Урок биологии по теме "Развитие жизни в архейскую и протерозойскую эры"

Задачи: познакомить учащихся с хронологией развития живой природы и основными ароморфозами, происходившими в царствах животных и растений в архейскую и протерозойскую эры

Оборудование: компьютер, мультимедийная установка, варианты тестовых заданий (1 и 2), комплекты дополнительной литературы, презентация учителя (приложение 1), презентации учащихся (приложение 2, приложение 3), комментарий к презентации учащихся (приложение 4).

Ход урока 

I. Орг. момент (распределение учащихся на группы для дальнейшей работы)

II. Проверка исходных знаний

III. Новая тема

Сегодня, ребята, мы совершим путешествие в начало времен. Мы постараемся увидеть и узнать, как шло развитие Земли, какие события происходили на ней миллионы, а то и миллиарды лет назад. Какие организмы и как появились на Земле, как они сменяли друг друга, какими путями и с помощью чего шла эволюция. К сожалению, время нашего путешествия ограниченно и мы сможем сегодня побывать только в первых эрах развития Земли.

Итак, тема нашего урока «Развитие жизни в архейскую и протерозойскую эры». (ЗАПИСЬ ТЕМЫ В ТЕТРАДЬ) (СЛАЙД 1)

Перед тем, как приступить к изучению новой темы, т.е. отправиться в путешествие, выполним небольшую проверочную работу и оценим её, выяснив при этом, хватит ли у вас запаса знаний, чтобы «путешествовать» по истории Земли.

В рабочих тетрадях поставьте вариант и выполните тестовую работу. ( два варианта, которые раздаются заранее на парты).

Взаимопроверка.

А теперь поменяйтесь тетрадями и проверьте работы друг друга, поставив за каждый правильный ответ 1 балл (СЛАЙД 2 с ответами)

Итак, вы оценили уровень знаний друг друга, у кого-то он лучше, у кого-то он хуже, но тем не менее время не ждет, будем двигаться дальше. Ведь в пути всегда сильный помогает слабому.

Рассказ учителя, сопровождающийся слайдами презентации.

Развитие жизни на Земле.

«Время – длинное», – сказал Джеймс Геттон, и действительно, для совершения титанических и удивительных преобразований, которые произошли на нашей планете, потребовалось невероятно много времени. Совершая перелет на космическом корабле около 4-х миллиардов лет назад в той части Вселенной, где расположено сегодня наше Солнце, мы наблюдали бы картину, отличающуюся от той, которую видят космонавты сегодня. Вспомним, что Солнце имеет собственную скорость перемещения – около двух десятков километров в секунду; и тогда оно находилось в другой части Вселенной, а Земля в то время ещё только родилась…

Итак, Земля только родилась и находилась в начальной стадии своего развития. Она была раскаленным маленьким шариком, спеленатым в вихревые облака, и колыбельной песнью её был рокот вулканов, шипенье пара и рев ураганных ветров.

Самыми ранними породами, которые могли сформироваться на стадии этого бурного младенчества, были вулканические породы, но они не могли долго оставаться неизменными, ибо подвергались яростным атакам воды, тепла и пара. Земная кора прогибалась, и на них изливалась огненная лава. Следы этих ужасных сражений несут горные породы архейской эры – самые древние породы, известные нам сегодня. В основном это сланцы и гнейсы, залегающие в глубинных слоях и обнажающиеся в глубоких каньонах, шахтах, карьерах.

В таких породах – они образовались около полутора миллиардов лет назад – почти не встречается свидетельств жизни.

Историю живых организмов на Земле изучают по сохранившимся в осадочных горных породах остаткам, отпечаткам и другим следам их жизнедеятельности. Этим занимается наука палеонтология. Для удобства изучения и описания вся история Земли разделена на отрезки времени, имеющие различную длительность и отличающиеся друг от друга климатом, интенсивностью геологических процессов, появлением одних и исчезновением других групп организмов и т.д.

Названия этих отрезков времени греческого происхождения. Самые крупные такие подразделения – ЭОНЫ, их два – криптозой (скрытая жизнь) и фанерозой (явная жизнь). Эоны делятся на эры. В криптозое две эры – архей (древнейший) и протерозой (первичная жизнь). Фанерозой включает в себя три эры – палеозой (древняя жизнь), мезозой (средняя жизнь) и кайнозой (новая жизнь). В свою очередь, эры разделены на периоды, периоды иногда делят на более мелкие части. (СЛАЙД 3). 

Схему необходимо после объяснения учителя перенести в тетрадь.

Далее по ходу рассказа учителя можно делать в тетрадь краткие записи событий, о которых рассказывает учитель. 

По мнению ученых, планета Земля формировалась 4,5-7 млрд. лет назад. Около 4 млрд. лет назад стала остывать и затвердела земная кора, на Земле возникли условия, позволившие развиваться живым организмам.

Никто точно не знает, когда именно возникла первая живая клетка. Возраст самых ранних следов жизни (остатков бактерий), найденных в древних отложениях земной коры, около 3,5 млрд лет. Поэтому предположительно возраст жизни на Земле – 3 млрд. 600 млн. лет. (СЛАЙД 4) 

Представим себе, что этот огромный отрезок времени уместился в пределах одних суток. Сейчас на наших «часах» – ровно 24 ч, а в момент возникновения жизни они показывали 0 ч. Каждый час вместил 150 млн. лет, каждая минута – 2,5 млн. лет.

Самая древняя эпоха развития жизни – докембрийская (архей + протерозой) длилась невероятно долго: свыше 3 млрд лет. (с начала суток до 8 часов вечера). (СЛАЙД 5) 

Так что же происходило в то время?

К этому времени в водной среде уже были первые живые организмы.

Условия жизни первых организмов: (СЛАЙД 6) 

• пища – «первичный бульон» + менее удачливые собратья.
• Миллионы лет => бульон становится всё «разбавленнее»
• Исчерпание запасов питательных веществ
• Развитие жизни зашло в тупик.

Но эволюция нашла выход: (СЛАЙД 7) 

1. Появление бактерий, способных с помощью солнечного света превращать неорганические вещества в органические.
2. Нужен водород => разлагают сероводород (для построения организмов). Зеленые растения получают его, расщепляя воду и выделяя кислород, но бактерии делать этого ещё не умеют. (Разлагать сероводород гораздо проще)
3. Ограниченное количество сероводорода => кризис в развитии жизни
4. «Выход» найден – сине-зеленые водоросли научились расщеплять воду на водород и кислород (это в 7 раз труднее, чем расщепить сероводород). Это настоящий подвиг! (2 млрд. 300 млн. лет назад – 9 ч утра) (СЛАЙД 8) 

НО:

• Кислород – побочный продукт. Накопление кислорода → угроза жизни. (Кислород необходим большинству современных видов, но он не утратил своих опасных окислительных свойств. Первые фотосинтезирующие бактерии, обогащая им среду, по сути дела отравляли её, делая непригодной для многих своих современников.)
• С 11 ч утра – новое самозарождение жизни на Земле стало невозможным.
• Содержание кислорода = 1 %.
• Проблема – как бороться с возрастающим количеством этого агрессивного вещества?
• Победа – появление первого организма, вдохнувшего кислород – возникновение дыхания. (СЛАЙД 9)
  (Организмы справлялись с угрозой кислорода несколькими путями. Одни (аэробы) научились дышать, т.е. получать энергию за счет кислородного окисления органики. Это защитило их от избытка кислорода и заодно уравновесило его поступление в окружающую среду за счет фотосинтеза. Другие (анаэробы) скрылись от опасного окислителя там, где его почти нет.
• Жизнь в океане – защита от УФ лучей.
  (В те времена на Землю шло жесткое воздействие УФ лучей и жизнь была возможна лишь в толще воды. Фотосинтез привел к резкому изменению химического состава земной среды. Пока выделение кислорода превышало его потребление, он накапливался в воде и атмосфере, что привело к другому важному для эволюции жизни последствию. В верхних слоях атмосферы молекулы кислорода (О₂) под действием космического излучения дают озон (О₃) , образующий сплошной слой в стратосфере и поглощающий опасную для живого часть излучаемого Солнцем ультрафиолета. )
• Кислород => возникновение озонового слоя (смягчение излучения)
• Выход жизни на сушу.
  С выходом жизни на сушу, эволюция на Земле буквально зашагала «семимильными шагами»
• Ещё «изобретения» природы: 14 ч – клетки получили ядро + половое размножение (резкое ускорение темпов эволюции) + появление первых многоклеточных существ. (СЛАЙД 10)
• Конец докембрия (20 ч): разнообразные животные – медузы, плоские черви, губки, полипы. (мягкотелые, лишённые скелета) (СЛАЙД 11)
• Возникновение скелета – раковин, панцирей

НАЧАЛАСЬ НОВАЯ ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ЭРА.

Учитель: Более подробно об архее и протерозое вы узнаете из сообщений (с презентациями) ребят и вашей самостоятельной работы с дополнительной литературой (материалами).

Перед началом работы, учащиеся, распределенные на группы, получают вопросы, задания. Их задача – прослушать выступления ребят, поработать с дополнительными материалами и ответить на вопросы, выбрав одного выступающего от группы.

Самостоятельная работа с учебником и дополнительной литературой. Необходимо просмотреть предложенную информацию и найти ответы на вопросы.

ВОПРОСЫ

1 команда

1. Жизнь возникла на Земле много миллионов лет назад. Что представляли собой первые живые организмы? Опишите их, учитывая строение, тип питания, способ дыхания.
2. Какие ароморфозы возникли в архейскую и протерозойскую эры? (Заполните схему)
   

2 команда

1. Расположите события, происходящие в архее и протерозое, в последовательности, соответствующей порядку их возникновения:
   а) появление фотосинтеза;
   б) появление прокариот;
   в) появление многоклеточных водорослей;
   г) появление свободного кислорода;
   д) появление членистоногих;
   е) появление моллюсков;
   ж) появление кольчатых червей.
   Ответ: б, а, г, в, ж, д, е
2. С чем связана вспышка разнообразия живых организмов в протерозое?

3 команда

1. Как деятельность живых организмов повлияла на изменение геологических оболочек Земли?
2. Заполните таблицу:

Выступление ребят, просмотр презентаций.

(Презентация 2«Архей». Презентация 3«Протерозой»)

Выступление представителей групп.

Запись в тетрадь событий архея и протерозоя. (СЛАЙДЫ 12-13)

Закрепление

Написание небольшого итогового теста и его самопроверка (текст теста можно раздать учащимся, можно вывести на экран).

Итоговый тест.

1. Геологическая история Земли началась примерно …млрд лет назад.
2. Первые живые организмы по способу питания были …
3. Эра в истории Земли, название которой переводится как «древнейшая» ….
4. Важный этап эволюции жизни, приведший к разделению мира на растительный и животный ….
5. Самая продолжительная по времени эра …
6. Два крупных события на границе архей – протерозой ….
7. Жизнь стала возможна на суше благодаря возникновению …

Самопроверка – поменяйтесь тетрадями и проверьте тесты по ключу.

Ответы к тесту: (СЛАЙД 14)

1. 3,5 млрд. лет назад
2. гетеротрофы
3. архейская
4. фотосинтез
5. протерозойская
6. половой процесс и многоклеточность
7. озонового слоя

Подведение итогов урока

(СЛАЙД 15) Учитель показывает на экране основные итоги эволюционного процесса (что было), а учащиеся называют событие, произошедшее за время архейской и протерозойской эр.

Домашнее задание:

§ 16, повторить записи.