Сценарий урока на тему
«Эволюционная роль мутаций»
Дата проведения: 14.10.2014
Предмет: Биология
Тема урока «эволюционная роль мутаций»;
Учебник: Мамонтов С.Г., Сонин Н.И. «Биология. Общие закономнргости» 9 класс.: Дрофа, 2006.
Цель урока : создать условия для усвоения понятия мутация, рассмотреть эволюционную роль мутаций.
Задачи урока:
Воспитательная: патриотическое воспитание на примере отечественных ученых, изучивших мутационный процесс;
Развивающая: формирование умений и навыков самостоятельной работы, заложить основы для изучения генетики;
Образовательная : рассмотреть суть мутационного процесса, выявить его роль в эволюции.
Тип урока : Комбинированный.
Метод проведения : беседа, объяснение, самостоятельная работа групповая работа.
Ход урока:
Организационный момент . Приветствие. Подготовка аудитории к работе. Проверка наличии учащихся.
Проверка знаний учащихся и целепологание .
Учитель: сейчас мы выполним тестовое задание, с помощью которого мы узнаем что мы будем изучать на сегодняшнем уроке. (учащиеся приступают к выполнению теста). Приложение 1.
Учитель вместе с учащимися, с помощью правильно выполненного теста, сообщают тему урока и цель урока.
Номер вопроса | |||||||
Изложение нового материала.
Учитель: Записываем тему урока: Эволюционная роль мутаций.
Вспомним, эволюция делится на два вида:
Эволюция
Микроэволюция Макроэволюция
Дайте определение понятия микроэволюция? (видообразование).
Учитель проводит фронтальный опрос чтобы направить учащихся на самостоятельное изучение данной темы:
Единицей наследственности, является …?
Где находится хромосома?
С помощью рисунка на презентации и рассуждений вместе с учителем, учащиеся сами формулируют определение термину ген. (Ген – это участок молекулы ДНК, содержащая наследственную информацию).
Учитель: живой организм и каждая его клетка всегда подвергаются различным воздействиям окружающей среды. Воздействие внешней среды могут вызвать нарушения в процессе деления клетки и «ошибки» в копировании генов и хромосом. Как вы думаете, к чему приводят такие «ошибки»? (Мутациям)
Мутация – изменения наследственного аппарата клетки, затрагивающие целые клетки или их части.
Учитель: Вопрос классу: Какова роль мутаций в эволюционном процессе? Для ответа на этот вопрос мы рассмотрим более подробно мутационный процесс. Какими бывают мутации?
Полезные мутации: мутации, которые приводят к повышенной устойчивости организма (устойчивость тараканов к ядохимикатам). Вредные мутации: глухота, дальтонизм. Нейтральные мутации: мутации никак не отражаются на жизнеспособности организма (цвет глаз, группа крови).
Благодаря изучению генетических процессов в популяции живых организмов эволюционная теория получила дальнейшее развитие. Большой вклад в популяционную генетику внес русский ученый С.С. Четвериков. Он обратил внимание на насыщенность природных популяций рецессивными мутациями, а также на колебания частоты генов в популяциях в зависимости от действия факторов внешней среды и обосновал положение о том, что эти два явления - ключ к пониманию процессов эволюции.
Действительно, мутационный процесс - постоянно действующий источник наследственной изменчивости. Гены мутируют с определенной частотой. Подсчитано, что в среднем одна гамета из 10 тыс. - 1 млн. гамет несет вновь возникшую мутацию в определенном локусе. Так как одновременно мутируют многие гены, то 10-15 % гамет несут те или иные мутантные аллели. Поэтому природные популяции насыщены самыми разнообразными мутациями. Благодаря комбинативной изменчивости мутации могут широко распространяться в популяциях. Большинство организмов гетерозиготно по многим генам. Можно было бы предположить, что в результате полового размножения среди потомства будут постоянно выщепляться гомозиготные организмы, а доля гетерозигот должна неуклонно падать. Однако этого не происходит. Дело в том, что в подавляющем большинстве случаев гетерозиготные организмы лучше приспособлены, чем гомозиготные.
Вернемся к примеру с бабочкой березовой пяденицей. Казалось бы, светлоокрашенных бабочек, гомозиготных по рецессивному аллелю (аа), обитающих в лесу с темными стволами берез, быстро должны уничтожить враги и единственной формой в данных условиях обитания должны стать темноокрашенные бабочки, 202 гомозиготные по доминантному аллелю (АД). Но на протяжении длительного времени в закопченных березовых лесах Южной Англии постоянно встречаются светлые бабочки березовой пяденицы. Оказалось, что гусеницы, гомозиготные по доминантному аллелю, плохо усваивают листья берез, покрытые гарью и копотью, а гетерозиготные гусеницы растут на этом корме гораздо лучше. Следовательно, большая биохимическая гибкость гетерозиготных организмов приводит к их лучшему выживанию и отбор действует в пользу гетерозигот.
Таким образом, хотя большинство мутаций в данных конкретных условиях оказывается вредным и в гомозиготном состоянии мутации, как правило, снижают жизнеспособность особей, они сохраняются в популяциях благодаря отбору в пользу гетерозигот. Для понимания эволюционных преобразований важно помнить, что мутации, вредные в одних условиях, могут повышать жизнеспособность в других условиях среды. Помимо приведенных примеров можно указать на следующий. Мутация, обусловливающая недоразвитие или полное отсутствие крыльев у насекомых, безусловно, вредна в обычных условиях, и бескрылые особи быстро вытесняются нормальными. Но на океанических островах и горных перевалах, где дуют сильные ветры, такие насекомые имеют преимущество перед особями с нормально развитыми крыльями.
Таким образом, мутационный процесс - источник резерва наследственной изменчивости популяций. Поддерживая высокую степень генетического разнообразия популяций, он создает основу для действия естественного отбора.
Вопросы для повторения и задания
Какие попупяционно-генетические закономерности выявил русский биолог С.С. Четвериков?
Какова частота мутирования одного определенного гена в естественны» условиях существования особей?
В чем причина гетерозиготности природных популяций?
В чем заключается эволюционная роль мутаций?
Еще по теме Глава 16.МИКРОЭВОЛЮЦИЯ. 141. ЭВОЛЮЦИОННАЯ РОЛЬ МУТАЦИЙ:
- ПРОГРАММА ЭВОЛЮЦИОННОГО РАЗВИТИЯ Вселенский Разум имеет программу эволюционного развития, которая заложена в нашем разуме на уровне подсознания.
Во все века человечество пыталось найти ответы на вопросы: Каким образом сформировалось это колоссальное разнообразие? Почему каждый вид оптимально приспособлен к условиям своего обитания? Чем отличаются одни виды от других? Почему одни виды процветают, а другие вымирают и исчезают с лица Земли?
1. Элементарная единица эволюции Популяция 2. Элементарный эволюционный материал Мутации – генотипическое разнообразие в популяциях 3. Элементарное эволюционное явление Длительное и направленное изменение генофонда 4.Элементарные эволюционные факторы Наследственная изменчивость, борьба за существование, естественный отбор – направляющий фактор 5. Элементарный объект отбора Отдельная особь с определенным фенотипом
С.С. Четвериков Популяции подобно губке, впитывают рецессивные мутации, оставаясь при этом фенотипически однородными. Существование такого открытого резерва наследственной изменчивости создает возможность для эволюционных преобразований популяции под воздействием естественного отбора. Занимался изучением природных мутаций, изменений наследственных свойств организма. Внес значительный вклад в развитие популяционной генетики.
Мутационный процесс – постоянно действующий источник наследственной изменчивости. Гены мутируют с определенной частотой. В процессе полового размножения мутации могут широко распространяться в популяциях. Большинство организмов гетерозиготно по многим генам, то есть в его клетках гомологичные хромосомы несут разные формы одного и того же гена. Гетерозиготные организмы лучше приспособлены, чем гомозиготные.
Мутационный процесс – источник резерва наследственной изменчивости популяций. Поддерживая высокую степень генетического разнообразия популяций, он создает основу для действия естественного отбора. В разных популяциях одного вида частота мутантных генов неодинакова. Нет популяций с совершенно одинаковой частотой встречаемости мутантных признаков. Эти различия могут быть обусловлены тем, что популяции обитают в неодинаковых условиях внешней среды. Направленное изменение частоты генов в популяциях обусловлено действием естественного отбора.
Волны жизни колебания численности особей в популяции. Термин введён русским биологом С. С. Четвериковым в 1915 году. Подобные колебания численности могут быть сезонными или несезонными, повторяющимися через различные промежутки времени; обычно они тем длиннее, чем продолжительнее цикл развития организмов. Впоследствии термин был заменён понятием популяционные волны (один из 4 элементарных эволюционных факторов мутационный процесс, популяционные волны, изоляция и естественный отбор). Основное значение сводится к случайным изменениям концентраций различных мутаций, содержащихся в популяциях, а также к ослаблению давления отбора при увеличении и его усилению при уменьшении численности особей в популяции. Под термином иногда подразумевают этапы развития растительного и животного мира, примерно соответствующие смене геологических циклов.
Эволюционные факторы – факторы вызывающие эволюцию популяций. «Волны жизни» и «дрейф генов», как правило, сопровождают эволюционный процесс каждой популяции, если речь идет о длительном процессе (периоде времени). Однако, историческое развитие органического мира теоретически возможно и без них, то есть только на основе изменчивости, наследственности, борьбы за существование и естественного отбора.
Можно ли считать все причины, вызывающие гибель организмов, естественным отбором? Естественный отбор не является единственной причиной гибели организмов. Смерть животного может быть следствием случайного события (лесного пожара, наводнения или другого стихийного бедствия, которое не оставляет шансов на выживание).
Эволюционные факторы Направляющие эволюционный процесс Ненаправляющие эволюционный процесс Естественный отбор (на фоне борьбы за существование) -Наследственная изменчивость. -- Дрейф генов. -- Волны жизни. -- Изоляция. Действует в популяции, изменяя ее генофонд Возможный результат: возникновение новых популяций, подвидов, видов (видообразование)
Совокупность эволюционных процессов, протекающих в популяциях вида и приводящих к изменению генофондов этих популяций и образованию новых подвидов, видов, называется микроэволюцией. Эволюция на уровне систематических единиц выше вида, протекающая миллионы лет и недоступная непосредственному изучению, называется макроэволюцией. Эти два процесса едины. Домашнее задание: Стр Привести примеры ароморфозов, идиоадаптаций и дегенераций. Повторить определения вид, популяция, эволюция, макроэволюция, микроэволюция.
Эволюция - это процесс, в результате которого новые формы жизни возникают из ранее существовавших: цветковые растения - из папоротников и мхов, птицы и млекопитающие - из пресмыкающихся, человек - из обезьяноподобных предков.
Эволюция продолжается и в настоящее время, но с точки зрения эволюционных масштабов времени человеческая жизнь представляет собой столь краткое мгновение, что человеку лишь изредка удается непосредственно наблюдать эволюцию. Так, например, мы являемся свидетелями превращения безвредных бактерий в вирулентные или вытеснения темноокрашенными бабочками более светлых разновидностей в индустриальных районах.
Приспособление каждого вида организма к своей специфической среде и образу жизни всегда вызывало удивление и восхищение естествоиспытателей. Для достижения такой удивительной приспособленности природа действует приблизительно так же, как человек при выведении выносливых пород овец для горных районов или сортов картофеля, устойчивых к болезням. Животновод и растениевод отбирают особей, хорошо приспособленных к тем условиям, в которых эти растения или животные должны будут жить. Менее приспособленных они бракуют. Часто они создают новые разновидности путем скрещивания существующих линий и отбора из их потомства таких особей, которые соединяют в себе полезные признаки обеих линий, как, например, высокую урожайность одного сорта пшеницы и морозоустойчивость другой или серебристую окраску кролика шиншилла с мягким мехом породы реке.
Эволюция тоже действует путем скрещивания и отбора. Ее материалом являются мутировавшие гены, присутствующие у всех видов. При каждом акте полового размножения возникают новые комбинации генов. Особи, несущие различные комбинации генов, соревнуются между собой в борьбе за существование. Более приспособленные оставляют больше потомства, и в конечном итоге лучшие комбинации вытесняют худшие. Даже относительно незначительное число мутировавших генов обеспечивает огромный запас потенциальной генетической изменчивости. Если бы человечество в целом несло только 1000 мутировавших генов, а это, безусловно, сильно преуменьшенная цифра, число возможных комбинаций этих генов значительно превысило бы число всех людей, живущих на земле. Не существует двух человек, за исключением однояйцевых близнецов (см. статью о том ), которые были бы совершенно идентичны по своей генетической конституции.
Несмотря на то, что для своих непосредственных целей эволюция использует уже существующие гены, первичным сырьем служат мутации, в результате которых новые гены появляются. Мутации, таким образом, представляют собой одну из величайших движущих сил эволюции, а поскольку эволюционный процесс не прекращается, мутации по-прежнему необходимы для сохранения и прогресса жизни на Земле.
Тем не менее большинство новых мутаций являются вредными или даже летальными. Чем это объясняется? Причина заключается в том, что каждый существующий организм представляет собой результат длительной эволюции, в течение которой он так тонко приспособился к требованиям своего образа жизни, что любое изменение его организации скорее оказывается изменением к худшему, чем к лучшему. Представим себе: человек сломал какое-то колесико в своих часах и часовщик, которому он отнес часы, выбирает новое колесико наудачу из целой груды деталей всех размеров и сортов. Очень вероятно, что после этого часы будут плохо ходить, а может быть, и совсем испортятся. Самые сложные часы значительно проще самого примитивного организма. Десятки связанных между собой колесиков необходимы для того, чтобы часы шли; тысячи взаимосвязанных физиологических процессов необходимы для того, чтобы организм развивался и выжил. Мутация, заменяя один ген на другой, изменяет один из этих процессов в порядке случайности. Не удивительно, что большинство мутаций нарушают гармоничность организма, а многие приводят даже к смерти.
В какой степени определенная мутация окажется вредной, будет зависеть от образа жизни и окружающей организм среды. Для зеленого растения, существование которого зависит от химической активности содержащегося в нем хлорофилла, мутация, вызывающая альбинизм, окажется летальной. Животные, живущие в пещерах, могут обходиться без пигмента, и потому среди них мутация, приводящая к альбинизму, сможет распространиться. В арктических условиях отбор благоприятствует белым мутантам.
Когда меняются условия среды, мутанты, бывшие в старых условиях неудачниками, выступают вперед и могут даже вытеснить своих немутировавших предков. Маленькая водяная блоха Daphnia является обычным обитателем наших прудов и различных водоемов. Она хорошо развивается при температуре 20° С и погибает, если температура повышается приблизительно до 27° С. В лабораторных условиях возник мутант, который для своего существования нуждается в температуре от 25 до 30° С. При современных климатических условиях Англии мутантные особи не могли бы существовать. Представим себе, однако, что температура повысилась на 7-8° С. В таком случае мутанты оказались бы единственными особями, способными выжить, и они заложили бы основу новой линии, состоящей целиком из мутантов.
Точно так же мутантные особи приобретают ценность при заселении видом новых территорий или изменении образа жизни. По ходу эволюции жизнь непрерывно осваивала новые территории: моря, сушу, пресные воды, воздух, проникала внутрь других организмов - растений и животных. Когда человек заселяет новые земли, ему нужны мужчины и женщины, которые могут сменить пишущую машинку на лопату и газовую плиту на печь, выложенную из камней. Когда жизнь распространяется на новые территории, ей необходимы виды, которые в силу наличия у них большого запаса мутировавших генов все еще достаточно изменчивы для того, чтобы выделить в новые условия поселенцев. Если бы на наших землях снова начался ледниковый период, белые птицы, которые иногда встречаются среди наших диких видов, были бы, вероятно, первыми удачливыми обитателями покрытых снегом районов.
Таким образом, с точки зрения вида мутации столь же вредны, как и необходимы. Мутации вредны до тех пор, пока условия существования остаются неизменными, так как живые организмы в результате своей эволюции приспосабливаются к своей среде и образу жизни и мутации скорее могут ослабить или разрушить, чем улучшить эту вековую приспособленность. Мутации необходимы, так как условия существования никогда не остаются неизменными в течение длительного периода времени. Постепенно с годами и веками меняется климат; реки меняют свое русло; горы сглаживаются; истощаются одни источники пищи и появляются новые; хищные животные передвигаются из одного района в другой, и человек в необитаемых ранее уголках Земли непрерывно создает новые условия существования для растений и животных. В итоге выживут только виды, которые смогут встретить каждое изменение среды новым приспособлением, а это будут те виды, которые располагают достаточным запасом, мутантных генов. Таким образом, каждый вид должен поддерживать равновесие между требованием сохранения низкой частоты мутаций, диктуемым условиями сегодняшнего дня, и требованием значительного накопления мутаций, диктуемым перспективами будущего. Вид, у которого мутации возникают слишком часто, вымрет, потому что многие его особи будут слабыми, недолговечными или бесплодными. Виды, у которых мутации возникают слишком редко, могут успешно существовать в течение некоторого времени, но они не выживут, когда изменившиеся условия потребуют от них приспособлений, для которых у них не окажется необходимых генов.
Так называемая спонтанная частота мутаций , т. е. средняя частота, с которой мутируют гены данного вида, представляет собой установившееся в итоге равновесие между этими противоречивыми требованиями. Частота спонтанного мутирования изучена только у немногих видов. Она колеблется от одной мутации для данного гена на 100 тысяч половых клеток до одной мутации на 10 миллионов клеток. Известны, однако, как более высокая, так и более низкая частоты мутирования. Некоторые ненормальности у человека обусловлены генами с довольно высокой частотой мутирования. Так, приблизительно 3 из 100000 Х-хромосом человека несут новую мутацию гемофилии. Если в Англии каждый год родится 800000 детей, из которых половина мальчиков, и эти дети несут 1 200 000 Х-хромосом (каждый мальчик одну и каждая девочка две), то окажется, что каждый год в Англии родится 36 детей, несущих один новый ген гемофилии. Все мальчики будут гемофиликами, все девочки - внешне нормальными «носительницами».
Некоторые другие гены человека мутируют, по-видимому, с еще большей частотой, но есть основания считать, что большинство генов человека характеризуется более низкой частотой мутирования, равной, вероятно, 1 на 100 000 гамет и даже меньше.
Как возникает спонтанная мутация? Это, по-видимому, одна из наиболее важных проблем генетики, но она пока разрешена лишь частично. Мы знаем, что ионизирующие излучения вызывают мутации и что излучения имеются как в атмосфере, так и в почве. Нет сомнения в том, что эти встречающиеся в природе излучения вызывают спонтанные мутации, но было вычислено, что их количество слишком мало и может являться причиной лишь какой-то доли от общего числа всех мутаций, наблюдаемых в природе. При помощи ряда химических веществ удалось получить мутации в лабораторных условиях. Некоторые из них, например горчичный газ, так же эффективны, как ионизирующие излучения. Другие, обладающие меньшей генетической эффективностью, встречаются в природе или близки к некоторым естественным соединениям. Таким образом, очень вероятно, что мутагенные химические вещества частично ответственны за возникновение спонтанных мутаций. Нам известно также, что спонтанные мутации чаще возникают при высоких, чем при низких температурах. Физика учит нас, что при высоких температурах молекулы, входящие в состав материи, движутся быстрее, чем при низких температурах. Это делает вероятным предположение, что исключительно быстрое движение молекул по соседству с геном может вызвать в нем мутацию. Очень вероятно также, что мутация может возникнуть в тот период, когда ген при подготовке к делению образует возле себя совершенно подобный себе ген. Это очень сложный процесс, который можно сравнить со складыванием из кубиков точной копии рисунка, изображенного на крышке коробки. Если хотя бы одного кубика будет недоставать или два кубика поменять местами, копия будет неточной. Ген также может не иметь в своем распоряжении всех частей, необходимых для создания своего двойника, или он может «ошибиться» при выборе и соединении различных частей. Если однажды была создана неточная копия, она будет служить впредь образцом для создания последующих копий, и, таким образом, новый мутировавший ген будет размножен.
