Что можно приготовить из кальмаров: быстро и вкусно

дифференциального окрашивания хромосом. Позволяет выявить индивидуальные возрастные и половые особенности хромосом. Есть такие варианты хромосом, которые увеличивают жизнеспособность особей. Но есть и такие, которые снижают жизнеспособность: бесплодие, рождение детей с хромосомной патологией (1% рождается, более 100% - четкая клиническая картина – синдром. Антигенный биохимический полиморфизм. Обуславливает разнообразие людей по белкам- ферментам и антигенам. Это ведет к тому, что у каждого человека могут быть свои особенности реагирования на химические, физические и биологические факторы среды обитания. На основании этого сформировались новые направления в генетике: экогенетика (вариант индивидуальных ответов на условия среды); фармакогенетика (реакция на лекарство).

Клинический полиморфизм. Проявляется в том, что существует много переходных форм от здоровья к болезни и много различных вариантов внутри одной болезни. Все это приводит к исключительной гетерогенности наследственных заболеваний, и для того, чтобы врач правильно мог поставить диагноз, надо уметь составлять родословную, изучить фенотип, принимая клиента, обязательно надевать ""генетические очки"", чтобы правильно составить родословную.

Слайд 1

Урок по теме: Популяция. Генетический состав популяций

Цель: Расширить и углубить знания о популяции как обязательной и структурной единице вида. Подготовила Урманова А.Х.

Слайд 2

Давайте подумаем

Слайд 3

Популяция или вид –элементарная единица эволюции?

Проблемный вопрос:

Слайд 4

Популяции Стая Стадо Прайд (табун) (семья)

Вид Подвид

Слайд 5

Для обозначения неоднородной в генетическом отношении группы особей одного вида в отличии от однородной чистой линии

Термин популяция был введен в 1903году В. Иогансеном

Слайд 6

Совокупность особей одного вида, занимающих обособленную территорию в пределах ареала вида, свободно скрещивающихся друг с другими той или иной степени изолированных от других популяций данного вида. Любая, способная у самовоспроизведению совокупность особей одного вида, более или менее изолированная в пространстве и времени от других аналогичных совокупностей одного и того же вида. Совокупность особей одного вида, обладающих общим генофондом и занимающих определенную территорию. Совокупность особей одного вида, в течение длительного времени населяющего определенное пространство, и внутри которой осуществляется, в известной степени панмиксия (скрещивание) и отделенная от других совокупностей той или иной степенью изоляции.

Проанализируйте следующие определения популяции:

Слайд 7

Популяция (от лат. Poрulos – народ, население) -

Используйте имеющейся материал для формулирования понятия – популяция

Слайд 8

Экологические: Эволюционно – генетические: - Ареал - Норма реакции - Численность особей - Частота генов, генотипов и - Плотность фенотипов - Динамика - Внутрипопуляционный - Возрастной состав полиморфизм - Половой состав - Генетическое единство

Характеристики популяции

Взаимоотношения организмов в популяциях

Слайд 10

Особенности популяции: 1. Особи одной популяции характеризуются максимальным сходством признаков Вследствие высокой возможности скрещивания внутри популяции и одинаковым давлением отбора. 2.Популяции генетически разнообразны Вследствие непрерывно возникающей наследственной изменчивости 3. Популяции одного вида отличаются друг от друга частотой встречаемости тех или иных признаков В разных условиях существования естественному отбору подвергаются разные признаки 4. Каждая популяция характеризуется своим специфическим набором генов - генофондом

Слайд 11

5. В популяциях идет борьба за существование. 6. Действует естественный отбор Благодаря которому выживают и оставляют потомство лишь особи с полезными в данных условиях изменениями. 7. В зонах ареала, где граничат разные популяции одного вида, происходит обмен генами между ними Обеспечивающий генетическое единство вида 8. Взаимосвязь между популяциями способствует Большей изменчивости вида и лучшей приспособленности его к условиям обитания 9. Вследствие относительной генетической изоляции Каждая популяция эволюционирует независимо от других популяций того же вида Являясь элементарной единицей эволюции

Слайд 12

Географические Экологические Локальные Элементарные Лес в Подмосковье Клесты обита- Грызуны на Семья грызунов и на Урале ющие в еловом склонах и дне и сосновом оврага лесу

Типы популяций

Слайд 13

Может ли отдельная особь быть единицей эволюции? 2. Может ли вид быть единицей эволюции? Почему популяцию считают единицей эволюции? Объясните. Ответьте на вопросы тестового задания:

Ответьте на поставленные вопросы:

Слайд 14

Размерами Численностью Возрастным Формами особей и половым совместного составом существования

Популяции разных видов отличаются

Слайд 15

Автогамных популяциях Аллогамных популяциях Особям этих популяций Особям этих популяций свойственно самооплодот- свойственно раздельнопо- ворение лость и перекрестноопы- ляемость Изучал датский ботаник Установили в 1908 В. Иогансен Дж. Харди и В. Вайнберг закономерность, полу- чившая название закона Харди-Вайнберга

Закономерности наследования признаков

Слайд 16

В идеальной популяции частоты аллелей и генотипов постоянны. При условии: - численность особей популяции достаточно велика; - спаривание (панмиксия) происходит случайным образом; - мутационный процесс отсутствует; - отсутствует обмен генами (дрейф генов, поток генов, волны жизни) с другими популяциями; - естественный отбор отсутствует (т.е. особи с разными генотипами одинаково плодовиты и жизнеспособны).

Закон Харди-Вайнберга

Слайд 17

Допустим, что в популяции свободно скрещиваются особи с генотипами АА и аа. F1 генотип потомства - Аа F2 произойдет расщепление -1АА: 2Аа:1аа Обозначим: частоту доминантного аллеля - p частоту рецессивного аллеля - g2 То частота этих аллелей в F1 будет: Р Аа. Аа

Алгоритм применения Закона Харди Вайнберга

Слайд 18

Р - частота доминантного аллеля g - частота рецессивного аллеля p2 - гомозиготный доминантный генотип 2pq - гетерозиготный генотип q2- гомозиготный рецессивный генотип. Сумма встречаемости всех трех генотипов - АА, Аа, аа =1, то частота встречаемости каждого генотипа будет следующей: 1АА: 2Аа: аа 0,25: 0,50: 0.25

Обозначение

Слайд 19

Используя закон Харди -Вайнберга, можно вычислить частоту встречаемости в популяции любого доминантного и рецессивного гена, а также различных генотипов, пользуясь формулами:

Слайд 20

Цель: выяснить частоту всех возможных генотипов, образуемых различным сочетанием данных аллельных генов. Оборудование: мешочки с шариками (60 белых и 40 красных), три сосуда. Ход работы: 1. Красные шарики моделируют доминантный ген А, белые - рецессивный ген а. 2. Вытаскивайте из мешочка по 2 шарика одновременно. 3. Записывайте какие комбинации шариков по цвету наблюдаются. 4. Подсчитайте число каждой комбинации: сколько раз вытащили два красных шарика? Сколько раз - красный и белый шарики? Сколько раз вытащили два белых? Запишите полученные вами цифры. 5. Обобщите ваши данные: какова вероятность вытащить оба красных шарика? Оба белых? Белый и красный? 6. По полученным вами цифрам определите частоту генотипов АА, Аа и аа в данной модельной популяции. 7. Укладываются ли ваши данные в формулу Харди-Вайнберга P2(АА) + 2 pq(Аа) + q2(аа) =1 ? 8. Обобщите данные всего класса. Согласуются ли они с законом Харди-Вайнберга? Сделайте вывод по результатам работы.

Практическая работа: «Моделирование закона Харди-Вайнберга (работа выполняется в группах)

Слайд 21

1.Сформулируйте закон о состоянии популяционного равновесия. 2.При каких условиях соблюдается закон Харди-Вайнберга? 3.Почему проявление закона Харди-Вайнберга можно обнаружить только при бесконечно большой численности популяции?

Давайте подумаем!

Что такое генофонд популяции?
Обладая специфическим генофондом,
находящимся под контролем
естественного отбора,
популяции играют важнейшую роль в
эволюционных преобразованиях вида.
Все процессы, ведущие к изменениям
вида, начинаются на уровне видовых
популяций.

Генетическое равновесие в популяциях.

Причины нарушения генетического равновесия.

Ненаправленные, случайные изменения генофонда могут происходить вследствие разных причин - миграции, т. е. перемещение части

Сходные изменения могут наблюдаться в случаях, когда популяция разделяется на две неравные части естественными или

Состав генофонда может меняться вследствие различных природных катастроф, когда выжившими остаются лишь немногие организмы

Периодические колебания численности свойственны почти всем организмам

Дрейф генов

Направленные изменения генофонда происходят вследствие естественного отбора.

Вопросы

Описание презентации по отдельным слайдам:

1 слайд

Описание слайда:

Тема: «Генетика популяций» Задачи: Изучить генетические основы структуры и эволюции популяций. Научиться решать задачи, связанные с генофондом популяций.

2 слайд

Описание слайда:

Популяция - это совокупность особей одного вида, длительное время обитающих на определенной территории, свободно скрещивающихся друг с другом, имеющих общее происхождение, определенную генетическую структуру и в той или иной степени изолированных от других таких совокупностей особей данного вида. Популяция не только единица вида, форма его существования, но и единица эволюции. Характеристика популяции

3 слайд

Описание слайда:

Элементарный эволюционный материал – мутации (?). Элементарная эволюционная единица – популяция. (По Ламарку? По Дарвину?) В основе микроэволюционных процессов, завершающихся видообразованием, лежат генетические преобразования в популяциях. Изучением генетической структуры и динамики популяций занимается особый раздел генетики - популяционная генетика. Характеристика популяции

4 слайд

Описание слайда:

С генетической точки зрения, популяция является открытой системой, а вид - закрытой. В общей форме процесс видообразования сводится к преобразованию генетически открытой системы в генетически закрытую. Каждая популяция имеет определенный генофонд и генетическую структуру. Генофондом популяции называют совокупность генотипов всех особей популяции. Под генетической структурой популяции понимают соотношение в ней различных генотипов и аллелей. Характеристика популяции

5 слайд

Описание слайда:

Одними из основных понятий популяционной генетики являются частота генотипа и частота аллеля. Под частотой генотипа (или аллеля) понимают его долю, отнесенную к общему количеству генотипов (или аллелей) в популяции. Частота генотипа, или аллеля, выражается либо в процентах, либо в долях единицы. Так, если ген имеет две аллельные формы и доля рецессивного аллеля а составляет ¾ (или 75%), то доля доминантного аллеля А будет равна ¼ (или 25%) общего числа аллелей данного гена в популяции. Характеристика популяции

6 слайд

Описание слайда:

Характеристика популяции Популяции самоопыляющихся и перекрестноопыляющихся растений существенно отличаются друг от друга. Впервые исследование генетической структуры популяции было предпринято В.Иоганнсеном в 1903 г. В качестве объектов исследования были выбраны популяции самоопыляющихся растений. Исследуя в течение нескольких поколений массу семян у фасоли, он обнаружил, что у самоопылителей популяция состоит из генотипически разнородных групп, так называемых чистых линий, представленных гомозиготными особями.

7 слайд

Описание слайда:

Характеристика популяции Причем из поколения в поколение в такой популяции сохраняется равное соотношение гомозиготных доминантных и гомозиготных рецессивных генотипов. Их частота в каждом поколении увеличивается, в то время как частота гетерозиготных генотипов будет уменьшаться. Таким образом, в популяциях самоопыляющихся растений наблюдается процесс гомозиготизации, или разложения на линии с различными генотипами.

8 слайд

Описание слайда:

Закон Харди-Вайнберга Большинство растений и животных в популяциях размножаются половым путем при свободном скрещивании, обеспечивающем равновероятную встречаемость гамет. Равновероятную встречаемость гамет при свободном скрещивании называют панмиксией, а такую популяцию - панмиктической. В 1908 г. английский математик Г.Харди и немецкий врач Н.Вайнберг независимо друг от друга сформулировали закон, которому подчиняется распределение гомозигот и гетерозигот в панмиктической популяции, и выразили его в виде алгебраической формулы.

9 слайд

Описание слайда:

Закон Харди-Вайнберга Частоту встречаемости гамет с доминантным аллелем А обозначают p, а частоту встречаемости гамет с рецессивным аллелем а - q. Частоты этих аллелей в популяции выражаются формулой p + q = 1 (или 100%). Поскольку в панмиктической популяции встречаемость гамет равновероятна, можно определить и частоты генотипов. Харди и Вайнберг, суммируя данные о частоте генотипов, образующихся в результате равновероятной встречаемости гамет, вывели формулу частоты генотипов в панмиктической популяции: АА + 2Аа + аа = 1 P2 + 2pq + q2 = 1

10 слайд

Описание слайда:

Закон Харди-Вайнберга Пользуясь этими формулами, можно рассчитать частоты аллелей и генотипов в конкретной панмиктической популяции. Однако действие этого закона выполняется при соблюдении следующих условий: Неограниченно большая численность популяции, обеспечивающая свободное скрещивание особей друг с другом; Все генотипы одинаково жизнеспособны, плодовиты и не подвергаются отбору; Прямые и обратные мутации возникают с одинаковой частотой или настолько редко, что ими можно пренебречь; Отток или приток новых генотипов в популяцию отсутствует.

11 слайд

Описание слайда:

Закон Харди-Вайнберга В реально существующих популяциях выполнение этих условий невозможно, поэтому закон справедлив только для идеальной популяции. Несмотря на это, закон Харди-Вайнберга является основой для анализа некоторых генетических явлений, происходящих в природных популяциях. Например, если известно, что фенилкетонурия встречается с частотой 1:10000 и наследуется по аутосомно-рецессивному типу, можно посчитать частоту встречаемости гетерозигот и гомозигот по доминантному признаку.

12 слайд

Описание слайда:

Закон Харди-Вайнберга Больные фенилкетонурией имеют генотип q2(аа) = 0,0001. Отсюда q = 0,01. p = 1 - 0,01 = 0,99. Частота встречаемости гетерозигот равна 2pq, равна 2 х 0,99 х 0,01 ≈ 0,02 или ≈ 2%. Частота встречаемости гомозигот по доминантному и рецессивному признакам: АА = p2 = 0,992 = 0,9801 ≈ 98%, аа = q2 = 0,012 = 0,0001 = 0,01%.

13 слайд

Описание слайда:

Закон Харди-Вайнберга Факторы, изменяющие генетическую структуру популяции: Изменение равновесия генотипов и аллелей в панмиктической популяции происходит под влиянием постоянно действующих факторов, к которым относятся: 1. Мутационный процесс; 2. Популяционные волны; 3. Изоляция; 4. Естественный отбор; 5. Дрейф генов и другие. Именно благодаря этим явлениям возникает элементарное эволюционное явление - изменение генетического состава популяции, являющееся начальным этапом процесса видообразования.

14 слайд

Описание слайда:

Закон Харди-Вайнберга Задача: Ген в популяции имеет две аллельные формы и доля рецессивного аллеля а составляет ¾ (или 75%). Какова частота встречаемости каждого генотипа в данной популяции?

15 слайд

Описание слайда:

Популяция: Популяция - это совокупность особей одного вида, длительное время обитающих на определенной территории, свободно скрещивающихся друг с другом, имеющих общее происхождение, определенную генетическую структуру и в той или иной степени изолированных от других таких совокупностей особей данного вида. Генофонд популяции: Генофондом популяции называют совокупность генотипов всех особей популяции. Элементарный эволюционный материал: Мутации. Элементарная эволюционная единица: Популяция. Элементарное эволюционное явление: Изменение генофонда популяции. Генетическая структура популяции: Под генетической структурой популяции понимают соотношение в ней различных генотипов и аллелей. Идеальная популяция: Популяция, в которой выполняются 4 условия: Неограниченно большая численность популяции, обеспечивающая свободное скрещивание особей друг с другом; Нет мутаций, или прямые и обратные мутации возникают с одинаковой частотой или настолько редко, что ими можно пренебречь; Нет миграций, или отток или приток новых генотипов в популяцию отсутствует. Нет отбора; Подведем итоги:

16 слайд

Описание слайда:

Почему популяция – открытая структура, а вид – закрытая? Скрещивание между особями разных популяций возможно, между особями разных видов - нет. Почему закон Харди-Вайнберга не применим для гороха? Горох – самоопылитель. В популяциях самоопыляющихся растений наблюдается процесс гомозиготизации, или разложения на линии с различными генотипами. Какая популяция называется панмиктической? Популяция, в которой обеспечивается равновероятная встречаемость гамет при свободном скрещивании (панмиксия). Подведем итоги:

17 слайд

Описание слайда:

Закон Харди-Вайнберга Задача: На острове Умнак в 1824 г. добыто чернобурых – 40 лисиц (ВВ), сиводушек – 95 (Вb), красных лисиц 51 (bb). Определите частоты генотипов, частоты аллелей, сравните наблюдаемые соотношения с теоретическими. Разделим численность особей с каждым генотипом на общую численность и получим следующие частоты генотипов: ВВ: 40/186 = 0,215; Вb: 95/186 = 0,511; bb: 51/186 = 0,274. Определим частоты аллелей. Поскольку каждая особь имела два аллеля (одинаковых или разных), то общее число аллелей равно удвоенному числу особей в выборке: р(В) = (2ВВ + Вb)/2(ВВ + Вb + bb) = (2 х 40 + 95)/2(40 + 95 + 51) = 0,470. g = 1 - p = 0,530. Ожидаемое соотношение генотипов должно быть: ВВ = 0,4702 = 0,221; Вb = 2 х 0,470 х 0,530 = 0,498 и bb = 0,5302 = 0,281. Если мы умножим эти значения на число особей в выборке, мы получим, что при состоянии равновесия в популяции должны быть 0,221 х 186 = 41 черных, 0,498 х 186 = 93 сиводушек и 0,281 х 186 = 52 красных лисицы.

18 слайд

Описание слайда:

Закон Харди-Вайнберга Задача: На полуострове Нушагак в 1824 г. добыто чернобурых – 1 лисиц (ВВ), сиводушек – 7 (Вb), красных лисиц 121 (bb). Определите частоты генотипов, частоты аллелей, сравните наблюдаемые соотношения с теоретическими. Разделим численность особей с каждым генотипом на общую численность (129) и получим следующие частоты генотипов: ВВ: 1/129 = 0,0078; Вb: 7/129 = 0,054; bb: 121/129 = 0,938 . Определим частоты аллелей. Поскольку каждая особь имела два аллеля (одинаковых или разных), то общее число аллелей равно удвоенному числу особей в выборке: р(В) = (2ВВ + Вb)/2(ВВ + Вb + bb) = (2 х 1 + 7)/2(1 + 7 + 121) = 0,0349. g = 1- p = 0,9651. Ожидаемое соотношение генотипов должно быть: ВВ = 0,03492 = 0,0012; Вb = 2 х 0,0349 х 0,9651 = 0,0674 и bb = 0,96512 = 0,9314. Если мы умножим эти значения на число особей в выборке, мы получим, что при состоянии равновесия в популяции должны быть 0,0012 х 129 = 0,15 черных; 0,0674 х 129 = 9 сиводушек и 0,9314 х 129 = 120 красных лисицы.

19 слайд

Описание слайда:

Закон Харди-Вайнберга Задача: На острове Умнак в 1824 г. жили 40 чернобурых лисиц (ВВ), 95 сиводушек (Вb), 51 красная лисица (bb). Предположим, что в результате эпидемии погибли красные лисицы. Определите частоты генотипов и частоты аллелей в оставшихся лисиц в этом и следующем поколении лисиц. Разделим численность особей с каждым генотипом на общую численность и получим следующие частоты генотипов: ВВ: 40/135 = 0,2963; Вb: 95/135 = 0,7037. Определим частоты аллелей. Поскольку каждая особь имела два аллеля (одинаковых или разных), то общее число аллелей равно удвоенному числу особей в выборке: р(В) = (2ВВ + Вb)/2(ВВ + Вb) = (2 х 40 + 95)/2(40 + 95) = 0,648. g = 1 - p = 0,352. В следующем поколении соотношение генотипов должно быть: ВВ = 0,6482 = 0,42; Вb = 2 х 0,648 х 0,352 = 0,456; bb = 0,3522 = 0,124. Установится новое равновесное состояние популяции.

Показатели популяции:Генофонд – совокупность
генов популяции
Показатели
популяции:
численность;
плотность - численность популяции,
приходящаяся на единицу площади;
рождаемость;
смертность;
возрастная структура;
распределение в пространстве;
кривая роста и т.д..

популяционная генетика

СТЭ (синтетическая теория эволюции)=

Дарвинизм и СТЭ

Частоты аллелей

Закон Харди-Вайнберга

Частоты аллелей

Частоты генотипов

Задача

Решение

Поскольку,

Некоторые наследственные метаболические дефекты и частоты рецессивных гомозиготных и гетерозиготных генотипов

Гетерозиготных особей, нормальных по фенотипу, но обладающих рецессивным геном, который в гомозиготном состоянии может вызвать нарушение

Серповидноклеточная анемия

ФАКТОРЫ, ВЫЗЫВАЮЩИЕ ИЗМЕНЕНИЯ В ПОПУЛЯЦИЯХ

МУТАЦИОННЫЙ ПРОЦЕСС

НЕСЛУЧАЙНОЕ СКРЕЩИВАНИЕ (половой отбор)

ПОПУЛЯЦИОННЫЕ ВОЛНЫ

ДРЕЙФ ГЕНОВ

«Только весенние воды нахлынут, и без того они сотнями гинут…» Некрасов

Эффект основателя – другая причина дрейфа генов. При этом несколько особей (или даже одна, но беременная) заселяют новое место

Пример эффекта основателя у человека:

Частота аллеля В по системе групп крови АВ0 в популяциях людей

ИЗОЛЯЦИЯ

экологическая изоляция

Еще пример экологической изоляции: Сорняк большой погремок: возникли 2 расы по срокам цветения – до и после покоса. У рас цветки разного отт

Виды репродуктивной изоляции

Изоляция у человека

Таким образом, в ходе микроэволюции: