Keseimbangan genetik dalam populasi dan gangguannya. Keseimbangan genetik dalam populasi dan gangguannya - Knowledge Hypermarket

Pertanyaan 1. Perubahan apa dalam kumpulan gen yang memungkinkan kita untuk menyimpulkan tentang perubahan evolusioner yang terjadi dalam populasi?

Perubahan evolusioner yang terjadi dalam suatu populasi dapat dinilai dari perubahan struktur eksternal organisme, karakteristik perilaku dan gaya hidup mereka, dan, pada akhirnya, dengan adaptasi populasi yang lebih baik terhadap kondisi lingkungan tertentu. Perubahan yang sedang berlangsung adalah hasil dari peningkatan frekuensi beberapa gen dalam kumpulan gen dan penurunan frekuensi yang lain.

Pertanyaan 2. Apa itu keseimbangan genetik? Dalam kondisi apa itu mungkin?

Kesetimbangan genetik - keadaan kumpulan gen suatu populasi, di mana ada keteguhan frekuensi alel dari berbagai gen. Itu hanya mungkin dalam kondisi tekanan seleksi alam yang lemah, ketika populasi hidup dalam isolasi.

Pertanyaan 3. Faktor apa yang menyebabkan ketidakseimbangan genetik dalam kondisi di mana seleksi alam tidak bekerja?

Selain seleksi alam, faktor-faktor berikut menyebabkan pelanggaran keseimbangan genetik dalam populasi:

1) pemilihan pasangan non-acak selama kawin, karakteristik beberapa hewan;

2) hilangnya beberapa spesies langka, misalnya, karena kematian pembawanya (semakin kecil populasinya, semakin besar pengaruh faktor acak pada kumpulan gennya);

3) pembagian populasi menjadi dua bagian yang tidak sama oleh beberapa hambatan alami atau buatan yang tidak terduga;

4) pemindahan oleh penduduk dari setiap bencana yang menyebabkan kematian sebagian besar darinya.

(!LANG:Esai Populer

KESEIMBANGAN GENETIK
PENDUDUK DAN GANGGUANNYA

tugas: untuk memperkenalkan siswa dengan konsep keseimbangan genetik dalam populasi, untuk mengidentifikasi penyebab pelanggarannya.

Elemen konten: genetika populasi, keseimbangan genetik.

Jenis pelajaran: digabungkan.

Peralatan: tabel "Keseimbangan genetik dalam populasi".

Selama kelas

SAYA. Mengatur waktu.

II. Mengecek pengetahuan siswa.

Dikte biologis.

1. Siapa yang pertama kali mencoba mengembangkan teori evolusi?

2. Seleksi, di mana fitur-fitur yang berguna bagi seseorang dipilih.

3. Sifat-sifat organisme untuk memperoleh ciri-ciri baru.

4. Apa yang berkembang menurut teori Bab Darwin.

5. Jenis variabilitas, yang merupakan dasar dari proses evolusi.

6. Jumlah semua genotipe yang ada dalam populasi.

7. Ilmuwan Inggris yang meletakkan dasar-dasar teori evolusi modern.

8. Kekuatan pendorong evolusi.

9. Bab Darwin menempatkan tiga faktor sebagai dasar untuk menjelaskan penyebab evolusi: seleksi alam, variabilitas organisme dan ...

10. Faktor-faktor yang bertanggung jawab atas variabilitas genotipe.

1) J.-B. Lamarck;

2) buatan;

3) variabilitas;

4) spesies dan populasi;

5) turun temurun;

6) kumpulan gen;

7) C.Darwin;

8) seleksi alam;

9) perjuangan untuk eksistensi;

10) mutasi, rekombinasi gen.

AKU AKU AKU. Mempelajari materi baru.

Munculnya genetika populasi membantu mengungkap pola yang mengatur perubahan dalam kumpulan gen suatu populasi. Ditemukan bahwa dalam banyak populasi terdapat kekonstanan frekuensi alel dari berbagai gen, yaitu keseimbangan genetik.

populasi adalah unit dasar evolusi. Populasi adalah sekelompok individu sejenis yang secara bebas saling kawin dan menghuni suatu daerah tertentu, relatif terisolasi dari kelompok individu lain yang sejenis.

Dalam beberapa kasus, keseimbangan genetik dalam suatu populasi dapat terganggu, yang mengarah pada perubahan populasi secara keseluruhan.

Penyebab ketidakseimbangan genetik.

1. Pilihan pasangan yang tidak standar saat menyeberang.

2. Kematian individu (kehilangan gen yang bertanggung jawab atas
tanda).

3. Isolasi buatan dan alami dari sebagian populasi (pembuatan waduk, kebakaran, dll.).

4. Bencana: ketika sebagian besar individu mati, tetap ada unit yang menentukan kumpulan gen populasi baru.

5. Sebagai hasil seleksi alam, beberapa tanda disingkirkan dan tanda-tanda lainnya diperbaiki.

6. Saat mengembangkan wilayah baru, tanda-tanda baru muncul yang menentukan kumpulan gen baru.

Alasan: 1-4 - sifat perubahan yang tidak terarah;

Ingat!

Perubahan evolusioner dalam populasi selalu disertai dengan perubahan terarah dalam kumpulan gen yang terjadi di bawah pengaruh seleksi alam. Ini memastikan perbedaan antara populasi dari spesies yang sama, yang kemudian mengarah pada transformasi mereka menjadi spesies baru.

IV. Konsolidasi materi yang dipelajari.

Percakapan di:

1. Apa itu keseimbangan genetik? Dalam kondisi apa itu mungkin?

2. Faktor apa saja yang menjadi penyebab ketidakseimbangan genetik?

3. Apa peran seleksi alam dalam mengubah kumpulan gen suatu populasi?

Pekerjaan rumah: 7.3.

GENE POOL - jumlah semua genotipe yang ada dalam suatu populasi. Pola perubahan dalam kumpulan gen suatu populasi: keteguhan frekuensi alel dari berbagai gen

Hukum Hardy-Weinberg Frekuensi gen (genotipe) dalam suatu populasi bernilai konstan dan tidak berubah dari generasi ke generasi. Keseimbangan frekuensi gen: p pq + q 2 \u003d 1, di mana p 2 adalah frekuensi homozigot dominan (AA); 2 pq - frekuensi heterozigot (Aa); q 2 - frekuensi homozigot resesif (a).

Tugas biologis untuk memperbaiki hukum a) b) Pada populasi katak danau, muncul keturunan katak berbintik hitam (sifat dominan) dan 320 katak berbintik terang. Tentukan a) frekuensi kemunculan gen bercak dominan dan resesif b) jumlah heterozigot di antara katak berbintik hitam = total 2000 individu dalam populasi. - frekuensi terjadinya homozigot untuk resesif. p \u003d 1 - q \u003d 1 - 0,4 \u003d 0,6 - frekuensi kemunculan homozigot untuk yang dominan. 2 pq \u003d 2 x 0,6 x 0,4 \u003d 0,48 \u003d 48% dari 1680 akan menjadi heterozigot. frekuensi heterozigot p pq + q 2 \u003d 1 \u003d 2000

Penyebab pelanggaran keseimbangan genetik 3. Ketika suatu populasi terpecah menjadi dua bagian yang tidak sama oleh hambatan yang tidak dapat diatasi (Jika jumlah individu dari salah satu populasi kecil, komposisinya mungkin berbeda dari yang sebelumnya. Alel langka dapat menjadi umum dan dan sebaliknya).

Memecahkan masalah pada hukum Hardy-Weinberg 1. Albinisme dalam gandum hitam diwarisi sebagai sifat resesif autosomal. Pada pemeriksaan sebidang tanaman, ditemukan 210 albinisme. Tentukan frekuensi gen albinisme dalam gandum hitam. Diketahui: a - albinisme A - norma Alb 210 norma 8400 Frekuensi q(a) - ? = (p + q) 2 = p pq + q 2 = 1 atau = 5% (0,05 x 100%) q2q2 = q == = = 0,05 atau 5%

Memecahkan masalah pada hukum Hardy-Weinberg 2. Rubah ditembak di salah satu pulau. Dari jumlah tersebut, 9991 berwarna merah dan 9 berwarna putih. Warna merah mendominasi warna putih. Tentukan persentase rubah merah homozigot, merah heterozigot dan putih. Diketahui: A - merah dan - putih q 2, 2pq, p 2 -? (p + q) 2 = p pq + q 2 = 1 p = 1 - 0,03 = 0,97 q2q2 = q = = = 0,03 = 0,0009 = 0,09% p 2 = 0,97 2 \u003d 0,9409 \u003d 94% 2 pq \u003d 2 x 0,97 x 0,03 \u003d 0,0582 \u003d 5,8% Jawaban: a - 0,03%; Aa - 5,8%; AA - 94%

Memecahkan masalah pada hukum Hardy-Weinberg 3. Albinisme diturunkan sebagai sifat autosom resesif. Penyakit terjadi dengan frekuensi 1: Hitung persentase heterozigot dalam populasi. Diketahui: a – albinisme A – norma Alb 1 norma Frekuensi 2 q - ? = (p + q) 2 = p pq + q 2 = 1 p = 1 - 0,0071 = 0,9924 q2q2 = q = = 0,0071 Jawaban: jumlah heterozigot dalam populasi - 1,4% = 2 pq = 2 x 0,0071 x 0,9924 = 0,014 = 1,4%

Memecahkan masalah pada hukum Hardy-Weinberg 4. Alkaptonuria diturunkan sebagai sifat resesif autosomal. Penyakit ini terjadi dengan frekuensi 1:1000. Hitunglah jumlah heterozigot dalam populasi tersebut. Diketahui: A - normal a - alkaptonuria Alc 1 normal Frekuensi 2 q - ? = (p + q) 2 = p pq + q 2 = 1 p = 1 - 0,01 = 0,99 q2q2 = q = = 0,01 Jawaban: jumlah heterozigot dalam populasi - 1,9% = 2 pq = 2 x 0,01 x 0,99 = 0,0198 = 1,9%

Memecahkan masalah pada hukum Hardy-Weinberg 5. Dislokasi pinggul bawaan diwariskan sebagai dominan dengan penetrasi rata-rata 25%. Penyakit ini terjadi dengan frekuensi 6: Tentukan jumlah individu homozigot untuk gen resesif. (p + q) 2 \u003d p pq + q 2 \u003d 1 Diberikan: A - dislokasi a - norma A 6 a Penetrasi 25% q 2 -? \u003d p pq \u003d Jawaban: jumlah homozigot a - 9976 individu \u003d q 2 \u003d \u003d 9976 penetrasi adalah 25% atau , maka pembawa gen akan menjadi 4 kali lebih banyak, oleh karena itu рq =

Memecahkan masalah pada hukum Hardy-Weinberg 6. Asam urat terjadi pada 2% orang dan disebabkan oleh gen dominan autosomal. Pada wanita, asam urat tidak muncul; pada pria, penetrasinya adalah 20%. Tentukan struktur genotipe populasi menurut sifat yang dianalisis. (p + q) 2 = p pq + q 2 = 1 Diketahui: A - asam urat a - norma Penetrasi - 2%: - tidak - 20% Genet. struktur populasi? 2% sakit, tetapi hanya, dan ada 5 kali lebih banyak pembawa gen di antara mereka, karena penetrasi 20% (100% : 20% = 5) (p + q) 2 = p pq + q 2 = 1 10% pembawa gen penyakit, 10% + 10% yang membawa gen tetapi tidak sakit 20% pembawa gen asam urat

Memecahkan masalah pada hukum Hardy-Weinberg 7. Struktur populasi menurut sistem darah MN dalam % di antara: Populasi CIS Orang Eropa Orang Papua MM - ,1 MN - ,6 NN - Menentukan frekuensi gen L N dan L M pada populasi yang ditunjukkan.

kumpulan gen

Untuk memahami apa yang dipertaruhkan, Anda perlu mengetahui definisinya.

Gen pool adalah totalitas genotipe dari semua individu dalam suatu populasi.

Populasi adalah sekelompok organisme berspesies tunggal yang menempati area tertentu dari wilayah dalam jangkauan, saling kawin secara bebas di antara mereka sendiri dan sebagian atau seluruhnya terisolasi dari populasi lain. mutasi kumpulan gen populasi

Proses mutasi adalah sumber variabilitas herediter.

Keseimbangan genetik dalam populasi

Frekuensi kemunculan berbagai alel dalam suatu populasi ditentukan oleh frekuensi mutasi, tekanan seleksi, dan kadang-kadang oleh pertukaran informasi herediter dengan populasi lain sebagai akibat dari migrasi individu. Dengan kondisi yang relatif konstan dan ukuran populasi yang tinggi, semua proses ini mengarah pada keadaan ekuilibrium relatif. Akibatnya, kumpulan gen populasi tersebut menjadi seimbang; keseimbangan genetik terbentuk di dalamnya, atau keteguhan frekuensi kemunculan berbagai alel.

