Popülasyonlar. Popülasyonların genetik bileşimi Yetenek nedir

Bir popülasyonun genetik dinamiklerindeki denge durumunu bozan faktörler şunları içerir: mutasyon süreci, seçilim, genetik sürüklenme, göç, izolasyon.

Mutasyonlar ve doğal seçilim

Her nesilde popülasyonun gen havuzu yeni ortaya çıkan genlerle yenilenir. mutasyonlar. Bunların arasında hem tamamen yeni değişiklikler hem de popülasyonda halihazırda mevcut olan mutasyonlar olabilir. Bu sürece mutasyon baskısı denir. Mutasyon baskısının büyüklüğü, bireysel genlerin mutasyon derecesine, doğrudan ve ters mutasyonların oranına, onarım sisteminin etkinliğine, çevredeki mutajenik faktörlerin varlığına bağlıdır. Ek olarak mutasyon baskısının büyüklüğü, mutasyonun bireyin yaşayabilirliğini ve doğurganlığını ne ölçüde etkilediğinden etkilenir.

Araştırmalar, doğal popülasyonların çoğunlukla heterozigot durumda olan mutant genlerle doymuş olduğunu gösteriyor. Mutasyon süreci popülasyonun birincil genetik çeşitliliğini yaratır ve bununla daha sonra ilgilenilmesi gerekir. Doğal seçilim. Dış koşullarda bir değişiklik ve seçilim yönünde bir değişiklik olması durumunda, mutasyon rezervi popülasyonun kısa zaman yeni duruma uyum sağlayın.

Seçimin etkinliği, mutant özelliğin baskın veya resesif olmasına bağlıdır. Eğer taşıyıcısı yavru bırakmıyorsa, zararlı dominant mutasyona sahip bireylerden oluşan bir popülasyonun temizlenmesi bir nesilde başarılabilir. Aynı zamanda, zararlı resesif mutasyonlar, eğer heterozigot durumdalarsa ve özellikle seçilimin heterozigotların lehine hareket ettiği durumlarda seçilimin etkisinden kaçarlar. İkincisi, sahiplerinin adaptasyon potansiyelini artıran daha geniş bir reaksiyon normu nedeniyle genellikle homozigot genotiplere göre seçici bir avantaja sahiptir. Heterozigotlar korunup çoğaltıldığında resesif homozigotların ayrılma olasılığı eş zamanlı olarak artar. Heterozigotlar lehine seçilim denir dengeleme.

Bu seçilim biçiminin çarpıcı bir örneği, orak hücreli aneminin kalıtımsal durumudur. Bu hastalık Afrika'nın bazı bölgelerinde yaygındır. Bir amino asidin (valin) başka bir amino asit (glutamin) ile değiştirildiği hemoglobin b zincirinin sentezini kodlayan gendeki bir mutasyondan kaynaklanır. Bu mutasyona sahip olan homozigotlar, neredeyse her zaman ölümle sonuçlanan ciddi bir anemi türünden muzdariptir. Erken yaş. Bu kişilerin kırmızı kan hücreleri orak şeklindedir. Bu mutasyonun heterozigotluğu anemiye yol açmaz. Heterozigotlardaki kırmızı kan hücreleri normal bir şekle sahiptir ancak %60 normal ve %40 değiştirilmiş hemoglobin içerir. Bu, heterozigotlarda her iki alelin de (normal ve mutant) işlev gördüğünü göstermektedir. Mutant alel için homozigotlar üremeden tamamen elimine edildiğinden, popülasyondaki zararlı genin sıklığında bir azalma beklenebilir. Ancak bazılarında Afrika kabileleri bu gen için heterozigotların oranı %30-40'tır. Bu durumun nedeni, heterozigot genotipe sahip kişilerin, bu bölgelerde yüksek ölüm oranlarına neden olan dang hummasına normalden daha az yakalanmasıdır. Bu bakımdan seçilim her iki genotipi de korur: normal (baskın homozigot) ve heterozigot. Bir popülasyondaki iki farklı genotipik sınıftaki bireylerin nesilden nesile çoğaltılmasına dengeli polimorfizm denir. Uyarlanabilir değeri vardır.

Doğal seçilimin başka biçimleri de vardır. Seçimi stabilize etme Normu, mevcut koşulları en iyi karşılayan genotip varyantı olarak korur ve bundan ortaya çıkan sapmaları ortadan kaldırır. Bu seçilim biçimi genellikle bir popülasyonun uzun süre nispeten istikrarlı varoluş koşullarında olduğu durumlarda gerçekleşir. Buna karşılık, seçilimi yönlendirmek, eğer ortaya çıkan mutasyon faydalıysa ve taşıyıcılara bir miktar avantaj sağlıyorsa, yeni bir özelliği korur. Seçim yıkıcı(yıkıcı) özelliğin gelişimindeki aşırı değişkenleri koruyarak aynı anda iki yönde hareket eder. Bu seçilim biçiminin tipik bir örneğini Charles Darwin vermiştir. Adalarda iki tür böceğin korunmasıyla ilgilidir: adanın farklı taraflarında yaşayan kanatlı ve kanatsız - rüzgarsız ve rüzgarsız.

Doğal seçilim faaliyetinin ana sonucu, seçilimin gerçekleştiği yönde özelliklere sahip bireylerin sayısındaki artışa inmektedir. Aynı zamanda bunlara bağlı özellikler ve bunlarla korelatif ilişki içinde olan özellikler de seçilir. Seçilimden etkilenmeyen özellikleri kontrol eden genler açısından popülasyon uzun süre denge durumunda olabilir ve genotiplerin dağılımı Hardy-Weinberg formülüne yakın olacaktır.

Doğal seçilim geniş çapta işler ve bir organizmanın yaşamının birçok yönünü aynı anda etkiler. Organizmanın uyarlanabilirliğini artıran ve ona diğer organizmalara göre avantaj sağlayan faydalı özelliklerin korunması amaçlanır. Buna karşılık, kültür bitkileri ve evcil hayvan popülasyonlarında meydana gelen yapay seçilimin etkisi daha dardır ve çoğunlukla taşıyıcılardan çok insanlara faydalı olan özellikleri etkiler.

Genetik sürüklenme

Rastgele nedenlerin etkisinin popülasyonların genotipik yapısı üzerinde büyük etkisi vardır. Bunlar arasında şunlar yer alır: popülasyon büyüklüğündeki dalgalanmalar, popülasyonun yaş ve cinsiyet kompozisyonu, gıda kaynaklarının kalitesi ve miktarı, rekabetin varlığı veya yokluğu, gelecek neslin oluşmasını sağlayan numunenin rastgele doğası vb. Amerikalı genetikçi S. Wright, rastgele nedenlerden dolayı popülasyonun genetik sürüklenme ve N.P. Dubinin genetik-otomatik bir süreçtir. Popülasyonların genetik yapısı üzerinde özellikle göze çarpan bir etki, popülasyon büyüklüğündeki keskin dalgalanmalardır. nüfus dalgaları veya yaşam dalgaları. Küçük popülasyonlarda dinamik süreçlerin çok daha yoğun gerçekleştiği ve aynı zamanda bireysel genotiplerin birikiminde şansın rolünün arttığı tespit edilmiştir. Popülasyon büyüklüğü azaldığında, bazı mutant genler kazara içinde kalabilir, diğerleri de rastgele olarak ortadan kaldırılabilir. Daha sonraki popülasyon artışlarıyla birlikte hayatta kalan bu genlerin sayısı hızla artabilir. Sürüklenme hızı popülasyon büyüklüğü ile ters orantılıdır. Nüfusun azaldığı dönemde, sürüklenme özellikle yoğundur. Nüfus büyüklüğündeki çok keskin bir azalmayla birlikte yok olma tehlikesi ortaya çıkabilir. Bu sözde “darboğaz” durumudur. Popülasyon hayatta kalmayı başarırsa, genetik sürüklenme sonucunda frekanslarında bir değişiklik meydana gelecek ve bu da yeni neslin yapısını etkileyecektir.

Genetik-otomatik süreçler, özellikle izolatlarda, bir grup bireyin büyük bir popülasyondan öne çıkıp yeni bir yerleşim yeri oluşturmasıyla açıkça ortaya çıkar. İnsan popülasyonlarının genetiğinde buna benzer pek çok örnek vardır. Dolayısıyla Pensilvanya eyaletinde (ABD) birkaç bin kişiden oluşan bir Menonit mezhebi yaşıyor. Burada evliliklere yalnızca mezhep mensupları arasında izin veriliyor. İzolat, 18. yüzyılın sonunda Amerika'ya yerleşen üç evli çift tarafından başlatıldı. Bu insan grubu, homozigot durumda polidaktili ile birlikte özel bir cücelik biçimine neden olan pleiotropik genin alışılmadık derecede yüksek konsantrasyonuyla karakterize edilir. Bu mezhep üyelerinin yaklaşık %13'ü bu nadir mutasyon için heterozigottur. Burada muhtemelen bir "ata etkisi" vardı: Şans eseri mezhebin kurucularından biri bu gen için heterozigottu ve yakın akraba evlilikler bu anomalinin yayılmasına katkıda bulundu. Amerika Birleşik Devletleri'ne dağılmış diğer Menonit gruplarında böyle bir hastalığa rastlanmadı.

Göçler

Bir popülasyondaki gen frekanslarındaki değişikliklerin bir başka nedeni de göç. Birey grupları başka bir popülasyonun üyeleriyle hareket ettiğinde ve melezlendiğinde, genler bir popülasyondan diğerine aktarılır. Göçün etkisi, göçmen grubun büyüklüğüne ve değiş tokuş edilen popülasyonlar arasındaki gen frekanslarındaki farklılıklara bağlıdır. Popülasyonlardaki genlerin başlangıç frekansları çok farklıysa, o zaman önemli bir frekans kayması meydana gelebilir. Göç ilerledikçe popülasyonlar arasındaki genetik farklılıklar eşitlenir. Göç baskısının nihai sonucu, popülasyon sistemi boyunca, her mutasyon için belirli bir ortalama konsantrasyonda bireylerin değiş tokuş edildiği bir popülasyon sistemi kurulmasıdır.

Göçün rolüne bir örnek, insan kan grubu sistemini belirleyen genlerin dağılımıdır. AB0. Avrupa, grubun üstünlüğü ile karakterize edilir A, Asya için - gruplar İÇİNDE. Genetikçilere göre farklılıkların nedeni, 500'den 1500'e kadar olan dönemde Doğu'dan Batı'ya meydana gelen büyük nüfus göçlerinde yatmaktadır. reklam.

Yalıtım

Bir popülasyonun bireyleri diğer popülasyonların bireyleri ile tamamen veya kısmen çiftleşmiyorsa, böyle bir popülasyon bir süreç yaşar. izolasyon. Eğer ayrılma birkaç kuşak boyunca gözlemleniyorsa ve seçilim farklı popülasyonlarda farklı yönlerde hareket ediyorsa, o zaman popülasyonların farklılaşması süreci meydana gelir. İzolasyon süreci hem popülasyon içi hem de popülasyonlar arası seviyelerde işler.

İki ana yalıtım türü vardır: mekansal veya mekanik, yalıtım ve biyolojik yalıtım. İlk izolasyon türü ya doğal coğrafi faktörlerin etkisi altında (dağ oluşumu; nehirlerin, göllerin ve diğer su kütlelerinin ortaya çıkışı; volkanik patlama vb.) , orman ekimi vb.). Mekansal izolasyonun sonuçlarından biri, özellikle mavi saksağan, samur, ot kurbağası, saz ve çopra balığının karakteristik özelliği olan süreksiz bir tür aralığının oluşmasıdır.

Biyolojik izolasyon Morfo-fizyolojik, çevresel, etolojik ve genetik olarak ayrılır. Tüm bu izolasyon türleri, serbest melezlemeyi sınırlayan veya dışlayan üreme engellerinin ortaya çıkmasıyla karakterize edilir.

Morfo-fizyolojik izolasyon esas olarak üreme süreçleri düzeyinde gerçekleşir. Hayvanlarda bu genellikle, özellikle böcekler ve bazı kemirgenler için tipik olan çiftleşme organlarının yapısındaki farklılıklarla ilişkilidir. Bitkilerde polen tanesinin büyüklüğü, polen tüpünün uzunluğu, polen ve stigmaların olgunlaşma zamanlarının çakışması gibi özellikler önemli bir rol oynar.

Şu tarihte: etolojik izolasyon Hayvanlarda ise engel, bireylerin davranışlarındaki farklılıklardır. üreme dönemiörneğin, bir erkeğin bir kadına başarısız bir şekilde kur yaptığı gözlemlenir.

Çevre yalıtımı kendini şu şekilde gösterebilir değişik formlar ah: belirli bir üreme bölgesinin tercih edilmesi, germ hücrelerinin farklı olgunlaşma dönemlerinde, üreme oranlarında vb. Örneğin üremek için nehirlere göç eden deniz balıklarında, her nehirde özel bir popülasyon gelişir. Bu popülasyonların temsilcileri büyüklük, renk, ergenliğin başlama zamanı ve üreme süreciyle ilgili diğer özellikler bakımından farklılık gösterebilir.

Genetik izolasyon farklı mekanizmalar içerir. Çoğu zaman mayoz bölünmenin normal seyrindeki bozukluklar ve yaşayamayan gametlerin oluşumu nedeniyle ortaya çıkar. Bozuklukların nedenleri poliploidi, kromozomal yeniden düzenlemeler ve nükleer plazma uyumsuzluğu olabilir. Bu fenomenlerin her biri panmiksi sınırlamasına ve melezlerin kısırlığına ve sonuç olarak genlerin serbest kombinasyon sürecinin sınırlanmasına yol açabilir.

İzolasyon nadiren herhangi bir mekanizma tarafından yaratılır. Tipik olarak, birkaç farklı izolasyon şekli aynı anda meydana gelir. Hem döllenmeden önceki aşamada hem de sonrasında hareket edebilirler. İkinci durumda yalıtım sistemi daha az ekonomiktir çünkü Örneğin kısır yavruların üretimi için önemli miktarda enerji kaynağı israf edilir.

Popülasyonların genetik dinamiklerinin listelenen faktörleri bireysel ve ortaklaşa hareket edebilir. İkinci durumda, ya kümülatif bir etki gözlemlenebilir (örneğin, mutasyon süreci + seçilim) ya da bir faktörün etkisi diğerinin etkinliğini azaltabilir (örneğin, göçmenlerin ortaya çıkışı genetik sürüklenmenin etkisini azaltabilir). .

Popülasyonlardaki dinamik süreçlerin incelenmesi S.S. Chetverikov (1928) bu fikri formüle etti genetik homeostazis. Genetik homeostazis ile bir popülasyonun denge durumunu, çevresel faktörlerin etkisine yanıt olarak genotipik yapısını koruma yeteneğini anladı. Bir denge durumunu sürdürmenin ana mekanizması, Chetverikov'a göre alellerin sayısal oranlarını stabilize etmek için bir aparatın bulunduğu koşullar altında bireylerin serbest geçişidir.

Popülasyon düzeyinde meydana gelen, dikkate aldığımız genetik süreçler, daha büyük sistematik grupların evriminin temelini oluşturur: türler, cinsler, aileler, ör. İçin makroevrim. Mikro ve makro evrimin mekanizmaları birçok açıdan benzerdir, yalnızca meydana gelen değişikliklerin ölçeği farklıdır.

İyi çalışmanızı bilgi tabanına göndermek basittir. Aşağıdaki formu kullanın

Bilgi tabanını çalışmalarında ve çalışmalarında kullanan öğrenciler, lisansüstü öğrenciler, genç bilim insanları size çok minnettar olacaklardır.

http://www.allbest.ru/ adresinde yayınlandı

Biyoloji ders planı

Konu: Popülasyonların genetik bileşimi

genetik mutasyon kalıtsal popülasyon

Ders türü: Konunun içeriğini ortaya koyan ders.

Dersin amacı: Popülasyonlar hakkındaki bilgiyi derinleştirmeye ve genişletmeye devam etmek, popülasyonların gen havuzu kavramını karakterize etmek.

Görevler:

Eğitici. Popülasyon genetiği kavramını oluşturmak; popülasyonun gen havuzunu karakterize etmek; Mutasyon sürecinin kalıtsal değişkenliğin sürekli bir kaynağı olduğunu öğrenin.

Gelişimsel. Mesajları dinlerken ve ders kitabı materyalleriyle çalışırken ana şeyi gözlemleme ve not etme yeteneğini geliştirmeye devam edin.

Eğitici. Bilimsel dünya görüşünü, doğa sevgisini ve not defterine not almaya dayalı çalışma kültürünü geliştirmeye devam edin.

Teçhizat

Tablolar, ders kitabı.

Dersler sırasında

1. Organizasyon anı 1-2 dk. Ödev Testi: 1) Popülasyon nedir? 2) Neden biyolojik türler popülasyon şeklinde var mı? 5-7 dk.

2. Yeni materyal öğrenme. 25 dakika

3. Çalışılan materyalin konsolidasyonu. Derecelendirme.

4. Ev ödevi.

2. Yeni materyal öğrenmek

Öğrenilen materyalin pekiştirilmesi

4. Ödev

Popülasyon genetiği. Darwin'in zamanında genetik bilimi henüz mevcut değildi. 20. yüzyılın başında gelişmeye başladı. Genlerin kalıtsal değişkenliğin taşıyıcıları olduğu biliniyordu.

Genetik fikirleri, Charles Darwin'in doğal seçilim teorisine daha derinlemesine açıklamalar getirdi. Genetik ve klasik Darwinizm'in sentezi, popülasyonların genetik bileşimindeki değişim süreçlerini, organizmaların yeni özelliklerinin ortaya çıkışını yeni bir perspektiften açıklamayı mümkün kılan özel bir araştırma yönünün - popülasyon genetiğinin - doğmasına yol açtı. doğal seçilimin etkisi altında konsolidasyonları.

Gen havuzu. Her popülasyon belirli bir gen havuzuyla karakterize edilir; bireylerin genotiplerinden oluşan toplam genetik materyal miktarı.

Evrimsel süreç için gerekli önkoşullar, kalıtım aygıtında temel değişikliklerin meydana gelmesidir - mutasyonlar, bunların organizma popülasyonlarının gen havuzlarındaki dağılımı ve konsolidasyonu. Çeşitli faktörlerin etkisi altında popülasyonların gen havuzlarında meydana gelen yönlendirilmiş değişiklikler, temel evrimsel değişiklikleri temsil eder.

Daha önce de belirtildiği gibi, doğal popülasyonlar farklı parçalar Türlerin aralıkları genellikle az çok farklıdır. Her popülasyonda bireylerin serbestçe melezlenmesi meydana gelir. Sonuç olarak her popülasyon, bu popülasyona özgü çeşitli alel oranlarına sahip kendi gen havuzuyla karakterize edilir.

Mutasyon süreci kalıtsal değişkenliğin sürekli bir kaynağıdır. Birkaç milyon kişiden oluşan bir popülasyonda, her nesilde bu popülasyonda bulunan her genin kelimenin tam anlamıyla birkaç mutasyonu meydana gelebilir. Kombinatif değişkenlik sayesinde mutasyonlar popülasyona yayılır.

Doğal popülasyonlar çok çeşitli mutasyonlarla doyurulur. Bu, ortaya çıkan mutasyonların büyük çoğunluğu resesif olduğundan ve dışarıdan görünmediğinden, gen havuzundaki değişkenliğin önemli bir kısmının gözden gizlendiğini tespit eden Rus bilim adamı Sergei Sergeevich Chetverikov (1880-1959) tarafından fark edildi. Resesif mutasyonlar, "heterozigot durumdaki türler tarafından absorbe edilir" çünkü çoğu organizma birçok gen açısından heterozigottur. Bu tür gizli değişkenlik, yakın akraba bireylerin çaprazlanmasıyla yapılan deneylerde ortaya çıkarılabilir. Böyle bir çaprazlamayla, heterozigot ve dolayısıyla latent durumda olan bazı resesif aleller homozigot hale gelecek ve ortaya çıkabilecektir.

Doğal popülasyonlardaki önemli genetik çeşitlilik, yapay seçilim sırasında da kolaylıkla tespit edilebilir. Yapay seçilimle, ekonomik açıdan değerli herhangi bir özelliğin en güçlü şekilde ifade edildiği bir popülasyondan bireyler seçilir ve bu bireyler birbirleriyle çaprazlanır.Yapay seçilime başvurulduğu hemen hemen her durumda etkili olduğu ortaya çıkar. Sonuç olarak, popülasyonlarda belirli bir organizmanın kelimenin tam anlamıyla her özelliği için genetik değişkenlik vardır.

Gen mutasyonlarına neden olan kuvvetler rastgele hareket eder. Seçilimin kendisini tercih ettiği bir ortamda mutant bir bireyin ortaya çıkma olasılığı, neredeyse kesinlikle öleceği bir ortamda ortaya çıkma olasılığından daha fazla değildir. S.S. Chetverikov, nadir istisnalar dışında, yeni ortaya çıkan mutasyonların çoğunun zararlı olduğunu ve homozigot durumda kural olarak bireylerin yaşayabilirliğini azalttığını gösterdi. Popülasyonlarda yalnızca heterozigotlar lehine seçilim nedeniyle korunurlar. Ancak bir ortamda zararlı olan mutasyonlar diğer koşullarda canlılığı arttırabilir. Böylece az gelişmişliğe neden olan bir mutasyon veya tam yokluk Böceklerdeki kanatlar normal şartlarda mutlaka zararlıdır ve kanatsız bireylerin yerini hızla normal bireyler alır. Ancak kuvvetli rüzgarların estiği okyanus adalarında ve dağ geçitlerinde, bu tür böceklerin kanatları normal gelişmiş bireylere göre avantajları vardır.

Herhangi bir popülasyon genellikle çevresine iyi uyum sağladığından, büyük değişiklikler genellikle bu uygunluğu azaltır, tıpkı bir saatin mekanizmasındaki büyük rastgele değişikliklerin (bir yayın çıkarılması veya bir tekerleğin eklenmesi) arızalanmasına yol açması gibi. Popülasyonlar, belirli bir yer veya bölgedeki popülasyona herhangi bir fayda sağlamayan büyük alel rezervlerine sahiptir. verilen zaman; çevresel koşullardaki değişikliklerin bir sonucu olarak aniden yararlı oldukları ortaya çıkana kadar popülasyonda heterozigot bir durumda kalırlar. Bu gerçekleştiğinde, seçilimin etkisi altında frekansları artmaya başlar ve sonuçta ana genetik materyal haline gelirler. Nüfusun uyum sağlama yeteneğinin yattığı yer burasıdır, yani. iklim değişikliği, yeni bir yırtıcı veya rakibin ortaya çıkışı ve hatta insan kirliliği gibi yeni faktörlere uyum sağlayın.

Bu adaptasyona bir örnek, böcek ilaçlarına dirençli böcek türlerinin evrimidir. Her durumda, olaylar aynı şekilde gelişir: Yeni bir böcek ilacı (böceklere etki eden zehir) uygulamaya konduğunda, küçük bir miktar, bir böcek zararlısıyla başarılı bir şekilde mücadele etmek için yeterlidir. Zamanla, böcek ilacının konsantrasyonu, sonunda etkisiz hale gelinceye kadar arttırılmalıdır. Bir böceğin böcek ilacı direncine ilişkin ilk rapor 1947'de ortaya çıktı ve karasineklerin DDT'ye karşı direnciyle ilgiliydi. Daha sonra en az 225 böcek ve diğer eklembacaklı türünde bir veya daha fazla böcek ilacına karşı direnç bulunmuştur. Görünüşe göre bu türlerin popülasyonlarının her birinde böcek ilaçlarına direnç kazandırma kapasitesine sahip genler mevcuttu; eylemleri sonuçta zararlıları kontrol etmek için kullanılan zehirlerin etkinliğinin azalmasını sağladı.

Böylece mutasyon süreci, her popülasyonun ve bir bütün olarak türün gen havuzunda kalıtsal bir değişkenlik rezervi oluşturarak evrimsel dönüşümler için materyal yaratır. Destekleyici yüksek derece Popülasyonların genetik çeşitliliği, doğal seçilim ve mikroevrimin işleyişinin temelini oluşturur.

Allbest.ru'da yayınlandı

Benzer belgeler

Doğal popülasyonlardaki genetik çeşitliliğin özü ve kaynakları. Kalıtsal değişkenliğin birleştirici ve mutasyonel tiplerinin özellikleri. Çevresel koşulların etkisinin bir sonucu olarak ortaya çıkan fenotipik değişkenliğin özellikleri.

kurs çalışması, eklendi 09/14/2011

Evrimsel faktörlerin etkisi altında popülasyonların genetik yapısının dönüşüm süreci olarak mikroevrim. Evrimin temel birimi ve özellikleri. Popülasyonların özellikleri, genetik bileşimleri. Temel evrimsel faktörler, mutasyonlar.

özet, 12/09/2013 eklendi

Modifikasyon değişkenliği, bir organizma ile çevresi arasındaki etkileşim sürecidir; popülasyonlar ve saf çizgiler; fenotip ve genotip. Mutasyonel değişkenlik: türleri, sınıflandırılması. Kalıtsal değişkenlikte homolojik seriler kanunu, seçilimde kullanımı.

kurs çalışması, eklendi 06/09/2011

Popülasyonlar ve özellikleri: kendi kendine üreme, genetik çeşitlilik, doğurganlık, ölümlülük, göç, göç. Nüfus dinamiğinin kalıpları ve türleri. Böceklerin doğurganlığı ve üreme yeteneği onların biyotik potansiyelidir.

özet, 08/12/2015 eklendi

Bireylerin yapı, üreme ve davranışlarındaki farklılıklar nedeniyle farklı koşullar popülasyonların yaşam alanları. Popülasyonlardaki birey sayısı, zamanla değişimi. Nüfusun yaş bileşimi ve bunun önümüzdeki birkaç yıl için tahmin edilebilme olasılığı.

sunum, 26.02.2015 eklendi

Evrimin bir yönü olarak ilerleme. Arktroplardan neoantroplara gelişim. Filogenezde sistem ve organların korelasyonu ve koordinasyonu. Mikroevrimin bir faktörü olarak mutasyon süreci. Uzmanlaşma ve evrimdeki rolü. Aşamalı uzmanlaşma kuralı.

test, eklendi: 06/08/2013

Canlı organizmaların yeni özellikler ve özellikler kazanma yeteneği olarak değişkenlik kavramı ve işlevleri, değişen çevre koşullarına uyum sağlamada bu sürecin önemi. Kavram ve doğa, mutasyonel değişkenliğin aşamaları.

sunum, 30.11.2013 eklendi

Bezelye örneğini kullanarak hibridolojik analizin yapılması. Çiçeklenme dönemi ve melezleme tekniği. Tahıllarda (buğday ve çavdar) melezleme yöntemleri. Polen tanelerinden bitki verimliliğinin tahmini. Bitki popülasyonlarının genetik polimorfizmi.

pratik çalışma, eklendi 12/05/2013

Kalıtım ve değişkenliğin yasalarını ve mekanizmalarını, gelişimini konu alan bir bilim olarak genetik. Mendel yasalarının modern formülasyonları. 1869'da İsviçreli bilim adamı Johann Friedrich Miescher tarafından DNA'nın keşfi. Genetik kodun özellikleri. Viral üremenin aşamaları.

sunum, 14.08.2015 eklendi

Rusya Kuzey Milli Parkı topraklarında Mnemosyne kelebeğinin mekansal dağılımı, mevsimsel bolluğu ve gelişiminin incelenmesi. Popülasyonun cinsel yapısının özellikleri ve yetişkinlerin metrik özelliklerine göre morfolojik değişkenliği.

Hedefler: evrimin temel birimi olarak popülasyon kavramını oluşturmak; türlerin değişkenliğinin nedeni olan evrim faktörlerinden biri olarak kalıtsal değişkenliğin rolünü gösterir.

Taşınmak ders

BEN. Bilginin kontrolü.

1. Test etme.

1) Organizmaların benzer yapısal özelliklerinin varlığı belirler

kriter:

a) genetik;

b) morfolojik;

c) fizyolojik;

d) çevresel.

2) Ataların ortaklığı şu kriteri kanıtlar:

a) tarihsel;

b) morfolojik;

c) genetik d) coğrafi.

3) Organizmaların karyotipi kriteri inceler:

a) genetik:

b) fizyolojik;

c) morfolojik; d) tarihsel.

4) Biyotik çevresel faktörlerin organizmalar üzerindeki etkisi şu kriteri dikkate alır:

a) coğrafi; b) çevresel;

c) fizyolojik;

d) tarihsel.

5) Türlerin doğadaki dağılımında şu kriter dikkate alınır:

a) çevresel;

b) coğrafi; c) tarihsel;

d) fizyolojik.

6) Enzim setine göre türler arasındaki ayrım aşağıdakilere uygun olarak gerçekleştirilir:

a) morfolojik kriterle;

b) fizyolojik kriter;

c) biyokimyasal kriter;

d) genetik kriter.

7) organizmaların verimli yavrular üretme yeteneği

temel olarak hizmet eder:

a) morfolojik kriter için; b) fizyolojik kriter;

c) genetik kriter;

d) çevresel kriter.

8) Beslenme ve nefes alma süreçlerinin benzerliği şu kritere göre incelenir:

a) çevresel;

b) fizyolojik;

c) biyokimyasal;

d) genetik.

9) Çevresel faktörlerin birleşimi esastır:

a) genetik kriter;

b) coğrafi kriter;

c) çevresel kriter;

d) tarihsel kriter.

2. Kartta yazılı yanıt.

Egzersiz yapmak.

Aşağıdaki ifadelerdeki boşlukları doldurunuz:

1) Bir türün var olduğu çevresel faktörlerin toplamı... tür için bir kriterdir

2) Bir grup bireyi popülasyona ayırmanın temel nedeni...

3) Aynı türün iki popülasyonunun bireyleri...

5) Vücudun dış etkenlere verdiği tepkilerin benzerliği, gelişim ve üreme ritimleri incelenir... kriter

II. Yeni materyal öğrenme.

1 Popülasyonlar.

Doğada yaşayan organizmalar kural olarak yalnız yaşamazlar, az çok kalıcı gruplar oluştururlar. Bu tür grupların oluşmasının pek çok nedeni vardır ancak en önemlileri aynı türe ait organizmaların, varoluşları ve üremeleri için en uygun yerlerde birikmeleridir.

Belirli bir alanda uzun süre yaşayan, serbest geçişle üreyen ve bir dereceye kadar birbirinden izole edilen aynı türün bireylerinin oluşturduğu topluluğa popülasyon denir.

Türlerin popülasyonlar halinde varlığı, dış koşulların heterojenliğinin bir sonucudur. Popülasyonlar, organizmaların üreme ve gelişme koşullarında ortaya çıkan farklılıklar nedeniyle sayıları yıldan yıla değişse de, zaman ve mekan açısından sabit kalır. Popülasyonlar içinde benzer davranışlara sahip veya benzer davranışlara dayalı bireylerin dahil olduğu daha küçük gruplar da vardır. aile bağları. Ancak kendilerini sürdürülebilir bir şekilde destekleyemiyorlar.

Bir popülasyonu oluşturan organizmalar çeşitli ilişkiler yoluyla birbirleriyle ilişkilidir. Belirli kaynak türleri için birbirleriyle rekabet ederler. Popülasyonlardaki iç ilişkiler karmaşık ve çelişkilidir. Eşeyli olarak üreyen organizmaların her popülasyonunda sürekli bir genetik materyal alışverişi vardır.

Farklı popülasyonlardan bireylerin melezlenmesi daha az sıklıkla meydana gelir, dolayısıyla farklı popülasyonlar arasındaki genetik alışveriş sınırlıdır. Sonuç olarak, her popülasyon, bu popülasyona özgü farklı alellerin ortaya çıkma sıklıklarına sahip, kendine özgü gen seti ile karakterize edilir. Türlerin popülasyon halinde varlığı, yaşam koşullarındaki yerel değişikliklere karşı dirençlerini arttırır.

2. Popülasyon genetiği.

Darwin'in zamanında genetik diye bir şey yoktu. Yirminci yüzyılda bir bilim olarak gelişmeye başladı. Genlerin kalıtsal değişkenliğin taşıyıcıları olduğu biliniyordu. Genetik fikirleri, Charles Darwin'in doğal seçilim teorilerine derin açıklamalar getirdi. Genetik ve klasik Darwinizm'in sentezi, popülasyonların genetik bileşimindeki değişiklik süreçlerini, organizmaların yeni özelliklerinin ortaya çıkmasını ve bunların etkisi altında konsolidasyonunu yeni bir perspektiften açıklamayı mümkün kılan popülasyon genetiğinin doğuşuna yol açtı. Doğal seçilim.

Bir popülasyon, her biri belirli bir genotipe sahip olan aynı türden organizmaların bir koleksiyonudur. Bir popülasyondaki tüm bireylerin genotiplerinin toplamına popülasyonun gen havuzu denir. Gen havuzunun zenginliği alelik çeşitliliğe bağlıdır. Bu, belirli bir gen için alelik çeşitliliğin olmadığı bir popülasyonda, tüm bireylerin bu AA geni için aynı genotipe sahip olduğu anlamına gelir. Bir popülasyonda iki veya daha fazla alelik varyantın bulunduğu genlere polimorfik denir. İki alel ile üç genotip (AA, Aa, aa), üç alel ile altı genotip vardır ve sayıları hızla artar.

Bir türün gen havuzunun zenginliği, yalnızca alel çeşitliliğiyle, yani lokusların polimorfizmiyle değil, aynı zamanda alel kombinasyonlarının çeşitliliğiyle de belirlenir. Tür sayısındaki keskin bir azalma, alelik çeşitlilikte ve kombinasyon sayısında bir azalmaya yol açmaktadır. Bu nedenle yabani türlerin gen havuzlarının korunması ve ani tükenmelerin önlenmesi önemlidir. Popülasyonlarda meydana gelen süreçlerin yoğunluğu büyük ölçüde genetik çeşitlilik düzeyine bağlıdır.

Mutasyon süreci kalıtsal değişkenliğin kaynağıdır. Birkaç milyon bireyden oluşan bir popülasyonda, bu popülasyonda bulunan her genin her bir nesilde birkaç mutasyonu meydana gelebilir. Kombinatif değişkenlik sayesinde mutasyonlar popülasyona yayılır.

Sürekli devam eden mutasyon süreci ve serbest geçiş, çok sayıda dışarıdan tezahür etmeyen niteliksel değişiklikler (ortaya çıkan mutasyonların büyük çoğunluğu resesiftir). Bu gerçekler Rus bilim adamı S.S. Chetverikov tarafından tespit edildi.

Bitki ve hayvanların doğal popülasyonları üzerinde yapılan genetik araştırmalar, göreceli fenotipik homojenliklerine rağmen, çeşitli resesif mutasyonlarla doymuş olduklarını göstermiştir. Hücre bölünmesi sırasında ikiye katlanma sonucu mutasyonların ortaya çıktığı kromozomlar, yavaş yavaş popülasyonlar arasında yayılır. Mutasyonlar, heterozigot kaldıkları sürece kendilerini fenotipik olarak göstermezler.

Yeterince yüksek bir mutasyon konsantrasyonuna ulaşıldığında, alelik resesif genleri taşıyan bireylerin çaprazlanması mümkün hale gelir.

Bu durumlarda mutasyonlar kendilerini fenotipik olarak gösterir ve doğal seçilimin doğrudan kontrolü altına girerler ve bu tam olarak popülasyonun uyum sağlama yeteneğinin yattığı yerdir, yani yeni faktörlere (iklim değişikliği, yeni bir yırtıcı hayvanın ortaya çıkışı veya yeni bir yırtıcı hayvanın ortaya çıkışı) uyum sağlama yeteneği. rakip ve hatta insan kirliliği.

III. Konsolidasyon.

Laboratuvar işi

Konu: AYNI TÜRÜN BİREYLERİNDEKİ DEĞİŞKENLİĞİN BELİRLENMESİ

Hedefler: Organizmaların değişkenliği kavramını oluşturur, doğal nesneleri gözlemleme becerilerini geliştirmeye devam eder ve değişkenlik belirtilerini bulur.

Ekipman: organizmaların çeşitliliğini gösteren broşürler (5-6 türden bitkiler, her türden 2-3 örnek, tohum kümeleri, meyveler, yapraklar, vb.)

İlerlemek

1. Aynı türden 2-3 bitkiyi (veya tek tek organlarını: yapraklar, tohumlar, meyveler vb.) karşılaştırın. Yapılarında benzerlik belirtileri bulun. Aynı türün bireyleri arasındaki benzerliğin nedenlerini açıklayınız.

2. İncelenen bitkilerdeki farklılık belirtilerini tanımlayın. Şu soruyu cevaplayın: Organizmaların hangi özellikleri aynı türün bireyleri arasındaki farklılıkları belirler? 3. Organizmaların bu özelliklerinin evrim açısından önemini açıklar. Sizce hangi farklılıklar kalıtsal değişkenlikten kaynaklanmaktadır, hangileri kalıtsal değişkenlikten kaynaklanmamaktadır? Aynı türün bireyleri arasında nasıl farklılıklar ortaya çıkabileceğini açıklayın.

Ödev: § 54, 55.

1. Doğal seçilim nedir?

Cevap. Doğal seçilim, ilk olarak Charles Darwin tarafından, verili çevresel koşullara daha iyi uyum sağlayan ve faydalı kalıtsal özelliklere sahip bireylerin hayatta kalmasına ve tercihli üremesine yol açan bir süreçtir. Darwin'in teorisine ve modern sentetik evrim teorisine uygun olarak, doğal seçilimin ana materyali rastgele kalıtsal değişikliklerdir - genotiplerin rekombinasyonu, mutasyonlar ve bunların kombinasyonları.

2. Genotip nedir?

Cevap. “Genotip” terimi 1909 yılında Ioganson tarafından bilime tanıtıldı. Genotip (genotip, Yunan genosundan - cins ve yazım hatası - damga, biçim, örnek) daha geniş anlamda bir organizmanın genlerinin toplamıdır - bütünlük hepsinden kalıtsal faktörler organizma hem nükleer hem de nükleer olmayan. Her ebeveynden alınan benzersiz genomların (setlerin) birleşimi, genetik bireyselliğin temelini oluşturan genotipi oluşturur. Biyolojide genotip ve fenotip kavramları çok önemlidir. Yukarıda belirtildiği gibi bir organizmanın tüm genlerinin toplamı onun genotipini oluşturur. Bir organizmanın tüm özelliklerinin (morfolojik, anatomik, işlevsel vb.) toplamı bir fenotipi oluşturur. Bir organizmanın yaşamı boyunca fenotipi değişebilir, ancak genotipi değişmeden kalır. Bu, fenotipin genotip ve çevre koşullarının etkisi altında oluşmasıyla açıklanmaktadır. Genotip kelimesinin iki anlamı vardır. Geniş anlamda, belirli bir organizmanın tüm genlerinin toplamıdır. Ancak Mendel'in gerçekleştirdiği türden deneylerle ilgili olarak genotip kelimesi, kontrol eden alellerin kombinasyonunu ifade eder. bu işaret(örneğin organizmalar AA, Aa veya aa genotipine sahip olabilir).

Dolayısıyla genotip şu şekildedir: - belirli bir bireye özgü genetik (genomik) özelliklerin tamamı ve bireyin genomun incelenen bölgesinde sahip olduğu belirli alel çiftlerinin özellikleri.

§ 55'ten sonraki sorular

1. Bir popülasyonun gen havuzu nedir?

Cevap. Her popülasyon, belirli bir gen havuzuyla, yani bireysel bireylerin genotiplerinden oluşan toplam genetik materyal miktarıyla karakterize edilir.

Daha önce de belirtildiği gibi, bir türün yaşam alanının farklı kısımlarındaki doğal popülasyonlar genellikle az çok farklıdır. Her popülasyonda bireylerin serbestçe melezlenmesi meydana gelir. Sonuç olarak her popülasyon, bu popülasyona özgü çeşitli alel oranlarına sahip kendi gen havuzuyla karakterize edilir.

2. Mutasyonların çoğu neden dışarıdan görünmüyor?

Cevap. Doğal popülasyonlar çok çeşitli mutasyonlarla doyurulur. Bu durum Rus bilim adamı Sergei Sergeevich Chetverikov'un (1880-1959) dikkatine sunuldu; Chetverikov, ortaya çıkan mutasyonların büyük çoğunluğunun resesif olması ve herhangi bir etki yaratmaması nedeniyle gen havuzundaki değişkenliğin önemli bir kısmının gözden gizlendiğini tespit etti. dışarıdan görünür. Resesif mutasyonlar, "heterozigot durumdaki türler tarafından absorbe edilir" çünkü çoğu organizma birçok gen açısından heterozigottur. Bu tür gizli değişkenlik, yakın akraba bireylerin çaprazlanmasıyla yapılan deneylerde ortaya çıkarılabilir. Böyle bir çaprazlamayla, heterozigot ve dolayısıyla latent durumda olan bazı resesif aleller homozigot hale gelecek ve ortaya çıkabilecektir. Doğal popülasyonlardaki önemli genetik çeşitlilik, yapay seçilim sırasında da kolaylıkla tespit edilebilir. Yapay seçilimde bu bireyler, ekonomik açıdan değerli özelliklerin en güçlü şekilde ifade edildiği bir popülasyondan seçilir ve bu bireyler birbirleriyle çaprazlanır. Yapay seçilimin başvurulduğu hemen hemen tüm durumlarda etkili olduğu kanıtlanmıştır. Sonuç olarak, popülasyonlarda belirli bir organizmanın kelimenin tam anlamıyla her özelliği için genetik değişkenlik vardır.

3. Bir popülasyonun yeni koşullara uyum sağlama (uyum sağlama) yeteneği nedir?

Cevap. Herhangi bir popülasyon genellikle çevresine iyi uyum sağladığından, büyük değişiklikler genellikle bu uygunluğu azaltır, tıpkı bir saatin mekanizmasındaki büyük rastgele değişikliklerin (bir yayın çıkarılması veya bir tekerleğin eklenmesi) arızaya yol açması gibi. Popülasyonlar, belirli bir yerde veya belirli bir zamanda kendisine hiçbir fayda sağlamayan büyük alel rezervlerine sahiptir; çevresel koşullardaki değişikliklerin bir sonucu olarak aniden yararlı oldukları ortaya çıkana kadar popülasyonda heterozigot bir durumda kalırlar. Bu gerçekleştiğinde, seçilimin etkisi altında frekansları artmaya başlar ve sonuçta ana genetik materyal haline gelirler. Nüfusun uyum sağlama yeteneğinin, yani yeni faktörlere (iklim değişikliği, yeni bir yırtıcı veya rakibin ortaya çıkışı ve hatta insan kirliliği) uyum sağlama yeteneğinin yattığı yer burasıdır.

4. Resesif aleller nasıl belirlenebilir?

Cevap. Resesif bir alel (Latin resesus - sapmadan gelen resesif alel), fenotipi heterozigotlarda gösterilmeyen, ancak bu alel için homozigot veya hemizigot bir genotipte ortaya çıkan bir aleldir. Resesif aleller homozigot durumdaysa fenotipte kendilerini gösterirler. Baskın fenotipli bir organizmanın genotipinde bulunup bulunmadığını bulmak gerekiyorsa analitik çaprazlama kullanılır. Bunu yapmak için, test edilen organizma resesif fenotipin bir taşıyıcısıyla çaprazlanır. Yavrularda resesif bireyler varsa, test edilen organizma resesif genin taşıyıcısıdır.