Конспект урока дрейф генов фактор эволюции 11 класс
Обновлено: 03.07.2024
2. Глоссарий по теме (перечень терминов и понятий, введенных на данном уроке);
Популяция. Изменчивость. Наследственная изменчивость. Мутация. Дрейф генов.
Популяция - это совокупность особей одного вида, имеющих общий генофонд и населяющих определенное пространство, с относительно однородными условиями обитания. Элементарная единица эволюции
Изменчивость - разнообразие признаков среди представителей данного вида, а также свойство потомков приобретать отличия от родительских форм.
Наследственная изменчивость обусловлена возникновением разных типов мутаций и их комбинаций, которые передаются по наследству и впоследствии проявляются у потомства.
Мутация - стойкое (то есть такое, которое может быть унаследовано потомками данной клетки или организма) изменение генома, один из главный факторов эволюции и создания новых пород животных и сортов растений. Различают хромосомные, затрагивающие строение хромосом, генные – последовательность нуклеотидов в генах и геномные, которые вносят изменения в геном всего организма.
Дрейф генов - процесс случайного, ненаправленного изменения частот аллелей в популяциях.
Борьба за существование -
3. Основная и дополнительная литература по теме урока (точные библиографические данные с указанием страниц);
4. Открытые электронные ресурсы по теме урока (при наличии);
5. Теоретический материал для самостоятельного изучения;
Эволюция (от лат. evolutio — развёртывание) — необратимый процесс исторического изменения живого, наследственное изменение свойств живых организмов в ряду поколений.
Эволюционный процесс разделяют на макроэволюцию и микроэволюцию.
Микроэволюция является основой развития органического мира и представлена процессами адаптивной перестройки внутри вида, преобразования популяций, что может привести к видообразованию.
Элементарной единицей эволюции является популяция, а не отдельная особь, т.к. генотип одной особи не изменяется в течение всей её жизни, даже при наличии фенотипических изменений под влиянием условий окружающей среды.
Совокупность всех генотипов в популяции называют генофондом. Набор генотипов в генофонде изменяется в ходе эволюции: одни генотипы распространяются, а другие постепенно исчезают. Передача генотипов осуществляется при размножении организмов.
Изменение внешних условий жизни (климат, влажность, ландшафт и др.) сказывается на численности и плотности популяции, а также на полезности фенотипов в конкретных условиях. В пределах ареала (территории, которую занимает вид) который может иметь разный размер, может происходить формирование генетических различий между популяциями. Но, т.к. внутри вида особи могут свободно скрещиваются между собой и давать плодовитое потомство, то имеет место обмен генетическими программами.
Гены также не остаются постоянными. В результате мутаций, возникающих медленно, но непрерывно, могут быть затронуты любые признаки и свойства организма. Сами по себе мутации не имеют приспособительного (адаптивного) значения и обычно являются вредными для особи, но они накапливаются в генофонде популяции в гетерозиготах и могут попадать в сферу действия естественного отбора, в результате усиливаются генетически различия между популяциями.
Если происходит стойкое изменение условий среды, то естественный отбор из поколения в поколение будет сохранять приспособленные фенотипы, направленно перестраивая генотипы, что в конечном итоге приведёт к изменению генофонда популяции.
Мутационный процесс лежит в основе внутривидовой изменчивости. Отечественные учёные – Н.И. Вавилов, А.С. Сереборвский. С.С. Четвериков, Ф.Г. Добржанский и др. – внесли значительный вклад в изучение изменчивости природных популяций.
А.С. Сереборвский С.С. Четвериков
Ф.Г. Добржанский Н.И. Вавилов
Эволюция — процесс развития, состоящий из постепенных изменений, без резких скачков (в противовес революции). Чаще всего, говоря об эволюции, имеют ввиду биологическую эволюцию.
Биологическая эволюция — необратимое и направленное историческое развитие живой природы, сопровождающееся изменением генетического состава популяций, формированием адаптаций, образованием и вымиранием видов, преобразованием экосистем и биосферы в целом. Биологическая эволюция изучается эволюционной биологией.
Механизмы эволюции
Естественный отбор
Существуют два основных эволюционных механизма. Первый — это естественный отбор, то есть процесс, в результате которого наследственные признаки, благоприятные для выживания и размножения, распространяются в популяции, а неблагоприятные становятся более редкими. Это происходит потому, что особи с благоприятными признаками размножаются с большей вероятностью, поэтому больше особей следующего поколения имеют те же признаки. Адаптации к окружающей среде возникают в результате накопления последовательных, мелких, случайных изменений и естественного отбора варианта, наиболее приспособленного к окружающей среде.
Генетический дрейф
Второй основной механизм — это генетический дрейф, независимый процесс случайного изменения в частоте признаков. Генетический дрейф происходит в результате вероятностных процессов, которые обуславливают случайные изменения в частоте признаков в популяции. Хотя изменения в результате дрейфа и селекции в течение одного поколения довольно малы, различие в частотах накапливаются в каждом последующем поколении и со временем приводят к значительным изменениям в живых организмах. Этот процесс может завершиться образованием нового вида. Более того, биохимическое единство жизни указывает на происхождение всех известных видов от общего предка (или пула генов) в результате процесса постепенной дивергенции.
6. Примеры и разбор решения заданий тренировочного модуля (не менее 2 заданий).
(1) Репродуктивная изоляция служит причиной микроэволюции. (2) Свободное скрещивание обеспечивает обмен генами между популяциями. (3) Репродуктивная изоляция популяций может происходить в пределах одного и того же ареала по разным причинам.
(4) Изолированные популяции с разными мутациями адаптируются к условиям разных экологических ниш в пределах прежнего ареала. (5) Примером такого видообразования служит образование видов лютика, которые приспособились к жизни в поле, на лугу, в лесу. (6) Вид служит наименьшей генетически устойчивой надорганизменной системой в живой природе.
Правильный вариант:
Подсказка: Посмотрите материал лекции
Попарно соединяя овалы, решите ребус-соответствие:
(овалы с изображениями и текстом распределить хаотично, рисунки необходимо подобрать аналогичные,)
- Для учеников 1-11 классов и дошкольников
- Бесплатные сертификаты учителям и участникам
Практическая работа для обучающихся 11 класса по теме:
«Изменение генофонда популяции под влиянием факторов эволюции
В ходе практической работы в тетрадь следует записать название практической работы, цель, оборудование, задание 1, таблицу 1, вывод 1, задание 3, таблицу 2, вывод 2.
Выяснить влияние изоляции и дрейфа генов на генофонд популяций.
Оборудование:
5 различных аллелей одного гена (цветные квадратики 5-ти различных цветов), ванночки как территория, на которой обитает данная популяция.
Задание 1. Внимательно ознакомьтесь со следующей моделируемой ситуацией:
В популяции некоего лесного насекомого Х встречается 5 аллелей одного из генов:
А – доминантный аллель – 54% (красные квадратики);
а1 – рецессивный аллель – 35% (синие квадратики);
а2 – молодая и поэтому редкая, но очень полезная мутация – 5% (желтые квадратики);
а3 – редкий полулетальный аллель – 5% (зеленые квадратики);
а4 – новая мутация, значение которой пока неясно – 1% (черный квадратик);
В результате лесного пожара 90% популяции погибло. Определите, какой это фактор эволюции и как это может сказаться на генофонде популяции.
Задание 2. Моделирование ситуации:
Восстановите численность популяции, умножив количество особей с различными аллелями на 10. Запишите полученные результаты опыта 1 в таблицу.
Для установления закономерности проведите повторные опыты 2 и 3 и занесите данные в вашу таблицу 1.
Частоты после влияния фактора
Вывод 1: _______________________________________________________________________________
Задание 3. Теперь ознакомьтесь с другой моделируемой ситуацией:
Некая популяция лугового бескрылого насекомого Y благоденствовала, обитая на своем лугу. В популяции встречались 5 аллелей одного из генов:
А – доминантный аллель – 54% (красные квадратики);
а1 – рецессивный аллель – 35% (синие квадратики);
а2 – молодая и поэтому редкая, но очень полезная мутация – 5% (желтые квадратики);
а3 – редкий полулетальный аллель – 5% (зеленые квадратики);
а4 – новая мутация, значение которой пока неясно – 1% (черный квадратик);
Через луг, на котором обитала популяция, проложили оросительный канал и популяция оказалась разделенной на две субпопуляции. Определите, какой это фактор эволюции и как это может сказаться на генофонде популяции.
Задание 4. Моделирование ситуации:
Восстановите численность популяции, умножив количество особей с различными аллелями на 2. Запишите полученные результаты опыта в таблицу 2.
Для установления закономерности проведите повторный опыт еще раз и занесите данные в вашу таблицу 2.
Частоты аллелей после влияния фактора
Вывод 2: ________________________________________________________________________________
Краткое описание документа:
Предлагаемое практическое занятие знакомит учащихся 11 класса с возможными последствиями таких факторов эволюции, как дрейф генов и изоляция. В работе представлены цель занятия, оборудование, ход выполнения работы. Описывается простая моделируемая ситуация, которая наглядно демонстрирует, как дрейф генов и изоляция могут изменить генофонд популяции.
- подготовка к ЕГЭ/ОГЭ и ВПР
- по всем предметам 1-11 классов
Курс повышения квалификации
Дистанционное обучение как современный формат преподавания
Курс повышения квалификации
Инструменты онлайн-обучения на примере программ Zoom, Skype, Microsoft Teams, Bandicam
- Курс добавлен 31.01.2022
- Сейчас обучается 24 человека из 17 регионов
Курс повышения квалификации
Педагогическая деятельность в контексте профессионального стандарта педагога и ФГОС
- ЗП до 91 000 руб.
- Гибкий график
- Удаленная работа
Дистанционные курсы для педагогов
Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику
Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:
5 608 243 материала в базе
Самые массовые международные дистанционные
Школьные Инфоконкурсы 2022
Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику
Другие материалы
Вам будут интересны эти курсы:
Оставьте свой комментарий
- 11.10.2016 3751
- DOCX 48.5 кбайт
- 22 скачивания
- Рейтинг: 4 из 5
- Оцените материал:
Настоящий материал опубликован пользователем Мазура Наталья Сергеевна. Инфоурок является информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайт
Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.
Автор материала
40%
- Подготовка к ЕГЭ/ОГЭ и ВПР
- Для учеников 1-11 классов
Московский институт профессиональной
переподготовки и повышения
квалификации педагогов
Дистанционные курсы
для педагогов
663 курса от 690 рублей
Выбрать курс со скидкой
Выдаём документы
установленного образца!
Учителя о ЕГЭ: секреты успешной подготовки
Время чтения: 11 минут
Минтруд предложил упростить направление маткапитала на образование
Время чтения: 1 минута
Время чтения: 2 минуты
Онлайн-тренинг: нейрогимнастика для успешной учёбы и комфортной жизни
Время чтения: 2 минуты
Курские власти перевели на дистант школьников в районах на границе с Украиной
Время чтения: 1 минута
В Россию приехали 10 тысяч детей из Луганской и Донецкой Народных республик
Время чтения: 2 минуты
Отчисленные за рубежом студенты смогут бесплатно учиться в России
Время чтения: 1 минута
Подарочные сертификаты
Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.
Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.
Волны жизни и дрейф генов в эволюции – план урока биологии в 11 классе
09.04.2012 | Автор: admin
ЦЕЛИ УРОКА:
– образовательная: продолжить формирование знаний о популяционно – видовом уровне организации жизни на основе формирования знаний о генофонде популяций и мутационных процессах в них; сформировать знания о начале эволюционных изменений вида, обусловленного направленными преобразованиями популяционного генофонда; охарактеризовать причины, сущность и результат нарушения генетического равновесия
– развивающая: продолжить формирование умений использовать имеющиеся знания, анализировать информацию, работать с текстом и рисунками учебника, делать выводы;
– воспитательная: сформировать научно-материалистического мировоззрение;
ТИП УРОКА: комбинированный
Виды изоляции Сущность
Географическая (пространственная
Экологическая
Физиологическая
Поведенческая
Механическая Разделение популяций географически
ми преградами (реками, лесами, горами и т.д.)
Обитание особей разных популяций одного вида в разных условиях и местах
Созревание половых клеток в разные
сроки у особей разных популяций
Различия в брачном поведении
Различия в строении органов размножения
На виды изоляции предлагаю учащимися просмотр фрагментов видеофильма и графики колебания численности популяций хищников.
Генетическая изоляция проявляется при перестройках генотипов – изменении числа или формы хромосом у близких видов, что уменьшает возможности образования полноценного потомства между ними в тех случаях, когда все же рождается гибридное потомство, оно часто оказывается бесплодным из-за нарушения мейоза, в связи с различиями в строении и числе хромосом.
Дрейф генов как фактор эволюции был раскрыт российскими учеными генетиками Н.П.Дубининым и Д.Д.Ромашевым и зарубежными учеными американцем С.Райтом и англичанином Р.Фишером.
Он касается малочисленных популяций с генофондом, ограниченным небольшим количеством генотипов в популяции. Генофонд таких популяций, в силу различных процессов, через несколько поколений может резко измениться, изменится частота встречаемости аллелей различных генов.
Дрейф генов
С.Райт экспериментально доказал это. Скрестив две линии мух – с красными глазами и белыми глазами он получил гибридов с красными глазами и генотипом Аа. Соотношение аллелей А и а было 1:1.
С.Райт посадил в пробирки по две пары гетерозиготных по аллелю А (Аа) особей.
В потомстве от гибридов ожидалось ¾ особей с красными глазами, ¼ - с белыми.
