Populace jako forma existence druhu lekce. Populace jako forma existence druhu Wilhelm-Ludwig Johannsen dánský genetik
Shrnutí lekce
využívání informačních a komunikačních technologií (ICT)
Položka: Biologie, lekce učení nového tématu
Podrobit:„Populace jako forma existence druhu a jako zvláštní genetický systém. Populace je strukturální jednotka druhu"
Trvání: 1 lekce (45 min)
Třída: 10. třída
Technologie: PC, multimediální projektor, prezentace lekce, internetové zdroje.
Anotace: Lekce na téma „Populace jako forma existence druhu a jako zvláštní genetický systém.
Populace je strukturální jednotka druhu“ je součástí učiva biologie pro 10. ročník. Toto téma umožňuje studentům pochopit, co je to populace, její struktura a místo v biogeocenóze. Tyto znalosti pomohou v dalším poznání biologie.
V této lekci studenti prezentují své domácí úkoly pomocí prezentace, kterou si doma vytvořili a která poskytuje vizuální odpověď na položenou otázku. Žákům vysvětlím nové téma pomocí prezentace lekce, která demonstruje průběh lekce. K vysvětlení nového tématu používám internetové zdroje.. www- škola. sbírka. edu ru
, která zobrazuje modely, schémata, grafy, které umožňují studentům porozumět tématu.
Využití ICT pomáhá nejen porozumět biologickým procesům, ale také naučit žáky pracovat s počítačem, rychle vyhledávat potřebné informace, ověřovat si znalosti a vyvozovat závěry z vykonané práce.
Praktické provedení:
Lekci se snadno naučíte, když Elena Valerianovna učí lekci pomocí internetu. Hodina není nudná a zajímavá, naučíme se spoustu nových věcí. Práce s vizualizací a vyhledáváním umožňuje zapamatovat si probíraná témata.
Tatyana Khrustaleva, studentka 10. třídy
Rozvojové: rozvoj PC dovedností, logického myšlení, schopnosti zobecňovat látku a vyvozovat závěry.
Organizační moment
Postup lekce
Kontrola domácích úkolů
Pojmenujte kritéria typu
Chrustaleva Taťána (používá prezentaci k zodpovězení otázky s jasně ukázanými příklady)
Učení nového tématu
Téma dnešní lekce: „Populace jako forma existence druhu a jako zvláštní genetický systém. Populace je strukturální jednotka druhu“ (je použit prezentační snímek č. 1)
Dnes byste se měli naučit:
Co je to populace
Populace jako forma existence druhu
Populace jako součást biogeocenózy
Populace jako genetický systém
Typy populací.
(sklad №2)
Termín populace pochází z latinského slova „ populus" - "lidé", "obyvatelstvo".
Lidé v populaci jsou tedy jednotlivci – soubor jednotlivců.
Jednotlivci v populaci se liší pohlavím a věkem.
Toto sdružení interagujících jedinců nám umožňuje považovat populaci za zvláštní živý systém s vlastnostmi supraorganismu.
Pro společné soužití má velký význam sada zařízení, zajišťující mezi nimi kontakt nebo naopak zabraňující kolizím.
jednotlivá území nebo oblasti jsou charakteristické prakticky pro všechny druhy
Hustota – hustota jedinců na obsazeném území.
Výměna informací (dědičných, biochemických, aktivitních, signálních) tvoří integritu populace jako biosystému v prostoru a čase.
(snímek č. 3)
Závěr: (vytvořili studenti)
Populace jednotlivých druhů se mohou lišit
- velikostí obsazeného území v rámci druhové oblasti,
- o rozvoji zdrojů
- mírou genetické podobnosti.
Různorodost populací téhož druhu umožňuje zdůraznit adaptační schopnosti vlastností daného druhu, charakterizovat jeho strukturu, souvislosti a vztahy a jeho roli v přírodě.
Populace se tedy projevují jako forma existence druhu v biosféře.
2. Populace jako součást biogeocenózy
Součástí biogeocenóz jsou populace jako části druhů, nikoli druhy jako celek.
Populace jednoho druhu mohou být součástí několika biogeocenóz, což zajišťuje schopnost druhu existovat v různých životních podmínkách v jeho areálu.
