Конспект по биологии 11 класс углубленного уровня параграф 15 + Экспресс тест с ответами. Краткое содержание и пересказ § 15. Молекулярно-биохимические, генетические и математические методы изучения эволюции по учебнику Теремов. Код материалов: Теремов Биология Конспект 15.
Вернуться к Списку конспектов
Конспект по §15. Молекулярно-биохимические, генетические и математические методы изучения эволюции
§ 15 кратко (малый конспект)
В документе рассмотрены молекулярно-биохимические, генетические и математические методы изучения эволюции, дополняющие классические подходы. Химический анализ клеток показал сходный элементарный состав и универсальность генетического кода, что свидетельствует о единстве организмов. Аминокислотные последовательности белков и первичная структура ДНК, особенно митохондриальной, позволяют устанавливать эволюционное родство и строить родословные. Генетические методы сравнивают число и строение хромосом, частоты генов и полиплоидию, например у человека, обезьян и пшеницы. Математические методы, прежде всего компьютерное моделирование, ускоряют эволюционные процессы и позволяют прогнозировать их при разных условиях. В модели с прототипом хордовых через 100 шагов появились рыбообразные, через 350 — выход на сушу, через 1000 — существо с развитой нервной системой. При одинаковых исходных данных каждый эксперимент давал разные результаты, что указывает на непредсказуемость и неповторимость эволюции. Катаклизмы могут влиять на эволюцию, но не являются её причиной. Абсолютных методов нет, поэтому для точной картины филогенеза необходим комплексный подход.
Большой конспект параграфа 15
Молекулярно-биохимические методы
Молекулярно-биохимические методы дополнили классические методы изучения эволюции. Химический анализ клеток показал сходный элементарный состав: одни и те же белки, углеводы, липиды и нуклеиновые кислоты; в белках всех организмов — 20 обязательных аминокислот. Сходны по строению и функции белки, гормоны (гипофиза, инсулин). Аминокислотная последовательность белков позволяет установить эволюционное родство (пример — миоглобин и гемоглобин). Сходство обмена веществ: у зародышей птиц аммиак → мочевина → мочевая кислота; у головастиков аммиак, у взрослых земноводных — мочевина. Универсальность генетического кода доказывает единство организмов.
Первичная структура ДНК: сходные последовательности нуклеотидов, у близкородственных видов сходство велико. Анализ митохондриальной ДНК гориллы, орангутана и человека: отличия от человека на 10 % и 17 % соответственно; построена родословная гоминид.
В геноме есть уникальные гены (сходны в пределах класса или типа) и повторяющиеся последовательности (различаются по составу и количеству). Дупликация происходит с разной скоростью. В геноме современных организмов содержится информация о признаках прошлых геологических эпох. Молекулярный уровень даёт два преимущества: количественная оценка различий и сравнение далёких организмов (например, цитохром с). Таким образом, общность химического состава указывает на биохимическую гомологию, свидетельствующую о реальности эволюционного процесса.
Генетические методы
Генетические методы изучают строение и количество хромосом у близкородственных организмов и наследственную изменчивость, чтобы выяснить эволюционные взаимоотношения. Например, у человекообразных обезьян 2n = 48, у человека — 46; уменьшение числа хромосом в кариотипе человека, вероятно, связано со слиянием двух негомологичных хромосом шимпанзе. На близкое родство указывает одинаковая частота встречаемости генов (альбинизм, резус-фактор) в популяциях человека и шимпанзе. Другой пример — исследование хромосомного набора пшеницы: древняя однозерновая (дикий вид) — 14 (диплоид), твёрдая — 28 (тетраплоид), мягкая — 42 (гексаплоид); они полиплоиды по отношению к древнему диплоидному виду. Таким образом, генетика значительно дополнила свидетельства реальности эволюционных процессов.
Математические методы
В последнее время для изучения эволюции применяют математические методы, особенно компьютерное моделирование. ЭВМ ускоряют «процесс эволюции» и позволяют прогнозировать эволюционные события при разных условиях. Важен выбор необходимых и достаточных исходных данных.
Отечественные учёные в Институте эволюционной физиологии и биохимии РАН создали компьютерную программу с описанием прототипа хордовых, аналогичного ланцетнику. Исходный вид мог преобразовываться в другие. Усложнения и упрощения были равновероятны; исключались только крупные скачки, например внезапное возникновение головного мозга или глаза.
После каждого шага (~1 млн лет) компьютер перебирал варианты и оценивал их приспособленность к меняющейся среде. Неудачные варианты «вымирали», приспособленные эволюционировали дальше. Через 100 шагов (100 млн лет) появились множественные рыбообразные; через 350 шагов (350 млн лет) первый организм вышел на сушу; через 1000 шагов (1 млрд лет) возникло существо с высокоразвитой нервной системой, передвигающееся на двух конечностях. При одинаковых исходных данных каждый эксперимент давал разные результаты.
Вывод: ход эволюции непредсказуем и неповторим; для её успешного протекания не нужны потрясения вроде оледенений и глобальных катастроф. Катаклизмы могут влиять на эволюцию, но не являются её причиной.
Абсолютных и совершенных методов изучения эволюции нет. Для точной картины филогенеза нужно использовать все методы современной науки — подходить к изучению эволюции комплексно.
Экспресс тест для проверки знаний
Вопрос №1 Что, согласно документу, доказывает универсальность генетического кода?
А Единство организмов
Б Различие обмена веществ
В Полиплоидию пшеницы
Г Непредсказуемость эволюции
Вопрос №2 Какие белки в тексте названы примером для установления эволюционного родства по аминокислотной последовательности?
А Инсулин
Б Миоглобин и гемоглобин
В Цитохром с
Г Гемоцианин
Вопрос №3 Какие отличия митохондриальной ДНК гориллы и орангутана от человека указаны?
А 5 % и 10 %
Б 10 % и 17 %
В 17 % и 25 %
Г 20 % и 30 %
Вопрос №4 Сколько хромосом (2n) у человекообразных обезьян и человека соответственно?
А 48 и 46
Б 46 и 48
В 42 и 46
Г 44 и 48
Вопрос №5 Какое число хромосом у твёрдой пшеницы?
А 14
Б 28
В 42
Г 56
Вопрос №6 Что, согласно документу, особенно применяют в математических методах изучения эволюции?
А Химический анализ клеток
Б Компьютерное моделирование
В Сравнение гормонов
Г Изучение кариотипа
Вопрос №7 Через сколько шагов компьютерной модели появился первый организм, вышедший на сушу?
А 100 шагов
Б 350 шагов
В 1000 шагов
Г 500 шагов
Вопрос №8 Какой вывод сделан о роли катаклизмов в эволюции?
А Они являются главной причиной эволюции
Б Они могут влиять, но не являются её причиной
В Они полностью исключают эволюцию
Г Они ускоряют эволюцию только у растений
Вы смотрели: конспект по биологии к учебнику 11 класса углубленного уровня §15. Молекулярно-биохимические, генетические и математические методы изучения эволюции. Краткое содержание темы учебника. Несколько вариантов конспекта. Тест проверки знаний по изученной теме. Код материалов: Теремов Биология Конспект 15.