Что препятствует обмену генетической информацией между популяциями. Три урока по микроэволюции. II. Изучение нового материала

Вопрос 1. Назовите основные факторы эволюции.
Согласно синтетической теории эволюции, элементарное эволюционное явление, с которого начинается видообразование, заключается в изменении генетического состава (генетической конституции, или генофонда) популяции. События и процессы, способствующие преодолению генетической инертности популяций и приводящие к изменению их генофондов, называют элементарными эвлолюцонными факторами. Основными факторами (силами) эволюции являются:
1) Факторы, вызывающие изменения в генофонде популяции. К ним относятся наследственная изменчивость, поставляющая в популяцию новый генетический материал, и популяционные волны, изоляция, формирующие различия между генофондами различных популяций
2) Фактор, позволяющий популяции развиваться самостоятельно относительно других популяций либо разделяющий исходную популяцию на две или более новых. Таким фактором является изоляция.
3) Фактор, направляющий эволюционный процесс и обеспечивающий закрепление в популяции определенных адаптации и изменений организмов. Таким фактором служит естественный отбор.

Вопрос 2. Какой фактор обеспечивает возникновение нового генетического материала в популяции?
Фактором, обеспечивающим возникновение принципиально нового генетического материала, является мутационная изменчивость.
В благоприятных условиях существования небольшие различия между особями одного вида не очень заметны и не играют существенной роли. Однако в неблагоприятных условиях даже небольшие наследственные изменения могут оказаться решающими и определить, какие особи популяции погибнут, а какие - выживут. Наследственная изменчивость дает материал для эволюционного процесса.
Мутации происходят с определенной частотой у всех организмов, населяющих нашу планету. Место мутации (ген и хромосома) случайно, поэтому мутации способны затронуть любые признаки и свойства особи, в том числе влияющие на жизнеспособность, размножение, поведение. В ряду поколений сохраняется подавляющее большинство мутаций, начиная с тех, которые возникли у самых давних предков. В результате набор мутаций в двух популяциях одного вида оказывается очень сходным. С другой стороны, будут присутствовать и разные мутации. Их количество - показатель того, насколько давно две популяции оказались изолированными друг от друга.
Таким образом, мутационный процесс - источник резерва наследственной изменчивости популяций. Поддерживая высокую степень генетического разнообразия популяций, он создает основу для действия естественного отбора.

Вопрос 3. Будет ли действовать отбор на носителей рецессивных мутаций?
Как правило, носители рецессивных мутаций (гетерозиготные организмы) заметно не отличаются по свойствам от гомозиготных доминантных организмов. Более того, в гетерозиготном состоянии многие мутации повышают жизнеспособность особей. Поэтому отбор на таких особей обычно не действует. По истечении определенного времени в популяции может накопиться достаточно большое число рецессивных аллелей, т.е. увеличится доля гетерозиготных организмов. Это приведет к повышению вероятности их встречи и, как следствие, к рождению (в 25% случаях) рецессивных гомозигот. Следует также иметь в виду, что в природе мутации встречаются и комбинациях друг с другом. Некоторые комбинации вследствие взаимодействия генов могут быть положительными для особи, повышая ее жизнеспособность. Вот на них и может начать действовать естественный отбор.

Вопрос 4. Приведите пример, иллюстрирующий изменение значимости мутации при изменении условий среды.
Мутации, вредные в одних условиях, могут повышать жизнеспособность особи в других условиях среды. Мутации, вредные в одних условиях, могут повышать жизнеспособность. особи в других условиях среды. Например, мутантные особи бескрылых насекомых или с плохо развитыми крыльями имеют преимущество на океанических островах и горных перевалах, где дуют сильные ветры. По сходным причинам произошло образование таких ныне истребленных человеком видов, как дронт и бескрылая гагарка.
В качестве примера можно привести мутацию у насекомых, обеспечивающую устойчивость к какому-либо пестициду. В течение долгого времени эта мутация будет нейтральной, а ее встречаемость в популяции низкой. Но после того, как данный пестицид начнут использовать для борьбы с насекомыми, мутация станет полезной, поскольку обеспечит выживание особей в изменившихся условиях. Благодаря действию отбора доля данной мутации в генофонде популяции резко возрастет - тем быстрее, чем жестче идет отбор, т. е. чем больший процент особей гибнет в каждом поколении от действия пестицида. Понятно, что подобные события проявятся гораздо ярче, если мутация устойчивости к пестициду носит доминантный характер.

Вопрос 5. Способен ли мутационный процесс оказывать направляющее влияние на процесс эволюции и почему?
Мутационный процесс - явление случайное, неспецифическое. Мутации возникают ненаправленно, не имеют приспособительного значения, т. е. обуславливают неопределенную наследственную изменчивость (по Ч. Дарвину). С равной вероятностью мутации могут привести к изменениям в любых системах органов. Таким образом, мутационный процесс сам по себе не способен оказывать направляющее действие на ход эволюции.

Вопрос 6. Что такое дрейф генов?
Дрейф генов - это процесс случайного ненаправленного изменения частот аллелей в популяции. Он наблюдается при прохождении популяции через состояние малой численности (так называемый эффект «бутылочного горлышка», который возникает в результате эпидемий, стихийных бедствий). В результате случайного дрейфа генов генетически однородные популяции, обитающие в сходных условиях, могут постепенно утратить свое первоначальное сходство. Дрейф генов - один из факторов, способствующих изменению популяций.

Вопрос 7. Какой фактор приводит к прекращению обмена генетической информацией между популяциями? Каково его эволюционное значение?
Прекращению обмена генетической информацией способствует изоляция - ограничение или прекращение скрещиваний особей, принадлежащих к разным популяциям. Изоляция бывает пространственная и экологическая.
Географическая изоляция заключается в пространственном разобщении популяций благодаря особенностям ландшафта в пределах ареала вида - наличию водных преград для «сухопутных» организмов, участков суши для видов-гидробионтов, чередованию возвышенных участков и равнин. Ей способствует малоподвижный или неподвижный (у растений) образ жизни.
Экологическая изоляция возникает, если особи разделены экологическими препятствиями в пределах одного ландшафта, например, вероятность встречи обитателей мелких и глубоких частей водоема в период размножения очень мала. Длительная экологическая изоляция способствует дивергенции популяций вплоть до образования новых видов. Так, предполагают, что человеческая и свиная аскариды, морфологически сходные, произошли от общего предка. Их расхождению, согласно одной из гипотез, способствовал запрет на употребление человеком в пищу свиного мяса, который по религиозным соображениям распространялся длительное время на значительные массы людей. Экологическая изоляция существует благодаря нюансам ритуала ухаживания, окраски, запахов, «пения» самок и самцов из разных популяций. Так, подвиды щеглов - седоголовый и черноголовый имеют выраженные отметины на голове. Серые вороны из крымской и североукраинской популяций, внешне неразличимые, отличаются карканьем. При физиологической изоляции препятствием к скрещиванию служат различия в структуре органов размножения или просто разница в размерах тела. У растений к этой форме изоляции ведет приспособление цветка к определенному виду опылителей.
Изоляция в процессе видообразования взаимодействует с другими элементарными эволюционными факторами. Она усиливает генотипические различия, создаваемые мутационным процессом и генетической комбинаторикой. Возникающие благодаря изоляции внутривидовые группировки отличаются по генетическому составу и испытывают неодинаковое давление отбора. Эволюционное значение изоляции заключается в том, что она закрепляет, усиливает генетические различия между популяциями и создает предпосылки для дальнейшего преобразования этих популяций в отдельные виды.

Постепенное накопление различий между изолированными друг от друга популяциями может привести к тому, что они превратятся в два разных вида, т.е. произойдет видообразование.

Виды изоляции/видообразования:

Географическая – если между популяциями имеется непреодолимая преграда – гора, река или очень большое расстояние (возникает при быстром расширении ареала). Например, лиственница сибирская (в Сибири) и лиственница даурская (на Дальнем Востоке).

Экологическая (биологическая) – если две популяции живут на одной территории (внутри одного ареала), но не могут скрещиваться. Например, разные популяции форелей живут в озере Севан, но нереститься уходят в разные реки, впадающие в это озеро.

Изоляция как биологический термин обозначает разобщение особей или групп особей друг от друга. Такое разобщение приводит к видовым изменениям, что и является движущей силой эволюции, так как изолированные друг от друга группы приобретают совершенно разные видовые характеристики. Таким образом, изоляция является одним из факторов эволюции – движущей силой, которая вызывает и закрепляет изменения в отдельных популяциях. Основными факторами эволюции являются естественный отбор и мутационные процессы. Также к таким факторам относят и дрейф генов, что в условиях изоляции особенно проявляется. Дрейф генов приводит к значительному снижению генетического разнообразия одной изолированной популяции, а одновременно с этим увеличиваются различия между отдельно взятыми популяциями по ряду видовых признаков. Именно так изоляция становится причиной возникновения конкретного вида, отличающегося своими признаками от других. Примером могут служить люди – сколько разнообразных рас и народов, а сколько племен существовало и существует сейчас. Очень показательна и разница в развитии каждого отдельно взятого народа.

По характеру изолирующих барьеров классифицируют:

Географическая изоляция - обособление определенной популяции от других популяций того же вида каким-либо труднопреодолимым географическим препятствием. Подобная изоляция может возникнуть в результате изменения географических условий в пределах ареала вида или при расселении групп особей за пределы ареала, когда «популяции основателей» могут закрепиться в некоторых обособленных районах с благоприятными для них условиями внешней среды. Географическая изоляция - один из важных факторов видообразования, так как она препятствует скрещиванию и тем самым обмену генетической информацией между обособленными популяциями.

Репродуктивная изоляция. Репродуктивная (биологическая) изоляция приводит к нарушению свободного скрещивания или образованию стерильного потомства. Классифицируют экологическую, этологическую, временную, анатомо-морфо-физиологическую и генетическую репродуктивную изоляцию. При этологическом характере репродуктивной изоляции для особей разных популяций снижается вероятность оплодотворения ввиду различий в образе жизни и поведения, например, у разных видов птиц отличаются ритуалы ухаживания и брачные песни. При экологическом характере - различаются, условия обитания живых организмов, например, популяции рыб нерестятся в разных местах. При временной изоляции отличаются сроки размножения. При анатомо-морфо-физиологической репродуктивной изоляции у живых организмов возникают различия в строении, размерах отдельных органов половой системы, или возникают различия в биохимических аспектах репродуктивной функции. При генетическом характере репродуктивной изоляции возникают несовместимые гаметы или появляются гибриды с пониженной жизнеспособностью, плодовитостью или стерильностью.

