Позакласний захід "Історія виникнення життя на Землі"

 

Позакласний захід з хімії та біології

Розробник: Вакуленко Тетяна Миколаївна, вчитель вищої категорії Угроїдської ЗОШ І – ІІІ ступенів Краснопільської селищної ради Сумської області

 

Тема: Історія виникнення життя на Землі

Мета: викликати в учнів інтерес до вивчення хімії та біології; розвивати вміння самостійно проводити досліди, дотримуючись правил техніки безпеки; виховувати любов до природи

Цільова категорія учнів: учні 5 – 7 класів

Обладнання та реквізити: лабораторний посуд та інструменти; хімічні реактиви; мультимедійний комплекс

Час проведення: 2 години

Форма заходу: позакласна година

Умови проведення: кабінет хімії

 

Хід заходу

 

Вступне слово вчителя: Дорогі діти! Сьогодні тут зібралися учні 6 – 7 класів для того, щоб дати відповідь на запитання: чи цікаві науки хімія та біологія? Звичайно, в будь-якій науці, крім цікавого, зустрічається і важке. Але важке та цікаве – це те, що якраз потрібне для людини, яка міркує, щоб розум наш не лінувався, а постійно працював і працював. А зараз переходимо до нашої розповіді…

(Розповідь та досліди виконують учні 10 та 11 класів за допомогою мультимедійного комплексу під керівництвом вчителя та з дотриманням правил техніки безпеки)

 

Виникнення життя на Землі

Згідно з астрономічними та геологічними даними вік Землі становить приблизно 4,5 — 5 млрд. років, вважається, що в минулому стан нашої планети був мало схожий на теперішній. Імовірно, температура на поверхні була дуже високою (4000 — 8000  C) Більшість речовин знаходились в рідкому та газоподібному стані.

 

Дослід «Дим без вогню»

 

Частина їх випарувалась у космос, а важкі залишились, в тому числі і вода.

Земля почала охолоджуватись, утворювались літосферні плити. Була велика вулканічна активність.

Дослід «Вулкан»

 

 

 

Можливо, 3,5 млрд років тому розпочалась Архейська ера, яка тривала 900 млн років. Проявів життя мало.

2,7 млрд років тому розпочалась Протерозойська ера, яка тривала понад 2 млрд років. У морях з’являються водорості та безхребетні тварини.

                

Строматоліт мезоархейської ери. Викопні залишки Spriggina floundersi

 

Дослід «Водорості в акваріумі» та «Медузи"

 

Понад 600 млн років тому розпочалась Палеозойська ера, яка тривала 340 млн років.

Кембрійський період – 70 млн років;

Викопні залишки тварин кембрійського періоду знаходять доволі часто і у всьому світі. На початку кембрійського періоду (близько 540 млн років тому) у деяких груп тварин з'являється складно побудоване око. Поява цього органу була величезним еволюційним кроком — тепер тварини могли бачити навколишній світ. Так, жертви тепер могли бачити мисливців, а мисливці — своїх жертв. Але найважливішим мешканцем морів того часу була безщелепна істота хайкоуіхтіс — у неї крім очей розвинулася хорда.

 Реконструкція Haikouichthys ercaicunensis

 

Ордовицький період – 60 млн років;

Під час ордовику суша залишалася необжитою, за винятком лишайників, які першими з рослин почали жити на суші. Але основне життя розвивалося досить активно в морях.

Основними мешканцями ордовицьких морів були членистоногі, такі як мегалограпт.

мегалограпт

Вони могли ненадовго виходити на сушу, щоб відкласти ікру.

Хребетні тварини в ордовику сформувалися ще не до кінця. В морях плавали потомки хайкоуіхтіса, у яких було утворення, яке нагадувало хребет.

Також в морях ордовицького періоду жили представники кишковопорожнинних, голкошкірих, коралів, губок та інших безхребетних.

Силурійський період – 30 млн років;

В силурі на сушу виходять деякі рослини, наприклад, куксонії (Coocsonia), які сягали у висоту не більше 10 см, і деякі види лишайників.

