Популяция – структурная единица вида

 Урок биологии в 11 классе «Популяция – структурная единица вида»

Открытый урок по биологии в 11  классе эколого – химического профиля.

Учитель биологии Шабанов Р.Г. 

Тема: «Популяция – структурная единица вида».

Задачи:

-дать понятие о популяции как основной структурной единице вида;

-сравнить уровни организации жизни – популяционный и организменный, а затем системы -  популяцию и организм;

-ознакомить с рациональным использованием видов и сокращением их многообразия.

План.

1. Анализ практической работы «Морфологические особенности растений различных видов».

2. Повторение материала о виде и его критериях.

а) устная работа по вопросам;

б) индивидуальная работа по карточкам (для школьников с высоким уровнем учебной мотивации к  предмету и тем,  кто желает узнать больше)

2. Изучение нового материала.

а) популяция – структурная единица вида  (определение популяции);

б) сравнение уровней жизни:  популяционного и организменного;

в) охрана видов биологическое разнообразие.

3. Закрепление.

а) задание для класса: составить схему вида из структур;

б) решение теста:  «вид», «критерии вида», «популяция», охрана видов;

в) биологическая задача.

Изучение материала.

Население любого вида распределено в пространстве крайне неравномерно, группами. Например, двудомная крапива  в пределах своего ареала встречается во влажных тенистых местах с                                         плодородными почвами, образуя заросли в поймах рек, ручьев, вокруг озер, по  окраинам топей. Капустные белянки   видим там, где выращивается капуста – на огородах и полях.

Европейский крот – поселения, встречающиеся на лесных опушках и лугах в виде холмиков земли. Группы особей одного вида могут быть большими и маленькими, существовать длительно на протяжении столетий или всего в течение жизни 2 – 3 поколений.

В результате весеннего разлива рек образуются временные водоемы, лужи, куда могут попасть мальки рыб или отложить икру лягушки, развиться личинки стрекоз и комаров. Но эти группы обречены, так как  пересохнет водоем, и они погибнут.

Для эволюции важна судьба особей, которые длительно и устойчиво сохраняются на протяжении жизни многих поколений. Такие группы особей одного вида, длительно существующие в определенной части его ареала, называются популяциями.

Популяция –  (populatio – народ, население) это совокупность особей одного вида, обладающих генофондом и занимающих определенную территорию, существующая относительно изолирована от других популяций. Этот термин ввел В. Иогансен в 1903 году.

Генофонд – это совокупность всех генов всех особей данной популяции.

Почему популяция способна к длительному существованию? Это не хаотическое скопление особей, а устойчивое целостное образование – надорганизменная форма организации жизни.  Особи в популяции различаются по возрасту, полу, генотипу, но тесно связаны между собой. Особенно ярко эта связь просматривается у животных.

При этом некоторые связи обеспечивают существование отдельной особи: птицы и млекопитающие метят свои участки, охраняя свою территорию от сородичей.  Но многие связи направлены на воспроизводство популяции. Это связи между полами и возрастными группами.  Особи разного пола находят друг друга по запаху, звукам, вступают в брачные отношения, проявляют заботу о потомстве. Например, необходимость установления прочной связи с детенышем заставляет многих животных во время размножения покидать стадо (антилопы, зубры, северные олени), так в период отела самка  северного оленя вместе с детенышем выходит на край стада. Она кричит часа два, потом смолкает. Находясь в стаде, олененок уверенно отличит голос матери от голоса других оленух.

Чем определяется устойчивость популяции?

1.Устойчивая популяция включает все возрастные группы от новорожденных до стариков. В популяции, клонящейся к закату, слишком много старых особей.

2. Численность особей в популяции разная.  Например, популяция насекомых составляет  сотни тысяч особей, а популяция крупных млекопитающих - только несколько  сотен особей.

Вывод: численность особей в популяции постоянно колеблется. На нее влияют вспышки размножаемости саранчи, колорадский жук, патогенные микроорганизмы (пандемия гриппа). Популяция не сможет длительно существовать, если ее численность будет ниже некоторых пределов.

Почему популяцию считают единицей эволюции?

Особенности популяции:

1. Большое генотипическое сходство.

2. Случайное свободное скрещивание («перемешивание» особей осуществляется легче и чаще, чем между популяциями этого же вида) из-за территориальной обособленности друг от друга.

Пример: Одна дубрава от другой находится за несколько километров, а пыльца дуба разносится ветром на несколько сотен метров. Но  в сильные бури пыльца подхватывается ветром и может переноситься на большие расстояния и достигать соседних популяций.

Вопрос: Может ли обособленность популяции быть постоянной (исходя из этого примера)?

Вывод: Нет, обособленность популяции относительна.

Очень важно знать, на какое расстояние перемещаются особи в природе,  как далеко могут перенести свои гены и передать следующему поколению.

Работа по учебнику: страница 160, рисунок 53 (зоны контакта между ранее изолированными популяциями жулана).

а) К чему может привести  полная изоляция между популяциями одного вида? (Рпродуктивная изоляция, возникновение нового вида).

 б) Когда может произойти слияние популяций одного вида? (Разрушение преград и обильность размножения).

3. Изоляция (хотя и неабсолютная) или обособленность.

4. Могут возникать наследственные изменения у отдельных особей в популяции и в результате свободного скрещивания распространяются в популяции. Это приводит к генетической разнородности составляющих ее особей. Неоднородность особей в популяции создает условия для действия естественного отбора, выработке приспособлений к условиям обитания у видов в целом.

Вывод: эволюционный процесс происходит в недрах вида – в популяциях.

Структура вида будет неполной, если не сказать о подвидах. Ареал белки обыкновенной насчитывает 20 подвидов. Дальний Восток – у белки почти чёрная окраска шкурки; юг Западной Сибири – серая белка с серым хвостом; Европейская часть нашей страны – белка с рыжим хвостом.

Вывод: границы между подвидами не чёткие, особи встречающихся популяций способны скрещиваться между собой и оставлять плодовитое потомство.

Число подвидов зависит и от движения особей. Кочующие животные – песцы. Место обитания -  тундра Евразии (1 подвид), Командорские острова (о.Беринга и о. Медный) (2 подвида). Море вокруг не замерзает, где каждый подвид представлен единственной популяцией.

Подвид, как и популяция, представляет форму существования вида, обеспечивает его приспособленность к конкретным условиям среды. Это даёт возможность виду занимать большой ареал, несмотря на разнообразие условий в его пределах, поддерживать на некотором уровне численность, т.е. длительно устойчиво существовать.

Процветающие виды состоят из большого числа популяций и подвидов, а зарождающиеся или вымирающие виды представлены немногими или даже одной популяцией.

Реликтовые виды: пицундская сосна, кистепёрая рыба – латимерия, пресмыкающееся – гаттерия.

Итоговая беседа по вопросам.

1. Кто может эволюционировать - отдельная особь или популяция? (Популяция со своими признаками эволюционирует независимо от других популяций, организм не может эволюционировать, т.к. его генотип определён в момент оплодотворения).

2. В чем состоит практическое значение изучений популяций?

- при заготовке древесины очень важно знать скорость восстановления леса, чтобы правильно планировать интенсивность рубок;

- использование животных для получения ценного пищевого или пушного сырья;

- изучение других важно с медико – санитарной точки зрения.

Контроль знаний.

1. Конструирование схемы, поясняющей структуру вида.

2. Задача на практическое применение знаний по теме.

3. Тест – тренажер.