1
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
ЦЕНТРАЛЬНОУКРАЇНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ПЕДАГОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ ВОЛОДИМИРА ВИННИЧЕНКА
Природничо-географічний факультет
Кафедра біології та методики її викладання
Груповий методист:
Дефорж Г. В., доктор історич. наук., професор
ПЛАН-КОНСПЕКТ УРОКУ
З біології у 11 класі
В навчальному закладі: «НВК СЗНЗ I-III ступенів № 26- ДНЗ – ДЮЦ»
З теми: «Загальні закономірності формування адаптацій. Поняття про преадаптацію та постадаптацію»
студента БХ19М групи
Природничо-географічного факультету
денної форми навчання
спеціальність
014. Біологія та здоров’я людини
Образенка Андрія Федоровича
Кропивницький – 2020
Тема: Загальні закономірності формування адаптацій. Поняття про преадаптацію та постадаптацію
Мета: Навчальна: ознайомити учнів з поняттями адаптація, преадаптація, постадаптація зі шляхами формування адаптацій та основними чинниками еволюційного процесу.
Розвивальна: розвивати вміння розрізняти адаптації та шляхи їх формування.
Виховна: виховувати відповідальність за свої вчинки як в природі так і в суспільстві; розуміння єдності природи на всіх рівнях її прояву та важливості жити за стратегією сталого розвитку людини і природи.
Тип уроку: урок засвоєння нових знань
Методи та прийоми: Словесні: (опис, розповідь, бесіда, порівняння, пояснення)
Наочні: демонстрація пояснюючих схем, рисунків та ін.
Репродуктивні: (конкретизація і закріплення знань, робота з підручником, самостійна робота)
Міжпредметні зв’язки: Екологія, біологія, історія, географія
Обладнання: План-конспект, робочі зошити учнів, схеми, що демонструють адаптивний процес, презентація, підручник Біологія і екологія (О. Андерсон)
Базові поняття: Адаптація, преадаптація, постадаптація, природній добір, конкуренція видів, адаптогенез, фенотипічна адаптація.
Таймінг уроку:
І. Організаційний етап (1 хв)
ІІ. Актуалізація знань та активізація розумової діяльності (4 хв)
ІІІ. Мотивація вивчення нового (1 хв)
IV. Вивчення нового матеріалу (22 хв)
V. Узагальнення знань, умінь і навичок (8 хв)
VI. Підведення підсумків уроку (5 хв)
VII. Домашнє завдання (4 хв)
ЗМІСТ
ІІ. Актуалізація знань та активізація розумової діяльності
ІІІ. Мотивація вивчення нового
1. Адаптації як наслідок еволюційного процесу
2. Механізм формування адаптацій за еволюційної теорії Ч. Дарвіна
3. Механізм формування адаптацій за поглядами синтетичної теорії еволюції (СТЕ
V. Узагальнення знань, умінь і навичок
VI. Підведення підсумків уроку
Хід уроку:
(Привітання і вступне слово вчителя до учасників уроку)
ІІ. Актуалізація знань та активізація розумової діяльності
На минулому уроці ви зі своїм вчителем вивчали тему: «Адаптація як загальна властивість біологічних систем» Я пропоную вам пройти коротке усне опитування щодо матеріалу минулої теми.
(Учні усно відповідають на поставлені вчителем запитання орієнтуючись на записи в робочому зошиті)
Отже, перейдемо до усного опитування:
(Правильна відповідь: Еволюційний та пристосувальний)
(Правильна відповідь: Гомеостаз; реакційними відповідями організмів на подразнення (гормонами))
(Орієнтовна відповідь: Адаптація — пристосування організму до певних умов існування, які постійно змінюються, що формувалося в процесі еволюційного розвитку)
Гарна робота, ви добре попрацювали! Давайте розглянемо епіграф сьогоднішнього уроку:
ІІІ. Мотивація вивчення нового
Природа - це найкраща з книг,
Написана на особливій мові. Цю мову треба вивчати.
Н.Г. Гарін-Михайлівський
А якою мовою користується головна наука природи – біологія? (латинською)
Що ж, давайте перейдемо до вивчення сьогоднішньої теми.
(Оголошення теми уроку, учні записують тему в робочий зошит)
Отже, тема сьогоднішнього уроку звучить так: «Загальні закономірності формування адаптацій. Поняття про преадаптацію та постадаптацію».
(Учні слухають роз’яснення нового матеріалу, задають питання)
Адаптація — це пристосування живих організмів до певних умов середовища існування. Усі адаптації є результатом еволюційного процесу на основі природного добору. Адаптації можуть виникати до різних факторів як живої, так і неживої природи. Але всі вони спрямовані на підвищення стійкості живих організмів.
Отже адаптації, що стосуються всього виду носять пристосувальний характер, а у випадку виникнення адаптацій в середині лише однієї популяції цілого виду вони матимуть еволюційний характер видоутворень.
Розглянемо швиденько еволюцію китоподібних з описом головних подій, як приклад впливу адаптацій на еволюцію:
Отже, наслідком еволюційного процесу живих організмів є їх пристосування до середовища їх існування та виникнення нових видів.
(Учні слухають новий матеріал, задаючи питання вчителеві, живе спілкування, записують головне)
Протягом 20 років Чарльз Роберт Дарвін працював над створенням еволюційного вчення, у 1859 році нарешті воно було опубліковане за назвою "Походження видів шляхом природного добору, або збереження обраних порід у боротьбі за життя".
Запишіть дату виходу ключової еволюційної праці Дарвіна та її назву.
Давайте замалюємо схему виникнення адаптацій за еволюційним вченням Ч. Дарвіна (рис. 1). Поки ви замальовуєте схему собі в робочі зошити, давайте трохи з вами поспілкуємось.
(Учні продивляються складові схеми, відповідаючи на деякі запитання вчителя)
Рис. 1: Основні рушійні аспекти еволюційного процесу за вченням Ч. Дарвіна
Що означає напис на схемі: «Здатність організмів до необмеженого розмноження»
(Орієнтовна відповідь: Даний надпис вказує на приналежність організмів до одного виду (вільне розмноження – один із критеріїв визначення виду виду)
Що є результатом обмеженості ресурсів існування для виду?
(Орієнтовна відповідь: Боротьба за існування (конкуренція))
Чому від спадкової мінливості (або по іншому мутаційної) йде стрілка до природнього добору?
(Орієнтовна відповідь: Тому, що природній добір визначає напрямок розвитку виду під впливом мутаційної мінливості)
Чому в перебігу еволюційного процесу виникнення адаптацій йде попереду видоутворення?
(Орієнтовна відповідь: Тому, що адаптації спочатку виникають в середині популяції цілого виду, призводячи, як один із факторів, до виникнення нових видів)
(Учні слухають подальші роз’яснення вчителя, усно відповідаючи на деякі запитання)
Важливим аспектом еволюційного процесу є боротьба видів за існування. Боротьбу за існування за напрямком впливу можна поділити на три складових:
Пропоную вам відкрити підручник (Біологія і екологія О. Андерсен) на сторінці 9, та розглянути Рис. 3. Та опис до нього. В кінці рисунку є запитання, чекаю від вас усної відповіді. На виконання цього завдання у вас дві хвилини.
(Робота з підручником. Учні ознайомлюються з рисунком, та дають відповідь на питання із рубрики підручника.)
(Орієнтовна відповідь: В першому та другому реченні мова йде про боротьбу з абіотичним фактором. Третє твердження виражає міжвидову боротьбу рослин, направлену на звернення уваги розповсюджувачів насіння)
(Учні слухають записуючи головне, задаючи питання вчителю)
Наступним вагомим кроком у розумінні еволюційних процесів стала Синтетична теорія еволюції. Синтетична теорія еволюції виникла на початку 40-х років XX ст. Давайте це запишемо.
(Учні записують дату та подію в робочі зошити)
Вона являє собою вчення про еволюцію органічного світу, розроблене на основі даних сучасної генетики, екології та класичного дарвінізму.
Далі запишіть: Термін «синтетична» йде від назви книги відомого англійського еволюціоніста Дж. Хакслі «Еволюція: сучасний синтез» (1942).
(Учні записують дату та подію в робочі зошити)
Вклад у розробку синтетичної теорії еволюції зробили багато вчених, серед яких С.С. Четвериков, Дж. Холдейн, М.В. Тимофєєв-Ресовський, Ф.Г. Добржанський, Р. Фішер.
Давайте розглянемо механізм формування адаптації живих організмів, згідно синтетичній теорії еволюції.
(Учні слухають інформацію, записуючи виділені вчителем пункти)
Пристосованість до середовища існування можна спостерігати у всіх рисах організації усіх видів живих істот, які живуть на нашій планеті. Зовнішня й внутрішня будова як рослин, так і тварин, інстинкти й поведінка тварин відображають пристосованість до умов життя.
Можливість адаптивності виду визначається його генотипом. Важливою рисою адаптацій виду є норма адаптивної реакції.
Давайте запишемо: Під нормою адаптивної реакції розуміють межі змін біологічної системи під впливом діючих на неї чинників середовища, за яких не порушується гомеостаз.
(Учні записують поняття в робочі зошити)
Адаптивна реакція виду формується нормою адаптивної реакції кожного окремого представника цього виду. Запишіть:
Адаптацію, набуту в ході індивідуального життя організму за його взаємодії з навколишнім середовищем , називають фенотипічною.
(Учні записують в робочі зошити висвітлене поняття)
Давайте розглянемо механізм формування адаптації (на основі СТЕ):
(Учні записують головні пункти наведеного механізму формування адаптацій)
Механізм виникнення адаптації виду можна представити у вигляді таких пунктів. Для прикладу наведемо формування адаптації робітничої кисті у людини.
Щойно описаний, складний процес формування адаптації називається адаптогенез.
Запишіть: Адаптогенез - процес виникнення, розвитку і перетворення пристосувань (адаптацій) у процесі еволюції органічного світу.
(Учні записують новий термін в робочі зошити)
(Учні слухають розповідь вчителя, задають питання)
Сьогодні ми з вами поговорили про механізми виникнення адаптацій, тепер варто розглянути способи виникнення адаптацій. Адаптації виникають двома способами: на основі преадаптацій та постадаптацій.
Основу нового пристосування часто складає структура, яка сформувалася раніше за участю природного добору та виконувала певну функцію, а за зміни умов взяла на себе й нову функцію без шкоди для старої. Наявність структур, здатних розширити або змінити коло функцій, називають преадаптацією.
Давайте запишемо: Преадаптація – еволюційні зміни, що забезпечують появу нових пристосувань або зміну функції окремого органу.
(Учні записують нове поняття)
Як приклад преадаптацій, можна навести пір’я у птахів. Адже спочатку перо виникло як структура, яка забезпечувала регуляцію температури тіла тварини. Лише пізніше зі зміною середовища існування пір’я стали головною структурою для польотів. (тобто набули нової адаптивної функції). На слайді пізній представник динозаврів Ютараптор та Сучасний птах (Гуска домашня сіра Anser cygnoides domesticus)
Адаптації, що виникли в організмі, не є завершеними, вони постійно вдосконалюються. Еволюційні зміни, які вдосконалюють уже існуючі адаптації організмів, називають постадаптацією. Постадаптації можуть формуватися як у межах одного виду, так і під час утворення нових видів шляхом мікроеволюції. Постадаптація робить адаптацію кращою.
Давайте з вами запишемо поняття:
Постадаптація – еволюційні зміни, що удосконалюють існуючі пристосування даного виду до вже освоєних ним умов існування.
(Учні записують нове поняття)
Прикладом постадаптацій є зміна основної функції апендиксу в рослиноїдних тварин та людини. В травоїдів апендикс містить спеціальні бактерії як допомагають перетравити целюлозу, в людини в апендиксі також містяться бактерії які синтезують вітаміни, крім того у людини апендикс є органом імунної системи.
Зараз, я наведу вам приклад формування складної адаптації. Ваша задача полягає уважно простежити за кожним етапом адаптації, та спробувати визначити який процес відбувається в кожному етапі ускладнення адаптації (преадаптація чи постадаптація).
Складні адаптації розвиваються поступово, і при цьому їхні частини повноцінно функціонують та покращують пристосування організму до середовища. Так, наприклад, формування ока почалось:
Поява кожної зі структур ока мала адаптивний характер і виникала завдяки природному добору. Тому можна стверджувати, що складні адаптації з’являються завдяки поступовому розвитку шляхом природного добору.
(Учні разом з вчителем розглядають процес утворення складних адаптацій, визначаючи основу процесів, які визначали утворення конкретно наведеної адаптації)
Отже, розглядаючи загальну закономірність формування адаптації, ми з вами помітити, що будь-яка складна адаптація починається з преадаптацій, так само кожен наступний етап ускладнення цього пристосування є постадаптацією для загальної функції адаптованого органу, або преадаптацією для нових структур цього складного органу.
V. Узагальнення знань, умінь і навичок
Пропоную вам відкрити підручник на сторінці 11 та розглянути рис. 1 приклади преадаптацій. Дайте відповідь на поставлене запитання до малюнку.
(Робота з підручником, учні аналізують малюнок та опис до нього; намагаються дати відповідь на поставлення питання в підручнику)
(Орієнтовна відповідь: Кожне з наведених пристосувань можна розглядати як преадаптацію тому, що всі наведені на рисунку структури, були початком формування складної адаптації в процесі різного роду природнього відбору, тобто початком адаптивного процесу – преадаптацією. Так ускладнений плавник, був преадаптацією сухопутної кінцівки, а шви черепа виявились преадаптацією до полегшення процесу пологів у живородних тварин)
Добре, а тепер давайте спробуємо вирішити таку проблему:
Учні Сергій та Олена висловили свої думки щодо походження пір’я птахів. Сергій уважає, що пір’я птахів розвилося з «стрижневих структур» у динозаврів. Олена впевнена, що пір’я сучасних птахів виникло завдяки природному добору. Хто з них має рацію?
(Орієнтовна відповідь: Обидва учні праві, адже пір’я виникло із відповідних структур. Проте спочатку перо не виконувало функції польоту, лише зі зміною середовища життя, почався зміна пристосування пера в бік виникнення польоту)
Наступним завданням я пропоную вам усне бліц-опитування:
(Бліц-опитування учні усно та коротко відповідають на поставлені запитання вчителя)
Добре, ви гарно попрацювали. Давайте перейдемо до одного із останніх етапів уроку та підведемо підсумки.
VI. Підведення підсумків уроку
Отже, сьогодні на уроці ми з вами розглядали адаптації:
З цього питання ми засвоїли, що Усі адаптації є результатом еволюційного процесу на основі природного добору.
Тут ми засвоїли: ще за часів Дарвіна було зрозуміло, що важливим аспектом еволюційного процесу є боротьба видів за існування. Боротьбу за існування за напрямком впливу можна поділити на три складових: на які складові? (міжвидова, внутрішньовидова та із умовами зовнішнього середовища). Саме ці види боротьби за існування задають напрямок роботи природнього добору, як одного з основних аспектів еволюційного процесу, який прямо впливає на розвиток різних пристосувань організмів.
З цього пункту, важливо було засвоїти: «Можливість адаптивності виду визначається його генотипом. Важливою рисою адаптацій виду є норма адаптивної реакції.» Варто згадати, що під нормою адаптивної реакції розуміють межі змін біологічної системи під впливом діючих на неї чинників середовища, за яких не порушується гомеостаз.
Не менш важливо запам’ятати, що адаптацію, набуту в ході індивідуального життя організму за його взаємодії з навколишнім середовищем , називають фенотипічною.
Запам’ятайте! Наявність структур, здатних розширити або змінити коло функцій, називають преадаптацією. Адаптації, що виникли в організмі, не є завершеними, вони постійно вдосконалюються, тому постадаптація робить адаптацію кращою.
Тепер перейдемо до однієї із найважливішої частини сьогоднішнього уроку: Домашнього завдання.
§2, ст. 9 – 12. (підручник автора О. Андерсон)
Завд №5 ст.12 Письмово та аргументовано (використовуючи конспекти та підручник)
Завд. Для допитливих: (завдання на 1 місяць). Разом з вчителем підготувати навчально-дослідний проект На основі дослідів Ч. Дарвіна, щодо адаптивності рослин до умов освітлення. (зміст проектного дослідження подано в додатках для уроку)
Учнівський навчально-дослідний проект
Тема проекту: «Дослідження механізмів реакції проростків рослин на умови одностороннього освітлення»
Мета: Осмислити як відбувається керування процесами які проходять в рослинах, вивчити механізми, які вмикаються в рослинах під час проростання та у відповідь на одностороннє освітлення. Усвідомити причини появи певних адаптацій рослин до умов різного освітлення; прогнозувати наслідки порушень процесів адаптації рослинного організму. Навчитися визначати основні параметри аналізованого насіння (Енергію проростання та відсотку схожості)
Обладнання: По 15 насінин однодольних та дводольних рослин; 10 посудин для висадки насіння; грунт, пісок, ковпачки для стебла, що не пропускають світло; стеблові непрозорі чохлики; спеціальні коробки для забезпечення умов одностороннього освітлення, лінійка, ножиці, ботанічні лопатки для висадки насіння, формули визначення радіусу, енергії проростання та схожості насіння.
Тривалість експерименту: 10 днів
Методика виконання експерименту.
Суть експерименту полягає в встановлені дії регулюючих речовин на ріст та розвиток рослини за умови одностороннього освітлення.
У якості дослідних рослин виступають насіння Пшениці твердої (Triticum durum) та Гороху посівного (Pisum sativum).
ЗВЕРНИ УВАГУ! Обрані дослідні рослини належать до одного відділу Покритонасінні, проте до різних класів Однодольні та Дводольні. Такий розподіл дослідного матеріалу допоможе вам зрозуміти спільність процесів регуляції для всіх вищих рослин.
Візьміть десять однакових ємкостей для висадки насіння, розділіть їх на дві рівні групи по 5 ємкостей. Кожна пара ємкостей з різних груп, представлятиме собою один зразок для досліду (група №1 з пшеницею):
Те саме стосується групи №2 з горохом.
Зразків має бути дві групи: відповідно однодольні – пшениця тверда та дводольні – горох посівний. В кожний зразок засівається по три насінини з одного систематичного класу (пшениця з пшеницею), тобто в зразках по три насінини пшениці, так само для гороху.
Після висадки насіння починається хід експерименту, всі подальші дії та завдання щодо експерименту подано в «щоденнику дослідника», крім того там розміщено теоретичний матеріал, який допоможе вам у формулюванні очікуваних результатів дослідження на кожен день експерименту та створенні узагальнень і висновків. Щоденник дослідника ви отримаєте від вчителя, бажаю успіхів у виконанні цього непростого, проте цікавого навчально-дослідного проекту!