Перечисленные формы репродуктивной изоляции возникают независимо друг от друга и могут сочетаться в любых комбинациях. Однако именно генетическую изоляцию считают одной из самых важных форм репродуктивной изоляции, так как остальные формы репродуктивной изоляции при видообразовании, в конечном итоге, ведут именно к возникновению независимости генофондов двух популяций. Возникновению репродуктивной изоляции часто способствует длительная географическая изоляция

Популяционные волны – как движущий фактор эволюции.

В природных условиях постоянно происходят периодические колебания численности популяций многих организмов. Их называют популяционными волнами, или волнами жизни. Этот термин был предложен С. С. Четвериковым.

Численность популяций претерпевает значительные изменения, связанные с сезонным характером развития многих видов и условиями их обитания. Она также может сильно изменяться в разные годы. Известны случаи массового размножения популяций отдельных видов, например у леммингов, саранчи, болезнетворных бактерий и грибов (эпидемии) и т. п.

Нередки случаи резкого, иногда катастрофического сокращения численности популяций, связанные с нашествием болезней, вредителей, природными явлениями (лесные и степные пожары, наводнения, извержения вулканов, длительные засухи и т. п.).

Известны примеры резкой вспышки численности некоторых видов, представители которых попали в новые для них условия, где у них нет врагов (например, колорадский жук и элодея канадская в Европе, кролики в Австралии и др.).

Процессы эти носят случайный характер, приводя к гибели одни генотипы и стимулируя развитие других, вследствие чего могут происходить существенные перестройки генофонда популяции. В малочисленных популяциях потомство даст небольшое число случайно выживших особей, поэтому в них значительно повышается частота близкородственных скрещиваний, что увеличивает вероятность перехода отдельных мутаций и рецессивных аллельных генов в гомозиготное состояние. Таким образом, мутации могут реально проявиться в популяциях и послужить началом образования новых форм или даже новых видов. Редкие генотипы могут или окончательно исчезнуть, или вдруг размножиться в популяциях, став доминирующими. Доминирующие генотипы могут либо сохраниться в новых условиях, либо резко сократиться по численности и даже полностью исчезнуть из популяций. Явления перестройки структуры генофонда и изменения в нем частот встречаемости разных аллельных генов, связанные с резким и случайным изменением численности популяций, получили название дрейфа генов.

Таким образом, популяционные волны и связанные с ним явления дрейфа генов приводят к отклонениям от генетического равновесия в популяциях. Эти изменения могут быть подхвачены отбором и способны повлиять на дальнейшие процессы эволюционных преобразований.

Миграция - как движущий фактор эволюции.

Интрогрессия генов – обмен генов между популяциями разных видов

Миграция - передвижение особей из одного местообитания в другое, вызванное изменением условий существования в месте обитания этих особей. различают миграции регулярные (сезонные, суточные и др.) и нерегулярные.

Эволюционное значение миграций состоит в том, что они выполняют две важнейшие функции в природе: 1) способствуют объединению видов как целостных систем, обеспечивая регулярные или периодические контакты между отдельными его популяциями; 2) способствуют проникновению видов в новые места обитания (в этом случае может возникнуть обособленность дальних популяций от основного вида).

Популяции одного вида, как правило, не изолированы друг от друга. Между ними постоянно происходит обмен генами. Интенсивность обмена генами между популяциями зависит от расстояния между ними.

Благодаря свободному скрещиванию при миграции происходит обмен генами между особями популяции одного вида (поток генов). При этом гены мигрирующих особей включаются при скрещивании в генофонд популяции. В результате генофонд популяций обновляется.

Естественный отбор

Принцип естественного отбора Дарвина имеет основополагающее значение в эволюционной теории. Естественный отбор является направленным, движущим фактором эволюции органического мира. В настоящее время представления об естественном отборе пополнены новыми фактами, расширились и углубились. Естественный отбор следует понимать как избирательное выживание и возможность оставления потомства отдельными особями. Биологическое значение особи, давшей потомство, определяется вкладом ее генотипа в генофонд популяции. Отбор действует в популяции, его объектами являются фенотипы отдельных особей. Фенотип организма формируется на основе реализации информации генотипа в определенных условиях среды.

Таким образом, отбор из поколения в поколение по фенотипам ведет к отбору генотипов, так как потомкам передаются не признаки, а генные комплексы. Для эволюции имеют значение не только генотипы, но и фенотипы и фенотипическая изменчивость.

Различают три основные формы отбора: стабилизирующий, движущий и разрывающий (дизруптивный).

F1-F3 – поколения (заштрихованы варианты, устраняемые отбором)

1). Стабилизирующий отбор способствует сохранению признаков вида в относительно постоянных условиях среды. Он поддерживает средние значения, выбраковывая мутационные отклонения ранее сформировавшейся нормы. Стабилизирующая форма отбора действует до тех пор, пока сохраняются условия, повлекшие образование того или иного признака.

2).Движущий отбор благоприятствует изменению среднего значения признака в измененных условиях среды. Он обусловливает постоянное преобразование приспособлений видов соответственно изменениям условий существования. Особи популяции имеют некоторые отличия по фенотипу и генотипу.

