Конспект урока по биологии в 11 классе по теме «Развитие эволюционного учения Ч. Дарвина».
Нужно: «учиться, чтобы жить» и «жить, чтобы учиться».
Цель: изучение сущности естественного отбора и борьбы за существование как основных факторов эволюции.
Познакомить учащихся с историей формирования и развития эволюционных идей;
Рассмотреть предпосылки возникновения эволюционной теории, познакомить учащихся с взглядами К. Линнея, Ж.Б.Ламарка, Ж. Кювье, К.Бэра, Ч. Лайеля;
Раскрыть основные положения эволюционной теории Чарльза Дарвина.
Тип урока: комбинированный. Оборудование: портреты ученых, карточки для закрепления изученного материала.
I Организационный момент:
II Актуализация знаний учащихся:
1.Как вы понимаете, что такое эволюция?(ответы детей)
III Изучение нового материала:
Слайд № 1
С высказыванием древнегреческого философа Гераклита. «Все есть и не есть, потому что хотя и настанет момент, когда оно есть, но оно тут же перестает быть… Однако и то же и молодо и старо, и мертво и живо, то изменяется в это, это, изменяясь, снова становится тем».
Учитель: Прочитайте высказывание древнегреческого философа Гераклита. Как вы понимаете эти слова?
На уроке мы будем говорить о развитии эволюционного учения Чарльза Дарвина.
Слайд № 2
На слайде вы видите задачи нашего урока.
Познакомить с историей формирования и развития эволюционных идей;
Рассмотреть предпосылки возникновения эволюционной теории;
Познакомить учащихся с работами Ж-Б Ламарка и других ученых.
Раскрыть основные положения эволюционной теории Ч. Дарвина.
Основной труд Чарльза Дарвина « Происхождение видов» в корне изменивший представление о живой природе, появился в 1859 году. Этому событию предшествовала более чем двадцатилетняя работа по изучению и осмыслению богатого фактического материала, собранного как самим Дарвином, так и другими учеными. Сегодня мы поговорим с основными предпосылками эволюционных представлений, первой эволюционной теорией Жана Батиста Ламарка, узнаете о теории Чарльза Дарвина об искусственном и естественном отборе.
Основные понятия урока.
Запишите основные понятия, которые вы должны усвоить на уроке.
Эволюция
Наследственная изменчивость
Естественный отбор
Искусственный отбор
Борьба за существование
Слайд № 4
Портрет Ч.Дарвина и цитата « Чем больше мы познаем неизменные законы природы, тем больше невероятными становятся для нас чудеса».
Слайд № 5
Чарльз Дарвин.
Английский ученый натуралист и путешественник. Одним из первых осознал и наглядно продемонстрировал, что все виды живых организмов эволюционируют во времени от общих предков. В своей теории основной движущей силой эволюции Дарвин назвал естественный отбор и неопределенную изменчивость. Идеи и открытия Дравина формируют фундамент современной теории эволюции и составляют основу биологии.
Учитель: Проследим основные пути формирование мировоззрения Дарвина и его систему доказательств.
Учитель: Термин « эволюция» (от латинского evolution- развертывание) ввел в XVIII веке швейцарский натуралист Шарль Боннэ.
Под эволюцией в биологии понимают необратимое историческое развитие природы. В биологии эволюция рассматривается как сила. ведущая к образованию новых форм организмов, как процесс, благодаря которому доклеточные формы жизни, возникшие более 3 млрд лет назад, дали начало исключительно сложным многоклеточным организмам нашего времени.
Слайд № 8
(портрет К. Линнея) Система органической природы К. Линнея (1707-1778)- шведского естествоиспытателя.
Учитель: Потребность в упорядочении быстро накапливающихся знаний привела к необходимости систематизировать их. Большой вклад в создание системы природы внес выдающийся шведский естествоиспытатель Карл Линней. Ученый описал более 8000 видов растений и свыше 4000 видов животных, установил единообразную терминологию и порядок описания видов.
За единицу классификации он принял вид- совокупность особей, сходных по строению.
Выделил три царства: Растения, Животные и Минералы.
Установил единообразную терминологию.
Закрепил использование в науке бинарной (т.е. двойной) номенклатуры для обозначения видов. Каждый вид обозначается двумя словами. Например: Кошка домашняя (ливийская).
Установил принцип соподчиненности: соседние категории связаны не только сходством, но и родством, но чем дальше друг от друга находятся категории, тем меньше степень их родства.
Ошибочность его теории:
Видов столько, сколько создал Творец.