 Реконструкція куксонії — судинної рослини, яка однією з перших вийшла на сушу.

У деяких членистоногих розвинулись примітивні легені, які дозволяли їм дихати атмосферним повітрям, наприклад, скорпіон бронтоскорпіо міг знаходитися на суші протягом чотирьох годин.

скорпіон бронтоскорпіо

В морях через мільйони років формуються величезні коралові рифи, де знаходили притулок дрібні ракоподібні та членистоногі. В цьому періоді членистоногі стають ще більшими, наприклад, ракоскорпіон птерігот міг досягати 2,5 метрів у довжину, однак, він був занадто великим, щоб виповзати на сушу.

В силурійських морях з'являються повністю сформовані хребетні тварини. На відміну від членистоногих, у хребетних був кістяний хребет, що дозволяв їм краще маневрувати під водою.

Девонський період – 60 млн років;

В девоні життя продовжує активно розвиватися на суші і в морі. З'являються перші примітивні ліси, які складалися в основному з найдавніших примітивних деревоподібних папоротей археоптерисів (Archaeopteris), які росли в основному на берегах рік та озер

Відбиток Аrchaeopteris hibernica.

Основне життя в ранньому девоні було представлене в основному багатоніжками, які дихали всією поверхнею тіла і жили в дуже вологих місцях. Однак, до кінця девону у древніх артроподів з'являється хітиновий панцир, скорочується кількість сегментів тіла, четверта пара лап перетворюється у вусики і щелепи, у деяких також розвинулись крила. Так з'явилася нова еволюційна гілка — комахи, яка змогла освоїти найрізноманітніші куточки планети.

В середині девону на сушу ступили перші амфібії (наприклад, гінерпетон, іхтіостега).

 

Гінерпетон                                                                            іхтіостега

Вони не могли жити далеко від води, оскільки їх шкіра була ще дуже тонкою і незахищеною від пересихання. До того ж, амфібії могли розмножуватися тільки при наявності води.

У риб розвинулися щелепи, які дозволяли їм ловити швидких жертв. Вони почали стрімко збільшуватися в розмірах. Уже до кінця девону в морях з'явилися перші кісткові риби, такі як гігантська хижа гінерія. Однак найбільш грізними мешканцями девонських морів були представники групи плакодерм, такі як дунклеостей та дініхтис, що досягали в довжину 8–10 метрів

  дунклеостей та його череп

 

Дослід «Вирощування риб»

 

Кам’яновугільний період або карбон -75- 65 млн років;

В кам'яновугільному періоді майже по всій планеті клімат був жаркий та вологий. В болотистих лісах того часу росли переважно хвощі, деревоподібні папороті та гігантські лепідодендрони, які сягали у висоту від 10 до 35 метрів, і в діаметрі стовбура — до одного метра.

ліси

Фауна була представлена величезною кількістю істот. Велика кількість тепла, вологи та кисню сприяла збільшенню розміру членистоногих, так, наприклад, артроплевра могла досягати 2,5 метрів у довжину,

Викопні сліди артроплеври

 а величезна бабка меганевра — 75 см в розмаху крил.

Такі умови сприяли і розквіту амфібій. Вони (наприклад, протерогірінус) зайняли всі прибережні області, практично остаточно витіснивши дводишних і кистеперих риб

Реконструкція протерогірінуса

В кам'яновугільному періоді амфібії дали початок рептиліям. Перші рептилії були дуже маленькими тваринами, які нагадували сучасних ящірок, наприклад, довжина петролакозавра не перевищувала 40 сантиметрів у довжину.

Реконструкція петролакозавра

В морях кам'яновугільного періоду також було багато форм життя. Акули та кісткові риби (предки більшості сучасних риб) домінували в товщі води, а морське дно покривали численні коралові рифи, що простягалися на багато кілометрів вздовж узбережжя давніх материків.

Кінець карбону, близько 290 млн років тому, відзначив тривалий льодовиковий період, який закінчився на початку пермського періоду. Льодовики повільно підбиралися до екватора з півночі і півдня. Численні тварини і рослини не змогли пристосуватися до таких кліматичних умов і незабаром вимерли.

Пермський період – 55 млн років.

Ера виникнення хрящових риб, молюсків, членистоногих. Вихід рослин на сушу – велетенські хвощі та папороті, поява голонасінних.

230 млн років тому розпочалась Мезозойська ера, яка тривала 163 млн років. Під час мезозою на Землі мешкали різноманітні химерні організми. Найвідоміші з них — динозаври. Вони домінували протягом 160 млн років на всіх континентах. Вони мали найрізноманітніші розміри: від зовсім крихітного мікрораптора, який досягав всього 70 см в довжину і ваги 0,5 кг, до гігантського амфіцеліаса, що досягав у довжину 50 метрів, а маси 150 тон.

амфіцеліас

В той час на Землі була велика різноманітність форм життя, які продовжували еволюціонувати і вдосконалюватися.

Тріасовий період охоплює часовий проміжок 248–206 млн років тому. На початку тріасового періоду життя на планеті продовжувало повільно відновлюватися після масового вимирання видів у кінці пермського періоду. Клімат більшої частини земної кулі був жарким і сухим, але достатня кількість опадів цілком могла забезпечити доволі велику різноманітність рослин. Найбільш поширеними в тріасі були примітивні хвойні, папороті та гінкгові, викопні залишки яких зустрічаються у всьому світі, навіть у полярних областях Землі.

На початку тріасового періоду жив і можливий предок динозаврів —еупаркерія. Характерною особливістю еупаркерії від інших ящірок було те, що вона могла вставати і бігати на задніх лапах.

еупаркерія

В пізньому тріасовому періоді (227–206 млн років тому) на Землі відбулися події, які визначили розвиток життя протягом усієї наступної частини ери динозаврів. В результаті розколу гігантського суперконтинента Пангеї утворилось декілька материків.

Суперконтинент Пангея (зліва) у пізньому пермському періоді розколовся на два дрібніших — Лавразію та Гондвану (справа).

Юрський період охоплює проміжок часу 206–144 млн років тому.

В ранньому юрському періоді динозаври і птерозаври швидко збільшуються у розмірах, стають численнішими і різноманітнішими та починають розселятися по всій земній кулі. Не відстають від них і морські рептилії (іхтіозаври та плезіозаври), а також молюски(наприклад, амоніти).

У середньому і пізньому юрському періоді (180–144 млн років тому) клімат в деяких тропічних частинах світу став сухішим. Можливо, зміна клімату і була причиною того, що численні динозаври почали швидко перетворюватися у справжніх гігантів. Серед рослиноїдних динозаврів — завропод — з'являються, брахіозаври та інші, а серед хижаків —теропод— величезний алозавр.

диплодоки

алозавр

Крейдовий період охоплює часовий проміжок 144–65 млн років тому. В крейдовому періоді клімат на планеті, як і раніше, залишався теплим; завдяки великій кількості сезонних дощів майже вся земна куля — від екватора до приполярних областей — була покрита пишною рослинністю. В пізньому юрському періоді з'явилися звичні сьогодні квіткові (покритонасінні) рослини, а в крейдовому періоді вони стали вже однією з панівних груп рослин на планеті.

Крейдовий період був епохою гігантів. В Південній Америці жили гігантозаври та аргентинозаври — найбільші наземні тварини, які коли-небудь мешкали на Землі,

аргентинозавр

 а у Північній Америці — величезні хижі тиранозаври і рогаті торозаври.

тиранозавр

Серед динозаврів з'явилися і спеціалізовані види велоцираптор

велоцираптор

Ссавці (наприклад,дидельфодон), як і раніше, не відігравали в житті планети якоїсь суттєвої ролі; вони залишалися невеликими тваринами, але їх чисельність (особливо до кінця крейдового періоду) почала помітно збільшуватися.

