Урок 3. Доказательства эволюции

Задачи. Сформировать знания о фактах, свидетельствующих в пользу эволюции. Дать краткую характеристику биохимических, эмбриологических, сравнительно-анатомических, палеонтологических и биогеографических доказательств эволюции. Повторить материал и проконтролировать знания учащихся по теме "Возникновение и развитие дарвинизма".

Оборудование. Демонстрационный материал: таблицы по общей биологии, кодограмма (приложение 1), презентация.

Ход урока:

Повторение.

Письменная работа с карточками на 10 мин.

1. Чем теория Дарвина отличается от теории Ламарка?

2. Как по Ч.Дарвину появилось многообразие видов?

3. Какие наблюдения привели Дарвина к мысли об изменяемости видов?

4. Как по Ч.Дарвину появилась длинная шея у жирафа?

Работа с карточкой у доски: приложение 2.

Компьютерное тестирование: приложение 3.

Устное повторение.

Изучение нового материала. Объяснение с помощью таблиц, кодограммы или презентации.

Данные наук

 

Доказательства эволюции базируются на данных различных наук: биохимии, эмбриологии, сравнительной анатомии, палеонтологии, физиологии, биогеографии.

Данные молекулярной биологии, вероятно, одни из самых убедительных. Универсальность генетического кода и единство аминокислотного состава белков свидетельствуют о едином происхождении всех живых организмов Земли.

Доказано, что у близкородственных групп организмов белки сходны по аминокислотному составу и сходна нуклеотидная последовательность ДНК в хромосомах. Например, гемоглобин человека и шимпанзе идентичен по аминокислотному составу, а между гемоглобином человека и гориллы отличия в двух аминокислотах. Сравнение аминокислотной последовательности в рибосомальных белках и нуклеотидной последовательности в рибосомальных РНК (как одних из наиболее консервативных) подтверждает классификацию всех основных групп живых организмов. Чем ближе родство, тем меньше отличий в строении ДНК и белков.

Метод гибридизации ДНК.   В составной ДНК человека и шимпанзе все химические связи восстановились, кроме тех мест, где нуклеотиды не комплементарны.

В настоящее время проведена гибридизация цепей нуклеотидов ДНК человека и шимпанзе. Для этого были разделены двойные цепи ДНК человека и шимпанзе, и затем одиночные цепи ДНК человека соединили с цепями нуклеотидов шимпанзе. Между комплементарными нуклеотидами восстановились химические связи, и оказалось, что ДНК человека и шимпанзе сходны на 91 — 92% (рис. 11).

Сравнительная эмбриология приводит убедительные доказательства в пользу эволюции. Еще Ч.Дарвин обратил внимание на связь между индивидуальным развитием — онтогенезом и историческим развитием вида — филогенезом. Немецкие ученые Э.Геккель и Ф.Мюллер сформулировали биогенетический закон, закон рекапитуляции:"онтогенез — есть краткое и быстрое повторение филогенеза".Например, зародыши млекопитающих на ранних стадиях развития имеют длинный хвост и жаберные щели и похожи на зародыш рыбы, затем на зародыш земноводного, затем — пресмыкающегося, имеют клоаку. Рекапитуляция признаков объясняется тем, что на разных стадиях включаются сохранившиеся гены далеких предков — рыбы, земноводного, пресмыкающегося, обезьяны. Головастик лягушки имеет рыбообразную форму тела, боковую линию, двухкамерное сердце и один круг кровообращения. Он как бы повторяет признаки рыб, далеких предков земноводных. Взрослая асцидия неподвижна, похожа на беспозвоночное животное, а личинка асцидии имеет хорду и нервную трубку и сходна с ланцетником. На этом основании асцидию относят к типу хордовых, подтипу личиночно-хордовых.

Сравнительная анатомия показывает, что план строения позвоночных животных одинаков у различных классов. Например, в скелете земноводных, пресмыкающихся, птиц и млекопитающих различают четыре отдела: скелет головы, туловища, конечностей и поясов конечностей. Отделы состоят из одинаковых костей, различия в строении появляются в результате приспособлений к конкретным условиям среды. Сходный план строения имеют и остальные системы органов, и отдельные органы. Для всех птиц, например характерна правая дуга аорты, а для млекопитающих — левая.

В пользу эволюции свидетельствуют рудименты — органы, утратившие свои функции и находящиеся на грани исчезновения (волосяной покров на конечностях и туловище у человека, копчик — рудимент хвоста, состоящий из 3 — 4 позвонков, остатки тазового пояса у кита).

К сравнительно анатомическим доказательствам относятся и атавизмы — случаи возврата к признакам предков (у человека — случаи рождения с детей хвостом, с дополнительными парами сосков).

Классические доказательства предоставляет сравнительная палеонтология, изучающая ископаемые организмы, жившие в прошлые эпохи. История развития живых организмов на Земле сохранилась в виде ископаемых остатков. Прямым доказательством эволюции является ярусность расположения остатков живых организмов: чем более древний слой изучается, тем более примитивные формы жизни в нем находятся, в верхних слоях находят остатки более поздних форм жизни.

Обнаружены ископаемые переходные формы, позволяющие с уверенностью говорить о происхождении той или иной группы организмов. Например, псилофиты — переходная форма от водорослей к высшим наземным растениям, семенные папоротники доказывают образование голосеменных растений от папоротникообразных.

В царстве животных наиболее известны находки археоптерикса, первоптицы размером с голубя, но имеющей многие признаки пресмыкающихся: зубы на челюстях; по три пальца с когтями, выступающие из крыльев; хвост, состоящий из большого количества позвонков с расположенными на нем перьями; наличие брюшных ребер. Ископаемые стегоцефалы имеют признаки рыб и земноводных, котилозавры — признаки земноводных и пресмыкающихся, зверозубый ящер — признаки пресмыкающихся и млекопитающих.

Палеонтологи по ископаемым остаткам сумели восстановить эволюцию многих групп животных — составлены филогенетические ряды лошади, хоботных, верблюдов.

Интересные факты приводит и биогеография, наука о распространении растительного и животного мира. Поверхность Земли разделена на шесть биогеографических областей: 1) Палеоарктическую (Европа, Северная Африка, Северная и Средняя Азия, Япония); 2) Неоарктическую (Северная Америка); 3) Эфиопскую (Африка к югу от Сахары); 4) Индо-малайскую (Южная Азия и Малайский архипелаг); 5) Неотропическую (Центральная и Южная Америка); 6) Австралийскую.

Фауна и флора Палеоарктической и Неоарктической областей сходны, хотя и между ними находится Берингов пролив. Сходство объясняется тем, что в недалеком прошлом существовал сухопутный мост — Берингов перешеек. Эти две области объединены Голарктическую область.

Различия в растительном и животном мире между Неоарктической и Неотропической областями объясняются тем, что Панамский перешеек появился недавно. Только немногие виды сумели проникнуть в Северную Америку (броненосец, опоссум) и из Северной Америки в Южную.

Австралия отделилась от остальных материков более 100 млн. лет назад, тогда еще не было плацентарных животных, и изоляция сохранила примитивных яйцекладущих и сумчатых млекопитающих.

Фауны и флоры различных островов также отличаются от материковых, причем, чем раньше была потеряна связь с материком и чем дальше они расположены друг от друга, тем больше разница между обитателями островов и материка. Например, на Мадагаскаре нет высших обезьян, типичных для Африканского континента, но сохранились лемуры. Это объясняется появлением водной преграды между континентом и островом в то время, когда еще не было высших обезьян.

Закрепление. Беседа. Работа учащихся с тетрадью и кодограммой.

Задание на дом. Изучить текст параграфа, ответить на вопросы.

 

Приложение 1. Кодограмма к уроку.                                           Приложение 2. Карточка для работы у доски.

			Запишите номера вопросов, против них — правильные ответы:   1. В какие годы Дарвин совершил кругосветное путешествие? 2. Какой фактор Дарвин считал направляющим в создании пород животных и сортов растений? 3. Какой фактор Дарвин считал направляющим в появлении приспособленностей к среде обитания? 4. Что по Дарвину лежит в основе естественного отбора? 5. В каком году вышла книга Дарвина «Происхождение видов….»? 6. Движущие силы эволюции по Дарвину? 7. Какой ученый едва не опередил Дарвина в открытии движущих сил эволюции? 8. В результате чего по Дарвину появилась длинная шея у жирафа? 9. Какие ученые приняли активное участие в распространении идей Дарвина?   Запишите ответы и садитесь на место.

 

 

Приложение 3. Тестовое задание.

 

Задание 2. "Возникновение и развитие дарвинизма"

Тест 1. Ч.Дарвин совершил кругосветное путешествие:

1. В 1831 — 1836 годы.

2. В 1841 — 1846 годы.

3. В 1851 — 1856 годы.

4. В 1865 — 1870 годы.

Тест 2. Направляющим фактором при создании пород домашних животных и сортов культурных растений Дарвин считал:

1. Изменчивость.

2. Наследственность.

3. Естественный отбор.

4. Искусственный отбор.

Тест 3. Направляющим фактором, обеспечивающим появление приспособленностей к среде обитания, Дарвин считал:

1. Изменчивость.

2. Наследственность.

3. Естественный отбор.

4. Искусственный отбор.

Тест 4. В основе естественного отбора по Дарвину лежит:

1. Размножение в геометрической прогрессии.

2. Наследственность.

3. Изменчивость.

4. Борьба за существование.

Тест 5. Книга Дарвина «Происхождение видов путем естественного отбора….» вышла:

1. В 1831 году.

2. В 1836 году.

3. В 1859 году.

4. В 1882 году.

Тест 6. Ученый, едва не опередивший Дарвина в открытии движущих сил эволюции:

1. А.Уоллес.

2. Ч.Лайель.

3. Ж.Б.Ламарк.

4. К.Линней.

Тест 7. Английский ученый, выдающийся геолог и натуралист, доказавший, что геологическое строение нашей планеты постоянно меняется в результате естественных процессов и оказавший большое влияние на мировоззрение Дарвина:

1. А.Уоллес.

2. Ч.Лайель.

3. Ж.Б.Ламарк.

4. К.Ф.Рулье.

**Тест 8. Основные движущие силы эволюции по Дарвину:

1. Внутреннее стремление к самоусовершенствованию.

2. Наследственность.

3. Изменчивость.

4. Упражнение или неупражнение органов под влиянием среды.

5. Естественный отбор.

6. Передача по наследству благоприобретенных под влиянием среды признаков.

**Тест 9. Длинная шея у жирафа по Дарвину появилась в результате:

1. Внутреннего стремления к самоусовершенствованию.

2. Наследственности.

3. Изменчивости.

4. Упражнения под влиянием среды.

5. Естественного отбора.

6. Передачи по наследству благоприобретенных под влиянием среды признаков.