Методическая разработка урока биологии в 9 классе на тему "Физиологические адаптации"

Муниципальное казенное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа №12»

Урок биологии в 9 «Г» классе

на тему:

«Физиологические адаптации»

Подготовила учитель биологии

МКОУ «СОШ №12»

Абдулазизова Э.Х.

2018

Тема урока. Физиологические адаптации

Цель урока: закрепить понятие о приспособленности организмов к окружающей среде; показать разнообразие приспособленности организмов к среде обитания; развивать умения применять на практике полученные знания; активизация мыслительной деятельности учащихся на уроке; формирование навыков получения информации из различных источников, умения сопоставлять и анализировать изучаемый материал.

Метод обучения проблемный: чем отличаются изменения от приспособлений?

Почему организмы (виды) удивительно хорошо приспособлены к условиям окружающей среды?

Оборудование:  презентация «Приспособительные особенности организмов»; климатическая карта мира, презентация «Климатические условия разных широт»; образец таблицы для заполнения.

«Чтобы выжить, надо быстро изменяться» Л. Кэрролл («Алиса в Зазеркалье»)

Ход урока.

Пример 1.

На расчищенной от травы площадке блекло-бурого цвета ученые к колышкам привязали богомолов трех цветов – бурых, желтых, зеленых. За время опыта птицами было уничтожено 60% желтых, 55% зеленых и только 20% бурых богомолов, у которых окраска тела совпадала с цветом фона.

Аналогичные опыты были поставлены с куколками бабочки-крапивницы. В случае несоответствия окраски куколки окраске фона птицы уничтожали гораздо больше куколок, чем в случае совпадения фона с окраской.

Водоплавающие птицы в бассейне ловят преимущественно рыбу, окраска которой не соответствует цвету дна.

Вопросы для обсуждения:

1. Что удалось выяснить при помощи описанных опытов?

2. Что обеспечило выживаемость богомолов, куколок бабочек и рыб?

3. Как можно объяснить полученные учеными результаты опытов?

Пример 2.

Всем известно, что корни растений растут вниз, проникая вглубь почвы. Однако в джунглях Венесуэлы были обнаружены 12 видов деревьев, корни которых взбирались вверх по стволу. Что могло стать причиной «странного поведения» корней? (Варианты ответов школьников).

(Контрольный ответ для учителя: почва в этих местах содержит так мало питательных веществ, что корни приспособились вбирать ионы Са, Mg, К и др. элементов из стекающей по стволу дождевой воды. Чтобы подтвердить это предположение, исследователи искусственно повысили содержание минеральных веществ в стекающей воде. Рост корней после этого усилился).

Вопросы для обсуждения:

1. Что общего между данными примерами?

2. Что такое приспособленность?

3. Как вы думаете, Человек разумный как вид имеет приспособительные черты?

Карточка 1. В Южной Америке обитает около 10 видов ленивцев - строго древесных животных. Нормальное положение тела этих чрезвычайно медлительных существ - висячее, спиной вниз. В противоположность всем остальным млекопитающим, мех ленивцев на туловище направлен не со спины к брюху, а, наоборот, с брюха к спине. На рыхлом, похожем на сено меху часто поселяются водоросли, придающие животному зеленую окраску, что помогает ему скрываться в листве.

Карточка 2. Гусеницы пяденицы, уцепившись за ветку задними парами ног и отгибая остальную часть тела под углом к ней, уподобляются сучку. Некоторые богомолы цветом и формой тела похожи на те или иные части цветка, поэтому их называют цветочными.

Карточка 3. Английский энтомолог Брейди, изучавший поведение мухи цеце, пришел к выводу, что она нападает на любой движущийся теплый предмет, даже автомобиль. Не нападает муха только на зебру, которую воспринимает лишь как мелькание черных и белых полос.

Карточка 4. Жук-бомбардир вырабатывает химические вещества, которые при опасности поступают в воронкообразный отдел задней части его тела. Там начинается бурная реакция, и образовавшаяся неприятная жидкость, взрываясь, выбрасывается прямо на нападающего. Обычная шпанская мушка «награждает» хищника жидкостью, которая вызывает нарывы.

Карточка 5. Вдоль побережья австралийской провинции Квинсленд и около Сиднея обитает очень ядовитый осьминог. Хотя его размеры редко превышают 12 см, яда в нем достаточно, чтобы убить 10 человек.

Карточка 6. Некоторые животные в качестве защиты используют запах: североамериканский скунс способен выбросить струю дурно пахнущей жидкости на 3 м с поразительной точностью. Она может временно ослепить нападающего и определенно отучит его от повторного нападения на скунса.

Карточка 7. Покрытая предостерегающими полосками, но совершенно безобидная муха - журчалка извлекает нектар из цветка, как и медоносные пчелы, обладающие грозным жалом. Подражание журчалки не ограничивается окраской, но включает и поведение. Журчалки подражают звукам, издаваемым пчелами и осами, и, если их потревожить, угрожающе жужжат.

Карточка 8. Австралийская бородатая ящерица способна напугать самого храброго хищника. Она громко свистит, бьет хвостом и поднимает гребень так, что кажется в 4 раза больше, чем есть на самом деле.

Карточка 9. В некоторых случаях рыбы могут маскироваться под других животных, причем делают это коллективно. Например, маленькие морские сомики, обнаружив, что к ним приближается хищная рыба, сразу же группируются в своеобразное подобие клубка. Их головы оказываются в центре этого «архитектурного сооружения», а заостренные хвостики торчат наружу. Издали «клубок» напоминает колючего морского ежа, которого хищники предпочитают обходить стороной.

Карточка 10. В африканских саваннах живет небольшой подземный грызун - голый землекоп. Это странное, почти голое, лишенное шерстного покрова создание. Тем забавнее видеть торчащие в разные стороны вибриссы - на голове и на брюхе. Многочисленные чувствительные волоски помогают землекопам ориентироваться в огромных подземных лабиринтах, проложенных этими трудолюбивыми зверьками.

Карточка 11. Некоторые ежи используют выделения ядовитых жаб для смазывания своих иголок. Нападая на жабу, еж, прежде всего, кусает ее ядовитые околоушные железы, а потом отравленной слюной смазывает свои иголки. Коварные привычки усваиваются еще в детстве. Новорожденный, еще слепой ежонок слизывает с иголок матери ядовитую смазку и наносит ее языком на свои еще мягкие иголочки.

Карточка 12. Животные в минуту опасности нередко прибегают к разным уловкам: особенно часто это делают птицы - притворяясь ранеными, они отвлекают хищников от гнезд. Даже такие крупные животные как слоны способны обмануть хищников - они тоже притворяются, только мертвыми.

Однажды в джунглях Индии поймали дикого слона. Его привязали цепями. Вдруг слон упал на землю. Охотники старались его растолкать, но он лежал неподвижно. Они решили, что слон умер, сняли с него цепи и ушли. Слон вскочил на ноги и бросился бежать.

1. Повторение изученного материала (фронтальный опрос)

1. Какие основные формы приспособленности к окружающей среде существуют у животных?

2. Во время размножения самцы чаек имеют яркую окраску: отливают розовым, черным, зеленым цветом; самка окрашена значительно скромнее. Какое значение для птиц имеет такая окраска? Какая действует форма отбора?

3. Тюлень серый, а его детеныш белый. Почему?

4. Почему выживают насекомые, имеющие яркую окраску?

1. Изучение нового материала.

Соответствующие форма и окраска тела, целесообразное поведение обеспечивают успех в борьбе за существование только тогда, когда эти признаки сочетаются с приспособленностью процессов жизнедеятельности к условиям обитания, т.е. с физиологической адаптацией (должны быть приспособлены не только внешне, но и внутренне).

Вы прекрасно знаете, что климатические условия на земном шаре не одинаковы. Отчего это зависит? (неравномерное распределение тепла и влаги, угол падения солнечных лучей). Выделяют несколько климатических поясов. Какие? В каждом климатическом поясе есть характерные растения и животные, которые максимально приспособились к ним. Задача нашего урока выяснить, какие именно физиологические адаптации имеются у этих организмов.

Возьмем два диаметрально противоположных пояса – Арктический (Антарктический) и Экваториальный. После обсуждения мы заполним сравнительную таблицу

Антарктида. (просмотр слайдов о природе Антарктиды) - природные условия:

• низкие температуры (июля -16; января -48; полюс холода станция Восток -89,2) Почему так холодно? (маленький угол падения солнечных лучей; отражение света снегом; это самый высокий материк;

• мало осадков (100-250 мм) Почему? (высокое давление);

• сильный ветер (320 м/с) Почему? (на материке – высокое давление, над океаном – низкое; ветер из области высокого в область низкого)

Английский исследователь Моусен писал:

«Всем нам привычное слово «ветер» мало подходит для определения этого беснующегося воздушного потока насыщенного снегом, в котором воздух кажется плотным как вода. Два человека, не связанных веревкой, разойдясь на 5 шагов, могут больше не найти друг друга. Кричать бесполезно, так как рев урагана заглушает все».

Кто же из живых организмов может выжить в таких суровых условиях? Какие у них приспособления?

• Растения: диатомовые водоросли, лишайники, мхи. Приспособления: низкие, в виде подушек – противостоят ветрам; темноокрашенные – больше потребляется солнечного тепла и света; встречаются в оазисах и на побережье.

• Животные: криль (раки-черноглазки); синий кит, тюлени, касатка; 44 вида птиц, в том числе пингвин – символ Антарктиды. Большинство птиц гнездятся на побережье и образуют «птичьи базары». Зачем? (сохранение тепла и защита от нападений). Приспособления: наличие подкожного жира; жировая смазка шкуры и перьев; питание за счет моря; пища с большим содержанием белка; кроме того, тюлени (семейство Ластоногие) очень много времени проводят в воде; им нужно дышать атмосферным воздухом и в связи с водным образом жизни у них большое количество миоглобина (белка мышц), который способен в 10 раз больше связать кислорода, чем гемоглобин, что позволяет им долгое время находиться под водой.

Животные приспосабливались к таким суровым условиям в течение многих тысяч лет. А как же чувствует себя человек, попадая в такие экстремальные условия? Как ему защититься, какие опасности его подстерегают?

Две самые главные опасности подстерегают человека – мороз и солнце. Антарктида – страна жестокого солнца. Здесь шесть месяцев полярный день, чистый и прозрачный воздух, белый снег, который отражает солнечный свет, который бьет в глаза и можно даже временно ослепнуть. Защита – очки, солнцезащитный крем; нельзя оставлять открытые участки кожи.

Что делать, если новичок по неопытности получил ожог?

• специальный крем,

• эфир, слабый раствор спирта;

• ни в коем случае крем, масло, так как тепло будет оставаться внутри, а не уходить в окружающую среду и положение только усугубится).

Другая беда – мороз, который усиливается сильным ветром. Узнать, что пребывание на морозе не прошло бесследно, можно по белым пятнам, которые появляются на коже. Первые признаки обморожения – легкое покалывание и незначительные боли. При этом нужно как можно быстрее переместиться в теплое место и быстрее согреться – выпить горячего чая, бульона; белесые участки растереть мягкой тканью. Нельзя: растирать поврежденные места снегом или грубой материей (дополнительные микротравмы); согревать участки горячей водой (может быть омертвление кожи).

Как не замерзнуть?

• главное тепло одеться, лучше если по принципу «капусты» - в 3-4 слоя. Обувь должна быть свободной и непромокаемой, на ноги две пары носков – хлопчатобумажные и шерстяные;

• на улице обязательно двигаться;

• на открытые участки нанести жир или вазелин;

• не выходить на мороз голодным

• первый признак переохлаждения – легкая дрожь.

Экватор. Какие материки пересекает экватор? (просмотр слайдов)- природные условия:

• строго постоянный климат;

• повышенная влажность до 100 %

• количество осадков до 2000 мм/год

• температура января и июля +32

• часты ураганы

• малоплодородные почвы.

Чтобы завершить представление об экваториальном лесе – гилее – небольшой отрывок:

«Так что же такое гилея? Ослепительная красавица?! Да (первая минута). Подавляющий великолепием дворец?! Безусловно (первый день). Дикое нагромождение кричащих красок?! О, конечно (первая неделя). Зеленый ад! Ага, наконец-то! Ну теперь видно, что вы пересекли большой лесной массив под экватором и знаете, о чем говорите. Стоя спиной к зловещей черной стене леса, от которого до вас еще будут доноситься удушливые испарения, вы в первый раз выпрямитесь в полный рост и будете вдыхать полной грудью здоровый воздух саванны и жадно глядеть в даль»

Какие приспособления имеют растения и животные, живущие в этом климатическом поясе?

• Растения: высокую влажность создают ежедневные дожди. Растущие здесь растения могут усвоить лишь от 1/12 до 1/6 части воды. Часть выпавших осадков аккумулируют эпифиты, мхи, скапливается в пазухах листьев. Из-за многоярусности под пологом леса царит полумрак, лесные растения недолговечны. Поэтому на прогалинах после урагана деревья растут быстро, крона у них узкая и вытянута сильно вверх. Когда дерево достигает зрелого возраста, то разрастается несколько крупных ветвей. Насколько джунгли богаты деревьями, настолько они бедны с травой. Она не образует сплошного покрова; у одних стебли вьющиеся, у других – одресневевшие. Здесь нет кустарников, какие могут быть в средней полосе. Но это не значит, что пространство свободно. Наоборот, без топора здесь не сделать и шагу. Главные виновники – лианы, воздушные и придаточные корни. У деревьев влажных тропических лесов кора чаще всего гладкая и светлая. Почему? С гладкой коры дождевая вода стекает полностью, в шероховатой бы задерживалась и там могли бы происходить гнилостные процессы, поселяться грибы-разрушители. Светлая – чтобы отражались солнечные лучи и не нагревали ствол). Цветы, чтобы их легче розыскали насекомые, ярко окрашены и с сильным ароматом. Можем ли мы узнать сколько лет дереву по годичным кольцам? (нет, так как климатические условия постоянные). Возможность расти круглый год, способность «выхватывать» из почвы все ценное, что не унесла вода, позволяет даже на бедных почвах создавать огромную биомассу, рекордную для биосферы Земли.

• Животные: кажется и климат, и растительное изобилие способны прокормить несметные полчища животных, но их не видно. Можно целый день провести в джунглях и не увидеть животных крупнее мыши. Их действительно здесь немного. Особенно крупных. Почти все обитатели живут на деревьях – на стволах, кронах, могут ютиться возле корней. Перед крупными наземными животными, неспособными подниматься в верхнии этажи, стоят две важные проблемы: как передвигаться в хаосе зарослей и чем здесь питаться. Поэтому карликовость – приспособление к густым зарослям: копытные с собаку ( буйволы, антилопы, олени); медведи массой 65 килограмм (малайский или бируанг); хорошо приспособлены к жизни в джунглях свиньи; форма тела и масса крупных свиней и тапиров оказались удачной для жизни в джунглях. При таких размерах они еще не застревают в переплетениях лиан, а солидный вес помогает проламываться через заросли. У некоторых подземных грызунов приспособление к дебрям пошло путем увеличения размеров: капибара (водосвинка); пака и агути (напоминают крупных кроликов). В джунглях невыгодно быть слишком маленьким или слишком большим, присутствует золотая середина, что резко сокращает число естественных врагов, так как мало крупных хищников.

Существует несколько экологических закономерностей, объясняющих окраску, размеры животных в том или ином климатическом поясе.

• Правило Аллена: в более северных местах выступающие участки тела меньше, чем в южных районах; это принцип уменьшения теплоотдачи при сокращении отношения поверхности тела к объему.

• Правило Бергмана: у животных одного вида размеры тела больше в холодных частях ареала и меньше в более теплых; у более крупных отношение поверхности тела к объему меньше, чем у мелких, следовательно меньше расход энергии.

• Правило Глогера: в более теплых районах окраска более темная.

Какие меры необходимо предпринимать, например европейцу, попавшему в условия жаркого влажного климата?

• Первая проблема при повышенной влажности – затрудненное потоотделение, в результате этого может быть тепловой удар. Симптомы: слабость, сонливость, головная боль, тошнота, повышение температуры тела, может быть потеря сознания, рвота. Первая помощь: положить в прохладное место; обливать холодной водой, на голову положить грелку с холодной водой; поить холодным чаем, подсоленной водой.

• Вторая проблема – жажда. Наш ответ жаре – усиленное потоотделение. С потом некоторые теряют до полутора литров жидкости. Поэтому все время хочется пить. Только жидкость в этом случае испаряется в еще большем количестве, а жажда не отступает. Что делать? Первая помощь: пить воду нужно маленькими глотками, часто, всякий раз ненадолго задерживая во рту; на ходу стараться на пить вообще, с разгоряченного тела вода испаряется быстро и чувство жажды становится острее. Поэтому сначала – кратковременный отдых в тени, чтобы остыло тело, а потом – утоление жажды.

Вывод: строение живых организмов очень тонко приспособлено к условиям существования. Любой видовой признак или свойство носит приспособительный характер, целесообразный в данной среде, данных жизненных условиях.