Ученый во многих случаях правильно объединил виды организмов по сходству их строения. Однако произвольность в выборе признаков для классификации привела Линнея к ряду ошибок. Он сознавал искусственность своей системы и указывал на необходимость разработки естественной системы природы.
Учитель: Основы первого учения об эволюции органического мира были разработаны и опубликованы в труде французского естествоиспытателя Жаном Батистом Ламарком.
Эволюционная теория Ж.Б. Ламарка.
(1744-1829) Основы первого учения об эволюции органического мира были разработаны и опубликованы в труде « Философия зоологии» в 1809г. французским естествоиспытателем Жаном Батистом Ламарком
Жан Батист Ламарк.
Эволюционная идея тщательно разработана, подкреплена многочисленными фактами, превращается в теорию.
Приводит доказательства изменяемости видов.
Ошибочные механизмы изменчивости:
1)стремление организмов к совершенствованию;
2) прямое влияние внешней среды и наследование признаков, приобретенных в течение жизни организма.
Учитель: В биологии был сделан ряд крупных открытий, которые оказались несовместимыми с представлениями о неизменяемости природы, об отсутствии родства между ними.
Портрет Жоржа Кювье - французского ученого (1769-1832)
Жорж Кювье.
Исследовал органы позвоночных;
Установил:
Все органы представляют собой части одной целостной системы;
Ни одна часть тела не может изменяться без соответствующего изменения других частей;
Установил, что вымирание древних животных и растений могло быть следствием крупных катастроф геологического характера.
Слайд 13 - Карл Бэр - российский ученый (1792-1876)
Впервые описал процесс возникновения тканей и органов в ходе развития эмбриона.
Сформулировал закон зародышевого сходства:
«Сходство зародышей разных систематических групп свидетельствуют об общности их происхождения»
Чарльз Лайель - английский ученый (1797-1876)
Удалось расшифровать и датировать геологическую историю Земли.
Показал, что горообразование, вулканизм, оледенения, потоки, дождь, ветер, приливы, объясняют изменения земной поверхности, а значит и изменения в составе органического мира.
Учитель: Великий английский ученый Чарльз Дарвин разработал научную теорию об эволюции живой природы путем естественного отбора на основе синтеза огромного количества фактов из различных областей науки и сельскохозяйственной практики.
Предпосылки возникновения эволюционной теории Дарвина.
1)Социально-экономические.
2)Научные.
Социально- экономические предпосылки.
Развитие промышленности в Англии, интенсивный рост городов. Развитие колоний, бурное развитие селекций, выведение новых сортов растений и животных, проведение многочисленных научных экспедиций.
Научные предпосылки.
Успехи систематики растений и животных, развитие биогеографии, сравнительной анатомии, эмбриологии и палеонтологии, появление клеточной теории и эволюционного учения Ламарка.
Учитель: Эволюционная теория Дарвина представляет собой целостное учение о развитии органического мира.
Основные положения эволюционного учения Чарльза Дарвина.
Любой вид растений и животных в природе стремится к размножению в геометрической прогрессии. В природе происходит непрерывная борьба за существование. В борьбе за существование выживают и оставляют потомство особи, обладающие таким комплексом признаков и свойств, который, позволяет наиболее успешно конкурировать с другими. Движущей силой изменения видов является естественный отбор.
Учитель: В эволюционной теории Дарвина предпосылкой эволюции является наследственная изменчивость, а движущими силами эволюции - борьба за существование и естественный отбор.
Это изменения признаков организма, обусловленные изменением генотипа.
Комбинативная - в результате перекомбинации хромосом в процессе полового размножения.
Мутационная - возникает в результате внезапного изменения состояния генов. Характер случайный, ненаправленный.
Наследственная изменчивость (неопределенная)
Наследственная изменчивость и производимый человеком отбор представляют собой движущие силы эволюции.
Однако свойства, полезные с точки зрения человека, могут оказаться бесполезными и даже вредными в борьбе за жизнь, происходящей в дикой природе.
Учение Дарвина об искусственном отборе.
Искусственный отбор - это процесс создания новых пород животных и сортов культурных растений путем сохранения и размножения особей с определенными, ценными для человека признаками и свойствами в ряду поколений.
Формы искусственного отбора.
1.Сознательный (методический).
2.Бессознательный.
Признаки, накапливаемые при искусственном отборе, полезны для человека, но необязательно выгодны для животных.
Сознательный.
(Методический) искусственный отбор.
При методическом отборе селекционер ведет отбор по одному- двум признакам.
Условия успеха методического искусственного отбора- большое исходное число особей.
Бессознательный искусственный отбор.
Человеком не ставилось цели вывести определенную породу или сорт.
Например: убивали или съедали в первую очередь худших животных, а сохранялись при этом наиболее ценные.
Учение Дарвина о естественном отборе.
В результате борьбы за существование происходит естественный отбор - «Сохранение благоприятных индивидуальных различий и уничтожение вредных».
Накапливаются признаки, полезные только для организма в целом, в результате чего образуются виды и разновидности.
IV. Закрепление изученного материала.
Учитель:Работа по карточкам
Задание № 1
Какие утверждения верны:
1. Ламарк создал лучшую искусственную систему(-)
2. Линней считал, что виды существуют и не изменяются(+)
3. Ламарк создал первую эволюционную теорию.
4. Ламарк считал, что организмы изменяются от простого к сложному(+)
5.Ламарк отрицал изменчивость видов(-)
6.Линней разделил всех животных на 5 классов(-)
7.Ламарк считал, что все признаки, приобретенные в течение жизни, наследуются потомками(+)
8. Линней закрепил использование бинарной номенклатуры (двойных названий) для вида(+)
Домашнее задание:
Ответить устно на вопросы.
1.Как Ж.-Б. Ламарк объяснял многообразие видов в природе?
2.Какие предпосылки послужили толчком к созданию эволюционной теории?
3.В чем состоят основные положения учения Дарвина?
Биологическая эволюция определяется как любое генетическое изменение в популяции, которое происходило в течение нескольких поколений. Эти изменения могут быть небольшими или большими, сильно заметными или не значительными.
Для того чтобы событие считалось примером эволюции, изменения должны происходить на генетическом уровне вида и передаваться от одного поколения к другому. Это означает, что , или, более конкретно, аллели в популяции изменяются и передаются. Эти изменения отмечаются в (выраженных физических чертах, которые могут быть замечены) популяции.
Изменение генетического уровня популяции определяется как мелкомасштабное изменение и называется микроэволюцией. Биологическая эволюция также включает идею о том, что все живые организмы связаны и могут происходить от одного общего предка. Это называется макроэволюцией.
Что не относится к биологической эволюции?
Биологическая эволюция не определяет простое изменение организмов во времени. Многие живые существа испытывают изменения со временем, такие как потеря или увеличение размеров. Эти изменения не рассматриваются в качестве примеров эволюции, поскольку они не являются генетическими, и не могут быть переданы следующему поколению.
Теория эволюции
Как генетическое разнообразие происходит в популяции?
Половое размножение может создавать благоприятные комбинации генов в популяции или удалять неблагоприятные.
Популяция с более благоприятными генетическими комбинациями выживет в своей среде и воспроизведет больше потомства, чем особи с менее благоприятными генетическими комбинациями.
Биологическая эволюция и креационизм
Теория эволюции вызвала споры со времени ее возникновения, которые длятся по сегодняшний день. Биологическая эволюция противоречит религии в отношении потребности в божественном творце. Эволюционисты утверждают, что эволюция не затрагивает вопрос о том, существует ли Бог, но пытается объяснить, как происходят естественные процессы.
При этом, однако, не избежать того факта, что эволюция противоречит некоторым аспектам определенных религиозных убеждений. Например, эволюционный учет существования жизни и библейский рассказ о творениях совершенно разные.
Эволюция предполагает, что вся жизнь связана и может быть прослежена до одного общего предка. Буквальное толкование библейского творения предполагает, что жизнь была создана всемогущим сверхъестественным существом (Богом).
Тем не менее, другие пытались объединить эти два понятия, утверждая, что эволюция не исключает возможности существования Бога, а просто объясняет процесс, посредством которого Бог создал жизнь. Однако этот взгляд все еще противоречит буквальной интерпретации творчества, представленной в Библии.
По большей части эволюционисты и креационисты согласны с тем, что микроэволюция действительно существует и она заметна в природе.
Тем не менее макроэволюция относится к процессу эволюции, который находится на уровне видов, и где один вид эволюционирует от другого вида. Это резко контрастирует с библейским мнением о том, что Бог лично участвовал в формировании и создании живых организмов.
Пока что дискуссия по эволюции/креационизму продолжается, и кажется, что различия между этими двумя взглядами вряд ли будут урегулированы в ближайшее время.
В процессе исторического развития одни виды вымирают, другие изменяются и дают начало новым видам. Что же собой представляют виды? Существуют ли виды реально в природе?
