Конспект урока Биология, 11 класс Урок 6. «Приспособленность - результат действия факторов эволюции. Видообразование»

Конспект урока
Биология, 11 класс
Урок 6. «Приспособленность - результат действия факторов эволюции. Видообразование»
1. Перечень вопросов, рассматриваемых в теме;
Материал этого урока познакомит учащихся с разнообразными приспособлениями организмов к
среде обитания возникшими в ходе эволюции. Также рассмотрим на примерах, что все
приспособления имеют относительный характер. Учащиеся узнают об основных способах
видообразования и как идёт этот процесс в настоящее время.
2. Глоссарий по теме (перечень терминов и понятий, введенных на данном уроке);
Микроэволюция, видообразование, аллопатрическое (географическое) видообразование,
симпатрическое (биологическое) видообразование, дивергенция, конвергенция,
покровительственная окраска, маскировка, мимикрия, предупреждающая окраска.
Абиогенез - процесс превращения неживой природы в живую
Микроэволюция - процесс преобразования генетической структуры популяций под действием
факторов эволюции, результатом которого является образование новых видов.
Видообразова́ние — процесс возникновения новых биологических видов.
Аллопатрическое (географическое) видообразование - один из способов видообразования, при
котором репродуктивный барьер между видами формируется на основе пространственной
изоляции
Симпатрическое (биологическое) видообразование – способ видообразования в процессе
эволюции, при котором новые виды организмов происходят от родственных групп с сильно
перекрывающимися или совпадающими ареалами. Этот вариант самый быстропротекающий, он
рождает виды, которые наиболее близки к начальному.
Дивергенция - расхождение признаков и свойств у первоначально близких групп организмов в
ходе эволюции, результат обитания в разных условиях и неодинаково направленного
естественного отбора.
Конвергенция - схождение признаков в процессе эволюции неблизкородственных групп
организмов, приобретение ими сходного строения в результате существования в сходных
условиях и одинаково направленного естественного отбора
Покровительственная окраска - это наименее энергоемкая и самая распространенная форма
обмана в природе. Животное или растение сливается с окружающей средой. Мотылек становится
похож на ветку, червь - на комок грязи, кузнечик - на травинку.
Маскировка животных, окраска и форма, делающие животных в сочетании с поведением менее
заметными на фоне окружающей среды.
Мимикрия — это сходство между двумя видами организмов, которое выработалось в ходе
эволюции как защитное у одного или обоих видов.
Предупреждающая окраска, устрашающая окраска - тип окраски покровов, при которой
несъедобные (в том числе ядовитые) или способные к активной обороне животные обладают
яркой, контрастной, пёстрой расцветкой. Часто животные с предупреждающей окраской способны
распространять во время опасности или при обороне резкие и неприятные запахи.
3. Основная и дополнительная литература по теме урока (точные библиографические данные с
указанием страниц);
1. Учебник «Биология.10-11класс», созданный под редакцией академика Д.К. Беляева и
профессора Г.М. Дымшица / авт.-сост. Г.М. Дымшиц и О.В. Саблина. - М.: Просвещение,
2018г., стр. 172-176 Базовый уровень.
Дополнительные источники:
1. Общая биология 10-11, дидактические материалы/ авт.-сост. С.С. Красновидова, С. А. Павлов, А.
Б. Павлов, - М. Просвещение, 2000г., стр.83-104
2. Общая биология 10-11 классы: подготовка к ЕГЭ. Контрольные и самостоятельные работы/ Г. И.
Лернер. – М.: Эксмо, 2007.стр 160-164
3. Биология: общая биология. 10-11 классы: учебник/ А. А. Каменский, Е. А. Криксунов, В. В.
Пасечник. - М.: Дрофа, 2018. Стр.340-347
4. А.Ю. Ионцева, А. В. Торгалов «Биология в схемах и таблицах». .
5. Е.Н. Демьянков, А.Н. Соболев «Сборник задач и упражнений. Биология 10-11», учебное пособие
для общеобразовательных организаций.
