Тема: Еволюція прокаріотів.
Мета: розширити та поглибити знання про прокаріоти, їх особливості і функціонування; ознайомити із зміною газового складу атмосфери і її значення для розвитку живого.
Основні поняття і терміни: прокаріоти, залізобактерії, ціанобактерії, бактерії, біогенні геохімічні процеси, плазміди.
Обладнання: таблиці: "Бактерії", "Синьо-зелені водорості".
Тип уроку: засвоєння нових знань умінь та навичок.
Структура уроку:
1.Актуалізація опорних знань і умінь учнів…………………………2хв.
2.Мотивація навчальної діяльності ............................................... 3 хв.
3.Вивчення нового матеріалу ........................................................ 30 хв.
4.Закріплення вивченого матеріалу……….................................... 8 хв.
5.Домашнє завдання…………………………........................ ……. 2 хв.
Джерела інформації:
1. Берман 3. И., Зеликман А. Л., Полянский В. И., Полянский Ю. И. История зволюционньїх учений в биологии.— Л.: На¬ука, 1966.
2. Биологи: Биографический справочник.— К.: Наукова дум¬ка, 1984.
3. Верзилин Н. II., Верзи лин Н. М. Биосфера, ее настоящее, прошлое и будущее.— М.: Просвещение, 1976.
4. Вилли К., Детье В. Биология.— М.: Мир, 1974.
5. Гергиевский А. Б. Дарвинизм. М.: Просвещение, 1985.
6. Гершензон С. М. Основи современной генетики.— Киев.: Наук, думка, 1979.
7. Грант В. Зволюция организмов.— М.: Мир, 1
8. http://studcon.org/evolyuciya-prokariotiv-ta-bagatoklitynnyh-organizmiv?page=1
Хід уроку:
1Актуалізація опорних знань учнів.
Бесіда
1. Залишки яких живих істот відомі з архейської ери?
2. Які особливості еволюції прокаріот?
3. Чому прокаріотичні екосистеми мають обмежену здатність до саморегуляції?
4. Завдяки чому можливий горизонтальний (міжвидовий) транспорт генетичної інформації у прокаріот?
5. Які ери та періоди виділяють в історії Землі?
2.Мотивація навчальної діяльності.
У людства існує запитання :
- Які організми виникли першими еукаріоти чи прокаріоти?
- На це запитання ми постараємося дати відповідь на нашому уроці.
3 Вивчення нового матеріалу.
Життя зародилось в архейську еру. Оскільки перші живі організми ще не мали жодних скелетних утворів, від них майже нічого не залишилось у викопних рештках. Проте наявність серед архейських відкладів порід органічного походження – вапняків, мармуру, графіту та інших – підтверджує існування в цю еру примітивних живих організмів. Такими були одноклітинні одно ядерні організми (прокаріоти) : бактерії і синьозелені водорості.
Життя у воді було можливим завдяки тому, що вода захищала організми від згубної дії ультрафіолетового випромінювання. Саме тому море змогло стати колискою життя.
В архейську еру в еволюції органічного світу відбулися чотири великі ароморфози: з'явились еукаріоти, сформувався фотосинтез, виникли статевий процес і багатоклітинні організми. Поява еукаріотів пов'язана з утворенням клітин, які містять справжнє ядро (з хромосомами) і мітохондрії. Тільки такі клітини здатні ділитися мітотичне, що забезпечує їх стабільність і передачу генетичної інформації. Це стало передумовою виникнення статевого процесу.
Перші мешканці нашої планети були гетеротрофними і живились за рахунок органічних речовин абіогенного походження, розчинених у первісному океані. Прогресивний розвиток первісних живих організмів забезпечив появу нового ароморфозу в розвитку життя: виникнення автотрофних організмів, які для синтезу органічних сполук із простих неорганічних використовували сонячну енергію. Цілком зрозуміло, що хлорофіл виник не відразу. Спочатку з'явились простіше побудовані пігменти, які забезпечували синтез органічної речовини з неорганічних компонентів. Із цих пігментів утворився, мабуть, хлорофіл.
З часом органічні речовини, які утворилися в первісному океані абіогенним шляхом, почали вичерпуватись. З появою автотрофних організмів, насамперед зелених рослин, став можливим синтез органічних речовин з неорганічних сполук завдяки використанню сонячної енергії (космічна роль рослин), а отже, існування і подальший розвиток життя.
З виникненням фотосинтезу відбулася дивергенція органічного світу в двох напрямках, які відрізнялися способом живлення (автотрофні і гетеротрофні організми). Завдяки появі автотрофних фотосинтезуючих організмів вода й атмосфера почали збагачуватися на вільний кисень. Це стало передумовою появи аеробних організмів, здатних до ефективнішого використання енергії в процесі життєдіяльності. Нагромадження кисню зумовило утворення у верхніх шарах атмосфери озонового екрана, який не пропускав згубного для життя ультрафіолетового випромінювання. Це забезпечило можливість виходу життя на суходіл. Поява фотосинтезуючих рослин, у свою чергу, забезпечила можливість існування і прогресивного розвитку гетеротрофних організмів.
Виникнення статевого процесу зумовило появу комбінативної мінливості. І, нарешті, в цю еру від колоніальних джгутикових утворилися багатоклітинні організми. Виникнення статевого процесу і багатоклітинних організмів стало фундаментом для подальшого прогресивного еволюційного розвитку.
