Урок Вид. Критерии вида. УМК Пасечник.

Тема: «Вид. Критерии вида».

Урок биологии 9 класс

Цель урока: создать условия для развития умений формулировать определение и критерии «Вида», описывать взаимосвязи и риски устойчивого развития экосистемы «биосфера-вид», объяснять причины экологической проблемы исчезновения видов в процессе практической работы для обоснованной аргументации своего нравственного выбора по вопросам сохранения видов.

Учебная задача:

·        формулировать определение (выявлять существенные признаки  понятия) и критерии  «Вида», описывать взаимосвязи и риски устойчивого развития экосистемы «биосфера-вид», объяснять причины экологической проблемы исчезновения видов в процессе практической работы для обоснованной аргументации своего нравственного выбора по вопросам сохранения видов.

Планируемые результаты:

§    Предметные: освоить знания о виде и критериях вида, о причинах экологической проблемы исчезновения видов в прошлом, настоящем и будущем.

§    Метапредметные: формировать УУД:

§    Личностные: позиционировать себя в роли эксперта, потребителя, консультанта, гражданина в целях экономного потребления природных ресурсов;

§    Регулятивные: самостоятельно обнаруживать и формулировать учебную проблему, определять цель  и задачи учебной деятельности, развитие навыка выявления связей между результатами деятельности и её мотивами.

§    Коммуникативные:  самостоятельно организовывать учебное взаимодействие в группе, принимать коллективное решение.

§    Познавательные: формулировать понятие вида, называть основания классификации видов по их критериям, наблюдать живые объекты (измерять и определять изучаемые объекты, фиксировать и объяснять полученные результаты), описывать взаимосвязи и риски устойчивого развития экосистемы (выявлять экологические противоречия в окружающей среде), объяснять причины экологической проблемы исчезновения видов, прогнозировать и оценивать экологические последствия деятельности человека для состояния экологической среды, здоровья и безопасности.

Критерии оценивания:

Предметные:

§  называть определение понятия «Вид»;

§  анализировать критерии определения видов;

§  применяет критерии «Вида» в практической и лабораторной работе;

§  объясняет причины экологических проблем в прошлом, настоящем и будущем, связанные с исчезновением видов.

Метапредметные:

§  выявляют экологические проблемы;

§  прогнозируют последствия неразрешённых экологических проблем;

§  вносят предложения по решению проблемы.

Личностные:

§  определяют  своё отношение к ценности биоразнообразия в прошлом, настоящем и будущем;

§  формулируют принцип своих действий в жизни.

Межпредметные связи: биология, география..

Методы обучения: проблемный, эвристический, лабораторная работа.

Оборудование: раздаточный материал по критериям вида,  открытки с изображением медведей, ежей, лютиков, живые объекты: хлорофитум.

Этапы урока:

 1.Организационный этап.

2. Постановка проблемы.

3. Актуализация знаний.

4. Совершенствование навыков.

5. Рефлексия.

6. Информация о домашнем задании, инструктаж по его выполнению.

ХОД УРОКА

1.Организационный этап

Учитель: Подарите свои улыбки друг другу. Если вы научитесь улыбаться красоте, добру, то ваша улыбка всегда будет возвращаться к вам радостью. Ведь окружающий мир - это большое волшебное зеркало.

Сл.1

- Давайте посмотрим на экран, что нас радует в природе? Какое же слово зашифровано в красовере?

- Вы правильно догадались это разные виды животных и растений. Следовательно тема нашего урока это Вид. Критерии вида. Сл.2

Давайте поставим цель, которую мы сегодня должны достичь.

Ученики ставят цель, учитель корректирует. Сл.3 

Одной из главных особенностей биологической материи на нашей планете является ее дискретность или как сказал основатель учения о микроэволюции Тимофеев-Ресовский «квантированость». Видовое многообразие живых организмов на нашей планете очень велико. Сейчас на ней обитает около 50000 видов растений, более 1,5 млн видов животных, не менее 100000 видов грибов, большое количество видов бактерий и вирусов. Ученые постоянно обнаруживают и описывают новые виды живых организмов. Что же такое вид? Что мы понимаем под данным понятием? Сд.4

2. Постановка проблемы.

Ученики предлагают определения понятию «вид», которые искали по дополнительной литературе при подготовке к уроку. Данные определения они вывешивают в напечатанном виде на доску.

Учитель: В каждое из этих определений положен только один биологический аспект: размножение, анатомические и экологические особенности и другие. Мы с вами будем пользоваться следующим определением-  Вид это группа особей, сходных по морфолого-анатомическим, физиолого-экологическим, биохимическим и генетическим признакам, занимающих естественный ареал, способных свободно скрещиваться между собой и давать плодовитое потомство. Сл.5

Вопрос об определении организмов к одному или разным видам очень сложен и по поводу отдельных видов вызывает бурные споры в ученой среде. Для процедуры определения вида используют критерии вида. В определении есть признаки, по которым можно отличить один вид от другого. Найдите их (морфологические, физиологические, генетические, область распространения - географические, конкретное место обитания – экологические). Это и есть критерии вида.

3. Актуализация знаний

Один вид можно отделить от другого по пяти основным признакам.

Морфологический критерий позволяет различать разные виды по внешним и внутренним признакам.

Физиолого-биохимический критерий фиксирует неодинаковость химических свойств и физиологических процессов разных видов.

Географический критерий свидетельствует, что каждый вид обладает своим ареалом.

Экологический позволяет различать виды по комплексу абиотических и биологических условий, в которых они сформировались, приспособились к жизни.

Репродуктивный критерий обуславливает репродуктивную изоляцию вида от других, даже близкородственных.              

Нередко выделяют и другие критерии вида: цитологический (хромосомный) и другие.

Каждый вид представляет собой генетически замкнутую систему, репродуктивно изолированную от других видов.

В связи с неодинаковыми условиями среды особи одного вида в пределах ареала распадаются на более мелкие единицы — популяции. Реально вид существует именно в виде популяций.

Виды бывают монотипическими — со слабо дифференцированной внутренней структурой, они характерны для эндемиков. Политипические виды отличаются сложной внутривидовой структурой.

Внутри видов могут быть выделены подвиды — географически или экологически обособленные части вида, особи которых под влиянием факторов среды в процессе эволюции приобрели устойчивые морфофизиологические особенности, отличающие их от других частей этого вида. В природе особи разных подвидов одного вида могут свободно скрещиваться и давать плодовитое потомство.

 Критерии вида – это признаки, по которым один вид отличается от другого. Вопрос о критериях вида занимает центральное место в теории эволюции. Это вполне объяснимо: четкое понимание сущности вида необходимо для выявления механизмов эволюционного процесса. Выделяют разные критерии вида:

1.     Морфологический.

2.     Физиолого-биохимический

3.     Географический.

4.     Экологический.

5.     Репродуктивный.

Эти критерии мы будем изучать.

Ситуация для решения учащимися класса.

Предложены три растения рода традесканция: традесканция приречная, традесканция пурпурная, традесканция зубрена. Относятся ли данные растения к одному или разным видам? Свой ответ аргументируйте. По итогам решения проблемной ситуации дается определение морфологическому критерию вида.

Сообщение учащегося о морфологическом критерии.

Это был первый и долгое время единственный критерий для описания вида. На основе этого критерия К. Линней построил свою Систему Природы. Морфологический критерий самый заметный и удобный, он и сейчас широко используется в систематике растений и животных. Мы можем легко отличить по размерам и окраске оперения большого пестрого дятла от зеленого, большую синицу от хохлатой и длиннохвостой, клевер луговой от люпиновидного. Несмотря на удобства, этот критерий не всегда «работает». Им не воспользуешься для разграничения видов-двойников, практически не отличающихся морфологически. Таких видов много среди малярийных комаров, дрозофил, сиговых рыб. Даже у птиц 5% видов –двойников, а в одном ряду североамериканских сверчков их 17. Использование одного морфологического критерия может привести к ошибочным выводам. Так, К. Линней по особенностям строения отнес самца и самку кряквы к разным видам. Сейчас, когда установлению, что у вида может быть много форм, типологическая концепция вида отброшена и морфологический критерий не всегда удовлетворяет ученых. Все же следует признать, что этот критерий очень удобен для систематизации видов и большинстве определителей животных и растений он играет главную роль.

Для закрепления морфологического критерия учащиеся по группам выполняют лабораторную работу «Морфологический критерий вида»

1-я фотографии –ежей разных видов; 
2-я фотографии –лютиков разных видов;

3-я фотографии – медведей разных видов.

4. Совершенствование навыков.

Инструктивная карточка

1. Сравните предложенные объекты между собой. Опишите черты их сходства.
2. Сравните предложенные объекты между собой. Опишите черты отличия их друг от друга.
3. Сделайте вывод, ответив на вопрос: «Относятся ли данные организмы к одному или разным видам?» Свой ответ аргументируйте.

Далее заслушивается отчет о выполненной работе. От каждой группы выступают по одному представителю.

В ходе групповой работы учащиеся изучают оставшиеся 7 критериев заполняя таблицу.

Физиологический критерий

Физиологические особенности различных видов растений и животных часто являются фактором, обеспечивающим их генетическую самостоятельность. Например, у многих дрозофил сперма особей чужого вида вызывает иммунологическую реакцию в половых путях самки, сто приводит к гибели сперматозоидов. Гибридизация различных видов и подвидов козлов часто приводит к нарушению периодичности плодоношения – приплод появляется зимой, что ведет к его гибели. Скрещивание разных подвидов косуль, например европейской и сибирской, подчас приводит к гибели самки из-за крупного приплода.

Географический критерий

Этот критерий наряду с географическим в большинстве определителей занимает второе место (после морфологического). При определении многих видов растений, насекомых, птиц, млекопитающих и др. организмов, распространение которых хорошо изучено, знание ареала играет существенную роль. У подвидов ареалы, как правило, не совпадают, что обеспечивает их репродуктивную изоляцию и, по сути, их существование в качестве самостоятельных подвидов. Многие виды занимают разные ареалы (их называю аллопатрическими). Но большинство видов имеют совпадающие или перекрывающиеся ареалы (симпатрические). Кроме того существуют виды не имеющие четких границ распространения, а также виды космополиты, обитающие на огромных пространствах суши и океана. В силу этих обстоятельств географический критерий не может быть универсальным.

Генетический критерий

Генетический критерий – главный критерий вида, основной видовой признак, обусловленный комплексом особенностей строения и жизнедеятельности организмов данного вида. Генетическая совместимость, сходство морфологических, физиологических, цитологических и др. признаков, одинаковое поведение, совместное обитание – все это создает необходимые условия для успешного размножения и воспроизводство вида. В тоже время эти признаки обеспечивают генетическую изоляцию вида от других сходных с ним.

Экологический критерий

Особенности поведения подчас тесно связаны с экологической спецификой вида, например с особенностями устройства гнезда. Три вида наших обычных синиц гнездятся в дуплах лиственных деревьев, преимущественно берез. Большая синица на Урале выбирает обычно глубокое дупло в нижней части ствола березы или ольхи, образовавшееся в результате выгнивания сучка древесины. Это дупло недоступно ни дятлам, ни воронам, ни хищным млекопитающим. Синица московка заселяет морозобойные трещины в стволах березы и ольхи. Гаичка же предпочитает строить дупло сама, выщипывая полости в трухлявых или старых стволах березы и ольхи, и без этой трудоемкой процедуры она не отложит яиц.

Биохимический критерий

Он весьма трудоемкий и далеко не универсальный. Однако им можно воспользоваться в тех случаях, когда другие критерии «не работают». Например, для двух видов-двойников бабочек из рода амата диагностическими признаками являются два фермента – фосфоглюкомутаза и эстераза-5, позволяющие даже определять гибридов этих двух видов. В последнее время широкое применение получило сравнительное изучение состава ДНК в практической таксономии микробов. Разработанные методы дают возможность сравнить состав у законсервированных в толщах земли бактерий и ныне живущих форм. Было проведено, например, сравнение состава ДНК у пролежавшей около 200 млн. лет в толще солей палеозойской бактерии псевдомонады солелюбивой и у ныне живущих псевдомонад. Состав их ДНК оказался идентичным, а биохимические свойства – сходными.

Цитологический критерий

Развитие цитологических методов позволило ученым исследовать форму и число хромосом у многих видов животных и растений. В ряде случаев число хромосом служит характерной особенностью вида. Кариологический анализ позволил, например, упорядочить систематику диких горных баранов, у которых разными исследователями выделялось от 1 до 17 видов. Анализ показал наличие трех кариотипов: 54-хромосомный – у муфлонов, 56-хромосомный – у архаров и аргали и 58-хромосомный – у обитателей гор Средней Азии – уриалов.
Однако и этот критерий не является универсальным. Во-первых, у многих разных видов число хромосом одинаково и форма их сходна. Во-вторых, в пределах одного и того же вида могут встречаться особи с разным числом хромосом. Это так называемые хромосомный и геномный полиморфизм. У песчанок из разных мест обитания число хромосом различное: 40 – у песчанок алжирской популяции, 52 – у израильских и 66 – у египетских. Иногда этот критерий неверно трактуется как генетический. Безусловно, число и форма хромосом важный признак, препятствующий скрещиванию особей разных видов. Однако это скорее цитоморфологический критерий, так как речь идет о внутриклеточной цитологии: числе и форме хромосом, а не о наборе и структуре генов.

По окончанию работы каждая группа делает сообщения об изученном критерии вида.

5. Рефлексия

Учитель читает отрывок.

1. Обитающая в нескольких районах обыкновенная лисица образует несколько географических форм, постепенно сменяющих друг друга. Самые северные лисицы, обитающие в лесной зоне, самые крупные. Лисы степей и полупустынь мельче. Еще мельче лисы, живущие в среднеазиатских пустынях, и самые мелкие лисы обитают в Афганистане, Пакистане и Индии. Чем южнее обитают лисы, тем длиннее у них хвост и уши.

2. Малярийный комар встречается и в тех районах Европы, где малярии никогда не было. Кроме того, в одних частях он предпочитает кормиться на человеке, а в других – исключительно на домашних животных; в одних районах он размножается в солоноватой воде, а в других – только в пресной. Внешне эти формы почти неразличимы, известные пока различия касаются особенностей структуры яйца, числа и ветвистости щетинок у личинок.

Вопросы к классу.

1. О каких критериях идет речь в прочитанном отрывке?
2. О разных или об одном виде идет речь в отрывке?
3. Сделайте вывод по прочитанному отрывку.

Учитель задаёт вопрос

Сколько же видов на Земле?

- Со времен Карла Линнея, разработавшего систему классификации организмов, в мире было описано 1,5 млн видов. Это существенно больше, чем ожидал сам Линей в 18 веке. В действительности же далеко не все из живущих на Земле видов описаны и систематизированы.

- Для такого вывода имеется несколько веских аргументов.

- Около 1 млн видов (т.е. две трети от общего числа) обитают в зоне умеренного климата. Опыт показывает, что при более детальном изучении многих групп организмов удается обнаружить много новых видов. Поэтому можно считать, что их реальное число больше того, что уже открыто, в полтора раза. Другими словами, потенциально в зоне умеренного климата обитает не 1, а 1,5 млн видов. Известно также, что в тропических областях видовое разнообразие выше чем в умеренных, по крайней мере вдвое. Это означает, что не менее 3 млн видов живут в тропиках, но многие до сих пор не открыты и не описаны. Таким образом, в действительности Землю населяет в три раза больше видов, чем зарегистрировано на сегодняшний день: их никак не меньше 1-5 млн.

- К сожалению, в наше время виды исчезают быстрее, нежели  их успевают обнаружить и описать.

Подумайте и обсудите в группе, почему многие виды животных исчезают или становятся редкими? Какую или какие «зелёные аксиомы нарушает человек»? Какие действия нужно совершить, чтобы решить проблему? Представьте свой ответ в схеме, каркас которой лежит у вас на столах.

Учитель подводит итог

- Это происходит в результате разрушения мест обитания, особенно в тропиках, где из-за высоко обилия виды узкоспециализированы, т. е. приспособлены к жизни при строго определенных условиях внешней среды. Незначительные изменения хотя бы одного их этих условий (температуры, влажности, освещенности), связанные, например, с вырубками деревьев, строительством дорог, могут привести к полному исчезновению тех или иных видов растений и животных. Потери вида имеют огромное значение. Каждый из них неповторим и вносит свой уникальный вклад в формирование условий на Земле, которые, в свою очередь, влияют и на наше собственное существование как биологического вида.

А теперь оцените себя в оценочных листах по предложенной бальной системе.

6.  Домашнее задание.

Подготовить сообщение об исчезающих или охраняемых видах животных или растений Новосибирского района.