Усі уроки біології 10 клас - Р. С. Євсеєв 2018

Біорізноманіття
Систематика - наука про різноманітність організмів. Принципи наукової класифікації організмів

Цілі уроку:

освітня: розглянути поняття «систематика», «номенклатура», «класифікація», «філогенетична систематика»; ознаки природних та штучних систем живого світу; навчити принципів сучасної біологічної систематики; з'ясувати переваги та недоліки різних підходів до систематики;

розвивальна: проаналізувати класичні та сучасні методи та підходи до встановлення філогенезу різних систематичних груп; навчити встановлювати ієрархічні та еволюційні зв'язки між таксонами різних рангів;

виховна: виховувати бережливе ставлення до біорізноманіття в живій природі.

Обладнання і матеріали: схеми, що ілюструють різні принципи класифікації організмів — від класичних до сучасних.

Базові поняття і терміни: систематика, номенклатура, класифікація, філогенетична систематика.

Тип уроку: засвоєння нових знань.

Ключові компетентності: спілкування державною мовою, наукове розуміння природи, здатність застосовувати його в практичній діяльності.

Хід уроку

I. ОРГАНІЗАЦІЙНИЙ ЕТАП

II. АКТУАЛІЗАЦІЯ ОПОРНИХ ЗНАНЬ І МОТИВАЦІЯ НАВЧАЛЬНОЇ ДІЯЛЬНОСТІ УЧНІВ

Питання до бесіди

1. Які групи живих організмів ви знаєте?

2. Які систематичні категорії ви вивчали в курсі біології?

3. Навіщо потрібно систематизувати живі організми?

ІІІ. ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

Розповідь учителя з елементами бесіди

1. Біологічна систематика живого світу: завдання, методи дослідження, значення

У наш час відомо понад 1,24 млн видів живих організмів. Крім того, існує чимало вимерлих видів. За підрахунками вчених, їхня кількість може бути у десятки разів більша за існуючі.

Біологічна систематика — наука, що вивчає різноманіття всіх існуючих та вимерлих організмів і створює їх логічну впорядковану систему.

Основними завданнями систематики є:

• розподіл живих організмів за групами;

• найменування та опис цих груп;

• побудова з цих груп узагальнюючої класифікації організмів.

Відповідно до цього систематика має три розділи:

• таксономія: наука про об’єднання живих істот у групи на основі аналізу притаманних їм ознак;

• номенклатура: система правил найменування живих організмів;

• система органічного світу: встановлює спорідненість організмів в історичному плані й хід історичного розвитку живих організмів загалом та окремих систематичних груп.

Методи систематики:

• порівняльно-морфологічний: базується на порівнянні морфологічних ознак організмів;

• порівняльно-анатомічний, ембріологічний, онтогенетичний: вивчають схожість та відмінність у будові тканин, особливості утворення нових клітин, запліднення і розвитку зародка, формування органів;

• порівняльно-цитологічний та каріологічний: аналізують будову клітин, ядра (за числом і морфологією хромосом);

• біохімічний: вивчає хімічний склад клітин, тканин, організмів;

• палеонтологічний: допомагає відтворити за викопними рештками еволюцію певних видів, історію їхнього розвитку, встановити спорідненість між великими систематичними одиницями —відділами, класами, рядами.

Значення систематики: опис і впорядкування різноманітних існуючих і вимерлих видів, розподіл їх на певні систематичні групи, створення можливості орієнтування в їх чималій кількості.

2. Поняття про штучні (формальні) та природні (філогенетичні) системи живого світу

Всі системи класифікації живих організмів можуть бути розділені на природні (філогенетичні) і штучні (формальні).

До штучних належать такі, що побудовані на основі однієї або кількох довільно обраних ознак. У таких системах класифікація видів ґрунтується лише на ступені їх подібності й не враховується історична спорідненість різних таксонів. Штучні системи створюють через нестачу даних про історичний розвиток, будову, екологічні особливості певних груп організмів.

До природних систем належать такі, що базуються на комплексі значущих ознак. це системи організмів, у яких класифікація видів ґрунтується на їх ступені подібності та відображає філогенетичну спорідненість між систематичними групами.

