Приспособленность организмов к условиям внешней среды, как результат действия естественного отбора

Образовательная цель: активизация учебного процесса в направлении повышения его эффективности, придание уроку современных динамичных форм. Познакомить учащихся с приспособлениями растений к степным условиям существования.

Развивающая цель: расширение кругозора учащихся, научить выявлять черты приспособленности организмов к степным условиям и их относительный характер.

Воспитательная цель:

• Активное включение учащихся в процесс самообразования и саморазвития, совершенствование умений и навыков самостоятельной работы, повышение уровня знаний, умений осуществлять наблюдения, сравнения, делать выводы.
• Воспитывать бережное отношение к окружающей природе, любовь к своей малой Родине.

Задачи урока:

1. Сформировать конкретные знания о приспособленности к условиям внешней среды.
2. Сформировать знания о возникновения приспособленности как закономерного результата эволюции.
3. Продолжить формирование умения использовать знания теоретических закономерностей движущих сил эволюции, для объяснения явлений наблюдаемых в живой природе. (2 слайд)

Методы обучения: исследовательский, проблемно-поисковый.

Оборудование: Презентация, гербарий, рисунки, таблица, словарь, карта.

Руководствуясь логикой эволюционной теории Ч. Дарвина, вставим термины в схему (3 слайд)

(Естественный отбор, борьба за существование, адаптации).

• Наследственность
• Изменчивость

По эволюционной теории Ч. Дарвина мы видим, что результатом борьбы за существование является естественный отбор, который проявляет творчество и позволяет выживать в органическом мире наиболее приспособленным организмам, немаловажную роль в данном случае играют наследственность и изменчивость, все это приводит к каким-то изменениям и организмы в процессе эволюции адаптируются к различным условиям существования.

Девиз  урока:"Разуму свойственно размышлять, то есть связывать причины и следствия, давать ответ на вопрос "почему"и находить в цепи происходящего начало и конец". Ж. Фабр (Слайд 5)

Сегодня на уроке мы продолжим знакомство со степной экосистемой нашей республики. И станем исследователями природы. Исследователи природы - люди обладающие способностью наблюдения. Наблюдая за живыми объектами, необходимо уметь анализировать эти наблюдения, делать выводы. Мы еще раз вместе посмотрим на растения степной экосистемы, вам необходимо обратить внимание на черты приспособленности растений к степным условиям существования. Вы будете работать в группах по заданному алгоритму. Вам необходимо определить, адаптации степных растений по гербарию рассказать и показать классу. (Приложение 1)

Человек, находясь в степи, как нигде острее чувствует свою причастность к природе, а природа к человеку. Степь не любит суеты, наблюдать ее надо молча, не спеша, не пропускать ни одной мелочи. Ее простор всегда заполнен думой: зимой и летом, весной и осенью, днем и ночью. Каждая тропа, уходящая в глубь, таит радость познания и свежесть новых открытий. Постигая их шаг за шагом, будто попадаешь в полный удивительной жизни храм, который прогрет жарким солнцем, напоен запахом трав и цветов.

Степь (Слайд 6) - тип растительности с сомкнутым травостоем в умеренных поясах. Разреженный низкотравный растительный покров, где растут однолетние и многолетние травянистые растения и кустарники. В степи особую группу представляют полукустарнички и кустарники. У этих растений одревеснивают лишь нижние многолетние части побегов, не отмирающие на зиму, верхние же травянистые части побегов ежегодно отрастают и отмирают. С увеличением сухости климата в степной зоне роль полукустарничков заметно возрастает. В ряде случаев они являются доминантами и основными строителями степных растительных сообществ. Большую роль в жизни степей и особенно полупустынь играют полукустарнички из рода полыней, тимьяна, астрагалов и прутняка. Развиваясь в течение вегетационного периода по очереди, виды растений снижают взаимную конкуренцию и равномерно используют ресурсы окружающей среды.

Факторы неживой природы - это свет, влажность, температура. Определяют своеобразие степных экосистем, два фактора, которые особенно важны для растений. Во-первых это дефицит влаги в течение большей части вегетационного периода, во вторых, высокие дневные температуры воздействуют на растения. Неблагоприятный для растений водный режим в степях обусловлен ограниченным поступлением воды с атмосферными осадками, недостатком ее в почве и потерей влаги в ходе транспирации при большой сухости воздуха и высоких температурах. Степные растения борются с засухой либо за счет изменения листовой пластинки, либо ксероморфизма.

Ксероморфизм - (ксерос - сухой, морфизм - форма, вид) совокупность анатомо-морфологических особенностей растений, приспособившихся к недостатку воды. Ксероморфизм выражается в уменьшении размера листьев и клеток, увеличении клеток, устьиц и сети жилок, что обуславливает повышение засухоустойчивости, а также в приспособлениях эпидермы к снижению транспирации (толстая кутикула, опушение).

Суккуленты - это растения, приспособившиеся жить в засушливых местах. (Слайд 8). У одних из них бывает всего лишь по нескольку редких листьев, другие усыпаны сочными, мясистыми листьями, а у третьих листьев нет вовсе. В листьях и стеблях эти растения запасают воду. (Слайд 9)

Работая с гербарием по заданному алгоритму. Постарайтесь определить, какие адаптации произошли у растений. Ваш помощник на уроке Словарик к уроку (Приложение 2)

Ответ по вашим исследованиям должен быть аргументирован и подтвержден описанием приспособлений.

(Время для работы 5-6 мин. Если у вас возникают вопросы, можете обратиться ко мне)

После выполнения работы проводится отчет групп

1 группа Дерновенные злаки (Слайд 10)

Ковыли основной вид растительности тувинских степей. Дерновины ковыля всегда несколько приподняты над уровнем почвы, что дает растению важные экологические преимущества в степи. Вокруг приподнятых дерновин образуются понижения, где скапливается скудная дождевая влага, которая просачивается к корням, не угрожая зоне кущения. Плотная скученность стеблей способствует формированию собственного микроклимата дерновины. Влага атмосферных осадков, попадая в плотную дерновину, удерживается ею, и предохраняет от иссушения молодые растущие побеги. К крупнодерновинным злакам относят многочисленные представители рода ковыль. Ковыли идеально приспособлены к жизни в степях.

Змеёвка растопыренная. Небольшой многолетний злак, 10-20 см высотой, с извилистым стеблем, образует густые растопыренные дерновинки. Вегетирует в основном осенью, поэтому змеёвковые степи лучше использовать в качестве осенних пастбищ. Хорошо поедается всеми видами скота, кроме верблюдов.

Житняк гребенчатый. Многолетний кустовой злак высотой 25-35 см, с пучком прикорневых листьев и широким растопыренным остистым колосом на безлистном стебле. Засухоустойчив, морозостоек В связи с низкорослостью и малой облиственностью является преимущественно пастбищным растением. До колошения хорошо поедается овцами, во время колошения и позднее - крупным рогатым скотом. Осенью развивает новые листья, которые сохраняются и на зиму

2 группа Эфемеры и эфемероиды (Слайд 11)

Все эфемероиды - многолетние растения. После того, как наземная часть засыхает, они не погибают. В почве сохраняются их живые подземные органы: у одних растений клубни, у других луковицы, у третьих - более или менее толстые корневища. Эти органы - вместилища запасных питательных веществ, главным образом крахмала. Именно за счет этого "строительного материала" так быстро и развиваются у эфемероидов весной стебли с листьями и цветами. Быстро образуются семена и распространяются.

Эфемероиды - многолетние травянистые растения, которые проходят полный сезонный цикл развития всего за 2-3 весенних недели.

Ирис Желтейший Сем. Касатиковые имеет толстое ползучее ветвистое корневище, расположенное под землёй и по внешнему виду имеет некоторое сходство с корнем. Ежегодно корневище образует надземные однолетние побеги, листья линейные, длиннозаостренные. Цветёт в мае и начало июня. Корневище ежегодно нарастает, растёт с одной стороны, где находится верхушечная почка, с другой стороны расположена старая часть корневища, которая постепенно отмирает. На корневище хорошо заметны узлы и междоузлие по которым можно определить возраст ириса, редуцированные листья в виде чешуй, боковые почки обычно мелкие. С помощью придаточных корней корневище укрепляется в почве. В нем откладываются питательные вещества и накапливается вода. Сырое корневище весит 5,6 г, а сухое 3,8 г.

Лук тонкий Сем. Луковые имеет укороченный подземный побег - луковицу, у которого есть укороченный стебель - донце, в почве укрепляется мочковатыми корнями. К донцу прикрепляются многочисленные сочные сближенные между собой чешуи, в них накапливается вода и питательные вещества. Чешуи - видоизмененные наружные листья, защищающие луковицу, на вершине донца есть верхушечная почка, из нее ранней весной развивается стебель с листьями, который заканчивается цветочной стрелкой. На листьях очень мало устьиц. При помощи их растение сообщается с внешней средой, происходит газообмен в процессе фотосинтеза и дыхания, испаряется лишняя вода, так как в степи водный режим ограничен, устьица редкие и экономно испаряют влагу. Ирис желтейший и лук тонкий - растения эфемероиды - это многолетние растения с коротким периодом развития.

Нередки в степи и эфемеры (Слайд 12) - однолетние травы, способные быстро пройти весь цикл своего развития за короткий, но благоприятный период, характеризующийся достаточным количеством тепла и влаги. Они переживают летний и зимний период в виде покоящихся в почве семян, которые прорастают ранней весной, давая молодые растения. Однолетние растения в степи представлены не только эфемерами. Целый ряд засухоустойчивых однолетников может развиваться здесь в течение всего вегетационного периода. Основу этой биологической группы составляют однолетние злаки.