Кінець крейдового періоду (приблизно 65 млн років тому) був відмічений новим масовим вимиранням видів, яке стерло з лиця Землі близько 40% від усіх існуючих в той час родин тварин. Зникли птерозаври, амоніти і мозазаври, але найбільш знаменитими жертвами цієї катастрофи були, звичайно ж, динозаври.

 

Дослід «Гадюка»

 

Масове вимирання видів 65 млн років тому відмітило початок нової — кайнозойської ери, яка триває і сьогодні.

Ера розквіту ссавців, птахів, комах та покритонасінних. І головна подія – поява людини!

В результаті катастрофічних подій тих далеких часів з лиця нашої планети зникли всі тварини, за розміром більші, ніж крокодил. А вцілілі невеликі тварини опинилися з початком нової ери у зовсім іншому світі. В кайнозої продовжувався дрейф (розходження) континентів. На кожному з них формувалися унікальні спільноти рослин і тварин.

Палеогеновий період — геологічний період, перший у кайнозої. Почався 65 млн років тому, тривав 40 млн років.

В палеогені клімат був рівномірним тропічним. Практично вся Європа була вкрита вічнозеленими тропічними лісами, і лише у північних областях росли листопадні рослини. У другій половині палеогену клімат стає більш континентальним, з'являються крижані шапки на полюсах.

У цьому періоді почався бурхливий розквіт ссавців. Після вимирання великої кількості рептилій виникли численні вільні екологічні ніші, які почали займати нові види ссавців. Були поширені яйцекладні, сумчасті та плацентарні. 

Палеоценова епоха охоплює проміжок часу 65–55 млн років тому.

Тварини, які пережили масове вимирання видів, залишалися невеликими; вони спритно лавірували між стовбурами дерев і лазили по гілках. Найбільшими тваринами планети в той час були птахи. В джунглях Європи та Північної Америки, наприклад, полював хижак гасторніс, який сягав висоти 2,2 метрів

гасторніс

Еоценова епоха охоплює проміжок часу 55–34 млн років тому. На початку еоцену значна частина суші все ще була вкрита непрохідними джунглями. Клімат залишався теплим і вологим. По лісовій підстилці бігали примітивні ссавці (крихітний кінь пропалеотерій, лептиктидій та ін.). На деревах жила годіноція (один з найдавніших приматів), а в Азії мешкав амбулоцет — примітивний кит, що вмів ходити по суші.

Азія стала батьківщиною гігантських бронтотерій і масивних м'ясоїдних звірів (наприклад, ендрюзарха, який сягав у довжину 5,5 метрів).

ендрюзарх

В теплих морях плавали примітивні кити, а на узбережжі Африки жили меритерій та чудернацький арсінотерій.

Близько 36 млн років тому почала замерзати розташована біля південного полюса Антарктика; її поверхня повільно покривалася величезними льодовими щитами. Клімат на планеті став холоднішим, а рівень води в океанах впав. У різних частинах світу сильно змінився сезонних ритм дощів. Численні тварини не змогли пристосуватися до цих змін, і всього через декілька мільйонів років приблизно п'ята частина всіх видів живих істот, які мешкали на Землі, вимерла.

Олігоценова епоха охоплює проміжок часу 34–24 млн років тому. На початку олігоцену клімат на планеті був сухим та прохолодним, що сприяло утворенню відкритих рівнин, напівпустель та чагарникових заростей. В результаті зміни клімату в кінці еоцену багато давніх родин ссавців вимерли. Їх місце зайняли нові види звірів, включаючи і прямих предків деяких сучасних ссавців — носорогів, коней, свиней, верблюдів та кролів.

Серед ссавців продовжують з'являтися гігантські вегетаріанці (індрикотерії, наприклад, не поступалися за розмірами динозаврам — вони могли сягати 8 метрів у висоту і важити до 15 тон) і хижаки (такі як ентелодон та гієнодон).