Розвиток життя в протерозойську еру. В протерозойську еру життя існувало також переважно в морі. Однак панували вже не прокаріоти, а зелені водорості (еукаріоти). У них з'являється розчленування тіла, що забезпечувало більшу поверхню всмоктування. Рештки фауни цієї пори нечисленні, але відомо, що вже тоді існували всі типи безхребетних. Важливим ароморфозом розвитку тіла тварин була поява двобічної симетрії. З нею пов'язані диференціювання тіла на передню і задню частини, спинний і черевний боки. На передній частині зосереджуються органи чуття, нервові вузли, а в тварин, що мають вищу організацію, – головний мозок. У цю еру в результаті ідіоадаптивних змін від найдавніших багатоклітинних організмів, що вели повзаючий спосіб життя і тому мали двобічну симетрію, виникли плоскі і круглі черви. Внаслідок нових ароморфозів та ідіоадаптацій від потемків найдавніших тварин, що мали двобічну симетрію, виникли молюски і кільчасті черви. Споріднені з кільчастими червами членистоногі. Від найдавніших тварин з двобічною симетрією виникли також голкошкірі і хордові, що мають низку подібних ознак, які виявляються в характері розвитку та утворення скелета, будові шкіри і відрізняються за цими ознаками від інших типів тварин. У протерозої з'явились і найдавніші хордові – безчерепні. Представником цих організмів у сучасній фауні є ланцетник.
На суходолі у вологих місцях могли існувати бактерії, синьо-зелені водорості, одноклітинні тварини. Вони були першими ґрунтоутворювачами.
Будова органел і інтерфазного ядра, що описана вище, характерна для клітин усіх тварин і більшості видів рослин та грибів. Ці організми дістали назву ядерних, або еукаріотів. Інша група організмів, менша за чисельністю і, мабуть, давніша за походженням, дістала назву прокаріотів (одно ядерних). До них належать бактерії та синьозелені водорості (їх відносять до царства Дроб'янки), в яких немає справжнього ядра та багатьох органел цитоплазми. Замість ядра у них є нуклеоїд (утвір, подібний до ядра). Він складається із сукупності нуклеїнових кислот і білків (серед них 90% ДНК і 10% припадає на білки і РНК), які лежать у цитоплазмі і не відділені від неї мембраною
Поділ клітин – основа розмноження та індивідуального розвитку організмів. Усі клітини багатоклітинного організму утворюються внаслідок розмноження (поділу) існуючих клітин. Поділ клітин відбувається шляхом мітозу (гр. mitos – нитка) та амітозу (точніше, поділ клітини супроводжується мітозом або амітозом; див. далі). Ріст організму і постійне самооновлення всіх його тканин і органів також пов'язані з процесом поділу клітин. Комплекс процесів, внаслідок яких з однієї клітини утворюються дві нові, прийнято називати мітотичним (клітинним) циклом. Він включає період власне мітозу, цитокінез (процес поділу цитоплазми між двома дочірніми клітинами) та інтерфазу. Інтерфаза передує поділу клітин і є досить важливим підготовчим періодом: 1) клітина виконує свою функцію; 2) синтезує необхідні речовини для наступного поділу.
Бактерії – прокаріоти, тому їх структура відрізняється від структури клітин рослин і тварин (евкаріотів). Бактерії не мають ядерної оболонки, мітохондрій та апарату Гольджі. Вони мають клітинну стінку, яка є лише в прокаріотів.
У бактеріальній клітині розрізняють такі основні частини: поверхневі структури, клітинну оболонку та цитоплазму з нуклеоїдом.
Деякі бактерії утворюють спори, містять включення та плазміди.
Поверхневі структури. До них відносять капсулу, джгутики, мікровійки. Наявність або відсутність їх є постійною ознакою для даного виду. Це враховують під час ідентифікації мікроорганізмів.
Капсула. Розрізняють мікро- та макрокапсулу, або слизовий шар.
Слизовий шар. Бактерії часто виділяють велику кількість слизу, котрий утворює навколо них пухкий шар.
Джгутики мають не всі мікроорганізми. За кількістю та розміщенням джгутиків мікроорганізми поділяють на такі групи:
- монотрихи – один джгутик розміщується на полюсі клітини (холерний вібріон) ;
- лофотрихи – пучок джгутиків розміщується на одному кінці (синьогнійна паличка) ;
- амфітрихи – пучок джгутиків розміщується на обох кінцях (спірили) ;
- перитрихи – джгутики розміщуються на всій поверхні клітини (сальмонели, ешерихії та ін.).
Такий поділ мікроорганізмів є досить умовним. Дані електронної мікроскопії свідчать про те, що монотрихи мають кілька джгутиків, а амфітрихи – це дві клітини монотрихів, що не повністю поділилися.
4.Закріплення вивченого матеріалу (Бесіда).
1. Залишки яких живих істот відомі з архейської ери?
2. Які особливості еволюції прокаріот?
3. Чому прокаріотичні екосистеми мають обмежену здатність до саморегуляції?
4. Завдяки чому можливий горизонтальний (міжвидовий) транспорт генетичної інформації у прокаріот?
5.Домашнє завдання.