Читайте также:
|
Видообразование – это сложнейший эволюционный процесс возникновения нового вида. Вновь возникший вид прерывает связи с родительским видом и превращается в обособленную совокупность организмов. Скрещивание особей нового и старого видов становится невозможным.
Представление о механизмах видообразования впервые было высказано Ч. Дарвином. Он исходил из того, что внутривидовая борьба за существование и вытекающий из нее естественный отбор служат главной причиной расхождения популяций, заставляют виды максимально широко и разнообразно использовать природные условия. По мнению Ч. Дарвина, в пределах одного вида часто возникают популяции, которые приспосабливаются к разным условиям обитания: влажными или сухими, равнинным или горным местообитаниями, потреблению определенной пищи и т.д. именно благодаря этому виды с наибольшей полнотой используют ресурсы среды своего обитания. Следовательно, естественный отбор благоприятствует все более полному использованию разнообразия условий существования. Это вызывает расхождения популяций в пределах вида по морфологическим, физиологическим и биохимическим признакам. Географическая и экологическая изоляция, как уже отмечалось – эволюционные механизмы, резко усиливающие процесс расхождения популяций вследствие ослабления и даже полного прекращения обмена генами между ними.
Изначальное различие между генофондами обособившихся частей вида
в ходе дальнейшей эволюции неизбежно усиливается. В качестве важной причины этого выступает мутационный процесс. В одной из двух разделившихся популяций возникают одни мутации, а в других иные. Поскольку условия обитания в разных «изолятах» могут существенно отличаться, то и естественный отбор также будет действовать в разных направлениях. Дрейф генов также вносит важный вклад в дальнейшее расхождение генофондов обособившихся частей вида. Процесс расхождения популяций, продолжаясь длительное время, приводит к глубоким изменениям генофондов популяций и многих свойств организмов: размер, окраски, плодовитости, предпочтение определённых мест обитания и т.д. Возникают новые признаки и адаптации, появляются отличия в строении и даже количестве хромосом.
Вследствие этого особи прежде родственных популяций утрачивает способность скрещивания между собой. Возникают новые виды. В результате видообразования появляется вид или несколько видов, которые никогда прежде не существовали. Они обладали только им присущими свойствами.
Выделяются два основных способа видообразования: географическое и экологическое. Различие между ними состоит в том, какой тип изоляции послужит исходным для расхождения популяций. Сущность процесса видообразования одинакова для обоих способов. Она, как уже было отмечено, заключается в коренной перестройке свойств родительского вида и в формировании свойств нового вида.
Большая часть вновь возникающих видов бракуется. Только наиболее успешно осваивающие новые экологические условия, т.е. наиболее приспособленные виды сохраняются и идут по пути дальнейшего эволюционного развития.
Ответьте на контрольные вопросы:
1. Происходит ли процесс видообразования в наше время и можно ли его наблюдать?
2. Объясните как, по вашему мнению, могли образоваться от одного родоначального вида в природе два вида, которые вы описываете?
3. Может ли, по вашему мнению, деятельность человека повлиять на образование новых видов? Ответ обоснуйте?
Лабораторная работа №6
Тема: «Приспособленность организмов к среде обитания».
Цель: закрепления понятия приспособленности организмов к среде обитания, закрепить умение выявлять черты приспособленности организмов к среде обитания.
Оборудование: Гербарные образцы растений или комнатного растения, чучела или рисунки животных различных мест обитания.
Порядок выполнения работы:
1. Изучить теоретические сведения.
2. Выполнить лабораторные исследования.
3. Ответить на контрольные вопросы.
4. Защитить у преподавателя.
Теоретические сведения
Многообразие приспособленности. Внешнее и внутреннее строение, инстинкты, поведение животных характеризуется приспособленностью к условиям их жизни. Разберитесь, в чем выражается приспособленность животных, изображенных на форзацах 2 и 4, а также рисунках 7 и 8. в одной и той же среде разных животных имеют разные приспособления. Крот роет землю конечностями, а слепыш проделывает подземные ходы головой и сильными резцами. Тюлень плавает при помощи ластов, а дельфин хвостового плавника.
Различные приспособления обеспечивают перекрестное опыление растений (приведите примеры). Нежные весенние ростки ветреницы и голубой перелески переносят температуру ниже нуля благодаря концентрированному раствору сахара в клеточном соке. Низкорослость, мелколистность, поверхностное расположение корней деревьев и кустарников, очень быстрое развитие растительности весной и летом – во всем этом сказывается приспособленность к жизни в тундре.