Populace, která je součástí biogeocenózy, v ní plní určitou funkci:
slouží jako dodavatel energií
Populace tedy zaujímá určité místo ve společenství, aktivně se účastní koloběhu látek a toku energie a zaujímá jednu nebo druhou ekologickou niku v biogeocenóze.
(snímek č. 5)
3. Populace jako genetický systém.
Úhrn všech dědičných sklonů u jedince je genotyp a souhrn všech genotypů jedinců tvořících populaci se nazývá genofond.
Genofond charakterizuje genetický systém populace.
Populace žijící v různých geografických a environmentálních podmínkách jsou vystaveny různým vlivům abiotických a biotických faktorů prostředí. Rozdíly jsou zvláště zřetelné u druhů s širokým rozsahem. Čím více je populace izolovaná od ostatních, tím specifičtější je ve svých genetických vlastnostech.
Závěry (nakreslené studenty) Populace jsou tedy vnitrodruhové skupiny jedinců navzájem spřízněných původem (příbuzností) a dlouhodobě spoluobývajících určitý prostor. Genofond populace charakterizuje její genetickou integritu a odlišnosti od ostatních populací druhu.
Populace je elementární evoluční struktura, kde se vyskytují elementární evoluční jevy.
4. Populace – strukturální jednotka druhu
Slavný domácí ekolog, profesor Moskevské univerzity Nikolaj Pavlovič Naumov, v roce 1955 identifikoval 3 typy populací v populaci různých druhů:
geografické,
Ekologický,
Základní.
(Použitý internetový zdroj Žákům vysvětlím nové téma pomocí prezentace lekce, která demonstruje průběh lekce. K vysvětlení nového tématu používám internetové zdroje.. www- škola. sbírka. edu) modely, které ukazují prostorovou strukturu druhu, diagram prostorové struktury populace.
3. Konsolidace. Kontrola znalostí
Odpovězte na on-line dotazy na webu Žákům vysvětlím nové téma pomocí prezentace lekce, která demonstruje průběh lekce. K vysvětlení nového tématu používám internetové zdroje.. www- škola. sbírka. edu .
(Použitý internetový zdroj Žákům vysvětlím nové téma pomocí prezentace lekce, která demonstruje průběh lekce. K vysvětlení nového tématu používám internetové zdroje.. www- škola. sbírka. edu), kde jsou uvedeny charakteristiky populací.
4. Shrnutí
Známky se dávají za:
1. domácí úkol
2. kontrola znalostí
5. Domácí úkol
§ 25, analyzovat diagram, vyvodit závěry Žákům vysvětlím nové téma pomocí prezentace lekce, která demonstruje průběh lekce. K vysvětlení nového tématu používám internetové zdroje.. www- škola. sbírka. edu
Populace jako forma existence druhu
Wilhelm-Ludwig Johannsen
dánský genetik
V roce 1903 navrhl termín populace označovat „přirozenou směs jedinců stejného druhu, geneticky heterogenní“
Populace
Seskupení jedinců stejného druhu obývající určité území a vyznačující se společným morfobiologickým typem, specifičností genofondu a systémem stabilních funkčních vztahů s prostředím.
Složení populace
Složení zahrnuje jednotlivce, kteří se liší v: Semi (muž, žena)
Stáří
Interakce s okolím
Individuální
Samostatný organismus nebo živá bytost, jedinec;
Je diskrétní, nedělitelnou jednotkou života;
Biosystém
Interakce jedinců v populaci
Jednotlivci si průběžně vyměňují informace (dědičné, biochemické, činnostní...)
Zařízení, která zajišťují kontakt mezi jednotlivci nebo mu zabraňují.
Jednotlivá území
Zvukové signály
Pachové značky
Výhrůžné pózy
Populace s vysokou hustotou
Kolonie
Houštiny
Populace s významnou vzdáleností mezi jednotlivci
Rozmístění jedinců v prostoru zajišťuje: 1. Efektivní využívání zdrojů životního prostředí
2. Slouží jako základ pro udržení požadované úrovně vnitropopulačních kontaktů mezi jednotlivci
Semi (muž, žena)
Stáří
Interakce s okolím
Samostatný organismus nebo živá bytost, jedinec;
Je diskrétní, nedělitelnou jednotkou života;
Biosystém
Jednotlivci si průběžně vyměňují informace (dědičné, biochemické, činnostní...)
