Шпора по эволюции егэ биология

09.09.2012

Подборка шпаргалок по БИОЛОГИИ.

Обновлено: 01.11.2022

Полный набор теоретического материала для подготовки к ЕГЭ в 2023 году. Таблицы в кратком виде, схемы, теория по задания. Всё, что необходимо для самостоятельной работы. Эти шпаргалки помогут написать биологию на 100 баллов.

• Тренировочные варианты ЕГЭ по биологии

Подборка шпаргалок содержит

• Биология в схемах и таблицах
• Весь курс биологии в таблицах
• Шпаргалки по генетике, ДНК, митоз, мейоз и клеточная теория
• Теоретические конспекты по биологии
• Все термины по биологии
• Книжка-шпаргалка по биологии

Для чтения шпаргалок необходимы бесплатные программы: WinDJView и Adobe Reader

СКАЧАТЬ

https://down.ctege.info/ege/obshee/shpory/bio-ege-shpora.zip

ЕГЭ по биологии

Следует выделить четыре основных фактора эволюции: мутационный процесс, изоляция, популяционные волны (и дрейф генов),
а также единственный направленный фактор эволюции — естественный отбор.

Мутационный процесс

Мутации (лат. mutatio — изменение) — стойкое изменение генома (наследственного материала), которое может быть унаследовано
потомками организма. Процесс возникновения мутаций — мутагенез.

Мутации подразделяются на:

• Генные
• Хромосомные
• Геномные

Большинство мутаций возникает спонтанно и вредит организму. Часть мутаций являются рецессивными, поэтому не проявляются
и передаются многим поколениям, накапливаясь в генофонде популяции.

Мутации напоминают колоду карт: неизвестно, что выпадет — чаще всего это карты невысокого ранга, козыри — большая удача. Так
и мутации, большинство из них вредные, приводят к развитию опухолей. Полезные встречаются гораздо реже. Как игра в карты,
все подчиняется случайности.

Популяционные волны

Все виды подвергаются воздействию периодически возникающих популяционных волн — уменьшению или увеличению численности особей.
Популяционные волны могут возникать по ряду причин:

• Сезонные изменения, периодические изменения какого-либо значимого фактора среды
• Непериодические изменения, например, в результате природных катастроф, изменение численности популяций хищник-жертва
• Заселение новых территорий, ярким примером которого является бурный рост численности кроликов, завезенных в Австралию

Колебание численности популяций по типу «хищник — жертва» является классическим примером популяционных волн. Представим себе
популяцию зайцев (жертв), которая бурно увеличилась в численности. Зайцами питаются лисица, волк (хищники). С увеличением
их кормовой базы (зайцев) наблюдается и рост численности хищников, которые поедают зайцев, вследствие чего численность зайцев
снижается. С уменьшением кормовой базы, снижается и число хищников. Так в природе устанавливается баланс между хищниками и
жертвами.

Особенно весомым фактором эволюции популяционные волны выступают в небольших популяциях. Их участие в эволюционном процессе
основано на явлении дрейфа генов.

Форма гена — аллель, с которым вы подробнее познакомитесь в ходе изучения генетики, встречается в популяции с определенной
частотой. Дрейф генов — изменение частоты встречаемости аллельных вариантов генов.

Дрейф генов обусловлен случайными причинами: у особей образуются гаметы, несущие различные формы аллельных генов. Не все
из гамет принимают участие в процессе оплодотворения: здесь вновь руководит случайность. Вследствие этого одни аллельные
формы генов могут встречаться в популяции часто, другие — редко.

Если представить, что часть особей, составляющих одну популяцию, погибла по тем или иным причинам, то редкие гены в оставшихся
особях могут увеличить свою частоту, то есть в результате размножения оставшихся особей редкие гены начнут встречаться более часто
— это и есть дрейф генов.

В закрытых популяциях не только животных, но и людей — в религиозных общинах, происходит возрастание гомозиготности популяции,
что приводит к снижению ее жизнеспособности и проявлению редких аллелей.

Такое повышение встречаемости аллелей возникает в результате
близкородственных браков: проявляются редкие гены, которые часто приводят к заболеваниям.

Изоляция

Изоляцией называют невозможность или затруднение свободного скрещивания между особями одного вида. Вследствие этого, генофонды
двух популяций становятся независимыми друг от друга. Внутри каждой популяции происходит генотипическая дифференцировка из-за
их разобщенности.

Популяции приобретают все больше различий, и в результате действия естественного отбора из этих популяций могут образоваться
различные новые виды. Выделяется два вида изоляции:

• Географическая (пространственная)

Географическая (греч. geo — земля) изоляция может возникать вследствие географических барьеров — пустыни, горы, водоемы.

• Биологическая (экологическая, временная)
• Экологическая — особи обитают на одной территории, но в различных местах обитания (к примеру лягушки: остромордая — на суше, травяная — на дне водоемов)
• Временная — изоляция вследствие разновременности половой активности, периода цветения
• Этологическая — изоляция вследствие различного брачного поведения
• Механическая — отличия в строении половых органов, невозможность спаривания

Естественный отбор

Изученные нами факторы эволюции: мутации, популяционные волны и дрейф генов, изоляция — все они носят случайный, ненаправленный
характер. Они приводят к появлению различных признаков у отдельных особей, которые могут быть как полезны, нейтральны, так и вредны для
особи.

Таким образом, перечисленные факторы создают основу, «базу» для действия единственного направленного фактора эволюции — естественного
отбора. В ходе естественного отбора особи с полезными признаками, которые помогают им приспособиться к условиям внешней среды и
способствуют выживанию, остаются и размножаются, а особи без этих признаков выживают реже и не продолжают род.

Закон естественного отбора безапелляционно провозглашает: будь приспособлен — или умри. Выживает в природе не самый сильный,
а самый приспособленный. Иногда выжить животным помогает и сила, но гораздо больше других примеров. Многие животные сливаются
с окружающей средой: приобретают покровительственную окраску (мимикрию), которая делает их незаметными.

Иногда безобидные животные, в результате приспособления к внешней среде, приобретают окраску тела, напоминающую окраску опасных
хищных животных. Примером может послужить внешнее сходство мухи из семейства журчалок с осой.

Многие хорошо защищенные, ядовитые виды в ходе естественного отбора получили яркую, так называемую предупреждающую окраску.
Эта окраска предупреждает хищников об опасности. Если хищник съест такое ядовитое животное, то рискует получить тяжелую
интоксикацию и погибнуть.

Теперь вы понимаете, что признаки животных — различные формы их тела и окраска — являются приспособлениями к условиям внешней среды,
это — полезные признаки, которые в ходе естественного отбора позволили животным выжить и размножиться. Таким образом, естественный
отбор это отбор особей, с наиболее приспособленным к среде фенотипом.

Необходимо осознавать относительность приспособленности к окружающей среде. Она помогает выживать лишь при определенных условиях, и,
если условия меняются, то окраска может оказаться вовсе не полезной, но даже и вредной. К примеру, при таянии снега заяц-беляк становится
еще более заметен на голой земле.

Действие естественного отбора обусловлено несколькими факторами:

• Генетическое разнообразие особей, на основе которого возникают различные признаки
• Способность к неограниченному размножению (избыточность потомства)
• Борьба за существование

Если первые два фактора очевидны, то третий нуждается в более детальном рассмотрении. Чарльз Дарвин выделял несколько
форм борьбы за существование:

• Внутривидовая борьба

Самая ожесточенная борьба. Происходит между особями, принадлежащими к одному виду. Благодаря внутривидовой
борьбе происходит половой отбор: к размножению редко допускаются неприспособленные особи, род продолжают
лучшие из лучших.

• Межвидовая борьба

Возникает между особями, которые принадлежат к разным видам. Более приспособленный к условиям среды вид побеждает и размножается, менее приспособленный — проигрывает и вымирает. Примером могут послужить формы взаимодействий: хозяин-паразит,
хищник-жертва, симбиоз.

• Борьба с неблагоприятными условиями окружающей среды

В изменяющихся условиях внешней среды выживают наиболее приспособленные особи. Примером такой борьбы являются
сезонные миграции птиц, зимняя спячка у животных.

Формы естественного отбора

Различают несколько форм отбора:

• Стабилизирующий

Открыт И.И. Шмальгаузеном. Стабилизирующий отбор приводит к сужению нормы реакции, устраняя отклонения от нее. В результате
преимущество получают особи, обладающие средней степенью признака, который характерен для вида или популяции. Этот отбор
действует при стабильных (неизменных) условиях среды.

Примером действия стабилизирующего отбора может послужить буря: во время бури чаще всего выживают птицы со средней длиной крыла, тогда как особи
с слишком короткими, или слишком длинными крыльями погибают.



Новый термин, который вы увидели — норма реакции — подразумевает способность генотипа, в зависимости от условий
среды, формировать различные фенотипы.

Чем шире норма реакции, тем более интенсивное влияние оказывает среда на признак. Признаки подразделяются на:

• C узкой нормой реакции — цвет глаз, число пальцев у человека, окраска цветов растения
• C широкой нормой реакции — рост и вес человека, размеры листьев растения



• Движущий

Движущий естественный отбор приводит к смещению нормы реакции, в результате чего изменяется среднее значение признака. Этот вид
отбора действует при изменяющихся условиях среды.

Известным примером является индустриальный меланизм — возникновение меланистических форм животных (греч. melanos — чёрный),
отличающихся темным окрасом. Это явление началось в Англии со второй половины XIX века вследствие бурного развития промышленности.

Из-за копоти, оседающей на поверхности стволов деревьев, бабочки со светлой окраской — берёзовые пяденицы — стали заметны
на стволах деревьев и легко поедались птицами. В результате остались только приспособленные — бабочки с темным окрасом,
которые были незаметны на стволах деревьев, вследствие чего они выживали и размножались.



• Дизруптивный (лат. disruptus — разорванный)

Направлен на сохранение в популяции крайних значений признаков, не благоприятствует среднему промежуточному значению
признака. В результате в популяции сохраняется более чем одно значение признака.

Типичным примером является появление в луговых сообществах раноцветущих и поздноцветущих растений. В результате летних покосов, особи
со средним значением признака, у которых цветение приходит на середину лета, постепенно исчезают из популяции растений. Выживают
и размножаются только те растения, у которых цветение происходит до или после покосов.

Аннотация.

Автор: Саляхова Гульгена Габдулловна –
учитель химии — биологии

Данная разработка
удобна для подготовки к ЕГЭ по биологии по первому вопросу «Биология как
наука». Конспект включает темы в табличной форме:

— ФОРМЫ
ИЗМЕНЧИВОСТИ

— Виды мутации

— ПУТИ ЭВОЛЮЦИИ
(пути достижения биологического прогресса)​

​- Основные уровни
организации живой материи

— БИОЛОГИЯ – –
комплексная наука​

— МЕТОДЫ ЦИТОЛОГИИ

— МЕТОДЫ ГЕНЕТИКИ​

— Методы селекции
растений​

— Методы селекции
животных​

— МЕТОДЫ БИОЛОГИИ

— КРИТЕРИИ ВИДА

Интернет источник: https://bio-ege.sdamgia.ru/

ФОРМЫ
ИЗМЕНЧИВОСТИ:

ТЕРМИН

ОПРЕДЕЛНИЕ

ПРИМЕРЫ

1) комбинативная
изменчивость 

форма наследственной изменчивости,
сопровождающаяся появлением новых комбинаций генов и признаков;

разная масса тела
бычков одного приплода

2) мутационная
изменчивость

форма наследственной изменчивости,
сопровождающаяся изменениями (мутациями) генов, хромосом или числа хромосом,
приводящими к появлению аномальных признаков

Рождение ребенка с
синдромом Дауна связано с нарушением числа хромосом (появлением лишней 21-й
хромосомы) в кариотипе

рождение шестиногого
теленка

3) модификационная
изменчивость 

форма ненаследственной изменчивости,
характеризующаяся изменениями фенотипа в ответ на изменения среды в пределах
нормы реакции

Окраска шерсти
зайца-беляка изменяется в течение года

онтогенетическая
изменчивость

форма ненаследственной изменчивости,
характеризующаяся изменениями признаков организма в процессе его
индивидуального развития.

Виды мутации

ГЕННАЯ

Замена одного нуклеотида в
молекуле ДНК

Геномная

Нерасхождение хромосом в
мейозе

ПУТИ
ЭВОЛЮЦИИ (пути достижения биологического прогресса):

1) ароморфоз 

сопровождается приобретением крупных
изменений в строении, существенно повышающих уровень организации организмов

Появление головного
мозга у рыб,

Появление легких у
земноводных

Появление третьего
слоя клеток в зародыше червей

Идиоадаптация

сопровождается приобретений частных
приспособлений к условиям среды, без изменения уровня организации,
в том числе утрата отдельных органов (частная дегенерация) без снижения
уровня организации

редукция глаз у
крота, ,

исчезновение
конечностей у змей

исчезновение хвоста у
бесхвостых амфибий

появление разных
клювов у птиц в связи с пищевой специализацией

покровительственной
окраски

общая
дегенерация

сопровождается упрощением
организации, исчезновением органов активной жизни, а также целых систем
органов в связи с переходом к паразитическому или прикрепленному
(малоподвижному) образу жизни

утрата органов
паразитическими растениями и животными, Упрощение уровня организации,
утрата отдельных органов

Основные уровни
организации живой материи:

молекулярно-генетический 

свойства и функции
химических веществ в живых системах, биохимические процессы

— Репликация (удвоение
ДНК),
электрон-транспортная цепь,

— нуклеиновые кислоты,
белки клетки

— электрон-транспортная
цепь

клеточный 

(Органоидно-клеточный)

строение и функции
клеток, обмен веществ клетки, деление клетки

— митохондрия,

— нервная клетка
(строение нейрона),

— эритроцит

— мышечная клетка
волка

— митохондрия в
мышечной клетке мыши

органно-тканевой 

строение и функции
органов

сперматогенный
эпителий

организменный 

строение и функции
систем органов, строение и жизнедеятельность организма

— Проведение нервного
импульса осуществляется различными структурами нервной
системы,

-дыхательная система
человека, одна мышь

— пищеварительная
система человека

популяционно-видовой 

структура и особенности
функционирования популяции, внутривидовые отношения

популяция зайцев в
лесу

озимая пшеница,
устойчивая к поражению грибами-паразитами

генофонд всех особей
вида Байкальской нерпы

группа африканских
слонов, проживающих компактной группой

группа организмов вида
Крапива двудомная, произрастающих на одной поляне

Конкуренция
африканских слонов за территорию в саванне

биогеоценотический 

Экосистемный

межвидовые отношения в
сообществах (Симбиоз и т.д.)

Симбиоз рака
отшельника и кишечнополостного актинии

Озеро как место
обитания озерной лягушки

таёжный лес, Сфагновое
болото, Онежское озеро

прибрежные воды шельфа
с населяющими их организмами

биосферный

круговорот веществ в
природе

Круговорот воды

Биогенная миграция
атомов

БИОЛОГИЯ – комплексная наука, в которой
выделяют следующие разделы

Вирусология

наука о вирусах

изучение морфологии и физиологии
бактериофагов, возбудителей гриппа и ОРВИ

Микробиология (бактериология)

наука о бактериях.

Микология 

наука о грибах.

Ботаника

наука о растениях.

Геоботаника

анализ структуры и динамики развития фитоценозов

Зоология

наука о животных

Антропология

наука о человеке

Строение поджелудочной
железы

Палеонтология 

наука об ископаемых растениях и животных

Ископаемые переходные
формы организмов

Анатомия 

наука о внутреннем строении организма

— строение тела лошади

— Строение
поджелудочной железы

Биофизика 

наука о физических и физико-химических
процессах в клетке.

Биохимия

наука о химических процессах в
организме.

Генетика

наука о наследственности и изменчивости

Наследование генов,
отвечающих за окраску собак

— изучение вариаций
аллелей и наследственности в организме

Гистология

наука о тканях организмов.

— Строение тканей собаки

— изучение строения и
развития тканей организмов

Иммунология

наука об иммунитете (способности
организма защищаться от чужеродных тел).

Молекулярная биология

наука о реализации наследственной
информации, о нуклеиновых кислотах и белках.

Морфология

наука о внешнем строение организма.

внешнее строение
организма

Селекция

наука о создании новых пород животных,
сортов растений, штаммов грибов и микроорганизмов.

Систематика

наука о разнообразии организмов

Бинарная номенклатура для названий
видов организмов, предложенная К. Линнеем

Физиология 

наука о функциях органов и
жизнедеятельности организма.

Проведение нервного
импульса, Выработка условного
рефлекса,

Фагоцитарная теория
иммунитета, предложенная Мечниковым И. И

Выработка условного
рефлекса — выделение слюны на вид лимона

Цитология 

наука о клетке.

— строение клеток
эпителия собаки

— Строение и
функционирование клеток

-хромосомы делящейся
клетки на микроскопическом препарате

Экология

наука о взаимодействиях живых организмов
и их сообществ между собой и с окружающей средой

— влияние факторов
окружающей среды на численность популяции животных лошади

— Взаимодействие
организмов в биогеоценозе

— исследование влияния
абиотических и антропогенных факторов на фито- и зооценозы

— взаимодействие
популяций лисиц и полёвок

Этология

Закономерности поведения животных в
естественных условиях

Эмбриология

изучение эмбриона

Изучение этапов
гаметогенеза, оплодотворения и развития зародыша

Орнитология

Описание морфологии, физиологии и
экологии птиц

МЕТОДЫ
ЦИТОЛОГИИ:

Микроскопия

изучение морфологии клетки

— Изучение клеток
кожицы лука,

— изучение строения
клеток листа герани,

— наблюдение
за плазмолизом в клетках кожицы лука.

— Изучение особенностей фаз митоза на фиксированном препарате

Хроматография 

физико-химический метод, используемый в
цитологии для разделения смеси веществ, основанном на разной скорости
движения веществ через адсорбент, например, разделение смеси пигментов
растений.

— разделение основных
пигментов из экстракта листьев

— Разделение
компонентов смеси за счёт их различной скорости движения сквозь сорбент

Электрофорез 

физико-химический метод, используемый в
цитологии для разделения смеси веществ с помощью электрического тока,
например, разделение смеси белков плазмы крови.

Метод меченых атомов 

введение в вещество радиоактивного
изотопа химического элемента для изучения путей его превращения в клетке.
Метод используется для изучения жизнедеятельности клетки.

Биохимический метод 

метод, используемый в цитологии для
обнаружения и оценки количества веществ в клетках и тканях организмов,
изучение структуры веществ.

Определение количества
веществ в организме (сахара в крови)

Центрифугирование

метод разделения клеточных структур и
макромолекул с помощью центрифуги, позволяющий дифференцировано осаждать
клеточные структуры, отличающиеся друг от друга своей массой.

— разделение клеточных
структур

— Разделение
органоидов клетки по плотности

Метод культуры клеток и
тканей 

изучение жизнедеятельности клеток и
тканей путем культивирования их на искусственных средах

МЕТОДЫ ГЕНЕТИКИ

Гибридологический

генетический анализ потомства
(гибридов), полученного от родителей, отличающихся по одному или нескольким
признакам.

Цитогенетический 

изучение количества и структуры хромосом
с помощью микроскопа, позволяет выявить хромосомные (изменение структуры
хромосом) и геномные (изменение количества хромосом) мутации.

Определение числа
хромосом в кариотипе

— Изучение
хромосомного набора с помощью микроскопа

Близнецовый 

метод сравнительного изучения
наследования признаков у близнецов, позволяет установить роль среды и
наследственности в определении признака.

влияние условий среды
на развитие признаков

Определение роли
факторов среды в формировании фенотипа человека

определение степени
влияния среды намонозиготных близнецов

Генеалогический

изучение наследование признака на основе
анализа родословных, позволяет определять характер наследования признака, а
также особенности наследования признаков, обусловленных генными мутациями

— Анализ распределения
в семьях лиц, обладающих аллелем аномального признака

— Анализ распределения
в семьях лиц, обладающих аллелем аномального признака

-Выявление характера
наследования признака путём составления родословной

Популяционно-статистический 

определение частоты встречаемости
различных генов в популяциях организмов.

ЦЕНТРИФУГИРОВАНИЕ

Избирательное выделение органоидов
клетки для последующего изучения

Разделение частей
клетки под действием центробежной силы

Методы селекции растений:

1) гибридизация

(близкородственная (инцухт) — скрещивание сортов (чистых линий) с
целью получения у гибридов эффекта гетерозиса; Гетерозис
и его преимущества нивелируются в последующих поколениях, поэтому урожайность
и степень гетерозиготности уменьшатся.

неродственная (аутбридинг) — скрещивание особей разных видов или родов с целью
получения гибридов, сочетающих признаки двух разных растений;

2) искусственный отбор

(массовый — отбор по фенотипу группы
особей; индивидуальный — отбор единичных особей);

3) мутагенез

(изменение наследственности с помощью
мутагенов с целью получения полиплоидов и гибридов с новыми признаками);

воздействие на семена
пшеницы рентгеновскими лучами в условиях эксперимента

4) культура клеток и
тканей

выращивание растений из отдельных клеток
или тканей, в том числе получение гаплоидов, выращенных из гамет гибридов

5) хромосомная инженерия

внедрение хромосом растений одного сорта
(вида) в геном растения другого сорта (вида)

6) генная инженерия

перенос генов растения одного вида
(сорта) в генотип растения другого вида (сорта), получение трансгенных
растений.

Методы селекции животных:

1) гибридизация

близкородственная (инбридинг) — скрещивание близкородственных
особей с целью получения гибридов с гомозиготным состоянием генов;
неродственная (аутбридинг) — скрещивание
домашних животных с дикими предками (внутривидовая неродственная
гибридизация) и межвидовая неродственная гибридизация);

Инбридинг –

— закрепление наследственных
свойств

- разложение исходной
формы на ряд чистых линий;

— скрещивание между
потомками одной родительской пары;

— стабилизация
признаков сорта или породы. Минусы инбридинга: снижается жизнеспособность особей и
даже наблюдаются случаи гибели потомства при проявлении вредных мутаций. В
селекции инбридинг обычно является лишь одним из этапов улучшения породы. За
ним следует скрещивание разных межлинейных гибридов, в результате которого
нежелательные рецессивные аллели переводятся в гетерозиготное состояние и
вредные последствия близкородственного скрещивания заметно снижаются.

2) искусственный отбор

индивидуальный отбор по хозяйственно
полезным признакам и экстерьеру

3) испытание родителей
по потомству

для оценки племенных качеств
производителей;

4) искусственное
осеменение

для интенсивного использования ценных
производителей;

5) полиэмбриония

получение нескольких близнецовых
зародышей из одной зиготы

6) клеточное
клонирование

клеточная инженерия

7) генная инженерия

перенос генов одного вида (породы) в
генотип другого вида (породы), получение трансгенных животных

МЕТОДЫ
БИОЛОГИИ:

Статистический метод

(Популяционно-статистический)

основан на
статистической обработке количественного материала, собранного в результате
других исследований (наблюдений, экспериментов, моделирования), что позволяет
всесторонне проанализировать и установить определенные закономерности.

— Изучение динамики
численности популяции по годам

— Изучение распространения
признака в популяции

Цитогенетический метод

С помощью данного
метода можно изучать наследственный материал клетки: совокупность хромосом в
целом — число хромосом (кариотипирование) или наличие и количество Х-хромосом
(определение полового хроматина — число глыбок полового хроматина или телец
Барра).

Определение числа
хромосом в кариотипе

Секвенирование

определение
последовательности нуклеотидов в ДНК с использованием флуоресцентных меток

НАБЛЮДЕНИЕ

Сезонные изменения в
живой природе

Таксономия

создание принципов
классификации и систематизации организмов

КРИТЕРИИ
ВИДА:

1. Морфологический
критерий 

сходство особей одного вида по морфологическим
признакам.

У пастушьей сумки
поочерёдное расположение листьев на стебле

Длина хвоста синицы не
превышает длины её тела

2. Географический
критерий 

вид занимает определенную территорию
(ареал).

Большая синица обитает
на всей территории Европы, Ближнего Востока, Центральной и Северной Азии, в
некоторых районах Северной Африки.

3. Экологический
критерий 

особи одного вида имеют сходство в
необходимых для жизни условиях обитания, особенностях питания, взаимоотношениях
с организмами других видов.

Условия обитания
большой синицы (крона деревьев) и особенности ее питания (питается
крупными насекомыми и их личинками)

Большая синица живет в
кронах деревьев, питается крупными насекомыми и их личинками

Пастушья сумка
распространена по полям, дорогам, сорным местам

4. Физиологический
критерий 

особи одного вида сходны по процессам
жизнедеятельности, особенностям размножения (например, сроки беременности,
количество приплода у животных), продолжительности жизни.

5. Биохимический
критерий 

особи одного вида имеют сходство в
строении веществ (например, аминокислотной последовательности в
полипептидах), в синтезе и накопление тех или иных специфических для данного
вида веществ.

Способность белены
чёрной синтезировать и накапливать алкалоиды

6. Генетико-кариотипический 

особи одного вида характеризуют
определенным кариотипом – числом и формой хромосом.

7. Этологический 

сходство особей одного вида по
поведению.

Материалы для подготовки к ЕГЭ. Онлайн-Справочник по биологии.
Раздел 7. Эволюция живых систем. Глава 7.1. Эволюционное учение.

ВСЕ РАЗДЕЛЫ СПРАВОЧНИКА

7.1. Эволюционное учение

Эволюционное учение (теория эволюции) — наука, изучающая историческое развитие жизни: причины, закономерности и механизмы. Различают микро- и макроэволюцию.

Микроэволюция — эволюционные процессы на уровне популяций, приводящие к образованию новых видов.

Макроэволюция — эволюция надвидовых таксонов, в результате которой формируются более крупные систематические группы. В их основе лежат одинаковые принципы и механизмы.

7.1.1. Развитие эволюционных идей

Гераклит, Эмпидокл, Демокрит, Лукреций, Гиппократ, Аристотель и другие античные философы сформулировали первые представления о развитии живой природы.

Карл Линней верил в сотворение природы богом и постоянство видов, но допускал возможность возникновения новых видов путём скрещивания или под влиянием условий среды. В книге «Система природы» К. Линней обосновал вид как универсальную единицу и основную форму существования живого; каждому виду животных и растений присвоил двойное обозначение, где существительное — название рода, прилагательное — наименование вида (например, Человек разумный)’, описал огромное количество растений и животных; разработал основные принципы систематики растений и животных и создал их первую классификацию.

Жан Батист Ламарк создал первое целостное эволюционное учение. В работе «Философия зоологии» (1809) он выделил основное направление эволюционного процесса — постепенное усложнение организации от низших форм к высшим. Также он развивал гипотезу о естественном происхождении человека от обезьяноподобных предков, перешедших к наземному образу жизни. Ламарк считал движущей силой эволюции стремление организмов к совершенству и утверждал наследование благоприобретённых признаков. То есть органы, необходимые в новых условиях, в результате упражнения развиваются (шея у жирафа), а ненужные органы вследствие неупражнения атрофируются (глаза у крота). Однако Ламарк не смог вскрыть механизмы эволюционного процесса. Его гипотеза о наследовании приобретённых признаков оказалась несостоятельной, а утверждение о внутреннем стремлении организмов к усовершенствованию — ненаучным.

Чарльз Дарвин создал эволюционную теорию, основанную на понятиях борьбы за существование и естественного отбора. Предпосылками возникновения учения Ч. Дарвина были следующие факторы: накопление к тому времени богатого материала по палеонтологии, географии, геологии, биологии; развитие селекции; успехи систематики; появление клеточной теории; собственные наблюдения учёного во время кругосветного плавания на корабле «Бигль». Свои эволюционные идеи Ч. Дарвин изложил в ряде работ: «Происхождение видов путём естественного отбора», «Изменение домашних животных и культурных растений под влиянием одомашнивания», «Происхождение человека и половой подбор» и др.

Учение Дарвина сводится к следующему:

• каждая особь того или иного вида обладает индивидуальностью (изменчивость);
• черты индивидуальности (хотя и не все) могут передаваться по наследству (наследственность);
• особи производят большее количество потомков, чем доживает до половой зрелости и начала размножения, то есть в природе существует борьба за существование;
• преимущество в борьбе за существование остаётся за наиболее приспособленными особями, которые имеют больше шансов оставить после себя потомство (естественный отбор)’,
• в результате естественного отбора происходит постепенное усложнение уровней организации жизни и возникновение видов.

Факторы эволюции по Ч. Дарвину — это:

• наследственность;
• изменчивость;
• борьба за существование;
• естественный отбор.

Наследственность — способность организмов передавать из поколения в поколение свои признаки.

Изменчивость — способность организмов приобретать новые признаки.

Борьба за существование — весь комплекс взаимоотношений организмов с условиями окружающей среды: с неживой природой (абиотическими факторами) и с другими организмами (биотическими факторами). Борьба за существование не является «борьбой» в прямом смысле слова, фактически это стратегия выживания и способ существования организма. Различают внутривидовую борьбу, межвидовую борьбу и борьбу с неблагоприятными факторами окружающей среды. Внутривидовая борьба — борьба между особями одной популяции. Всегда идёт очень напряжённо, так как особи одного вида нуждаются в одних и тех же ресурсах. Межвидовая борьба — борьба между особями популяций разных видов. Она происходит тогда, когда виды конкурируют за одни и те же ресурсы либо когда они связаны отношениями типа «хищник — жертва». Борьба с неблагоприятными абиотическими факторами среды особенно проявляется при ухудшении условий среды; усиливает внутривидовую борьбу. В борьбе за существование выявляются наиболее приспособленные к данным условиям обитания особи. Борьба за существование ведёт к естественному отбору.

Естественный отбор — процесс, в результате которого выживают и оставляют после себя потомство преимущественно особи с полезными в данных условиях наследственными изменениями.

На основе дарвинизма перестроились все биологические и многие другие естественные науки.

Синтетическая теория эволюции. В настоящее время общепризнанной является синтетическая теория эволюции (СТЭ). Сравнительная характеристика основных положений эволюционного учения Ч. Дарвина и СТЭ дана в табл. 7.1. Основные положения СТЭ будут рассмотрены ниже.

Возникновение приспособлений. Каждое приспособление вырабатывается на основе наследственной изменчивости в процессе борьбы за существование и отбора в ряду поколений. Естественный отбор поддерживает только целесообразные приспособления, которые помогают организму выживать и оставлять потомство.