3 группа Растения псаммофиты (Слайд 13)

В степной экосистеме есть интересные приспособления - это измененные жизненные формы - растения-подушки (ползучие растения (тимьян ползучий, лапчатка бесстебельная, полынь холодная) и розетковидиые растения (астрагалы, остролодочники). Растения сыпучих песков во всех климатических зонах имеют общие особенности морфологии и биологии. Эти растения закрепляют сыпучие пески. При перевыпасе на сухих песчаных почвах часто нарушается задерненность, что облегчает выдувание, перемещение песка при ветре.

Тимьян ползучий Семейство Губоцветные полукустарничек, образующий "латки" с приподнимающимися, невысокими многочисленными побегами. Листья черешковые, мелкие, цельнокройные, овальные. Соцветия головчатые, компактные. Чашечка резко двугубая, с короткой волосистой трубкой и неодинаковыми по длине зубцами. Растет на песчаных почвах. Листья мелкие, покрыты кутикулой, содержат эфирные масла. Это растение можно отнести к псаммофитам оно обитает как на песках, так и на остепненных участках и хорошо удерживает пески. Растения степных экосистем благодаря ряду приспособительных свойств и признаков способны переносить перегрев и обезвоживание.

Полынь холодная полукустарник высотой от 10 см. побеги покрыты тонкими прижатыми шелковистыми волосками. Многолетние деревянистые ветвистые побеги вместе с молодыми бесплодными облиственными образуют густую дерновину. Считается, что эфирное масло помогает самой полыни защищаться от жгучих лучей солнца. Эфирное масло полыни имеет сильные фитонцидные свойства - прекращает рост и вызывает гибель различных микроорганизмов.

Лапчатка бесстебельная многолетнее, травянистое растение. Укороченный главный стебель дает розетку прикорневых непарноперистых листьев по краям пильчато-зубчатых, сверху голые, снизу густо покрытых серебристо-шелковистыми волосками. Хорошо закрепляет пески в степях.

4 группа кустарники и полукустарники (Слайд 15)

Карагана Бунге. Ветвистый от основания и сильно колючий кустарник до 1,5 -2,0м высотой. Кора зеленовато-жёлтая. Прилистники твердеют и остаются в виде крепких загнутых вниз колючек. Листья непарно-перистые, из 2-4 пар листочков, последние обратно-овальные, плотные, как правило, серебристо-войлочно-опушённые. Поедается овцами и козами только однолетние побеги и цветы. Верблюды едят удовлетворительно лишь летом и осенью, в остальное время плохо. Чабаны указывают, что при поедании караганы Бунге скот часто ранит рот, поэтому некоторые из них считают её даже вредной.

Карагана блестящая или золотистая. Кустарник до 1,5-2,0м высоты. Сильноветвистый, с золотистой блестящей корой. Листочки перистые, узкие, линейные или линейно-ланцетовидные, веерообразно сидящие. Овцы и козы обкусывают только самые молодые, нежные побеги.

Карагана карликовая. Низкий (до 25-40 см) кустарник. Стебли с желтовато-бурой, гладкой корой и тонкими прутьевидными молодыми побегами желтоватого или красноватого цвета. Остающиеся черешки листьев превращаются в тонкие игольчатые палочки. Довольно мягкие и сочные молодые веточки поедаются мелким рогатым скотом хорошо круглый год, лишь зимой несколько хуже. Весной козы очень любят цветы караганы карликовой.

5. Опушение листовой пластинки Особенности растений степной экосистемы.

(Слайд 16) Панцерия шерстистая (Сем. Губоцветные имеет горизонтальное корневище, четырехгранный стебель, листья сильно опушены. Рассматривая их под лупой, видно, что они представляют эпидермальные выросты, покрывающие полностью растения, это опушение отражает тепловое излучение в условиях сильной солнечной освещенности, также предохраняют от резких колебаний температуры в дневное время, а в ночное защищает от холода, уменьшает испарение влаги.

Наблюдая за природными явлениями, в условиях Центральной Азии, скотоводы - кочевники выработали экологические традиции, которые способствовали их выживанию. Для сохранения степных растений и чтобы их не вытаптывал домашний скот, постоянно кочевали - пасли скот на различных пастбищах. Научились из войлока строить свое жилище юрту - жилище кочевника, которая покрыта войлокам, а как сделать войлок подсказала панцерия шерстистая. Юрта легка на вес, легко собирается с ней скотоводам легко кочевать. (Слайд 16)

Благодарность юрте.

В этот мир огромный - мир степей широких,
Рек неудержимых, гор, до звезд высоких,
В мир сердец открытых, в мир любви и света,
Из тебя я вышел. И тебе за это -
Кланяюсь я низко, старенькая юрта.
Но летят к гнездовьям птицы год от года,
Так и я - хранитель, продолжатель рода -
Прихожу к истокам дедовская юрта
А.Даржай.

Суккуленты - это растения, приспособившиеся жить в засушливых местах. (Слайд 17 ). У одних из них бывает всего лишь по нескольку редких листьев, другие усыпаны сочными, мясистыми листьями, а у третьих листьев нет вовсе. В листьях и стеблях эти растения запасают воду. Горноколосник пирамидальный Семейство толстянковые Горноколосник пирамидальный - двулетнее травянистое растение высотой 10-30 см. В первый год образуются округлые розетки 20-70 мм в диаметре; листья розетки мясистые, продолговатые с хрящеватым краем. На второй год из середины розетки вырастает ветвистый стебель с очередными ланцетными сидячими листьями. Соцветие - плотная многоцветковая кисть.

(Слайд 18) Одним из результатов естественного отбора, являющегося направляющей движущей силой эволюции, можно назвать развитие у всех живых организмов адаптаций - приспособлений к среде обитания.

(Слайд 19) "Эволюционный процесс - это прежде всего образование новых адаптаций, их накопление и координация" К.М. Завадский

Прошу обратить ваше внимание на экран. По результатам наших исследований сделаем общий вывод. Как могли сформироваться приспособления у растений используя эволюционную теорию Ч. Дарвина. На экране тест, необходимо указать правильную последовательность этапов формирования приспособлений у организмов, расположив буквы в соответствующем порядке.

(Слайд 20) Тест: Укажите правильную последовательность этапов формирования приспособлений у организмов, расположив буквы в соответствующем порядке.

А. В результате борьбы за существование и естественного отбора преимущественно выживают и оставляют потомство особи с изменениями, соответствующими среде обитания.

Б. Появление мутаций.

В. Сохранение из поколения в поколение особей с полезными в определенных условиях среды изменениями, что приводит к формированию приспособленности организмов.

Г. Борьба за существование с неблагоприятными условиями, а именно очень сухой и жаркий климат.

Д. Приспособления (адаптации) - результат отбора наследственных изменений, повышающих жизнеспособность организмов к конкретным условиям среды.

Правильный ответ: (Г Б В А Д)

(Слайд 21)Какую роль играет естественный отбор в формировании приспособлений (адаптаций)? (Естественный отбор выбирает наиболее приспособленные растения для степной экосистемы). Почему, данные адаптации мы не можем назвать абсолютными?

(Если растения степей перенести в другие климатические условия, то им необходимо адаптироваться в течение длительного времени).

Итог работы:

Какие мысли и чувства возникли у вас во время работы над решением проблемы?

На основании знаний, о движущих силах эволюции объяснить механизм возникновения приспособлений, пользуясь схемой ответа:

Среди растений, не имевших (приспособлений) в результате (борьбы за существование) появились растения с (адаптациями). В ходе борьбы за существование выживали (наиболее приспособленные). В результате шел естественный отбор и особи с (изменениями) выживали, а без изменений погибали. Возникали новые виды, имеющие (адаптации) (Слайд 22)

Какие адаптации имеют степные растения? (Слайд 23)

Формулирование вывода.

Что такое приспособленность? Почему любые приспособления целесообразны лишь в обычной для вида обстановке? Какую роль играет естественный отбор в формировании адаптаций? (Слайды 24 - 25).

Литературные источники.

1. А.А.Каменский, Е.В. Криксунов, В.В. Пасечник "Общая биология" 10-11 класс. Издательство ДРОФА Москва 2008

2.Словарь-справочник БИОЛОГИЯ для школьников. Издательство Екатеренбург У-Фактория 200з

3. А.П.Ошмарин, В.И. Ошмарина "Школьный справочник ЭКОЛОГИЯ". Издательство Ярославль "Академия развития" 1998

4.С.О.Ондар "Коэволюция степных экосистем. Издательство Кызыл ТувИКОПР СО РАН 2000

5. А.В. Куминова "Растительные сообщества Тувы". Издательство "НАУКА" Сибирское отделение Новосибирск 1982

6. Е.О.Фадеева, В.Г.Бабенко ЭКОЛОГИЯ "Организмы и среда их обитания" Практикум. Издательство НЦ ЭНАС Москва 2002

7. И.Д.Зверев "Практические занятия по экологии". Издательство Москва Просвещение 1998

8. Л.К. Аракчаа ЭКОЛОГИЯ. Тувинское книжное издательство Кызыл 2001

9. Определитель растений Тувинской АССР. Издательство "НАУКА" Сибирское отделение Новосибирск 1984