Контрольная работа по биологии «Эволюция живого мира на Земле»

1.Наименование предмета биология

2. Преподаватель Черноусова С.А.

3.Дата. 9а – 18.10.2016г., 9б – 14.10.2016г.

4.Цели контроля: проверить уровень освоения учебного материала учащимися по разделу «эволюция живого мира на Земле»

5. критерии оценивания:

I вариант

II вариант

1-4,2-1,3-4,4-1,5-1,6-2,7-1,8-1,9-1,10-4

1-2,2-3,3-1,4-4,5-4,6-3,7-1,8-4,9-4,10-2

2,4,5

1,2,5

12121

211212

1. Наблюдается проявление модификационной (ненаследственной, определённой, фенотипической) изменчивости;

2. Проявление данного признака определяется сезонным изменением температуры и длины дня

1. Форма приспособленности – покровительственная окраска.

2. Любое приспособление носит относительный характер, т.е. приспособленность возникает вследствие естественного отбора и относительно той среды, в которой живёт живой организм

0-8б «2»

9-11б «3»

12-14б «4»

15-17б «5»

1 вариант

А1. Что является направляющим фактором эволюции?

1) наследственность 2) изменчивость 3) борьба за существование 4) ест.отбор

А2. С помощью какого критерия наиболее точно можно установить видовую принадлежность?

1) генетического 2) географического 3) морфологического 4) физиологического

А3. Что препятствует обмену генетической информацией между популяциями?

А4. Какой из элементарных факторов эволюции приводит к возникновению новых генов?

1) мутационная изменчивость 3) дрейф генов

2) популяционные волны 4) изоляция

А5. При постепенно изменяющихся условиях окружающей среды действует…естест.отбор

А6. Кто из учёных считал движущей силой эволюции стремление организмов к совершенству и утверждал наследование благоприобретённых признаков?

А7. Примером внутривидовой борьбы за существование являются отношения:

1) чёрных тараканов между собой 3) чёрных тараканов с ядохимикатами

2) чёрных и рыжих тараканов 4) чёрных тараканов и чёрных крыс

А8. Смена меха, зимняя спячка у млекопитающих, хорошо развитая корневая система у растений – это пример…

1) борьбы с неблагоприятными условиями среды 3) внутривидовой взаимопомощи

2) внутривидовой борьбы за существование 4) межвидовой борьбы

А9. Выберите причину географической изоляции.

1) миграция группы особей за пределы ареала исходного вида

2) возникновение у группы особей биохимического отличия гамет

3) возникновение у группы особей особенностей в строении

4) изменение у группы особей сроков размножения

А10. При относительно постоянных условиях окружающей среды действует…естест. отбор

1) движущий 2) дизруптивный 3) разрывающий 4) стабилизирующий

В1. Какие из перечисленных факторов приводят к уменьшению численности мышевидных грызунов в хвойном лесу?

1) сокращение численности хищных птиц и млекопитающих

2) вырубка хвойных пород деревьев

3) урожай еловых шишек после тёплого сухого лета

4) увеличение активности хищников

5) вспышка эпидемий

6) глубокий снежный покров зимой

В2. Установите соответствие между формами борьбы за существование и их характеристиками

Характеристики Формы борьбы за существование

а) конкуренция за пищу, убежище, самок 1) внутривидовая

в) очень жёсткая и острая борьба

г) приводит к развитию взаимных приспособлений

д) способствует процветанию вида

С1. Густота шерсти млекопитающих средней полосы изменяется в течение года, происходит линька. Объясните, какой вид изменчивости наблюдается у млекопитающих и чем определяется проявление данного признака.

Контрольная работа по биологии «Эволюционное учение»

II вариант

А.1 Как называется комплекс разнообразных отношений между организмами и факторами не6живой и живой природы?

1) естественный отбор 3) приспособленность

2) борьба за существование 4) изменчивость

А2. Какое явление приводит к изменению генофонда популяции?

1) размножение 2) изоляция 3) естественный отбор 4) модификац.изменчивость

А3. Редукция листьев и образование длинных корней у растений – это пример:

1) борьбы с неблагоприятными условиями среды 3) внутривидовой взаипомощи

2)внутривидовой борьбы за существование 4) межвидовой борьбы за существование

А4. Какой фактор эволюции способствует возникновению преград к свободному скрещиванию особей?

1) волны жизни 2) естест.отбор 3) модификации 4) изоляции

А5. На сохранение мутаций, ведущих к меньшей изменчивости средней величины признака, направлен … естественный отбор

1) движущий 2) дизруптивный 3) разрывающий 4) стабилизирующий

А6. Зимой животные меняют окраску, густоту шерсти, впадают в спячку. Это пример

1) борьба с неблагоприятными условиями среды 3) внутривидовой взаимопомощи

2) внутривидовой борьбы за существование 4) межвидовой борьбы за существования

А7. укажите животное, для которого борьба за существование протекает наиболее напряженно и сопровождается большей гибелью потомства.

1) аскарида 2) крыса 3) куропатка 4) слон

А8. Что такое естественный отбор?

1) сложные отношения между живой и неживой природой

2) процесс образования новых популяций и видов

3) процесс роста численности популяции

4) процесс сохранения особей с полезными наследственными изменениями

А9. Возникновению индустриального меланизма у насекомых способствует…естест.отбор

1) движущий 2) дизруптивный 3) разрывающий 4) стабилизирующий

А10. Кто из учёных считал движущей силой эволюции стремление организмов к совершенству и утверждал наследование благоприобретённых признаков?