Zařízení, která zajišťují kontakt mezi jednotlivci nebo mu zabraňují.
Zvukové signály
Pachové značky
Výhrůžné pózy
Rozmístění jedinců v prostoru zajišťuje: 1. Efektivní využívání zdrojů životního prostředí
Populace jako forma existence druhu.
Populace je soubor jedinců stejného druhu, který existuje dlouhou dobu na určitém území (oblasti) a je oddělen od ostatních populací nějakou formou izolace. Populace je základní struktura druhu ve formě, ve které se druh vyskytuje v přírodě.
Populace je elementární evoluční struktura. Vlivem faktorů prostředí dochází v populaci neustále k dědičným změnám (mutacím). Jelikož se mutace přenášejí na potomky a v důsledku křížení se šíří populací a saturují ji, populace se stává heterogenní. V důsledku působení evolučních faktorů přežívají a zanechávají potomky ti jedinci, kteří získali dědičné změny užitečné v daných podmínkách prostředí. Tak se tvoří ekologické kritérium populace a druhu jako celku.
Hlavní charakteristiky populace jsou: hustota, velikost, porodnost, úmrtnost, věkové složení, rozložení na území a rychlost růstu.
Hustota populace je dána počtem jedinců na jednotku plochy nebo objemu. Území obsazené různými populacemi téhož druhu kolísá a závisí na stupni mobility jedinců. Každý druh je charakterizován určitou hustotou populace, jejíž odchylky v obou směrech negativně ovlivňují rychlost reprodukce a životní aktivitu jedinců.
Početnost je celkový počet jedinců na přiděleném území. Velikost nebo počet jedinců v populaci se u různých druhů liší a do značné míry závisí na stabilitě ekologické situace. Počet nemůže být pod určitými limity; snížení počtu nad tyto limity může vést k vyhynutí populace. Během sexuální reprodukce přeměňuje výměna genů populaci na relativně integrální genetický systém. Pokud chybí křížové oplodnění a převažuje vegetativní množení, jsou genetické vazby slabší a populace je systémem klonů nebo čistých linií sdílejících prostředí. Takové populace spojují především ekologické souvislosti.
Ve všech případech mají populace zákony, které jim umožňují využívat i omezené zdroje životního prostředí k zanechání potomků. Populace mnoha druhů mají vlastnosti, které jim umožňují regulovat jejich počet.
Udržování optimálního počtu za daných podmínek se nazývá populační homeostáza. Homeostatické schopnosti populací jsou různé a uskutečňují se prostřednictvím vztahů jedinců mezi sebou a s prostředím.
Plodnost je počet nových jedinců vzniklých reprodukcí za jednotku času. Plodnost je dána mnoha faktory, například biologickou polohou druhu. Nízká plodnost je typická pro ty druhy, které se o své potomky velmi starají. Plodnost závisí na rychlosti dospívání, počtu generací za rok a poměru mužů a žen v populaci. Plodnost v přírodě je do značné míry dána dostupností potravy, schopností uživit potomstvo a vlivem přírodních podmínek.
Úmrtnost je ukazatel, který odráží počet jedinců, kteří zemřeli v populaci za určité časové období. Může být velmi vysoká a mění se v závislosti na podmínkách prostředí, věku a stavu populace. U většiny druhů je úmrtnost v raném věku vždy vyšší než u dospělých. Faktory úmrtnosti jsou velmi různorodé. Může být způsobeno vlivem abiotických faktorů prostředí (nízké a vysoké teploty, srážky, kroupy, nadměrná nebo nedostatečná vlhkost), biotických faktorů (nedostatek potravy, infekční choroby), antropogenních faktorů (znečištění životního prostředí, ničení zvířat, stromů) .
Růst populace je rozdíl mezi mírou porodnosti a úmrtností, růst populace může být buď kladný, nebo záporný.
Míra růstu populace je průměrný růst populace za jednotku času.
Pro jeho existenci je důležité věkové složení. Populace za příznivých podmínek obsahuje všechny věkové skupiny a udržuje si víceméně stabilní věkové složení. V rychle rostoucích populacích převažují mladí jedinci, v klesající populaci se starší jedinci již nejsou schopni intenzivně rozmnožovat. Takové populace jsou neproduktivní a nejsou dostatečně stabilní.
Populace je charakterizována určitou organizací. Rozmístění jedinců po území, poměr skupin podle pohlaví, věku, morfologických, fyziologických, behaviorálních a genetických vlastností odráží strukturu populace. Vzniká na jedné straně na základě obecných biologických vlastností druhu a na druhé straně vlivem abiotických faktorů prostředí a populací jiných druhů. Struktura populace je tak svou povahou adaptivní. Různé populace stejného druhu mají podobné i charakteristické rysy, které charakterizují specifické podmínky prostředí v jejich stanovištích.
Obecně se na určitých územích vedle adaptačních schopností jednotlivých jedinců formují adaptační rysy skupinové adaptace populace jako nadindividuálního systému.
Regulace počtu obyvatel v biocenózách
Moderní teorie populační dynamiky považuje kolísání velikosti populace za autoregulační proces. Existují dva zásadně odlišné aspekty populační dynamiky: modifikace a regulace.
Jakákoli populace organismů za specifických podmínek je charakterizována určitou průměrnou úrovní početnosti, kolem níž dochází k výkyvům. Odchylky od této průměrné úrovně mají různá rozmezí, ale normálně se po každé odchylce velikost populace začne měnit s opačným znaménkem.
Modifikace jsou náhodné odchylky v počtech vyplývající z působení široké škály faktorů nesouvisejících s hustotou obyvatelstva.
Regulace je návrat populace po odchylce do původního stavu, ke kterému dochází vlivem zcela jiných faktorů, jejichž síla a působení jsou dány hustotou osídlení.
Modifikující faktory, způsobující změny v počtu obyvatel, samy o sobě těmito změnami ovlivněny nejsou. Jejich působení je tak jednostranné. Mezi faktory, které ovlivňují počty obyvatel, patří všechny abiotické vlivy na samotné organismy, kvalitu a množství jejich potravy, aktivitu nepřátel atd. Příznivé povětrnostní podmínky mohou způsobit masivní rozmnožování druhu a přelidnění území, které zaujímá. Negativní vliv modifikujících faktorů naopak snižuje velikost populace, někdy až úplně vymizí.
Regulační faktory nemění pouze velikost populace, ale vyhlazují její výkyvy vedoucí po další odchylce od optima k předchozí úrovni. Efekt jejich vlivu je totiž tím silnější, čím vyšší je hustota osídlení.
Mezidruhové a vnitrodruhové vztahy organismů působí jako regulační síly. Různé typy těchto vztahů určují rychlost reakcí na změny v počtu obyvatel.
Omezení případných populačních výkyvů má velký význam nejen pro jejich vlastní prosperitu, ale i pro udržitelnou existenci komunit. Úspěšné soužití organismů různých druhů je možné pouze s jejich určitými kvantitativními poměry. Proto přírodní výběr zafixoval celou řadu překážek katastrofického nárůstu počtu populací, regulačních mechanismů je mnoho.
Dynamika počtu populací v přirozeném prostředí je automaticky regulovaný proces, jehož stabilizační mechanismy byly vyvinuty dlouhou historií společného vývoje druhů.
Rozsah i průběh kolísání počtu jakýchkoliv druhů v přirozených společenstvech jsou tedy historicky určovány přírodním výběrem v závislosti na vlastnostech biologie, povaze vnitrodruhových vztahů a mezidruhových vztazích, na které je druh v určitých podmínkách prostředí adaptován. .
Pro každý biologický druh existuje optimum faktorů prostředí, které se vyznačuje největší mírou příznivosti pro existenci druhu.
Maximální míra příznivého vlivu faktorů na organismus odpovídá mírnému tempu vývoje organismů s minimálním energetickým výdejem a nejnižší úmrtností a také nejdelší době existence dospělých jedinců a jejich vysoké plodnosti.
Téma lekce: „Populace jako forma existence druhu a jako zvláštní genetický systém. Populace je strukturální jednotka druhu"
Pojmy Obyvatelstvo - asi t lat. slova „populus“ - lidé, populace. Obyvatelstvo - lat. slova „populus“ - lidé, populace. Jedinec je samostatný organismus, neboli živá bytost, jedinec. Jedinec je samostatný organismus, neboli živá bytost, jedinec. Interakce jedinců na určitém území nám umožňuje považovat populaci za zvláštní živý systém - biosystém s vlastnostmi skupinové nebo nadorganizmové povahy Vzájemné působení jedinců na určitém území nám umožňuje považovat populaci za zvláštní živý systém - biosystém s vlastnosti skupinové nebo supraorganizmové povahy.
Každý druh je charakterizován individuálním životním prostorem Každý druh je charakterizován individuálním životním prostorem Hustota umístění, tedy populační hustota populace na obsazeném území, závisí na velikosti životního prostoru. Hustota umístění, tedy hustota zalidnění obyvatel obsazeného území, závisí na velikosti obytného prostoru.
Populace jako součást biogeocenózy Do složení biogeocenóz jsou zahrnuty populace jako části druhů, nikoli druhy jako celek. Do složení biogeocenóz jsou zahrnuty populace jako části druhů, nikoli druhy jako celek. Populace, která je součástí biogeocenózy, v ní plní určitou funkci Tím, že je součástí biogeocenózy, populace v ní plní určitou funkci: 1. slouží jako dodavatel energie 1. slouží jako dodavatel energie 2. sama energii spotřebovává. . Spotřebovává sama energii Zaujímá určité místo, účastní se koloběhu látek a toku energie, zaujímá určitou ekologickou niku Zaujímá určité místo, účastní se koloběhu látek a toku energie, zaujímá určitou ekologickou niku.
Zapamatujte si z učebnice „Rostliny. Bakterie. Houby a lišejníky“, jaké podmínky prostředí ovlivňují organismy. Uveďte příklady takového vlivu, o kterém víte. Jaký je jeho význam?
Druhy organismů existují v přírodě v podobě jednotlivých populací. Každý z nich je charakterizován určitými ukazateli a má také dobře definovanou strukturu jednotlivců.
Základní populační ukazatele. Početnost je celkový počet jedinců na daném území. Populace je schopna samoregulace svého počtu. Maximální možná velikost populace je dána zdroji prostředí - potravou, územím pro chov, úkryty atd.
Plodnost je počet nových jedinců objevujících se v populaci za jednotku času a v důsledku reprodukce. Velikost porodnosti je dána poměrem pohlaví, věkovými skupinami v populaci, ale i četností reprodukce a plodností jednotlivých jedinců.
Úmrtnost je počet jedinců, kteří zemřeli v populaci za určitou jednotku času. Úmrtnost závisí na povětrnostních a klimatických podmínkách, působení predátorů, vlivu chorob a dalších nepříznivých podmínkách prostředí.
Populační růst je rozdíl mezi porodností a úmrtností. Může být pozitivní (velikost populace se zvyšuje) a negativní (velikost populace se snižuje). Například mšice žijící na zelených výhoncích různých rostlin dokážou za jedno léto vyprodukovat 15 generací, což stokrát zvětší velikost jejich populací (obr. 137). S nástupem chladného počasí se počet mšic v populaci prudce snižuje, protože dospělý hmyz hyne a zimu přežijí pouze jejich snůšky vajíček.
Rýže. 137. Populace mšic na výhoncích rostlin
Strukturální organizace obyvatelstva. V každé populaci existují jedinci, kteří se liší pohlavím a věkem. To určuje jejich pohlaví a věkovou strukturu.
Pohlavní struktura je poměr jedinců v populaci podle pohlaví. Ve většině populací je to při narození 1:1. V důsledku úmrtí jedinců jednoho nebo druhého pohlaví se však tento podíl může změnit. Například v populaci kachny divoké po přezimování se počet samic sníží o 20 %.
Věková struktura - poměr jedinců v populaci podle věku. Přítomnost jedinců různého věku v populaci zvyšuje její adaptační schopnosti. Poměr věkových skupin v populaci určuje její schopnost zvyšovat nebo snižovat počet. Nárůst počtu mladých jedinců v asijské populaci saranče v důsledku teplé zimy tedy vede k rychlému nárůstu počtu a nutnosti použití přípravků na ochranu rostlin proti tomuto nebezpečnému škůdci (obr. 138).
Rýže. 138. Populace asijských sarančat se na jaře skládá převážně z mladých jedinců
Struktura chování je systém vztahů mezi jednotlivci populace. Tato struktura je typická pouze pro populace zvířat. Samotářským způsobem života jsou jedinci populace izolovaní a na sobě nezávislí (obr. 139). Zvířata však nemohou žít osaměle po celou dobu, protože v tomto případě je pro samce obtížné setkat se se samicemi a rozmnožovat se.
Rýže. 139. Liška je zvíře, které vede samotářský způsob života
Některá zvířata, např. vlci, se spojují, aby spolu žili ve smečkách (obr. 140). Ve smečkách jsou napodobovací reakce vysoce rozvinuté a je zde přísný řád. Veškeré jednání členů smečky je koordinováno zvukovou, vizuální nebo chemickou signalizací. V období rozmnožování se hejno obvykle rozpadá na samostatné páry, které rodí a vychovávají potomky.
Rýže. 140. Smečka vlků si poradí i s docela velkou kořistí
V rodinách se upevňují vazby a vztahy mezi rodiči a potomky. Tento způsob života je typický například pro africké lvy. Lví rodina (pride) se skládá z dospělého samce, několika samic a jejich mláďat. Dospělí členové pýchy společně loví, chrání a vychovávají potomstvo (obr. 141).
Rýže. 141. Pýcha lvů na lovu
Delší a trvalejší sdružení zvířat než smečka nebo rodina se nazývá stádo. Stáda mají většinou vůdce, který se stává nejsilnějším jedincem. Vůdce se ujímá všech činností stáda a udržuje přísnou hierarchii jeho členů pomocí speciálních signálů, hrozeb nebo přímého útoku. V takových stádech mají všichni jedinci určitou hodnost – od nejvyšší po nejnižší, která určuje např. přednostní právo konzumovat potravu, přibližovat se k napajedlům a poskytovat ochranu před nepřáteli (obr. 142).
Rns. 142. V nebezpečí tvoří stádo pižmoňů ochranný kruh silných samců kolem slabších samic s mláďaty
Regulace velikosti populace. Růst populace brzdí různé podmínky prostředí: počasí a klima, nedostatek potravy, působení predátorů, vliv nemocí atd. V deštivém létu se tedy počet hmyzu znatelně snižuje, což vede k smrt značného počtu kuřat u hmyzožravých ptáků. Kruté zimy s vysokou sněhovou pokrývkou způsobují úhyn savců kopytníků, jako jsou jeleni, kteří se živí na zemi.
Rýže. 143. Můra borová
Nejčastěji se velikost populace rok od roku pohybuje kolem průměrné úrovně. Přitom v letech příznivých pro život populace může její počet prudce narůst. Dochází k takzvanému rozmnožování. A pak začnou fungovat podmínky prostředí, které vrátí velikost populace na původní průměrnou úroveň.
Rýže. 144. Harmonogram regulace počtu můr borových v sibiřské tajze
Mnohočetnost mechanismů pro regulaci počtu obyvatel vede k tomu, že ke katastrofálnímu růstu populace, podkopávání přírodních zdrojů a úhynu populace v přírodě dochází jen zřídka.
Cvičení na základě probrané látky
- Co ukazují čísla, porodnost, úmrtnost a populační růst?
- Popište pohlaví, věk a strukturu chování populací v přírodě.
- Jaké jsou výhody životního stylu rodiny, hejna a stáda ve srovnání se samotářským stylem? Uveďte příklady zvířat, která vedou samotářský, rodinný, školní a společenský způsob života.
- Jak je v přírodě regulována velikost populace?
- Proč je v přírodě extrémně vzácné, aby populace toho či onoho typu organismu umírala? Co tomu brání?