Тема проекта: Естественный отбор Данная виртуальная лаборатория предназначена для использования в 8-ых классах на уроках по темам: Цель виртуальной лабораторной работы: Теоретическая часть Окружающая среда – это весь комплекс живых и неживых объектов, сложно взаимодействующих и оказывающих влияние друг на друга. Заяц, обитающий в лесу, напрямую взаимодействует с растениями и лисицей. Но косвенно (через растения) он взаимодействует с почвой, количеством почвенной влаги и т. д. Любое животное и растение могут служить примером приспособленности. Кто не смог приспособиться, те вымерли[1]. Представим себе, что в результате мутации какой-то организм получил новую окраску. Если эта окраска делает его незаметным для врагов, он выживет. Получив преимущество в защите от врагов, выживший организм с новой окраской оставит многочисленное потомство. Его потомки тоже станут более защищенными от хищников и тоже оставят более многочисленное потомство, чем их иначе окрашенные сородичи. Так постепенно, через несколько поколений, вся группа данных организмов или значительная ее часть окажется окрашенной в более выгодный цвет. Адаптация, полученная в ходе наследственной изменчивости (случайной мутации), закрепится в их генофонде. Если же представить себе, что возникнет окраска, которая делает организм более заметным для врагов, то носитель этой окраски, скорее всего, быстро погибнет[2]. Источники: Практическая часть Виртуальная симуляция “Естественный отбор” от PhET позволяет вам изучить, как факторы окружающей среды и мутации могут повлиять на эволюцию вида живого организма на примере популяции кроликов. Симуляция демонстрирует основные принципы естественного отбора, при котором черты, дающие преимущества в выживании, становятся все более распространенными в последующих поколениях. 1. Запустите симуляцию. Вам будет предоставлен выбор из двух режимов: «Intro» и «Lab». 2. Выберите режим «Intro». Вы увидите белого прыгающего кролика и запасы пищи, которые представляют собой зеленые растения, в пустынной среде с коричневым фоном. Кликните кнопку “”, чтобы начать размножение. Теперь у вас на экране два кролика. 3. Вы увидите как численность популяции возрастает (на одном поколении с каждой пары добавляется по 4 кролика ). В верхней части экрана отображается счетчик поколений “” в виде часов. 4. Вы можете ускорить время нажав и удерживая “”. Обратите внимание, что по достижении 6-го поколения численность популяции достигнет своего пика, и симуляция завершится. Нажмите кнопку “”, чтобы сбросить параметры и запустить симуляцию заново. Виртуальный эксперимент №1 5. Теперь начните экспериментировать. В правой верхней части экрана представлена мутация, выражающаяся в фенотипе в виде коричневого меха у кроликов. Выберите этот признак как доминантный (Dominant). 6. Среди особей появляются кролики с коричневым мехом. В условиях экваториальной среды кролики с коричневым окрасом будут иметь преимущество перед белыми, так как будут лучше сливаться с фоном. Это сделает их менее заметными для хищников, что увеличит шансы на выживание. Чтобы доказать данную гипотезу, добавьте хищников (волки) в окружающую среду. Для этого поставьте галочку рядом с рисунком волка в отделе Environmental factors. 7. На экране появляются стая волков, которые съедают белых кроликов и теперь их численность становится намного меньше. В результате коричневые кролики постепенно становятся доминирующим видом в данной среде обитания. 8. Понаблюдайте за популяцией на протяжении как минимум 10 поколений (Generation 10). Чтобы отобразить соотношение численности обеих особей в виде пропорции, поменяйте радиокнопку на пункт Proportions. 9. Сбросьте параметры и запустите симуляцию заново. Повторите шаги 5-8, но на этот раз протестируйте влияние ограниченных пищевых ресурсов на популяцию. Для этого в графе Environmental factors вместо Wolves, выберите опцию Limited food. 10. Понаблюдайте за популяцией на протяжении как минимум 10 поколений (Generation 10). Затем сравните соотношение численностей с данными при влиянии фактора Wolves. Какие изменения в этом случае вы заметили? Виртуальный эксперимент №2 11. В следующем эксперименте понаблюдайте за развитием событий в заснеженной среде обитания. Для этого запустите симуляцию заново и сверху поменяйте значок Экватора “” на Аляску “”. Теперь мы имеем белый кролик на белом фоне. Добавьте пару одинокому кролику. 12. Повторите шаги 5-8 первого эксперимента для данной среды. Если мы добавим волков, они будут есть меньше белых кроликов, чем в условиях экватора, потому что этих кроликов довольно сложно увидеть. А кролики с коричневым окрасом теперь будут довольно сильно выделяться на белом фоне, так что эта доминантная мутация, которая была введена, на самом деле не полезна для популяции, потому что волкам их легче поймать. 13. Сравните результаты с первым экспериментом. 14. Сбросьте параметры и запустите эксперимент с фактором Limited food. Сравните результаты с первым экспериментом. Замечается ли какое либо изменение? Помните: главное — активно экспериментировать, наблюдать и анализировать, чтобы понять, как естественный отбор влияет на формирование популяций. Заключение В этой виртуальной лаборатории ученики наблюдали, как действует естественный отбор в режиме реального времени, что делает его ценным инструментом как для образовательных, так и для научных целей, способствующим пониманию эволюции, развитию критического мышления и внося свой вклад в изучение этого фундаментального биологического процесса. Словарь терминов Natural selection – Естественный отбор – Табиғи сұрыпталу Mutation – Мутация – Мутация Dominant trait – Доминантный признак – Доминантты белгі Recessive trait – Рецессивный признак – Рецессивті белгі Brown fur – Коричневый мех – Қоңыр жүнді White fur – Белый мех – Ақ жүнді Straight ears – Прямые уши – Тікқұлақты Floppy ears – Висячие уши – Салпаңқұлақты Long teeth – Длинные зубы – Ұзын тісті Short teeth – Короткие зубы – Қысқа тісті Environmental factors – Факторы окружающей среды – Қоршаған орта факторлары Wolves – Волки – Қасқырлар Limited food – Ограниченные пищевые ресурсы – Шектелген қоректік ресурстар Tough food – Жесткие пища – Қатты қорек Population – Популяция – Популяция Proportions – Пропорции – Пропорциялар Pedigree – Родословная – Шежіре Alleles – Аллели – Аллельдер Generation – Поколение – Ұрпақ