1) Карл Линней 2) Жан-Батист Ламарк 3) Чарльз Дарвин 4) А.Н.Северцов

В1. Какие основные формы естественного отбора выделяют?

1) стабилизирующий 2) движущий 3) методический

4) индивидуальный 5) разрывающий 6) искусственный

В2. Установите соответствие между видами отбора и их примерами

Примеры Виды отбора

а) выносливость собак к морозу 1) искусственный отбор

б) привязанность собак к человеку 2) естественный отбор

в) большая яйценоскость у домашних кур

г) покровительственная окраска зайца-беляка

д) порода кролика с чисто белой шерстью

е) копыта у лошадей

С. На Крайнем Севере многие животные окрашены в белый цвет (белый медведь, белая куропатка). Укажите форму приспособленности животных и её характер.

3. Комбинативная изменчивость в популяциях и ее роль в эволюции

Известны три источника комбинативной изменчивости: кроссинговер, случайный характер расхождения гомологичных хромосом в мейозе, случайный характер оплодотворения.
Если допустить, что в каждой паре гомологичных хромосом только одна пара аллельных генов, то у человека, (гаплоидный набор хромосом равен 23), количество возможных типов гамет составит 223, а число возможных генотипов – 323. Это в 20 раз больше населения Земли – и это без учета разнообразия, добавляемого кроссинговером!
Таким образом, возможность возникновения двух одинаковых организмов при половом размножении практически равна нулю (исключение – однояйцевые близнецы, возникновение которых не является, строго говоря, половым размножением).
Комбинативная изменчивость, как и мутации, играет роль поставщика материала для естественного отбора.
Наследственная изменчивость в целом (мутационная, комбинативная) носит случайный, ненаправленный характер. Она лишь поставляет материал для отбора. Сама же наследственная изменчивость без участия других факторов эволюции не может привести к направленному изменению генофонда популяции.

III. Закрепление знаний

IV. Домашнее задание

Изучить параграф учебника (факторы эволюции, роль в эволюции мутационной и комбинативной изменчивости).

Урок 3. Волны жизни, генный поток, дрейф генов и их роль в эволюции

I. Проверка домашнего задания по теме: «Элементарные факторы эволюции. Наследственная изменчивость и ее роль в эволюции»

Работа по карточкам

1. Генетиками изучено более 2 млрд дрозофил, и никогда среди них не наблюдалось мух с синими или зелеными глазами. Какова вероятность обнаружения указанных мутаций в будущем?

2. Как объяснить тот факт, что альбинизм встречается во всех человеческих расах и широко распространен среди млекопитающих (известны случаи появления белых горилл, тигров и других млекопитающих)?

Устная проверка знаний по вопросам:

1) понятие о факторах эволюции;
2) мутации и их роль в эволюции;
3) комбинативная изменчивость и ее роль в эволюции.

II. Изучение нового материала

1. Волны жизни и их роль в эволюции

Периодическое чередование подъемов и спадов численности популяций называется популяционными волнами, или волнами жизни, (термин был введен в 1905 г. С.С. Четвериковым).
Нашествия полевок, мышей, саранчи известны человеку с древнейших времен. Периодическое колебание численности особенно хорошо заметно у грызунов и других видов с коротким жизненным циклом и быстрой сменой поколений. Но само явление характерно для всех популяций растений и животных.
Волны жизни могут быть сезонными (периодическими) и несезонными (непериодическими). Сезонные изменения численности популяций часто обусловлены генетически. Несезонные волны жизни обусловлены непосредственным воздействием на популяцию различных абиотических и биотических факторов среды (температура, влажность, влияние хищников, обилие пищи, засуха, пожар, наводнение и т.д.). В итоге численность популяции определяется сразу многими факторами.
В сообществах часто наблюдаются периодические колебания численности популяций, связанные с взаимоотношениями типа «хищник–жертва». Усиленное размножение объектов охоты хищников вследствие увеличения кормовых ресурсов приводит в свою очередь к усиленному размножению хищников. За этим следует массовое уничтожение их жертв. Недостаток кормовых ресурсов обусловливает сокращение численности хищников и восстановление размеров популяции жертв.
Волны жизни – один из элементарных эволюционных факторов. С возрастанием численности популяции увеличивается и число мутантов. После спада численности сохранившаяся часть популяции по генетическому составу будет значительно отличаться от ранее многочисленной популяции, так как часть мутаций совершенно случайно исчезнет вместе с несущими их особями, а некоторые мутации, также случайно, резко повысят свою концентрацию.
Таким образом, сами по себе популяционные волны не вызывают наследственную изменчивость, а только способствуют случайному изменению частот аллелей и генотипов, т.е. волны жизни – это своеобразный фактор – поставщик эволюционного материала, выводящий совершенно случайно и не направленно ряд генотипов на эволюционную арену. После стабилизации условий среды в популяции будет идти отбор особей с оптимальными генотипами.
Следует помнить, что волны жизни ставят под угрозу выживание малочисленных популяций.

2. Изоляция и ее значение для насыщения популяций мутациями

Изоляцией в теории эволюции называют исключение или затруднение свободного скрещивания между особями одного вида, ведущее к обособлению внутривидовых групп и новых видов.
Выделяют различные формы изоляции: географическая, временная, экологическая, сезонная, этологическая и др. Все эти формы могут способствовать изоляции репродуктивной. Например, географическая изоляция препятствует скрещиванию из-за разделения популяций какими-либо географическими барьерами (реки, горы, пустыни и т.д.). Тем самым она нарушает обмен генетической информацией между популяциями одного вида.
Таким образом, изоляция – один из важнейших факторов эволюции, способствующий насыщению данной популяции мутациями. Она закрепляет межпопуляционные различия в частотах встречаемости различных генотипов и способствует созданию группировок с независимыми генофондами, которые могут стать самостоятельными видами.

3. Генный поток и его роль в эволюции

Если изоляция между соседними популяциями неполная, то между ними возникает обмен генами в результате свободного скрещивания их особей. Этот процесс получил название генного потока.
Генный поток является важным источником изменчивости. Часть особей-мигрантов одной популяции проникает в другую, и их гены включаются в генофонд этой популяции. При скрещивании особей разных популяций генотипы потомства будут отличаться от генотипов обоих родителей. В данном случае происходит перекомбинация генов на межпопуляционном уровне, т.е. генный поток также является поставщиком материала для естественного отбора. Поток генов имеет важнейшее биологическое следствие – объединение всех популяций в единую видовую систему.

4. Дрейф генов как фактор эволюции

Случайное ненаправленное изменение частоты генов в популяции получило название дрейфа генов. Он наблюдается в малых популяциях, где вероятность случайности велика.
Допустим, что в популяции некий ген представлен двумя аллелями – аллелем «+» и аллелем «–», причем 50% особей несут аллель «+», а 50% – аллель «–». В каждый сезон участие в размножении принимает только 25% членов данной популяции. По чистой случайности в некий конкретный год среди них оказалась лишь одна особь, несущая ген «+». В результате в следующем поколении этот ген будет встречаться гораздо реже, т.е. частота встречаемости этого гена резко упадет – по совершенно случайным, не связанным с особенностями этого гена, причинам.
Интересным случаем генетического дрейфа является эффект основателя. Когда несколько особей покидают большую популяцию и занимают новую область, то весьма велика вероятность, что какие-то гены будут здесь представлены в совершенно ином соотношении, чем в исходной популяции. Это обстоятельство может сильно повлиять на эволюцию таких вновь возникающих изолированных популяций. Примером являются дарвиновы вьюрки, потомки нескольких вьюрков из Южной Америки, унесенных в море во время бури и основавших новую популяцию.
Таким образом, все рассмотренные нами факторы эволюции носят ненаправленный характер. Они сами по себе не могут вызвать целенаправленное изменение генофонда популяции, т.е. не могут вызвать целенаправленного изменения концентрации определенных генов и не могут привести к элементарному эволюционному явлению.
Единственным фактором, имеющим направленный характер, является естественный отбор. Все рассмотренные ранее факторы могут лишь повышать или понижать его эффективность.

III. Закрепление знаний

Обобщающая беседа по ходу изучения нового материала.

IV. Домашнее задание

Изучить параграф учебника (роль в эволюции волн жизни, изоляции, генного потока, дрейфа генов).

Цель проведения: выявить уровень освоения учащимися учебного материала курса "Общая биология" по итогам 1 полугодия.

Тест составлен по теме: «Основные учения об эволюции» к учебнику А.А.Каменский,Е.К.Криксунов,В.В.Пасечник.

Ориентировочное время выполнения административного теста -40 минут.

Тема «Основы учения об эволюции» изучается в 11 классе в курсе «Общая биология» и является обширной и довольно сложной темой.

В ходе изучения этого раздела обучающиеся знакомятся с историей эволюционных идей, с работами К.Линнея, учением Ж.Б.Ламарка, эволюционной теорией Ч.Дарвина, изучается роль эволюционной теории в формировании современной естественнонаучной картины мира. Учащиеся знакомятся с синтетической теорией эволюции. Изучают популяцию как структурную единицу вида, единицу эволюции; движущие силы эволюции, их влияние на генофонд популяции.

Для надёжного определения уровня усвоения теоретического материала каждым учеником целесообразно применение тестового контроля. В проверку включены умения не только воспроизводить знания, но и применять их для формулирования мировоззренческих выводов и обобщений. Кроме того, тестирование является качественным и объективным способом оценивания знаний обучающихся, оно ставит всех ребят в равные условия, исключая субъективизм учителя.

Задачи тестирования : проверить знания истории эволюционных идей, научных заслуг К.Линнея и Ж.Б.Ламарка, Ч.Дарвина; систематизировать знания о виде, популяции, движущих силах эволюции и её результатах; проверить понимание учащимися макроэволюции и видообразования, главных направлений эволюции органического мира.

Скачать:

Предварительный просмотр:

Вариант 1

Часть 1

один правильный.

А1. Кто из ученых считал движущей силой эволюции стремление к совершенству и утверждал наследование благоприобретенных признаков?

Карл Линей
Жан-Батист Ламарк
Чарльз Дарвин
А.Н. Четвериков

А2. Совокупность свободно скрещивающихся особей одного вида, которая длительно существует в определенной части ареала относительно обособленно от других совокупностей того же вида, называется:

Популяция
Сорт
Колония

А3. К какому критерию вида относят особенности внешнего и внутреннего строения полевой мыши?

Морфологическому
Генетическому
Экологическому
Географическому

А4. К какому критерию вида относят совокупность факторов внешней среды, к которым приспособлен белый медведь?

Морфологическому
Генетическому
Экологическому
Географическому

А5. К статистическим показателям популяции относят:

Смертность
Численность
Рождаемость
Скорость роста

А6. Как называется случайное ненаправленное изменение частот аллелей и генотипов в популяциях?

Мутационная изменчивость
Популяционные волны
Дрейф генов
Изоляция

А7. Как называются периодические и непериодические колебания численности популяции в сторону увеличения или в сторону уменьшения численности особей?

Волны жизни
Дрейф генов
Изоляция
Естественный отбор

А8. Примером внутривидовой борьбы за существование являются отношения:

Черных тараканов между собой
Черных и рыжих тараканов
Черных тараканов с ядохимикатами
Черных тараканов и черных крыс

А9. Какая форма борьбы за существование является наиболее напряженной?

А10. Какая форма естественного отбора действует при постепенно изменяющихся условиях окружающей среды?

Движущий естественный отбор

А11. Биологическая изоляция обусловлена:

Небольшой численностью видов
Невозможностью спаривания и оплодотворения
Географическими преградами
Комбинативной изменчивостью

А12. К какой группе доказательств эволюции органического мира относится сходство зародышей пресмыкающихся и птиц?

Сравнительно-анатомическим
Эмбриологическим
Палеонтологическим
Биогеографическим

А13. Укажите правильную схему классификации животных:

А14. Какие органы возникают в результате конвергенции?

Гомологичные
Аналогичные
Атавистические
Рудиментарные

А15. Какое из перечисленных приспособлений не является ароморфозом?

Возникновение позвоночника у хордовых
Возникновение хобота у слона
Образование 3-х камерного сердца у земноводных

Часть 2

три верных ответа из шести.

В1. Какие эволюционные изменения можно отнести к ароморфозам?

Появление цветка
Образование органов и тканей у растений
Появление термофильных бактерий
Атрофия корней и листьев у повилики
Специализация некоторых растений к определенным опылителям
Постоянная температура тела

В2. К эволюционным факторам относят:

Дивергенция
Наследственная изменчивость
Конвергенция
Борьба за существование
Параллелизм
Естественный отбор

Административный тест по биологии за 1 полугодие 11 класс

По теме « Основные учения об эволюции»

к учебнику А.А.Каменский,Е.К.Криксунов,В.В.Пасечник

Вариант 2

Часть 1

К каждому заданию А1-А15 даны 4 варианта ответа, из которых только один правильный.

Карл Линей
Жан-Батист Ламарк
Чарльз Дарвин
А.Н. Четвериков

А2. Структурной единицей вида является…

Особь
Популяция
Колония
Стая

А3. К какому критерию вида относят характерный для Человека разумного набор хромосом: их число, размеры, форму?

Морфологическому
Генетическому
Экологическому
Географическому

А4. К какому критерию вида относят произрастание Рябчика крупноцветного в лесах на скалистых местах?

Географическому
Морфологическому
Экологическому
Этологическому

А5. К динамическим показателям популяции относят:

Смертность
Численность
Плотность
Структуру

А6. Причиной популяционных волн не является:

Сезонные колебания температуры
Природные катастрофы
Агрессивность хищников
Мутационная изменчивость

А7. Что препятствует обмену генетической информацией между популяциями?

Мутационная изменчивость
Популяционные волны
Дрейф генов
Изоляция

А8. Как называется комплекс разнообразных отношений между организмами и факторами неживой и живой природы:

Естественный отбор
Борьба за существование
Приспособленность
Изменчивость

А9. Какой формой борьбы за существование является поедание речным окунем своих мальков?

Межвидовой
Внутривидовой
С неблагоприятными условиями среды
Внутривидовой взаимопомощи

А10. Какая форма естественного отбора направлена на сохранение мутаций, ведущих к меньшей изменчивости средней величины признака?

Движущий естественный отбор
Разрывающий естественный отбор
Стабилизирующий естественный отбор
Дизруптивный естественный отбор

А11. Какой фактор эволюции способствует возникновению преград к свободному скрещиванию особей?

Волны жизни
Естественный отбор
Модификации
Изоляция

А12. К какой группе доказательств эволюции органического мира относятся филогенетический ряды?

Сравнительно-анатомическим
Эмбриологическим
Палеонтологическим
Биогеографическим

А13. Укажите правильную схему классификации растений:

Вид род семейство отряд класс тип
Вид род семейство порядок класс тип
Вид род семейство порядок класс отдел
Вид род отряд семейство класс тип

А14. Какие органы возникают в результате дивергенции?

Гомологичные
Аналогичные
Атавистические
Рудиментарные

А15. Какое из перечисленных приспособлений относят к идиоадаптациям?

Возникновение хорды
Возникновение ползучего стебля у клубники
Образование 2-х кругов кровообращения
Утрата органов кровообращения у бычьего цепня

Часть 2.

При выполнение заданий В1-В2 выберите три верных ответа из шести.

При выполнение заданий В3-В4 установите соответствие между содержанием первого и второго столбца. Впишите в таблицу цифры выбранных ответов.

В1. Какие признаки характеризуют биологический прогресс?

