Источник: http://shpargalka.kz/biologiya/sovremennaya-evolyutsionnaya-teoriya
Содержание
Развивающие и диагностические задания в курсе общей биологии
Люди издавна задавались вопросом о возникновении жизни на земле. Первые эволюционные идеи появились еще в античности. В 1859 году наступил новый этап в развитии теории эволюции после публикации Чарльзом Дарвином теории о роли естественного отбора в происхождении видов и развитии эволюции, В 20 веке теория эволюции Дарвина подверглась значительным изменениям. Отличие современной теории от положений ДарвинаСовременная теория органической эволюции значительно отличается от дарвиновской по целому ряду важнейших научных положений: – в ней ясно выделяется элементарная структура, с которой начинается эволюция. В настоящее время такой элементарной структурой принято считать популяцию, а не отдельную особь или вид, который включает в себя несколько популяций; – в качестве элементарного проявления процесса эволюции современная теория рассматривает устойчивое изменение генотипа популяции; – она более аргументированно и обоснованно истолковывает факторы и движущие силы эволюции, выделяя среди них факторы основные и неосновные. К основным факторам процесса эволюции Дарвин и последующие теоретики относили изменчивость, наследственность и борьбу за существование. В настоящее время к ним добавляют множество других дополнительных, неосновных факторов, которые тем не менее оказывают свое влияние на эволюционный процесс.
Современное эволюционное учение видит свою главную задачу в том, чтобы на основе углубленного познания механизма эволюционных процессов предсказать возможности эволюционных преобразований, а, в свою очередь, на этой основе управлять эволюционным процессом. Все возрастающую роль в решении этой задачи играет одна из наиболее перспективных отраслей биологической науки – генетика. Развитие современной теории эволюцииСовременная теория эволюции считает, что эволюция происходит генетически, вследствие естественного отбора качеств и свойств, передающихся по наследству. Американский ученый Райт в 1931 году разработал теорию случайного дрейфа генов, в которой говорится о влиянии случайных причин – климатических, природно-катастрофических и прочих на формирование генофонда. Ученый Джордж Симпсон в 1948 году, основываясь на гипотезе случайного дрейфа генов, разработал концепцию квантовой эволюции, по которой дрейф генов, – случайное генетическое событие, независящее от естественного отбора, является обязательным условием для образования нового вида.
Центральным понятием генетики является «ген». Это элементарная единица наследственности, характеризующаяся рядом признаков. По своему уровню ген – внутриклеточная молекулярная структура. По химическому составу – это нуклеиновые кислоты, в составе которых основную роль играют азот и фосфор. Гены располагаются, как правило, в ядрах клеток. Они имеются в каждой клетке, и поэтому их общее количество в крупных организмах может достигать многих миллиардов. По своей роли в организме гены представляют собой своего рода «мозговой центр» клеток. Генетика изучает два фундаментальных свойства живых систем – наследственность и изменчивость, то есть способность живых организмов передавать свои признаки и свойства из поколения в поколение, а также приобретать новые качества.
Изменчивость обеспечивает материал для естественного отбора, создавая как новые варианты признаков, так и бесчисленное множество комбинаций прежде существовавших и новых признаков живых организмов. Признаки и свойства организма, передающиеся по наследству, фиксируются в генах – участках молекулы ДНК (или хромосомы), определяющих возможность развития одного элементарного признака или синтез одной белковой молекулы. Совокупность всех признаков организма называется фенотипом. Совокупность всех генов одного организма называется генотипом. Фенотип представляет собой результат взаимодействия генотипа и окружающей среды. Эти открытия, термины и их определения связаны с именем одного из основоположников генетики В. Иогансена. Структура современной теории эволюцииСтруктурно современная теория эволюции состоит из теорий о процессах микро- и макроэволюций. Теория микроэволюции рассматривает необратимые генетические и экологические изменения в популяции, которые могут привести к появлению нового вида. Виды живых существ на Земле существуют в виде популяций, которые рассматриваются как элементарные единицы эволюции. Теория макроэволюции изучает закономерности развития жизни на Земле в целом, включая и происхождение человека как отдельного биологического вида. Обе теории считают, что эволюция происходит в результате изменений в окружающей среде.
|
||||||||
|
2. У одной и той же пары родителей есть голубоглазые и кареглазые дети. О генотипе родителей можно сказать, что:
а) оба родителя гетерозиготы по гену цвета глаз; б) оба родителя гомозиготы по этому гену; в) один родитель гетерозиготен, а другой – рецессивная гомозигота;
г) один родитель гетерозиготен, а другой – доминантная гомозитога.