Впервые термин "вид" ввел английский ботаник Джон Рей (1628- 1705). Шведский ботаник К. Линней рассматривал вид в качестве основной систематической единицы. Он не был сторонником эволюционных воззрений и считал, что виды со временем не изменяются.
Ж. Б. Ламарк отмечал, что различия между некоторыми видами очень незначительны, и в этом случае выделить виды довольно сложно. Он сделал вывод о том, что виды в природе не существуют, а систематика придумана человеком для удобства. Реально существует только особь. Органический мир представляет собой совокупность особей, связанных между собой родственны ми узами.
Как видно, взгляды Линнея и Ламарка на реальное существование вида были прямо противоположными: Линней считал, чтo виды существуют, они неизменны; Ламарк отрицал реальное существование видов в природе.
В настоящее время общепринята точка зрения Ч. Дарвина: виды реально существуют в природе, но постоянство их относительно; виды возникают, развиваются, а затем либо исчезают, либо изменяются, порождая новые виды.
Вид - это надорганизменная форма существования живой природы. Он представляет собой совокупность морфологически и физиологически сходных особей, свободно между собой скрещивающихся и дающих плодовитое потомство, занимающих определенный ареал и обитающих в сходных экологических условиях. Виды различаются по многим критериям. Критерии, по которым особи относятся к одному виду, представлены в таблице.
Критерии вида
При определении принадлежности особи к какому-либо виду нельзя ограничиваться лишь одним критерием, а необходимо использовать всю совокупность критериев. Так, не возможно ограничиться только морфологическим критерием , поскольку особи одного вида могут различаться внешне. Например, у многих птиц - воробьев, снегирей, фазанов самцы внешне значительно отличаются от самок.
В природе у животных широко распространен альбинизм, при котором в клетках отдельных особей в результате мутации нарушается синтез пигмента. Животные с такими мутациями имеют белую окраску. Глаза у них красные, потому что в радужной оболочке нет пигмента, и сквозь нее просвечивают кровеносные сосуды. Несмотря на внешние отличия, такие особи, например белые вороны, мыши, ежи, тигры, относятся к своим видам, а не выделяются в самостоятельные виды.
В природе существуют внешне почти неразличимые виды-двойники. Так, раньше малярийным комаром называли фактически шесть видов, похожих внешне, но не скрещивающихся между собой и различающихся по другим критериям. Однако из них только один вид питается кровью человека и разносит малярию.
Процессы жизнедеятельности у разных видов часто протекают очень сходно. Это говорит об относительности физиологического критерия . Например, у некоторых видов арктических рыб интенсивность обмена веществ такая же, как и у рыб, обитающих в тропических водах.
Нельзя использовать и один молекулярно-биологический критерий , так как многие макромолекулы (белки и ДНК) обладают не только видовой, но и индивидуальной специфичностью. Поэтому по биохимическим показателям не всегда можно определить, к одному или разным видам относятся особи.
Генетический критерий также не универсален. Во-первых, у разных видов число и даже форма хромосом могут быть одинаковыми. Во-вторых, в одном виде могут быть особи с разным числом хромосом. Так, у одного вида долгоносика имеются диплоидные (2п), триплоидные (Зп), тетраплоидные (4п) формы. В-третьих, иногда особи разных видов могут скрещиваться и давать плодовитое потомство. Известны гибриды волка и собаки, яка и крупного рогатого скота, соболя и куницы. В царстве растений межвидовые гибриды встречаются довольно часто, а иногда бывают и более отдаленные межродовые гибриды.
Нельзя считать универсальным и географический критерий , так как ареалы многих видов в природе совпадают (например,ареал даурской лиственницы и душистого тополя). Кроме того, существуют виды-космополиты, которые распространены повсеместно и не имеют четко ограниченного ареала (некоторые виды сорных растений, комаров, мышей). Ареалы некоторых быстро расселяющихся видов, таких, как домовая муха, изменяются. У многих перелетных птиц различаются ареалы гнездовий и зимовки. Экологический критерий не является универсальным, так как в пределах одного ареала многие виды обитают в очень разных природных условиях. Так, многие растения (например, пырей ползучий, одуванчик) могут жить и в лесу, и на пойменных лугах.
Виды реально существуют в природе. Они относительно постоянны. Виды можно различить по морфологическому, молекулярно-биологическому, генетическому, экологическому, географическому, физиологическому критериям. При определении принадлежности особи к тому или иному виду следует учитывать не один критерий, а весь их комплекс.
Вам известно, что вид состоит из популяций. Популяция представляет собой группу морфологически сходных особей одного вида, свободно скрещивающихся между собой и занимающих определенное место обитания в ареале вида.