Приспособленность организмов к среде не абсолютна, а относительна, так как условия среды обитания могут изменяться. Доказательством этого служат многие факты. Например, рыбы прекрасно приспособлены к водной среде обитания, но все эти адаптации совершенно непригодны для других сред обитания. Ночные бабочки собирают нектар со светлых цветков, хорошо заметных ночью, но часто летят на огонь и гибнут.

7.1.2. Микроэволюция

7.1.2.1. Вид и популяции

Вид (биологический) — совокупность особей, обладающих наследственным сходством морфологических, физиологических и биохимических особенностей, свободно скрещивающихся и дающих плодовитое потомство, приспособленных к определённым условиям жизни и занимающих в природе определённую область — ареал.

Виды различаются между собой рядом признаков и свойств. Критерии вида — характерные признаки и свойства (табл. 7.2).

Таблица 7.2. Критерии вида.

Критерий	Характеристика
Морфологический	Сходство внешнего и внутреннего строения
Генетический	Характерный для вида набор хромосом: их число, размеры, форма
Физиологический	Сходство всех процессов жизнедеятельности, прежде всего размножения
Биохимический	Сходство белков, обусловленное особенностями ДНК
Географический	Определённый ареал, занимаемый видом
Экологический	Совокупность факторов внешней среды, в которых существует вид

Вид характеризуется совокупностью критериев. Ни один из критериев не является абсолютным. Например, морфологическое сходство могут иметь разные виды, но они не скрещиваются между собой (виды-двойники встречаются у комаров, крыс и др.). Физиологический критерий также не абсолютен: большинство разных видов в природных условиях не скрещиваются, или потомство их бесплодно, но есть исключения — ряд видов канареек, тополей и др. Таким образом, для установления видовой принадлежности необходимо использовать совокупность критериев.

Население вида, как правило, распадается на относительно изолированные группы особей — популяции. Популяция — совокупность свободно скрещивающихся особей одного вида, которая длительно существует в определённой части ареала относительно обособленно от других совокупностей того же вида.

Главный фактор, определяющий единство популяции и её относительную обособленность, — свободное скрещивание особей. — панмиксия. Внутри популяции каждый организм одного пола имеет равную вероятность на образование брачной пары с любым организмом другого пола. Степень свободного скрещивания особей внутри популяции гораздо выше, чем между особями соседних популяций.

Популяция является структурной единицей вида и единицей эволюции. Эволюционируют не отдельные особи, а группы особей, объединённые в популяции. Эволюционные процессы в популяции происходят в результате изменения частот аллелей и генотипов.

7.1.2.2. Генетика популяций

Генетическая структура популяции — соотношение в популяции различных генотипов и аллелей. Совокупность генов всех особей популяции называют генофондом. Генофонд характеризуют частоты аллелей и генотипов. Частота аллеля — это его доля во всей совокупности аллелей данного гена. Сумма частот всех аллелей равна единице: р + q = 1, где р—доля доминантного аллеля (A); q — доля рецессивного аллеля (а).

Зная частоты аллелей, можно вычислить частоты генотипов в популяции:

(р + q)² = р² + 2pq + q² = 1,

где p и q — частоты доминантного (А) и рецессивного (а) аллелей соответственно, р² — частота гомозиготного доминантного генотипа (АА), 2pq — частота гетерозиготного доминантного генотипа (Аа), q² — частота гомозиготного рецессивного генотипа (аа).

Описанная закономерность носит название «закон Харди — Вайнберга». Он был установлен независимо друг от друга в 1908 г, английским математиком Г. Харди и немецким врачом В. Вайнбергом.

Закон Харди — Вайнберга: при определённых условиях относительные частоты аллелей в популяции остаются неизменными из поколения в поколение. Закон справедлив, если соблюдаются следующие условия:

• популяция велика;
• в популяции осуществляется свободное скрещивание (панмиксия);
• отсутствует отбор;
• не возникает новых мутаций;
• нет миграции новых генотипов в популяцию или из популяции.

Популяций, удовлетворяющих этим условиям в течение длительного времени, в природе не существует. На популяции всегда действуют внешние и внутренние факторы, нарушающие генетическое равновесие. Длительное и направленное изменение генотипического состава популяции, её генофонда получило название элементарного эволюционного явления. Без изменения генофонда популяции эволюционный процесс невозможен.

7.1.2.3. Факторы эволюции

Элементарный эволюционный процесс — изменение частот аллелей и генотипов в популяции.

Элементарные факторы эволюции — факторы, изменяющие частоту аллелей и генотипов в популяции (генетическую структуру популяции).

Выделяют несколько основных элементарных факторов эволюции:

• мутационный процесс;
• популяционные волны и дрейф генов;
• изоляция;
• естественный отбор.

Мутационная и комбинативная изменчивость

Мутационный процесс приводит к возникновению новых аллелей (или генов) и их сочетаний в результате мутаций. В результате мутации возможен переход гена из одного аллельного состояния в другое (А→а) или изменение гена вообще (А→С). Мутационный процесс в силу случайности мутаций не обладает направленностью и без участия других факторов эволюции не может направлять изменение природной популяции. Он лишь поставляет элементарный эволюционный материал для естественного отбора. Рецессивные мутации в гетерозиготном состоянии составляют скрытый резерв изменчивости, который может быть использован естественным отбором при изменении условий существования.

Комбинативная изменчивость возникает в результате образования у потомков новых комбинаций уже существующих генов, унаследованных от родителей. Источниками комбинативной изменчивости являются перекрест хромосом (рекомбинация), случайное расхождение гомологичных хромосом в мейозе, случайное сочетание гамет при оплодотворении.

Популяционные волны и дрейф генов

Популяционные волны (волны жизни) — периодические и непериодические колебания численности популяции как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения (рис. 7.1). Причинами популяционных волн могут быть периодические изменения экологических факторов среды (сезонные колебания температуры, влажности и т.д,), непериодические изменения (природные катастрофы), заселение видом новых территорий (сопровождается резкой вспышкой численности).

