Урок "Основи еволюційної філогенії і систематики (з використанням ментальної карти)"

9 клас урок №

Основи еволюційної філогенії і систематики

Мета:

• освітня: сформувати в учнів поняття «систематика», «біорізноманіття», «філогенія», «таксон»; розглянути основні принципи еволюційної філогенії та систематики;
• розвивальна: розвивати пам'ять, увагу, спостережливість, вміння логічно мислити, встановлювати причинно-наслідкові зв’язки;
• виховна: виховувати пізнавальний інтерес учнів, ціннісне ставлення до природи; формувати науковий світогляд.

Тип уроку: засвоєння нових знань.

Обладнання: ментальна карта.

Базові поняття й терміни: біорізноманіття, систематика, таксон, філогенія, філогенетичне дерево.

Ключові компетентності: спілкування державною мовою, основні компетентності у природничих науках, екологічна грамотність і здорове життя, інформаційно-цифрова, вміння вчитися впродовж життя.

І. Актуалізація опорних знань. Мотивація

• Що таке систематика?
• Як називаються окремі систематичні категорії?
• Які таксони ви знаєте?
• Що таке вид?
• Чи є відмінності у систематиці рослин і тварин?
• На які групи поділяють царства Рослини і Тварини?
• За якими принципами класифікують живі організми?
• Хто з вчених запровадив подвійні назви організмів (бінарну номенклатуру)?

Гра «Так чи ні»

1. Загальна кількість видів рослин і тварин невідома. (Так.)
2. Місця існування більшості видів — вологі тропічні ліси. (Так.)
3. Учені дали назви приблизно 10 млн видів. (Ні. Учені дали назви менш як 1,4 млн видів. Більшість «непізнаних» видів живуть у тропіках.)
4. На Землі набагато більше видів, ніж це необхідно. (Ні.)
5. Більшість видів не дає прямої користі людям. (Ні. Ми не знаємо всіх задумів природи. Буває, вдається застосувати плісняву або непомітну рослину для лікування важких хвороб.)
6. В одних місцях існує більше видів, ніж в інших. (Так.)
7. Біологічне різноманіття включає генетичне різноманіття, різноманіття видів та екосистем. (Так.)
8. Створення заповідників та зоопарків — найкращий спосіб збереження біологічного різноманіття. (Ні. Заповідники та зоопарки допомагають зберігати багато видів. Але для радикального розв’язання проблеми необхідно позбутися основних причин втрати біологічного різноманіття.)
9. Двома основними причинами втрати біологічного різноманіття є збільшення кількості населення в деяких країнах та зростання споживання природних ресурсів. (Так.)
10.  Щойно біологічному виду починає загрожувати небезпека, він приречений до вимирання. (Ні. Види можна врятувати.)

ІІ. ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

Робота з підручником, розповідь вчителя з елементами бесіди. Колективне створення ментальної карти.

1. Біорізноманіття.

Біорізноманіття – різноманіття організмів, видів та їхніх угруповань.

Біорізноманіття існує скрізь, – як у воді, так і на суходолі. Воно включає в себе всі організми: від мікроскопічних бактерій до рослин і тварин зі складною будовою.

Поняття ввів Едвард Вілсон в 1988р.

Наука, що займається вивченням закономірностей  та еволюції біорізноманіття – диверсикологія.

Типи різноманіття:

• генетичне (різноманітність генів усіх організмів);
• видове (вивчає систематика );
• екосистемне (різноманітність біотопів і біоценозів у різних ділянках Землі).

Основними чинниками, що загрожують різноманіттю, є:

• скорочення ареалів через діяльність людини;
• надмірна експлуатація біоресурсів (н-д, рибальство знищило до 80% рибної біомаси);
• забруднене середовище (черепахи і пластик);
• вторгнення чужорідних видів (азійський короп у водоймах Європи).

Значення біорізноманіття:

• стійкість та розвиток біосфери;
• забезпечення колообігу речовин;
• регуляція клімату;
• забезпечення людини ресурсами: їжею, сировиною, ліками.

2. Систематика.

Біологічна систематика – біологічна наука, що займається класифікацією організмів.

Основні систематичні категорії ввів шведський учений Карл Лінней (XVIII ст.). Він також запровадив бінарну номенклатуру. Її сутність полягає в подвійному найменуванні латинською мовою. Перше слово позначає родову назву, друге – видову:

Homosapiens – людина

Drosophilamelanogaster – дрозофіла

Violarostata – фіалка

Фундаментальною основою сучасної систематики є ідея про єдність походження живих організмів й еволюцію органічного світу, що призвела до існуючого різноманіття живих організмів. Керуючись цими ідеями, сучасна систематика будує природну систему на основі філогенетичного споріднення (спільності походження, близькості і дальності спорідненості між різними видами) аналізованих форм. Ступінь родинних відносин між порівнюваними видами базується на їх морфологічному, анатомічному, біохімічному, генетичному критеріях.

Для систематизації величезної кількості живих істот у біології використовуються систематичні категорії, або таксони. Вони складають свою ієрархію підпорядкування, де таксони більш низького рангу входять до складу таксонів більш високого рангу. В даний час використовуються наступні основні таксони:

У разі необхідності застосовуються численні додаткові таксони – підтип, надклас, підряд.

3. Філогенія.

Філогенія – наука, що вивчає історичний процес розвитку органічного світу (філогенез). Для дослідження філогенезу сучасна біологія широко використовує новітні технології. Особливо ефективними є методи з галузі молекулярної біології та генетики й мікроскопічних досліджень. Також широко використовують математичне моделювання й побудову філогенетичних дерев.

Філогенетичне дерево – схема, яка відображає еволюційні зв’язки між різними таксонами, генами або іншими об'єктами, що мають загального предка.

ІІІ. УЗАГАЛЬНЕННЯ, СИСТЕМАТИЗАЦІЯ ЗНАНЬ І УМІНЬ УЧНІВ

Користуючись ментальною картою, учні складають запитання до теми, задають їх класу.

Запитання для самостійного опрацювання:

1. Які таксономічні одиниці є найбільшими, а які – найдрібнішими? Чому їх укрупнення та, відповідно, подрібнення неможливе?
2. Як наявність горизонтального переносу генів ускладнює побудову філогенетичного дерева?
3. Чи можна отримати результати, корисні для боротьби з вірусом грипу, аналізуючи його філогенетичне дерево?

IV. Домашнє завдання: опрацювати матеріал підручника, ментальної карти.