Для каждой популяции характерен свой генофонд - совокупность генотипов всех особей популяции. Генофонды разных популяций даже одного вида могут различаться.
Процесс образования новых видов начинается внутри популяции, то есть популяция является элементарной единицей эволюции. Почему же именно популяцию, а не вид или отдельную особь рассматривают как элементарную единицу эволюции?
Особь не может эволюционировать. Она может изменяться, приспосабливаясь к условиям внешней среды. Но эти изменения не эволюционные, так как они не передаются по наследству. Вид, как правило, неоднороден и состоит из ряда популяций. Популяция относительно самостоятельна и может длительное время существовать вне связи с другими популяциями вида. В популяции протекают все эволюционные процессы: у особей возникают мутации, между особями происходит скрещивание, действуют борьба за существование и естественный отбор. В результате генофонд популяции со временем изменяется, и она становится родоначальником нового вида. Именно поэтому элементарная единица эволюции - популяция, а не вид.
Рассмотрим закономерности на следования признаков в популяциях разных типов. Эти закономерности различны для самооплодотворяющихся и раздельнополых организмов. Самооплодотворение особенно часто наблюдается у растений. У самоопыляющихся растений, например гороха, пшеницы, ячменя, овса, популяции состоят из так называемых гомозиготных линий. Чем объясняется их гомозиготность? Дело в том, что при самоопылении увеличивается доля гомозигот в популяции, а доля гетерозигот сокращается.
Чистая линия - это потомки одной особи. Она представляет собой совокупность самоопыляющихся растений.
Начало изучения генетики популяций было положено в 1903 г датским ученым В. Иоганнсеном. Он исследовал популяцию самоопыляемого растения фасоли, легко дающей чистую линию - группу потомков отдельной особи, генотипы которых идентичны.
Иоганнсен взял семена одного сорта фасоли и определил изменчивость одного признака - массы семени. Оказалось, что она варьирует от 150 мг до 750 мг. Ученый высеял отдельно две группы семян: массой от 250 до 350 мг и массой от 550 до 650 мг. Средняя масса семени вновь выросших растений составила в легкой группе 443,4 мг, в тяжелой - 518 мг. Иоганнсен сделал вывод, что исходный сорт фасоли состоит из генетически различных растений.
В течение 6-7 поколений ученый вел отбор семян тяжелых и легких с каждого растения, то есть про водил отбор в чистых линиях. В результате он пришел к выводу, что отбор в чистых линиях не дал сдвига ни в сторону легких, ни в сторону тяжелых семян, значит в чистых линиях отбор не эффективен. А изменчивость массы семян внутри чистой линии является модификационной, ненаследственной и возникает под воздействием условий среды.
Закономерности наследования признаков в популяциях раздельно полых животных и перекрестноопыляемых растений были установлены независимо друг от друга английским математиком Дж Харди и немецким врачом В. Вайнбергом в 1908-1909 гг. Эта закономерность, получившая название закона Харди - Вайнберга, отражает зависимость между частотами аллелей и генотипов в популяциях. Данный за кон объясняет, каким образом в популяции сохраняется генетическое равновесие, то есть число особей с доминантными и рецессивными при знаками остается на определенном уровне.
Согласно этому закону, частоты доминантных и рецессивных аллелей в популяции будут оставаться постоянными из поколения в поколение при наличии определенных условий: высокой численности особей в популяции; свободном их скрещивании; отсутствии отбора и миграции особей; одинаковой численности особей с разными генотипами.
Нарушение хотя бы одного из этих условий ведет к вытеснению одного аллеля (например, А) другим (а). Под действием естественного отбора, популяционных волн и других факторов эволюции особи с доминантным аллелем А будут вытеснять особи с рецессивным аллелем а.
В популяции может измениться соотношение особей с разными генотипами. Предположим, что генетический состав популяции был таким: 20% АА, 50% Аа, 30% аа. Под воздействием факторов эволюции он может оказаться следующим: 40% АА, 50% Аа, 10% аа. Используя закон Харди - Вайнберга, можно вычислить частоту встречаемости любого доминантного и рецессивного гена в популяции, а также любого генотипа.
Популяция - элементарная единица эволюции, так как она обладает относительной самостоятельностью и ее генофонд может изменяться. Закономерности наследования различны в популяциях разных типов. В популяциях самоопыляющихся растений отбор происходит между чистыми линиями. В популяциях раздельнополых животных и перекрестноопыляемых растений закономерности наследования подчиняются закону Харди - Вайнберга.
