Биология 11 класс. Практическая работа №1 Тема. Выявление гомологичных и аналогичных органов, рудиментов и атавизмов. Цель работы: научиться определять гомологичные, аналогичные органы, рудименты и атавизмы у животных и растений, установить их значение в доказательстве эволюции. Ход работы: Задание 1 Завершите предложения, вписав необходимые термины или понятия. 1. Органы, имеющие единое происхождение, общий план строения, но выполняющие, как правило, разные функции, – … 2. Органы, имеющие разное происхождение и внутреннее строение, выполняющие сходные функции и имеющие внешнее сходство, –… 3. Недоразвитые органы современных организмов, имевшиеся у предковых форм и утратившие в процессе эволюции свое значение у потомков, – … 4. Признаки предков, утраченные в ходе эволюции, появляющиеся у некоторых особей данного вида, – … 5. Процесс длительного исторического развития организмов, – … Задание 2 Из приведенных примеров выберите гомологичные и аналогичные органы (ответ оформите в виде таблицы): а) жабры речного рака и жабры щуки; б) усики гороха, колючки барбариса; в) усики винограда, шипы розы; г) крыло птицы и крыло стрекозы; д) колючки боярышника и колючки ежевики; е) плавательный пузырь окуня и легкие ящерицы. Гомологичные органы Аналогичные органы Задание 3 Из приведенных примеров выберите рудименты и атавизмы (ответ оформите в виде таблицы): а) многососковость у человека; б) трехпалость у лошади; в) остатки тазовых костей в скелете китов и питонов; г) крылышки у нелетающей птицы киви; д) отсутствие зубов у муравьеда; е) недоразвитие глаз у пещерной саламандры и крота; ж) наличие хвоста у человека. Рудименты Атавизмы Задание 4 Определите какие органы изображены на рисунках. Аргументируйте свой ответ. 1. Видоизмененные конечности насекомых. 3. Колючка-побег, лист, кора. 2. Крыло бабочки, птицы, летучей мыши. 4. Видоизмененные побеги. Задание 5 Объясните, почему гомологичные и аналогичные органы, рудименты и атавизмы считаются доказательствами эволюции. (Учебник. Биология 11класс. (базовый уровень) Д.К. Беляев, Г. М. Дымшиц. §3, с.18-19. §12, с.63, *дополнительная литература.) Запишите выводы о проделанной работе. Биология 11 класс. Практическая работа №1 Тема. Выявление гомологичных и аналогичных органов, рудиментов и атавизмов. Цель работы: научиться определять гомологичные, аналогичные органы, рудименты и атавизмы у животных и растений, установить их значение в доказательстве эволюции. Ход работы: Задание 1 Завершите предложения, вписав необходимые термины или понятия. 1. Органы, имеющие единое происхождение, общий план строения, но выполняющие, как правило, разные функции, – … 2. Органы, имеющие разное происхождение и внутреннее строение, выполняющие сходные функции и имеющие внешнее сходство, –… 3. Недоразвитые органы современных организмов, имевшиеся у предковых форм и утратившие в процессе эволюции свое значение у потомков, – … 4. Признаки предков, утраченные в ходе эволюции, появляющиеся у некоторых особей данного вида, – … 5. Процесс длительного исторического развития организмов, – … Задание 2 Из приведенных примеров выберите гомологичные и аналогичные органы (ответ оформите в виде таблицы): а) жабры речного рака и жабры щуки; б) усики гороха, колючки барбариса; в) усики винограда, шипы розы; г) крыло птицы и крыло стрекозы; д) колючки боярышника и колючки ежевики; е) плавательный пузырь окуня и легкие ящерицы. Гомологичные органы Аналогичные органы Задание 3 Из приведенных примеров выберите рудименты и атавизмы (ответ оформите в виде таблицы): а) многососковость у человека; б) трехпалость у лошади; в) остатки тазовых костей в скелете китов и питонов; г) крылышки у нелетающей птицы киви; д) отсутствие зубов у муравьеда; е) недоразвитие глаз у пещерной саламандры и крота; ж) наличие хвоста у человека. Рудименты Атавизмы Задание 4 Определите какие органы изображены на рисунках. Аргументируйте свой ответ. 