Генетические основы эволюционной теории

Усвоение учащимися знаний цитологии, молекулярной биологии, генетики позволяет глубже рассмотреть основные положения дарвинизма о факторах эволюции, микроэволюцию. Проверку знаний учитель проводит в ходе изучения нового материала. На уроке он использует методы беседы, работы с учебником. Учитель начинает беседу с восстановления знаний движущих сил и единицы эволюции. Учащиеся называют наследственную изменчивость, борьбу за существование, естественный отбор, популяцию как единицу эволюции.

На уроке предстоит с генетических позиций рассмотреть действие каждого фактора эволюции, изменение популяции, микроэволюцию. Вначале учитель выясняет генетические основы наследственности. Школьники называют законы наследования, раскрывают их цитогенетические основы, затем вспоминают формы изменчивости, объясняют их зависимость от изменения генотипа и среды. Отсюда логичен переход к рассмотрению генетических процессов в популяции, закономерностей изменения ее генного состава. Учитель предлагает определить генный состав популяции в ряду поколений, если допустить, что в ней происходит свободное скрещивание особей с генотипами ААхаа. Учащиеся записывают схему скрещивания, получают расщепление по генотипу в отношении 1:2:1. По заданию учителя они выписывают гаметы, которые производят гибриды первого поколения и сравнивают их с гаметами исходных форм. Школьники убеждаются в том, что первое гибридное поколение производит равное число гамет А и а. Учащиеся составляют решетку Пеннета и делают вывод, что во втором поколении соотношение по генотипу также будет равно 1:2:1, значит, частота генов Л и а не изменилась, их число остается относительно постоянным. Учитель поясняет, что эту закономерность открыли ученые Харди и Вейнберг, именами которых и стал называться закон.

Затем учитель восстанавливает знания микроэволюции как процесса изменения генного состава популяции и просит школьников объяснить, как совместить микроэволюцию с законом Харди – Вейнберга. Какие процессы ведут к изменению генофонда популяции? Восстановление знаний мутаций, миграции особей из популяции в популяцию, отбора позволяет школьникам сделать вывод, что соотношение генов Л и а в популяции постоянно изменяется под влиянием указанных факторов.

Сначала учитель обсуждает вопрос о мутациях, подводит школьников к выводу, что мутационный процесс – основной источник наследственной изменчивости. Однако учащиеся знают, что мутации, как правило, вредные. Крупные мутации приводят организм к гибели и устраняются отбором. Значит, они не играют большой роли в эволюции. Учащиеся обсуждают вопрос о роли мелких мутаций, которые в силу незначительного влияния на фенотип играют большую роль в эволюции.

Учитель ставит вопрос о накоплении мутаций в популяции: могут ли накопиться доминантные мутации? Учащиеся знают, что доминантные мутации сразу же проявляются в фенотипе и, если они вредны, устраняются отбором. Школьники делают вывод, что доминантные мутации не могут накапливаться в генофонде. Логично рассмотреть вопрос о накоплении рецессивных мутаций. В ходе беседы учащиеся устанавливают, что рецессивные мутации могут длительное время не проявляться фенотипически, пока не появится рецессивная гомозигота. Таким образом происходит накопление в популяции мутировавших генов. Если мутации благоприятствуют выживанию особи, то отбор сохраняет их и способствует распространению в популяции.

Затем учитель предлагает вспомнить, что популяции не совсем изолированы друг от друга, что происходит миграция особей, при этом популяции обогащаются новыми мутациями (каждая особь несет 1–2 мутации). По данным исследователей, сообщает учитель, популяция получает до 90% новых генов за счет миграции.


Учителю биологии на заметку:

Комбинативная изменчивость на передовой эволюции
Закономерности наследственност и изенчивости
Задачи селекции. Вклад Н. И. Вавилова в разработку теории и практику селекции
Идеи Вавилова актуальны по сей день
Методы селекции растений
Значение отбора в селекиции
Мутации в процессе селекции и межвидовое скрещивание
Самоопыление и его роль
Достижения селекции растений в нашей стране
Мичурин и его последователи
Селекция животных и микроорганизмов
Методика обучения общей биологии