О чем свидетельствует сходство зародышей разных позвоночных животных
Конспект урока по теме: «Сходства зародышей человека и других позвоночных как доказательство их эволюционного родства»
Выбранный для просмотра документ Конспект урока по теме.docx
Конспект урока по теме: «Сходства зародышей человека и других позвоночных как доказательство их эволюционного родства»
Дидактическая цель: Создать условия для формирования знаний о биогенетическом законе как одном из доказательств эволюционного родства позвоночных животных.
Выявить признаки сходства и различий зародышей разных групп позвоночных животных.
Доказать эволюционное родство между разными группами позвоночных животных.
Формировать навыки выполнения практических работ
Создать условия для развития воображения, речи, внимания, логического мышления;
Анализировать и систематизировать информацию, делать выводы.
Формировать научное мировоззрение.
Совершенствовать навыки самостоятельной работы.
Воспитывать интерес к культуре умственного труда,
Развитие культуры общения и рефлексивных качеств личности.
Технология: Проблемное обучение, ИКТ.
Тип урока: Комбинированный.
Методы: Изложения и восприятия учебной информации, частично – поисковый, наглядный.
Формы организации познавательной деятельности: Индивидуальная работа, работа в парах, опережающее обучение.
Оборудование: презентация, инструктивные карточки, информационные листы.
Актуализация опорных знаний:
Что называют онтогенезом?
Из каких периодов складывается индивидуальное развитие организма?
Какие этапы включает в себя эмбриональный этап развития?
Для каких организмов характерен такой тип развития?
Мотивация к изучению новой темы
Ребята, я предлагаю вашему вниманию изображение, глядя на которое вы должны попытаться сформулировать тему урока.
Запишите тему урока: «Сходства зародышей человека и других позвоночных как доказательство их эволюционного родства»
Цель урока: Систематизировать и дополнить знания о сходстве зародышей разных групп позвоночных животных.
Знать: 1. Признаки сходства и различий у позвоночных животных. 2. Биогенетический закон
Уметь: 1. Находить сходство и различия признаков у позвоночных животных.
2. Доказывать эволюционное родство между позвоночными животными и человеком
Учащиеся отвечают на поставленные вопросы.
Учащиеся предлагают темы урока.
Учащиеся записывают в тетрадях тему урока.
Слушают цели и задачи урока.
Учащиеся показывают свои знания по данной теме.
Изучение нового материала:
Как называется наука, которая изучает развитие зародышей?
(Эмбриология – наука о зародышевом развитии).
Из чего начинается развитие организма? ( из оплодотворённой яйцеклетки).
Исследования, проведённые эмбриологами, показали, что зародыши позвоночных животных относящихся к разным группам схожи.
Главные вопросы урока:
В чём проявляется схожесть зародышей?
О чём свидетельствует сходство зародышей?
Какие биологические законы были открыты на основании этого сходства?
Для того, чтобы ответить на эти вопросы, вы сейчас должны выполнить практическую работу.
У вас на столах лежат инструктивные карты, давайте разберем, из каких этапов состоит работа.
Выполнение практической работы.
Обсуждение результатов практической работы. Работа по вопросам:
1.В чём проявляется схожесть зародышей?
2.О чём свидетельствует сходство зародышей?
3.Какие различия наблюдаются у разных групп позвоночных?
На основании этих исследований были сформулированы биологические законы.
Заслушивание сообщения учащегося.
II закон – «Биогенетический закон». (Закон Геккеля-Мюллера)
каждое живое существо в своем индивидуальном развитии (онтогенез) повторяет в известной степени формы, пройденные его предками или его видом.
Учащиеся слушают учителя
Работают с инструктивными картами.
Выполняют практическую работу в тетрадях.
Учащиеся отвечают на вопросы и озвучивают результаты практической работы.
Учащийся выступает с сообщением.
Решение теста с одним правильным ответом.
1.Биогенетический закон был сформулирован:
А – Ч.Дарвиным; Б – К.Бэром; В – Шлейденом и Шваном;
Г – Мюллером и Геккелем.
2.Решающим эмбриологическим доказательством эволюции является:
А – сходство деления всех клеток организма;
Б – Сходство в строении скелетов всех позвоночных
В – Сходство ранних стадий эмбрионального развития
Г – Общность строения кровеносной системы позвоночных.
3.К какому закону относится формулировка «Чем более ранние стадии индивидуального развития сравниваются, тем больше сходства удается обнаружить»:
В – Закон зародышевого сходства.
4.Какие из признаков схожи между разными группами позвоночных животных:
А- двухкамерное сердце, жабры, хорда; Б – пищеварительная система, конечности, четырёхкамерное сердце. В – головной мозг, выделительная система.
5.О каком эволюционном доказательстве свидетельствует сходство зародышей разных групп позвоночных животных :
А – о палеонтологическом; Б – биогеографическом; В – эмбриональном.
Учащиеся в тетради самостоятельно решают тестовое задание.
Подготовить презентации Причины нарушений в развитии организма»
Выбранный для просмотра документ Лекционный материал.docx
Лекционный материал «Сходство зародышей представителей разных групп позвоночных – как свидетельство их эволюционного родства»
Исследования, проведённые учёными показали, общность происхождения всех многоклеточных животных, поскольку все они развиваются из одной оплодотворённой яйцеклетки.
Сходство зародышевого развития животных свидетельствует о единстве их происхождения.
В дальнейшем это сходство постепенно утрачивается, всё ярче начинают проявляться сначала признаки класса, затем отряда, семейства, рода и наконец, вида позвоночного животного.
Таким образом, в процессе индивидуального развития каждый вид повторяет своё историческое развитие.
Индивидуальное развитие организма (онтогенез). Причины нарушения онтогенеза
1. Дайте определения понятий.
Онтогенез – процесс индивидуального развития особи от начала ее существования до конца жизни.
Метаморфоз – процесс превращения личинки во взрослую особь.
Плацента – эмбриональный орган у всех самок плацентарных млекопитающих, некоторых сумчатых, живородящих хрящевых рыб, а также ряда других групп животных, позволяющий осуществлять перенос материала между циркуляционными системами плода и матери.
2. Какое биологическое значение имеет существование личиночной стадии развития в жизненном цикле некоторых животных? Ответ проиллюстрируйте конкретным примером.
Смысл существования личинок заключается в том, что они питаются другой пищей, и, таким образом, расширяется пищевая база вида. Например, питание гусениц (листья) и бабочек (нектар) или головастиков (зоопланктон) и лягушек (насекомые).
3. Заполните таблицу.
Типы онтогенеза
4. Сроки периодов онтогенеза у разных животных неодинаковы. Выскажите предположение, от чего они зависят. Приведите примеры.
У многих позвоночных большую часть своего существования особь находится во взрослом состоянии. У многих насекомых взрослая стадия – самая короткая и длится всего несколько часов, необходимых для оставления потомства. У примитивных животных личинки живут долго, накапливая необходимые вещества для размножения. Более развитые животные живут долго во взрослом состоянии, чтобы не только оставить потомство, но и передать свой жизненный опыт молодому поколению.
5. Рассмотрите рисунок, на котором изображен жизненный цикл многоклеточного животного она примере рыбы. Подпишите, что изображено под цифрами 1-9.
1 – взрослая самка
2 – взрослый самец
3 – гаметы
4 – оплодотворение яйцеклетки
5 – зигота
6 – икринка
7 – личинка
8 – малек
9 – молодая особь (неполовозрелая).
Какие из указанных на рисунке этапов относятся к эмбриональному периоду развития? 4, 5, 6.
Какие этапы относятся к постэмбриональному периоду? 7, 8, 9, 1, 2.
6. Каковы основные причины, вызывающие нарушения онтогенеза?
