План работы
Тема раздела: Раздел 4. Происхождение и развитие жизни на земле. Эволюционное учение.
№ урока 4.1
Тема урока: Происхождение и начальные этапы развития жизни на Земле.
Цели урока: Обобщить знания учащихся о сущности современных взглядов на происхождение Земли и появление жизни на ней
Межпредметные: Развитие умений обобщать, выделять главное, делать логические выводы, синтезировать знания их сменных учебных предметов; развить умения работать с различной литературой, обрабатывать собранный материал.
Личностные: Развитие навыков применять знания по биологии, химии, физике, астрономии при объяснении вопросов происхождение жизни на земле и углубить диалектно – материалистические взгляды на эволюцию форм движения материи;
Предметные: Доказать несостоятельность религиозных и идеологических взглядов на происхождение Земли и жизни на ней; показать интерпретационный характер современной науки и роль российских ученых в решении изученной проблемы.
Методы: словесно - наглядные, частично-поисковые.
Форма урока: комбинированный.
Тип урока: урок усвоения новых знаний.
Дополнительные источники: 1. «Биология», 10 класс, Пономарева И.Н., Корнилова О.А., Лощилина Т.Е
Ход работы:
Организационный момент: Приветствие, проверка готовности учащихся к уроку, наличие принадлежностей, проверка присутствующих.
Проверка качества знаний:
Участок молекулы ДНК, содержащий информацию о первичной структуре одного белка. Ген Признак, проявляющийся у гибридов первого поколения при скрещивании представителей чистых линий. Доминантный признак
Признак, который не проявляется у гибридов первого поколения при скрещивании представителей чистых линий. Рецессивный признак
Клетка или организм, содержащие одинаковые аллели одного и того же гена (АА или аа). Гомозигота Клетка или организм, содержащие разные аллели одного и того же гена (Аа). Гетерозигота Совокупность всех генов организма. Генотип
Совокупность признаков организма, формирующихся при взаимодействии генотипа и среды. Фенотип
Изучение нового материала:
Теории возникновения жизни на Земле
Как возникла жизнь на Земле? Все теории возникновения жизни вообще и в частности на Земле можно разделить на две группы: одни утверждают, что живые организмы созданы высшей силой, другие — что жизнь появилась естественным путем.
Креационисты верят в то, что жизнь создана высшей силой, Творцом; сторонники теории самозарождения (витализма) утверждали, что возможно самозарождение живых организмов. Теория панспермии предполагает, что жизнь на Землю попала из космоса, споры микроорганизмов распространяются в космическом пространстве и могли попасть на древнюю Землю. Теория биохимической эволюции показывает возможный путь зарождения жизни на Земле естественным путем, когда химическая эволюция создает предпосылки для появления живых организмов при наличии определенных условий.
Теория самозарождения. Эта теория была господствующей в средние века. Даже философы древней Греции (Аристотель и другие) утверждали, что лягушки родятся из ила, черви и насекомые — заводятся сами собой в почве. Ученые того времени предлагали рецепты, с помощью которых можно было получить животных или даже маленьких человечков. Алхимик Ван Гельмонт (17 век) предлагал простой рецепт зарождения мышей: "Положи в горшок зерна, заткни его грязной рубашкой и жди". Через двадцать один день из испарений зерна и грязной рубашки зародятся мыши.
Парацельс написал рецепт, с помощью которого можно было изготовить маленького человечка — гомункулуса. Зарождение происходит с помощью vis vitalis — жизненной силы, которая заселяет питательные вещества.
1665 год. Франческо Реди (врач) доказал что мухи не могут зарождаться на мясе, как считали ранее. Он провел опыт с сосудами, в которые положил мясо, рыбу, змею. Часть сосудов он оставил открытыми, часть закрыл кисеей (марлей). В открытых сосудах мухи отложили яички и там появились личинки мух, в закрытых сосудах личинок не было.
Антони Ван Левенгук открыл мир микроорганизмов. Стоило положить клочок сена в воду, как уже через несколько дней в настое было огромное количество инфузорий и еще более мелких существ. Они появились из неживого, утверждали некоторые ученые, другие считали, что живое появляется только от живого.
Теория панспермии. Согласно этой теории живые организмы попали на Землю из космоса. В самом деле, космическое тело, попав в мировой океан, могло занести споры микроорганизмов на нашу планету. Есть ряд сообщений о том, что в метеоритах найдены примитивные формы жизни, но эти сообщения на сегодняшний день не кажутся ученым убедительными. И, самое главное, эта гипотеза не дает ответ на главный вопрос — как же все таки из неживого появилось живое.
Теория биохимической эволюции.
Для ответа на этот вопрос очень продуктивной оказалась гипотеза советского академика А.И.Опарина. Возраст Земли составляет 5 — 7 млрд. лет. Все планеты проходят стадию раскаленного тела, температура на поверхности Земли в это время была более 4000ºС. Когда температура снизилась и стала меньше 100ºС, вода, находившаяся в первичной атмосфере Земли образовала мировой океан. В первичной атмосфере не было кислорода, атмосфера была "восстановительной". В ней были пары воды, аммиак, сероводород, метан, двуокись углерода, водород.
В 1924 году А.И.Опарин предположил, что появлению живых организмов предшествует абиогенное образование в атмосфере и океане органических соединений за счет энергии мощных грозовых разрядов, жесткого ультрафиолетового и радиоактивного излучения.
Ученые считают, что первые примитивные клетки (прокариоты) появились в водной среде Земли 3,0 – 3,5 млрд. лет назад. Они питались синтезированными абиогенно органическими веществами или менее удачливыми своими собратьями; энергетические потребности удовлетворяли за счет брожения, т.е. были анаэробными гетеротрофами. Отбор среди клеток велся на способность получать энергию и вещества из окружающей среды более эффективным путем и обращать их на создание потомства.
При увеличении численности гетеротрофных прокариотических клеток запас органических соединений в первичном океане истощался. В этих условиях значительное преимущество при отборе должны были приобрести организмы, способные к автотрофности, т.е. к синтезу органических веществ из неорганических за счет реакций окисления и восстановления. Видимо, первыми автотрофными организмами были хемосинтезирующие бактерии. Следующим этапом было развитие реакций с использованием солнечного света – фотосинтез.
Для первых фотосинтезирующих бактерий источником электронов был сероводород (H2S). Значительно позже у цианобактерий (синезеленых водорослей) развился более сложный процесс получения электронов из воды. В результате в качестве побочного продукта фотосинтеза в земной атмосфере начал накапливаться кислород. Это явилось предпосылкой для возникновения в ходе эволюции аэробного дыхания. Способность синтезировать при дыхании большее количество АТФ позволяла организмам расти и размножаться быстрее, а также усложнять свои структуры и обмен веществ.
Считают, что предками эукариот были прокариотические клетки. Согласно теории клеточного симбиоза, эукариотическая клетка представляет сложную структуру, состоящую из нескольких прокариотических клеток, которые взаимодополняют друг друга в пределах общей клеточной мембраны (рис. 1.5). Целый ряд данных свидетельствует о происхождении митохондрий и хлоропластов, а возможно, и жгутиков от ранних прокариотических клеток, ставших внутренними симбионтами большей по размерам анаэробной клетки. Объем эукариотических клеток по сравнению с прокариотическими, как правило, в 1000 раз больше. Соответственно в эукариотических клетках больше разнообразного клеточного материала.
Глубокие преобразования в строении и функционировании значительно увеличили эволюционные возможности эукариот, которые, появившись всего 0,9 млрд. лет назад, смогли достигнуть многоклеточного уровня и сформировать современную флору и фауну. Для сравнения следует сказать, что с момента появления первых прокариотических клеток (3,5 млрд. лет назад) до появления первых эукариотических клеток потребовалось около 2,5 млрд. лет.