3. Явление доминирования на молекулярном уровне организации живой материи объясняется так:
а) доминирующий аллель «работает», производит белок, а рецессивный «не рабо-тает»; б) ДНК рецессивного аллеля подвергается химическому воздействию со стороны белка – продукта доминантного гена;
в) отношение доминантности и рецессивности – результат взаимодействия белков – продуктов аллельных генов между собой.
4. В каких отношениях находятся понятия «аллель» и «мутация»? Выберите те утверждения, которые правильно описывают эти отношения:
а) аллель – состояние гена, состояние генетической информации, а она меняется в результате мутации, следовательно, все аллели – мутанты; б) мутация – только рецессивное состояние гена; в) мутация – только доминирующий аллель гена; г) изменение генетической информации гена в результате мутаций может приводить к возникновению как доминантных, так и рецессивных аллелей гена;
д) условно МУТАНТНЫМ АЛЛЕЛЕМ гена принято называть аллель либо редко проявляющийся, либо приводящий к патологии.
Ответ: 1 – в; 2 – а, в; 3 – а, в; 4 – г, д(а).
Цифровой диктант «Наследственность и изменчивость» 1. Все законы Менделя – результат комбинативной изменчивости. (1)2. Норма реакции – это кривая, показывающая адаптационные возможности вида. (1)3. Чем шире график реакции, тем больше опасности для вида при изменении данного условия. (0)4. Пшеница имеет несколько центров происхождения. (1)5. Основной компонент щей был окультурен в Центральной Америке. (0)6. Предком домашней козы был муфлон. (1)7. Селекционеры получают чистые линии методом массового отбора. (0) |
Тренируем логическое мышление и умение делать выводы 5. Зачеркните лишнее понятие, объясните свой выбор: раннее облысение, синдром Дауна, диабет, облысение в результате облучения, темная кожа негроидной расы.Ответ: облысение в результате облучения – ненаследственная изменчивость.6. О каком явлении идет речь?Различие в росте однояйцевых близнецов; загорелая кожа европейцев после посещения южного курорта; различия в размерах яблок с одной яблони:а) комбинативная изменчивость; б) ненаследственная изменчивость;в) соматическая изменчивость.Ответ: в.7. На рисунках представлены кривые, характеризующие нормы реакции трех пар сортов пшеницы. По какому признаку различаются эти сорта?8. В описанной хронике событий при проявлении мутаций на уровне организма, пропущены некоторые важные термины и понятия. Дополните рассказ.Авария в лаборатории, использующей в работе … –> облучение сотрудника –> изменения в структуре молекул … гена «X» в ядре … клетки его организма –> синтез мутантных молекул … в цитоплазме этой клетки –> участие этой клетки в процессе … –> развитие эмбриона и рождение … особи –> проявление мутации «X» в … этой особи |
М 8. популяция как живая система (структура, развитие, законы эволюции)
Буквенный диктант «Направление эволюции» 1. Увеличение численности кроликов после заселения их в Австралию. (Прогресс.)2. Уменьшение ареала белых лебедей. (Регресс.)3. Зимняя спячка млекопитающих. (Идиоадаптация.)4. Снижение численности лишайников в густонаселенных районах. (Регресс.)5. Уровень организации живой материи – подсистема того уровня, который является структурной единице эволюции. (Организм.)6. Отсутствие ног у змей. (Дегенерация.)7. Возникновение фотосинтезирующих одноклеточных организмов. (Ароморфоз.)Ответ: ПРИРОДА. |
О каком направлении эволюции идет речь (обобщение понятий):1) мутации, накопление, приспособление к определенным условиям;2) мутации, выход в новую экологическую нишу, уход (на время) от сильного давления естественного отбора;3) мутации, накопление изменений в сторону упрощения организма;4) мутации, генотип, фенотип, значения экологического фактора вне нормы реакции.Ответ: 1) идиоадаптация; 2) ароморфоз; 3) дегенерация; 4) регресс. |
Буквенный диктант «Термины цитологии генетики и эволюционной теории» Нужно записать первую букву антонима к каждому отгаданному термину.Например. Размножение организма с помощью специализированных гаплоидных клеток.Ответ: половое; антоним – бесполое; следовательно, надо записать букву «Б».1. Общее название для всех организмов, клетки которых содержат настоящее ядро с хромосомами.2. Направления эволюции, при которых увеличивается количество особей и ареал вида.3. Свойство живых систем, заключающееся в способности передавать генетическую информацию потомкам.4. Аллель гена, всегда проявляющийся в фенотипе.5. При делении эукариотической клетки, заканчивающемся образованием четырех клеток с числом хромосом в 2 раза меньшим, чем в исходной клетке (эта буква занимает одинаковое место и в термине, и в его антониме).6. Как по-другому называются процессы анаболизма?7. Способ питания, при котором организм или отдельная клетка образует готовые органические вещества.Ответ: ПРИРОДА. |
Продолжение следует
* Здесь и далее 1– да, 0 – нет. Ответ ученики записывают в виде цифровой последовательности. В данном случае ответ выглядит так: 010010110001.
