Урок 34. Современные представления о многообразии живого
Предмет: Естествознание, 10 класс

Конспект урока

Конспект на интерактивный видео-урок

по предмету «Естествознание» для «10» класса

Урок № 34. Современные представления о многообразии живого

Перечень вопросов, рассматриваемых в теме:

Как развивались представления о классификации живых существ?
Как биологическая классификация помогает осознать взаимозависимость состава, структуры и свойств?
Что такое бинарная номенклатура?
Как пользоваться определителем?
Какими современными методами оперирует систематика?
С чем связан пересмотр взглядов на систему царств живых организмов?

Глоссарий по теме:

Бинарная номенклатура - (от лат. binarius — двойной и nomenclatura — перечень) способ обозначения вида организма двумя латинскими словами, первое из которых означает название рода (существительное), второе (прилагательное) определяет конкретный вид; положена в основу систематики шведским естествоиспытателем К. Линнеем (1753)
Таксон – (от греч. taxis — расположение и on — сущее) название классификационных единиц, показывающее их ранг или место в системе.
Царство – таксономическая категория высокого ранга после домена. Царство подразделяется на меньшие группы: типы (обычно для животных) или отделы (обычно для растений).

Основная и дополнительная литература по теме урока:

Естествознание. 10 класс [Текст]: учебник для общеобразоват. организаций: базовый уровень / И.Ю. Алексашина, К.В. Галактионов, И.С. Дмитриев, А.В. Ляпцев и др. / под ред. И.Ю. Алексашиной. – 3-е изд., испр. – М.: Просвещение, 2017.: с 146 – 151.

Электронные ресурсы:

Уровни организации живой материи и современные подходы к построению систематики живых организмов [Текст] /Гаевский Н.А.// Электронный доступ: http://window.edu.ru/resource/826/49826/files/9bio1UM.pdf
Многообразие органического мира. Научно-образовательный проект «Вся биология» [Электронный ресурс] //электронный доступ: http://sbio.info/materials/orgbiol/
Описан новый надтип архей, к которому относятся предки эукариот. Электронный журнал «Элементы» [Электронный ресурс]/ А. Марков// доступ: https://elementy.ru/novosti_nauki/432910/Opisan_novyy_nadtip_arkhey_k_kotoromu_otnosyatsya_predki_eukariot
Характеристика и типы организмов в царстве протисты. Образовательный портал Природа Мира [Электронный ресурс]//доступ: https://natworld.info/raznoe-o-prirode/harakteristika-i-tipy-organizmov-v-carstve-protisty

Теоретический материал для самостоятельного изучения

Развитие представлений о систематике живого. Мир живой природы представляет собой сложную систему, элементы которой составляют иерархию всего живого. Для структурирования многокомпонентных систем, необходимо заранее определить принципы и правила. Одним из первых разделившим живые существа на растения и животные был Аристотель, живший около 384-322 гг. до н.э. В качестве критериев для качественного отличия им были предложены подвижность и чувствительность. Такие представления сохранились до XVIII века. Основатель современной бинарной систематики К.Линней вслед за греческим натурфилософом выделил два царства: Vegetabilia (Растения) и Animalia (Животные). Жан Батист Ламарк (1744-1829) к двум критериям Аристотеля добавил еще одно - способ питания (автотрофный для растений и гетеротрофный для животных).

Открытие микроскопа заставило пересмотреть взгляды ученых. По имеющимся критериям порядка 30 тысяч видов микроорганизмов могут быть отнесены как к животным, так и к растениям. Такая ситуация требует уточнения критериев для классификации живых организмов. Появление методов молекулярной биологии и микроскопии позволяют устанавливать более глубокие связи между живыми организмами, что открывает свет на появление и эволюцию живого.

Искусственная и естественная системы. Основы современной систематики заложил К.Линней, положивший в основу классификации сходство организмов по некоторым наиболее отличимым признакам. Очевидно, что уровень развития науки в тот период был недостаточным, в связи с чем многие сходные признаки не всегда означали родство видов. В связи с чем эту систематику называют искусственной. Однако введение бинарной классификации упростило классификацию организмов. Важным вкладом К.Линнея стало введение принципа иерархичности систематических категорий (таксонов): Царства подразделяются на типы, типы – на классы, классы – на отряды и т.д. Этот принцип остается ведущим в построении систематики.

Для построения системы сегодня, ученые используют не только внешние черты и признаки, активно привлекаются данные археологии, сравнительной анатомии, информацию об особенностях размножения, эмбрионального развития. Более точными оказываются анализ химического состава, физиологических процессов. В современной систематике для видовой идентификации широко используются методы молекулярной биологии. Изучение последовательности ДНК позволяет выяснить не только родство близкородственных групп, но и проследить родство отдаленных систематических групп. Это позволяет определить положение данного вида среди остальных и построить естественную систему, отражающую степень родства между группами организмов.

