Урок "Основи еволюційної філогенії та систематики"

Урок №         Дата:

Тема: Основи еволюційної філогенії та систематики

Мета: розглянути основи еволюційної філогенії та систематики, різноманітність органічного світу: неклітинні форми життя (віруси), основні групи прокаріотів (археї та бактерії) та еукаріотів (рослини, гриби та тварини); обговорити принципи,на яких вони ґрунтуються; розвивати вміння логічно мислити та встановлювати взаємозв’язок між різними групами живих організмів; виховувати розуміння єдності всіх груп життя на прикладах живих організмів.

Обладнання й матеріали: малюнки тварин (кіт лісовий та рись, ящірка, саламандр і крокодил); портрет Е.У. Майра.

Поняття й терміни: систематика, філогенія, принцип подвійних назв організмів, штучна та природна (філогенетична) системи організмів, домен, монофілетична група, кладограма, таксон, царство, тип, відділ, порядок, клас, ряд, родина, рід, вид.

Тип уроку: урок засвоєння нових знань.

Хід уроку

І. Організаційний етап

Привітання учнів, перевірка присутніх, готовність до уроку.

ІІ. Актуалізація опорних знань

Питання для бесіди:

• Пригадайте, які систематичні одиниці використовуються у систематиці рослин, тварин і грибів?
• Які критерії виду використовують у сучасній біології?
• Які існують варіанти видоутворення?
• Які види називають видами-двійниками?
• Навіщо потрібно систематизувати живі організми?

ІІІ. Мотивація навчальної діяльності

Епіграф уроку                                                    «Все вдосконалює природа»

                                                                             Tum Лукрецій Кар

• Як ви гадаєте про що говорить цей вислів?

ІV. Вивчення нового матеріалу

Біологічна систематика — це наукова дисципліна, завданням якої є розробка принципів класифікації живих організмів і практичне застосування цих принципів до побудови системи органічного світу.             

Термін було запропоновано К. Ліннеєм. Сучасна систематика розвивається в тісному зв’язку з еволюційною морфологією, біохімією, екологією, анатомією, молекулярною біологією, генетикою, біогеографією тощо.

Основною метою біосистематики є побудова системи органічного світу. Загальними принципами біосистематики, що упорядковують й організовують дослідження видового різноманіття, є такі. Для визначення місця виду в системі органічного світу використовуються систематичні (таксономічні) категорії: домен, царство, тип (відділ), клас, ряд (порядок), родина, рід і вид.

Основні таксономічні категорії

Основною і найменшою одиницею класифікації є вид, а найбільшою одиницею класифікації є домен - категорія, що включає декілька царств. Кожен вид слід обов’язково класифікувати - визначити ступінь його подібності й відмінності від інших, порівнявши з ними. На основі окремих ознак подібності ґрунтується побудова штучних (формальних) систем (систем організмів, у класифікації яких не враховується історична спорідненість різних таксонів). Природні (філогенетичні) системи - це системи організмів, у яких класифікація видів ґрунтується на їх ступені подібності та відображає філогенетичну спорідненість між систематичними групами. Для класифікації живих організмів використовується подвійна (бінарна) номенклатура, яку запровадив ще К. Лінней. Бінарна номенклатура - подвійна назва видів, перше слово якої вказує на родову належність, а друге - на видову. Наприклад, пес свійський (Canis familiaris). Для зведення правил біологічної номенклатури існують спеціальні номенклатурні кодекси (наприклад, «Міжнародний кодекс ботанічної номенклатури» (ICBN), «Міжнародний кодекс зоологічної номенклатури» (ICZN).

Отже, основними завданнями сучасної біосистематики є опис й упорядковування різноманітних існуючих і вимерлих видів, класифікація та визначення еволюційних зв'язків для створення природної (філогенетичної) системи органічного світу.

Еволюційна філогенія (або філогенез) (від. грец. філо - рід і генезіс - породжую) - розділ еволюційної біології, що вивчає шляхи історичного розвитку біорізноманіття Землі. Термін філогенез ввів у науку німецький учений Е. Геккель у 1866 р. Ним він визначав історичний розвиток окремих видів, систематичних груп та органічного світу в цілому. В сучасному розумінні поняття філогенія застосовується і для досліджень еволюції молекул, клітин, органів, систем органів, популяцій, окремих видів, екосистем та біосфери в цілому. Метою еволюційної філогенії є реконструкція походження і послідовності еволюційних перетворень та побудова природної системи органічного світу.

Вихідним методом для досліджень філогенезу був метод «потрійного паралелізму» з використанням знань морфології, ембріології та палеонтології. Сучасна еволюційна філогенія використовує дані генетики, біохімії, молекулярної біології та багатьох інших наук. Важливу інформацію для науковців дають методи молекулярної філогенетики, що досліджують філогенетичні відносини молекул ДНК, РНК і білків різних організмів. Так, було з’ясовано, що для встановлення еволюційних зв’язків між царствами і типами живих організмів найбільше значення має рРНК. Причина криється в тому, що ця молекула виникла на ранніх етапах становлення життя і є в усіх живих організмів.

Для ілюстрації філогенії еволюційних зв’язків між групами організмів застосовують філогенетичні дерева. Це зображення філогенетичних відносин у будь-якій природній групі організмів або в межах всього органічного світу.

Результати досліджень еволюційної філогенії найширше використовуються в біосистематиці для класифікації організмів, в біогеографії - для вивчення поширення, в етології - для дослідження еволюції поведінки, в медицині - для розуміння шляхів виникнення хвороботворних мікроорганізмів та ін.

Отже, предметом досліджень еволюційної філогенії є еволюційні зв'язки між організмами на різних рівнях організації живого та шляхи історичного розвитку біорізноманіття на Землі.

Філогенія хребетних тварин

Філогенетичне дерево — це схема, яка відображає еволюційні зв’язки між таксонами, для яких воно будується. Філогенетичні дерева можуть будуватися не тільки для таксонів живих організмів. їх можна створювати, наприклад, для певних біополімерів — таких, як білки або нуклеїнові кислоти.

V. Узагальнення та систематизація знань

Питання для обговорення:

1. Що вивчає систематика?
2. Який учений увів основні систематичні категорії?
3. Що таке філогенія?
4. Що таке класифікація організмів?
5. Що відображає філогенетичне дерево?

VІ. Підсумки уроку

Підведення підсумків, виставлення оцінок

VІІ. Домашнє завдання

Опрацювати параграф 45, дати відповіді на запитання після параграфу.