- Закрепление изученного материала:
1. Напишите, какой тип питания и почему был присущ первым клеточным формам (прокариотам).
Тип питания – гетеротрофы.
Причина: в атмосфере и первичном бульоне не было свободного кислорода, поэтому они использовали готовые соединения, растворенные в водах первичного океана.
2. Выберите и впишите пропущенное в утверждении слово.
Первым простейшим живым организмам был присущ (анаэробный, аэробный, смешанный) тип обмена.
3. Выберите и подчеркните правильный вариант второй части утверждения.
В соответствии с современными представлениями возникновение и прогрессивная эволюция первичных фотосинтезирующих прокариот была обусловлена истощением запасов органических веществ в океане;
4. Выберите и подчеркните правильный вариант окончания утверждения. Аргументируйте свой выбор.
В основу фотосинтетического механизма многоклеточных растений лег:
А) фотосинтез синезеленых водорослей;
Б) бактериальный фотосинтез.
Именно синезеленые водоросли впервые стали выделять кислород в атмосферу, усваивая, как и растения, СО2.
5. Назовите организмы, которые первыми на планете стали выделять при фотосинтезе свободный кислород.
Синезеленые водоросли.
6. Укажите важнейшие последствия накопления кислорода в атмосфере Земли для эволюции живых существ.
Во-первых, кислород, находящийся в верхних слоях атмосферы, превращается в озон, который поглощает вредное ультрафиолетовое излучение. Во-вторых, в присутствии кислорода, возникли аэробные бактерии, а от них – остальные организмы.
7. Известно, что молекулы воды и многих органических веществ (тем более, живые организмы) разрушаются под действием коротковолнового ультрафиолетового излучения. Ответьте, какой защитный геофизический механизм сформировался на раннем этапе эволюции жизни на Земле.
Возникновение озонового слоя.
8. Изложите кратко сущность современной точки зрения на происхождение эукариотических одноклеточных организмов.
Эукариоты возникли в результате совместного взаимополезного сосуществования (симбиоза) различных прокариот. Аэробные бактерии играли роль современных митохондрий, цианеи – хлоропластов. Ядро возникло из нуклеоида бактерий.
9. Охарактеризуйте плоидность генома первых эукариотических одноклеточных организмов и отметьте его прогрессивные черты по сравнению с таковым для прокариот.
Плоидность генома прокариот – диплоидный.
Преимущества такого генома: это увеличило генетическое разнообразие потомков, образующихся в результате полового размножения.
10. Напишите, что такое половой процесс, какова его генетическая основа и значение для дальнейшей эволюции эукариот.
Половой процесс – процесс слияния двух гаплоидных половых клеток (гамет), приводящий к образованию диплоидной зиготы.
Генетическая основа: половые клетки имеют одинарный набор генов, зигота – двойной, новое поколение имеет рекомбинированный набор генов, доставшийся от родительских клеток.
Эволюционное значение: увеличение разнообразия живых организмов благодаря созданию новых комбинаций генов.
11. Изложите сущность гипотезы И. И. Мечникова о происхождении многоклеточных организмов.
Многоклеточные произошли от колониальных одноклеточных организмов – жгутиковых. В ходе эволюции шла специализация клеток колонии, образовывались ткани, постепенно колония превращалась в примитивный одноклеточный организм.
12. Укажите основные отличия гипотезы происхождения многоклеточных Э. Геккеля от гипотезы И. И. Мечников.
Геккель считал, что дифференцировка функций клеток колонии на ткани произошла вследствие впячивания группы клеток внутрь колонии. Мечников считал, что внутренняя пищеварительная ткань в колонии образовалась путем фагоцитоза – клетки захватывали добычу и перемещались внутрь колонии для переваривания.
- Подведение итогов. Выставление оценок
Д/з конспекты.
179
170 592 