5. Теоретический материал для самостоятельного изучения;
Приспособления — результат эволюции
Приспособленность организмов. Живые организмы удивительно приспособлены к условиям
окружающей среды. Каждый вид занимает определенное место в природе и находится в сложных
и, как правило, гармоничных взаимоотношениях с условиями обитания. При рассмотрении
примеров действия естественного отбора вы убедились, что все закрепляющиеся в ходе эволюции
особенности строения, функционирования, поведения организмов представляют собой те или
иные приспособления, или адаптации (от лат. adaptatio— приспособление, прилаживание).
Приспособленный организм характеризуется жизнеспособностью, конкурентоспособностью.
Жизнеспособным является такой организм, который нормально развивается в типичной для него
среде (генотип не подвергается существенным изменениям).
Конкурентоспособным будет такой организм, который выдерживает конкуренцию с другими
организмами (побеждает в борьбе за существование). Известны случаи, когда организм может
быть вполне жизнеспособным, но не конкурентоспособным. Например, подобранные и
выхоженные человеком дикие звери и птицы, выросшие в неволе, жизнеспособны, но не всегда
могут выдерживать конкуренцию, если их выпустить на волю.
Известно огромное количество самых разнообразных особенностей строения, функционирования
и поведения организмов (адаптации), обеспечивающих высокий уровень приспособленности
видов к окружающей среде.
Адаптации могут быть организменными, присущими каждому конкретному организму данного
вида и позволяющими организму выживать в определенных условиях среды,
и видовыми, направленными на существование вида как целостной системы.
Организменные адаптации. Среди организменных адаптации выделяют морфологические,
физиологические, биохимические и поведенческие (этологические).
К морфологическим адаптациям относятся все средства пассивной защиты организмов, наличие
которых определяет большую вероятность сохранения жизни особи в борьбе за существование.
Примером средств пассивной защиты служат твердые защитные покровы у животных (хитиновый
покров членистоногих, раковины моллюсков, роговые чешуи рептилий, панцирь черепах), иглы и
колючки (кактус, молочай, шиповник, боярышник, еж, дикообраз), и др.
К физиологическим адаптациям относится устойчивость физиологических параметров:
поддержание постоянной температуры тела, концентрации солей и сахара в крови и другие
показатели. Физиологическими являются также адаптации, направленные на снижение
воздействия вредного фактора. Например, рептилии и птицы, проводящие большую часть жизни в
морских просторах и пьющие морскую соленую воду, имеют специальные железы, позволяющие
им быстро выводить избыток солей из организма.
Интересны приспособления, развившиеся у ныряющих животных. Многие из них могут долго
находиться под водой. Тюлени, например, ныряют на глубину до 600 м и находятся под водой до
40—60 мин. Биохимические адаптации охватывают все биохимические процессы. Сюда относятся
строго упорядоченные процессы синтеза белков в клетках, расщепление веществ с помощью
ферментов, образование глюкозы и других органических соединений в ходе фотосинтеза и т.д.
Поведенческие ( этологические) адаптации включают в себя все многообразие форм поведения,
направленного на выживание организмов. Адаптивное поведение проявляется на всех стадиях
онтогенеза и охватывает все стороны жизнедеятельности организмов: нахождение укрытий от
неблагоприятных климатических факторов и врагов, добывание и запасание пищи, поиск
партнеров для спаривания, брачные ритуалы, забота о потомстве (строительство гнезд,
насиживание яиц, выкармливание потомства, защита его от врагов) и т.д.
Таким образом, организменные адаптации охватывают все многообразие признаков особей.
Относительность приспособленности. Особи разных видов хорошо приспособлены к условиям
существования. Однако любые приспособления целесообразны только в обычной для вида
обстановке. При изменении условий среды они могут оказаться бесполезными или даже
вредными. Например, постоянный рост резцов у грызунов и зайцеобразных — очень важная и
полезная адаптация, но лишь при питании твердой пищей. Если же крысу или зайца кормить
мягкой пищей, то резцы, не стачиваясь, вырастут до таких размеров, что самостоятельное питание
животных станет невозможным
Любая структура и любая функция являются приспособлениями к условиям конкретной среды
обитания. Эволюционные изменения — возникновение или исчезновение органов, усложнение
организации, появление новых популяций и видов — обусловлены развитием адаптации.
