Конспект урока по биологии на тему «Видообразование»
Цель: рассмотреть механизмы видообразования на примерах аллопатрического и симпатрического, формировать и совершенствовать знания о микроэволюционных процессах.
Задачи :
Образовательные: закрепить и систематизировать знания о микроэволюционных процессах в популяциях; углубить и расширить знания о механизмах процессов видообразования на примерах аллопатрического и симпатрического видообразования; проверить качество усвоения терминологии по теме «микроэволюция»;
Развивающие: развитие умений выделять главное, существенное в учебном материале, сравнивать, делать выводы, переносить ранее полученные знания на новый учебный материал;
Воспитательные: воспитание положительной мотивации учебной деятельности, формирование коммуникативных навыков при работе; научного мировоззрения, воспитывать любовь к природе, стремление познания многообразия жизненных форм организмов.
Оборудование: таблица «Видообразование», учебник.
опрос по теме: Приспособленность организмов.
? Дайте определение понятию вид.
? Дайте определение понятию популяция.
? Назовите критерии вида.
Buд — это совокупность особей, которые сходны по морфофизиологическим признакам, способны скрещиваться между собой, давать плодовитое потомство и формируют систему популяций, образующих общий ареал.
Вид-это совокупность особей,имеющих сходное строение,образ жизни,способных к скрещиванию с появлением плодовитого потомства.
По простому вид-это совершенно одинаковые организмы:)
Например, вид — кошка домашняя, а популяция — все кошки Вашего населенного пункта. Или вид — сосна обыкновенная, популяция — сосновый бор.
Популяция – это совокупность особей одного вида, способная к самовоспроизведению, более или менее изолированная в пространстве и во времени от других аналогичных совокупностей того же вида
Каждый вид живых организмов можно описать исходя из совокупности характерных черт, свойств, которые называются признаками. Признаки вида, с помощью которых один вид отличают от другого, называются критериями вида. Наиболее часто используют шесть общих критериев вида: морфологический, физиологический, географический, экологический, генетический и биохимический.
Морфологический критерий предполагает описание внешних (морфологических) признаков особей, входящих в состав определенного вида. По внешнему виду, размерам и окраске оперения можно, например, легко отличить большого пестрого дятла от зеленого, малого пестрого дятла от желны, большую синицу от хохлатой, длиннохвостой, голубой и от гаички. По внешнему виду побегов и соцветий, размерам и расположению листьев легко различают виды клевера: луговой, ползучий, люпиновый, горный.
Морфологический критерий самый удобный и поэтому широко используется в систематике. Однако этот критерий недостаточен для различения видов, которые имеют значительное морфологическое сходство. К настоящему времени накоплены факты, свидетельствующие о существовании видов-двойников, не имеющих заметных морфологических различий, но в природе не скрещивающихся из-за наличия разных хромосомных наборов. Так, под названием «крыса черная» различают два вида-двойника: крыс, имеющих в кариотипе 38 хромосом и живущих на всей территории Европы, Африки, Америки, Австралии, Новой Зеландии, Азии к западу от Индии, и крыс, имеющих 42 хромосомы, распространение которых связано с монголоидными оседлыми цивилизациями, населяющими Азию к востоку от Бирмы. Установлено также, что под названием «малярийный комар» существует 15 внешне не различимых видов.
Физиологический критерий заключается в сходстве жизненных процессов, в первую очередь в возможности скрещивания между особями одного вида с образованием плодовитого потомства. Между разными видами существует физиологическая изоляция. Например, у многих видов дрозофилы сперма особей чужого вида вызывает иммунологическую реакцию в половых путях самки, что приводит к гибели сперматозоидов. В то же время между некоторыми видами живых организмов скрещивание возможно; при этом могут образовываться плодовитые гибриды (зяблики, канарейки, вороны, зайцы, тополя, ивы и др.)
Географический критерий (географическая определенность вида) основан на том, что каждый вид занимает определенную территорию или акваторию. Иными словами, каждый вид характеризуется определенным географическим ареалом. Многие виды занимают разные ареалы. Но огромное число видов имеет совпадающие (накладывающиеся) или перекрывающиеся ареалы. Кроме того, существуют виды, не имеющие четких границ распространения, а также виды-космополиты, обитающие на огромных пространствах суши или океана. Космополитами являются некоторые обитатели внутренних водоемов — рек и пресноводных озер (виды рдестов, ряски, тростник). Обширный набор космополитов имеется среди сорных и мусорных растений, синантропных животных (виды, обитающие рядом с человеком или его жилищем) — постельный клоп, рыжий таракан, комнатная муха, а также одуванчик лекарственный, ярутка полевая, пастушья сумка и др.
Существуют также виды, которые имеют разорванный ареал. Так, например, липа растет в Европе, встречается в Кузнецком Алатау и Красноярском крае. Голубая сорока имеет две части ареала — западноевропейскую и восточносибирскую. В силу этих обстоятельств географический критерий, как и другие, не является абсолютным.
Экологический критерий основан на том, что каждый вид может существовать только в определенных условиях, выполняя соответствующую функцию в определенном биогеоценозе. Иными словами, каждый вид занимает определенную экологическую нишу. Например, лютик едкий произрастает на пойменных лугах, лютик ползучий — по берегам рек и канав, лютик жгучий — на заболоченных местах. Существуют, однако, виды, которые не имеют строгой экологичекой приуроченности. Во-первых, это синантропные виды. Во-вторых, это виды, которые находятся под опекой человека: комнатные и культурные растения, домашние животные.
Генетический (цитоморфологический) критерий основан на различии видов по кариотипам, т. е. по числу, форме и размерам хромосом. Для подавляющего большинства видов характерен строго определенный кариотип. Однако и этот критерий не является универсальным. Во-первых, у многих разных видов число хромосом одинаково и форма их сходна. Так, многие виды из семейства бобовых имеют 22 хромосомы (2n = 22). Во-вторых, в пределах одного и того же вида могут встречаться особи с разным числом хромосом, что является результатом геномных мутаций. Например, ива козья имеет диплоидное (38) и тетраплоидное (76) число хромосом. У серебристого карася встречаются популяции с набором хромосом 100, 150,200, тогда как нормальное число их равно 50. Таким образом, в случае возникновения полиплоидных или анеушюидных (отсутствие одной хромосомы или появление лишней в геноме) форм на основе генетического критерия нельзя достоверно определить принадлежность особей к конкретному виду.
Биохимический критерий позволяет различить виды по биохимическим параметрам (состав и структура определенных белков, нуклеиновых кислот и других веществ). Известно, что синтез определенных высокомолекулярных веществ присущ лишь отдельным группам видов. Например, по способности образовывать и накапливать алкалоиды различаются виды растений в пределах семейств пасленовых, сложноцветных, лилейных, орхидных. Или, к примеру, для двух видов бабочек из рода амата диагностическим признаком является наличие двух ферментов — фосфоглюкомутазы и эстеразы-5. Однако этот критерий не находит широкого применения — он трудоемкий и далеко не универсальный. Существует значительная внутривидовая изменчивость практически всех биохимических показателей вплоть до последовательности аминокислот в молекулах белков и нуклеотидов в отдельных участках ДНК.
Таким образом, ни один из критериев в отдельности не может служить для определения вида. Охарактеризовать вид можно только по их совокупности.
Эволюционные изменения, протекающие на популяционном, внутривидовом уровне, называют МИКРОЭВОЛЮЦИЕЙ. Процесс имеет две формы: филетическая эволюция и видообразование .
ФИЛЕТИЧЕСКАЯ ЭВОЛЮЦИЯ — постепенные изменения, происходящие с течением времени в пределах одного вида, популяции и группы популяций. Как правило, в результате этих изменений приспособленность организмов к среде возрастает.
ВИДООБРАЗОВАНИЕ – это сложный эволюционный процесс возникновения нового вида. Вновь возникший вид прерывает связи с родительским видом и превращается в обособленную совокупность организмов. Скрещивание особей нового и старого видов становится невозможным.
Представление о механизмах видообразования впервые было высказано Ч. Дарвином. Он исходил из того, что внутривидовая борьба за существование и вытекающий из нее естественный отбор служат главной причиной расхождения популяций, заставляют виды максимально широко и разнообразно использовать природные условия. По мнению Ч. Дарвина в пределах одного вида часто возникают популяции, которые приспосабливаются к разным условиям обитания: влажным или сухим, равнинным или горным местообитаниям, потреблению определенной пищи. Именно благодаря этому виды с наибольшей полнотой используют ресурсы среды своего обитания. Следовательно, естественный отбор благоприятствует все более полному использованию разнообразия условий существования. Это вызывает расхождение популяций в пределах вида по морфологическим, физиологическим и биохимическим признакам. От исходного вида берет начало целый «пучок» форм, но не все они получают дальнейшее развитие. Наиболее расходящиеся по признакам формы обладают большими возможностями оставлять после себя плодовитое потомство и выживать, так как они меньше конкурируют между собой, чем промежуточные, которые постепенно вымирают в борьбе за существование под действием естественного отбора в бесконечном ряду поколений. В природе не всегда сохраняются лишь наиболее расходящиеся, крайние формы, средние тоже могли выжить и дать потомство. Из крайних форм иногда развивается одна, но может развиваться и более. Если условия среды не изменяются или мало изменяются в течение длительного времени, то вид остается почти неизменным по сравнению с родоначальным.
Конкретные пути возникновения новых видов могут быть различны. В целом различают две основные формы :
1. Географическое видообразование (аллопатрическое).
А) Расщепление исходного ареала на составные части.
Б) Расширение ареала из-за расселения.
При расширении ареала вида его популяции встречаются с новыми почвенно-климатическими условиями, а также с новыми сообществами животных, растений и микроорганизмов. В популяции постоянно возникают наследственные изменения, происходит борьба за существование, действует естественный отбор. Все это со временем приводит к изменению генного состава популяции – к микроэволюции. В дальнейшем эволюция популяции может привести к возникновению нового вида.
Например, лиственница сибирская далеко продвинулась на восток. У особей популяции постоянно возникали мутации, в результате скрещивания появились новые комбинации генов; благодаря этим процессам популяция становилась неоднородной. В процессе борьбы за существования и в результате действия естественного отбора выживали и оставляли потомство особи с полезными в конкретных условиях обитания изменениями. Действие этих факторов способствовало появлению более резких различий между популяциями и в конечном итоге возникновению биологической изоляции. Результат – лиственница даурская.
2. Экологическое видообразование (симпатрическое).
В тех случаях, когда популяция одного вида остаются в пределах своего ареала, но условия обитания у них оказываются различными. Под влиянием движущих сил эволюции изменяется их генный состав. Через множество поколений эти изменения могут зайти так далеко, что особи разных популяций одного вида не будут скрещиваться между собой, возникнет биологическая изоляция, что характерно, как правило, для разных видов.
Пять видов синиц образовались в связи с пищевой специализацией: синица большая питается крупными насекомыми в садах, парках; лазоревка добывает мелких насекомых в щелях коры, в почках; хохлатая синица питается семенами хвойных деревьев; гаичка и московка питаются преимущественно насекомыми в лесах разных типов.
Есть также внезапное видообразование. Происходит в результате хромосомных мутаций, полиплоидии и гибридизации. Полиплоидия – это кратное умножение числа хромосом исходного предкового вида, которое возникает самопроизвольно или в результате скрещивания близкородственных организмов. Примерами являются: картофель, табак, хлопок, кузнечики, черви.
Иногда видообразование происходит за счет гибридизации с последующим удвоением числа хромосом. Например: культурная слива с 2 n =48 (терн n =16 + алыча n =8).
Естественный отбор, протекающий в каждой из популяций в своем направлении→ Накопление различий между популяциями→ Возникновение и обособление подвидов→ Продолжение отбора в разных условиях среды, накопление различий между подвидами→ Появление биологической изоляции→ Возникновение и становление новых видов.
? Назовите путь возникновения вида в данных примерах.
А) Популяции севанской форели различаются по срокам нереста, местам и глубине нерестилищ.
Б) Распад популяции ландыша в результате оледенения.
В) Обособление ареалов синиц и образование их подвидов.
§ 9, заполнить таблицу:
Определите тип видообразования
Возникновение двух видов австралийских мухоловок связано с разделением некогда единого широкого ареала полосой безводной пустыни.
Возникновение видов хризантем связано с удвоением основного набора хромосом.
Образование лиственницы даурской в результате расширения ареала сибирской лиственницы.
Образование 20 видов лютиков от одного исходного вида в результате заселения ими различных мест обитания.
Существование популяций севанской форели, различающихся по срокам нереста, местам, нерестилища.
Источник
Конспект урока на тему «Видообразование»
Тип урока: изучение нового материала
Цели: рассмотреть, что такое видообразование, факторы видообразования, основные пути и виды;
Планируемые результаты обучения:
- предметные : учащиеся понимают процесс видообразования, его факторы и могут привести примеры способов видообразования, объяснить эти способы;
- метапредметные: усвоение нового материала; умение анализировать новую информацию, сравнивать и обобщать данные, делать самостоятельно выводы по услышанному материалу; умение участвовать в дискуссии, доказывать свою точку зрения и прислушиваться к мнению других;
- личностные: воспитание любви к природе, познавательного интереса к изучению биологии, коммуникабельности и уважения к другим.
1.Организационный момент – 2 минуты. Приветствие учащихся, проверка присутствующих, общая готовность к уроку.
2.Актуализация знаний и мотивация к уроку – 7 минут. Индивидуальный опрос, проверка терминов по прошлому уроку:
1. Что такое адаптация? Что является критериями адаптаций?
2. В чем отличие эволюционной адаптации от аккомодации?
3. Привести пример организменных адаптаций (морфологической, физиологической, этологической).
4. Что такое конгруэнции?
5. Что такое внутривидовой полиморфизм?
6. Что такое ароморфоз? Катаморфоз?
7. Какие процессы охватывает биологический прогресс?
8. Сколько выделяют стадий в формировании адаптаций?
Вопрос к учащимся: вспомните, что такое вид? Какие существуют критерии вида? Как вы думаете, как происходит формирование новых видов в природе?
Сегодня на уроке мы рассмотрим способы и факторы видообразования.
3.Изучение нового материала – 25 минут.
На нашей планете с самого ее рождения происходило множество различных процессов, которые в конце концов преобразовали мир в тот, что мы все сейчас видим. Одно из самых главных течений эволюции – это возникновение новых видов, а также преобразование старых, который называется видообразованием. Этот процесс происходит всегда, он может длиться годами, а может произойти и за считанные дни благодаря человеку. Именно поэтому в природе есть такое большое количество видов и пород.
Существует две формы данного явления: Филетическое – это процесс формирования новых видов, который проходит в течение несколько лет. В нем из одного типа появляется другой, без формирования дочерних клеток. Дивергентное – это процесс, при котором из одного древнего предка образуются новые эволюционные типы и породы под воздействием окружающих сил.
Как уже говорилось выше, в природе существует всего 2 фактора, которые влияют на рассматриваемый процесс больше всего, это географический и биологический. Географическая изоляция – осуществляется под воздействием пространственно-территориальных преград, например, при вулканической деятельности, горообразованиях и ливнях. Также при процессе «миграция» группы животных могут разделить горы, реки, кратеры и прочее. Благодаря этому различные индивиды больше заселяют территорию Земли, а после развиваются в новые виды.
Биологическая изоляция – возникает под воздействием микроэволюции организма, мутаций и генетических изменений живого организма. Также при изменении числа хромосом, перестройки организма, изменения потребностей и многого другого. В конце концов, группа индивидов, которая отделилась от другого, создает свой новый класс и проживает на одном ареале, пока опять кто-то не отделится.
Биологическая изоляция подразделяется на:
1. Экологическую — при ней идет процесс образования новых видов живых существ, который происходит при освоении новых территорий, не выходя из их ареала обитания. Это разделение начинается по причине генетических различий индивидов, которым после нужны разные способы питания, или их плодородный сезон может начинаться в разные сезоны. В результате этого часто происходит биологическая изоляция.
2. Этологическую — происходит при невозможности живых существ размножаться по причине различий в половом поведении. Также это может произойти из-за генетических различий, мутаций, а также географической недоступности. И это является одной из главных причин не возникновения новых особей и видов.
3. Морфофизиологическую — обуславливается различиями в строении и функционировании половых органов живых существ. Скрещивание невозможно из-за различных критериев, например, размеров особей, различий в строении организма, из-за гибели половых клеток и других признаков. Из-за морфофизиологической изоляции образование новых особей или видов невозможно.
4. Генетическую — наступает в тот момент, когда между особями появляются существенные генетические различия. Можно привести и другие примеры, например: число и набор хромосом, серьезные мутации и прочие различия организмов. Из-за этого особи не могут вывести потомство, а если это и произойдёт, то детёныши вряд ли проживут большее дня или же будут очень слабыми и не смогут выжить в дикой природе.
1. дивергентное (истинное) видообразование — разделение первоначально единого вида на два или более новых. Механизм: изоляция между популяциями — накопление генетических изменений — появление репродуктивной изоляции (невозможности скрещиваться);
2. филетическое видообразование — постепенное превращение во времени одного вида в другой. Механизм: изменения условий среды захватывают весь ареал — накопление наиболее выгодных изменений у всех популяций вида;
3. путём гибридизации (гибридогенное) — скрещивание популяций разных видов на территории пересечения их ареалов.
В процессе видообразования есть два основных пути, благодаря которым и возникают новые виды живых существ. Задание учащихся: в учебнике самостоятельно прочесть на стр.54-55 о способах видообразования.
Симпатрическое (экологическое) видообразование – это процесс в биологии, при котором происходит отделение группы особей от популяции, обитавшей на одном ареале. Разделение произошло по экологическим признакам, например, из-за изменения числа хромосом, мутаций, перестройки организма, психологических проблем или же дивергенции. Эти особи не могут жить вместе на одной территории, не могут размножаться, потому что из-за генетических различий потомство может просто не родиться, а если и появится на свет, то будет очень слабым для выживания в дикой природе.
Аллопатрическое (географическое) видообразование – это отделение одной группы особей от другой под воздействием географических факторов. Основные причины — это постоянная борьба между особями, после чего вид разделяется на две группы и расходится, или же миграция, при которой особи могут разделиться. Например, из-за рек, гор, различных расщелин и многого другого.
Задание учащихся: прочесть материал учебника на стр.55-57, определить схему видообразования. После прочтения вместе с учителем записать схему видообразования.
4.Рефлексия – 10 минут. Проверочный тест по теме. На сладах есть вопросы, по завершению работы – самопроверка. В тестах нужно выбрать один ответ из 4 предложенных.
1. Эволюционные процессы, приводящие к образованию новых видов, называются:
2. Какой критерий вида основан на сходстве белков?
3. Особи двух популяций одного вида:
a. могут скрещиваться и давать плодовитое потомство
b. могут скрещиваться, но потомство бесплодно
c. не могут скрещиваться
d. могут быть скрещены только человеком.
4. Особи двух популяций одного вида:
a. могут скрещиваться и давать плодовитое потомство
b. могут скрещиваться, но потомство бесплодно
c. не могут скрещиваться
d. могут быть скрещены только человеком.
5. Выберите причину биологической изоляции:
a. разделение ареала рекой.
b. изменение сроков размножения у группы особей данного вида.
c. разделение ареала горами
d. перемещение группы особей данного вида за пределы ареала.
6. Увеличение числа мутаций в популяции приводит к:
a. уменьшению численности популяции
b. усилению эффективности естественного отбора
c. уменьшению действия волн жизни
d. увеличению численности популяций.
7. Примером движущего отбора НЕ является:
a. сохранение реликтового растения гинкго двулопастное
b. редукция крыльев у страуса
c. устойчивость к ядохимикатам у вредителей растений.
d. индустриальный меланизм у берёзовой пяденицы
8. По какому морфологическому критерию можно отличить Млекопитающих от представителей других классов:
a. пятипалая конечность
b. 7 шейных позвонков
c. трёхкамерное сердце
9. Как называется случайное ненаправленное изменение частот аллелей и генотипов в популяции?
a. популяционные волны
d. мутационная изменчивость
10. На образование новых видов не влияет:
a. мутационная изменчивость
b. борьба за существование
c. естественный отбор
d. модификационная изменчивость
5. Домашнее задание — 2 минуты. §10, стр.53-57, учить; задание на опережение – подготовить краткие сообщения на тему «Прямые наблюдения эволюционного процесса»: 1 ученик – «Быстрая эволюция ящериц в новых условиях», 2 ученик – «Примеры видообразования», 3 ученик – «Промежуточные этапы видообразования».
1. Видообразование – пути и способы [ Электронный ресурс ] Режим доступа: https://foxford.ru/wiki/biologiya/vidoobrazovanie-puti-i-sposoby-vidoobrazovaniya (дата обращения: 11.06.2021)
2. Видообразование в биологии – этапы, факторы и примеры образования новых видов [ Электронный ресурс ] Режим доступа: https://nauka.club/biologiya/vidoobrazovanie.html (дата обращения: 11.06.2021)
3. Проверочная работа «Вид. Видообразование», 11 класс [ Электронный ресурс ] Режим доступа: https://uchitelya.com/biologiya/135985-proverochnaya-rabota-vid-i-kriterii-vidoobrazovanie-11-klass.html (дата обращения: 11.06.2021)
Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.
Источник
