1. Completa la frase.
La priorità nello studio dei processi genetici nella popolazione appartiene all'eccezionale scienziato russo S. S. Chetvertikov.
2. Rispondi qual è il ruolo evolutivo delle mutazioni.
Il processo di mutazione è una fonte di riserva di variabilità ereditaria delle popolazioni. Mantenendo un elevato grado di diversità genetica nelle popolazioni, fornisce le basi per il funzionamento della selezione naturale.
3. Le osservazioni delle popolazioni naturali mostrano che la maggior parte degli organismi sono eterozigoti per molti geni. Dai una spiegazione a questo fenomeno.
La maggior parte degli organismi sono eterozigoti per molti geni, cioè nelle loro cellule i cromosomi accoppiati portano forme diverse dello stesso gene. Molto spesso, tali organismi si adattano meglio all'ambiente rispetto a quelli omozigoti.
4. Spiegare le ragioni delle differenze nella struttura genetica delle popolazioni della stessa specie.
Esistono differenze genetiche tra le popolazioni perché spesso vivono in ambienti diversi. I cambiamenti diretti nella frequenza genetica sono dovuti all'azione della selezione naturale. Inoltre, anche se le popolazioni si trovano vicine l’una all’altra, nelle popolazioni si verificano processi che portano a cambiamenti casuali e non diretti nella frequenza genetica, cioè nella struttura genetica.
5. Fornire una definizione del pool genetico di una popolazione (specie).
Pool genetico della popolazioneè la totalità di tutti i geni di una popolazione.
6. Scrivi qual è la riserva di variabilità ereditaria e qual è il suo significato biologico.
Riserva di variabilità ereditaria- Questo è un processo di mutazione.
Il suo significato biologico- le mutazioni creano le basi per la diversità genetica delle popolazioni, che in futuro potranno formare nuove specie. Cioè, le mutazioni possono portare alla speciazione.
7. Ampliare il significato dell'affermazione: "Alcune mutazioni dannose hanno un significato evolutivo positivo". Dare un esempio.
In alcune condizioni insolite, le mutazioni aiutano a sopravvivere e danno un vantaggio rispetto ad altri individui. Ad esempio, alcune specie di insetti presentano una mutazione che impedisce loro di sviluppare le ali. In condizioni normali questo è dannoso, ma sulle isole e sui passi di montagna dove soffiano forti venti, l'assenza di ali consente agli insetti di esistere normalmente.
8. Scegli la risposta corretta alla domanda tra le opzioni sottostanti e sottolineala.
Quale (quale) dei seguenti fattori è (sono) il/i fattore/i che contribuisce/i all'eterogeneità genetica della popolazione?
Risposta: isolamento, processo di mutazione, selezione naturale, ondate demografiche, migrazioni.
9. Termina la frase.
Un fattore evolutivo che esalta e consolida le differenze genetiche tra le popolazioni è l’isolamento.
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Didascalie delle diapositive:
Concetti chiave Gene Omozigote Eterozigote Popolazione Pool genetico Mutazione Microevoluzione Autore - insegnante di biologia A.P. Kushchenko
Variabilità modificazione non ereditaria mutazione combinata ereditaria Autore - insegnante di biologia A.P. Kushchenko
La mutazione è un cambiamento ereditario trasmesso di generazione in generazione. Teoria della mutazione: se si verifica all'improvviso, qualsiasi parte del genoma può mutare; Più spesso recessivo che dominante; Nocivo, neutro, benefico per l'organismo; Tramandato di generazione in generazione; Possono essere influenzati sia da influenze esterne che interne. L'autore è l'insegnante di biologia A.P. Kushchenko
Un gene è una sezione di DNA contenente informazioni ereditarie su un tratto. L'autore è l'insegnante di biologia A.P. Kushchenko
L'insieme di cromosomi omozigoti è un insieme di cromosomi con gli stessi geni. L'insieme di cromosomi eterozigoti è un insieme di cromosomi con diversi geni omologhi. Cromosomi omologhi - cromosomi accoppiati e simili Tratto dominante - forte, soppressivo Tratto recessivo - debole, soppresso Autore - insegnante di biologia A.P. Kushchenko
Di colore chiaro - aa Di colore scuro -AA Aa Autore - insegnante di biologia A.P. Kushchenko
Cambiamento casuale e non direzionale nella frequenza genetica, ad es. struttura genetica Pool genetico - la totalità di tutti i geni di una popolazione Autore - insegnante di biologia A.P. Kushchenko