3. Бінарна номенклатура. Історія розвитку систем класифікації організмів

1) Перші спроби класифікації

Перші відомі спроби класифікації живих організмів відомі з Давньої Греції. Аристотель і Теофраст (IV ст. до н. е.) розділяли живі організми на дві групи: рослини і тварини. Рослини були розділені ними на трави та дерева, тварини — за середовищами існування: водні, тварини суходолу та ті, що опанували повітря, а також на групи з «гарячою» та «холодною» кров’ю. Так з’явилася перша природна система, яка відбивала впорядкованість, що є у природі.

2) Морфологічні системи

Основи наукової класифікації живих організмів заклав шведський лікар та натураліст Карл Лінней. У своїй праці «Система природи» (1735) він розділив природу на три царства: мінеральне, рослинне і тваринне, приєднавши людину до системи тварин. Лінней описав близько 3500 видів живих організмів і зробив застосування бінарної номенклатури (латинська назва з двох слів: назви роду та видового епітету) обов’язковим. Він встановив суворе підпорядкування між рівнями класифікації, використавши лише чотири рівні: класи, ряди, роди та види.

3) Морфо-фізіологічні системи

1848 р. німецький фізіолог і зоолог Карл Зібольд з’ясував, що рослини і тварин відрізняються не тільки морфологічно, а і за способом живлення, і що наявність хлорофілу — основна ознака рослини.

4) Еволюційні системи

1868 р. німецький зоолог створив концепцію еволюційної таксономії. Природною він вважав систему, що описує хід еволюції.

За пропозицією британського натураліста Джона Хогга він встановив царство Протисти, що об’єднало всі відомі до того часу одноклітинні та колоніальні організми (включаючи бактерії, водорості й найпростіших).

1925 р. за пропозицією французького біолога Едуарда Шаттона було утворено нове царство — Дроб’янки.

1938 р. Херберт Коупленд розробив систему органічного світу, що включала чотири царства: Дроб’янки, Протисти, Рослини та Тварини.

У 1959-1965 рр. американський еколог Роберт Уайттейкер виділив гриби в самостійне царство.

1960 р. канадський мікробіолог Роджер Станіер та американський біохімік Корнеліус ван Ніл запропонували об’єднати протистів, рослини, гриби та тварин у надцарство Ядерні (або Прокаріоти), а для дроб’янок створити царство Доядерні (або Еуаріоти).

1965 р. зоолог, еколог і генетик Микола Воронцов об’єднав усі зазначені вище царства в імперію Клітинні, а для вірусів створив імперію Неклітинні.

5) Сучасні системи: таксономічна революція

Для розв’язання протиріч, що містили попередні системи, сучасні дослідники пропонують використовувати більш надійні критерії, а саме особливості клітинних структур, які, завдяки консерватизму, надійніше вказують на походження організму. Це стало можливим завдяки успіхам електронної мікроскопії та молекулярної біології.

За результатами досліджень американського мікробіолога Карла Везе (1985), дослідників Дж. Уолтерса та В. А. Ердманна (1988), Томаса Кавальє-Сміта (1993, 1998, 2003) додатково до існуючих царств Гриби, Рослини і Тварини були встановлені царства Археозої (еукаріоти, що не мають типових мітохондрій — метамонади та міксоспорідії), Хромісти (бурі, діатомові та деякі інші водорості, несправжні гриби і деякі тваринні джгутиконосці) та Протозої (евглени, трипаносоми, слизовики та альвеоляти — інфузорії, споровики та дінофіти). Нові царства об’єднані не способом живлення або рівнями організації. їх об’єднує лише спільність походження, яке було доведено шляхом секвентування ДНК, а також консервативні деталі ультраструктури клітин.

У 2005-2012 рр. встановилася сучасна система органічного світу. її запропонувала міжнародна група дослідників під керівництвом голови комітету із систематики та еволюції Міжнародного протистологічного товариства Сайни Едла. Систематика була уточнена працями Фабьєна Бурки та інших дослідників (2014-2016). Структура така:

Клітинні організми поділяються на три домени:

• Археї;

• Бактерії;

• Еукаріоти.

У свою чергу, еукаріоти розділені на п’ять основних супергруп:

• Екскавати;

• Амебозої;

• Опістоконти;

• Архепластиди;

• SAR.

IV. УЗАГАЛЬНЕННЯ, СИСТЕМАТИЗАЦІЯ Й КОНТРОЛЬ ЗНАНЬ І ВМІНЬ УЧНІВ

1. Що таке систематика? Які її завдання та методи?

2. Які вчені зробили внесок у створення системи живих організмів?

3. Які основні сучасні систематичні категорії?

V. ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

Опрацювати відповідний параграф підручника.





Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити