Механизм возникновения адаптаций.

Тема урока: Адаптации как результат эволюционного
процесса
Цели урока:
Обучающая: Сформировать у учащихся знания об адаптациях живых
организмов к условиям обитания как результате действия движущих сил
эволюции; ознакомить с механизмом возникновения приспособлений у
организмов; показать относительный характер приспособленности;
рассмотреть на конкретных примерах различные типы адаптаций живых
систем к условиям среды обитания.
Развивающая: Развивать логическое и критическое мышление, память,
наблюдательность, умения анализировать, сравнивать, выделять главное,
строить аналогии, обобщать и систематизировать, объяснять известные
понятия и формулировать новые, развивать умения аргументировать свою
точку зрения и приводить доказательства. Способствовать формированию
научного мировоззрения, познавательного интереса, коммуникативных
навыков.
Воспитательная: Воспитывать любовь и бережное отношение к природе, ко
всему живому.
Тип урока: Урок усвоения новых знаний
Методы:
Объяснительно-иллюстративный,
частично-поисковый,
проблемный,
демонстрационный,
индуктивный,
сравнительный,
обобщающий, аналитический; технология групповой деятельности,
критического мышления, самостоятельная работа
Оборудование: Учебники, иллюстрации, презентация «Адаптации
организмов как результат эволюции», дидактический раздаточный
материал, видеофрагменты, мультимедийное оборудование
ХОД УРОКА
I.
Организационный момент (Приветствие, проверка готовности
группы к уроку) – 1 мин.
II.
Мотивация учебной деятельности учащихся – 1 мин.
Учитель:Сегодня я хочу начать урок стихами средневекового таджикского
и персидского поэта, мудреца Абу Абдаллаха Рудаки:
С тех пор как мир возник во мгле,
Еще никто на всей земле
Не предавался сожаленью
О том, что отдал жизнь ученью.
Учитель:Надеюсь, что сегодня на уроке вы узнаете много нового и
интересного для себя и продолжите познавать удивительный и
многообразный мир окружающей нас природы.
III.
Актуализация опорных знаний учащихся – 5 мин.
Учитель: В биосфере нашей планеты существует
около 3 млн. различных видов живых существ. Это
огромное биоразнообразие, возникшее в процессе
исторического развития живой природы, вызывает
удивление и восхищение. Каждый организм,
независимо от сложности уровня его организации,
оптимально устроен и приспособлен к жизни в конкретных условиях среды.
«Мозговой штурм» - Вопросы для беседы: Давайте вспомним
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Что такое среда обитания?
Назовите основные среды обитания организмов
Что такое абиотические факторы среды?
Назовите основные абиотические и биотические факторы среды
Как вы думаете, почему организмы освоили все среды обитания?
Что такое эволюция?
Каковы движущие силы эволюции?
Почему происходит борьба за существование?
Какие особи выживают в борьбе за существование: наиболее сильные
или наиболее приспособленные?
Учитель: Таким образом, естественный отбор как направляющий фактор
эволюции сохраняет наиболее приспособленных к данным условиям
обитания особей. « Как скульптор из бесформенной глыбы мрамора создает
произведение, поражающее гармоничностью всех его частей, так и отбор
создает приспособления и виды, устраняя от размножения менее удачные
особи, или, другими словами, менее удачные комбинации генов», - писал
русский зоолог А.Н.Северцов о творческой роли естественного отбора.
( Сообщение темы, цели урока) (Слайд 1.)
Сегодня мы познакомимся с разнообразием приспособлений организмов к
условиям среды, выясним механизм возникновения адаптаций и их
относительный характер. ( Слайд 2.)
IV.
Восприятие и осознание учащимися нового материала – 30 мин.
Эпиграф урока: «Во всем, над чем работает природа,
она ничего не совершает поспешно».
Ж.Б.Ламарк
План урока
1. Понятие об адаптациях ( Слайд 3.) Запись в опорный конспект
Адаптации (от лат.Adaptatio – приспособление) – это совокупность
особенностей строения, физиологии и поведения, которые обеспечивают
данному биологическому виду возможность специфического образа
жизни в определенных условиях среды.
Вопрос: Приведите примеры
различным условиям обитания.
приспособленности
организмов
к
Проблемный вопрос: Приспособленность организмов дана им
изначально творцом или сформировалась в процессе эволюции? Как
объяснить возникновение адаптаций у организмов с позиций
современной биологии?
2. Механизм возникновения адаптаций. (Слайд 4.)
Приспособленность к среде обитания формируется в результате
взаимодействия движущих сил эволюции и включает следующие этапы:
- появление разнообразных наследственных изменений (мутаций) у
особей популяции;
- преимущественное выживание и размножение в результате
естественного отбора особей с полезными в данных условиях среды
наследственными изменениями;
- сохранение из поколения в поколение особей с полезными
изменениями.