Нарушения онтогенеза могут вызвать многие факторы: это и неблагоприятные воздействия окружающей среды, влияющие на зародыш (химические вещества, радиация, прием лекарств, алкоголя и курение у человека), а также болезни и инфекции у матери.
Ход работы
1. Рассмотрите рис. 71 на стр. 191 учебника.
2. Выявите черты сходства зародышей человека с зародышами свиньи.
На ранних стадиях развития эмбрионы свиньи и человека имеют большое сходство. На более поздних стадиях зародыши все более и более отличаются по внешнему и внутреннему строению. Так, в ходе развития зародыша свиньи вначале появляются свойство позвоночных, затем – класса млекопитающих, и лишь потом свойства данного конкретного вида – свиньи.
3. Ответьте на вопрос: о чем свидетельствует сходство зародышей?
Сходство зародышей разных систематических групп свидетельствует об общности их происхождения.
8. Сформулируйте суть биогенетического закона.
Эмбрионы обнаруживают, уже начиная с самых ранних стадий, известное общее сходство в пределах типа.
9. У животных встречаются циклы развития с полным и неполным превращением. Чем отличаются эти типы развития? Приведите примеры животных, для которых они характерны?
Цикл развития с полным превращением включает с себя несколько личиночных стадий. Например, яйцо, гусеница, куколка, бабочка. Цикл развития с неполным превращением включает в себя только одну личиночную стадию. Например, икринка, головастик, лягушка.
Индивидуальное развитие человека. Репродуктивное здоровье человека
1. Дайте определение понятий.
Эмбриональный период развития – период, начинающийся с оплодотворения и представляющий собой процесс формирования сложного многоклеточного организма, в котором представлены все системы органов.
Постэмбриональный период развития – период, начинающийся с завершения эмбрионального и включающий в себя половое созревание, взрослое состояние, старость и заканчивающийся смертью.
Репродуктивное здоровье – состояние полного физического и социального благополучия, а не только отсутствие заболеваний репродуктивной системы, нарушения ее функций и/или процессов в ней, а также способность к воспроизведению.
2. Заполните таблицу.
Этапы индивидуального развития человека
3. Соотнесите органы и структуры организма человека с зародышевыми листками, из которых они формируются в процессе дифференцировки клеток. Внесите в таблицу соответствующие цифры.
1. Блуждающий нерв
2. Головной мозг
3. Желудок
4. Кровеносные сосуды
5. Легкие
6. Мышцы
7. Печень
8. Половые железы
9. Почки
10. Сердце
11. Скелет
12. Слюнные железы
13. Спинной мозг
14. Толстый кишечник
15. Эпидермис кожи.
5. Что понимают под здоровым образом жизни?
Здоровый образ жизни — образ жизни человека, направленный на профилактику болезней и укрепление здоровья.
Сходство зародышей. Биогенетический закон
Изучение эмбрионального и постэмбрионального развития животных позволило найти общие черты в этих процессах и сформулировать закон зародышевого сходства (К. Бэр) и биогенетический закон (Ф. Мюллер и Э. Геккель), имеющие огромное значение для понимания эволюции.
Все многоклеточные организмы развиваются из оплодотворенного яйца. Процессы развития зародышей у животных, относящихся к одному типу, во многом сходны. У всех хордовых животных в эмбриональном периоде закладывается осевой скелет — хорда, возникает нервная трубка. План строения хордовых животных также одинаков. На ранних стадиях развития зародыши позвоночных чрезвычайно сходны (рис. 24).
Эти факты подтверждают справедливость сформулированного К. Бэром закона зародышевого сходства: «Эмбрионы обнаруживают, уже начиная с самых ранних стадий, известное общее сходство в пределах типа». Сходство зародышей служит свидетельством общности их происхождения. В дальнейшем в строении зародышей проявляются признаки класса, рода, вида и, наконец, признаки, характерные для данной особи. Расхождение признаков зародышей в процессе развития называется эмбриональной дивергенцией и отражает эволюцию той или иной систематической группы животных.