Реконструкція Indricotherium bugtiense

Антропогеновий (четвертинний) період

Це найкоротший геологічний період, але саме в четвертинному періоді сформувалося більшість сучасних форм рельєфу і відбулося багато суттєвих подій в історії Землі, найважливіші з яких — льодовикова епоха та поява людини.

В холодні проміжки, які продовжувалися приблизно 40 тисяч років, континенти покривалися льодовиками. У проміжках з теплішим кліматом (міжльодовикових) крига відступала, і рівень вони в морях підіймався.

У багатьох тварин холодних регіонів планети (наприклад, у мамонта і шерстистого носорога) з'явився густий шерстистий покрив і товстий шар підшкірного жиру.

мамонт

На рівнинах паслися стада оленів та коней, на яких полювали печерні леви та інші хижаки. А близько 180 тисяч років тому на них почали полювати і люди — спочатку неандерталець, а потім і людина розумна.

 

неандерталець

Однак багато великих тварин не змогли пристосуватися до різких коливань клімату і вимерли. Близько 10 тисяч років тому льодовиковий період закінчився, і клімат на Землі став теплішим і вологішим. Це сприяло швидкому збільшенню чисельності людської популяції та розселенню людей по всій земній кулі. 

 

Дослід «Різнокольорові квіти» та «Ссавці»

 

Слово учителя. Ось і закінчилась наша хімічна подорож по історичному минулому нашої планети. Більш докладну інформацію про історію розвитку життя на Землі ви отримаєте на уроках біології, а виконувати досліди навчитесь на уроках хімії.

 

До побачення! До нових зустрічей!

(На слайдах представлені малюнки із зображенням рослинного та тваринного світу кожної ери)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Додаток

Дослід «Дим без вогню»

Підносимо отворами один до одного циліндри, які ополіснені розчинами хлоридної кислоти та амоній гідроксидом, зявляється туман.

 

Дослід «Вулкан»

Розтертий амоній дихромат помістіть на лист, нагрійте сіль пальником. Розпочнеться реакція і відбуватиметься за рахунок власної теплоти.

 

Дослід «Водорості в акваріумі»

В акваріум або іншу ємність налийте силікатний клей з водою у пропорції 1:1 та покладіть по декілька кристалів різних солей, наприклад кальцію, феруму , купруму, барію. Утворяться «водорості».

 

Дослід «Медузи"

Налийте в стакан розчин солі кальцію, феруму, мангану та капніть декілька крапель силікатного клею. Утворяться «медузи»

 

Дослід «Вирощування риб» та «Ссавці»

Із алюмінієвої (залізної) пластинки вирізати фігурки риб та звірів, за допомогою проволочинки прикріпити до горла стакана або колби та залити розчином солі зі слабшим металом у складі. В результаті реакції заміщення на пластинці утворяться голочки металу.

 

Дослід «Гадюка»

У миску, яка стоїть на цеглині, насипати гіркою пісок, просочений спиртом. У піску зробити ямку, в яку помістити 1 г питної соди і 9 г цукрової пудри. Підпалити спирт. Цукор плавиться і з ямки виповзає темно – сіра «змія».

 

Дослід «Різнокольорові квіти»

Квіти змінюють колір. Потрібно: паперові квіти, розчин фенолфталеїну, пульверизатор (оприскувач для квітів), розчин соди, розчин оцту. Білі паперові квіти рівномірно змочуються розчином фенолфталеїну, висушуються. Якщо їх бризкати з пульверизатора розчином соди (лугу), вони набуватимуть яскраво-малинового забарвлення. Якщо після цього їх побризкати розчином оцту, знову стануть білими.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Використані джерела:

1. Занимательные опыты по химии [Електронний ресурс]. –

Режим доступу : http://www.sev-chem.narod.ru/opyt.files/vulkan.htm

2. Історія життя на Землі [Електронний ресурс]. –

Режим доступу : https://uk.wikipedia.org/wiki/Історія_життя_на_Землі