Этап1
Изменение
генотипа
особи
(мутация)
Этап2
«Подхват»
мутации
естественным
отбором
Этап3
Накопление
мутации в
популяции
То есть особи с фенотипами, соответствующими среде обитания
(приспособленные), обычно выживают и оставляют потомство, а
полезный в условиях среды признак благодаря размножению особей
распространяется в популяции.
3. Классификация адаптаций.
На сегодняшний день в биологической науке не существует единой
системы классификации адаптаций организмов. В зависимости от
критериев,
положенных
в
основу,
выделяют
следующие
классификации адаптаций:
- по масштабу проявления
- по механизму возникновения
- по механизму действия
- по характеру изменений
- простые и сложные
- активные и пассивные
- морфологические, физиологические, этологические
- устойчивые и неустойчивые и др.
Учитель: Познакомимся с некоторыми защитными приспособлениями,
которые возникли в ходе эволюции у некоторых животных и растений. Мы
рассмотрим морфологические, физиологические и этологические адаптации.
Морфологические – связаны с внешним строением;
Физиологические – с процессами жизнедеятельности;
Этологические – с особенностями поведения.
4. Многообразие
адаптаций.
(
Использование
интерактивной
педтехнологии коллективно-группового обучения – стратегии
«Джигсоу». Учащиеся самостоятельно работают в группах. Каждая
группа получает дидактический раздаточный материал в виде карточек
с рисунками животных и описанием их защитных адаптаций. Время
работы – 5 мин. Затем каждая группа выступает с сообщением,
презентует
животных
и
рассказывает
об
их
защитных
приспособлениях, определяет тип адаптации.)
Iгруппа – изучает защитную окраску и отпугивающую окраску;
IIгруппа – расчленяющую окраску и замирание (затаивание);
IIIгруппа – мимикрию и автотомию;
IVгруппа – защитную форму и устрашающую позу;
V группа- меняющуюся окраску и оборонительные выделения.
(После выступления каждой группы - дополнительная информация учителя,
сопровождающаяся показом слайдов презентации и видеофрагментов).
Учитель:Рассмотрим морфологические адаптации организмов. (Слайд 5.)
Защитная окраска, или покровительственная – это
адаптация, при которой общая окраска тела животного
сливается с окружающим пространством, что делает его
незаметным. ( Слайд 6.) Зимой в средних и высоких широтах
незаметны на снегу зайцы, белые куропатки, песцы, полярные
совы.
Отпугивающая окраска, или предостерегающая – это
сочетание яркой окраски с различными защитными приспособлениями;
часто сочетается с демонстративным отпугивающим поведением (Слайд 7.)
Характерна для ядовитых или несъедобных организмов: саламандра,
колорадский жук; яркую пятнистую окраску имеют
многие ядовитые тропические квакши. Глазастый
мотылек Ио одно из самых ярких и захватывающих
существ. Он использует тактику шока и страха, чтобы
запугать потенциальных хищников. В состоянии покоя он
показывает только внешнюю часть своих крыльев – идеальный камуфляж
среди лиственных деревьев. В случае опасности он раскрывает свои нижние
крылья, на которых видны два пятна, напоминающие два больших глаза.
Расчленяющая окраска – один из видов маскировочной
окраски, которая характеризуется чередованием на теле
животного контрастных полос или пятен, разбивающих контур
тела на отдельные участки, что делает его менее заметным на
окружающем пространстве. ( Слайд 8.)
(Просмотр видеофайла: Приспособленность – 1мин.30 сек.)
Замирание – в момент опасности к нему прибегают не
только животные, но и рыбы. Например, в
тектонических озерах Африки обитают удивительные
рыбы- цихлиды, которые при виде потенциального
врага ложатся набок на дно и замирают, имитируя
смерть. Это пример этологической (поведенческой) адаптации.
Мимикрия – сходство животного с предметами
окружающей среды, растениями, а также с
несъедобными или защищенными от хищников
животными. Она проявляется и в форме тела, и в
окраске и характерна для многих видов насекомых,
пресмыкающихся, растений.
Формы мимикрии:
«Бейтсовская»
сходство
между
Рисунок 1бабочкасъедобными
и
несъедобными
для
ленточника (внизу)
сходна с окраской
хищников видами. Примеры: бабочкибабочки-монарха
ложнопестрянки подражают ядовитым
(вверху). Ленточник не
содержит токсина,
пестрянкам; мухи, жуки подражают
присутствующего в
организме монарха, и
жалящим насекомым: осам, пчелам,
такая мимикрия
шершням.
Тропические
съедобные
помогает ему
защититься от
бабочки-белянки подобны несъедобным
разборчивых хищников
для птиц бабочкам других семейств. (Слайд
9.) Неядовитая мексиканская молочная
змея подражает в окраске ядовитому техасскому коралловому аспиду.
(Слайд 10.)
«Мюллеровская»- несколько защищенных видов напоминают друг друга по
окраске и форме, образуя «кольцо». Их враги,выработав рефлекс
отвращения к одному из видов, не трогают и других (ядовитые жуки, осы,
пауки). (Слайд 11.)
Мимикрия характерна и для растений (Слайд 12.) Растения
«обманывают» насекомых, подражая другим растенияммоделям. Так, лишенные нектара цветки белозора, внешне
сходны с медоносными и привлекают насекомых-опылителей.
Ловчий аппарат насекомоядного растения непентеса
напоминает яркие цветки других растений, привлекая этим
насекомых, которые погибают в ловушках. Цветки некоторых
тропических орхидей напоминают бабочек по форме, цвету и даже запаху,
привлекая самцов, которые опыляют их.
(Просмотр видеофрагмента «Приспособленность организмов» - 3 мин.)
Поражает воображение и мимикрия форм тела (Слайд
13.)
Кустарниковый
сверчок,
обитающий
в
тропическом дождевом лесу Коста-Рики, по виду не
отличается от листьев подстилки. У насекомого
поверхность тела воспроизводит фактуру мертвых
листьев, включая рисунок прожилок. Поразительное
сходство с сухими листьями имеет и мадагаскарский листохвостый геккон. В
процессе эволюции многие виды приобрели разнообразную форму тела в
зависимости от образа жизни и среды обитания.
Маскировка – это адаптация, при которой окраска и
форма тела животного делает его незаметным на фоне
окружающей обстановки и позволяет успешнее
скрываться от врагов. (Слайд 14.)
(Просмотр видеофрагмента «Идеальный камуфляж»
- 10 мин.)
Не менее интересны и разнообразны этологические (поведенческие)
адаптации у животных.
Вопрос: Приведите примеры приспособительного
поведения у животных. (Зимняя спячка, запасание
корма, сезонные миграции, перелеты птиц,
объединение в стаи, угрожающее поведение,
«брачные» танцы, замирание, забота о потомстве и
др.) (Слайды 15, 16.)
В понятие «приспособленность вида» входят не только признаки внешнего
строения организма, но и соответствие строения внутренних органов
выполняемым ими функциям, вся сложность и многообразие
физиологических функций организма, их соответствие условиям обитания
вида.
Физиологические адаптации – это приспособленность процессов
жизнедеятельности, направленная на поддержание постоянства внутренней
среды организма – гомеостаза.
Вопрос: Приведите примеры физиологических адаптаций у животных.
(Накопление
жира;
состояние
анабиоза,
сопровождающееся замедлением всех физиологических
процессов, автотомия – рефлекторное самокалечение, т.е.
способность мгновенно отбрасывать определенную часть
тела, эхолокация у летучих мышей и др.)(Слайд 17.)
Вопросы: 1. От чего зависит формирование тех или иных приспособлений?
(От действия факторов окружающей среды)
2. Каково значение приспособлений?
3. Являются ли приспособления идеальными? Носят ли они
абсолютный характер?
Все приспособления относительны, т.е. полезны лишь в конкретных условиях
обитания. Не существует идеальных приспособлений. В нетипичных условиях
они могут быть бесполезными или даже вредными. Например, дятел легко
перемещается по стволам деревьев, но его конечности плохо
приспособлены для хождения по земле. Белая окраска зайца делает его
незаметным на снегу, но он заметен на фоне темных стволов деревьев в
лесу; ночные птицы плохо видят днем; ядовитых змей поедают ежи,
мангусты; ночные бабочки, собирая нектар со светлых цветков, летят на
огонь, хотя при этом погибают. Таким образом, естественный отбор
формирует приспособления к конкретным условиям среды обитания, а не ко
всем возможным условиям среды.
V.
Обобщение и систематизация знаний учащихся – 6 мин.
1. Что понимают под адаптациями?
2. Какие существуют классификации адаптаций?
3. Каков механизм возникновения адаптаций?
4. В чем заключается относительность адаптаций?
5. Под влиянием каких факторов эволюции происходит появление
адаптаций?
Задание для самостоятельной работы: Назовите данные адаптации у
животных. (Слайд 18.)
VI.
Итоги урока. Формулировка выводов (Слайд 19.) Оценки – 1 мин.
Рефлексия
1. Что понравилось на уроке?
2. Получил ли я новые знания?
3. Что необходимо было изменить на уроке?
4. Где я могу применить полученные знания?
VII. Домашнее задание: - 1мин.
П.Г.Балан, Ю.Г.Вервес «Биология» 11 класс, Киев «Генеза» 2011,
Параграф 36. Творческое задание: подготовить презентацию,
сообщение или реферат на тему: «Запатентованы» живой природой
или что такое бионика?»