Параграф 5 ГДЗ Беляев 11 класс (Биология)

§ 5. Популяционная структура вида
Виды-двойники чаще всего встречаются среди насекомых и грызунов, которые распознают представителей своего вида по запаху, а также среди амфибий и птиц, у которых распознавание происходит на основе брачной песни. Как вы можете это объяснить?
Феномен видов-двойников, особенно распространённый среди насекомых, грызунов, амфибий и птиц, объясняется особенностями их репродуктивного поведения и сенсорных систем. У насекомых и грызунов, где ключевую роль играет хемокоммуникация, близкородственные виды часто эволюционируют в сторону различий в феромонах, что позволяет избежать гибридизации — так формируются виды-двойники, неотличимые внешне, но чётко распознающие «своих» по запаху. У амфибий и птиц аналогичный механизм работает через акустические сигналы: даже минимальные различия в брачных песнях или звуковых паттернах становятся репродуктивным барьером. Это пример симпатрического видообразования, когда новые виды возникают без географической изоляции, а благодаря поведенческой дифференциации — будь то обонятельные или акустические «коды».
Оборудование: живые растения или гербарные материалы растений разных видов.
1. Ознакомьтесь с ходом работы и сформулируйте её цель.
Цель работы: Изучить особенности внешнего строения растений разных видов, выявить черты сходства и различия, объяснить их причины на основе эволюционных и экологических факторов.
2. Рассмотрите растения двух видов, запишите их названия, составьте морфологическую характеристику растений каждого вида, т. е. опишите особенности их внешнего строения (листьев, стеблей, корней, цветков, плодов).
Подорожник большой:
• Листья: широкие, овальные, с дуговым жилкованием, собраны в розетку
• Стебель: отсутствует (прикорневая розетка)
• Корень: стержневой
• Цветки: мелкие, собраны в колос, без ярких лепестков
• Плоды: коробочка с мелкими семенами, распространяются с помощью ветра или животных
Одуванчик лекарственный:
• Листья: перисто-рассечённые, с зубчатым краем, собраны в розетку
• Стебель: полый, с млечным соком
• Корень: стержневой, толстый
• Цветки: ярко-жёлтые, собраны в корзинку
• Плоды: семянки с «парашютиком», распространяются ветром
3. Сравните растения двух видов, выявите черты сходства и различия. Чем объясняются сходства и различия растений?
Черты сходства:
• Оба вида имеют прикорневую розетку листьев и стержневую корневую систему, что характерно для травянистых растений
• Приспособлены к жизни в сходных условиях (луга, обочины дорог)
Черты различия:
• Форма листьев: у подорожника — цельные, у одуванчика — рассечённые
• Способ размножения: одуванчик использует ветер для распространения семян, подорожник — животных или человека
• Наличие млечного сока только у одуванчика
Сходства обусловлены общими условиями среды (например, необходимость выживать в нарушенных местообитаниях). Различия связаны с адаптацией к разным способам опыления (одуванчик привлекает насекомых яркими цветками, подорожник опыляется ветром) и распространения семян.
Подсчитайте, сколько видов позвоночных вы встречаете по дороге в школу. На основании каких критериев вы их определили? В каких случаях вы были не уверены в диагнозе и почему?
По дороге в школу я встретила около 5-7 видов позвоночных: голубей, воробьёв, ворон, возможно синиц, а также кошек и собак. Определяла я их по ключевым признакам: размеру, окрасу оперения или шерсти, форме клюва, поведению (например, вороны крупнее воробьёв и имеют характерный серо-чёрный окрас). Сложнее всего было с мелкими птицами в листве — из-за плохой видимости и быстрого движения их было плохо видно.
1. Какие основные критерии используют для определения видов? Какие критерии вы считаете наиболее важными при определении видовой принадлежности организма?
• Морфологический
• Эколого-географический
• Цитогенетический
• Молекулярно-генетический
• Репродуктивный
Я считаю, что все эти признаки важны при определении видовой принадлежности организма, так как в данном случае важен комплексный подход.
2. Почему только совокупность разнообразных критериев вида позволяет отличить один вид от другого?
Совокупность критериев вида необходима для точной идентификации, потому что ни один отдельный признак не может быть абсолютно надежным. Например, морфологический критерий (внешнее строение) иногда не работает: виды-двойники практически неразличимы внешне (как разные виды комаров-анофелесов), а внутри одного вида возможен полиморфизм (как у божьих коровок с разной окраской). Генетический критерий (различия в ДНК) тоже не всегда однозначен — некоторые виды имеют почти идентичные геномы, но не скрещиваются в природе из-за поведенческих барьеров.
3. Поясните, почему популяцию считают элементарной единицей эволюции.
Современная эволюционная биология в качестве элементарной единицы эволюции рассматривает популяцию. Каждая популяция эволюционирует относительно независимо от других популяций того же вида. Мы можем наблюдать эволюцию отдельных популяций, прослеживая в ряду поколений изменение их генофондов и средних значений признаков.
4. В городских популяциях кошек частота аллеля чёрной окраски меха гораздо выше, чем в деревенских. Предложите этому своё объяснение.
Я думаю, это связано с тем, что чёрный окрас обеспечивает лучшую маскировку в условиях городской среды, особенно ночью, что повышает выживаемость таких кошек.
5. Используя Интернет, подготовьте сообщение на тему «Сколько видов на планете?».
На сегодняшний день наука не может точно назвать общее количество видов, обитающих на Земле. По последним оценкам, описано около 1,5–2 миллионов видов, но реальное их число, по мнению учёных, может достигать 8–10 миллионов, а по некоторым предположениям — даже 1 триллиона, если учитывать микро-организмы.
Основная сложность подсчёта связана с тем, что многие организмы ещё не открыты или не изучены. Например, в глубинах океана, тропических лесах и почве регулярно обнаруживают новые виды. Особенно это касается беспозвоночных, бактерий и архей, которые составляют большую часть биоразнообразия. Даже среди крупных животных иногда находят неизвестные науке виды — в XXI веке были описаны новые виды китов, приматов и даже крупных млекопитающих.
Ситуацию осложняет и то, что границы между видами не всегда чёткие. Существуют виды-двойники, гибриды, а также организмы с огромным генетическим разнообразием, как, например, бактерии. Современные методы, такие как ДНК-баркодирование, помогают уточнять классификацию, но процесс идёт медленно.
Если текущие темпы описания видов сохранятся, на полную инвентаризацию биоразнообразия Земли могут уйти столетия. Однако это важно для понимания экосистем, сохранения исчезающих видов и даже медицины — многие лекарства созданы на основе веществ, выделенных из недавно открытых организмов. Пока же можно сказать, что человечество знает лишь малую часть удивительного разнообразия жизни на нашей планете.
6. Попробуйте графически изобразить вид как множество, состоящее из подмножеств — популяций, между которыми осуществляется обмен генами.
Что называют модификациями?
Модификация – ненаследственное изменение фенотипа.
мутациями?
Мутация – наследственное изменение генетического материала.
Какие виды мутаций вам известны?
Геномные мутации связаны с изменением числа хромосом. Хромосомные мутации – перестройки хромосом, которые могут заключаться в потере участка хромосомы (делеция), в удвоении участка хромосомы (дупликация), в повороте части хромосомы на 180° (инверсия), в обмене участками негомологичных хромосом (транслокация). Генные мутации связаны с изменением последовательности нуклеотидов в молекуле ДНК.
Что называют комбинативной изменчивостью?
Комбинативная изменчивость – наследственная изменчивость, которая обеспечивается независимым расхождением гомологичных хромосом в мейозе, случайной встречей гамет при оплодотворении и рекомбинаций генов вследствие перекрёста хромосом.
Какие признаки называют качественными? Количественными? (Словарь.)
Количественные признаки – признаки, которые можно изучать с помощью измерения и подсчёта.
Качественные признаки – характеристики, которые не могут быть количественно выражены на определённой шкале измерений.
Что служит причиной возникновения мутаций? (Биология, 10 кл.)
Мутации возникают из-за ошибок при копировании ДНК во время деления клеток, воздействия внешних факторов (например, ультрафиолетового излучения, радиации, химических веществ) или внутренних процессов, таких как активность подвижных генетических элементов (транспозонов).

Феномен видов-двойников объясняется тем, что у близкородственных видов могут быть очень похожие внешние признаки, но различаться сигналы, по которым они распознают друг друга при размножении. У насекомых и грызунов это чаще всего запахи и феромоны, у амфибий и птиц — брачные песни и другие звуковые сигналы. Такие различия служат репродуктивной изоляцией и препятствуют скрещиванию близких видов.

Цель работы: изучить особенности внешнего строения растений разных видов, выявить черты сходства и различия и объяснить их причины.

Сходство растений: у обоих видов есть прикорневая розетка листьев и стержневая корневая система; оба приспособлены к жизни в сходных условиях.

Различия: у подорожника листья цельные, у одуванчика — рассечённые; у одуванчика есть млечный сок; плоды и способы распространения семян различаются.

Сходство объясняется общими условиями среды, а различия — приспособленностью к разным способам опыления и распространения семян.

По дороге в школу можно встретить несколько видов позвоночных, например голубей, воробьёв, ворон, синиц, а также кошек и собак. Видовую принадлежность определяют по совокупности признаков: размеру, окраске, форме клюва или тела, поведению. Неуверенность чаще возникает при наблюдении мелких птиц, потому что их трудно рассмотреть из-за быстрого движения и плохой видимости.

• Основные критерии вида: морфологический, эколого-географический, цитогенетический, молекулярно-генетический, репродуктивный.
• Наиболее важны: все критерии в совокупности, так как только комплексный подход даёт точный результат.

Совокупность критериев необходима, потому что ни один признак не является абсолютно надёжным. Внешне похожие виды могут быть разными, а внутри одного вида возможна изменчивость признаков. Поэтому для точного определения вида нужно учитывать несколько критериев сразу.

Популяцию считают элементарной единицей эволюции, потому что именно в популяциях накапливаются наследственные изменения, изменяется генофонд и происходит естественный отбор. Каждая популяция эволюционирует относительно самостоятельно.

В городских популяциях кошек частота аллеля чёрной окраски может быть выше, потому что такой окрас лучше маскирует животных в условиях города, особенно в тёмное время суток, и может повышать их выживаемость.

На Земле описано около 1,5–2 миллионов видов, но реальное их число, по оценкам учёных, значительно больше и может достигать 8–10 миллионов и более. Точно подсчитать все виды трудно, потому что многие организмы ещё не открыты, особенно среди беспозвоночных, бактерий и обитателей труднодоступных мест. Современные методы, включая ДНК-баркодирование, помогают уточнять число видов, но работа по их описанию ещё далека от завершения.

Модификации — ненаследственные изменения фенотипа.

Мутации — наследственные изменения генетического материала.

Виды мутаций:

• геномные — связаны с изменением числа хромосом;
• хромосомные — связаны с перестройкой хромосом (делеция, дупликация, инверсия, транслокация);
• генные — связаны с изменением последовательности нуклеотидов в ДНК.

Комбинативная изменчивость — наследственная изменчивость, возникающая благодаря независимому расхождению хромосом в мейозе, случайному сочетанию гамет при оплодотворении и перекрёсту хромосом.

Качественные признаки — признаки, которые нельзя выразить числом на определённой шкале измерений.
Количественные признаки — признаки, которые можно измерить или подсчитать.

Причиной возникновения мутаций служат ошибки при копировании ДНК, а также действие внешних факторов: ультрафиолетового излучения, радиации, химических веществ. Мутации могут возникать и под влиянием внутренних процессов, например активности подвижных генетических элементов.