В качестве эволюционного фактора популяционные волны выступают в малочисленных популяциях, где возможно проявление дрейфа генов. Дрейф генов — случайное ненаправленное изменение частот аллелей и генотипов в популяциях. В малых популяциях действие случайных процессов приводит к заметным последствиям. Если популяция мала по численности, то в результате случайных событий некоторые особи независимо от своей генетической конституции могут оставить или не оставить потомство, вследствие этого частоты некоторых аллелей могут резко меняться за одно или несколько поколений. Так, при резком сокращении численности популяции (например, вследствие сезонных колебаний, сокращения кормовых ресурсов, пожара и т.д.) среди оставшихся в живых немногочисленных особей могут быть редкие генотипы. Если в дальнейшем численность восстановится за счёт этих особей, то это приведёт к случайному Изменению частот аллелей в генофонде популяции. Таким образом, популяционные волны являются поставщиком эволюционного материала.

Изоляция обусловлена возникновением разнообразных факторов, препятствующих свободному скрещиванию. Между образовавшимися популяциями прекращается обмен генетической информацией, в результате чего начальные различия генофондов этих популяций увеличиваются и закрепляются. Изолированные популяции могут подвергаться различным эволюционным изменениям, постепенно превращаться в разные виды.

Различают пространственную и биологическую изоляцию. Пространственная (географическая) изоляция связана с географическими препятствиями (водные преграды, горы, пустыни и др.), а для малоподвижных популяций и просто с большими расстояниями. Биологическая изоляция обусловлена невозможностью спаривания и оплодотворения (в связи с изменением сроков размножения, строения или других факторов, препятствующих скрещиванию), гибелью зигот (вследствие биохимических различий гамет), стерильностью потомства (в результате нарушения конъюгации хромосом при га-метогенезе).

Эволюционное значение изоляции состоит в том, что она закрепляет и усиливает генетические различия между популяциями.

Естественный отбор. Изменения частот генов и генотипов, вызванные рассмотренными выше факторами эволюции, носят случайный, ненаправленный характер. Направляющим фактором эволюции является естественный отбор.

Естественный отбор — процесс, в результате которого выживают и оставляют после себя потомство преимущественно особи с полезными для популяции свойствами. Отбор действует в популяциях, его объектами являются фенотипы отдельных особей. Однако отбор по фенотипам является отбором генотипов, так как потомкам передаются не признаки, а гены. В результате в популяции происходит увеличение относительного числа особей, обладающих определённым свойством или качеством. Таким образом, естественный отбор — это процесс дифференциального (выборочного) воспроизводства генотипов.

Действию отбора подвергаются не только свойства, повышающие вероятность оставления потомства, но и признаки, которые не имеют прямого отношения к воспроизводству. В ряде случаев отбор может быть направлен на создание взаимоприспособлений видов друг к другу (цветки растений и посещающие их насекомые). Также могут создаваться признаки, вредные для отдельной особи, но обеспечивающие выживание вида в целом (ужалившая пчела гибнет, но, нападая на врага, она сохраняет семью). В целом отбор играет творческую роль в природе, поскольку из ненаправленных наследственных изменений закрепляются те, которые могут привести к образованию новых групп особей, более совершенных в данных условиях существования.

Различают три основных вида естественного отбора: стабилизирующий, движущий и разрывающий (дизруптивный) (табл. 7.3, рис. 7.2).

Таблица 7.3. Формы естественного отбора

7.1.2.4. Видообразование

Завершающим этапом микроэволюции является образование из изолированных популяций новых видов. Между особями разных популяций внутри вида возможен процесс скрещивания и образования плодовитого потомства. Пока осуществляется поток генов между популяциями внутри вида, видовой генофонд является единой системой. Однако в результате изоляции популяций скрещивание между ними прекращается, обмена наследственной информацией не происходит, и популяции становятся самостоятельными генетическими системами (рис. 7.3).

В ходе видообразования осуществляются в основном два процесса:

• возникновение адаптаций в ответ на изменение условий среды;
• обособление на основе изоляции новых видов.

Различают два основных пути видообразования: географическое и экологическое (табл. 7.4).

Таблица 7.4. Пути видообразования

7.1.3. Макроэволюция

7.1.3.1. Дивергенция и конвергенция

Макроэволюция — эволюция надвидовых таксонов, в результате которой формируются более крупные систематические группы. В её основе лежат те же эволюционные факторы, что и в основе микроэволюции. Важными процессами макроэволюции являются дивергенция и конвергенция (табл. 7.5).

Таблица 7.5. Дивергенция и конвергенция

В результате дивергенции формируются гомологичные органы, в процессе конвергенции — аналогичные (табл. 7.6).

Таблица 7.6. Гомологичные и аналогичные органы

7.1.3.2. Главные направления эволюции

Отечественные учёные А. Н. Северцов и И. И. Шмальгаузен установили главные направления эволюции (биологический прогресс и биологический регресс) (табл. 7.7) и главные пути эволюции (ароморфозы, идиоадаптации и дегенерации) (табл. 7.8). Ароморфозы, идиоадаптации и дегенерации относят к биологическому прогрессу.

Таблица 7.7. Главные направления эволюции

Деятельность человека является мощным фактором биологического прогресса одних видов (одомашненных животных, культурных растений, сорняков, вредителей и паразитов, болезнетворных микробов) и биологического регресса других видов (сокращается численность, и сужается ареал соболя, на грани вымирания находится уссурийский тигр). Причина их вымирания заключается в том, что под влиянием хозяйственной деятельности человека среда обитания живых существ изменяется значительно быстрее, чем формируются приспособления.

7.1.3.3. Главные пути эволюции

Существуют три основных пути биологического прогресса: ароморфоз, идиоадаптация и общая дегенерация (табл, 7.8).

Таблица 7.8. Главные пути эволюции

В процессе филогенеза происходит смена одного пути эволюции другим (рис. 7.7). Новые, более высокоорганизованные группы живых организмов возникают путём ароморфоза и при этом часто переходят в новую среду обитания (например, выход животных на сушу). Далее эволюция продолжается путём идиоадаптации, иногда дегенерации, Ароморфозы происходят значительно реже, чем идиоадаптации.

---

ВСЕ РАЗДЕЛЫ СПРАВОЧНИКА

Материалы для подготовки к ЕГЭ. Онлайн-Справочник по биологии.
7.1. Эволюционное учение

Просмотров:
14 752

Период накопления знаний в биологии. Концепции
креацианизма и трансформизма.

Идея эволюции живой природы возникла в Новое время как
противопоставление креационизму (от лат. «созидание») — учению о
сотворении мира богом из ничего и неизменности созданного творцом мира.
Креацианизм как мировоззрение сложился в эпоху поздней античности и в
Средневековье и занял господствующие позиции в культуре.

Фундаментальную роль в мировоззрении того времени играли
также идеи телеологии — учения, по которому все в природе устроено
целесообразно и всякое развитие является осуществлением заранее
предопределенных целей. Телеология приписывает процессам и явлениям природы
цели, которые или устанавливаются богом (Х.Вольф), или являются внутренними
причинами природы (Аристотель, Лейбниц).

В преодолении идей креацианизма и телеологии важную роль
сыграла концепция ограниченной изменчивости видов в пределах относительно узких
подразделений (от одного единого предка) под влиянием среды — трансформизм. Эту
концепцию в развернутой форме сформулировал выдающийся естествоиспытатель 18
века Жорж Бюффон в своем 36-томном труде «Естественная история».

Трансформизм в основе своей имеет представления об изменении
и превращении органических форм, происхождении одних организмов от других.

В становлении идеи эволюции органического мира существенную
роль сыграла систематика — биологическая наука о разнообразии всех существующих
и вымерших организмов, о взаимоотношениях и родственных связях между их
различными группами (таксонами). Основными задачами систематики являются
определение путем сравнения специфических особенностей каждого вида и каждого
таксона более высокого ранга, выяснение общих свойств у тех или иных таксонов.
Основы систематики заложены в трудах Дж. Рея (1693) и К. Линнея (1735).            № 66 Эволюционная теория Ж. Б.
Ламмарка и ее оценка.

Выдающаяся заслуга Ламарка заключается в создании первого

эволюционного учения. Он отверг идею постоянства видов,
противопоставив

ей представление об изменяемости видов. Его учение
утверждало

существование эволюции как исторического развития от
простого к

сложному. Впервые был поставлен вопрос о факторах эволюции.
Ламарк

совершенно правильно считал, что условия среды оказывают
важное влияние

на ход эволюционного процесса. Он был одним из первых, кто
отметил

чрезвычайную длительность развития жизни на Земле. Однако
Ламарк

допустил серьезные ошибки прежде всего в понимании факторов

эволюционного процесса, выводя их из якобы присущего всему
живому

стремления к совершенству. Также неверно понимал причины
возникновения

приспособленности , прямо связывал их с влиянием окружающей
среды. Это

породило очень распространенные, но научно совершенно
необоснованные

представления о наследовании признаков, приобретаемых
организмами под

непосредственным воздействием среды.

Объяснение Ламарком сущности и движущих сил эволюционного
процесса телеологично, метафизично и идеалистично. Теория Ламарка не была
принята большинством ученых его времени; ее слабые стороны, противоречивость и
шаткость аргументов были слишком очевидны, чтобы эта теория смогла преодолеть
господствовавшие креационистские взгляды.

Как первая последовательная и цельная эволюционная
концепция, теория Ламарка была прогрессивной для своего времени. Однако
возрождение метафизических и телеологических взглядов Ламарка на сущность
эволюционного процесса в позднейшее время различными неоламаркистскими
концепциями является уже шагом назад в развитии науки. О характере этих
неоламаркистских концепций и причинах, вызывающих их возникновение, мы будем
говорить ниже, после рассмотрения теории Ч.Дарвина, заложившей основу современных
эволюционных взглядов.

 Движущей силой
градаций Ламарк считал «стремление природы к прогрессу»,
«стремление к совершенствованию», изначально прсущее всем организмам
и заложенное в них Творцом. При этом организмы способны целесообразно
реагировать на любые изменения внешних условий, приспосабливаться к условиям
внешней среды. Это положение Ламарк конкретизировал в двух законах:

1) активно используемый орган усиленно развивается, а
ненужный исчезает;

2) изменения, приобретенные организмами при активном
использовании одних органов и неиспользовании других, сохраняются у потомства.       № 67 История становления эволюционной
идеи. Сущность представления Ч. Дарвина о механизме органической эволюции.
Современный период синтеза дарвинизма генетики.

Становление эволюционных идей имеет достаточно длительную
историю. Уже в XIX веке они нашли применение в некоторых областях знания, но
воспринимались скорее как исключение по отношению к миру в целом.

Принцип эволюции получил наиболее полную разработку в рамках
биологии и стал ее фундаментальным принципом со времен Ч.Дарвина. Однако вплоть
до наших дней он не был доминирующим в естествознании. Во многом это было
связано с тем, что длительное время лидирующей научной дисциплиной выступала
физика, которая транслировала свои идеалы и нормы в другие отрасли знания.
Физика традиционно исследовала фундаментальные структуры мироздания и поэтому
она всегда была в числе наук, претендующих на формирование базисных идей
общенаучной картины мира. Но физика на протяжении большей части своей истории в
явном виде не включала в число своих фундаментальных принципов принцип
развития.

Что же касается биологии, то она не достигла высокого
статуса теоретически развитой науки, она и сейчас находится скорее на пути к
теоретизации. Ее представления относились к области живой природы, которая
традиционно не полагалась фундаментом мироздания. Поэтому, участвуя в
построении общенаучной картины мира, биология длительное время не претендовала
на то, чтобы ее фундаментальные идеи и принципы приобрели универсальный
общенаучный смысл, применялись бы во всех других областях исследования.

Адаптациогенез — возникновение, развитие и преобразование
приспособлений (адаптаций) в процессе эволюции органического мира. Открытие Ч.
Дарвином механизма органической эволюции показало, что по существу вся эволюция
есть адаптациогенез: любой признак организации является адаптивным. Конечности
наземных позвоночных животных имеют самое различное строение вследствие
приспособления к бегу, рытью, плаванию или полёту, но основа строения
конечностей одна и та же — сложный рычаг.

Синтез дарвинизма и генетики произошёл в 20-30-х годах 20в.
Сложилась так называемая синтетическая теория эволюции, концентрирующая
внимание в основном на процессах микроэволюции и видообразования. Новейший этап
развития дарвинизма характеризуется использованием данных молекулярной биологии
для более глубокого понимания механизмов наследственной изменчивости,
практические применения основных его положений к проблемам антропогенного
изменения биосферы и управления живыми природными ресурсами.

---

Это и многое другое вы можете скачать в DOC формате: http://hwka.ru/doc/bio/ehvoljucija.doc