Различия интенсивность размножения служит важным приспособлением к сохранению вида, его популяций. Наиболее многочисленное потомство у видов, у которых оно в массе уничтожается (черви – паразиты, многие виды рыб), и немногочисленное – у видов с развитием инстинктов заботы о потомстве. Колюшка откладывает всего 120 – 150 икринок в гнездо, построенное самцом, который охраняет оплодотворенную икру и мальков. Треска мечет до 4 млн. икринок и потомство не охраняет.
Происхождение приспособленности организмов. Теория Дарвина материалистически объясняет появление сложных и многообразных приспособлений к конкретным условиям окружающей среды. Рассмотрим строения, и функции организма выражается в его соотношениях только с конкретной внешней средой.
Любая приспособленность помогает организмам выжить лишь в тех условиях, в которых она выработалась естественным отбором. Но и в этих условиях она относительна. В яркий солнечный день зимой белая куропатка выдает себя тенью на снегу. Заяц – беляк не заметный на снегу в лесу, становится видимым на фоне темных стволов.
Наблюдения за проявлением инстинктов у животных в ряде случаев показывают их относительную целесообразность. Ночные бабочки летят на огонь, хотя и гибнут при этом. Их влечет к огню инстинкт: они собирают нектар в основном со светлых цветков, хорошо заметных ночью.
Узкая специализация органа может стать причиной гибели организма. Стриж не может взлететь с ровной поверхности, так как у него длинные крылья, но очень короткие ноги. Он взлетает, только оттолкнувшись, от какого – то края, как от трамплина.
Приспособления растений, препятствующие поеданию животными, относительны. Скот, как правило, обходит растения защищенные колючками, но верблюжью колючку (полупустыни, пустыни и сухие предгорья) охотно поедает верблюд, козы; голодный крупнорогатый скот использует и растения, защищенные колючками. Польза симбиоза – сожительства организмов, принадлежащих разным видам, например водоросли и грибы в лишайнике, - также относительна. Иногда грибные нити лишайника разрушают сожительствующие с ними водоросли.
У организмов встречаются ненужные органы и признаки, например грифельные косточки у лошадей, перепонки между пальцами у горных гусей. Хотя они никогда не опускаются на воду, остатки третьего века у обезьян и человека.
Все эти и многие другие факты говорят, что целесообразность не абсолютна, а относительна.
Экспериментальные доказательства естественного отбора. В настоящее время накопился большой экспериментальный вариант, подтверждающий наличие естественного отбора в природе, позволяющий наблюдать его течение и детализировать формы.
В течение ряда лет измеряли ширину головогрудного щита у крабов, обитающих в одной бухте (Англия), где с постройкой нового мола уменьшилась циркуляция воды и она помутнела от меловой взвеси, которую приносили две речки. Оказалось, что преимущественно выживали крабы с узким головогрудным щитом. Почему? Опыт в аквариуме показал, что у особей с широким головогрудным щитом жабры засорялись меловой взвесью и животные погибали.
Куколок бабочки – крапивницы разместили на растениях крапивы, заборах, стволах деревьев и т. д. Птицы очень быстро уничтожили подавляющее большинство куколок, оставив лишь немного на крапиве где обычно, встречается, эта бабочка.
Наблюдали за поведением крапивника (отряд воробьиных), который не клевал гусениц пяденицы с покровительственной окраской, пока они не шевелились.
Интересны данные, подтверждающие значение предостерегающей окраски в процессе естественного отбора. На опушке леса разложили насекомых 200 видов. Птицы склевали только тех, которые не обладали предостерегающей окраской.
Большинство птиц избегают перепончатокрылых насекомых с неприятным вкусом. Клюнув осу, птица от трех до шести месяцев не трогает и осовидных мух. Потом начинает клевать их, пока не попадет на осу, после чего опять долго не трогает мух.
Производились опыты по «искусственной мимикрии». Птицы охотно поедали личинок жука мучного хрущака, окрашенных безвкусной краской кармином. Часть личинок покрывали смесью краски с хинином или другим неприятным на вкус веществом. Птицы, натолкнувшись на таких личинок, переставали клевать всех окрашенных личинок. На теле личинок сделали различные рисунки, и птицы клевали только тех, у которых был не теле рисунок и они, не имели, неприятного вкуса. У птиц возник рефлекс на предупреждающие яркие сигналы и рисунки.
Рыбы (гамбузии) были помещены в бассейн с различно окрашенным дном. Птицы уничтожили 70% рыб в том бассейне, где они были более заметны, и 43% там, где они по окраске лучше подходили к фону дна.