Penyebab ketidakseimbangan genetik

Contoh yang diberikan sebelumnya dengan tindakan insektisida menunjukkan bahwa tindakan seleksi alam mengarah pada perubahan terarah dalam kumpulan gen suatu populasi - peningkatan frekuensi gen "berguna". Perubahan mikroevolusi sedang terjadi. Namun, perubahan dalam kumpulan gen juga bisa bersifat acak dan tidak terarah. Paling sering mereka dikaitkan dengan fluktuasi jumlah populasi alami atau dengan isolasi spasial bagian dari organisme dari populasi tertentu.

Perubahan dalam kumpulan gen dapat diarahkan dan tidak diarahkan, perubahan acak dapat terjadi karena berbagai alasan. Salah satu alasan signifikan yang menyebabkan perubahan frekuensi alel dan genotipe dalam populasi adalah aliran gen, atau migrasi individu (biji, spora, serbuk sari). Semakin tinggi intensitas migrasi dan semakin besar perbedaan frekuensi alel, semakin besar dampaknya terhadap keseimbangan populasi dan frekuensi genotip. Jarang, populasi adalah sistem yang benar-benar tertutup. Biasanya di antara mereka terjadi pertukaran gen, yang besarnya tergantung pada kedekatan spasial dan faktor lainnya.

Berhentinya aliran gen dari satu populasi ke populasi lainnya dapat merupakan hasil dari berbagai peristiwa dan memiliki konsekuensi evolusi yang berbeda. Dalam kasus seperti itu, ada mekanisme pemolesan yang terkait dengan pembatasan tajam atau penghentian total persilangan dengan perwakilan dari populasi dan spesies yang berbeda.

Contoh penghalang isolasi adalah isolasi, diturunkan dengan perubahan lanskap: pembentukan penghalang dalam bentuk sungai, pegunungan, hutan, dll. Akibatnya, kawin silang bebas individu darat sulit karena hambatan air, dan individu yang hidup di air - karena hambatan tanah. Dataran tinggi mengisolasi daerah datar, sedangkan dataran mengisolasi populasi pegunungan.

Fluktuasi tajam dalam populasi, apa pun penyebabnya, mengubah frekuensi alel dalam kumpulan gen populasi. Ketika kondisi yang tidak menguntungkan tercipta dan populasi berkurang karena kematian individu, beberapa gen, terutama yang langka, mungkin hilang. Secara umum, semakin kecil populasi, semakin tinggi kemungkinan kehilangan gen langka, semakin besar dampaknya pada komposisi; faktor acak kumpulan gen. Fluktuasi periodik dalam jumlah adalah karakteristik dari hampir semua organisme. Fluktuasi ini mengubah frekuensi gen dalam populasi yang saling menggantikan.

Contohnya adalah beberapa serangga; hanya sejumlah kecil dari mereka yang bertahan hidup di musim dingin. Fraksi kecil ini memunculkan populasi musim panas baru, kumpulan gennya seringkali berbeda dari kumpulan gen populasi yang ada setahun yang lalu.

Acak, perubahan non-arah dalam frekuensi alel dalam populasi kecil N.P. Dubinin dan D.D. Romashov disebut proses genetik-otomatis. Terlepas dari mereka, orang Amerika S. Wright dan orang Inggris R. Fisher menyebut fenomena ini penyimpangan genetik.

Apakah ketentuan utama dari ajaran Ch. Darwin?

1. Organisme dapat berubah. Tidak mungkin menemukan dua kelinci, serigala, kadal atau hewan atau tumbuhan lain yang benar-benar identik dari spesies yang sama.

2. Perbedaan antara organisme, setidaknya sebagian, diwariskan.

3. Secara teoritis, di bawah kondisi yang menguntungkan, organisme apa pun dapat berkembang biak sedemikian rupa sehingga mereka dapat memenuhi Bumi, tetapi ini tidak terjadi, karena banyak individu mati tanpa memiliki waktu untuk menghasilkan keturunan.

4. Organisme yang memiliki sifat menguntungkan lebih mungkin untuk bertahan hidup daripada yang lain. Orang yang selamat mewariskan sifat-sifat ini kepada keturunannya. Akibatnya, sifat-sifat ini tetap dalam serangkaian generasi berikutnya.

Bukti untuk teori Darwin

Pada fakta apa Darwin mendasarkan bukti untuk teorinya?

Fakta-fakta yang menjadi dasar bukti Darwin untuk teorinya adalah:

1) tumbuhan dan hewan pulau sangat berbeda dari spesies yang berkerabat dekat di benua itu;

2) spesies terkait di pulau yang berbeda berbeda dalam penampilan, ukuran tubuh, dan kebiasaan hidup dengan latar belakang kondisi habitat yang beragam;

3) sisa-sisa fosil sloth raksasa dan armadillo ditemukan, jauh lebih besar dari kerabat mereka, masih menghuni Amerika Tengah dan Selatan;

4) pelestarian marsupial dan ovipar tepatnya di Australia, di mana mereka menemukan diri mereka dalam isolasi, dan mati di tempat lain di dunia;

5) perbedaan antara ras yang berbeda dari spesies hewan peliharaan yang sama, yang kadang-kadang bahkan lebih signifikan daripada antara spesies hewan liar yang berbeda;

6) setiap organisme mampu menghasilkan lebih banyak keturunan daripada yang dapat bertahan hidup, dan hanya sejumlah kecil dari mereka yang bertahan dan meninggalkan keturunannya.

Perjuangan untuk eksistensi

Fakta apa yang memungkinkan kita berbicara tentang perjuangan untuk eksistensi? Bagaimana perjuangan ini memanifestasikan dirinya di alam?

Organisme hidup cenderung berkembang biak secara eksponensial dan secara teoritis organisme apa pun dapat mengisi Bumi dengan sangat cepat.

Faktanya, ini tidak pernah terjadi, karena sumber daya kehidupan terbatas dan hanya dimiliki oleh segelintir orang - mereka yang dapat memenangkan perjuangan untuk hidup, atau perjuangan untuk eksistensi.

Perjuangan intraspesifik untuk eksistensi dimanifestasikan dalam spesies yang berbeda, terutama dalam persaingan untuk sumber makanan dan pasangan seksual. Sebagai aturan, tabrakan langsung individu dicegah dengan berbagai adaptasi, di antaranya tanda yang menunjukkan area individu harus dibedakan: nyanyian burung penyanyi, keluarnya sekret yang berbau, dll. Pelanggaran batas area individu sering kali disertai dengan perkelahian. Kurang umum adalah interaksi langsung, seperti kanibalisme.

Variabilitas

Apa yang dimaksud dengan variabilitas pada organisme?

Variabilitas adalah properti organisme untuk memperoleh fitur baru yang membedakan mereka dari organisme lain dari spesies yang sama. Variabilitas mempengaruhi semua sifat organisme: fitur struktural, warna, fisiologi, fitur perilaku, dll.

Bentuk variabilitas

Apa jenis variabilitas yang Anda ketahui?

Ada dua bentuk utama variabilitas - non-herediter dan herediter (genetik).

Variabilitas keturunan populasi

Apa yang dimaksud dengan variasi genetik populasi? Mengapa kumpulan gen suatu populasi berubah seiring waktu?

Variabilitas herediter suatu populasi adalah sifat terpenting dari sistem supraorganisme ini, yang terletak pada kenyataan bahwa populasi secara keseluruhan mampu memperoleh sifat-sifat yang membedakannya dari populasi lain dari spesies yang sama.

Kumpulan gen adalah jumlah semua genotipe yang ada dalam suatu populasi. Ini adalah indikator paling penting dari komposisi genetik seluruh populasi. Kumpulan gen suatu populasi berubah dari waktu ke waktu karena variabilitas genotipe dan sebagai akibat dari seleksi alam.

Perubahan adaptif dalam kumpulan gen

Fakta apa yang dapat menjadi bukti sifat adaptif (adaptif) dari perubahan dalam kumpulan gen?

Salah satu contoh yang membuktikan sifat adaptif dari perubahan dalam kumpulan gen suatu populasi adalah apa yang disebut mekanisme industri pada ngengat birch.

Warna sayap kupu-kupu ini meniru warna kulit pohon birch, tempat kupu-kupu kehitaman ini menghabiskan siang hari.

Dalam populasi yang tinggal di kawasan industri, seiring waktu, kupu-kupu gelap yang sebelumnya sangat langka mulai mendominasi, sedangkan yang putih, sebaliknya, menjadi langka. Dalam kumpulan gen populasi ini, frekuensi alel yang menentukan warna pelindung yang sesuai telah berubah.

Perubahan evolusioner dalam kumpulan gen

Perubahan apa dalam kumpulan gen yang memungkinkan kita menarik kesimpulan tentang perubahan evolusioner yang terjadi dalam populasi?