Представлен конспект урока по биологии в 11 классе «Естественный отбор в вопросах и ответах», разработанный с целью формирования у учащихся системы знаний о естественном отборе и его роли в эволюции. На уроке используется мозговой штурм, французские мастерские, решение задач, виртуальный эксперимент.

Все присутствующие на уроке могут задавать друг другу вопросы и совместно искать на них ответы. Урок построен на вопросах и ответах.

Знания и умения, полученные на уроке, можно использовать на других предметах.

Цель: сформировать у учеников систему знаний о естественном отборе и его роли в эволюции.

Формируемые ключевые компетентности:

• Компетентность разрешения проблем;
• Мировоззренческая (развитие понимания ценности жизни, научного мировоззрения);
• Информационная компетентность (умение извлекать информацию, систематизировать, обрабатывать, делать вывод);
• Коммуникативная компетентность (умение представлять результаты обработки информации, умение донести информацию до слушателей);
• Исследовательская (владение методами исследования);
• Умение учиться (планирование, рефлексия, самооценка, самостоятельная работа);
• Личностная (рефлексия слабых и сильных сторон своей личности);
• Организационная (координация деятельности учеников для достижения цели);
• Социальная (готовность к сотрудничеству).

Учитель
Здравствуйте. Сегодня я предлагаю вам обсудить один из важнейших процессов в органическом мире - естественный отбор.
Наш урок будет называться «Естественный отбор» в вопросах и ответах.

Правило урока - Все присутствующие могут задавать друг другу вопросы и совместно искать ответы на них.

Ученик 1
Пусть эпиграфом к нашему уроку послужат слова Дарвина - Нет ничего более невыносимого чем безделье. И я предлагаю начать работу.

Ученик 1
Вашему вниманию я предлагаю детский стишок
Есть у меня шестёрка слуг
Проворных, удалых.
И всё, что вижу я вокруг
Всё знаю я от них
Они по знаку моему
Являются к нужде
Зовут их : Как и Почему
Кто? Что ?Когда и Где?
Р. Киплинг

Ученик 1
И сегодня мы обсудим следующие вопросы
ЧТО это такое?
КАК он происходит ?
ПОЧЕМУ это главный фактор эволюции?
КОГДА возникает борьба за существование?
КТО основоположник эволюционной биологии?
ГДЕ нам найти ответ на все эти вопросы?

Этот стишок и эти вопросы легли в основу Алгоритма нашего урока.

1. Понятие естественного отбора (Мозговой штурм);
2. Формы естественного отбора (Французские мастерские);
3. Факторы эволюции;
4. Количественная характеристика естественного отбора (Решение задач);
5. Механизм действия естественного отбора (Виртуальный эксперимент).

Ученик 1
Ответы на вопросы мы сможем найти в книгах, интернете,а главное в совместном диалоге. Кроме этого нам поможет наш гость-сам Чарльз Дарвин.

Дарвин
Главным моим наслаждением и единственным занятием в течении всей жизни была научная работа, которая позволяет забывать или совсем устраняет моё плохое самочувствие.
Ч. Дарвин

Не все знают что кроме книги «Происхождение видов» я ещё написал книгу «Выражение эмоций у человека и животных». И считаю одной из самых главных и важных эмоций это радость. Пусть сегодня это будет радость познания. Желаю вам сегодня удачи успешной работы и позитивного настроения.

Ученик 1
Итак давайте попытаемся дать определение. Что же такое естественный отбор? Я предлагаю вам такое определение. А вы как думаете? Запишите пожалуйста на листах и дополните мою схему. Молодцы! А какие формы естественного отбора существуют?

Ученики 2 и 3
Выделяют несколько форм естественного отбора.
Какие примеры вы можете привести?

Ученики 4, 5, 6, 7
Графики
Формы естественного отбора можно представить в виде графиков.

Ученик 2
Какой же вывод сделал Дарвин?
Предполагаемые ответы учеников.

Дарвин
Я сделал вывод:
Естественный отбор - это процесс выживания наиболее приспособленных к условиям окружающей среды организмов и гибель неприспособленных. Это основной движущий фактор эволюции всех живых организмов. К такому открытию пришли почти одновременно несколько ученых: В. Уэллс, Э. Блайт, А. Уоллес и Ч. Дарвин. Последний создал на основе естественного отбора целую теорию.

Движущие силы эволюции - это наследственная изменчивость, борьба за существование и естественный отбор. Определив движущие силы эволюции я обратился к анализу процесса размножения организмов. Все организмы оставляют большое, иногда многочисленное потомство. Даже медленно размножающиеся организмы потенциально способны оставить огромное число потомков.

И тогда я сделал вывод: в природе любой вид животных и растений стремится к размножению в геометрической прогрессии. Так ли это?

Ученик 6
Да это так. Этому посвящена целая глава «Быстрое размножение» в книге Перельмана «Живая математика» и я вам докажу это на примере (задача).

Ученик 7
Примеры

Дарвин
А как вы можете проанализировать данные таблицы "Рост численности популяций Альбатроса и Беркута"?

Ученик 8
Графики

Дарвин
Рассмотрите гистограмму роста численности деревенской ласточки. Во сколько раз численность каждого следующего поколения ласточки больше предыдущего? Какой закономерности подчиняется рост численности? При каких условиях возможен такой рост?
Ответы учеников.

Дарвин
Сравните данные о численности волнистого попугайчика и королевского пингвина. Какие выводы можно сделать?
Ответы учеников.

Дарвин
Противоречия между интенсивностью размножения и ограниченностью средств жизни приводят к борьбе за существование. Какой она бывает?

Ученик 9
Борьба за существование бывает 3 видов.
Я предлагаю вам привести примеры.
Запишите маркерами на листах и дополните мою схему.

Дарвин
Естественному отбору можно дать математическую характеристику с помощью которой определяется интенсивность гибели особей. Коэффициент естественного отбора и его эффективность. Предлагаю решить задачу.

ЗАДАЧА: Провели эксперимент. На зелёный покров выпустили 2400 особей обыкновенного богомола, имеющих 2 разновидности окраски – бурую и зелёную. Опыт показал что птицы поедают 75% бурых богомолов и 45% зелёных. Произведите расчёт и определите какое количество особей зелёной окраски погибает, т.е. определите коэффициент отбора.

Ученик 10
Кто может решить её?
Решение задачи.

Ученик 11
Теперь рассмотрим механизм действия естественного отбора приводящего к возникновению приспособлений в популяции вида бабочки берёзовой пяденицы.

Меланизм – это существование темно окрашенных (чёрных) форм
в популяциях животных.
Примеров меланизма множество: темно окрашенные леопарды (чёрные пантеры), хомяки, полёвки, божьи коровки, бабочки-монашенки.

Индустриальным меланизмом называется феномен повышения частоты меланистических форм, связанный во времени и пространстве с интенсивным развитием промышленности. Почему же именно березовая пяденица – «самая популярная бабочка мира»?

Причин много.

1. Березовая пяденица – это широко распространенный вид.
2. Березовая пяденица – вредитель березовых лесов.

Однако самая веская причина – хорошая изученность генетики этих насекомых.
Ведь естественный отбор – это не избирательная выживаемость фенотипов, а дифференциальное воспроизведение генотипов в популяциях.

Во второй половине XX в.
– светлые формы встречались в Англии (f. betularia) и Канаде (f. typica) в относительно чистых березовых лесах,
– чёрная форма (f. carbonaria) – встречалась в Восточной Англии (высокий уровень загрязнения окружающей среды),
– темно-серая форма (f. insularia) – в Южной Англии (умеренный уровень загрязнения).

Обозначения генов, аллелей и соответствующих вариантов окраски:
ген carbonaria: А – черная окраска, а – светлая окраска;
ген insularia: В – темно-серая, b – светлая окраска;
ген-модификатор С, контролирующий межаллельные взаимодействия А и а (полное или неполное доминирование А над а).

Ученики 12 и 13
Составим схему и сравним новую и прежнюю формы бабочек.

Ученик 1
Итак: Естественный отбор – это дифференциальное выживание и размножение особей, которые отличаются друг от друга генетически детерминированными признаками.

Более приспособленные к данным условиям среды особи оставляют больше потомков, чем менее приспособленные. Мы можем измерить относительную приспособленность особи долей её потомков среди особей следующего поколения и, следовательно, частотой ее аллелей, которые вошли в генофонд следующего поколения.

Дарвин
Я хочу сказать что... Наука заключается в такой группировке фактов, которая позволяет выводить на основании их общие законы и заключения.
Ч. Дарвин

Какие же общие выводы мы можем сделать?

Ученик 2
Здесь вы видите что представляет собой естественный отбор в современном понимании биологов.
Ключевые моменты вы можете записать себе в тетрадь.

Ученик 10
И с точки зрения математики.

Дарвин
Я начал с удовольствием следить за жизнью животных и в своей простоте удивлялся, как это каждый джентльмен не делается естествоиспытателем.
Дарвин

И сегодня я надеюсь вы нашли достойное применение своим математическим и другим знаниям. Предлагаю проверить свои знания в виде теста и письменной работы.

Все проходят к компьютерам.

Ученик 2
Спасибо всем за работу.
Домашнее задание - сравнить естественный и искусственный отбор.
Придумайте сами критерии. Составьте таблицу.

Ученик 1
Мы проделали большую предварительную работу и плодотворно поработали все вместе сегодня. Теперь мы сможем применить полученные знания и умения и на других предметах и в жизни.

Сегодня мы увидели как важно быть одной командой. Нам удалось изучить практически самостоятельно сложнейший вопрос биологии. Ещё раз спасибо всем за работу.