Экспериментальное исследование естественного отбора проводилось и ботаниками. Оказалось, что у сорных растений есть биологические особенности, возникновение и развитие которых можно объяснить только приспособленностью к условиям, созданным человеческой культурой. Например, у растений рыжих (сем, крестоцветных) и торица (сем. гвоздичных) семена очень похожи по величине и массе на семена льна, посевы которого они засоряют. То же можно сказать о семенах погремка бескрылого (сем. норичниковых), засоряют посевы ржи. Сорные растения созревают обычно одновременно с культурными растениями. Семена этих растений трудно отделить друг от друга при просеивании. Человек скашивал, обмолачивал сорняки вместе с урожаем, а потом высеивал на поле. Следовательно, он невольно и бессознательно способствовал естественному отбору семян различных растений на сходство с семенами культурных растений.
Исследования.
1. Определите среду обитания растения и животного, предложенного вам для исследования.
2. Выявите черты приспособленности к среде обитания.
3. Выявить относительный характер приспособленности.
4. На основании знаний о движущих силах эволюции объясните механизм возникновения приспособлений.
Ответьте на контрольные вопросы:
1. Что такое приспособленность?
2. В чем выражается относительность приспособленности?
3. Что такое эволюция?
4. Что влияет на эволюцию?
Лабораторная работа №7
Тема: «Изучение критериев вида».
Цель: развитие способности выявлять критерии у представителей органического мира.
Оборудование: Учебник, картинки, живые объекты.
Порядок выполнения работы:
1. Изучить теоретические сведения.
2. Рассмотреть живые объекты и выполнить работу.
3. Оформить работу в тетради.
4. Ответить на контрольные вопросы.
5. Защитить работу.
Ход выполнения работы
1. Рассмотрите живые объекты одного вида, выделите признаки. Укажите особенности критериев у каждого вида, выделив общее и различие.
2. Рассмотрите живые объекты разных видов. Укажите, какие критерии одинаковые, какие разные и почему.
3. Оформите работу.
4. Сделайте вывод.
5. Защитите у преподавателя.
Теоретические сведения. Критерии вида. Виды отличаются один от других совокупностью определенных признаков, которые можно назвать критериями вида. Они следующие.
Морфологический критерий– сходства внешнего и внутреннего строения, наиболее простой и наглядной, но недостаточный для исследования. Особи в пределах вида иногда настолько изменчивы, что, пользуясь только морфологическим критерием, не всегда удается отграничить вид. Вместе с тем существуют виды, морфологически почти совершенно сходные, но разные, самостоятельные: представители их не скрещивают между собой. Это виды двойники.
Генетические критерии – характерный для каждого вида набор хромосом по числу и форме их. Вспомните из курса анатомии, физиологии и гигиены человека, что хромосомы представляют собой нитевидные образования, видимые ядрах во время деления клеток. Виды двойники различаются, например, по числу хромосом. У черных крыс два вида двойника с 38 и 42 хромосомами. Открыли 6 видов двойников малярийного комара, раньше считавшегося одним видом. Они различаются по месту обитания, ареалам, наличию или отсутствию зимней спячки; одни исключительно питаются кровью человека, другие редко и совсем не используются ею. Генетический критерий вида достаточно устойчив, но тоже не абсолютный, т.к. и в пределах вида могут возникать различия в числе и строении хромосом.
Физиологический критерий – сходство всех процессов жизнедеятельности, и, прежде всего в размножении. Представители разных видов, как правило, не скрещиваются, или потомство их бесплодно. Не скрещиваемость видов объясняется различиями в строении полового аппарата, сроках размножения и др. Однако в природе есть виды, которые скрещиваются и дают плодовитое потомство (некоторые виды канареек, зябликов; тополей, ив).
Биохимический критерий – между видами существуют различия в химическом составе, затрагивающие, прежде всего белковые вещества. Эти различия позволяют говорить о видовой специфичности белков и нуклеиновых кислот. Однако, как и другие критерии вида, биохимический критерий относителен.
Географический критерий– определенный ареал, занимаемый видом в природе. Ареал может быть большим или меньшим, прерывистым или сплошным. Но есть виды, распространенные повсеместно и нередко в связи с деятельностью человека (многие виды сорных растений, насекомых вредителей). Ареал вида также не может послужить решающим критерием вида.
Экологический критерий– местообитание вида (экологическая ниша). Каждый вид существует в конкретных условиях среды. Например, лютик едкий распространен на лугах и полях; в более сырых местах растет лютик ползучий; по берегам рек и прудов, на болотистых местах встречается лютик жгучий (прыщинец).
