Понятие вида, классификация организмов красной нитью проходят через все курсы биологии. На уровне 6 класса мы знакомим детей с классификацией растений, даем определение вида. В начале 7 класса, изучая классификацию животных, мы снова возвращаемся к этому понятию. Далее на уровне 8 класса логично дать систематическое положение человека в живом мире и ненавязчиво вспомнить про растения и животные. Вспоминать лучше почаще, поскольку материал постепенно осознается обучающимися и быстро забывается. На уровне 9 класса и 11 проводится урок по теме «Вид, его критерии и структура». Я считаю, что на уровне 9 класса главный акцент нужно сделать на то, что понимается под определенными критериями вида; на уровне 11 - вариативность определений вида, умение по описанию определить о каких критериях идет речь, познакомиться со структурой вида в природе.
Конспект урока.
Тема: Вид, его критерии и структура.
Цель :продолжать формирование у обучающихся понятия «вид», «критерии вида»; закреплять умения обучающихся работать с текстами, составлять таблицы, анализировать, формулировать выводы.
Задачи: продолжать создавать ситуации, при которых обучающиеся должны самостоятельно делать выводы; составить таблицу по критериям вида с помощью обучающихся, рассмотреть структуру вида, закрепить изученный материал при работе с подготовленными текстами.
Оборудование: учебник А.В. Теремов, Р.А.Петросова «Биология. Биологические системы и процессы. 11 класс(профильный уровень)» М: Мнемозина, 2010 г; видеофильм, мультимедиафрагменты, различные виды комнатных растений, таблицы по многообразию животных, коллекции.
Тип урока: комбинированный.
Ход урока.
Организационный момент- 1 мин.
Актуализация знаний по теме «Приспособленность организмов» проводится в виде краткой работы, где указаны конкретные организмы, напротив них нужно написать вид приспособленности - 7 мин.
1 вариант
Оса - (предостерегающая)
Палочник - (маскировка)
Японский макак - (этологическая приспособленность)
Жираф- (расчленяющая окраска)
Зеленый кузнечик (покровительственная)
2 вариант
Заяц-беляк - (покровительственная)
Черепаха - (средства пассивной защиты)
Глухая крапива - (мимикрия)
Божья коровка - (предостерегающая окраска)
Миграции птиц - (этологическая приспособленность)
Изучение нового материала - 25 мин
Человека в природе окружает большое количество видов животных и растений. Давайте сейчас вспомним, что мы понимаем под словом вид? 3-4 обучающихся отвечают, после этого мы обращаемся к определению вида на стр. 62: « Вид - это совокупность особей, обладающих морфологическим, физиолого-биохимическим, экологическим и генетическим сходством, населяющих в природе определенный ареал, способных скрещиваться друг с другом и давать при этом плодовитое потомство.» Можно выразиться по-другому:
- « вид - совокупность географически и экологически сходных популяций, способных в природных условиях скрещиваться между собой, обладающих общими морфофизиологическими признаками, биологически изолированных от популяций других видов»;
- «вид - это совокупность особей, обитающих в определенном ареале, имеющих общие морфофизиологические признаки, свободно скрещивающихся между собой и представляющих устойчивые генетические системы»;
- «вид - это совокупность особей, обладающих сходными морфологическими и физиологическими признаками. Способных к скрещиванию с образованием плодовитого потомства. Населяющих определенный ареал, имеющих общее происхождение и сходное поведение».
Ключевые слова в определении - группа особей, обладающая сходством; способны скрещиваться друг с другом и давать плодовитое потомство. Если организмы относятся к разным видам, они как правило не скрещиваются (граница между разными видами). Иногда разные виды очень хорошо можно опознать по внешним признакам (белый и бурый медведь). Бывают случаи, когда самка и самец, относящиеся к одному виду, отличаются по внешним признакам (половой диморфизм). Для надежности разделения организмов на виды используют совокупность признаков или критериев. Далее в процессе фронтальной беседы с обучающимися заполняется таблица (материал изучался в 9 классе, поэтому опираемся на знания обучающихся).
