Изоляция

Урок в 11 классе, учитель Зеленская Т.С. МБОУСОШ №20

Тема: Изоляция.

Цели: продолжение формирования понятия о движущих силах эволюции на примере изоляции,с разными видами изоляции;

Развитие умения работы с учебником;

Воспитание дисциплины.

Оборудование: таблицы и схемы «Движущие силы эволюции».

Структура урока

I. Проверка знаний.

1. Тестирование.

В приведенных ниже фразах заполните пробелы.

1) Естественный отбор – … фактор эволюции (направляющий).

2) Выживание одних и гибель других особей под воздействием условий внешней среды, в результате которых выживают и дают полноценное потомство наиболее приспособленные к данным условиям организмы, называется … (естественным отбором).

3) Естественный отбор, в результате которого не возникают новые виды, а особи данного вида в наибольшей степени приспосабливаются к конкретным условиям среды, называется … (стабилизирующим).

4) Естественный отбор, приводящий в конечном счете к образованию новых видов организмов, называется … (движущим).

5) Закончите фразу: «Естественный отбор является … … силой …»
(основной движущей, эволюции).

6) Исчезновение белых бабочек в индустриальных районах является примером действия … формы естественного отбора (движущей).

7) На мутации, ведущие к увеличению сроков беременности и вынашивания потомства, давление … отбора будет сильнее (стабилизирующего).

8) гетерозиготный по многим признакам овес будет эволюционировать … (быстрее) по сравнению с гомозиготным по многим признакам горохом.

9) Гаплоидная тля будет эволюционировать … по сравнению с гомозиготным по нескольким признакам горохом (медленнее).

10) Генотип ВвСсАа испытывает … давление естественного отбора по сравнению с генотипом ааВВСс(большее).

2. Письменный ответ у доски.

Задание.

Почему не точны выражения: «Вирусы приспосабливаются к антибиотикам», «Насекомые-вредители с течением времени привыкают к ядохимикатам»? Какой в действительности процесс здесь имеет место?

II. Изучение нового материала.

1. Репродуктивная изоляция.

Естественный отбор может приводить к возникновению и закреплению генетических свойств, отличающих популяции друг от друга. Например, популяции атлантической сельди в различных районах океана размножаются в разное время года. Имеются весенне-, летне-, осенне- и зимненерестующие сельди. Размножение каждой из них зависит от развития мелкого планктона, которым питаются личинки сельди. Популяции сельди размножаются обособленно в разные сезоны, так как в разных широтах массовое развитие планктона происходит в разное время года (весной, летом, осенью, зимой).

Эти популяции относятся к одному виду и, несмотря на небольшие внешние различия и разные сроки размножения, могут скрещиваться и давать плодовитое потомство. Возможно, в будущем различия между ними достигнут такой степени, которая приведет к утрате способности особей разных популяций свободно скрещиваться друг с другом, или к репродуктивной изоляции между ними.

2. Изолирующие механизмы.

Выделяют две группы изолирующих механизмов – презиготические и постзиготические. Презиготические механизмы направлены на предотвращение скрещивания и образование зигот у представителей разных видов. Постзиготические механизмы действуют после образования зиготы и приводят к снижению жизнеспособности или плодовитости гибридного потомства.

Презиготические механизмы подразделяют на группы в зависимости от факторов, создающих препятствие для спаривания особей.

Экологическая изоляция основывается на разнообразии организмов по экологии их размножения и предпочтительному местообитанию. Обычно они имеют предпочтение к размножению либо в определенных местах, либо в определенные сроки. Например, форели в озере Севан распадаются на шесть популяций, имеющих различные места нереста в реках и ручьях, питающих озеро.

В других случаях решающее значение имеет временная изоляция. Примером служат популяции четных и нечетных лет у тихоокеанских лососей. Цикл развития этих рыб составляет два года, после чего они поднимаются в верховья рек, впадающих в океан, нерестятся и погибают. Популяции четных и нечетных лет могут жить по соседству друг с другом, но тем не менее они практически никогда не скрещиваются.

Этологическая изоляция свойственна только животным. Сложный ритуал брачного партнера генетически запрограммирован и практически полностью исключает возможность участия животных другого, хотя и близкого вида в спаривании. Знаменитый тетеревиный ток – пример этологической изоляции. Чужак из другого вида не сможет в нормальных условиях успешно конкурировать, издавая необходимые звуки и принимая соответствующие позы.

Морфологические отличия близких видов, связанные с окраской и размером особей, а также особенностями строения половых органов, тоже представляют собой существенный барьер, препятствующий гибридизации разных видов. Значительной преградой служит гибель гамет или их неспособность к оплодотворению при попадании к особям других видов. У многих цветковых растений чужеродная пыльца не способна прорастать на рыльцах. Это явление называют физиологической изоляцией.

В некоторых случаях презиготические механизмы репродуктивной изоляции оказываются недостаточно эффективными и скрещивание особей разных видов происходит. В этом случае включается группа постзиготических механизмов репродуктивной изоляции. В их числе: гибель гибридных эмбрионов, слабость, нежизнеспособность и стерильность гибридов.

Многочисленные барьеры, препятствующие гибридизации видов, возникли в результате длительной предшествующей эволюции, и их главное значение состоит в охране генофонда вида, всей его генетической системы от проникновения извне чуждой генетической информации.

Изолирующие механизмы.

На партах распечатанный материал «Классификация изолирующих механизмов».

КЛАССИФИКАЦИЯ ИЗОЛИРУЮЩИХ МЕХАНИЗМОВ

Докопуляционные изолирующие механизмы
(механизмы, препятствующие межвидовому скрещиванию).

I. потенциальные партнеры не встречаются

биотопическая изоляция

сравниваемые виды живут в разных местообитаниях

сезонная изоляция

сравниваемые виды размножаются в разные сроки

II. потенциальные партнеры встречаются, но не спариваются

поведенческая изоляция

сравниваемые виды отличаются по окраске, брачным ритуалам, песне или запаху

III. копуляция не приводит к осеменению

механическая изоляция

различное строение копулятивных органов у близкородственных видов

Послекопуляционные механизмы
(механизмы, понижающие успешность межвидового скрещивания)
.

IV. осеменение происходит, но яйца не оплодотворяются

гибель гамет

имуннологическая реакция на чужеродную сперму препятствует оплодотворению

V. яйца оплодотворяются, но зародыш гибнет

гибель зигот

несовместимость геномов родительских видов приводит к нарушению эмбрионального развития

VI. зародыш развивается нормально, но гибриды менее приспособлены к условиям существования, чем родительские виды

неполноценность гибридов

у гибридов нарушаются эволюционно сложившиеся связи между генами родительских видов, при их размножении возникают сложности из-за необычности окраски и полового поведения

VII .Гибриды вполне жизнеспособны, но частично или полностью стерильны

бесплодность гибридов

различия в количестве и форме хромосом родительских видов приводит к затруднению или невозможности созревания половых клеток у гибридов

Работа в парах с текстом учебника, с раздаточным материалом по подготовке рассказа об одном из видов изолирующего механизма.

Подготовка выступления.

Ответ на проблемный вопрос «В воде размножаются разные виды рыб, земноводные, почему не встречаются мутанты рыбо-лягушки?"

III. Закрепление.

Беседа по вопросам:

– Какие виды изоляции вы можете назвать?

– Приведите примеры случаев изоляции в природе.

– Объясните высказывание: «Изоляция оказывается фактором, усиливающим генетические различия между группами особей».

– Почему изоляция – обязательное условие всякого достаточно длительного этапа эволюционного процесса.