Для установления видовой принадлежности, недостаточно использовать какой-нибудь один критерий; только совокупность их, взаимное подтверждение дают правильную характеристику вида.
Ответьте на контрольные вопросы:
1. Что такое вид?
2. Что такое подвид?
3. Что такое популяция?
4. Какие причины мешают смешиванию популяции?
Лабораторная работа №8
Тема: «Формы естественного отбора. Видообразование»
Цель: Изучение и закрепление материала по теме «Естественный отбор»
Оборудование: информация из книг, собственные наблюдения.
Порядок выполнения работы:
1. Изучение теоретических данных.
2. Провести наблюдения и оформить в тетрадь.
3. Сделать выводы.
4. Ответить на контрольные вопросы.
5. Защитить работу.
Ход выполнения работы
Опишите примеры следующих приспособлений:
1. Защита жертвы от хищника.
2. Приспособление к выживанию: приспособление птиц живущих в горах;приспособления мотыльков и птиц в зеленой листве и т.д.
3. Изменения в организациях с изменением окружающей среды.
4. Примеры подражания.
5. Адаптация видов.
6. Конкуренция в пустыне и на океанском дне.
7. Камуфляжи у растений и животных.
8. Способы выживания у растений и животных.
9. Предупреждающие знаки для выживания.
10. Паразитизм.
11. Методы адаптации в глубинах океана.
12. Численность, как способ к выживанию.
13. Сотрудничество предмет естественного отбора.
14. Виды защиты.
15. Маскировка как основной метод защиты.
Теоретические сведения
Естественный отбор – главная движущая сила эволюции. Естественным отбором называют процесс выживания наиболее приспособленных особей, который ведет к преимущественному повышению или понижению численности одних особей в популяции по сравнению с другими.
Естественный отбор содержит вредные(снижают плодовитость особей, уменьшают их выживание и численность) и полезные изменения (дают особям преимущество в выживании).
Отбор всегда имеет направленный характер приспособления к условиям существования.
Ареал каждого вида слагается из ареалов популяции. Популяции в природе изолированы друг от друга, и разная степень изоляции ведет к отбору между популяциями.
Отбор в пользу установившейся нормы признака при устранении всех заметных отклонений от нее называют стабилизирующим.
Отбор некоторых уклонений от установившейся нормы признаков, ведущей к смене ее через развитие новых признаков, называют движущим.
Элементарная эволюционная структура – популяция.
Эволюционный процесс, протекающий внутри вида и ведущий к его изменению, называют микроэволюцией.
Разрыв сплошного ареала на изолированные части в связи с возникновением различных преград ведет к изоляции популяций и видов.
Дивергенция (процесс расхождения признаков) приводит к образованию новых группировок внутри вида.
Результаты естественного отбора.
1. Постепенное усложнение и повышение организации живых существ.
2. Относительная приспособленность организмов к условиям внешней среды.
3. Многообразие видов.
Ответьте на контрольные вопросы:
1. Какая главная сила заставляет совершенствоваться живое?
2. Что решает вопрос жизни живых существ?
3. В чем главная причина видообразования?
4. Идет ли сегодня естественный отбор и в чем это проявляется?
Лабораторная работа №9
Тема: «Ароморфозы (у растений) и идиоадаптации (у насекомых)»
Цель: закрепить умение выявлять ароморфозы и идиоадаптации у растений и животных, объяснить их значение.
Оборудование: Гербарные материалы водорослей, мхов, папоротникообразных, цветковых растений, веточки сосны или ели, коллекции насекомых.
Порядок выполнения:
1. Изучить теоретические сведения.
2. Выполнить лабораторные исследования.
3. Ответить на контрольные вопросы.
Ход выполнения работы.
1. Рассмотрите растения: водоросль, мох, папоротник, веточку сосны или ели, цветковые растения – назовите имеющиеся у них органы.
2. Выявите черты усложнения в строении растений этих отделов и раскройте их значение. Определите, по какому направлению шла эволюция растений водорослей до покрытосеменных.
3. Рассмотрите насекомых разных отрядов (чешуекрылые, прямокрылые, двукрылые и др.), выявите в их строении черты сходства и различия. Сделайте вывод о направлении эволюции насекомых.
4. Опишите идиоадаптации у насекомых рассматриваемых видов, раскройте их эволюционное значение.
Сделайте вывод.
Теоретические сведения.
Под биологическим прогрессом следует понимать возрастание способностей организмов в окружающей среде, ведущее к увеличению численности и более широкому распространению виды. Эволюционные изменения, происходящие в некоторых видах и более крупных таксонах (семействах, отрядах) не всегда могут быть признаны прогрессивными. В таких случаях говорят о биологическом прогрессе. Биологический прогресс – это снижение уровня приспособленности к условиям обитания, уменьшение численности вида и площади видового ареала.
Ароморфоз – морфозиологический процесс т.е. возникновение в ходе эволюции признаков, которые существенно повышают уровень организации живых организмов. Ароморфозы дают большое преимущество в борьбе за существование, открывают возможности освоения новой, прежде доступной среды обитания.
Формирование ароморфоза – длительный процесс, происходящий на основе наследственной изменчивости и естественного отбора.
Идеоадаптация – это приспособление живого мира к окружающей среде, открывающие перед организмами возможность прогрессивного развития без принципиальной перестройки их биологической организации.
Общей дегенерации, т.е. резкое упрощение организации, связанного с исчезновением целых систем органов и функций.
Общие черты эволюционного процесса это, прежде всего возникновение приспособленности организма, т.е. их соответствие условиям обитания и способность меняться по мере изменения этих условий. Естественный отбор наследственных изменений в природных популяциях это важнейшая причина приспособленности.
Другая важнейшая характеристика эволюционного процесса является видообразование, т.е. постоянное возникновение новых видов. За время эволюции на Земле существовали десятки, а возможно, сотни миллионов видов живых организмов. Третьим неотъемлемым свойством эволюционного процесса является постоянное усложнение жизни от примитивных одноклеточных форм вплоть до человека.
Ответьте на контрольные вопросы:
1. Что такое эволюция?
2. Каковы основные направления эволюции?
3. Что такое аэроморфоз?
4. Что такое идиоадаптация?
5. Каково ваше мнение по поводу происхождения эволюционных шагов сегодня? Что вы можете предположить?
Вопросы к итоговому зачету по биологии
1. Основные признаки живого.
2. Понятие гена.
3. Уровни организации жизни.
4. Хромосомная теория наследственности.
5. Методы изучения биологии.
6. 1 – й закон Менделя.
7. Многообразие живого мира.
8. Закон чистоты гамет.
9. Этапы развития жизни.
10. 2 – й закон Менделя.
11.Сущность различных взглядов.
12.Закон Моргана.
13.Химический состав клеток (общий обзор).
14.Сцепленное наследование.
15.Характеристика неорганических соединений клетки.
16.Взаимодействие генов.
17.Характеристика органических соединений: углеводы, липиды.
18.Изменчивость: определение, виды.
19.Характеристика органических соединений: белки.
20.Модификационная комбинативная изменчивость.
21.АТФ.
22.Вариационный ряд и кривая.
23.Клеточная теория.
24.Мутационная изменчивость.
25.Характеристика цитоплазмы.
26.Одомашнивание, как начальный этап селекции.
27.Характеристика плазматической мембраны.
28.Методы современной селекции и ее успехи.
29.ЭПС.
30.Приспособленность – результат естественного отбора.
31.Комплекс Гольджи.
32.Значение теории эволюции.
33.Цитоплазма.
34.Вид и его критерии.
35.Митохондрии.
36.Естественный отбор.
37.Пластиды.
38.Видообразование.
39.Органы движения и включения клетки.
40.Главные направления эволюции.
41.Ядро. Прокариоты и эукариоты.
42.Доказательства эволюции мира.
43.Фотосинтез.
44.Появление живых организмов. Появление эукариотов.
45.Митоз.
46.Эволюция животных от земноводных до современных млекопитающих организмов.
47.Мейоз.
48.Эволюция растений от водорослей до покрытосеменных.
49.Формы размножения организмов.
50.Единство человеческих рас.
51.Эмбриональное развитие животных.
52.Человек и экосистема.
53.Постэмбриональное развитие животных.
54.Биосфера: характеристика и функции структур.
55.Генетика как наука будущего.
56.Круговорот веществ в природе.
57.Зародышевое развитие организмов.
58.Труды В.И. Вернадского.
59.Биогенетический закон.
60.Бионика. Генная инженерия.
Рекомендуемая литература
1. Общая биология: Учебник для 10 – 11 классов общеобразовательных учреждений/Под редакцией академика профессора Г.М. Дымшица- М.: Просвещение, 2010
2. Общая биология: Учебник для 9 – 10 классов/Под редакцией члена – корреспондента Ю.И. Полянского- М.: Просвещение, 2008.
3. Реймерс Н.Ф. Основные биологические понятия и термины- М.: Просвещение, 2011.
Дата добавления: 2015-02-22; просмотров: 49 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |