Конспект урока формы естественного отбора 11 класс: Конспект урока по теме «Формы естественного отбора»
План-конспект урока на тему: «Формы естественного отбора».
Тема: «Формы естественного отбора».
Цели урока
Углубление знаний о естественном отборе в свете современной концепции эволюции.
Формирование знаний о разных формах естественного отбора и условиях проявления этих форм.
Задачи урока:
сформировать понятия о различных формах естественного отбора,
выяснить какое биологическое значение имеют разные формы отбора для существования видов в природе,
научится определять формы естественного отбора.
Оборудование: Презентация «Естественный отбор», раздаточный материал: таблицы «Филогенетический ряд лошади» с описанием, «Живые ископаемые»; распечатка статьи «Формы естественного отбора в популяции»; модульные программы для учащихся (в печатном виде).
Ход урока
I. Организационный момент.
Актуализация знаний. Выполнение теста в модульной карте.
II. Проверка домашнего задания.
Что такое естественный отбор?
В чем биологическое значение естественного отбора?
Что такое борьба за существование?
Каковы ее формы?
III. Изучение нового материала:
Естественный отбор (ЕО) — процесс, приводящий к выживанию и преимущественному размножению более приспособленных к данным условиям среды особей, обладающих полезными наследственными признаками.
Познакомимся с формами отбора.
Е стественный отбор
Движущий отбор Стабилизирующий отбор Половой отбор
Движущий отбор — форма естественного отбора, которая действует при направленном изменении условий внешней среды. В этом случае особи с признаками, которые отклоняются в определённую сторону от среднего значения, получают преимущества. При этом иные вариации признака подвергаются отрицательному отбору. В результате в популяции из поколения к поколению происходит сдвиг средней величины признака в определённом направлении. При этом давление движущего отбора должно отвечать приспособительным возможностям популяции и скорости мутационных изменений. Современным случаем движущего отбора является «индустриальный меланизм английских бабочек». . Он сохраняет наследственные изменения в определённом направлении, перемещая соответственно и норму реакции. Например, при освоении почвы, как среды обитания у различных неродственных групп животных конечности превратились в роющие.
Стабилизирующий отбор — форма естественного отбора, при котором действие направлено против особей, имеющих крайние отклонения от средней нормы, в пользу особей со средней выраженностью признака. Описано множество примеров действия стабилизующего отбора в природе. Например, на первый взгляд кажется, что наибольший вклад в генофонд следующего поколения должны вносить особи с максимальной плодовитостью. Однако наблюдения над природными популяциями птиц и млекопитающих показывают, что это не так. Чем больше птенцов или детёнышей в гнезде, тем труднее их выкормить, тем каждый из них меньше и слабее. В результате наиболее приспособленными оказываются особи со средней плодовитостью. Отбор в пользу средних значений был обнаружен по множеству признаков. У млекопитающих новорождённые с очень низким и очень высоким весом чаще погибают при рождении или в первые недели жизни, чем новорождённые со средним весом.
Половой отбор — это естественный отбор на успех в размножении. У самцов многих видов обнаруживаются явно выраженные вторичные половые признаки, которые на первый взгляд кажутся неадаптивными: хвост павлина, яркие перья райских птиц и попугаев, алые гребни петухов, феерические цвета тропических рыбок, песни птиц и лягушек, и т. п. Многие из этих особенностей осложняют жизнь их носителей, делают их легко заметными для хищников.
Дизруптивный (разрывающий) отбор — форма естественного отбора, при котором условия благоприятствуют двум или нескольким крайним вариантам (направлениям) изменчивости, но не благоприятствуют промежуточному, среднему состоянию признака. В результате может появиться несколько новых форм из одной исходной. Действием дизруптивного отбора объясняют образование сезонных рас у некоторых сорных растений. Было показано, что сроки цветения и созревания семян у одного из видов таких растений — погремка лугового- растянуты почти на все лето, причем большая часть растений цветет и плодоносит в середине лета. Однако на сенокосных лугах получают преимущества те растения, которые успевают отцвести и дать семена до покоса, и те, которые дают семена в конце лета, после покоса. В результате образуются две расы погремка – ранне- и позднецветущая.
IV. Закрепление знаний.
Вопросы 1-3 на стр. 34.
V. Домашнее задание.
§6 .Изучить текст на стр. 29 – 34.
2
Формы естественного отбора
В живой природе между организмами одного вида, происходит внутривидовая борьба, между организмами разных видов ─ межвидовая. А также о том, что все организмы постоянно борются с неблагоприятными условиями окружающей среды.
Борьба идёт за различные природные ресурсы необходимые для существования. Все перечисленные формы борьбы способствуют естественному отбору. Когда в результате конкуренции один вид вытесняет другой.
