Популяция как форма существования вида вильгельм-людвиг иоганссен датский генетик. Популяция как форма существования вида Презентация популяция форма существования вида биологическая классификация

Популяция как форма существования вида

Вильгельм-Людвиг Иоганссен

• Датский генетик

• В 1903 году предложил термин популяция для обозначения «естественной смеси особей одного вида, неоднородной в генетическом отношении»

Популяция

• Группировка особей одного вида, населяющих конкретную территорию и характеризующихся общностью морфобиологического типа, специфичностью генофонда и системой устойчивых функциональных взаимосвязей с окружающей средой

Состав популяции

В состав входят особи, различающиеся по:

• Полу (мужские, женские)

• Возрасту

• Взаимодействию с окружающей средой

Особь

• Отдельный организм или живое существо, индивид;

• Является дискретной, неделимой единицей жизни;

• Биосистема

Взаимодействие особей в популяции

• Особи непрерывно обмениваются информацией (наследственной, биохимической, деятельностной…)

• Приспособления, обеспечивающие контакты между особями, или предотвращающие их.

Индивидуальные территории

• Звуковые сигналы

• Пахучие метки

• Угрожающие позы

Популяции с высокой плотностью

Колонии

Заросли

Популяции, с значительным расстоянием между особями

• Распределение особей в пространстве обеспечивает: 1.Эффективное использование ресурсов среды

2. Служит основой поддержания необходимого уровня внутрипопуляционных контактов между особями

Разделы: Биология

Класс: 10

Цель: Познакомить учащихся с понятием популяция. Рассмотреть популяцию как форма существования вида, как компонент биогеоценоза, как генетическую систему. Разобрать типы популяции.

Задачи:

• Образовательные: ознакомление с понятием популяция. Рассмотрение популяций с точки зрения формы существования вида, компонента биогеоценоза, генетической системы.
• Развивающие: развитие навыков работы с ПК, логического мышления, умение обобщать материала и делать выводы.

Ход урока

1. Изучение новой темы

Тема сегодняшнего урока: «Популяция как форма существования вида и как особая генетическая система. Популяция – структурная единица вида» (используется презентация слайд)

Вы сегодня должны узнать:

• Что такое популяция
• Популяция как форма существования вида
• Популяция как компонент биогеоценоза
• Популяция как генетическая система
• Типы популяций.

Работа с учебником по терминологии. Термин популяция происходит от латинского слова «populus » - «народ», « население».

Таким образом, народом в популяции выступают особи – совокупность особей. Особь – это отдельный организм (живое существо, индивид: лат.individuum - неделимое).

Особи в популяции различаются по полу (мужские, женские), возрасту (зачатки, новорожденные, молодые, взрослые и старые), по взаимодействию с окружающей средой.

Такое объединение взаимодействующих особей позволяет рассматривать популяцию как особую живую систему со свойствами надорганизменного характера.

Для совместной жизни большое значение имеет комплекс приспособлений, обеспечивающий контакт между ними или, наоборот, предотвращающий столкновения.

Особи, составляющие популяцию, непрерывно обмениваются информацией (наследственной, биохимической, деятельностной, сигнальной) – формирует целостность популяции как биосистемы в пространстве и во времени.

Популяция имеет определенную структуру. Пространственная структура - индивидуальные территории или участки – свойственны фактически всем видам. Плотность – густота размещения особей на занимаемой территории (слайд).

Вывод: (делают ученики)

У каждого вида популяции могут различаться между собой

• по величине занятой территории в пределах видового ареала,
• по освоению ресурсов
• по величине генетического сходства.

Разнообразие популяций у одного и того же вида позволяет подчеркнуть приспособительные возможности свойств данного вида, охарактеризовать его структуру, связи и отношения, его роль в природе.

Таким образом, популяции проявляют себя как форма существования вида в биосфере.

• Как взаимодействуют популяции?

Любой вид состоит из более мелких популяций, т.к. однородно распределен в пространстве. В пределах занимаемой видом общей территории – ареала – встречаются места как более пригодные, так и мало подходящие для жизни. Поэтому возникает некоторая ограниченность одной популяции от другой. Соседние популяции сообщаются друг с другом в процессах расселения, переноса семян и зачатков, сезонных миграций. У некоторых видов такая связь соседних популяций постоянная, у других эпизодическая. (См. презентация связь популяций)

Каждая популяция оказывается приспособленной к своим условиям. Как и среди организмов, среди популяций невозможно найти полностью тождественные.

Популяции не живут изолированно. Они взаимодействуют с популяциями других видов, образуя биотические сообщества – целостные системы еще более высокого уровня организации.

• Как же могут взаимодействовать особи в группе?
  См. электр. учебник
• Численность, плотность и структура популяций

Постоянны ли популяции?

См. электр. учебник

Главная характеристика любой популяции – это ее численность .

Следующий показатель – плотность популяции . Соотношение особей разного пола или разного возраста – показатели структуры популяции

Структура – это соотношение частей в любой системе. Популяцию можно сравнить и по распределению особей в пространстве и по другим показателям.

Приведите примеры регуляции численности в природе. У подвижных животных часть особей может выселяться (эмигрировать) за пределы занятой территории и искать новые места обитания.

См. демонстрация

Галерея. Демонстрация. Общая биология. Глава 2. Рост численности

Шелкопряд

Саранча. Видеогалерея. Динамика численности в популяции прямокрылых.

Основные процессы, происходящие в популяции.

См. электр.учебник

Экологическая задача.

Факторы, влияющие на численность популяции:

2. Популяция как компонент биогеоценоза

Именно популяции как части видов, а не виды целиком, входят в состав биогеоценозов. Популяции одного вида могут входить в состав нескольких биогеоценозов, чем обеспечивает способность вида существовать в разных условиях обитания в пределах своего ареала.

Входя в состав биогеоценоза, популяция выполняет в нем определенную функцию:

• служит поставщиком энергии
• потребляет энергию сама

Соответственно этому популяция занимает в сообществе определенное место, активно участвуя в круговороте веществ и потоке энергии, занимает в биогеоценозе ту или иную экологическую нишу (слайд).

3. Популяция как генетическая система.

Совокупность всех наследственных задатков у отдельной особи представляет собой генотип, а совокупность всех генотипов особей, составляющих популяцию, называется генофондом. Генофонд характеризует генетическую систему популяции.

Популяции, обитающие в разных географических и экологических условиях, подвергаются неодинаковым воздействиям абиотических и биотических факторов среды. Различия особенно четко проявляются видов с широкими ареалами. Чем более изолирована популяция от других, тем боле специфично она по своим генетическим особенностям.

Выводы (делают ученики) Таким образом, популяции – внутривидовые группировки особей, связанных между собой происхождением (родством), длительное время совместно населяющих определенное пространство. Генофонд популяции характеризует ее генетическую целостность и отличия от других популяций вида.

Популяция является элементарной эволюционной структурой, где протекают элементарные эволюционные явления.

4. Популяция – структурная единица вида

Известный отечественный эколог профессор Московского университета Николай Павлович Наумов в 1955 году в разнокачественном видовом населении выделил 3 типа популяций:

• Географическая – это крупная территориальная группировка особей общего населения вида. Обычно разделены между собой какими-то физическими преградами (моря, реки, горы, города, автострады и т.д.). обычно распадаются на группы, приуроченные к конкретным биогеоценозам или местам с существующими отличиями в микроклимате, гидрологическом режиме, рельефе. Например, одни распределяются в глубине леса, а другие на опушке или пашнях, вдоль ручьев и т.п.
• Экологическая – это группа особей, обладающая свойством целостности, населяющая особый тип местообитания в биогеоценозе. Например, у обыкновенной полевки в пределах единой географической популяции существенно различаются такие экологические популяции, как пашенная и кустарниково-лесная. Первая заселяет открытые безлесные участки, луга, пашни, поля злаковых культур. Вторая поселяется в более закрытых местах – среди кустарников, в перелесках, на опушках и лесных полянах.
• Элементарная – это небольшая группировка особей вида в биогеоценозе. В состав ее обычно входят генетически однородные (близкородственные) особи. (слайд)

2. Закрепление. Контроль знаний

• Тестовая проверка (устно все)
• ЕГЭ (индивидуальные карточки)

3. Подведение итогов

Вывод: популяция – структурная единица вида и эволюции.

Вспомните из учебника «Растения. Бактерии. Грибы и лишайники», какие условия окружающей среды влияют на организмы. Приведите известные вам примеры такого влияния. Каково его значение?

Виды организмов существуют в природе в форме отдельных популяций. Каждая из них характеризуется определенными показателями, а также имеет хорошо выраженную структуру составляющих ее особей.

Основные показатели популяции. Численность - общее число особей на данной территории. Популяция способна к саморегуляции своей численности. Предельно возможная численность популяции определяется ресурсами среды - пищей, территорией для размножения, укрытиями и др.

Рождаемость - число новых особей, появившихся в популяции за единицу времени и результате размножения. Величина рождаемости определяется соотношением полов, возрастных групп в популяции, а также частотой размножения и плодовитостью отдельных особей.

Смертность - число погибших в популяции особей за определенную единицу времени. Смертность зависит от погодно-климатических условий, действия хищников, влияния болезней и других неблагоприятных условий окружающей среды.

Прирост популяции - разница между рождаемостью и смертностью. Он может быть положительным (численность популяции увеличивается) и отрицательным (численность популяции снижается). Например, тли, обитающие на зеленых побегах различных растений, за одно лето могут дать 15 поколений, что увеличивает численность их популяций в сотни раз (рис. 137). С наступлением холодов численность тлей в популяции резко сокращается, так как взрослые насекомые погибают, а зимуют только кладки их яиц.

Рис. 137. Популяция тли на побегах растения

Структурная организация популяции. В каждой популяции есть особи, различающиеся по полу и возрасту. Это обусловливает их половую и возрастную структуры.

Половая структура - соотношение особей в популяции по полу. В большинстве популяций оно в момент рождения соответствует 1:1. Однако в результате гибели особей того или другого пола, эта пропорция может изменяться. Например, в популяции утки-кряквы после зимовки число самок уменьшается на 20%.

Возрастная структура - соотношение особей в популяции по возрасту. Присутствие в популяции особей разного возраста повышает ее приспособительные возможности. Соотношение возрастных групп в популяции определяет ее способность к увеличению или уменьшению численности. Так, увеличение числа молодых особей в популяции азиатской саранчи вследствие теплой зимы ведет к быстрому росту численности и необходимости применения средств защиты растений от этого опасного вредителя (рис. 138).

Рис. 138. Популяция азиатской саранчи весной состоит преимущественно из молодых особей

Поведенческая структура - система взаимоотношений между особями популяции. Такая структура характерна только для популяций животных. При одиночном образе жизни особи популяции обособлены и независимы друг от друга (рис. 139). Однако вести одиночное существование постоянно животные не могут, поскольку в этом случае затрудняется встреча самцов с самками и размножение.

Рис. 139. Лисица - животное, ведущее одиночный образ жизни

Некоторые животные, например волки, объединяются для совместной жизни в стаи (рис. 140). В стаях сильно развиты подражательные реакции и существует строгий порядок. Все действия членов стаи согласованы звуковой, зрительной или химической сигнализациями. На период размножения стая обычно распадается на отдельные пары, которые рождают и воспитывают потомство.

Рис. 140. Стая волков может справиться с достаточно крупной добычей

В семьях усиливаются связи и взаимоотношения между родителями и потомством. Например, такой образ жизни характерен для африканских львов. Семья львов (прайд) состоит из взрослого самца, нескольких самок и их детенышей. Взрослые члены прайда сообща охотятся, защищают и воспитывают потомство (рис. 141).

Рис. 141. Прайд львов ва охоте

Более длительное и постоянное, чем стая и семья, объединение животных называют стадом. В стадах обычно есть вожак, которым становится наиболее сильная особь. Вожак берет на себя руководство всей деятельностью стада и поддерживает строгую иерархию его членов путем специальных сигналов, угроз или прямым нападением. В таких стадах у всех особей есть определенный ранг - от высшего до низшего, определяющий, например, преимущественное право потребления пищи, подхода к водопою и обеспечением защиты от врагов (рис. 142).

Рнс. 142. Стадо овцебыков при опасности образует защитное кольцо из сильных самцов вокруг более слабых самок с детенышами

Регуляция численности популяции. Рост численности популяции сдерживают различные условия окружающей среды: погодно-климатические, недостаток пищи, действие хищников, влияние болезней и др. Так, в дождливое лето численность насекомых заметно сокращается, что ведет к гибели значительного числа птенцов у насекомоядных птиц. Суровая зима с высоким снежным покровом является причиной гибели копытных млекопитающих, например оленей, кормящихся на земле.

Рис. 143. Сосновый коконопряд

Чаще всего численность популяции из года в год колеблется около среднего уровня. Вместе с тем в благоприятные для жизни популяции годы ее численность может резко увеличиться. Происходит так называемая вспышка размножения. И тогда начинают действовать условия среды, возвращающие численность популяции к исходному среднему уровню.

Рис. 144. График регуляции численности соснового коконопряда в сибирской тайге

Множественность механизмов регуляции численности популяции ведет к тому, что в природе редко происходят катастрофический ее рост, подрыв ресурсов среды и гибель популяции.

Упражнения по пройденному материалу

1. Что показывают численность,рождаемость, смертность и прирост популяции?
2. Охарактеризуйте половую, возрастную и поведенческую структуры популяций в природе.
3. В чем преимущество семейного, стайного и стадного образов жизни в сравнении с одиночным? Приведите примеры животных, ведущих одиночный, семейный, стайный и стадный образы жизни.
4. Как осуществляется регуляция численности популяции в природе?
5. Почему в природе крайне редко происходит гибель популяции того или иного вида организма? Что этому препятствует?

Конспект урока

с использованием информационно-коммуникационных технологий (ИКТ)

Предмет: Биология, урок изучения новой темы

Тема: «Популяция как форма существования вида и как особая генетическая система. Популяция – структурная единица вида»

Продолжительность: 1 урок (45 мин)

Класс: 10 класс

Технологии: ПК, мультимедийный проектор, презентация к уроку, Интернет-ресурсы.

Аннотация: Урок по теме «Популяция как форма существования вида и как особая генетическая система. Популяция – структурная единица вида» входит в программу по биологии 10 класса. Эта тема позволяет ученикам понять, что такое популяция, ее структуру и место в биогеоценозе. Эти знания помогут в дальнейших познаниях биологии.

На этом уроке ученики рассказывают домашнее задание, используя презентацию, которую сделали дома, где представлен наглядный ответ по заданному вопросу.

Новую тему ученикам объясняю с помощью презентации к уроку, который демонстрирует ход урока. В объяснении новой темы использую Интернет-ресурсы www . school - collection . edu . ru , где показаны, модели, схемы, графики, позволяющие ученикам понять тему. Использование ИКТ не только помогает понять биологические процессы, но научить учеников работать с компьютером, быстро находить нужную информацию, проверить свои знания и сделать выводы по проделанной работе.

Практическая реализация:

Урок легко усваивается, когда Елена Валериановна проводит урок с использованием Интернета. На уроке не скучно и интересно, мы много узнаем нового. Наглядность и поисковая работа позволяет запоминать изученные темы. Хрусталева Татьяна ученица 10 класса

Конспект урока:

Цель: Познакомить учащихся с понятием популяция. Рассмотреть популяцию как форма существования вида, как компонент биогеоценоза, как генетическую систему. Разобрать типы популяции.

Образовательные: ознакомление с понятием популяция. Рассмотрение популяций с точки зрения формы существования вида, компонента биогеоценоза, генетической системы.

Развивающие: развитие навыков работы с ПК, логического мышления, умение обобщать материала и делать выводы.

Организационный момент

Ход урока

Проверка домашнего задания

Назовите критерии вида

Хрусталева Татьяна (использует презентацию для ответа на вопрос, где наглядно показаны примеры)

Изучение новой темы

Тема сегодняшнего урока: «Популяция как форма существования вида и как особая генетическая система. Популяция – структурная единица вида» (используется презентация слайд №1)

Вы сегодня должны узнать:

Что такое популяция

Популяция как форма существования вида

Популяция как компонент биогеоценоза

Популяция как генетическая система

Типы популяций.

( слад №2 )

Термин популяция происходит от латинского слова «populus » - «народ», « население».

Таким образом, народом в популяции выступают особи – совокупность особей.

Особи в популяции различаются по полу, возрасту.

Такое объединение взаимодействующих особей позволяет рассматривать популяцию как особую живую систему со свойствами надорганизменного характера.

Для совместной жизни большое значение имеет комплекс приспособлений, обеспечивающий контакт между ними или, наоборот, предотвращающий столкновения.

индивидуальные территории или участки – свойственны фактически всем видам

Плотность – густота размещения особей на занимаемой территории.

Обмен информации (наследственной, биохимической, деятельностной, сигнальной) – формирует целостность популяции как биосистемы в пространстве и во времени.

(слайд №3)

Вывод: (делаю ученики)

У каждого вида популяции могут различаться между собой

- по величине занятой территории в пределах видового ареала,

- по освоению ресурсов

- по величине генетического сходства.

Разнообразие популяций у одного и того же вида позволяет подчеркнуть приспособительные возможности свойств данного вида, охарактеризовать его структуру, связи и отношения, его роль в природе.

Таким образом, популяции проявляют себя как форма существования вида в биосфере.

2. Популяция как компонент биогеоценоза

Именно популяции как части видов, а не виды целиком, входят в состав биогеоценозов. Популяции одного вида могут входить в состав нескольких биогеоценозов, чем обеспечивает способность вида существовать в разных условиях обитания в пределах своего ареала.

Входя в состав биогеоценоза, популяция выполняет в нем определенную функцию:

служит поставщиком энергии

потребляет энергию сама

Соответственно этому популяция занимает в сообществе определенное место, активно участвуя в круговороте веществ и потоке энергии, занимает в биогеоценозе ту или иную экологическую нишу

(слайд №5)

3. Популяция как генетическая система.

Совокупность всех наследственных задатков у отдельной особи представляет собой генотип, а совокупность всех генотипов особей, составляющих популяцию, называется генофондом.

Генофонд характеризует генетическую систему популяции.

Популяции, обитающие в разных географических и экологических условиях, подвергаются неодинаковым воздействиям абиотических и биотических факторов среды. Различия особенно четко проявляются видов с широкими ареалами. Чем более изолирована популяция от других, тем боле специфично она по своим генетическим особенностям.

Выводы (делают ученики) Таким образом, популяции – внутривидовые группировки особей, связанных между собой происхождением (родством), длительное время совместно населяющих определенное пространство. Генофонд популяции характеризует ее генетическую целостность и отличия от других популяций вида.

Популяция является элементарной эволюционной структурой, где протекают элементарные эволюционные явления.

4. Популяция – структурная единица вида

Известный отечественный эколог профессор Московского университета Николай Павлович Наумов в 1955 году в разнокачественном видовом населении выделил 3 типа популяций:

Географическая,

Экологическая,

Элементарная.

(Используется Интернет ресурс www . school - collection . edu . ru ) модели, где показаны пространственная структура вида, схема пространственной структуры популяции.

3. Закрепление. Контроль знаний

Отвечают на on-line вопрос на сайте www . school - collection . edu . ru .

(Используется Интернет ресурс www . school - collection . edu . ru ) где показана характеристика популяций.

4. Подведение итогов

Выставляются оценки за:

1. домашнее задание

2. контроль знаний

5. Домашнее задание

§ 25, разобрать схему, сделать выводыwww . school - collection . edu . ru