ГДЗ по биологии 11 класс учебник Бородин, Дымшиц §15. Случайные изменения частот аллелей в популяциях. Дрейф генов как фактор эволюции


Вопросы и упражнения

1. Почему случайные изменения частот аллелей в популяции называют дрейфом генов?
Ответ:
Случайные изменения частот аллелей в популяции называют генетическим дрейфом по двум причинам: его случайный характер и его влияние на генетическую структуру популяции.

1. Случайный характер: Генетический дрейф возникает из-за случайных флуктуаций в передаче генов от одного поколения к другому. В небольших популяциях, где число особей ограничено, случайные события, такие как случайное размножение или случайное отмирание особей, могут привести к изменению частот аллелей без влияния на их приспособленность или селекцию.

2. Влияние на генетическую структуру популяции: Генетический дрейф может привести к значительным изменениям в генетической структуре популяции со временем. При случайном отборе определенных аллелей, их частота может увеличиваться или уменьшаться в популяции без воздействия на селекцию или адаптацию.

Термин "дрейф" используется для подчеркивания случайного и неконтролируемого характера этих изменений в генетической структуре популяции. Генетический дрейф может быть особенно значимым в малочисленных популяциях, где его эффекты могут быть более заметными и влиять на генетическое разнообразие и потенциал популяции для эволюции.

 

2. Проанализируйте результаты эксперимента, представленного на рисунке 43. Почему мы приписываем изменения частот аллелей действию дрейфа, а не мутационного процесса или естественного отбора?

 

3. Почему эффект дрейфа генов более значителен в малочисленных популяциях?
Ответ:
Эффект дрейфа генов более значителен в малочисленных популяциях по причине статистической случайности и увеличенного влияния генетических случайностей. Вот несколько основных причин:

1. Случайность: В малочисленных популяциях относительный вклад случайных событий, таких как случайное размножение или случайное отмирание особей, становится более заметным. Маленький размер популяции означает, что отдельные случайности могут иметь большое влияние на генетическую структуру популяции.

2. Усиление генетической дрейфа: В малочисленных популяциях эффект дрейфа генов усиливается из-за уменьшенной генетической вариации и увеличенной вероятности потери редких аллелей. Генетический дрейф в таких популяциях может привести к более быстрой и необратимой изменчивости генетического состава.

3. Потеря гетерозиготности: В малочисленных популяциях больше вероятность потери гетерозиготности, то есть уменьшения количества гетерозиготных особей. Это может привести к снижению генетического разнообразия и увеличению частоты рецессивных аллелей.

4. Риск вырождения: Малочисленные популяции более подвержены риску вырождения, так как генетический дрейф может привести к накоплению негативных генетических изменений и снижению общей жизнеспособности популяции. Уменьшение генетического разнообразия и возможности адаптации может повысить уязвимость популяции перед неблагоприятными условиями.

 

4. Какую роль играет дрейф генов в формировании островных фаун и флор?
Ответ:
Дрейф генов играет важную роль в формировании островных фаун и флор. Островные экосистемы часто характеризуются ограниченным количеством особей и генетической изменчивостью, что может привести к усилению эффектов дрейфа генов.

При основании новых островных популяций, начальное число особей может быть малым, что приводит к случайным изменениям частот аллелей в популяции. Это называется эффектом основателя. Дрейф генов может стать основной силой, определяющей генетическую структуру популяции на острове.

В условиях ограниченного размера популяции и случайности размножения, дрейф генов может привести к потере генетического разнообразия. Это может быть особенно заметно на небольших островах с ограниченным количеством особей и миграции между островами.

Дрейф генов также может способствовать эволюционным процессам на островах. Случайные изменения в генетической структуре популяции могут привести к появлению новых генетических вариантов и формированию новых видов или подвидов.

Таким образом, дрейф генов играет роль в формировании островных фаун и флор путем определения генетической структуры и разнообразия популяций. Он может способствовать эволюционным изменениям и приводить к уникальным адаптациям и видовому разнообразию на островах.

 

5. Почему популяционные волны усиливают эффекты дрейфа генов?
Ответ:
Популяционные волны могут усиливать эффекты дрейфа генов по нескольким причинам:

1. Миграция: Во время популяционной волны происходит большое количество миграций организмов из одной области в другую. Миграция может привести к перемешиванию генетического материала между популяциями, что снижает генетическое разнообразие и усиливает эффекты дрейфа генов.

2. Эффект бутылочного горлышка: Во время популяционной волны может происходить сокращение популяции до относительно низких чисел, что создает эффект бутылочного горлышка. В таких малочисленных популяциях случайные генетические изменения (включая дрейф генов) могут иметь значительные последствия, поскольку относительно небольшое количество особей может оказать влияние на генетическую структуру всей популяции.

3. Флуктуации среды: Популяционные волны могут быть вызваны флуктуациями в среде обитания, такими как естественные катаклизмы или изменения климата. Эти флуктуации могут повлиять на разнообразие генетического материала, способствуя дрейфу генов.

Все эти факторы, связанные с популяционными волнами, способствуют изменению генетической структуры популяции и могут усилить эффекты дрейфа генов. Это может привести к изменению частот аллелей, потере генетического разнообразия и формированию новых генетических вариантов в популяции.

 

6. В одной популяции 100 особей, в другой — 1000. В обеих частота аллеля А равна 0,7. Носители обоих аллелей в гомо- и гетерозиготе обладают равной приспособленностью, а скрещивания происходят случайно.
В какой из этих популяций пройдёт меньше поколений, прежде чем будет утрачен либо зафиксирован аллель а, или это произойдёт одновременно в обеих популяциях?
Одинакова ли вероятность утраты аллелей А и а? Если нет, то для какого из них она выше?

 

7. На острове живёт популяция из 100 мышей с частотами аллелей В = 0,20 для чёрного цвета шерсти и b = 0,80 для белого цвета. Чёрная окраска В доминирует над белой b, и популяция находится в равновесии. Двадцать пять гомозиготных чёрных мышей с материка приплывают на остров на вырванном с корнем дереве после шторма. Какими станут частоты аллелей на острове? Каковы частоты генотипов до и после миграции?



Категория: Биология
Всего комментариев: 0