ПЛАН-КОНСПЕКТ Тема: Естественный отбор - направляющий фактор эволюции. Цели:

ПЛАН-КОНСПЕКТ
МОУ средней школы № 49 г.о. Тольятти
учителя биологии
Карачковой Ольги Валентиновны
Тема: Естественный отбор - направляющий фактор эволюции.
Цели:
образовательная: показать актуальность биологических знаний, рассмотреть методы науки,
смоделировать процесс естественного отбора.
развивающая: продолжить формирование умений анализировать, выявлять причинно-
следственные связи, формировать выводы;
воспитательная: использовать биологические знания для развития научного мировоззрения,
гуманистических
принципов,
экологического
мышления;
показать
целесообразность
и
гармоничность возникающих приспособлений.
Задачи:
построить модель «хищник - жертва», популяции которых обитают в конкретной среде;
выявить взаимоотношения трех популяций хищников и пяти популяций жертв, обитающих в
конкретной среде.
Тип урока: урок-практикум (моделирование).
Приемы и методы обучения: моделирование, проблемный подход, дифференциация, игровые
моменты, творчество.
Оборудование: листы белой и пестрой бумаги; карточки с указанием номера группы учеников,
места обитания жертв и хищников, с названиями сообщества жертв и популяции хищников; банки с
семенами, плодами, макаронами; ножи, вилки, ложки; блюдца или чашки Петри; вопросники для
обсуждения результатов моделирования; миллиметровая бумага, фломастеры для вычерчивания
отчетных листов группы.
Ход урока
Деятельность учителя
Деятельность учеников
I. Организационный момент
Объяснение учителя:
Слушают объяснения учителя.
- Одним из ведущих общебиологических понятий является
Сидят за столами по 4-5 человек.
понятие движущие силы эволюции. Мы с вами начали
На столах разложены либо белая,
знакомиться с ними еще в курсе 8 класса. Осуществить
либо пестрая бумага,
глубокие, разносторонние наблюдения в природе, как это
моделирующая места обитания
делал Ч. Дарвин, нам не под силу, однако создать схему
популяций, ножи, ложки, вилки,
взаимоотношений различных популяций в конкретной среде, банки с плодами, макаронами,
т. е. построить модель, можно. Она наглядно выявит общие,
семенами, инструкции, отчетные
самые главные признаки естественного отбора как
листы, листы миллиметровой
направляющего фактора эволюции. Моделируя изменения,
бумаги.
происходящие в популяциях хищников и жертв, можно будет
сделать выводы о том, как хищничество вызывает
приспособительные изменения среди жертв и самих
хищников.
Для построения образной модели мы используем идею
американского ученого Бернарда Небела, адаптированную к
школьной программе в московских школах. В модель Б.
Небела входят пять популяций жертв и три популяции
хищников. Для наглядности в роли хищников выступают
столовые приборы, а в роли жертв - семена, плоды и
макаронные изделия.
Используемые нож, вилка и ложка, а также различные по
форме и цвету семена, плоды, макароны в модели
представляют собой генотипы взаимодействующих
организмов. Фенотипы учитывать в данном моделировании
невозможно, так как они определяются личностью «ребенка»,
а эта особенность не может учитываться, так как изменчива.
II. Моделирование процесса
Учитель инструктирует:
- Теперь непосредственно перейдем к процессу
моделирования. «Жертвы» высыпаются из банок на стол.
Учащиеся приступают к «охоте». В первой «охоте»
Ученики моделируют:
- работают группами по
инструктивной карте;
- подсчитывают число
«ЖЕРТВ» и «ХИЩНИКОВ»
- заносят результат в таблицу.
«хищниками» выступают один нож, одна вилка и одна ложка.
Длится каждая охота 30 секунд (под музыку). Всего проходит
три «охоты». После каждой оставшиеся «жертвы»
удваиваются. Это символизирует размножение «Хищники»
могут удваиваться («размножаться») только после того, как
«проглотят» больше 40 «жертв». После первой охоты во II
поколении могут появиться «дети» (это все выжившие или
«родившиеся» после первой «охоты»). Если «охота» была
неудачной и «хищнику» удалось «съесть» лишь 20-40 жертв,
ему хватает сил только для поддержания жизни, размножения
не происходит. При добыче меньше 20 «жертв» «хищник»
умирает от голода. Отловленных «жертв» «хищник» кладет в
свой «желудок» (блюдце) для подсчета результатов.
Результаты вносятся в отчетный лист, состоящий из двух
частей, и по нему строятся графики колебаний численности
«хищников» и «жертв» в четырех поколениях.
III. Анализ модели «хищник - жертва» в конкретной среде обитания
Варианты ответов на вопросы для обсуждения процесса
- Строят графики;
моделирования.
- отвечают на вопросы;
1. Популяции желудей, черемухи, фасоли белой и макарон
- готовят отчеты по
остались в меньшем количестве, чем были.