Логическое следствие естественного отбора — создание новых и совершенствование имеющихся
адаптации. Механизм возникновения и совершенствования адаптации заключается в накоплении
отбором преимущественно мелких изменений признаков, совершенствовании нормы реакции и
т.п.
Эволюция – непрерывный процесс. Новые виды формируются даже сейчас, когда вы читаете эти
строки. Активней всего видообразование происходит в крупных водоемах, таких как озеро Байкал
или озеро Виктория. Так, буквально в восьмидесятых годах нашли новый вид рыб-цихлид. Он
отличался от предшественников размерами и формой челюсти. А в Байкале наблюдается
эволюция множества видов растений и беспозвоночных. Как происходит эволюция и можно ли
получить новый вид животных в домашних условиях?
В результате действия эволюционных факторов в популяции накапливаются изменения
генофонда. Это ведет сначала к образованию новых популяций, затем подвидов, и в конечном
счете, к образованию новых видов.
То есть можно сказать, что видообразование – это центральное событие в эволюции, это главный
результат эволюционного процесса.
Сейчас ученые выделяют два пути видообразования:
1. Географическое (аллопатрическое)
2. Биологическое (симпатрическое)
При географическом видообразовании новые виды возникают в результате появления
пространственно-территориальных преград. Преграды могут быть самого разного свойства. Это
такие и чисто географические понятия, как горы, реки, и какие-то антропогенные преграды, как,
например, строительство крупных дорог или вспашка поля для нужд сельского хозяйства.
Кстати, именно географические видообразования Чарльз Дарвин и объяснял появлением такого
большого количества видов дарвиновских вьюрков, которые обитают на островах Галапагосского
архипелага
Дарвин считал, что некоторое количество вьюрков могло быть занесено на эти острова во время
бурь, шторма и сильного ветра.
Но так как условия подходили для их жизни, вьюрки обосновались на этих островах, при этом они
были изолированы как от популяции на соседних островах, так и от первоначальной южноамериканской популяции. Это привело к тому, что внутри таких популяций стали накапливаться
изменения, что и привело к образованию новых видов.
Можно сказать, что географическое видообразование возникает и при распадении ареала вида,
при так называемом мозаичном ареале. Сейчас перед вами несколько видов одуванчиков,
возникшие из некогда предкового вида одуванчика, который занимал весь европейский
континент
Одуванчик обыкновенный сейчас занимает лесные опушки, обочины дорог, какие-то сорные
места, и это растение вы знаете очень хорошо.
Одуванчик – кок-сагыз произрастает в засушливых местах, поэтому обратите внимание на форму
его листьев: его листья немного тоньше и больше срезаны.
Одуванчик розовый освоил высокогорье Тян-Шаня. Он очень похож на одуванчик обыкновенный,
но отличается от него окраской лепестков.
Обратите внимание, что географическое видообразование протекает очень медленно.
Необходима смена сотен тысяч поколений, для того чтобы совершился процесс образования
нового вида.
Второй способ видообразования – это биологическое видообразование.
Биологическое видообразование происходит в пределах ареала одного вида, и в его основе
лежит биологическая изоляция.
Пути возникновения биологических изоляций бывают различными. Например, одним из них
может быть полиплоидия, когда внутри одной популяции в результате мутации возникают
полиплоидные организмы. Эти организмы жизнеспособны, конкурентоспособны, но по своему
генетическому составу они отличаются от остальных особей популяции и не могут с ними
скрещиваться.
Так внутри одной популяции возникает другая популяция, которая потом формируется уже в
отдельный вид. Также в основе биологического видообразования может лежать экологическая
изоляция.
Экологическая изоляция – это, например, разобщение в строках размножения внутри одного
вида. Это также какие-то сезонные изоляции у части популяций, от целой популяции.
Все это приводит к накоплению изменений, вследствие чего возникает новый вид. Хочется
отметить, что строки биологического видообразования значительно короче, нежели
географического видообразования. Но результат у них один – образование новых видов.