Источник: https://bio.1sept.ru/article.php?ID=200203206
Закономерности изменчивости и наследственности организма
Наследственность и изменчивость представляют собой основные условия процесса эволюции. Обе эти противоположные особенности неразделимы и входят в характеристику всех живых организмов. Практически вся история науки биологии основывалась на изучении взаимодействия и значения этих особенностей.
Еще в древней Греции были совершены попытки осмысления многообразия организмов. Платон, Анаксимен, Гераклит и многие другие утверждали, что все в природе меняется в результате внутренней борьбы.
Какие же закономерности изменчивости и наследственности существуют? Этот вопрос изучали многие ученые на протяжении долгого времени.
Устойчивые свойства живых организмов
Еще в древности появились предположения о присущих живым существам изменчивости и наследственности. Было обращено внимание на тот факт, что при репродукции из одного поколения к другому передается ряд признаков, которые типичны для данного вида. Это было названо наследственностью.
Наряду с этим между представителями одного вида есть некоторые отличия, что было названо изменчивостью.
Закономерности наследственности и изменчивости применялись уже тогда для создания иных пород животных и сортов растений благодаря Г. Менделю, который после многих экспериментов сумел их описать.
В 1900 году начинает развиваться новая наука – генетика, что изучает закономерности этих двух фундаментальных свойств организмов.
Понятие генетики
Наследственностью именуют совокупность признаков, которые организмы повторяют из поколения в поколение. Особую роль здесь уделяют физиологии, химическому составу, внешнему строению и характеру обменных процессов организмов.
Изменчивостью именуют явление, что противоположно наследственности и выражается в изменении комплекса признаков или образования новых свойств у организмов одного и того же вида.
Сочетание этих двух свойств способствует эволюции, в результате которой у особей образуются новые признаки, которые сохраняются в следующем поколении.
Большое количество новых признаков ведет к образованию новых видов. Именно поэтому генетика направлена на изучение закономерностей изменчивости и наследственности, чтобы понять развитие эволюции, создавать новые виды живых организмов, более приспособленных к постоянно изменяющимся условиям внешней среды.
Изменчивость и ее закономерности
В генетике принято различать наследственную (генотипическую) и модификационную изменчивость. Генотипическая изменчивость характеризуется тем изменением признаков, что задает генотип и которые сохраняются несколько поколений.
Ненаследственная изменчивость характеризуется теми изменениями признаков, которые вызваны влиянием внешней среды и передаются по наследству от родителей к потомству.
Она не касается наследственной базы организма – генотипа – но склонна передаваться.
Закономерности модификационной изменчивости заключаются и в том, что она имеет групповую направленность. У всех представителей определенного вида обстоятельства окружающей среды способствуют возникновению похожих изменений. Модификации имеют направление, в отличие от мутаций, они подчинены закономерности, поэтому их можно предугадать.
Например, при распустившихся на деревьях листьях температура воздуха в ночное время была отрицательной, в результате этого утром все они приобретут красноватый оттенок.
Благодаря модификациям у особей происходит адекватная реакция на изменения факторов окружающей среды, поэтому они быстрее к ней адаптируются, чтобы уцелеть и оставить приплод.
Нормы реакции
Ненаследственная изменчивость подчиняется закономерностям.
Статистические закономерности модификационной изменчивости заключаются в том, что ее границы зависят от генотипа, они именуются нормами реакции (НР). Она имеет границы для каждого из признаков.
Узкая НР обуславливает те признаки, от которых зависит жизнеспособность организма, а широкая НР играет немаловажную роль для спасения вида.
Особью наследуется, скорее всего, способность его генотипа вследствие взаимодействия с окружающей средой создавать определенный фенотип. Также статистические закономерности изменчивости ненаследственной обуславливают наличие признаков, которые практически в полном объеме определяет генотип. Например, количество конечностей, расположение глаз и так далее.
На определение количественных признаков оказывает влияние окружающая среда.
Для того чтобы изучить изменчивость определенного признака, генетиками составляется так называемый вариационный ряд, который состоит из последовательных количественных показателей определенного признака, что расположены по возрастанию или убыванию. Длина такого ряда говорит о границах ненаследственной изменчивости, зависит она от стабильности условий окружающей среды.
Организм являет собой открытую конструкцию, наследственность реализуется здесь при помощи взаимодействия генотипа с внешней средой. У представителей одинаковых генотипов в разных условиях внешней среды могут образовываться различные фенотипы.
Изменчивость наследственная
Наследственная делится на мутационную (МИ) и комбинированную (КИ). Здесь вступают в силу основные закономерности изменчивости. КИ характеризуется тем, что при спаривании отличных друг от друга по генотипу гамет появляются новые генотипы, которых не было у родителей.
Например, дети никогда не повторяют полностью родителей, они получают генотип, который состоит из комбинации генов двух предков. Происходит это четырьмя путями.
Первый путь – расставание хромосом при редукционном делении клетки, второй – физический обмен участками хромосом в мейозе, и третий путь – невольные комбинации гамет при оплодотворении, и последний – взаимодействие генов.
Мутационная наследственность
Мутации представляют собой перевоплощения генотипа, включая целые хромосомы или отдельные гены, которые возникают случайно и имеют стойкий характер. Они бывают крупными (альбинизм, коротконосость и прочее) и мелкими. Также они подразделяются на несколько видов: геномные, хромосомные и генные мутации.
Мутации генома и хромосом
Данный вид мутаций характеризуется изменением количества хромосом. У некоторых особей наблюдается полиплоидия – изменение кратного количества хромосом. Так, у таких организмов хромосомный набор в клетках повторяется не два, а намного больше раз.
Это происходит в результате нарушения протекания митоза или мейоза, когда разрушается цепь деления, двойные хромосомы не расходятся, а остаются внутри клетки, вследствие этого образуются гаметы с двойным набором информации.
Если такая гамета сольется с нормальной, то у потомка будет наблюдаться тройное количество хромосом.
На этом закономерности изменчивости не исчерпываются. Бывает, что у особи наблюдается перестройка хромосом. Некоторые ее участки изменяют свое положение, они или теряются, или удваиваются. Так происходит мутация хромосом.
Данный вид мутаций связан с изменением состава или порядка нуклеотидов в границах гена. Он может быть потерян или заменен другим, также может наблюдаться образование лишнего нуклеотида.
Такие мутации приводят к остановке работы гена, в результате чего не появляются определенные РНК и белок, или же белок приобретает другие свойства, что приводит к изменению фенотипа.
Генные мутации очень важны, поскольку с их помощью появляются новые аллели.
Мутации соматические и генеративные
Закономерности изменчивости организмов заключаются и в том, что некоторые мутации происходят только в клетках половых, поэтому фенотипы образуются только у потомства. Они именуются генеративными.
В клетках соматические мутации также могут образовываться. В этом случае они не передаются потомкам при размножении. Но если размножение бесполое, то мутации потомству могут быть переданы. Они именуются соматическими.
Свойства мутаций
Мутациям свойственно стойко передаваться по наследству. Их значение в процессе эволюции очень велико. Закономерности изменчивости заключаются в том, что только наследственные мутации могут быть переданы следующим поколениям, если они будут благополучно размножаться и выживать с этими признаками.
Все изменения могут быть вызваны как внешними, так и внутренними факторами. Скачки температуры, увядание клеток, влияние различных веществ, ультрафиолета – все это может спровоцировать мутации ДНК и даже хромосом.
Изменения появляются внезапно, в некоторых случаях это представляет вред для организма, поскольку вмешиваются в генотип, который устанавливался большое количество времени.
Мутации не имеют направления, они могут повторяться, при этом подвергаться изменению может любой ген, приводя к трансформации как небольших, так и жизненно важных признаков. Один и тот же фактор внешней среды может приводить к самым разным изменениям, которые предвидеть практически невозможно.
Поэтому важное значение для нас сегодня имеет генетика, закономерности изменчивости и наследственности играют немалую роль в процессе эволюции.
Таким образом, носителями наследственной информации являются гены. При этом конкретный ген отвечает за определенные признаки. Последний определяет какое-либо качество организма: физиологическое, биохимическое или морфологическое. По этому качеству отличают одно живое существо от другого. Комплекс генов именуется генотипом, а комплекс признаков – фенотипом.
В природе существуют определенные закономерности изменчивости и наследственности, благодаря которым живые организмы приспосабливаются к быстроменяющимся условиям окружающей среды. Мутации могут образовываться на разных участках ДНК, затрагивать гены и хромосомы. В результате этого мы имеет огромную классификацию живых организмов.
Источник: https://FB.ru/article/337874/zakonomernosti-izmenchivosti-i-nasledstvennosti-organizma