| Название критерия | Что под этим понимается | Почему нельзя воспользоваться только этим признаком |
| Морфологический | Похожее внешнее и внутреннее строение | а) виды-двойники похожи внешне, но по другим признакам есть отличия (2 вида черных крыс с 38 и42 хромосомами); б) внутривидовой полиморфизм - у организмов 1 вида может быть несколько отличающихся по внешнему виду форм (сибирские охотники по окраске меха лисиц выделили - сиводушек, огневок, крестовок, черно-бурых, черных). |
| Географический | Территория (ареал) обитания вида, привязанная к географической местности | а) наличие видов-космополитов, которые широко распространены по земному шару (воробьи, касатка); б)виды, сопутствующие человеку (домовая муха, серая крыса); в) у разных видов могут совпадать ареалы (у тигра и его добычи оленя-изюбра); г) существование видов с разорванными ареалами (лещина обыкновенная) |
| Экологический | Условия обитания вида в природе (характер питания, для птиц-особенности устройства гнезда, отношение к влажности, температуре, свету - экологическая ниша вида) | а) есть разные виды с похожими экологическими потребностями; б) 1 вид, обитая на обширной территории, может занимать различные экологические ниши (волки, обитающие в тундре и лесостепной зоне) |
| Физиологичес-кий | Сходство у особей 1 вида процессов жизнедеятельности (питания, дыхания, выделения, размножения - строение полового аппарата, сроки; способность впадать в спячку) | а) у представителей 1 вида физиологические признаки могут быть слишком изменчивы (у головастика и взрослой лягушки физиологические процессы различаютс); б) у разных видов может наблюдаться сходство физиологических процессов |
| Биохимический | Сходство в строении белков, ферментов, пигментов, химическом составе клеток и тканей, составе ДНК | а) может быть сходство у разных видов (строение гемоглобина у систематически близких видов); б) может быть различие у организмов 1 вида (у собак конечным продуктом азотистого обмена является аллантоин, который выделяется в мочу. Но у одной из пород (далматской) выводится мочевая кислота как у человека и высших приматов. Состав ДНК позволил уточнить классификацию микроорганизмов. |
| Генетический | Набор хромосом: число, парность, форма, размеры, строение, нуклео-тидный состав. | а) наличие мутаций (у одного вида могут быть диплоидные и полиплоидные формы); б) наличие межвидовых гибридов (мул); в) наличие у разных видов одинаковых по строению хромосом (представители семейства кошачьих) |
Вывод: на какой критерий мы опираемся при определении вида? (на совокупность критериев). По структуре виды делятся на монотипические и политипические (с хорошо выраженной структурой). У последних выделяют подвиды, экотипы, популяции.
Определение критериев вида (закрепление материала) -10мин
Предлагаю обучающимся определить о каком критерии говорится в тексте:
Бегемот или гиппопотам.
Размеры очень крупные: у взрослых самцов длина тела до 4,5 м, масса до 3,2 тонн (морфологический). Кожа содержит много желез, выделяющий слизистый секрет, защищающий кожу от высыхания на воздухе. Секрет имеет красноватый цвет, поэтому живые звери розоватого цвета (биохимический). Бегемоты днем спят на мелководье или около воды, ночью пасутся на прибрежных лугах, редко удаляясь от воды (экологический). Половозрелость наступает у самцов в 9 лет, у самок - в 7 лет. Период спаривания бывает дважды в год: в феврале и августе. Беременность длится 240 дней, роды происходят в воде (физиологический).
Белка обыкновенная.
Голова округлая с большими черными глазами, уши длинные, на концах с кисточками, особенно развитыми зимой. Длина тела 20-28 см, длина хвоста 13-19 см. Мех зимой мягкий и пушистый, летом более жесткий, короткий (морфологический). Белка распространена в лесной зоне Евразии от побережья Атлантики до прибрежных островов Западной Пацифики (Сахалин, северная часть Японских островов) - географический. Характерный обитатель хвойных и широколиственных лесов. Предпочитает сомкнутые высокоствольные, зрелые насаждения смешанного состав: елово-кедрово-лиственничные (экологический). В лиственных лесах обычно живет в дуплах, в хвойных строит из веточек шарообразные гнезда - «гайна», выстилая внутреннюю полость мхом, лубом, лишайниками и сухой растительной ветошью (экологический). Размножение начинается в январе-феврале и заканчивается в июле-августе. За это время самка приносит 2 выводка. Беременность длится 35-40 дней, в выводке от 2-3 до 8-11 бельчат (физиологический). Один из основных промысловых видов.
Среднеазиатская кобра.
Кобры - очень опасные животные, обладающие сильно действующим ядом нейротоксического действия. Яд кобр угнетает центральную нервную систему и приводит к параличу дыхательного центра (биохимический). Это крупная змея длиной около 2 м, окрашенная в разнообразные цвета - от светло-оливкового до почти черного (морфологический).В Туркмении кобра чаще всего встречается в холмистых предгорьях и широких каменистых межгорных понижениях покрытых травянистой растительностью (экологический). Зимуют они в глубоких норах песчанок на глубине 1 - 1,2 м, по 1 - 2 экземпляра в одном убежище. Зимовка продолжается 140 - 150 дней (физиологический). Из яда кобры приготовлен препарат «Кобротоксин», применяемый для лечения бронхиальной астмы и некоторых форм рака.
Береза повислая или бородавчатая.
Стройное дерево высотой до 20 м, с ажурной кроной и поникающими тонкими ветвями. Кора снежно-белая, отслаивающаяся тонкими пластинками (морфологический). Цветет в конце апреля - начале мая; семена созревают в конце августа- сентябре (физиологический). Распространена в России в лесной и лесостепной полосе Европейской части и Западной Сибири (географический). Образует обширные чистые леса, заселяя нарушенные местообитания: лесосеки, пожарища, заброшенные пашни, а также растет в смеси с другими породами, особенно часто с сосной и елью. Береза используется в медицине и парфюмерии, в строительстве.