Сокращение численности видов
Расширение ареала вида
Возникновение новых популяций, видов
Сужение ареала вида
Упрощение организации и переход к сидячему образу жизни
Увеличение численности видов

В2. Какие особенности иллюстрируют стабилизирующую форму естественного отбора?

Действует в изменяющихся условиях среды
Действует в постоянных условиях среды
Сохраняет норму реакции признака
Изменяет среднее значение признака либо в сторону уменьшения его значения, либо в сторону увеличения
Контролирует функционирующие органы
Приводит к смене нормы реакции

В3. Установите соответствие между гибелью растений и формой борьбы за существование.

В4. Установите соответствие между признаком животного и направлением эволюции, которому он соответствует

С1. Какой тип естественного отбора представлен на рисунке? В каких условиях среды он наблюдается? Какие мутации сохраняет?

ИНСТРУКЦИЯ ПО ПРОВЕДЕНИЮ

Административного теста ПО БИОЛОГИИ В 11 КЛАССЕ

(I полугодие 2013-2014 учебного года)

Цель проведения: выявить уровень освоения учащимися учебного материала курса "Общая биология" по итогам 1 полугодия.

Тест составлен по теме: «Основные учения об эволюции» к учебнику А.А.Каменский,Е.К.Криксунов,В.В.Пасечник.

Ориентировочное время выполнения административного теста -40 минут.

В ходе изучения этого раздела обучающиеся знакомятся с и сторией эволюционных идей, с работами К.Линнея, учением Ж.Б.Ламарка, эволюционной теорией Ч.Дарвина, изучается роль эволюционной теории в формировании современной естественнонаучной картины мира. Учащиеся знакомятся с синтетической теорией эволюции. Изучают популяцию как структурную единицу вида, единицу эволюции; движущие силы эволюции, их влияние на генофонд популяции.

Критерии оценивания теста.

Все задания разделены по уровням сложности.

Задания базового уровня соответствуют минимуму содержания биологического образования и требованиям к уровню подготовки выпускников. Они составлены в соответствии со стандартом среднего биологического образования. К каждому заданию приводятся варианты ответов, из которых только один верный. За верное выполнение каждого такого задания выставляется по 1 баллу.

Задания повышенного уровня направлены на проверку освоения учащимися более сложного содержания. Они содержат задания с выбором нескольких ответов из приведенных, на установление соответствия, на определение последовательности биологических явлений, на указание истинности или ложности утверждений. За верное выполнение каждого такого задания выставляется по 2 балла .

Задание части С включает задание со свободным ответом. За верное выполнение задания выставляется 3 балла.

Структура работы:

1) По содержанию работа включает следующие блоки:

Вид и его критерии
Популяции

2) По уровням заданий работа позволяет выявить усвоение материала на базовом, повышенном и высоком уровнях.

3) По формам тестовых заданий работа состоит из тестов с выбором одного верного варианта ответа, открытого типа с кратким ответом, открытого типа с полным развернутым ответом.

Распределение заданий работы по содержанию:

Блоки	Номера тестовых заданий	Число заданий	Процент заданий на данный блок
Развитие эволюционного учения Ч.Дарвина			6,7%
Вид е его критерии	А2, А3, А4
Популяции			6,7%
Генетический состав и изменение генофонда популяций	А6, А7		13,3%
Борьба за существование ее формы	А8, А9		13,3%
Естественный отбор и его формы	А10		6,7%
Изолирующие механизмы. Видообразование	А11		6,7%
Макроэволюция и ее доказательства	А12		6,7%
Система растений и животных – отображение эволюции	А13		6,7%
Главные направления эволюции органического мира	А14, А15		13,3%
ИТОГО-10			100%

Распределение заданий работы по частям.

Части работы	Число заданий	Максимальный первичный балл	Тип задания
Часть 1 (А)			С выбором ответа
Часть 2 (В)			С кратким ответом
Часть 3 (С)			С развернутым ответом
Итого

Распределение заданий работы по уровню сложности:

Уровень сложности заданий	Номера тестовых заданий	Число заданий	Процент заданий на данный уровень сложности
Базовый	А1-А15		57,7%
Повышенный	В1-В4		15,5%
Высокий			3,8%

Ответы на задания административного теста:

Вариант 1

Вариант 2

А1 – 2

А2 – 2

А3 – 1

А4 – 3

А5 – 2

А6 – 3

А7 – 1

А8 – 1

А9 – 1

А10 – 2

А11 – 2

А12 –2

А13 – 1

А14 – 2

А15 – 2

А1 – 2

А2 – 2

А3 – 2

А4 – 3

А5 – 1

А6 – 4

А7 – 4

А8 – 2

А9 – 2

А10 – 3

А11 – 4

А12 – 3

А13 – 3

А14 – 1

А15 – 2

В1 – 1, 2, 6

В2 – 2, 4, 6

В3 –

В4 -

В1 – 2, 3, 6

В2 – 2, 3, 5

В3 –

В4 -

С1:

Стабилизирующий отбор
Наблюдается в относительно постоянных условиях окружающей среды
Сохраняет мутации, ведущие к меньшей изменчивости средней величины признака

С1:

1) Движущий отбор

2) Наблюдается в однонаправленном изменении условий окружающей среды

3) Сохраняет мутации, ведущие к другим крайним проявлениям величины признака (или в сторону усиления или в сторону ослабления)