Тема «Гипотезы и теории, их роль в формировании современной естественнонаучной картины мира»
Цель: познакомиться с биологическими гипотезами, теориями, законами, правилами, принципами и закономерностями; научиться их различать и иллюстрировать примерами.
Содержание урока
Гипотеза – это предположение или догадка; утверждение, предполагающее доказательство, в отличие от аксиом, постулатов, не требующих доказательств.
Теория - учение, система идей или принципов. Является совокупностью обобщенных положений, образующих науку или ее раздел.
Закон – необходимое, существенное, устойчивое, повторяющееся отношение между явлениями.
Правило – закономерность, устойчивая систематическая взаимосвязь между явлениями, а также высказывание, описывающее эту закономерность.
Принцип – основное исходное положение какой-либо науки, теории и т. п.
Закономерность – существенная, постоянно повторяющаяся взаимосвязь явлений реального мира.
Теории
| № | Название теории | Авторы | Суть теории |
| 1. | Клеточная теория | Т. Шванн, М. Шлейден, Р. Вирхов | Все живые существа (растения, животные и одноклеточные организмы) состоят из клеток и их производных. Клетка не только единица строения, но и единица развития всех живых организмов. Для всех клеток характерно сходство в химическом составе и обмене веществ. Активность организма слагается из активности и взаимодействия составляющих его самостоятельных клеточные единиц. Все живые клетки возникают из живых клеток. |
| 2. | Теория возникновения жизни на Земле | А. И. Опарин, Дж.Холдейн, С. Фокс, С.Миллер, Г. Меллер | Жизнь на Земле возникла абиогенным путем. 1. Органические вещества сформировались из неорганических под действием физических факторов среды. 2. Они взаимодействовали, образуя все более сложные вещества, в результате чего возникли ферменты и самовоспроизводящиеся ферментные системы – свободные гены. 3. Свободные гены приобрели разнообразие и стали соединяться. 4. Вокруг них образовались белково-липидные мембраны. 5. Из гетеротрофных организмов развились автотрофные. |
| 3. | Теория естественного отбора | Ч. Дарвин | В борьбе за существование в естественных условиях выживают наиболее приспособленные организмы. Естественным отбором сохраняются любые жизненно важные признаки, действующие на пользу организма и вида в целом, в результате чего образуются новые формы и виды |
| 4. | Теория эволюции | Ч. Дарвин | Все существующие ныне многочисленные формы растений и животных произошли от существовавших ранее более простых организмов путем постепенных изменений, накапливающихся в последующих поколениях |
| 5. | Хромосомная теория наследственности | Т. Морган | Хромосомы с локализованными в них генами – основные материальные носители наследственности: 1. Гены находятся в хромосомах и в пределах одной хромосомы образуют одну группу сцепления. Число групп сцепления равно гаплоидному числу хромосом. 2. В хромосоме гены расположены линейно. 3. В мейозе между гомологичными хромосомами может произойти кроссинговер, частота которого пропорциональна расстоянию между генами. |
| 6. | Синтетическая теория эволюции | С. С. Четвериков, Н.В.Тимофеев-Ресовский, Дж. Хаксли | Элементарная единица эволюции – популяция. Элементарное эволюционное событие – изменение генетического состава популяции. Факторы эволюции: мутационная и комбинативная изменчивость, популяционные волны и дрейф генов, изоляция, естественный отбор. Естественный отбор – избирательное воспроизводство генотипов. |
Законы
| № | Название закона | Авторы | Суть закона |
| 1. | Биогенетический закон | Ф. Мюллер, Э.Геккель, А.Н.Северцев | Онтогенез есть краткое повторение зародышевых стадий предков. В онтогенезе закладываются новые пути их исторического развития – филогенеза. |
| 2. | Закон биогенной миграции атомов | В.И.Вернадский | Миграция химических элементов на земной поверхности и в биосфере в целом осуществляется или при непосредственном участии живого вещества (биогенная миграция), или же протекает в среде, геохимические особенности которой обусловлены живым веществом, как тем, которое в настоящее время составляет биосферу, так и тем, которое существовало на Земле в течение всей геологической истории.
|
| 3. | Закон генетического равновесия в популяциях | Г. Харди, В.Вайнберг | В неограниченно большой популяции при отсутствии факторов, изменяющих концентрацию генов, при свободном скрещивании особей, отсутствии отбора и мутирования данных генов и отсутствии миграции численные соотношения генотипов АА, аа, Аа из поколения в поколение остаются постоянными. |
| 4. | Закон гомологических рядов наследственной изменчивости | Н. И. Вавилов | Виды и роды, генетически близкие, характеризуются сходными рядами наследственной изменчивости. |
| 5. | Закон единообразия | Г. Мендель | При моногибридном скрещивании у гибридов первого поколения проявляются только доминантные признаки – оно фенотипически единообразно. |
| 6. | Закон зародышевого сходства | К. Бэр | На ранних стадиях зародыши всех позвоночных сходны между собой, и более развитые формы проходят этапы развития более примитивных форм. |
| 7. | Закон корреляции частей организма, или соотношения органов | Ж.Кювье | Организм представляет собой целостную систему, каждый орган (часть) которой соответствует другим органам по строению (соподчинение органов) и функциям (соподчинение функций). |
| 8. | Закон минимума | Ю. Либих | Выносливость организмов определяется самым звеном в цепи его экологических потребностей, то есть фактором минимума (организм способен заменить дефицитное вещество или другой действующий фактор иным функционально близким веществом или фактором). |
| 9. | Закон независимого наследования признаков | Г. Мендель | При дигибридном скрещивании у гибридов каждая пара признаков наследуется независимо от других в соотношении 9:3:3:1 по фенотипу.
|
| 10. | Закон необратимости эволюции | Л. Долло | Организм (популяция, вид) не может вернуться к прежнему состоянию, уже осуществленному в ряду его предков. |
| 11. | Закон расщепления | Г. Мендель | При самоопылении гибридов первого поколения при моногибридном скрещивании в потомстве происходит расщепление в отношении 3:1 по фенотипу и 1:2:1 по генотипу. |
| 12. | Закон чередования главных направлений эволюции | А. Н. Северцев | В истории монофилетической группы организмов за периодом крупных эволюционных перестроек всегда наступает период частных приспособлений; освоение новой среды или крупные морфофизиологические преобразования всегда ведут к вспышке видообразования. |
| 13. | Закон физико-химического единства живого вещества | В. И. Вернадский | Живое вещество физико-химически едино; при всей разнокачественности живых организмов они настолько физико-химически сходны, что вредное для одних из них не может быть абсолютно безразлично для других (может быть лишь различная степень выносливости к рассматриваемому агенту). |
| 14. | Закон чистоты гамет | Г. Мендель | Гамета диплоидного гибрида (Аа) может нести лишь один из двух аллелей данного гена (А или а). |
| 15. | Закон эволюционного развития | Ч. Дарвин | Естественный отбор на основе наследственной изменчивости является основной движущей силой эволюции органического мира. |
Правила
| № | Название правила | Авторы | Суть правила |
| 1. | Правило Аллена | Д. Аллен | Выступающие части тела теплокровных животных в холодном климате короче, чем в теплом, поэтому они отдают в окружающую среду меньше тепла. |
| 2. | Правило Бергмана | К.Бергман | У теплокровных животных, подверженных географической изменчивости, размеры тела особей статистически (в среднем) больше у популяций живущих в более холодных частях ареала вида. |
| 3. | Правило взаимоприспособленности | К.Мёбиус, Г.Ф.Морозов | Виды в биоценозе приспособлены друг к другу настолько, что их сообщество составляет внутреннее противоречивое, но единое системное целое. |
| 4. | Правило географического оптимума | - | В центре видового ареала обычно существуют оптимальные для вида условия существования, ухудшающиеся к периферии области обитания вида. |
| 5. | Правило Глогера | К.Глогер | Географические расы животных в теплых и влажных регионах пигментированы сильнее (то есть особи темнее), чем в холодных и сухих; в сильно загрязненных местах наблюдается так называемый индустриальный меланизм – потемнение животных. |
| 6. | Правило прогрессирующей специализации | Ш. Депере | Систематическая группа организмов, вступившая на путь специализации, как правило, будет идти по пути все более глубокого развития этого процесса. Например, приспособление к полету ведет к усилению летательных способностей. |
| 7. | Правило происхождения от неспециализированных предков | Э. Коп | Новые крупные систематические группы организмов обычно берут начало не от высших глубоко специализированных предковых форм, а от сравнительно мало специализированных. |
| 8. | Правило Чаргаффа | Э. Чаргафф | В любых молекулах ДНК молярная сумма пуриновых оснований (аденин + гуанин) равна сумме пиримидиновых оснований (цитозин + тимин), то есть молярное содержание аденина равно таковому тимина, а гуанина – цитозину. |
Принципы
| № | Название принципа | Авторы | Суть принципа |
| 1. | Принцип агрегации | В. Олли | Агрегация (скопление) особей, как правило, усиливает конкуренцию между ними за пищевые ресурсы и жизненное пространство, но приводит к повышенной способности группы к выживанию, что связано с повышающейся при большой агрегации особей конкурентоспособностью группы по отношению к другим видам. |
| 2. | Принцип исключения | Г.Ф.Гаузе | Два вида не могут существовать в одной и той же местности, если их экологические потребности идентичны, то есть если они занимают одну и ту же экологическую нишу. |
| 3. | Принцип основателя | - | Особь-основатель новой изолированной колинии или островной популяции несет в себе лишь незначительную часть генетической информации, заложенной в популяции (виде), откуда происходит особь-основатель. |
Закономерности
Симметрия – закономерное, правильное расположение частей тела, относительно центра – радиальная симметрия (некоторые беспозвоночные животные, осевые органы растений, правильные цветки) либо относительно прямой линии (оси) или плоскости – двусторонняя симметрия (часть беспозвоночных и все позвоночные животные, у растений – листья и неправильные цветки).
Полярность – противоположность концов тела: у животных – передний (головной) и задний (хвостовой), у растений – верхний (гелиотропический) и нижний (геотропический).
Метамерность – повторение однотипных участков тела или органа; у животных – членистое тело червей, личинок моллюсков и членистоногих, грудная клетка позвоночных; у растений – узлы и междоузлия стебля.
Цикличность – повторение определенных периодов жизни; сезонная цикличность, суточная цикличность, жизненная цикличность (период от рождения до смерти). Цикличность в чередовании ядерных фаз – диплоидной и гаплоидной.
Детерминированность – предопределенность, обусловленная генотипом; закономерность, в результате которой из каждой клетки образуется определенная ткань, определенны орган, что происходит под влиянием генотипа и факторов внешней среды, в том числе и соседних клеток (индукция при формировании зародыша).
Изменчивость – способность организмов изменять свои признаки и свойства; генотипическая изменчивость наследуется, фенотипическая – не наследуется.
Наследственность – способность организмов передавать следующему поколению свои признаки и свойства, то есть воспроизводить себе подобных.
Приспособленность – относительная целесообразность строения и функций организма, явившаяся результатом естественного отбора, устраняющего неприспособленных к данным условиям существования.
Закономерность географического распределения центров происхождения культурных растений (Н.И.Вавилов) - сосредоточение очагов формообразования культурных растений отмечается в тех районах земного шара, где наблюдается наибольшее их генетическое разнообразие.
Закономерность экологической пирамиды – соотношение между продуцентами, консументами и редуцентами, выраженное в их массе и изображенное в виде графической модели, где каждый последующий пищевой уровень составляет 10% от предыдущего.
Зональность – закономерное расположение на земном шаре природных зон, отличающихся климатом, растительностью, почвами и животным миром. Зоны бывают широтные (географические) и вертикальные (в горах).
Единство живого вещества – неразрывная молекулярно-биохимическая совокупность живого вещества (биомассы), системное целое с характерными для каждой геологической эпохи чертами. Уничтожение видов нарушает природное равновесие, что приводит к резкому изменению молекулярно-биохимических свойств живого вещества и невозможности существования многих ныне процветающих видов, в том числе и человека.
Домашнее задание
1. Закончить и выучить конспект в тетради.
2. Сформулировать вывод по уроку, записать в тетрадь.
3. Уметь различать и иллюстрировать примерами биологические гипотезы, теории, законы, правила, принципы.
4. Подготовить примеры биологических гипотез (записать в тетрадь, защита устно).
Использованная литература:
1. Богданова Т. Л., Солодова Е. А. Биология. Справочник для школьников и поступающих в вузы. Курс подготовки к ГИА, ЕГЭ и дополнительным вступ. испытаниям в вузы / Т. Л. Богданова, Е. А. Солодова. – М.: АСТ-ПРЕСС КНИГА, 2015. – 816 с.: ил.
2. Колесников С. И. Биология. Большой справочник для подготовки к ЕГЭ: учебно-методическое пособие / С.И.Колесников. – Изд. 3-е, перераб. и дополн. – Ростов н/Д: Легион, 2016. – 592 с. – (ЕГЭ.)
6
39 890
551 
