Конспект уроку з біології в 11 класі Тема: ЕВОЛЮЦІЯ ОДНОКЛІТИННИХ І БАГАТОКЛІТИННИХ ОРГАНІЗМІВ. ПЕРІОДИЗАЦІЯ ЕВОЛЮЦІЙНИХ ЯВИЩ

ЕВОЛЮЦІЯ ОДНОКЛІТИННИХ І БАГАТОКЛІТИННИХ ОРГАНІЗМІВ. ПЕРІОДИЗАЦІЯ ЕВОЛЮЦІЙНИХ ЯВИЩ

Цілі уроку: розглянути особливості еволюції одно­клітинних і багатоклітинних організмів та періодизацію еволюційних явищ; роз­вивати аналітичне мислення; виховувати любов до природи.

Обладнання й матеріали: таблиці або слайди презентації із зо­браженнями представників різних груп одноклітинних і багатоклітинних орга­нізмів.

Базові поняття й терміни: одноклітинні, багатоклітинні, біохімічні адаптації, анатомо-морфологічні адапта­ції, симбіогенез.

ХІД УРОКУ

І. Організаційний етап

II. Актуалізація опорних знань і мотивація навчальної діяльності учнів

Питання для бесіди

1. Які гіпотези виникнення життя на Землі вам відомі?

2. Які періоди у виникненні життя виділяє гіпотеза Опаріна — Холдейна?

3. Які аргументи на користь теорій походження життя шляхом хі­мічної еволюції ви можете навести?

III. Вивчення нового матеріалу

Розповідь учителя з елементами бесіди

Еволюція одноклітинних і багатоклітинних організмів відбу­валася дещо різними шляхами. Проте, слід пам’ятати, що різниця між одноклітинними прокаріотичними й еукаріотичними організ­мами значно більша, ніж різниця між одноклітинними й багато­клітинними еукаріотами.

Основною рисою прокаріотичних організмів є спрямованість їх еволюції на шлях біохімічних адаптацій. Різноманіття морфоло­гічних форм прокаріотичних організмів суттєво менше, ніж еукаріотичних. А от різноманіття їх внутрішньоклітинних біохімічних процесів надзвичайно велике. Серед них часто трапляються хемоавтотрофи, які не залежать від сонячної енергії і можуть створювати екосистеми поза зоною освітлення. Практично будь-які органічні речовини можуть розщеплюватися й використовуватися певними видами прокаріотів. У той же час представники еукаріотичних ор­ганізмів — тварини — не здатні самостійно розщеплювати, напри­клад, целюлозу. Для цього їм доводиться використовувати внутрішньо-організмових прокаріотичних симбіонтів або комплекси симбіо­тичних видів, які складаються з одноклітинних про- та еукаріотів.

Особливості організації прокаріотичних організмів (примітив­ний генетичний апарат, специфічна клітинна стінка) не дозволи­ли їм успішно розв’язати проблему створення багатоклітинності. Багатоклітинні прокаріоти (наприклад, ціанобактерії) мають дуже просту будову й низький ступінь спеціалізації клітин.

Еукаріотичні організми мають значно менше різноманіття внутрішньоклітинних біохімічних процесів. Але наявність більш досконалого генетичного апарату та зовнішніх структур дозволяє їм збільшити розміри клітин і суттєво полегшує об’єднання в ба­гатоклітинні організми. Основним шляхом еволюції багатоклітин­них еукаріотичних організмів стали морфофізіологічні зміни та поглиблена спеціалізація клітин і тканин.

Заповнення таблиці разом з учнями

Основні етапи розвитку еукаріотичних організмів

Етап	Процеси, які відбувалися
Пер­ший	Утворення у гіпотетичного прокаріотичного пращура численних внутрішніх інвагінацій плазмалеми, які, з одного боку, замкнули прокаріотичний нуклеоїд у двомембранну оболонку (тобто утво­рили морфологічно оформлене ядро), а з іншого — призвели до утворення ендоплазматичної сітки та похідного від неї комплексу Гольджи, а також травних вакуолей та їх похідних — лізосом
Дру­гий	Набуття здатності до синтезу тубулінових мікротрубочок уна­слідок горизонтального переносу гена, що кодує білок тубулін, від спірохетоподібних бактерій. У результаті в еукаріотів з’явився цитоскелет, джгутики з базальними тілами, веретено поділу, мітоз. Надалі базальні тіла джгутиків у частини пред­ставників трансформувалися у клітинний центр, а порушення нормального мітозу (зокрема, скорочення інтерфази) призвели до виникнення мейозу й пов’язаного з ним статевого процесу
Третій	Утворення симбіотичного комплексу з прокаріотичною кліти­ною, схожою на сучасні альфа-протеобактерії. Ця прокаріотична клітина надалі трансформувалась у мітохондрію
Чет­вертий	Еукаріоти розділилися на дві великі групи. Одна з цих груп має мітохондрії з трубчастими кристами й утворює царство Tubulocristates(тубулокристати, трубчастокристні), друга — мітохондрії з переважно пластинчастими кристами й утворює царство Platycristates (платикристати, платівчастокристні)
П’ятий	В еукаріотичному світі з’явилися перші рослини. За молекуляр­ними та цитологічними даними, ця подія пов’язана із симбіозом гетеротрофної еукаріоти — платикристати з фотоавтотрофним прокаріотом — синьо-зеленою водорістю. Внаслідок цього симбіозу утворилася пластида, оточена двома мембранами, яка отримала назву первинносимбіотичної пластиди. Подальша дивергенція організмів з первинносимбіотичними пластидами обумовила виникнення в межах філи платикристат групи фото-автотрофних відділів, які склали підцарство Plantae — рослини. «Протоводорість» дала початок трьом паралельним гілкам рослин з первинносимбіотичними пластидами — глаукоцистофітовим водоростям (Gla.ucocystoph.yta), червоним водоростям (Rhod.oph.yta) та зеленим водоростям (Chlorophyta). Усі три відділи зберігають пластиди, що оточені лише двомембранною оболонкою. У глаукоцистофітових водоростей є також цікава атавістична ознака — між зовнішньою та внутрішньою мембранами пластиди розташовується шар муреїну — речовини, характерної для клітинних оболонок більшості еубактерій, зокрема, синьо-зелених водорос­тей. Відділ глаукоцистофітових є сліпою гілкою еволюції рослин. Пластиди червоних водоростей — родопласти — також зберіга­ють деякі яскраві ознаки спорідненості із синьо-зеленими водо­ростями, зокрема, особливі так звані фікобілінові пігменти. Пластиди зелених водоростей — хлоропласти — ані муреїну, ані фікобілінових пігментів не мають. Від зелених водоростей беруть початок вищі рослини, причому всі вони зберігають первинносимбіотичні хлоропласти
Шос­тий	Унаслідок вторинних ендосимбіозів виникла велика група відділів водоростей із вторинносимбіотичними пластидами. Червоні та зелені водорості неодноразово ставали ендосимбіонтами гетеротрофних еукаріотів з різних царств — дискокристат, тубулокристат і платикристат. Симбіози, що відбувалися за сценарієм «еукаріотичний господар + еукаріотичний ендосимбіонт», називають вторинними. Відомі випадки, коли пластиди (як первинно-, так і вторинно-симбіотичні) редукувалися, і тоді виникали вторинногетеротрофні таксони. Зокрема, доведена вторинна редукція пластид у тварин типу Apicomplexa,пращурами яких були фотоавто- трофні динофітові водорості (Dinophyta)

IV. Узагальнення, систематизація й контроль знань і вмінь учнів

Дати відповіді на питання:

1. Коли зародилося життя на Землі?

2. Які особливості еволюції притаманні прокаріотичним одно­клітинним організмам?

3. Які особливості еволюції притаманні еукаріотичним одноклі­тинним організмам?

4. Які особливості еволюції притаманні багатоклітинним орга­нізмам?

V. Домашнє завдання