Большое сходство зародышей на ранних стадиях развития и появление различий на более поздних стадиях имеет свое объяснение. Изучение эмбриональной изменчивости показывает, что изменчивы все стадии развития. Мутационный процесс затрагивает и гены, обуславливающие особенности строения и обмена веществ у самых молодых эмбрионов. Но структуры, возникающие у ранних эмбрионов (древние признаки, свойственные далеким предкам), играют весьма важную роль в процессах дальнейшего развития. Изменения на ранних стадиях обычно приводят к недоразвитию и гибели. Напротив, изменения на поздних стадиях могут быть благоприятными для организма и потому подхватываются естественным отбором.
Появление в эмбриональном периоде развития современных животных признаков, свойственных далеким предкам, отражает эволюционные преобразования в строении органов.
В своем развитии организм проходит одноклеточную стадию (стадия зиготы), что может рассматриваться как повторение филогенетической стадии первобытной амебы. У всех позвоночных, включая высших их представителей, закладывается хорда, которая далее замещается позвоночником, а у их предков, если судить по ланцетнику, хорда оставалась всю жизнь.
В ходе эмбрионального развития птиц и млекопитающих, включая человека, появляются жаберные щели в глотке и соответствующие им перегородки. Факт закладки частей жаберного аппарата у зародышей наземных позвоночных объясняется их происхождением от рыбообразных предков, дышавших жабрами. Строение сердца человеческого зародыша напоминает в этот период строение этого органа у рыб.
Подобные примеры указывают на глубокую связь между индивидуальным развитием организмов и их историческим развитием. Эта связь нашла свое выражение в биогенетическом законе, сформулированном Ф. Мюллером и Э. Геккелем в XIX в.: онтогенез (индивидуальное развитие) каждой особи есть краткое и быстрое повторение филогенеза (историческое развитие) вида, к которому эта особь относится.
Биогенетический закон сыграл выдающуюся роль в развитии эволюционных идей. Большой вклад в углубление представлений об эволюционной роли эмбриональных преобразований принадлежит А. Н. Северцову. Он установил, что в индивидуальном развитии повторяются признаки не взрослых предков, а их зародышей.
Филогенез рассматривается теперь не как смена последовательностей ряда взрослых форм, а как исторический ряд отобранных естественным отбором онтогенезов. Подвергаются отбору всегда целые онтогенезы, и только такие, которые, несмотря на воздействие неблагоприятных факторов среды, выживают на всех стадиях развития, оставляя жизнеспособное потомство. Таким образом, основу филогенеза составляют изменения, происходящие в онтогенезе отдельных особей.
Палеонтологические доказательства. Сопоставление ископаемых остатков из земных пластов разных геологических эпох убедительно свидетельствует об изменении органического мира во времени. Данные палеонтологии дают большой материал о преемственных связях между различными систематическими группами. В одних случаях удалось установить переходные формы, в других — филогенетические ряды, то есть ряды видов, последовательно сменяющих один другого.
Ископаемые переходные формы:
а) археоптерикс — переходная форма между птицами и рептилиями, обнаруженная в слоях Юрского периода (150 млн лет назад). Признаки птиц: задние конечности с цевкой, наличие перьев, внешнее сходство, крылья. Признаки рептилий: длинный хвост, состоящий из позвонков, брюшные ребра, наличие зубов, кости на передней конечности;
б) псилофиты — переходная форма между водорослями и наземными растениями.
Филогенетические ряды. В. О. Ковальский восстановил эволюцию лошади, построив ее филогенетический ряд (рис. 25).
Эволюция лошади охватывает довольно большой промежуток времени. Древнейший предок лошади относится к началу третичного периода, тогда как современная лошадь — к четвертичному периоду. Виды рода Эвкус были маленькими лесными животными высотой 30 см. Они имели по четыре пальца на ногах, что облегчало хождение и бег по топкой почве лесных болот. Судя по зубам, эти животные питались мягкой растительной пищей. Относятся они к нижнему эоцену Северной Америки. За этой формой следуют среднеэоценовые орогиппусы, у которых на передних ногах были еще развиты четыре пальца. В среднем эоцене появляется эпигиппус, у которого четвертый палец уменьшен. В олигоцене жил потомок предыдущих форм — мезогиппус. У него на ногах сохраняются лишь три пальца, причем средний палец развит заметно сильнее остальных. Рост животных достигает 45 см.
Начинают появляться изменения в зубной системе. Бугорчатые передние зубы эогиппусов, приспособленные к мягкой растительной пище, превращаются в зубы с бороздками. Эволюция затрагивает и коренные зубы, они становятся более приспособленными к грубой степной растительной пище. В верхнем олигоцене мезогиппус уступает место целому ряду форм: миогшгаус, а в нижнем миоцене — пара-гиппус. Парагиппус является родоначальником следующего этапа лошадиного ряда — мерихиппуса. Мерихиппусы были, несомненно, жителями открытых пространств, причем у разных видов этого рода шел процесс укорочения боковых пальцев: у одних видов пальцы были длиннее, у других — короче, приближаясь в последнем случае к быстроногим однопалым лошадям.
Наконец, у плиогиппуса, жившего в плиоцене, этот процесс заканчивается образованием новой формы, древней однопалой лошади — плезиппуса. По форме и размерам последний близок к современной, известной с плейстоцена лошади.
Возникнув в Америке, современная форма лошади затем проникает в Евразию в числе нескольких видов. В конечном счете все американские лошади вымерли, а европейские уцелели и затем вторично попали в Америку. На этот раз они были завезены сюда европейцами в начале XVI в. Таким образом, эволюция лошадей убедительно показывает процесс эволюции, ведущий к возникновению новых видов путем преобразования их предков.
Тема: Выявление и описание признаков сходства зародышей человека и других позвоночных как доказательство их родства
Практическое занятие № 5
Тема: Выявление и описание признаков сходства зародышей человека и других позвоночных как доказательство их родства.
Цель: Рассмотреть и выявить черты сходства и отличия зародышей позвоночных на разных стадиях развития
Оборудование: Плакаты, таблицы
Краткие теоретические сведения
Эмбриология — наука об индивидуальном развитии организмов.
В 1828 г. Карл фон Бэр сформулировал закономерность, которую называют Законом Бэра:
«Чем более ранние стадии индивидуального развития сравниваются, тем больше сходства удается обнаружить».
II закон – «Биогенетический закон». (Закон Геккеля-Мюллера)
«Каждое живое существо в своем индивидуальном развитии (онтогенез) повторяет в известной степени формы, пройденные его предками или его видом».
1.Прочитайте статью « Данные эмбриологии»
Легко установить родство между организмами при сравнении их эмбриональных стадий развития.
Оказывается. Любой организм в своём индивидуальном развитии повторяет стадии развития предковых форм.
В эмбриогенезе у всех позвоночных закладывается хорда, которая у ланцетника остаётся на всю жизнь, а у всех позвоночных в дальнейшем замещается позвоночником.
В возрасте нескольких недель зародыши человека и других млекопитающих обнаруживают многие черты сходства с рыбами.
По бокам шейного и головного отделов развиваются жаберные борозды. Кровеносная система сходна с характерной для рыб: двухкамерное сердце, хвостовая артерия, кровеносные сосуды в составе шести дуг аорты, подходящие к жаберным дужкам. А также общая форма тела зародыша, хвост, жаберные борозды, нитевидное продолжение заднего отдела спинного мозга.
На следующей стадии наблюдается сходство с земноводными: сюда относятся плавательные перепонки, развивающиеся между пальцами у человеческого зародыша. В нижней части стенки живота человека унаследованы от земноводных сухожильные перетяжки прямых мышц, седалищную артерию (ветвь нижней ягодичной артерии, унаследованную от древних амфибий).
У некоторых взрослых людей можно обнаружить в скелете запястья свободную центральную косточку, характерный признак строения земноводных предков.
В обонятельном отделе человек унаследовал от земноводных часть, называемую якобсоновым органом: он развивается к пятому месяцу утробной жизни в виде канала, идущего из носовой полости в ротовую. Хотя в конце утробного развития этот орган и редуцируется, но его все же можно найти у взрослого человека в виде короткого, слепо оканчивающегося канальца, к которому подходят окончания специальных нервов.
И наконец, остаток мигательной перепонки в виде так называемой полулунной складки, во внутреннем углу глаза. Этой складке соответствует хорошо развитая у современных земноводных, пресмыкающихся и птиц мигательная перепонка. Среди млекопитающих мигательная перепонка подверглась сильной редукции, особенно у китообразных и большинства приматов, но значительно развита, например, у кроликов, кошек и некоторых обезьян.
От пресмыкающихся человек унаследовал ряд признаков, которые обнаруживаются преимущественно в утробный период, например, в развитии головного мозга, в строении и характере причленения конечностей у плода нескольких месяцев.
О родстве человека с низшими млекопитающими свидетельствуют и другие примитивные черты, обнаруживающиеся в его онтогении. Например, у человеческого шестинедельного зародыша формируются зачатки нескольких пар молочных желез вдоль млечных линий. По всему телу (кроме ладоней и подошв) развивается довольно густой, хотя и мелкий волосяной пушок (лануго). В ротовой полости на мягком нёбе образуются валики, характерные для обезьян, хищных и других млекопитающих.
В возрасте 1,5-3 месяцев заметно выражен хвостовой отдел, в котором можно обнаружить и конечный отдел зачаточного позвоночного столба с 8-9 закладками позвонков. К концу этого срока наружный отдел хвоста редуцируется. Во внутреннем участке хвостового отдела сохраняется 4 (от 6 до 2) позвонка, сросшись, образуют копчик.
Сходство с зародышами антропоидов сохраняется наибольшее время. В процессе развития зародыша общие признаки, присущие типам и классам животных, проявляются раньше, чем особенности рода и вида. Эта закономерность является общей в развитии зародышей позвоночных животных и получила название биогенетического закона. Сходство на ранних стадиях развития зародыша человека и животных объясняется тем, что человек прошел сложный путь исторического развития, продолжавшийся миллионы лет. Этот путь в основных чертах отражается в развитии человеческого зародыша.
Таким образом, в процессе индивидуального развития каждый вид повторяет своё историческое развитие.
2.Запишите этапы развития человека.
1. Развитие начинается с оплодотворения.
2. Возникшая зигота дробится.
3. Образуются стадии: морула, бластула, гаструла.
4. Ткани образуются из эктодермы, энтодермы, мезодермы.
5. Закладываются жаберные щели, как у зародышей рыб, на 18-20 день развития.
6. Сердце вначале в виде трубки с пульсирующими стенками.
7. Формируется клоака.
8. 1,5—3-месячный зародыш имеет хвост, как у хвостатых обезьян.
9. Головной мозгу 1,5-3-месячного зародыша человека состоит из 5 мозговых пузырей, как мозг рыб.
10. Нервная система вначале в виде трубки на спине.
11. 5—6-месячный эмбрион имеет рунный волосяной покров. Зародыш долго имеет выраженный копчиковый отдел. У зародыша имеется несколько пар сосков (полимастия).
12. У 1,5—2-месячного зародыша большой палец ноги короче других пальцев и расположен под углом, как у обезьян.
13. Сроки беременности человекообразных обезьян и человека одинаковые.
3. Рассмотрите рисунок
4.Результаты анализа черт сходства и отличия занесите в таблицу.
Таблица: Черты сходства и отличия зародышей позвоночных на разных стадиях развития