5. Подведение итогов урока. Выставление оценок, домашнее задание (п. 12) - 2 мин
Тема: Вид. Критерии вида и его структура.
Тип урока: комбинированный.
Цель урока: сформировать понятие вид и критерии вида, егоструктуре, определить понятие о популяции как о структурной единице вида.
Задачи урока:
Образовательная. Создать представления о виде как о целостной структуре
живой природы; сформировать знания о критериях вида; раскрыть
особенности популяционной структуры вида.
Развивающая. Продолжать формировать умения наблюдать и отмечать
главное при прослушивании сообщений, работе с материалом учебника.
Воспитательная. Продолжать формировать научное мировоззрение, любовь к природе, культуру труда на основе ведения записей в тетради.
Оборудование: компьютер, мультимедийный проектор, мультимедийная презентация.
I. Организация урока.
Приветствие, проверка готовности класса к уроку, проверка отсутствующих.
2.Актуализация знаний.
Проведение фронтального опроса по вопросам.
1. Что называют борьбой за существование?
2. Какие формы борьбы за существование выделил Ч. Дарвин?
3. Какую форму борьбы за существование Ч. Дарвин считали самой напряженной?
4. Почему межвидовая борьба за существование считается менее напряженной, чем внутривидовая?
5.Какое влияние оказывают факторы неживой природы на выживаемость живых организмов?
6. Чем сопровождаются все формы борьбы за существование?
7. Кто же выживает в борьбе и оставляет после себя потомство?
8. Какое явление Ч. Дарвин назвал естественным отбором или выживанием наиболее приспособленных?
9. Что служит материалом для отбора?
10. Что является движущей силой изменения вида?
11. Как себе представлял Ч. Дарвин возникновение новых видов?
12. Что называют эволюцией?
13. Что создает генетическую неоднородность внутри вида?
14. Какой существует направленный эволюционный фактор?
15. Что служит факторами отбора?
16.Какой ученый первым обратил внимание на универсальность и реальность?
III. Самоопределение к деятельности.
Изучение нового материала.
А теперь переходим к изучению новой темы. Запишем тему урока: «Вид: критерии и структура». Основные понятия, изучаемые нами на сегодняшнем уроке: вид, критерии вида, популяция.
В основе эволюционной теории Ч. Дарвина лежит представление о виде. Что же такое вид и насколько реально его существование в природе?
Первое представление о виде было создано еще Аристотелем, который определял вид как совокупность сходных особей. Сам термин «вид» (species) в переводе с латыни означает «образ». Это слово точно определяет тот основной критерий, который использовали исследователи вплоть до XIX в. при определении видовой принадлежности любого организма. Известный ученый К.Линней, создавший учение о виде, считал, что вид состоит из многих схожих особей, дающих плодовитое потомство.
Что называют в современной биологии видом?
Учащиеся записывают в тетрадь определение:
В современной биологии видом называют
совокупность особей, сходных по строению, имеющих общее происхождение, свободно скрещивающихся между собой и дающих, сходное плодовитое потомство. Все особи одного вида имеют одинаковый кариотип сходное поведение и занимают определенный ареал (область распространения).
Биологический вид - это не только основная таксономическая единица в биологической систематике . Это целостная структура живой природы
Назовите одну из важнейших характеристик вида. (репродуктивная изоляция, т. е существование механизмов препятствующих притоку генов извне).
Защищенность генофонда данного вида от притока генов других в том числе близкородственных видов достигается разными путями.
- К способам изоляции, препятствующим скрещиванию разных видов относятся:
а) различия ареалов, мест обитания, отсюда невозможность встречи;
б) разные сроки размножения;
в) различия в строении половых органов;
г) нежизнеспособность или стерильность гибридов;
д) разные ритуалы «ухаживания» в период размножения.
4) Вид представляет собой генетически относительно изолированную систему, что доказывает реальность существования видов в природе.
Наличие репродуктивной изоляции в природных условиях является решающим фактором в определении вида как генетически закрытой биологической системы.
Характерные признаки и свойства, которыми одни виды отличаются от других, называются критериями вида.
Сообщение учащихся:
о морфологическом критерии
О физиологическом критерии
О географическом критерии
О биохимическом критерии
О цитологическом критерии
О экологическом критерии
О этологическом критерии
О генетическом критерии
О историческом критерии.
Как вы думаете какой из этих критериев является абсолютным и универсальным в определении принадлежности особи к какому- то виду?
Вывод:
1. Критерии - это признаки, по которым один вид отличается от другого
2. Нет ни одного видового критерия, который можно было признать абсолютным и универсальным. Для определения принадлежности особи к какому-то виду недостаточно одного критерия, необходимо учитывать совокупность всех критериев.
3.Вид представляет собой генетически относительно изолированную систему, что доказывает реальность существования видов в природе.
Структура вида. Реально в природе особи любого вида внутри ареала распределены неравномерно: где-то они образуют скопления, а где-то могут вообще отсутствовать. Такие частично или полностью изолированные группировки особей одного вида называют популяциям (от лат. populus - народ, население), т. е. в естественных условиях любой вид состоит из совокупности популяций.
Учащиеся записывают в тетрадь определение.
Популяция - это совокупность особей данного вида, занимающих определенный участок территорий внутри ареала вида, свободно скрещивающихся между
собой и частично или полностью изолированных от
особей других популяций. Реально вид существует в виде популяции.
-Чем представлен генофонд вида? (генофондами популяций).
Именно популяция является элементарной единицей эволюции.
IV. Закрепление.
Ответить на вопрос, аргументируя при этом свой ответ. (Карточки с вопросами раздаются детям
)
1.
Береговая ласточка. Верх головы, шеи, спина, крылья, хвост и полоса поперёк груди серовато-бурые, горло, грудь и брюшко белые. Хвост с неглубокой вырезкой. Какой критерий вида использован при описании этой птицы? (Ответ: морфологический критерий
).
2.
Распространен лебедь-шипун на изолированных участках в средней и южной полосе Европы и Азии от южной Швеции, Дании и Польши на западе до Монголии, Приморского края и Китая на Востоке. Всюду на этой территории редок, часто пара от пары гнездится на громадном расстоянии, а во многих районах вовсе отсутствует. Какой критерий вида использован при описании? (Ответ: географический критерий
).
3.
Малый, или тундровый лебедь для гнездования выбирает заболоченные и низкие травянистые участки разбросанными по ним озерами, а также речные долины. Какой критерий вида использован при описании?(
4. Установлено что под названием «чёрная крыса» встречаются особи с 38 и 42 хромосомами и они не могут скрещиваются между собой. О каком критерии идет речь? (Ответ: генетический критерий).
5.
В природе все виды клюквы растут в сырых местах: на переходных и верховых болотах, в сфагновых хвойных лесах, иногда - по заболоченным берегам озёр. Клюква весьма светолюбива, но не требовательна к минеральному питанию. Какой критерий вида использован при описании. (Ответ: экологический критерий).
6.
Кряква и шилохвостка – два наиболее распространенных вида уток, которые встречаются на водоемах. В неволе эти два вида способны скрещиваться между собой и давать плодовитое потомство. Однако в природе у этих уток, которые гнездятся буквально рядом по берегам озер, болот и рек, число гибридных особей едва достигает одной на несколько тысяч. О каком критерии вида здесь идет речь?
(Ответ: физиологический критерий).
7.
Плоды малины содержат до 11 % сахаров (глюкозу, фруктозу), следы эфирного масла, пектиновые и белковые вещества, слизь; витамины; 1-2 % органических кислот (яблочная, лимонная и др.), спирты, до 0,3 % дубильных веществ. Какой критерий вида использован при описании. (Ответ: биохимический критерий).
А) Для закрепления знаний о критериях проводим беседу по следующим вопросам:
Что такое вид?
Что такое критерии вида?
Назовите критерии вида.
4. Какой по вашему мнению, критерии является самым наглядным и понятным? Какие еще существуют критерии?
5. Что называют популяцией?
6.Что является элементарной единицей эволюции?
Тестирование с последующей самопроверкой.
Предлагаются суждения, выписать цифры, за которыми приведены правильные утверждения:
1. Виды-двойники способны скрещиваться между собой и давать плодовитое потомство;
2. Исходная единица систематики организмов - это вид;
3. Пеночки - теньковки и пеночки - веснички, обитающие в одном лесу, составляют одну популяцию разных видов;
4. Для видов обитающих в Байкале, ареал ограничивается этим озером, - это пример географического критерия;
5. Нерест рыб – сложное поведение в период размножения относится к физиологическому критерию.
(Правильные ответы: 2,4,5)
Тест «Вид, его критерии и структура»
Начало формы
1. Сходство внешнего и внутреннего строения особей одного вида – это:
генетический критерий
экологический критерий
географический критерий
морфологический критерий
Конец формы
2. Сходство всех процессов жизнедеятельности у особей одного вида – это:
генетический критерий
биохимический критерий
морфологический критерий
физиологический критерий
3. Сходство химического состава особей одного вида.
генетический критерий
экологический критерий
биохимический критерий
морфологический критерий
Из этого урока вы узнаете о критериях биологического вида. Множество растений и животных окружает нас. С раннего детства мы можем отличить кошку от собаки, а репу от конопли. В шестом и седьмом классе мы узнаем, что существуют биологические виды. Что же такое биологический вид с позиции эволюции? Существует ли виды на самом деле, или это просто удобное в обыденной жизни понятие? Как виды появляются, живут и исчезают с лица Земли? Что ждет наш вид? Действительно ли Человек разумный достаточно разумен?
Тема: Эволюционное учение
Урок: Вид. Критерии вида
1. Вид
Вид - это основная единица биологической систематики. Еще Аристотель понимал под видом совокупность схожих между собой особей.
Вид - это совокупность особей, сходных по биохимическим, морфофизиологическим признакам (то есть по внешнему виду и внутреннему строению), способных скрещиваться между собой, давать плодовитое потомство, формирующих систему популяций, образующих общий ареал.
А сам термин «вид» был введен в биологию в 17 веке английским ботаником Дж. Реем (Рис. 1). Рей отмечал, что особи разных видов отличаются друг от друга по внешним признакам и не скрещиваются между собой.
Дальнейшее развитие понятия «вид» связано с работами Карла Линнея (рис. 1) в XVIII веке.
Линней считал, что виды - это объективно существующие в природе образования, сильно отличающиеся друг от друга. При этом он считал, что признаки внутри одного вида изменяются постепенно, а между разными видами существует разрыв непрерывности.
Например, у одного вида ноготков количество зубчиков колеблется от 2 до 7, а у другого - уже от 12 до 20.
К. Линней разделял виды по формальным легко различимым критериям, не учитывая родства между видами.
Через 100 лет после Линнея Ж-Б. Ламарк (рис. 1) построил новую классификацию, учитывающую возможное эволюционное родство живых организмов.
Ламарк как эволюционист пришел к неверному представлению об искусственности видов. То есть, он считал, что все виды так или иначе связаны переходными формами.
С этой же проблемой столкнулся и Ч. Дарвин. Он писал: «термин «вид» я считаю совершенно произвольным, придуманным ради удобства для обозначения группы особей, близко между собой схожих».
Однако, Дарвин хорошо понимал реальность, а не искусственность видов.
Современное представление о понятии «вид» сложилось уже в середине XX века в рамках синтетической теории эволюции.
Сущность современной концепции «вида» заключается в том, что все виды реальны, состоят из популяций, и у любого вида существует общая генетическая программа, выработанная в ходе эволюции.
Виды разделяются не столько различиями, сколько обособленностью. Исходя из современной концепции вида, вытекают критерии, т. е. различия, по которым даже близкие виды можно отличать друг от друга (см. Рис 2).
Рис. 2. Критерии вида
В основе морфологического критерия лежит сходство внешнего и внутреннего строения между особями одного вида.
Так, например, явно различаются между собой по внешним признакам медведь и волк. В то время как волк, шакал, гиена, лисица внешне более сходны, так как принадлежат к одному семейству Волчьих.
Еще в большей степени сходна внешность видов внутри одного рода. Внутри одного вида отличия вообще малозначимы.
Этот критерий самый удобный, и поэтому широко используется в систематике. Однако особи в пределах вида иногда так сильно отличаются, что только по морфологическому критерию не всегда удается определить, к какому виду они относятся.
Вместе с тем существуют виды морфологически сходные, но особи этих видов не скрещиваются между собой. Это виды-двойники, которые исследователи открывают во многих систематических группах (см. Рис. 3).
Рис. 3. Виды-двойники у насекомых (см. видео)
Так, под названием Крыса чёрная различают два вида-двойника, имеющих в кариотипах по 38 и 42 хромосомы.
Генетический критерий основан на различии видов в их генотипах.
Виды могут отличаться по числу и форме хромосом. Но и при равенстве хромосом нуклеотидная последовательность вида остается в значительной степени уникальной.
Около 5% всех видов насекомых, птиц, рыб, земноводных, червей составляют виды-двойники.
В основу физиологического критерия положено сходство всех процессов жизнедеятельности особи одного вида. Прежде всего, это сходство размножения. Особи разных видов, как правило, не скрещиваются, или потомство их бесплодно.
Например, у многих видов мухи дрозофилы, сперма особи чужого вида вызывает иммунную реакцию, что приводит к гибели сперматозоидов в половых путях самки.
Надо иметь в виду, что есть и исключения. Существуют виды, особи которых скрещиваются и дают плодовитое потомство. Например, виды канареек, зябликов, тополей, ив.
Следующий критерий - биохимический . Он позволяет, когда это возможно, различать виды по составу и структуре характерных органических полимеров.
Географический критерий основан на том, что каждый вид занимает определённую территорию или акваторию, называемую ареалом. Он может быть большим или меньшим, прерывистым или сплошным.
Однако многие виды имеют накладывающийся друг на друга или перекрывающийся с другим ареал.
Кроме того, существуют виды, вообще не имеющие четких границ распространения, а также виды-космополиты , обитающие на огромных пространственных сушах всех континентов или океана.
Например, среди растений это пастушья сумка, одуванчик лекарственный, некоторые виды ряски, тростника (Рис. 4).
Рис. 4. Виды растений-космополитов. Вверху слева пастушья сумка, вверху справа - одуванчик лекарственный, внизу слева - ряска малая, внизу справа - тростник южный
Также среди животных это постельный клоп, рыжий таракан, комнатная муха (Рис. 5).
Рис. 5. Животные-космотполиты: слева направо клоп постельный, таракан рыжий, муха домашняя
Поэтому географический критерий, как и другие, не является абсолютным.
Экологический критерий основан на том, что каждый вид может существовать только в определенных условиях, выполняя свойственные ему функции в определенном сообществе. Так, например, лютик едкий произрастает на пойменных лугах. Лютик ползучий - по берегам рек и краям канав. Лютик жгучий - на заболоченных местах (см. видео).
Существуют, тем не менее, виды, которые не имеют строгой экологической приуроченности. К ним относятся многие сорные растения, а также виды, находящиеся под опекой человека (комнатные, культурные растения и домашние животные).
Таким образом, ни один из критериев не является универсальным. Требуется сочетание критериев, чтобы отделить виды друг от друга.
Итак, вид - это совокупность особей с общими морфологическими и физиолого-биохимическими признаками, свободно скрещивающихся между собой и дающих плодовитое потомство.
Особи эти составляют систему популяций, занимающих определенный ареал.
Представители одного вида обычно не скрещиваются с особями другого вида.
Они обладают генетическим единством и общностью происхождения.
Вид существует во времени, он возникает, распространяется, может неопределенно долго существовать в стационарном состоянии, и затем погибает.
Вид может исчезнуть, не дав новых ветвей, а может дать начало новым видам.
Понятие «вид» поможет нам перейти к более сложным понятиям в эволюционной биологии.
Домашнее задание
1. Что такое биологический вид? Существуют ли виды в природе, или это просто удобная форма принятия реальности?
2. Кто из ученых прошлого внес наибольший вклад в изучение видов живых организмов?
3. Можно ли сказать, что какой-то из критериев вида самый главный?
4. Что такое вид-двойник?
5. Какие виды называют космополитами?
6. К какому виду относятся все люди на Земле? Достаточно ли расовых отличий для выделения отдельных видов? Обоснуйте ответ.
7. Обсудите с друзьями феномен существования видов-космополитов. Что обеспечивает целостность этих видов? Почему они не сейчас не подвержены дивергенции?
1. Википедия.
2. Xvatit. com .
3. Википедия.
Список литературы
1. Каменский А. А., Криксунов Е. А., Пасечник В. В. Общая биология 10-11 класс Дрофа, 2005.
2. Беляев Д. К. Биология 10-11 класс. Общая биология. Базовый уровень. - 11-е изд., стереотип. - М.: Просвещение, 2012. - 304 с.
3. Биология 11 класс. Общая биология. Профильный уровень / В. Б. Захаров, С. Г. Мамонтов, Н. И. Сонин и др. - 5-е изд., стереотип. - Дрофа, 2010. - 388 с.
4. Агафонова И. Б., Захарова Е. Т., Сивоглазов В. И. Биология 10-11 класс. Общая биология. Базовый уровень. - 6-е изд., доп. - Дрофа, 2010. - 384 с.
«Вид. Критерии вида» 11 класс
Цель урока: сформировать знания о виде, его критериях и структуре; раскрыть сущность генетических процессов в популяциях и их результатов; доказать эволюционную роль мутаций.
Задачи: уметь называть критерии вида и обосновывать важность критериев для определения вида;доказывать, что вид объективно существует в природе; развивать умения и навыки интерактивного способа получения знаний; воспитывать умение выступать перед аудиторией; сформировать у обучающихся интерес к изучению истории развития биологии.
Оборудование: к омнатные растения, раздаточный материал по критериям вида, коллекции насекомых, гербарии растений, открытки с изображением медведя белого и медведя бурого, компьютерная презентация.
Ход урока:
Организационный момент
Опрос .
-Назовите основные движущие силы эволюции.
-Что такое искусственный отбор?
-Что такое борьба за существование? Каковы её формы?
-Какая форма борьбы является наиболее напряженной и почему?
-Что такое естественный отбор?
2.Вводная беседа.
Одной из главных особенностей биологической материи на нашей планете является ее многообразие. Это выражается в том, что она представлена отдельными видами. Видовое многообразие живых организмов на нашей планете очень велико. Ученые постоянно обнаруживают и описывают новые виды живых организмов.
Что же такое вид?
3.Изучение нового материала.
Понятие вида. Вид - совокупность особей, обладающие наследственным сходством морфологических, физиологических и биохимических особенностей, могут свободно скрещиваться и давать плодовитое потомство, приспособлены к определенным условиям жизни и занимают определенную область - ареал.
Особи, принадлежащие к одному виду, не скрещиваются с особями другого вида, характеризуются генетической общностью, единством происхождения. Вид существует во времени: он возникает, распространяется, может сохраняться неопределенно долгое время в устойчивом состоянии или непрерывно изменяться. Одни виды со временем исчезают, а другие дают начало новым видам.
Первое представление о виде было создано еще Аристотелем, который определял вид как совокупность сходных особей. Понятие «вид» впервые было введено в конце 17 в. английским ботаником Джоном Реем, отметившим, что разные виды отличаются по внешнему и внутреннему строению и не скрещиваются между собой.
Большой вклад в дальнейшую разработку понятия «вид» внес шведский ученый Карл Линней (1707-1778). Согласно его представлениям, виды - объективно существующие в природе образования, и между разными видами имеются различия. В большей степени сходна внешность у видов одного рода. Вот почему вид начали рассматривать как основную классификационную единицу. Это имело огромное значение для развития систематики. Таким образом, с именем Линнея связано начало описания и классификации живых организмов.
Вид - это целостная структура живой природы. Целостность этой системе придают, во-первых, процессы взаимодействия между отдельными особями. Взаимоотношения между организмами разных поколений, между родителями и детьми, самцами и самками, особенности территориального поведения - все это определяет внутреннюю структуру вид! Не всегда видовые признаки обеспечивают выживание отдельной особи, но они всегда благоприятны для вида в целом. Например, пчела, потерявшая жало, погибнет, но при этом защитит остальных особей, самка паука после спаривания съедает самца, для особи плохо для вида хорошо, так как большая часть самок погибает, защищая своё потомство.
Вторая причина сохранения единства и целостности вида - это репродуктивная изоляция , т.е. невозможность скрещивания с особями другого вида. Существуют различные факторы, препятствующие межвидовому скрещиванию. Например, в Калифорнии растут два близких вида сосны. У одного из них пыльца высыпается в начале февраля, а у другого - в апреле, поэтому между этими видами существует сезонная изоляция . У высших животных брачное поведение имеет характерные видовые особенности, поэтому самки одного вида не реагируют на ухаживание самцов другого близкого вида - это пример поведенческие изоляции .
Наличие репродуктивной изоляции в природных условиях является решающим фактором в определении вида как генетически закрытой биологической системы.
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. Критерии вида – это признаки, по которым один вид отличается от другого.
Морфологический критерий вида.
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 (6 видов-двойников), дрозофил, сиговых рыб. Даже у птиц 5% видов –двойников, а в одном ряду североамериканских сверчков их 17, чёрная крыса (2 вида с 38 и49 хромосомами). 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 установлено, что у вида может быть много форм, 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.
Генетический (цитоморфологический) критерий. Иногда, среди очень похожих особей обнаруживаются группы, которые не скрещиваются между собой. Для подавляющего большинства видов характерен строго определенный кариотип- определённый набор хромосом (количество, форма, размер, строение, состав ДНК). Особи разных видов имеют разные наборы хромосом. Различное число хромосом в кариотипе разных видов обеспечивает генетическую изоляцию при межвидовом скрещивании, потому что вызывает гибель гамет, зигот, эмбрионов или приводит к рождению бесплодного потомства (лошак - гибрид коня и ослицы). Именно использование генетического критерия позволяет надежно различать виды-двойники. Однако и этот критерий не является универсальным. Во-первых, у многих видов число хромосом одинаково и форма их сходна. Например, некоторые виды семейства бобовых имеют 22 хромосомы (2п = 22). Во-вторых, в пределах одного и того же вида могут встречаться особи с разным числом хромосом, что является результатом геномных мутаций (поли- или анеуплоидия). Например, ива козья может иметь диплоидное (38) или тетраплоидное (76) число хромосом.
Физиологический критерий. Физиологические особенности различных видов растений и животных часто являются фактором, обеспечивающим их генетическую самостоятельность. Физиологический критерий отражает сходство всех процессов жизнедеятельности у особей одного вида: одинаковые способы питания, размножения, сходные реакции на внешние раздражители, одинаковые биологические ритмы (периоды спячки или миграции). На пример, у двух близких видов плодовой мушки дрозофилы половая активность наблюдается в разное время суток: у одного вида - по утрам, у другого - в вечерние часы. 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.
Однако, встречаются исключения. Например, собаки могут давать потомство при спаривании с волком. Плодовиты могут быть гибриды некоторых видов птиц (канарейки, зяблики), а также растения (тополь, ива). Т.о. этот критерий тоже недостаточен для определения видовой принадлежности особей.
Биохимический критерий позволяет различать виды по составу и структуре определенных белков, нуклеиновых кислот и др. Особи одного вида имеют сходную структуру ДНК, что обусловливает синтез одинаковых белков, отличающихся от белков другого вида. Вместе с тем у некоторых бактерий, грибов, высших растений состав ДНК оказался очень близким. Следовательно, есть виды-двойники и по биохимическим признакам.
Экологический критерий основан на том, что каждый вид может существовать только в определенных условиях, выполняя свойственные ему функции в определенном биогеоценозе. Он характеризуется
определенными формами взаимоотношений организмов данного вида с представителями других видов и факторами неживой природы, т. е. теми условиями, в которых этот вид встречается в природе. В Техасе близкие виды дуба растут на разных почвах: один вид
встречается только на известняковой почве, другой - на песчаной, а третий растет на выходах магматических пород. Так, 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 экологической приуроченности. К ним относятся многие сорные растения, а также виды, находящиеся под опекой человека: комнатные и культурные растения, домашние животные.
Географический критерий основан на том, что каждый вид занимает определенную территорию или акваторию, называемую ареалом. Он может быть большим или меньшим, прерывистым или сплошным. Однако огромное число видов имеет накладывающиеся или перекрывающиеся ареалы. Кроме того, существуют виды, не имеющие четких границ распространения, а также виды-космополиты, обитающие на огромных пространствах суши всех континентов или океана (например, растения - пастушья сумка, одуванчик лекарственный, виды рдестов, ряски, тростника, животные-синантропы - постельный клоп, рыжий таракан, комнатная муха). Поэтому географический критерий, как и другие, не является абсолютным. В силу этих обстоятельств географический критерий не может быть универсальным.
Этологический критерий. Для некоторых видов животных механизмом, препятствующим скрещиванию, являются особенности их поведения, особенно в брачный период. Узнавание партнеров своего вида и отвержение попыток ухаживания самцов другого вида основаны на специфических раздражителях – зрительных, звуковых, химических, тактильных, механических и др. В широко распространенном роде пеночки разные виды очень похожи друг на друга морфологически, в природе их не различить ни по окраске, ни по размерам. Зато все они хорошо различаются по песне и повадкам. Песня пеночки веснички сложная, похожа на песнь жаворонка, только без завершающего коленца, а песня теньковки – простенькие монотонные посвисты. Многочисленные виды-двойники американских светлячков были впервые опознаны лишь по различиям в их световых сигналах. Самцы светлячков в полете производят вспышки света, частота, продолжительность и чередуемость которых специфична для каждого вида. Решающую роль в репродуктивной изоляции часто играют различия в демонстративном поведении. Например, близкие виды мух дрозофил различаются спецификой ритуала ухаживания (по характеру вибрации крыльев, дрожания лапок, кружения, тактильных контактов).
Исторический критерий . Общность предков, единая история возникновения и развития вида.
Таким образом, для определения видовой принадлежности организма необходимо использовать все критерии в совокупности, потому что отдельные критерии у разных видов могут совпадать.
Реально в природе особи любого вида внутри ареала распределены неравномерно: где-то они образуют скопления, а где-то могут вообще отсутствовать. Такие частично или полностью изолированные группировки особей одного вида называют популяциями (от лат. populus - народ, население), т. е. в естественных условиях любой вид
состоит из совокупности популяций.
4.Закрепление нового материала.
Основной формой существования жизни и единицей классификации живых организмов является вид. Для выделения вида используется совокупность критериев: морфологический, физиологический, географический, экологический, генетический, биохимический. Вид является результатом длительной эволюции органического мира. Будучи генетически закрытой системой, он, тем не менее, исторически развивается и изменяется.
Задача №1 . Зубр и бизон – два вида, относящиеся к одному роду. Они очень схожи между собой внешне и в неволе дают плодовитое потомство зубробизона. В природе не скрещиваются, так как обитают на разных материках – зубр в Европе, а бизон – в Северной Америке. Как можно назвать этот критерий вида?
Задача №2 . Установлено, что под названием «черная крыса» скрываются два вида – двойника: крысы с 38 и 42 хромосомами. Они не скрещиваются между собой. Как можно назвать такой критерий?
Задача №3 Между близкородственными видами наблюдается четкое разделение экологических ниш. Например, некоторые виды малиновки в хвойных лесах, на первый взгляд, занимают одну нишу, но одни из них кормятся на внешних, а другие на внутренних ветвях деревьев. Какой критерий в данном случае является основополагающим?
Задача №4 . Определите систематическое положение изображенных растений. Опишите каждое растение по морфологическому критерию.
Задача №5 . Гемоглобин шимпанзе по последовательности аминокислот не отличается от гемоглобина человека, а у гориллы – два отличия в последовательности аминокислот. О каком критерии идет речь?
Задача №6 . В самом начале Х I Х столетия в биологии во взглядах на проблему вида сложилась дилемма, которую можно выразить одной фразой: « Либо виды без эволюции, либо эволюция без видов ». Объясните смысл этого выражения, с трудами каких ученых связаны такие взгляды на проблему вида?
Задача №7 . В двух озерах, которые между собой не сообщаются, живут различные виды рыб: карась, плотва, язь, лещ, судак.
А) сколько популяций рыб живет во втором озере?
Б) сколько популяций рыб живет в первом озере?
В) сколько видов рыб живет в двух озерах?
Г) сколько популяций рыб живет в двух озерах?
Что такое вид? Назовите виды растений, животных и известных вам грибов, встречающиеся в вашей местности.
Какой критерий, по вашему мнению, является самым наглядным и понятным? Какие еще существуют критерии? Охарактеризуйте их.
Два культурных растения - ячмень и рожь имеют одинаковое число хромосом (14), но не скрещиваются; имеют отличия во внешнем строении; их семена отличаются по химическому составу (из ячменной муки хлеб обычно не пекут). На основании каких критериев вы будете доказывать принадлежность этих растений к разным видам?
5. Д/з. стр.40-45.