Разнообразие живых организмов. Живые организмы представляют собой огромное разнообразие форм. Большинство из существующих живых организмов имеют клеточное строение. При этом совершенно независимую группу представляют вирусы и фаги, которые представляют собой молекулы нуклеиновых кислот, упакованные в белковые структуры. Они проявляют признаки живого, только оказавшись внутри живой клетки. Это дает основание выделять два высших таксона – империю доклеточных и империю клеточных организмов.

Клетка, со знакомым нам планом строения появляется исторически не сразу. Значительную группу, очевидно исторически более раннюю, представляют одноклеточные формы, у которых генетический материал находится прямо в цитоплазме. Историческое развитие клеточных форм приводит к формированию специализированной структуры ядра. Усложнение организации структуры элементарной единицы жизни позволяет различать среди клеточных организмов надцарства прокариот и эукариот.

У прокариот не только отсутствует оформленное ядро и все мембранные органоиды. С особенностями их строения связано и особенности функционирования такого организма. Вещества поступают внутрь клетки путем диффузии. Снаружи клетку окружают клеточная стенка и защитная слизистая оболочка (капсула), у некоторых видов имеются жгутики. Генетический аппарат представлен кольцевыми структурами ДНК. Все биохимические процессы протекают на поверхности клеточной мембраны.

Молекулярно-биологические данные свидетельствуют, что прокариоты представляют собой неоднородную группу. Особенности генетического аппарата, химического состава, служат основанием выделения среди них царства Бактерий и Архей.

Археи группа доядерных организмов, существующих в экстремальных условиях: высоких температурах, высоких концентрациях солей и др. Некоторые из них окисляя органические вещества выделяют, несвойственный для других организмов, метан.

Царство бактерий объединяет Цианобактерии и бактерии. Цианобактерии сыграли существенную роль в формировании почвы и атмосферы Земли. Настоящие бактерии (эубактерии) выполняют значительную роль в круговороте веществ в природе.

Остальные организмы относятся к надцарству эукариот. В процессе эволюционного развития произошли качественные изменения в строении, образе жизни организмов. На сегодняшний день можно выделить царства Растения, Животные, Грибы и Протисты (по Р.Уиттекеру).

Различия растений и животных прежде всего существенны на клеточном уровне. Так клетки растений являются автотрофами, т.е. обеспечивают себя органическими веществами в процессе фотосинтеза. Животные клетки используют готовые органические соединения. Для обеспечения фотосинтеза клетки растений имеют хлоропласты, которых у животных клеток отсутствуют. В связи с наличием плотной целлюлозной стенки клетки растений утратили способность к активному движению. В качестве запасающего углевода клетки растений используют крахмал. Животные для легкости передвижения используют преимущественно гликоген в качестве запасающего вещества.

Клетки грибов одновременно обладают признаками и растений и животных. Они являются гетеротрофными, клетки грибов окружены толстой клеточной стенкой, но построенной из хитина, характерного для животных. Грибы не способны к активному движению, но имеют неограниченный рост. Особенности грибов позволяют выделять их в отдельное царство.

В рамках функционального подхода растения, животные и грибы, также различаются по своей роли в биосфере: продуценты, консументы и редуценты соответственно.

Царство протист объединяет все дотканевые организмы. Эта группа оказывается наиболее разнородной и по способу питания, способу движения, жизненных циклов (амебы, инфузории, эвглены, водоросли и др.). Царство объединяет группу организмов с переходными признаками от клеточных форм до тканевого уровня организации эукариот.

Такое выделение царств не является окончательным – работа по систематике живых организмов продолжается. Современную систему классификации можно с уверенностью считать естественной, поскольку она отражает естественную общность организмов. По положению в системе можно предсказать наличие признаков и свойств у организма.

Примеры и разбор решения заданий тренировочного модуля:

Задание 1. Выберите один правильный ответ.

Какие царства живых организмов можно выделить в системе живого мира эукариот:

Растения, Животные, Грибы и Протисты;

Растения, Животные, Грибы, Бактерии, Археи;

Растения, Животные, Грибы, Протисты, Бактерии, Археи

Ответ: Растения, Животные, Грибы и Протисты;

Пояснение: Бактерии и Археи являются доядерными организмами.

Задание 2. Найдите ошибку (ошибки) и вычеркните их.

«Растительная клетка в отличие от животной имеет следующие специфические черты:

Наличие хлоропластов;

Наличие клеточной стенки;

Наличие хитинового панциря;

Наличие крупной вакуоли;

Запасающий углевод – крахмал.»

Ответ: «Наличие хитинового панциря.»

Пояснение: Хитин – это сложный углевод производимый организмами животных и грибов.