1. Видоизмененные конечности насекомых. 3. Колючка-побег, лист, кора. 2. Крыло бабочки, птицы, летучей мыши. 4. Видоизмененные побеги. Задание 5 Объясните, почему гомологичные и аналогичные органы, рудименты и атавизмы считаются доказательствами эволюции. (Учебник. Биология 11класс. (базовый уровень) Д.К. Беляев, Г. М. Дымшиц. §3, с.18-19. §12, с.63, *дополнительная литература.) Запишите выводы о проделанной работе. СПРАВОЧНЫЙ МАТЕРИАЛ К ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЕ «Выявление гомологичных и аналогичных органов, рудиментов и атавизмов.» АНАЛОГИЧНЫЕ ОРГАНЫ (греч. análogos — соответственный), органы и части животных или растений, сходные в известной мере по внешнему виду и выполняющие одинаковую функцию, но различные по строению и происхождению. Сходство аналогичных органов — результат эволюционного приспособления разных организмов к одинаковым условиям среды. Так как строение, развитие и происхождение аналогичных органов различны, их сопоставление не позволяет судить о родстве между организмами. Примеры Животные Крылья птиц — видоизменённые передние конечности, крылья насекомых — складки хитинового покрова. Жабры рыб — образования, связанные с внутренним скелетом, жабры ракообразных происходят из наружных покровов, лёгкие позвоночных — выросты пищеварительной трубки, трахеи насекомых — система трубочек, развившихся из наружных покровов. Растения Усики винограда (образующиеся из побегов) и усики гороха (видоизменённые листья) ГОМОЛОГИЧНЫЕ ОРГАНЫ (греч. «гомос» — одинаковый) - органы, имеющие сходное строение и общее происхождение, независимо от выполняемых ими функций, называются гомологичными. Примеры У представителей позвоночных животных, обитающих на суше, в воздухе и в воде, передние конечности выполняют функции хождения, копательную, летательную, плавательную. Однако у всех они состоят из плеча, предплечья, образованного локтевой и лучевой костями, костями запястья. Гомологичные органы встречаются также и у растений. Наличие гомологичных органов указывает на общность происхождения различных организмов. Примерами гомологичных органов у растений являются усики гороха, шипы барбариса и кактуса. Это видоизменённые листья. Различие в строении гомологичных органов-результат приспособлений к разным средам обитания, образу жизни. РУДИМЕНТЫ (от лат. rudimentum — зачаток, первооснова) – органы, которые были хорошо развиты у древних эволюционных предков, а сейчас они недоразвиты, но полностью еще не исчезли, потому что эволюция идет очень медленно. Другими словами, рудименты - это органы, утратившие свое основное значение в процессе эволюционного развития организма, однако, их наличие указывает на родство с предками. Примеры: У человека: волосы на теле, третье веко, копчик, мышца, двигающая ушную раковину, аппендикс и слепая кишка, зубы мудрости. Рудиментарные органы имеются не только у человека: у китов и питонов, например, в толще брюшных мышц лежат кости, представляющие собой рудименты задних конечностей; у бескрылых птиц имеются зачаточные кости крыла, у многих слепых роющих или пещерных животных - рудиментарные глаза и тд АТАВИЗМЫ (от лат. atavus - предок) - это органы, в норме присутствовавшие у отдаленных предков, утраченные в ходе эволюции, но иногда проявляющиеся у отдельных организмов данного вида. Примеры: У человека можно отнести добавочные пары молочных желез, повышенное оволосение на теле, хвостовидный придаток, способность двигать ушной раковиной. Среди тысяч однопалых лошадей встречаются экземпляры с трехпалыми конечностями. Атавизмы не несут каких-либо функций, важных для вида, но показывают историческую взаимосвязь между вымершими и ныне существующими родственными формами. Рудименты Атавизмы Подробные примеры гомологичных органов: 1. У древних насекомых был грызущий ротовой аппарат. В процессе эволюции насекомые приспособились к питанию разной пищей: у бабочек появился длинный и тонкий хоботок, у мухи на хоботке мягкие подушечки, а у пчелы хоботок с острыми режущими лопастями. При этом составные части аппарата просто изменили свою форму – т.е. у них общее происхождение, но разное строение. 2. Чешуя ящерицы и перья птицы - гомологи, хоть эти группы не состоят в близком родстве, но чешуя и перо являются производными эпидермиса. 3. Шипы растений (роза, крыжовник, шиповник, малина) – это выросты покровной ткани; 4. Колючки барабариса \ кактуса и хвоинки ели (видоизменения листьев); 5. Корнеплод свеклы и корнеклубень георгина (видоизменения корней) 6. Органы дыхания и пищеварения у позвоночных (образуются из одного зародыш. листка – энтодермы) 7. Видоизмененными побегами являются колючки боярышника, тёрна, гледичии. Примеры гомологов Листья паслена и усики гороха; Шишки ели и стробилы хвоща; Ловчие листья росянки и сочные чешуи репч. лука; Конечности позвоночных; Конечности крота и зайца \ лошади; Конечности зайца и кошки; Конечности пчелы и кузнечика; Ласты кита и роющие конечности крота; Разная форма клювов у большой и хохлатой синиц; Разные форма клюва у вьюрков; Окраска шерсти зайца-беляка и зайца-русака; Окраска шерсти у черной и серой крыс; Крылья орла и пингвина; Предплечье лягушки и курицы; Клешни скорпиона и хелицеры паука; Число горбов у одногорбого и двугорбого верблюдов; Разнообразие пород голубей; Различие в форме черепа у млекопитающих; Плакоидная чешуя акулы и зубы ящерицы; Волосы человека и шерсть собаки; Волосы млекопитающих и перья птиц; Копыта коровы и перья птиц; Рога оленя и чешуя змеи; Ногти человека и когти тигра; Жаберные щели ланцетника плавательный пузырь рыб; Нос обезьяны и хобот слона; Гомологи передней конечности шимпанзе: 1) рука человека 2) крыло птицы 3) ласт кита Гомологичные органы, появившиеся в результате конвергенции (если у них сходные функции): Крылья летучей мыши и совы; Киль летучей мыши и киль птицы; Задние конечности кенгуру и задние конечности тушканчика; Конечности кенгуру и страуса; Ласты моржа и грудные плавники латимерии; Ласты кита и ластоногих; Ласты дельфина и ласты-крылья пингвина; Подробные примеры аналогичных органов: 1. Птицы и насекомые при освоении воздушной среды обитания приобрели крылья. Правда, каждыйэто сделал по-своему: птицы из передних конечностей, а насекомые - из покровов тела. 2. Шипы розы (вырост покровов) и колючки кактуса(видоизменение листа); 3. Хвоинки ели (видоизменение листа) и колючкибоярышника (видоизменение побега); 4. Усики винограда (видоизменения побега) и усикигороха (видоизмененный лист); 5. Корнеплод моркови (видоизмененный корень) и клубень картофеля \ луковица тюльпана \ корневище ландыша (видоизмененные подземные побеги); 6. Чешуя рептилий (роговые образования эктодермы)и чешуя рыб (костные пластинки из мезодермы); 7. Хвостовой плавник рака (6ая пара брюшных конечностей + тельсон) и хвостовой плавник кита(кожная складка); Примеры аналогов Усики клубники и воздушные корни; Эндосперм покрытосеменных и эндосперм голосеменных; Семена растений и споры мхов; Клубеньки гороха и клубни картофеля; Бивни слона (резцы) и бивни моржа (клыки);Крылья бабочки и птицы; Крылья летучей мыши и стрекозы; Глаза кальмара и собаки \ человека;Жабры рака и рыбы; Передние конечности крота и насекомого медведки;Клешни рака и щупальца осминога; Легкие амфибии и легкие пауков; Обтекаемая форма тела у рыб и китов;Ласты пингвина и тюленя; Роговые чешуи ящерицы и панцирь черепахи;Панцирь черепахи и раковина улитки; Форма тела акулы и дельфина \ пингвина; Хорда ланцетника и позвоночник человека;Усы рака и усы сома; Щупальца осьминога и гидры; Внешнее сходство сумчатого и обыкновенного крота; Аналогами передней конечности шимпанзе являются: 1) хобот слона, 2) клешня рака, 3) щупальца осьминога, 4) ногощупальца скорпиона МЕХАНИЗМЫ ЭВОЛЮЦИОННОГО ПРОЦЕССА ДИВЕРГЕНЦИЯ КОНВЕРГЕНЦИЯ *Расхождение признаков в ходе эволюции у *Схождение признаков в ходе эволюции у родственных групп, в разнородных условиях; неродственных групп, развивающихся в схожих *В результате дивергенции формируются гомологичные условиях; органы – имеют общее происхождение и, как правило, *В результате конвергенции формируются выполняющиеразличные функции (могут быть и аналогичные органы – имеют различное сходные функции – ноги лошади и человека); Гомологи происхождение (образованы из разных всегда должны развиваться в эмбриогенезе из зародышевых листков), но выполняют сходные общих зачатков. функции; Подсказки:НЕ может быть гомологичных органов у позвоночных и беспозвоночных, так как у них не может быть общего предка, уже имеющего этот орган. *При определении гомолога\аналога основным критерием является ПРОИСХОЖДЕНИЕ (если оно общее– то это гомологичные органы). *Не всегда гомологичные органы возникают в результате дивергенции. Если функции разные – то дивергенция,а если функции одинаковые – то гомологичные органы образовались в результате конвергенции. Биология 11 класс. Эталонный ответ. Практическая работа №1 Тема. Выявление гомологичных и аналогичных органов, рудиментов и атавизмов. Цель работы: научиться определять гомологичные, аналогичные органы, рудименты и атавизмы у животных и растений, установить их значение в доказательстве эволюции. Ход работы: Задание 1 1. гомологичные. 2. аналогичные. 3. рудименты. 4. атавизмы. 5. эволюция. Задание 2 Гомологичные органы б), е) Аналогичные органы а), в), г), д) Задание 3 Рудименты в), г), д), е) Атавизмы а), б), ж) Задание 4. Рисунок №1. Видоизмененные конечности насекомых - это гомологичные органы, так как они имеют общий план строения, общее происхождение (выросты хитинового покрова членистоногих), а их отличия появились в результате приспособления к различным условиям обитания и образу жизни (прыгательные, бегательные, плавательные, копательные) Рисунок №2. Крыло бабочки и крылья позвоночных животных - аналогичные органы. Они имеют различное происхождение (выросты хитинового покрова и видоизменения передней конечности), их сходство возникло в связи с приспособлением к полету (одинаковая функция). Рисунок №3. Колючки, которые являются видоизменениями разных органов, побега, листа и коры – это аналогичные органы. Они имеют различное происхождение, их сходство возникло в связи с приспособлением к выполнению одной функции. Рисунок №4. Все это видоизменения побега. Это гомологичные органы, так как они имеют общее происхождение (образовались из побега) Задание 5. Наличие гомологичных органов указывает на общность происхождения различных организмов. Так как строение, развитие и происхождение аналогичных органов различны, их сопоставление не позволяет судить о родстве между организмами. Однако, доказывают приспособительный характер эволюции. Рудименты - это органы, утратившие свое основное значение в процессе эволюционного развития организма, однако, их наличие указывает на родство с предками. Атавизмы не несут каких-либо функций, важных для вида, но показывают историческую взаимосвязь между вымершими и ныне существующими родственными формами. Выводы В ходе выполнения практической работы, мы научились определять гомологичные, аналогичные органы, рудименты и атавизмы у животных и растений и поняли, что эти органы являются анатомоморфологическими доказательствами эволюции.