моделированию процесса;
2. В результате сильной конкуренции все «хищники»
- делают выводы.
вымерли.
3. Ограничивающими факторами для жертв стали: давление
со стороны «хищников», контрастность поля; наличие
убежищ; для «хищников» - ограниченность территории и
корма, то есть «жертв».
4. Чем больше «хищников», тем меньше «жертв». Чем
больше «жертв», тем меньше конкуренция между
«хищниками», большая вероятность выжить и размножиться.
5. «Жертвы» лучше сохранились в «убежищах». 6. Выше
оказалась гибель, так как было слишком большое давление
со стороны «хищников».
7. Борьба велась за корм, территорию, убежища.
8. Конкуренция снижалась за счет расселения, укрытия в
убежищах. Генотип «жертв» этому способствовал - округлая
форма, гладкая поверхность, большие размеры.
9. Борьба велась за пищу - «жертвы», за территорию.
10. «Хищники» или переспециализировались на другой
ресурс, или вымирали.
11. Ложка - не специализирована, употребляла более
доступных «жертв», загребала все подряд. «Вилка» специализирована. Ее объекты - преимущественно макароны
и фасоль пестрая. «Нож» специализирован лишь на крупных
жертвах плоской формы.
12. Ложка питалась практически всем подряд, что и
обусловило ее потенциальную выживаемость.
Ответы представителей групп иллюстрированы графиками, вывешенными на доске. В
составлении отчета принимает участие вся группа, поэтому оценивается также вся группа.
IV. Обобщение и заключение:
Таким образом, можно сделать следующий вывод:
-
колебания численности хищников отстают от колебаний
численности жертв;
-
снижение накала внутривидовой борьбы происходит вследствие уменьшения плотности
популяции, выедания «жертв», ухода «жертв» из популяции на другую территорию =>
голод «хищников» => смерть «хищников»;
-
снижение накала межвидовой борьбы происходит благодаря разделению ресурсов на доли;
-
в целом межвидовая борьба приводит к снижению численности побеждаемого вида;
-
выжившие популяции в ходе естественного отбора приобретают и закрепляют ценные для
них в данных условиях признаки и свойства.
Ученики записывают общие выводы по уроку в тетрадь.
V. Итог урока
Рефлексия. Дискуссионный момент. Соответствие полученных выводов поставленным задачам и
целям.
Совместно с учителем учащиеся оценивают степень достижения поставленной цели в начале урока
и отмечают наиболее активных участников, выставляют оценки за работу на уроке.
Домашние задание (творческое): придумать свои модели взаимоотношений различных
популяций в конкретной среде.
Приложения к уроку
ВОПРОСНИК
1. Игра началась при одинаковом числе особей каждого варианта «жертвы». Особей какого
варианта (генотипа) осталось больше, меньше, количество практически не изменилось, какие
варианты исчезли?
2. Игра началась при одинаковом числе особей каждого варианта «хищника». Как изменилась
численность особей каждого варианта (генотипа): осталось больше, меньше, практически не
изменилась, какие варианты исчезли?
3. Почему произошли изменения в популяциях «жертв» и «хищников»?
4. Как хищничество регулирует численность популяций «жертв»? Зависит ли успешность
охоты «хищника» от плотности популяций «жертв»?
5. Какое влияние оказывает наличие убежищ (складок, неконтрастных участков коврика) на
плотность популяции?
6. Что оказалось выше: рождаемость или гибель «жертв»?
7. За какие ресурсы велась внутривидовая борьба среди «жертв»?
8. Каким образом особи «жертв» снижали конкуренцию между собой?
9. За какие ресурсы велась внутривидовая борьба среди «хищников»?
10. Каков результат конкуренции популяций разных видов «хищников» за один ресурс?
11. Какие варианты специализации «хищников» вы наблюдали?
12. Стабильность
популяции «хищников»-ложек оказалась выше, чем других «хищников».
Какой принцип разделения ресурсов использовал этот «хищник»?
ИНСТРУКТИВНАЯ КАРТА № 1
ПРИЕМЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ
Моделирование производится следующим образом.
«Жертвы» высыпаются из банок на столы; вооружившись столовыми приборами,
учащиеся приступают к «охоте». В первой «охоте» «хищниками» выступают один нож,
одна вилка и одна ложка.
Длится каждая «охота» 30 секунд. Всего проходит три охоты. Охота может
проводиться под музыку.
После первой «охоты» (так же как и после каждой другой) оставшиеся «жертвы»
удваиваются. Например, если на поле обитания осталась одна фасолина, то ученики кладут
еще одну, если четыре - еще четыре и т. д. Это символизирует размножение. «Хищники»
могут удваиваться («размножаться») только после того, как проглотят больше 40 «жертв».
Таким образом, после первой охоты, то есть во II поколении, могут появиться «дети»: «сыннож», «дочь-вилка», «дочь-ложка». Детьми мы условно называем всех выживших или
родившихся после первой «охоты». Если «охота» была неудачной и «хищнику» удалось
съесть лишь 20-40 «жертв», ему хватает сил только для поддержания жизни (размножение
отсутствует). При добыче меньше 20 «жертв» «хищник» умирает от голода. Отловленных
жертв «хищник» кладет в свой «желудок» (чашку Петри) для подсчета результатов охоты.
Группа № 1
Сообщество
«жертв»
Генотип «жертв»
(популяции 1-5)
Плодово-
1. Семена тыквы (50 шт.)
разносемянное
2. Семена арбуза (50 шт.)
3. Костянки абрикоса (50 шт.)
4. Зерна кофе (50 шт.)
5. Семянки подсолнечника (50 шт.)
 250 шт.
Генотип «хищника»
1. Нож (1 шт.)
2. Вилка (1 шт.)
3. Ложка (1 шт.)
Поле охоты
Белое
Поле
обитания
Белое
ИНСТРУКТИВНАЯ КАРТА № 2
ПРИЕМЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ
Моделирование производится следующим образом.
«Жертвы» высыпаются из банок на столы; вооружившись столовыми приборами,
учащиеся приступают к «охоте». В первой «охоте» «хищниками» выступают один нож,
одна вилка и одна ложка.
Длится каждая «охота» 30 секунд. Всего проходит три охоты. Охота может
проводиться под музыку.
После первой «охоты» (так же как и после каждой другой) оставшиеся «жертвы»
удваиваются. Например, если на поле обитания осталась одна фасолина, то ученики кладут
еще одну, если четыре - еще четыре и т. д. Это символизирует размножение. «Хищники»
могут удваиваться («размножаться») только после того, как проглотят больше 40 «жертв».
Таким образом, после первой охоты, то есть во II поколении, могут появиться «дети»: «сыннож», «дочь-вилка», «дочь-ложка». Детьми мы условно называем всех выживших или
родившихся после первой «охоты». Если «охота» была неудачной и «хищнику» удалось
съесть лишь 20-40 «жертв», ему хватает сил только для поддержания жизни (размножение
отсутствует). При добыче меньше 20 «жертв» «хищник» умирает от голода. Отловленных
жертв «хищник» кладет в свой «желудок» (чашку Петри) для подсчета результатов охоты.
Группа № 2
Сообщество
«жертв»
Генотип «жертв» (популяции 1-5)
Фасолево-
1. Желуди (50 шт.)
макаронное
2. Фасоль пестрая средняя (50 шт.)
3. Фасоль белая мелкая (50 шт.)
4. Черемуха (50 шт.)
5. Макароны (50 шт.)
 250 шт.
Генотип «хищника»
Поле охоты
1. Нож (1 шт.)
2. Вилка (1 шт.)
3. Ложка (1 шт.)
Пестрое
Поле обитания
Пестрое
ОТЧЕТНАЯ ТАБЛИЦА
«КОЛЕБАНИЯ ЧИСЛЕННОСТИ «ЖЕРТВ»
0
18
36
50
33
1
16
32
50
27
0
23
46
50
45
0
5
10
После
размножени
я
32
осталось
50
убежало
32
съедено
16
Послеразмн
ожения
0
IV поколение
(«правнуки»)
осталось
34
III поколение
(«внуки»)
убежало
50
съедено
осталось
После
размножени
я
Семена
арбуза
Абрик.
косточки
убежало
Семена
тыкв
Семена
подсолн.
Кофе
съедено
Генотип
«жертв»
II поколение
(«дети»)
было
I поколение
(«родители»)
1
3
6
6
0
0
0
1
12
24
23
1
0
0
1
7
14
0
0
0
0
0
14
28
25
1
3
6
0
0
0
0
0
0
0
2
8
2
3
2
4
3
2
1
0
ОТЧЕТНАЯ ТАБЛИЦА
«КОЛЕБАНИЯ ЧИСЛЕННОСТИ «ХИЩНИКОВ»
Съел
Результат
Число особей
III поколение IV поколение
Результат
2
3
3 Умер
43 Размн.
92 Размн.
II поколение
Съел
1
Нож
Вилка
Ложка
Вилка-дочь
Вилка-дочь
Ложка-дочь
Ложка-дочь
Вилка-внучка
Ложка-внучка
Ложка-внучка
Ложка-внучка
Ложка-правнучка
Ложка-правнучка
Ложка-правнучка
Результат
Генотип
«хищника»
Съел
I поколение
4
5
6
7
8
18
Умерла
31 Осталась жить
89
Размн.
23 Осталась жить
4
43
20
18
Умерла
Размн.
Выжила
Умерла
3
ОТЧЕТНЫЕ ГРАФИКИ
Нож
Вилка
Ложка
Черемуха
Макароны
Фасоль
Фасоль пестрая
Желуди