L'isolamento porta anche a cambiamenti nella frequenza genetica nella popolazione Autore - insegnante di biologia A.P. Kushchenko
Pertanto, i cambiamenti nella frequenza di comparsa dei geni causati da fattori ambientali servono come base per l'emergere di differenze tra le popolazioni e determinano ulteriormente la loro trasformazione in nuove specie. Cambiamenti nelle popolazioni durante la selezione naturale che portano alla speciazione - microevoluzione Autore - insegnante di biologia A.P. Kushchenko
Compiti a casa Paragrafo 11, pp. 55-58, rispondere alle domande, 1 domanda scritta. Compito creativo: una poesia sull'evoluzione Autore - insegnante di biologia A.P. Kushchenko
Grazie allo studio dei processi genetici nelle popolazioni di organismi viventi, la teoria evoluzionistica ha ricevuto un nuovo impulso e un ulteriore sviluppo. Lo scienziato russo S. Chetverikov ha dato un grande contributo alla genetica delle popolazioni. Ha attirato l'attenzione sulla saturazione delle popolazioni naturali con mutazioni recessive, nonché sulle fluttuazioni nella frequenza dei geni nelle popolazioni, a seconda dell'azione dei fattori ambientali, e ha dimostrato la posizione secondo cui questi due fenomeni sono la chiave per comprendere i processi dell'evoluzione .
Il processo di mutazione, infatti, è una fonte costantemente operante di variabilità ereditaria. I geni mutano ad una certa frequenza. Si stima che in media un gamete su 10mila - 1 milione di gameti porti una nuova mutazione emergente in un determinato locus. Poiché molti gameti mutano contemporaneamente, il 10-15% dei gameti porta l'uno o l'altro allele della mutazione. Pertanto, le popolazioni naturali sono sature di un'ampia varietà di mutazioni. A causa della variabilità combinatoria, le mutazioni possono diffondersi ampiamente nelle popolazioni. La maggior parte degli organismi sono eterozigoti per molti geni. Si potrebbe supporre che, a seguito della riproduzione sessuale, gli organismi omozigoti saranno costantemente isolati tra la prole e la percentuale di eterozigoti dovrebbe diminuire costantemente. Tuttavia, ciò non accade. Il fatto è che nella stragrande maggioranza dei casi gli organismi eterozigoti sono più adatti di quelli omozigoti.
Nell’esempio con la farfalla falena di betulla, sembrerebbe che le farfalle di colore chiaro, omozigoti per l’allele recessivo (aa), che vivono in una foresta con tronchi di betulla scuri, dovessero essere rapidamente distrutte dai nemici e l’unica forma in queste condizioni di vita dovrebbero essere farfalle di colore scuro, omozigoti per l'allele dominante (AA). Ma da molto tempo, nelle fumose foreste di betulle del sud dell'Inghilterra, si trovano costantemente farfalle di falena di betulla di colore chiaro. Si è scoperto che i bruchi omozigoti per l'allele dominante digeriscono male le foglie di betulla coperte di fuliggine e fuliggine, mentre i bruchi eterozigoti crescono molto meglio con questo cibo. Di conseguenza, la maggiore flessibilità biochimica degli organismi eterozigoti porta ad una loro migliore sopravvivenza e ad atti di selezione a favore degli eterozigoti.
Pertanto, sebbene la maggior parte delle mutazioni in determinate condizioni specifiche siano dannose e nello stato omozigote, le mutazioni, di regola, riducono la vitalità degli individui, vengono preservate nelle popolazioni a causa della selezione a favore degli eterozigoti.
Per comprendere le trasformazioni evolutive, è importante ricordare che le mutazioni dannose in alcune condizioni possono aumentare la vitalità in altre condizioni ambientali. Oltre agli esempi sopra riportati, puoi indicare quanto segue. Una mutazione che provoca il sottosviluppo o la completa assenza di ali negli insetti è certamente dannosa in condizioni normali e gli individui senza ali vengono rapidamente sostituiti da quelli normali. Ma negli spazi oceanici e nei passi montani dove soffiano forti venti, tali insetti hanno un vantaggio rispetto agli individui con ali normalmente sviluppate.
Pertanto, il processo di mutazione è una fonte di riserva di variabilità ereditaria delle popolazioni. Mantenendo un elevato grado di diversità genetica nelle popolazioni, fornisce le basi per il funzionamento della selezione naturale.
Processi genetici nelle popolazioni
In diverse popolazioni della stessa specie, la frequenza dei geni mutati non è la stessa. Praticamente non esistono due popolazioni con una perfetta frequenza di comparsa dei tratti mutazionali. Queste differenze potrebbero essere dovute al fatto che le popolazioni vivono in condizioni ambientali diverse. I cambiamenti diretti nella frequenza genetica nelle popolazioni sono dovuti all'azione della selezione naturale. Ma le popolazioni vicine e vicine possono differire tra loro in modo altrettanto significativo quanto quelle situate a distanza. Ciò si spiega con il fatto che nelle popolazioni una serie di processi portano a cambiamenti casuali indiretti nella frequenza dei geni o, in altre parole, nella loro struttura genetica.
Ad esempio, quando gli animali o le piante migrano, una piccola parte della popolazione originaria appare in un nuovo habitat. Il pool genetico della popolazione appena formata è inevitabilmente più piccolo del pool genetico della popolazione madre e la frequenza dei geni in essa contenuti differirà significativamente dalla frequenza dei geni nella popolazione originale. I geni, precedentemente rari, si diffondono rapidamente in una nuova popolazione a causa della riproduzione sessuale. Allo stesso tempo, i geni diffusi potrebbero essere assenti se non fossero nel genotipo dei fondatori della nuova popolazione.
Un altro esempio. Disastri naturali: incendi di foreste o steppe, inondazioni, ecc. – provocare la morte massiccia ed inevitabile degli organismi viventi, soprattutto delle forme sedentarie: piante, funghi, molluschi, anfibi, ecc. Gli individui sfuggiti alla morte rimangono in vita per puro caso. In una popolazione sopravvissuta a un disastro, si registra una diminuzione numerica. In questo caso, le frequenze alleliche saranno diverse rispetto alla popolazione originale. Dopo il calo numerico inizia la riproduzione di massa, che viene avviata dal piccolo gruppo rimanente. La composizione genetica di questo gruppo determina la struttura genetica dell'intera popolazione durante il suo periodo di massimo splendore. In questo caso, alcune mutazioni potrebbero scomparire completamente, mentre la concentrazione di altre potrebbe accidentalmente aumentare bruscamente.
In una biocenosi si osservano spesso fluttuazioni periodiche nel numero della popolazione, associate alle relazioni predatore-preda. Una maggiore riproduzione delle prede dei predatori basata su un aumento delle risorse alimentari porta, a sua volta, ad una maggiore riproduzione dei predatori. Un aumento del numero di predatori provoca la distruzione di massa delle loro vittime. La mancanza di risorse alimentari provoca una riduzione del numero di predatori e un ripristino delle dimensioni delle popolazioni di prede. Queste fluttuazioni numeriche sono chiamate ondate di popolazione. Cambiano la frequenza dei geni nelle popolazioni, che è il loro significato evolutivo.
I cambiamenti nella frequenza genetica nelle popolazioni sono causati anche da uno scambio genetico limitato tra di loro a causa dell'isolamento spaziale. I fiumi fungono da barriere per le specie terrestri, le montagne e le alture isolano le popolazioni delle pianure. Ogni popolazione isolata ha caratteristiche specifiche legate alle condizioni di vita. Una conseguenza importante dell'isolamento è la consanguineità: la consanguineità. Grazie alla consanguineità, gli alleli recessivi, diffondendosi in una popolazione, appaiono in uno stato omozigote, che riduce la vitalità degli organismi. Nelle popolazioni umane, gli isolati con un alto grado di consanguineità si trovano nelle zone montuose e nelle isole. L'isolamento di alcuni gruppi della popolazione per ragioni di casta, religiose, razziali e di altro tipo rimane ancora importante.
Il significato evolutivo di varie forme di isolamento è che perpetua e migliora le differenze genetiche tra le popolazioni, e anche che parti separate di una popolazione o specie sono soggette a una pressione selettiva ineguale.
Pertanto, i cambiamenti nella frequenza genetica causati da determinati fattori ambientali servono come base per l'emergere di differenze tra le popolazioni e successivamente determinano la loro trasformazione in nuove specie. Pertanto, i cambiamenti nelle popolazioni durante la selezione naturale sono chiamati microevoluzione.
Domande di controllo
1. Il lavoro di S. Chetverikov nel campo della genetica delle popolazioni.
2. Il ruolo evolutivo delle mutazioni.
3. Il processo di mutazione è una fonte di riserva di variabilità ereditaria delle popolazioni.
4. Cambiamenti nella frequenza genetica nella popolazione.
5. Cos'è la microevoluzione?
In tutti i secoli, l'umanità ha cercato di trovare risposte alle domande: come si è formata questa colossale diversità? Perché ogni specie si adatta in modo ottimale alle condizioni del suo habitat? In che modo alcune specie differiscono dalle altre? Perché alcune specie prosperano mentre altre muoiono e scompaiono dalla faccia della Terra?
1. Unità elementare dell'evoluzione Popolazione 2. Materiale evolutivo elementare Mutazioni - diversità genotipica nelle popolazioni 3. Fenomeno evolutivo elementare Cambiamento diretto e a lungo termine nel pool genetico 4. Fattori evolutivi elementari Variabilità ereditaria, lotta per l'esistenza, selezione naturale - fattore direttivo 5. Oggetto elementare di selezione Separa un individuo con un certo fenotipo
S.S. Le popolazioni di Chetverik, come una spugna, assorbono le mutazioni recessive pur rimanendo fenotipicamente omogenee. L'esistenza di una tale riserva aperta di variabilità ereditaria crea l'opportunità per trasformazioni evolutive della popolazione sotto l'influenza della selezione naturale. Ha studiato le mutazioni naturali e i cambiamenti nelle proprietà ereditarie del corpo. Ha dato un contributo significativo allo sviluppo della genetica delle popolazioni.
Il processo di mutazione è una fonte costantemente operativa di variabilità ereditaria. I geni mutano ad una certa frequenza. Durante la riproduzione sessuale, le mutazioni possono diffondersi ampiamente tra le popolazioni. La maggior parte degli organismi sono eterozigoti per molti geni, cioè nelle loro cellule i cromosomi omologhi portano forme diverse dello stesso gene. Gli organismi eterozigoti si adattano meglio di quelli omozigoti.
Il processo di mutazione è una fonte di riserva di variabilità ereditaria delle popolazioni. Mantenendo un elevato grado di diversità genetica nelle popolazioni, fornisce le basi per il funzionamento della selezione naturale. In diverse popolazioni della stessa specie, la frequenza dei geni mutanti non è la stessa. Non esistono popolazioni con esattamente la stessa frequenza di comparsa dei tratti mutanti. Queste differenze potrebbero essere dovute al fatto che le popolazioni vivono in condizioni ambientali diverse. I cambiamenti diretti nella frequenza genetica nelle popolazioni sono dovuti all'azione della selezione naturale.
Onde della vita: fluttuazioni del numero di individui in una popolazione. Il termine fu introdotto dal biologo russo S. S. Chetverikov nel 1915. Tali fluttuazioni numeriche possono essere stagionali o non stagionali, ripetendosi a vari intervalli; Di solito sono più lunghi, più lungo è il ciclo di sviluppo degli organismi. Successivamente il termine venne sostituito dal concetto di ondate di popolazione (uno dei 4 fattori evolutivi elementari: processo di mutazione, ondate di popolazione, isolamento e selezione naturale). Il significato principale è dovuto ai cambiamenti casuali nelle concentrazioni di varie mutazioni contenute nelle popolazioni, nonché all'indebolimento della pressione selettiva all'aumentare del numero di individui nella popolazione e alla sua intensificazione quando il numero di individui diminuisce. Il termine a volte si riferisce a fasi di sviluppo della flora e della fauna, corrispondenti approssimativamente al cambiamento dei cicli geologici.
I fattori evolutivi sono fattori che causano l’evoluzione delle popolazioni. Le “onde della vita” e la “deriva genetica”, di regola, accompagnano il processo evolutivo di ogni popolazione, se parliamo di un lungo processo (periodo di tempo). Tuttavia, lo sviluppo storico del mondo organico è teoricamente possibile senza di essi, cioè solo sulla base della variabilità, dell'ereditarietà, della lotta per l'esistenza e della selezione naturale.
Tutte le cause che provocano la morte degli organismi possono essere considerate selezione naturale? La selezione naturale non è l’unica ragione della morte degli organismi. La morte di un animale può essere il risultato di un evento casuale (un incendio boschivo, un'alluvione o un altro disastro naturale che non lascia alcuna possibilità di sopravvivenza).
Fattori evolutivi Dirigono il processo evolutivo Non dirigono il processo evolutivo Selezione naturale (sullo sfondo della lotta per l'esistenza) - Variabilità ereditaria. -- Deriva genetica. - Onde della vita. -- Isolamento. Agisce in una popolazione, modificandone il patrimonio genetico. Possibile risultato: l'emergere di nuove popolazioni, sottospecie, specie (speciazione).
L'insieme dei processi evolutivi che si verificano nelle popolazioni di una specie e che portano a cambiamenti nei pool genetici di queste popolazioni e alla formazione di nuove sottospecie e specie è chiamato microevoluzione. L'evoluzione a livello di unità sistematiche al di sopra della specie, che avviene nel corso di milioni di anni ed è inaccessibile allo studio diretto, è chiamata macroevoluzione. Questi due processi sono uno. Compiti per casa: Pagina Fornire esempi di aromorfosi, idioadattamenti e degenerazioni. Ripeti le definizioni: specie, popolazione, evoluzione, macroevoluzione, microevoluzione.
Testo della lezione sull'argomento
"Il ruolo evolutivo delle mutazioni"
Data: 14/10/2014
Oggetto: biologia
L'argomento della lezione è “il ruolo evolutivo delle mutazioni”;
Libro di testo: Mamontov S.G., Sonin N.I. "Biologia. Leggi generali" 9° grado: Bustard, 2006.
Lo scopo della lezione: creare le condizioni per padroneggiare il concetto di mutazione, considerare il ruolo evolutivo delle mutazioni.
Obiettivi della lezione:
Educativo: educazione patriottica usando l'esempio di scienziati nazionali che hanno studiato il processo di mutazione;
Sviluppo: formazione di competenze e capacità per il lavoro indipendente, ponendo le basi per lo studio della genetica;
Educativo: considerare l'essenza del processo di mutazione, identificare il suo ruolo nell'evoluzione.
Tipo di lezione: Combinato.
Metodo di attuazione: conversazione, spiegazione, lavoro autonomo, lavoro di gruppo.
Durante le lezioni:
Organizzare il tempo . Saluti. Preparare il pubblico al lavoro. Verifica della disponibilità degli studenti.
Testare le conoscenze degli studenti e definire gli obiettivi .
Insegnante: Ora completeremo un compito di prova, con l'aiuto del quale scopriremo cosa studieremo nella lezione di oggi. (gli studenti iniziano a sostenere il test). Allegato 1.
L'insegnante, insieme agli studenti, utilizzando un test correttamente completato, comunica l'argomento della lezione e lo scopo della lezione.
Numero della domanda | |||||||
Presentazione di nuovo materiale.
Insegnante: Scriviamo l'argomento della lezione: Il ruolo evolutivo delle mutazioni.
Ricordiamo che l'evoluzione si divide in due tipologie:
Evoluzione
Microevoluzione Macroevoluzione
Definire il concetto di microevoluzione? (speciazione).
L'insegnante conduce un sondaggio frontale per indirizzare gli studenti a studiare in modo indipendente questo argomento:
L'unità dell'ereditarietà è...?
Dove si trova il cromosoma?
Utilizzando un disegno sulla presentazione e ragionando insieme all'insegnante, gli studenti stessi formulano una definizione del termine gene. (Un gene è una sezione di una molecola di DNA contenente informazioni ereditarie.)
Insegnante: un organismo vivente e ciascuna delle sue cellule sono sempre esposti a vari influssi ambientali. L'esposizione all'ambiente esterno può causare disturbi nel processo di divisione cellulare ed “errori” nella copiatura di geni e cromosomi. A cosa pensi portino questi “errori”? (Mutazioni)
La mutazione è un cambiamento nell'apparato ereditario di una cellula, che colpisce intere cellule o parti di esse.
Insegnante: Domanda alla classe: Qual è il ruolo delle mutazioni nel processo evolutivo? Per rispondere a questa domanda, esamineremo il processo di mutazione in modo più dettagliato. Quali sono i tipi di mutazioni?
Mutazioni benefiche: mutazioni che portano ad una maggiore resistenza del corpo (resistenza degli scarafaggi ai pesticidi). Mutazioni dannose: sordità, daltonismo. Mutazioni neutre: le mutazioni non influenzano la vitalità dell'organismo (colore degli occhi, gruppo sanguigno).