В соответствии с законом Харди - Вайнберга при относительно постоянных условиях частота аллелей в популяции остается неизменной из поколения в поколение. В этих условиях популяция находится в состоянии генетического равновесия, в ней не происходят эволюционные изменения. Однако в природе нет идеальных условий. Под влиянием факторов эволюции - мутационного процесса, изоляции, естественного отбора и др. - генетическое равновесие в популяции постоянно нарушается, происходит элементарное эволюционное явление - изменение генофонда популяции. Рассмотрим действие различных факторов эволюции.
Один из главных факторов эволюции - мутационный процесс. Мутации были открыты в начале XX в. голландским ботаником и генетиком Де Фризом (1848-1935).
Главной причиной эволюции он считал именно мутации. В то время были известны только крупные мутации, затрагивающие фенотип. Поэтому Де Фриз полагал, что виды возникают в результате крупных мутаций сразу, скачкообразно, без естественного отбора.
Дальнейшие исследования показали, что многие крупные мутации вредны. Поэтому многие ученые считали, что мутации не могут служить материалом для эволюции.
Лишь в 20-х гг. нашего столетия отечественные ученые С. С. Четвериков (1880- 1956) и И. И. Шмальгаузен (1884-1963) показали роль мутаций в эволюции. Было установлено, что любая природная популяция насыщена, как губка, разно образными мутациями. Чаще всего мутации рецессивны, находятся в гетерозиготном состоянии и не проявляются фенотипически. Именно эти мутации и служат генетической ос новой эволюции. При скрещивании гетерозиготных особей эти мутации у потомков могут переходить в гомозиготное состояние. Отбор из поколения в поколение сохраняет особей с полезными мутациями. Полезные мутации сохраняются естественным отбором, вредные - накапливаются в популяции в скрытом виде, создавая резерв изменчивости. Это приводит к изменению генофонда популяции.
Накоплению наследственных различий между популяциями способствует изоляция , благодаря которой между особями разных популяций не происходит скрещивания, а значит, и обмена генетической ин формацией.
В каждой популяции благодаря естественному отбору накапливаются определенные полезные мутации. Через несколько поколений изолированные популяции, обитающие в разных условиях, будут различаться по ряду признаков.
Широко распространена пространственная , или географическая изоляция , когда популяции разделены различными преградами: реками, горами, степями и т. п. Например, даже в близкорасположенных реках обитают разные популяции рыб одного и того же вида.
Различают также экологическую изоляцию , когда особи разных популяций одного вида предпочитают разные места и условия обитания. Так, в Молдавии у желтогорлой лесной мыши образовались лесные и степные популяции. Особи лесных популяций более крупные, пи таются семенами древесных пород, а особи степных популяций - семенами злаков.
Физиологическая изоляция возникает в том случае, когда у особей разных популяций созревание половых клеток происходит в разные сроки. Особи таких популяций не могут скрещиваться. Например, в озере Севан обитают две популяции форели, нерест которых происходит в разные сроки, поэтому они не скрещиваются между собой.
Существует также поведенческая изоляция . Брачное поведение особей разных видов различается. Это препятствует их скрещиванию. Механическая изоляция связана с различиями в строении органов размножения.
Изменение частот аллелей в популяциях может происходить не только под влиянием естественного отбора, но и независимо от него. Частота аллеля может измениться случайным образом. Например, преждевременная гибель особи - единственной обладательницы какого-либо аллеля приведет к исчезновению этого аллеля в популяции. Это явление получило название дрейфа генов .
Важным источником дрейфа генов являются популяционные волны - периодические значительные изменения численности особей популяции. Численность особей изменяется из года в год и зависит от многих факторов: количества пищи, погодных условий, численности хищников, массовых заболеваний и др. Роль популяционных волн в эволюции была установлена С. С. Четвериковым, который показал, что изменение численности особей в популяции влияет на эффективность естественного отбора. Так, при резком сокращении численности популяции могут случайно сохраниться особи с определенным генотипом. Например, в популяции могут сохраниться особи с такими генотипами: 75% Аа, 20% АА, 5% аа. Наиболее многочисленные генотипы, в данном случае Аа, будут определять генный состав популяции до следующей "волны".
Дрейф генов обычно снижает генетическую изменчивость в популяции, главным образом в результате утраты редко встречающихся аллелей. Этот механизм эволюционных изменений особенно эффективен в небольших популяциях. Однако только естественный отбор на основе борьбы за существование способствует сохранению особей с определенным генотипом, соответствующим среде обитания.
Элементарное эволюционное явление - изменение генофонда популяции происходит под влиянием элементарных факторов эволюции - мутационного процесса, изоляции, дрейфа генов, естественного отбора. Однако дрейф генов, изоляция и мутационный процесс не определяют направленности процесса эволюции, то есть выживания особей с определенным, соответствующим среде обитания генотипом. Единственным направляющим фактором эволюции является естественный отбор.
Основные положения эволюционного учения Ч. Дарвина.
- Наследственная изменчивость - основа эволюционного процесса;
- Стремление к размножению и ограниченность средств жизни;
- Борьба за существование - основной фактор эволюции;
- Естественный отбор как результат наследственной изменчивости и борьбы за существование.
ФОРМЫ ЕСТЕСТВЕННОГО ОТБОРА
| ФОРМА ОТБОРА |
ДЕЙСТВИЕ | НАПРАВЛЕННОСТЬ | РЕЗУЛЬТАТ | ПРИМЕРЫ |
| Движущий | При изменении условий существования организмов | В пользу особей, имеющих отклонения от средней нормы | Возникает новая средняя форма, более соответствующая изменившимся условиям | Возникновение у насекомых устойчивости к ядохимикатам; распространение темноокрашенных бабочек березовой пяденицы в условиях потемнения коры берез от постоянного задымления |
| Стабилизи рующий |
В неизменных, постоянных условиях существования | Против особей с возникающими крайними отклонениями от средней нормы выраженности признака | Сохранение и укрепление средней нормы проявления признака | Сохранение у насекомоопыляемых растений размеров и формы цветка (цветки должны соответствовать форме и величине тела насекомогоопылителя, строению его хоботка) |
| Дизруптив ный |
В изменяющихся условиях жизни | В пользу организмов, имеющих крайние отклонения от средней выраженности признака | Образование новых средних норм вместо прежней, переставшей соответствовать условиям жизни | При частых сильных ветрах на океанических островах сохраняются насекомые с хорошо развитыми или с рудиментарными крыльями |
ВИДЫ ЕСТЕСТВЕННОГО ОТБОРА
Задачи и тесты по теме "Тема 14. "Эволюционное учение"."
Проработав эти темы, Вы должны уметь:
- Сформулировать своими словами определения: эволюция, естественный отбор, борьба за существование, адаптация, рудимент, атавизм, идиоадаптация, биологический прогресс и регресс.
- Кратко описать, каким образом та или иная адаптация сохраняется отбором. Какую роль играют в этом гены, генетическая изменчивость, частота генов, естественный отбор.
- Объяснить, почему в результате отбора не образуется популяция идентичных, безупречно адаптированных организмов.
- Сформулировать, что такое генетический дрейф; привести пример ситуации, в которой он играет важную роль, и объяснить, почему его роль особенно велика в небольших популяциях.
- Описать два способа возникновения видов.
- Сравнивать естественный и искусственный отбор.
- Кратко перечислить ароморфозы в эволюции растений и позвоночных, идиоадаптация в эволюции птиц и млекопитающих, покрытосеменных растений.
- Назвать биологические и социальные факторы антропогенеза.
- Сравнивать эффективность потребления растительной и животной пищи.
- Кратко описать черты древнейшего, древнего, ископаемого человека, человека современного типа.
- Указать черты развития и сходства человеческих рас.
Иванова Т.В., Калинова Г.С., Мягкова А.Н. "Общая биология". Москва, "Просвещение", 2000
- Тема 14. "Эволюционное учение." §38, §41-43 стр. 105-108, стр.115-122
- Тема 15. "Приспособленность организмов. Видообразование." §44-48 стр. 123-131
- Тема 16. "Доказательства эволюции. Развитие органического мира." §39-40 стр. 109-115, §49-55 стр. 135-160
- Тема 17. "Происхождение человека." §49-59 стр. 160-172
Введение……………………………………………………………………..……………….………….……3-4
Глава 1. Факторы эволюции: основные понятия и термины……………….……….5-7
Глава 2. Факторы эволюции………………………………………..…………………...…………7-22
2.1. Наследственность и изменчивость…………………………………….……...…………7-10
2.2. Естественный отбор……………………………………………………………….…..………10-16
2.3. Борьба за существование………………………………………………………………...…16-17
2.4. Численность популяции и дрейф генов…………………………………….………..17-19
2.5. Изоляция…………………………………………………………………………….……..………..20-21
2.6. Миграции………………………………………………………………………………………..….21-22
Заключение……………………………………………………………………………………………...…….23
Список использованных источников…………………………………………………………….24
Введение
Теория эволюции занимает центральное положение в современной биологии , объединяя все ее области и являясь их общей теоретической основой. Не будет преувеличением сказать, что показателем научной зрелости конкретных биологических наук является, с одной стороны, их вклад в теорию эволюции, а с другой - степень использования выводов последней в их научной практике (для постановки задач, анализа полученных данных и построения частных теорий). В то же время теория эволюции имеет важнейшее общее мировоззренческое значение: определенное отношение к проблемам эволюции органического мира характеризует различные общие философские концепции (как материалистические, так и идеалистические).
ФАКТОРЫ ЭВОЛЮЦИИ ПО Ч. ДАРВИНУ
Наследственность -
способность организмов передавать следующему поколению свои признаки и свойства, т. е. воспроизводить себе подобных.
Изменчивость -
способность организмов изменять свои признаки и свойства. Определенная,
групповая (модификационная) изменчивость не наследуется.
Неопределенная, индивидуальная (мутационная) изменчивость наследуется.
Борьба за существование-
отношение
организмов с условиями среды и с другими живыми особями. Формы борьбы
за существование: внутривидовая, межвидовая, борьба с неблагоприятными
условиями среды.
Естественный отбор -
результат
борьбы за существование. Приводит к усиленному размножению одних и
устранению от размножения или гибели других особей. Отбираются особи,
наиболее приспособленные к данным условиям существования. Через
естественный отбор осуществляется эволюция.
Приспособленность организмов -
относительная целесообразность строения и функций организма, явившаяся
результатом естественного отбора, устраняющего неприспособленных в
данных условиях существования особей.
ДАРВИНИЗМ
Дарвинизм -
разработанная Ч. Дарвином теория эволюции органического мира на Земле
путем естественного происхождения видов на основе изменчивости,
наследственности, борьбы за существование и отбора. Задача дарвинизма -
выявление закономерностей развития органического мира.
Эволюция -
процесс исторического развития живой природы на основе изменчивости, наследственности и естественного отбора.
Вид -
совокупность популяций особей, обладающих наследственным сходством
морфологических, физиологических и биохимических особенностей, свободно
скрещивающихся и дающих плодовитое потомство, приспособленных к сходным
условиям жизни и занимающих в природе определенную область
распространения -
ареал.
Популяция -
совокупность особей одного вида. занимающих определенный ареал,
свободно скрещивающихся друг с другом, имеющих общее происхождение,
генетическую основу и в той или иной степени изолированных от других
популяций данного вида. Популяция - элементарная эволюционная структура.
Конвергенция -
сближение признаков в пределах разных систематических групп живых
организмов, возникшее при воздействии относительно одинаковых условий
существования на ход
естественного отбора.
Дивергенция -
расхождение признаков в пределах популяции. вида, возникающее под
действием естественного отбора. Общая закономерность эволюции,
приводящая к образованию новых видов,
родов, классов и т. д.
Микроэволюция -
эволюционные процессы, протекающие внутри вида и ведущие к образованию
новых видов,- начальный этап эволюции. Она происходит на основе
наследственной изменчивости
под контролем естественного отбора.
Макроэволюция
(надвидовая эволюция) - эволюционный процесс образования из видов,
возникших в результате микроэволюции, новых родов, из родов - новых
семейств и т. д.
Видообразование -
образование новых видов под действием естественного отбора в процессе исторического развития.
Элементарные эволюционные факторы
- естественный отбор, мутации, популяционные волны (волны жизни), изоляция (географическая, экологическая, генетическая).
Географическое видообразование -
образование нового вида путем географической изоляции популяции - при расселении.
распадении ареала.
Экологическое видообразование -
образование нового вида путем освоения популяцией нового местообитания в пределах ареала
данного вида.
Элементарное эволюционное явление -
длительно направленное
изменение генофонда популяции.
Генофонд -
совокупность генов популяции в данный период
времени.
Органическая целесообразность -
приспособительное свойство вида, выработанное отбором; носит
относительный характер, так как полезно лишь в тех условиях среды, в
которых вид длительное
время существует.
Многообразие видов -
результат длительного исторического
развития (эволюции), в ходе которого
одни виды вымирали, другие приспособились к условиям существования и не
менялись, третьи дали начало более высокоорганизованным группам
организмом.
Постепенное усложнение организмов -
прогрессивное изменение строения и повышение организации живых существ,
происходящее под влиянием творческой роли естественного отбора в
процессе
эволюции.