Естественный отбор — это основной эволюционный процесс, в результате действия которого в популяции увеличивается число особей, с наиболее благоприятными признаками, а количество особей с неблагоприятными признаками уменьшается.
Тем самым в результате естественного отбора происходит отсеивание видов, которые менее приспособлены к среде своего обитание и которые возможно не имеют каких-либо необходимых признаков для выживания в борьбе за существование.
Так же благодаря естественному отбору виды с благоприятными признаками выдерживаю борьбу, размножаются и передают эти признаки следующему поколению.
Различают формы отбора: стабилизирующий отбор и движущий отбор.
Стабилизирующий отбор
Теорию стабилизирующего отбора разработал выдающийся биолог-эволюционист академик Иван Иванович Шмальга́узен (1884— 1963).
Иван Иванович Шмальгаузен
Стабилизирующий отбор ─ это одна из форм естественного отбора, которая помогает сохранить в популяции оптимальные в данных условиях фенотипы (которые в дальнейшем становятся преобладающими) и действует против проявлений фенотипической изменчивости.
Возникшие мутации, которые способствуют выживанию закрепляются в поколении и меняют генофонды.
Но возникают и такие мутации которые уменьшают вероятность выживания организма в конкретном месте его обитания.Обычно они не закрепляются в популяции и никак не влияют на генофонд, потому как такие организмы обычно не доживают до половозрелого возраста и не дают потомство.
Отсеиванию особей с такими мутациями из популяции способствует стабилизирующий отбор, который поддерживает уже существующие фенотипы.
Например, водяной уж имеет защитную окраску чешуи, которая делает его незаметным в зарослях растительности. Но иногда в результате мутаций возникают особи с окраской, которая делает их заметными… в результате чего они поедаются хищными птицами.
Сохранение ужей, которые имеют защитную окраску и есть стабилизирующий отбор. Таким образом численность мутантов не растёт.
Известен и другой пример стабилизирующего отбора. В Нью-Йорке (США) после сильного урагана погибло большое число городских воробьёв. Орнитологи выяснили, что у погибших воробьёв крылья либо были значительно короче, либо значительно длиннее устоявшихся средних показателей.
Стабилизирующий отбор приводит к уничтожению крайних отклонений и стабилизирует среднюю норму выраженности признака.
Так же стабилизирующий отбор наблюдается там, где условия внешней среды сохраняются постоянными длительное время, то есть стабильны.
То есть в среде, которая не изменяется выживают особи со средним выражением признака, а отличающиеся от них мутанты погибают.
Движущий отбор – вторая форма естественного отбора.
Он был описан Чарльзом Дарвином. Само название «движущий» говорит о том, что такой отбор определяет направление эволюции.
И если стабилизирующий отбор направлен на поддержание уже существующих фенотипов, то движущий отбор способствует изменениям фенотипов.
Действие движущего отбора может проявляется в ответ на изменение внешних условий.
Так, на острова Средиземного моря в конце третичного периода попали слоны. В условиях ограниченных ресурсов островных лесов преимущество имели особи с небольшими размерами. Мутации карликовости подхватывались движущей формой отбора, а исходные аллели (то есть аллели, которые определяют нормальный для слонов размер), отсеивались вследствие гибели крупных особей. В результате на островах Средиземноморья возникли карликовые слоны ростом до полутора метров (однако они были истреблены первыми охотниками, заселившими эти острова).
Рассмотрим так же действие движущего отбора на примере ночной бабочки ─ берёзовой пяденицы. Ещё её называют перечной пяденицей. В средней полосе России бабочка выводится из куколки обычно в начале июня. Взрослое насекомое ничего не ест и живёт даже для бабочки недолго, 5-6 дней.
Берёзовая пяденица представитель обширного семейства ночных бабочек-геометрид.
Геометридами (то есть землемерами) они называются потому, что их гусеницы ползают, подтаскивая заднюю половину тела к передней, подобно тому как человек отмеряет расставленными большим и указательным пальцами пядь — старую русскую меру длины. Потревоженная гусеница пяденицы приподнимается, вытягивается и застывает в таком положении, напоминая маленький сучок.
Обычно особь вида имеет светлую пёструю окраску, желтоватых, серых или бурых тонов. Защитная окраска пяденицы напоминает лишайник. Помогает ей маскироваться на фоне берёзовой коры.
Из-за окраски, беловатой со множеством мелких черных пятнышек и полосок. берёзовую пяденицу называют «ночной перечной бабочкой». И в самом деле, пятнышки на крыльях похожи на чёрный перец, рассыпанный на белой бумаге.
А в середине 19 века в Англии, и потом в центральной Европе стали появляться особи более темной окраски, сероватого тона с большим количеством сливающихся темных пятен. С самого начала было ясно, что «потемнение» берёзовых пядениц связано с последствиями промышленной революции в Англии. В атмосферу выбрасывалось огромное количество сернистого газа. Это погубило лишайники в лесах, близких к промышленной зоне. Дым оседал в виде сажи на стволах деревьев. И белые пяденицы стали заметными.
Численность темно окрашенных пядениц в промышленных районах начала возрастать, а численность светлоокрашенных сократилось из-за поедания их птицами.
Учёные предположили, что изменения в составе пядениц произошли из-за естественного отбора, связанного с изменениями в окружающей среде.
Что бы подтвердить это предположение. Английский энтомолог проводил эксперименты. Часть бабочек со светлой и темной окраской сажали на деревья загрязнённого леса без лишайников. А в конце дня производили подсчёты. В результате эксперимента было обнаружено, что большинство светлоокрашенных бабочек было съедено птицами мухоловками и поползнями.
Тот же опыт проводили и в окрестностях города. Здесь быстрее выедались тёмноокрашенные особи…
Движущий отбор заключается в том, что при медленном изменении условий среды происходит сдвиг средней нормы в ту или иную сторону. Иными словами, при движущем отборе наблюдается отсев мутаций с одним значением признака, которые заменяются мутациями с другим средним значением признака.
Движущий отбор, таким образом, приводит к эволюционному изменению, оказывая на популяцию такое давление, которое способствует увеличению в ней частоты новых аллелей
.Так же благодаря действию движущего отбора, некоторые виды комаров стали невосприимчивы к инсектицидам.
У таких комаров обнаружили ген, кодирующий образование фермента, который блокирует действие яда. Таким образом выжившие особи дают начало новой популяции. Особи, которой практически не восприимчивы к яду.
Таким образом инсектициды выступают в качестве фактора отбора, который способствует выживанию устойчивых к нему мутантных форм
Увеличение дозы или применение более сильных препаратов вновь создаёт условия для действия движущего отбора, в результате которого образуются все более и более устойчивые популяции.
Рассмотрим ещё один пример движущего отбора на примере эволюции стопы лошади.
Во второй геологической эпохе ─ эоцене стопа лошади имела четыре пальца.
В последней эпохе палеогенового периода – олигоцене, наблюдалось смещение косточек. В первой эпохе неогенового периода – миоцене, изменение стопы лошади продолжается. В эпохе четвертичного периода – плейстоцене, стопа лошади стала иметь один палец.
Таким образом в результате эволюции у лошади остался один (средний палец на ноге).
Такая эволюция стопы связана с переходом от жизни в лесах на тропической почве к жизни в открытых сухих степях.
Способность к быстрому бегу в степи имеет защитное значение и позволяет более эффективно находить водоёмы и кормовые угодья. Таким образом увеличение быстроты бега достигалось облегчением скелета ноги и постепенным уменьшением числа пальцев.
Действие движущего отбора проследить очень трудно, так как в большинстве случаев процесс отбора идёт очень медленно. И проявляется не всегда отчётливо.
Урок 2: Отбор и адаптация
Фокус учебной программы — C1.1, C1.2, C2.1, C2.2, C2.4, C3.1, C3.2, C3.3, C3.4
Крючок
1) Учеников можно попросить сделать в дневнике изображения брокколи, цветной капусты, капусты и листовой капусты. Сходства и различия. После обсуждения учащиеся смогут определить, что все это выращено из дикой горчицы путем искусственного отбора.
Рисунок 9F
2) В классе можно выполнить задание, чтобы продемонстрировать учащимся естественный отбор. Деятельность заключается в следующем.
Естественный отбор играет большую роль в эволюции вида. Следующее упражнение демонстрирует эту концепцию.
Что вам нужно:
- Газета
- Белая бумага
- ТВЕЗЕРЫ
Что вы делаете:
- Случайное место 20 Сваров из газет и 20 квадрат. этаж. (Это ваша гипотетическая первоначальная популяция.) Объясните учащимся, что газета и листы белой бумаги представляют собой два разных образца окраски, присущие одному и тому же виду.
- Попросите учащихся взять пинцетом как можно больше листов бумаги за 10 секунд. Учащиеся возьмут больше газет, чем белой бумаги (поскольку газета лучше видна на белом фоне).
- Объясните, что оставшиеся листы бумаги — это «размножающиеся пары». К каждой оставшейся паре бумажных квадратов добавьте еще один такой же квадрат.
- Предложите учащимся продолжать брать квадраты пинцетом в течение 10 секунд. На разных ходах (которые представляют собой поколения) будет возникать тенденция к увеличению количества белых квадратов.
- Отследите результаты на графике и объясните, что это модель естественного отбора. Так же, как белых квадратов становится больше, члены популяции вида с определенными характеристиками становятся доминирующими.
- Повторите эксперимент, на этот раз используя газетный фон вместо белого.
Адаптировано из Американского музея естественной истории
3) TED TALK о 5 механизмах эволюции с включенными вопросами для анализа и областью для более глубокого размышления.
http://ed.ted.com/lessons/five-fingers-of-evolution#watch
Педагогические подходы
1) Игра естественного отбора
http://www. animalplanet.com/wild-animals/ darwin-survive-game.htm
2) Эволюция путем естественного отбора (лаборатория)
http://serendip.brynmawr.edu/sci_edu/waldron/pdf/NaturalSelectionProtocol.pdf
3) Эволюционная игра с бумажными самолетиками
http://www.biomimicryinstitute.org/downloads/The_Evolution_Game.pdf
4) Игра «Камень, ножницы, бумага»
http://www.csiro.au/helix/sciencemail/activities/NaturalSelection.html
5) Серия заданий на выбор
http://www.whfreeman .com/catalog/static/whf/phelanpreview/doc/ClassroomCatalysts.pdf
Consolidation-
1) Выходной билет
2) Лабораторное задание для домашнего задания по демонстрации естественного отбора среди перченых мотыльков с прикрепленным рабочим листом для учащихся завершить
http://www.techapps.net/interactives/peppmoths.swf
Pepered_moth_handouts-Pat.pdf |
Созданный Patcia LASOCK 3
. ВЕРНУТЬСЯ К ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ УРОКА
Естественный отбор | Национальное географическое общество
Английский натуралист Чарльз Дарвин разработал идею естественного отбора после пятилетнего путешествия для изучения растений, животных и окаменелостей в Южной Америке и на островах в Тихом океане. В 1859 г., он довел до сведения всего мира идею естественного отбора в своем бестселлере «Происхождение видов ».
Естественный отбор — это процесс адаптации и изменения популяций живых организмов. Люди в популяции естественно изменчивы, а это означает, что все они в чем-то разные. Эта вариация означает, что некоторые люди обладают чертами, более подходящими для окружающей среды, чем другие. Особи с адаптивными чертами — чертами, дающими им некоторое преимущество, — с большей вероятностью выживут и размножатся. Затем эти особи передают адаптивные черты своим потомкам. Со временем эти полезные черты становятся более распространенными в популяции. Благодаря этому процессу естественного отбора благоприятные черты передаются из поколения в поколение.
Естественный отбор может привести к видообразованию, когда один вид дает начало новому и совершенно другому виду. Это один из процессов, который движет эволюцией и помогает объяснить разнообразие жизни на Земле.
Дарвин выбрал название «естественный отбор», чтобы противопоставить его «искусственному отбору» или селекционному размножению, контролируемому людьми. Он указывал на разведение голубей, популярное в его время хобби, как на пример искусственного отбора. Выбирая, какие голуби спариваться с другими, любители создали разные породы голубей с причудливыми перьями или акробатическим полетом, которые отличались от диких голубей.
Дарвин и другие ученые того времени утверждали, что процесс, очень похожий на искусственный отбор, происходил в природе без какого-либо вмешательства человека. Он утверждал, что естественный отбор объясняет, как большое разнообразие форм жизни развилось с течением времени от одного общего предка.
Дарвин не знал, что гены существуют, но он мог видеть, что многие признаки являются наследственными — передаются от родителей к потомству.
Мутации — это изменения в структуре молекул, из которых состоят гены, называемые ДНК. Мутация генов является важным источником генетической изменчивости в популяции. Мутации могут быть случайными (например, когда реплицирующиеся клетки делают ошибку при копировании ДНК) или происходить в результате воздействия чего-то в окружающей среде, например вредных химических веществ или радиации.
Мутации могут быть вредными, нейтральными, а иногда и полезными, приводящими к появлению новой полезной черты. Когда мутации происходят в зародышевых клетках (яйцеклетки и сперматозоиды), они могут передаваться потомству.
Если окружающая среда быстро меняется, некоторые виды не смогут достаточно быстро адаптироваться посредством естественного отбора. Изучая летопись окаменелостей, мы знаем, что многие из организмов, которые когда-то жили на Земле, теперь вымерли. Динозавры — один из примеров. Инвазивный вид, болезнетворный организм, катастрофическое изменение окружающей среды или очень успешный хищник — все это может способствовать исчезновению видов.