Многочисленные исследования посвящены влиянию различных мутагенов. В дальнейшем мы рассмотрим более детально только один мутаген, а именно ионизирующие излучения, поскольку этот источник мутабильности приобрел первостепенное значение в атомном веке. Наряду с этим нельзя не учитывать того, что все большее число химических веществ применяется в качестве лекарств, косметики, добавок к пищевым продуктам, а также в производственных процессах. Вполне возможно, что некоторые из них могут вызывать мутации и, таким образом, подобно ионизирующей радиации, представлять опасность.
Широко обсуждаются планы проверки генетического эффекта лекарств и других химических веществ, и, вероятно, в ближайшем будущем эти планы осуществятся. Однако нелегко делать определенные заключения на основании таких опытов. Если мы можем быть уверены в том, что глубоко проникающая ионизирующая радиация будет вызывать мутации у всех организмов, то с химическими веществами дело обстоит иначе: они могут оказывать различное действие на разные организмы. Например, кофеин вызывает мутации у бактерий, но совершенно неэффективен в опытах на мышах. Мыши значительно ближе к человеку, чем бактерии, поэтому мы могли бы считать эти результаты утешительными и сделать вывод: употребление большого количества чая и кофе не может принести вреда нашему потомству вне зависимости от того, как это будет влиять на наше собственное здоровье. Хотя такое заключение кажется достаточно обоснованным, полной уверенности в этом быть не может. Предостережением может служить тот факт, что добавление небольших количеств формальдегида к пище личинок дрозофилы вызывает мутации у самцов, но не у самок. Именно это отсутствие однообразия в действии химических веществ делает столь затруднительными заключения в отношении человека на основании лабораторных исследований мутаций. Некоторые выводы все же следует сделать, если мы хотим избежать отягощения человечества нежелательными мутациями, индуцированными химическими веществами.
Мы не будем больше касаться этого вопроса и ограничим наше обсуждение мутагенным действием рентгеновских лучей. Различные виды ионизирующих излучений действуют неидентично, но эти отличия незначительны и представляют интерес больше для генетиков теоретиков, чем для негенетиков, которые хотят составить себе представление относительно той генетической опасности, с которой человечеству придется столкнуться в будущем.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .
Из этого урока вы узнаете о том, как мутации связаны с эволюционным процессом. Вспомните или узнаете, что такое мутации. Каково их значение? Как онкологические заболевания связаны с эволюцией? В данном уроке вы познакомитесь с двумя видами наследственной изменчивости (комбинативной и мутационной) и рассмотрите мутации как постоянный источник наследственной изменчивости. Вы узнаете о вероятности возникновения мутаций, их последствиях для организмов, а также путях распространения мутаций в популяции. Будут рассмотрены принципы поддержания генетического разнообразия видов благодаря гетерозиготным особям.
Тема: Эволюционное учение
Урок: Эволюционная роль мутаций
1. Наследственная изменчивость
Одной из главных движущих сил эволюций по Ч. Дарвину является наследственная изменчивость. Более-менее очевидно, что Ч. Дарвин изучал наследственную изменчивость, не обладая современными генетическими представлениями. Сегодня известно, что наследственная изменчивость - это результат полового процесса и мутационного процесса (см. Схема 1).
2. Мутационный процесс
Мутационный процесс - это один из главных источников наследственной изменчивости.
Гены мутируют с определенной частотой.
По современным представлениям, вероятность возникновения мутации в конкретной паре нуклеотидов составляет около 10-8. Поэтому, если человеческий геном состоит из около 3 миллиардов нуклеотидов, то каждый человеческий потомок несет около 30 мутаций, которых не было у его родителей.
Мутации широко распространены в популяциях. Не все мутации затрагивают гены - большая часть мутаций накапливается в некодирующих последовательностях.
По своим последствиям для организма, мутации можно условно разделить на вредные, полезные и нейтральные (см. Схему 2).
Полезные мутации чрезвычайно редки. Можно предположить, что организмы, гомозиготные по вредным мутациям, будут постоянно исключаться из популяции. Частота мутантной аллели будет падать, соответственно, будет падать и доля гетерозигот. Но, на самом деле, в популяциях этого не происходит, потому что гетерозиготные организмы, как правило, оказываются более приспособленными к условиям внешней среды.
Рассмотрим это явление на примере популяций бабочки Берёзовой пяденицы. Кажется, что светлоокрашенных бабочек, гомозиготных по рецессивной аллели, обитающих в лесу с темными стволами, должны полностью уничтожить враги. Единственной формой в данных условиях должны стать тёмноокрашенные бабочки, гомозиготные по доминантной аллели. Но на самом деле в закопченных лесах южной Англии постоянно встречаются белые бабочки. Почему? Рецессивные аллели в популяции сохраняются у гетерозиготных организмов (см. Рис.3).
Рис. 3. Две формы березовой пяденицы на темном стволе дерева: легко различимая белая сверху и темная едва заметная под ней
Таким образом, хотя большинство мутаций в генах оказываются вредными, они все-таки присутствуют в популяции. Стоит отметить, что мутации, оказавшиеся вредными в одном случае, могут быть полезными в другом.
Например, мутации насекомых, приводящие к рождению бескрылых особей, безусловно, вредны, и такие особи проигрывают своим крылатым соперникам. Но когда эти насекомые попадают на берег моря или горные перевалы, где дуют очень сильные ветры, то бескрылые особи получают преимущество перед крылатыми насекомыми.
Таким образом, мутационный процесс создает резерв для наследственной изменчивости; увеличивая генетическое разнообразие популяции, он создает основу для естественного отбора.
2.1. Скорость мутаций
Скорость возникновения мутаций в целом постоянна для каждого таксона, но в разных царствах живых организмов она отличается. Максимальна эта скорость возникновения мутаций (мутагенеза) у микроорганизмов и вирусов.
Скорость мутаций иногда может скачкообразно возрастать. Обычно это происходит при попадании организма в неблагоприятные условия среды. В таком случае скорость мутации может ускоряться более чем на порядок.
2.2. Скорость мутаций
Вредные мутации у диплоидных организмов обычно проявляются только в гомозиготном состоянии.
В крупных популяциях такие мутации реже проявляются, чем в малочисленных группах особей. При близкородственном скрещивании (например, между братьями и сестрами) мутантные аллели чаще попадают в гомозиготное состояние и проявляются в фенотипе.
Домашнее задание
1. Что такое мутации? Как они возникают? Какими они бывают?
2. Что такое элиминация? Как происходит элиминация вредной мутации?
3. Что такое относительная приспособленность организма? В чем она выражается?
4. Какие факторы называют мутагенными? В чем их польза и вред?
5. Какова скорость возникновения мутаций?
6. Обсудите с друзьями относительность приспособленности живых организмов. Какие полезные практические выводы можно сделать, исходя из знания об относительной приспособленности организмов?
1. Википедия.
2. Википедия.
3. Википедия.
Список литературы
1. Каменский А. А., Криксунов Е. А., Пасечник В. В. Общая биология 10-11 класс Дрофа, 2005.
2. Беляев Д. К. Биология 10-11 класс. Общая биология. Базовый уровень. - 11-е изд., стереотип. - М.: Просвещение, 2012. - 304 с.
3. Биология 11 класс. Общая биология. Профильный уровень / В. Б. Захаров, С. Г. Мамонтов, Н. И. Сонин и др. - 5-е изд., стереотип. - Дрофа, 2010. - 388 с.
4. Агафонова И. Б., Захарова Е. Т., Сивоглазов В. И. Биология 10-11 класс. Общая биология. Базовый уровень. - 6-е изд., доп. - Дрофа, 2010. - 384 с.