Билеты по общей биологии. Биологические науки
 Скачать 156.27 Kb.
|
|
Годфри Гарольд Харди и Вильгельм Вайнберг математически обосновали положение о том, что свободно скрещивающаяся популяция, в условиях, не изменяющих генные частоты, сохраняет определённое соотношение особей с различными генотипами Эта закономерность, получившая название закона Харди-Вайнберга, является основой анализа генетического состава популяций Закон Харди-Вайнберга для идеальных популяций (1908г.) Относительные частоты аллелей в популяции остаются неизменными из поколения в поколение, если : популяция велика; в популяции осуществляется свободное скрещивание; отсутствует отбор; не возникает новых мутаций; нет миграций новых генотипов в\из популяции Частота аллеля – это его доля во всей совокупности аллелей данного гена р – частота доминантного аллеля А q – частота рецессивного аллеля а p + q = 1 (100%) Если в популяции ген «А» встречается с частотой p, а его аллель «а» с частотой q , причем p + q = 1, то при условии панмиксии в первом же поколении устанавливается равновесие генотипов, сохраняющееся и во всех последующих поколениях; равновесие выражается формулой: p2AA + 2pqAa + q2aa = 1 БИЛЕТ 5 Элементарные эволюционные факторы: мутационный процесс, популяционные волны, изоляция, дрейф генов, естественный отбор. Элементарные факторы эволюции: 1. Мутационный процесс 2. Популяционные волны(волны жизни) 3.Естественный отбор 4. Изоляция 5. Дрейф генов 1.Мутационный процесс Мутационный процесс связан с изменением наследственного материала половых клеток в виде генных, хромосомных и геномных мутаций. Каждая 5 – 10 гамета человека несет какую – либо новую мутацию Мутации  новые генотипы в популяцииМутации в популяциях людей приводят к появлению генетического груза: Сегрегационный груз: рецессивно передающиеся мутантные признаки (наследственные дефекты ферментов: фенилкетонурия, галактоземия, муковисцедоз) Мутационный груз: доминантные мутации, появляющиеся в каждом поколении заново (ахондроплазия) Значение: мутационный процесс поддерживает высокую степень гетерогенности природных популяций – основу для действия других факторов эволюции, прежде всего естественного отбора Мутационный процесс - это факторпоставщик элементарного эволюционного материала 2.Популяционные волны(волны жизни). Популяционные волныили связаны с колебаниями численности особей в популяциях, что приводит к изменению частот встречаемости в их генофондах различных аллелей и генотипов (С.С.Четвериков) Причины: добыча пищи (хищник-жертва), стихийные бедствия, миграция особей Рост численности популяции Слияние популяций (объединение их генофондов) Расширение территории Изменение условий существования Популяционные волны: 1) Периодические колебания численности короткоживущих организмов (Пример: сезонные колебания численности насекомых и микроорганизмов) 2) Непериодические колебания численности, зависящие от сложного сочетания различных факторов, связанные с природными «катастрофами» (Пример: вулкан, цунами) Значение: происходят случайные колебания концентраций разных генотипов и мутаций в популяции. Действие волн жизни предполагает неизбирательное, случайное уничтожение особей, благодаря чему редкий перед колебанием численности генотип (аллель) может стать обычным и подхвачен в дальнейшем эволюционным отбором 3.Изоляция - ограничение или полное исключение свободного скрещивания (панмиксия) между особями одного вида Эволюционная суть - разрыв единого генофонда с возможностью образования новых видов в дальнейшем Виды изоляции: Географическая - пространственное разобщение популяций барьеры в виде рек, гор, автомагистралей, участками с непригодными для жизни условиями Экологическая (биологическая): характеризуется нескрещиваемостью совместно обитающих организмов одного вида а) презиготическая – предотвращение скрещивания и образования зигот: - физиологическая - экологическая б) постзиготическая - гибель гибридных эмбрионов, слабость, нежизнеспособность и стерильность гибридов 4.Дрейф генов- случайное ненаправленное изменение частот аллелей и генотипов в популяциях 5.Естественный отбор способствует исчезновению или распространению уже существующих признаков в популяции Результаты Естественного отбора: а) постепенное усложнение и повышение организации живых форм; б) относительная приспособленность к условиям существования; в) многообразие видов. Отбор сохраняет наиболее приспособленные к данным условиям существования организмы Взаимодействие между факторами эволюции Первые два из упомянутых выше факторов — мутационный процесс и поток генов — создают изменчивость. Два других фактора — естественный отбор и дрейф генов — сортируют эту изменчивость. Факторы, создающие изменчивость, дают начало процессу микроэволюции, а факторы, сортирующие изменчивость, продолжают процесс, что приводит к установлению новых частот вариантов. Эволюционное изменение в пределах популяции можно рассматривать как результат действия противоположных сил, создающих и сортирующих генетическую изменчивость. БИЛЕТ 6 Элементарные эволюционные факторы: мутационный процесс, популяционные волны, изоляция, дрейф генов, естественный отбор. Взаимодействие эволюционных факторов.(СОВПАДАЕТ С ПРЕДЫДУЩИМ) БИЛЕТ 7 История становления эволюционных идей. Додарвинский период (К. Линней, Ж.Б.Ламарк, Ж.Кювье, Э.Ж.Сент-Илер). Креационизм. Трансформизм. (БИЛЕТ 49) Идея развития живой природы прослеживается в трудах древних материалистов Индии, Китая, Месопотамии, Египта, Греции. Еще в начале 1 тысячелетия до н. э. В Индии существовали философские школы, которые отстаивали идеи развития материального мира (в том числе и органического) из «праматери». С возникновением иудаизма, а позднее христианства как господствующей в западных странах религии диалектические представления древних были отвергнуты. В науке царил креационизм, т.е. концепция неизменности сотворенных Богом видов. Сторонниками креационизма были такие крупные ученые, как английский биолог Дж. Рей (1627-1705) и шведский естествоиспытатель К. Линней (1707-1778). Многие ученые развивали представление о том, что виды животных и растений не были созданы Богом такими и в таком количестве, как это наблюдается сейчас, а возникали друг от друга. Обоснованием для таких идей служили, главным образом, два факта: 1) наличие общих признаков у больших групп животных и растений; 2) существование переходных форм между близкими видами. Правда, эти факты не доказывали возникновения видов друг от друга, но наличие переходных форм между видами все же наталкивало на мысль о родстве между ними. В конце XVIII века борьба между сторонниками креационизма и трансформизма обострилась. В додарвиновский период (до 1859 г.) в естествознании господствовали метафизические взгляды на природу, когда явления и тела природы рассматривались как раз и навсегда данные, неизменные, изолированные, не связанные между собой. Они были тесно связаны с креационизмом, согласно которому многообразие органического мира есть результат божественного творения. Креационисты доказывали, что виды живой природы реальны и неизменны со времени своего появления. Важным этапом развития биологической науки стал период поиска системы в мире живого. В конце XVIII в. возникла необходимость систематизировать накопленный фактический материал о живых организмах, появилась потребность в классификации живых существ. Становление систематики связано с именем шведского ученого Карла Линнея (1707–1778 гг.). Основные итоги его деятельности изложены в работах «Система живой природы» и «Философия ботаники». Он осуществил деление животных и растений на соподчиненные группы, ввел бинарную (двойную) систему названий биологических видов. К. Линней был креационистом и утверждал, что видов существует столько, сколько их было создано во время «сотворения мира». Систематика Линнея была построена только на внешнем сходстве, а не на родстве между видами, так как он не верил в возможность эволюции. К концу XVIII в. во многом изменились общественно-политические взгляды, особенно во Франции. В произведениях многих ученых появились высказывания о происхождении современных видов растений и животных от далеких предков. Сомнения в неизменности видов привели к возникновению трансформизма — системы взглядов об изменяемости и превращении форм растений и животных под влиянием естественных причин. Идеи трансформизма нашли дальнейшее развитие в трудах выдающегося французского биолога Ж. Б. Ламарка (1744–1829 гг.) — создателя первого эволюционного учения. Свои взгляды на историческое развитие органического мира он изложил в книге «Философия зоологии» (1809 г.). Идеи ламарка • Ж. Б. Ламарк создал естественную систему животных, основанную на принципе родства между организмами. Виды не остаются постоянными, они медленно и непрерывно изменяются. • Ламарк впервые сформулировал положение об эволюционном развитии живой природы: жизнь возникает путем самозарождения простейших живых тел из веществ неживой природы. • В природе существует некий изначальный закон внутреннего стремления организмов к совершенствованию. • Главный фактор изменчивости организмов — влияние внешней среды: изменяются условия (климат, пища), а вслед за этим из поколения в поколение изменяются и виды. Этьен Жоффруа Сент-Илер, французский зоолог, предшественник Ч. Дарвина, пропагандировал единство животного мира на основе общности происхождения всех известных видов. Он считал, что причина трансформации видов — в целесообразных и наследуемых реакциях зародышей организмов на изменения среды. Серьезным противником Ламарка и Сент-Иллера был выдающийся биолог Жорж Кювье. Он был сторонником постоянства вида. Одержав верх в публичном споре в академии, Кювье на долгое время закрепил в науке представление о неизменности вида. Исследования Кювье над ископаемыми животными привели его к теории катастроф, по которой каждый геологический период имел свою фауну и флору и заканчивался громадным переворотом, катастрофой, при которой гибло на Земле все живое, и новый органический мир возникал путем нового творческого акта. БИЛЕТ 8 Сущность представления Ламарка о механизмах органической эволюции. Социально-экономические и научные предпосылки дарвинизма. БИЛЕТ 9 Закономерности макроэволюции. Учение академика А.Н. Северцова о направлениях эволюционного процесса. Понятие о морфофизиологическом прогрессе. Формы и правила эволюции групп организмов. Темпы эволюции групп. (БИЛЕТ 56) Макроэволюция – это образование таксонов видового и более высокого ранга - родов, семейств, порядков и т.д. При изучении макроэволюции были выявлены следующие закономерности: Необоротность макроэволюционных изменений — возникшие новые формы жизни уже не вернутся к обличию предков. Постоянное приспособление к меняющимся условиям среды — усложнение внутреннего строения, поведения. Непредсказуемость — эволюция не имеет конкретной цели, а определяется естественным отбором. Северцов Алексей Николаевич: Разработал (1939) теорию биологического прогресса Биологический прогресс – победа вида (и другой систематической группы) в борьбе за существование, выражающаяся в увеличении численности особей, расширении ареала, росте числа подчиненных таксонов Пути достижения биологического прогресса: ароморфоз - повышение общей жизнедеятельности организма; идиоадаптация - приспособление к непосредственным условиям существования; катагенез (общая дегенерация) - упрощение организации как приспособление к специальным условиям существования; ценогенез - эмбриональное приспособление. 1.Ароморфозы (морфофизиологический прогресс) дают возможность освоить новые места обитания, расширить ареал приводят к образованию новых крупных систематических групп – типов, классов Пример: теплокровность, возникновение и расцвет класса птиц, возникновение полового процесса. 2.Идиоадаптации носят приспособительный характер к конкретным условиям существования. происходит дивергенция признаков внутри одной систематической группы. способствуют появлению более мелких систематических групп – отрядов, семейств, родов. Пример: покровительственная окраска, сплюснутое тело придонных рыб 3.Катагенез (морфофизиологический регресс = общая дегенерация) Ведет к упрощению организации, сопровождающиеся исчезновением некоторых органов или систем органов; Наблюдается при переходе к паразитическому или сидячему образу жизни. Пример: дегенерация пищеварительной системы у цестод 4.Ценогенез - эмбриональное приспособление, • выработка провизорных приспособлений, обеспечивающие выживание организмов на ранних стадиях онтогенеза Пример: формирование пупочного канатика, хориона Биологический регресс - снижение уровня приспособленности, уменьшение численности особей вида. Ведет к вымиранию вида. Признаки биологического регресса: снижение численности особей, сужение ареала, постепенное или быстрое уменьшение популяционного и видового многообразия группы. Общая причина биологического регресса – отставание в темпах эволюции группы от скорости изменений внешней среды. 1.Формы эволюции групп: 1. Первичные: • Филетическая эволюция • Дивергенция 2. Вторичные: • Конвергенция • Параллелизм 1. Филетическая эволюция - это изменения, происходящие в одном филогенетическом стволе (без учета всегда возможных дивергентных ответвлений). Пример: филитическая эволюция конечности в семействе лошадиных. 2. Дивергентная эволюция – образование нескольких новых групп от одной предковой в процессе исторического развития (под действием естественного отбора). Пример: вьюрки на Галапагосских островах Дивергировать могут виды, роды,семейства, отряды. 2.Правила эволюции групп: 1.Правило необратимости эволюции (Л. Долло, 1893) Гласит, что эволюция – процесс необратимый и организм не может вернуться к прежнему состоянию, уже осуществленному в ряду его предков. 2.Правило прогрессирующей специализации (Ш. Депере, 1876) Гласит, что группа, вступившая на путь специализации, как правило, в дальнейшем развитии будет идти по пути все более глубокой специализации. 3.Правило происхождения от неспециализированных предков (Э.Коп, 1896) Гласит, что обычно новые крупные группы берут начало не от специализированных представителей предковых групп, а от сравнительно неспециализированных. 4,Правило адаптивной радиации (Г.Ф. Осборн, 1902) Гласит, что филогенез любой группы сопровождается разделением группы на ряд отдельных филогенетических стволов, которые расходятся в разных адаптивных направлениях от некоего исходного среднего состояния. 5,Правило чередования главных направлений эволюции (Шмальгаузен, 1939) Арогенная эволюция чередуется с периодами аллогенной эволюции во всех группах. 6.Правило усиления интеграции биологических систем (Шмальгаузен, 1961) Биологические системы в процессе эволюции становятся все более интегрированными, со все более развитыми регуляторными механизмами, обеспечивающими такую интеграцию 7,Эволюция носит приспособительный характер Адаптация – совокупность определенных признаков у популяции, обеспечивающая возможность специфического образа жизни в определенных условиях внешней среды. 3.Темпы эволюции групп. Брадителия - медленный темп эволюционного процесса, характерный для некоторых систематических групп организмов (пластинчатожаберные моллюски). Горотелия - обычный средний темп эволюции, присущий многим группам организмов. Горотелия характерна для эволюции многих филогенетических линий, в частности хищных млекопитающих, некоторых брюхоногих моллюсков и др. Тахителия - очень быстрый темп эволюции, характерный для некоторых групп организмов на протяжении сравнительно ограниченного периода. Предполагают, что важнейшими факторами, определяющими Тахителию, являются резкие и частые изменения условий существования. Низкие темпы эволюции – у организмов: а) живущих в постоянных условиях б) при слабой интенсивности отбора. Высокие темпы эволюции - у организмов, а) живущих в меняющихся (лабильных) условиях б) при сильной интенсивности отбора. БИЛЕТ 10 Размножение – универсальное свойство живого, обеспечивающее непрерывность в ряду поколений. Эволюция и формы размножений. Размножение – универсальное свойство живого, обеспечивающее непрерывность в ряду поколений. Эволюция и формы размножений. |