крайне выгодно, так как при этом исключалось бы преодоление вирусами межвидовых барьеров. От птиц или свиней вирус не смог бы переходить к человеку или другим организмам. А мы знаем, что любая мутация генетического код летальна и это гарантирует его универсальность.
Задание для лаборатории «Биогеографы»
Цель: Сформировать умения использовать данные биогеографии для доказательства эволюции.
Биогеография – наука о закономерностях современного расселения по земному шару живых организмов.
Об эволюционном процессе свидетельствует распространение животных и растений по поверхности нашей планеты. Изучая растительный и животный мир Земли, А. Уоллес привёл сведения о многообразии и своеобразии живого мира различных географических территорий в систему и выделил 6 зоогеографических областей:
1. Палеарктическая (Европа, Северная Африка, Северная и Средняя Азия, Япония)
2. Неоарктическая (Северная Америка)
3. Эфиопская (Африка к югу от пустыни Сахара)
4. Индо-малайская (Южная Азия, Малайский архипелаг)
5. Неотропическая (Южная и Центральная Америка)
6. Австралийская (Австралия, Новая Гвинея, Новая Зеландия, Тасмания, Соломоновы острова, Новая Каледония).
Проведите исследования
1. Разместите на карте, определив зоогеографическую зону предложенных вам видов животных, обитателей Австралии, Евразии, Северной Америки, Южной Америки.
2. Объясните причины сходства фауны Северной Америки и Евразии, используя знания, полученные в теме «Происхождение материков и океанов», изучаемой в курсе «География материков».
3. Объясните причины различий фауны Северной и Южной Америки, используя знания, полученные в теме «Происхождение материков и океанов», изучаемой в курсе «География материков».
4. Объясните причины своеобразия животного мира Австралии.
5. Сделайте выводы, используя данные, полученные в результате ваших исследований.
Каковы причины сходства и различия фаун и флор разных зоогеографических областей?
О чём свидетельствует особенности фауны и флоры островов?
Почему географическое размещение животных является одним из доказательств эволюции органического мира?
Вывод: чем теснее связь континентов, тем более родственные формы там обитают; чем древнее изоляция частей света друг от друга, тем больше различия между их населением. Видовой состав фауны и флоры островов целиком определяется историей их происхождения (материковые или океанические).
Географические закономерности распределения живых организмов согласуются с геологическими и палеонтологическими данными и свидетельствуют о том, что всё современное разнообразие видов сформировалось в ходе длительного процесса эволюции.
Учитель:
(Подведение итогов работы)
Ребята, сегодня, благодаря вашей исследовательской работе, вы познакомились на уроке лишь с некоторыми фактами из огромного числа тех, которыми располагает современная наука. Эта работа не закончена, мы её продолжим на следующем уроке.
Блиц-опрос
Ископаемые организмы, сочетающие в своём строении черты высших и низших форм, называются … (переходными формами)
Стегоцефал……(переходная форма между земноводными и пресмыкающимися)
Наука о закономерностях распространения по земному шару растений и животных………(биогеография)
Современные живые организмы с комплексом признаков, характерных для давно вымерших групп прошлых эпох……(реликты)
Ряды ископаемых форм, связанные друг с другом в процессе эволюции и отражающие ход филогенеза назывют….. (филогенетические, палеонтологические или эволюционные)
Переходная форма между пресмыкающимися и птицами……..(археоптерикс)
Диаграмма в форме древа, отражающая происхождение видов живых организмов от общего предка……. (филогенетические ряды)
Рефлексия
«Моё состояние»
Ребёнок помещает кружочки разного цвета (красный, жёлтый, синий, зелёный) на соответствующую ступеньку лесенки.
Комфортно
Уверен в своих силах
Хорошо
Плохо
Крайне скверно
Оценивание работы лабораторий и отдельных учащихся.
Домашнее задание
Выберите домашнее задание в зависимости от того, насколько успешно вы работали на уроке:
Выполнить творческое задание: подготовить сообщение «Вклад А.Н. Северцева в развитие биогенетического закона»;
Выучить конспект и параграфы 2, 4.
По выбору учителя часть менее активных обучающихся сдают тетради для проверки.
Использованные источники
http://открытыйурок.рф/статьи/647811/ Эскендерова М.И. Доказательства эволюции органического мира
https://www.metod-kopilka.ru/plan_uroka_po_biologii_na_temu_quotdokazatelstvo_evolyuciiquot-36413.htm Милицкова Н.Е. Доказательства эволюции
https://infourok.ru/urokspektakl-charlz-darvin-osnovopolozhnik-ucheniya-ob-evolyucii-1522504.html Кондратенко Т.И. Урок-спектакль «Чарльз Дарвин – основоположник учения об эволюции»
https://infourok.ru/urok-razvitie-vzglyadov-na-proishozhdenie-cheloveka-899983.html Песцова Н.Н. Развитие взглядов на происхождение человека
http://открытыйурок.рф/статьи/310021/ Попова Е.В. Доказательства эволюции
https://www.turkaramamotoru.com/ru/2-%D1%8F-%D1%85%D1%80%D0%BE%D0%BC%D0%BE%D1%81%D0%BE%D0%BC%D0%B0-%D1%87%D0%B5%D0%BB%D0%BE%D0%B2%D0%B5%D0%BA%D0%B0-223604.html 2-я хромосома человека
https://aleksey-artur.livejournal.com/3474.html Происхождение человека
https://ru.wikipedia.org/wiki/Доказательства_эволюции Википедия. Доказательства эволюции