Дрейф генов
Через 16 поколений оба аллеля оказались в различных соотношениях в 26 популяциях из 96 исходных, в 29 популяциях был утрачен доминантный аллель А , в 41 популяции был утрачен аллель а .
Процесс случайного ненаправленного изменения частот аллелей в популяции получил название дрейфа генов , что сказывается на дальнейшей эволюции вида.
Дрейф генов
Другой сходный процесс американский биолог Э.Майр назвал эффектом основателя . Популяции многих видов, обитающие в труднодостижимых местах, происходят от одной или нескольких особей и частоты аллелей в таких популяциях могут сильно отличаться от частот генов в исходных популяциях.
Например, частоты аллелей I А и I В у коренного населения Северо-Восточной Азии колеблются в пределах от 5 до 30%, а американских индейцев предками которых были монголоидные племена, проникшие по Берингийскому мосту на Аляску оба аллеля отсутствуют или крайне редки.
Популяционные волны
В любой популяции происходят периодические колебания численности особей, причинами которых служат различные абиотические и биотические факторы среды.
Наиболее ярко это проявляется у быстроразмножающихся видов, например у мышевидных грызунов примерно раз в 4 года численность возрастает многократно. Затем вновь происходит резкий спад численности.
Популяционные волны
Причины уменьшения численности различны — это и недостаток кормовой базы, и пресс хищников , численность которых при обильном питании резко возрастает, и вспышки эпидемий , и природные катаклизмы. Например, при половодье или наводнении погибает большая часть популяции грызунов, генофонд ее при этом резко и случайно изменяется.
Изменяется и частота встречаемости различных аллелей генов, частота встречаемости редких аллелей при этом может резко возрасти.
Популяционные волны
Часто колебания численности связаны с прессом хищников. На рисунке показаны изменения численности хищника и жертвы, причем изменение численности жертвы опережает изменение численности хищника. Популяционные волны – одна из частых причин дрейфа генов.
Популяционные волны
Резкие возрастания численности часто наблюдаются при попадании видов в новые условия обитания , где благоприятные условия и отсутствуют хищники и паразиты. Так, например, было с распространением опунции и расселением кроликов в Австралии.
Опунцию завезли в Австралию и использовали в качестве живой изгороди, в отсутствии естественных врагов она расселилась и резко сократила полезные площади пастбищ.
Это нашествие смогли остановить только с помощью гусениц кактусовой моли, специально привезенной с Американского континента. Благодарные австралийцы даже поставили памятник этому насекомому.
Популяционные волны
Подобная же история случилась и с кроликами, когда в Австралии в 1859 году выпустили 12 пар кроликов. Через 40 лет их количество составляло несколько сотен миллионов особей.
Популяционные волны
Остановить это нашествие попробовали с помощью самой длинной изгороди в мире – от побережья до побережья.
Популяционные волны
Важным фактором эволюции является и изоляция , препятствующая свободному скрещиванию особей различных популяций.
поставляет и распространяет мутации,
популяционные волны и дрейф генов…
меняют частоту встречаемости различных аллелей,
естественный отбор приводит к …
преимущественному выживанию особей с определенными генотипами,
изоляция препятствует скрещиванию между особями разных популяций.
Географическая изоляция
Различают географическую и экологическую изоляцию. Географическая изоляция обычно связана с возникновением естественных преград между популяциями одного вида. При этом не происходит распространения возникших мутаций за пределы популяции, что, в конечном счете, приводит к репродуктивной , изоляции — появлению новых видов.
Образование различных видов галапагосских вьюрков, сохранение яйцекладущих и сумчатых животных Австралии — результат изоляции. Такое видообразование называется географическим .
Географическая изоляция
Белый и бурый медведи географически изолированы и приспособились к жизни в разных экологических условиях.
Экологическая изоляция
Экологическая изоляция связана с различными экологическими условиями, в которых обитают различные популяции.
Движущая форма отбора приводит к изменению генофонда популяций, расхождению признаков и, в конечном счете, образованию новых видов. Так, например, образовались различные виды лютиков.
Экологическая изоляция
Экологическая изоляция может вызываться несовпадением сроков размножения особей различных популяций, например, некоторые лососевые рыбы нерестятся через год, в четный год на нерест приходит одна популяция, в нечетный — другая.
Разные популяции форели озера Севан нерестятся в разных горных реках и ручьях, что также приводит к репродуктивной изоляции и может послужить начальным этапом видообразования, называемого экологическим видообразованием .
Экологическая изоляция
Рыжая лиса и песец также обитают в разных экологических условиях, отбор привел к различиям в генофонде и морфологическим различиям.
Таким образом, кроме наследственной изменчивости и естественного отбора к факторам эволюции относятся дрейф генов, популяционные волны и изоляция.
Читайте также: