Билеты по биологии за курс 10-11 классов

Билеты по биологии за курс 10-11 классов

приготовленная на огне, она уменьшала нагрузку на жевательный аппарат.

Теменной гребень, к которому у обезьян прикрепляются мощные жевательные ,

потерял свое биологическое значение, сделался бесполезным и постепенно

исчез в процессе естественного отбора; по той же причине переход от

растительной пищи к смешанной привел к укорочению кишечника. Применение

огня помогало защищаться от холода и зверей.

Накапливаемый жизненный опыт в познании природы совершенствовался от

поколения к поколению. При жизни обществом имелись большие возможности для

общения друг с другом: совместная деятельность членов общества вызвала

необходимость сигнализации жестами, звуками. Первые слова были связаны с

трудовыми операциями и обозначали действие, работу, а названия предметов

появились позднее. Неразвитая гортань и ротовой аппарат предков человека в

результате наследственной изменчивости и естественного отбора

преобразовались в органы членораздельной речи человека. Человек, как и

животные, воспринимает сигналы из окружающего мира через непосредственное

раздражение органов чувств — это первая сигнальная система. Но человек

способен воспринимать сигналы словом — он обладает второй сигнальной

системой. Она составляет качественное различие высшей нервной деятельности

человека и животных.

Возникновение речи усилило общение наших предков на почве совместного

трудового процесса и, в свою очередь, способствовало развитию общественных

отношений. Эволюция наших предков происходила под совместным действием

социальных и биологических факторов. Естественный отбор постепенно утратил

значение в эволюции человеческого общества. Все усложнявшиеся трудовые

процессы изготовления орудий труда и предметов быта, членораздельная речь и

жесты, мимика содействовали развитию головного мозга и органов чувств.

Развитие головного мозга, мышления, сознания стимулировало в то же время

совершенствование труда и речи. Все полнее и лучше осуществлялась

преемственность трудового опыта в поколениях. Только в обществе мышление

человека могло достигнуть столь высокого развития.

Если морфологические и физиологические особенности человека передаются по

наследству, то способности к коллективной трудовой деятельности, мышлению и

речи никогда не передавались по наследству и не передаются теперь. Эти

специфические качества исторически возникли и совершенствовались под

действием социальных факторов и развиваются у каждого человека в процессе

его индивидуального развития только в обществе благодаря воспитанию и

образованию.

Итак, движущими силами антропогенеза являлись биологические факторы

(наследственная изменчивость, борьба за существование и естественный отбор)

и социальные (факторы (трудовая деятельность, общественный образ жизни,

речь и мышление).

БИЛЕТ№ 15

ВОПРОС 1.

Половое размножение

В половом размножении принимают участие, как правило, две родительские

особи, каждая из которых участвует в образовании нового организма, внося

лишь одну половую клетку — гамету (яйцеклетку или сперматозоид). В

результате слияния гамет образуется оплодотворенная яйцеклетка — зигота,

несущая наследственные задатки обоих родителей, благодаря чему резко

увеличивается наследственная изменчивость потомков. В этом заключается

преимущество полового размножения перед бесполым.

Низшие многоклеточные организмы наряду с бесполым размножением могут

также размножаться и половым путем. У нитчатых водорослей одна из клеток

претерпевает несколько делений, в результате чего образуются маленькие

подвижные гаметы одинакового размера с вдвое уменьшенным числом хромосом.

Гаметы затем попарно сливаются и образуют одну клетку, а из нее

впоследствии развиваются новые особи. У более высокоорганизованных растений

и животных половые клетки не одинаковы по величине. Одни гаметы богаты

запасными питательными веществами и неподвижны — яйцеклетки; другие,

маленькие, подвижные — сперматозоиды. Гаметы образуются в

специализированных органах — половых железах. У высших животных женские

гаметы (яйцеклетки) образуются в яичниках, мужские (сперматозоиды) — в

семенниках. Образование половых клеток (гаметогенез) у водорослей, многих

грибов и высших споровых растений происходит путем митоза или мейоза в

специальных органах полового размножения: яйцеклеток — в оогониях или

архегониях, сперматозоидов и спермиев — в антеридиях.

Образование половых клеток. В процессе формирования половых клеток

выделяют три стадии: — размножение — рост — созревание.

Первичные половые клетки делятся путем митоза (период размножения), в

результате чего их количество постоянно возрастает. Затем деление клеток

прекращается, и они начинают расти. При сперматогенезе все 4 клетки в

дальнейшем превращаются в сперматозоиды. Типичный сперматозоид состоит из

головки, шейки и хвостика. Головка содержит ядро и незначительное

количество цитоплазмы. На кончике головки располагается аппарат Гольджи,

преобразованный в кольцевое тельце — акросому. В ней образуются ферменты,

растворяющие мембрану яйцеклетки при оплодотворении. В цитоплазме шейки

сосредоточены митохондрии, одна или несколько центриолей. При оогенезе

мейотическое деление ядра сопровождается неравным делением цитоплазмы, в

результате чего из ооцита развиваются одна крупная яйцеклетка и три

маленькие клетки, называемые направленными тельцами, которые вскоре

погибают. Биологический смысл формирования направленных телец заключается в

необходимости сохранения в яйцеклетке максимального количества желтка,

необходимого для развития будущего зародыша.

Яйцеклетки многоклеточных животных в зависимости от количества желтка

имеют разную величину. Типичное ядро яйцеклетки содержит гаплоидный набор

хромосом. В цитоплазме функционируют митохондрии, рибосомы, аппарат Гольджи

и слаборазвитая эндоплазматическая сеть, накапливается значительное

количество нуклеотидов, аминокислот, белков и других компонентов,

необходимых для ранних стадий развития зародыша. Яйцеклетка всегда окружена

одной или несколькими оболочками, имеющими сложное строение. Развитие

сперматозоидов называется сперматогенезом. Развитие яйцеклеток — оогенезом.

Незрелые половые клетки (сперматоциты и ооциты) претерпевают мейоз, в

результате которого образуются 4 гаплоидные клетки — гаметы.

Оплодотворение. Слияние содержащихся в гаметах гаплоидных ядер называют

оплодотворением; оно приводит к образованию диплоидной зиготы, т.е. клетки,

содержащей по одному хромосомному набору от каждого из родителей. Это

объединение в зиготе двух наборов хромосом (генетическая рекомбинация)

представляет собой генетическую основу внутривидовой изменчивости. Зигота

растет и развивается в зрелый организм следующего поколения. Таким образом,

при половом размножении в жизненном цикле происходит чередование диплоидной

и гаплоидной фаз. Число и размеры половых клеток различны у разных животных

и растений. Однако наблюдается такая закономерность: чем меньше вероятность

встречи яйцеклетки и сперматозоида, тем большее число половых клеток

образуется в организме. Например, рыбы мечут икру (яйцеклетки) и сперму

прямо в воду. Количество икринок у некоторых из них достигает громадной

величины (треска выметывает около 10 млн. икринок).

У высших растений и животных образуется обычно небольшое количество

яйцеклеток (до нескольких десятков), так как у них вероятность

оплодотворения при значительно большем количестве сперматозоидов (или

пыльцы) очень велика.

Процесс оплодотворения состоит из нескольких этапов: проникновения

сперматозоида в яйцо, слияния гаплоидных ядер обеих гамет с образованием

диплоидной клетки зиготы, активации ее к дроблению и дальнейшему развитию.

Как только сперматозоид проник в яйцеклетку, ее оболочки приобретают

свойства, препятствующие доступу других сперматозоидов. Это обеспечивает

слияние ядра яйца с ядром одного сперматозоида. У некоторых животных в

яйцеклетку проникают два или несколько сперматозоидов, но в оплодотворении

принимает участие лишь один, остальные погибают.

Партеногенез (девственное размножение). Это развитие организма из

неоплодотворенной яйцеклетки. При диплоидном партеногенезе (у тлей, дафний,

коловраток, некоторых ящериц, одуванчика) мейоза не происходит и развитие

начинается с диплоидных ооцитов. Такой партеногенез способствует быстрому

размножению популяций вида. При гаплоидном партеногенезе развитие

начинается с гаплоидной яйцеклетки. Возникающие при этом организмы либо

гаплоидны (самцы пчел — трутни), либодиплоидны. Это наблюдается в том

случае, если яйцеклетка сливается с одним из направленных телец или если

хромосомы удваиваются без последующего разделения ядра и клетки.

Искусственный партеногенез можно вызвать у многих животных, даже

млекопитающих, путем воздействия на яйцеклетку временным повышением

температуры, различными химическими веществами и физическими факторами.

ВОПРОС 2.

Ч. Дарвин о месте человека в системе органического мира, как о наиболее

высокоорганизованном звене в эволюции, об общих далеких предках человека и

человекообразных обезьян.

Сравнительно-анатомические и эмбриологические доказательства

происхождения человека от млекопитающих животных. Доказательства

принадлежности человека к классу млекопитающих: 1) сходство всех систем

органов, внутриутробное развитие, наличие диафрагмы, млечных желез, трех

видов зубов; 2) рудиментарные органы (копчик, аппендикс, остатки третьего

века); 3) атавизмы — проявление у людей признаков далеких предков

(многососковость, сильно развитый волосяной покров); 4) развитие человека и

млекопитающих животных из оплодотворенной яйцеклетки, сходство стадий

зародышевого развития (закладка жаберных щелей и сильное развитие

хвостового отдела до трехмесячного возраста, мозг зародыша в месячном

возрасте напоминает мозг рыб).

Сходство человека и человекообразных обезьян: 1) у обезьян также развита

высшая нервная деятельность, есть память. Они ухаживают за детьми,

проявляют чувства (радость, гнев), используют

простейшие орудия труда; 2) сходное строение всех систем органов,

хромосомного аппарата, групп крови, общие болезни, паразиты.

Сходство строения, жизнедеятельности, поведения человека и

человекообразных обезьян — доказательства их родства, происхождения от

общих предков. Признаки различий (присущие человеку мышление, речь,

прямохождение, высокоразвитая трудовая деятельность) — доказательства

дальнейшего развития человека и человекообразных обезьян в разных

направлениях.

БИЛЕТ№ 16

ВОПРОС 1.

Образование зиготы, ее первые деления — начало индивидуального развития

организма при половом размножении. Эмбриональный и постэмбриональный

периоды развития организмов.

Эмбриональное развитие — период жизни организма, который начинается с

образования зиготы и заканчивается рождением или выходом зародыша из яйца.

Стадии эмбрионального развития (на примере ланцетника): 1) дробление —

многократное деление зиготы путем митоза. Образование множества мелких

клеток (при этом они не растут), а затем шара с полостью внутри — бластулы,

равной по размерам зиготе; 2) образование гаструлы — двухслойного зародыша

с наружным слоем клеток (эктодермой) и внутренним, выстилающим полость

(энтодермой). Кишечнополостные, губки — примеры животных, которые в

процессе эволюции остановились на двухслойной стадии; 3) образование

трехслойного зародыша, появление третьего, среднего слоя клеток —

мезодермы, завершение образования трех зародышевых листков; 4) закладка из

зародышевых листков различных органов, специализация клеток.

Органы, формирующиеся из зародышевых листков.

1.Наружный , эктодерма. Органы и части зародыша. Нервная пластина, нервная

трубка, наружный слой кожного покрова, органы слуха.

2.Внутренний, эндодерма. Органы и части зародыша. Кишечник, легкие, печень,

поджелудочная железа.

3. Средний, мезодерма. Органы и части зародыша. Хорда, хрящевой и костный

скелет, мышцы, почки, кровеносные сосуды.

Одновременно из мезодермы образуется хорда — гибкий скелетный тяж,

расположенный у эмбрионов всех позвоночных на спинной стороне. У

позвоночных хорда замещается позвоночником, и только у некоторых низших

позвоночных ее остатки сохраняются между позвонками даже во взрослом

состоянии.

Из эктодермы, расположенной над самой хордой, образуется нервная

пластинка, В дальнейшем боковые края пластинки приподнимаются, а

центральная ее часть опускается, образуя нервный желобок. Постепенно

верхние края этих складок смыкаются, и желобок превращается в лежащую под

эктодермой нервную трубку — зачаток центральной нервной системы.

Нервная трубка, хорда и кишечник создают осевой комплекс органов

зародыша, который определяет двустороннюю симметрию тела.

Зародыш животных развивается как единый организм, в котором все клетки,

ткани и органы находятся в тесном взаимодействии. При этом один зачаток

оказывает влияние на другой, в значительной мере определяя путь его

развития. Кроме того, на темпы роста и развития зародыша воздействуют

внутренние и внешние условия.

Взаимодействие частей зародыша в процессе эмбрионального развития — основа

его целостности. Сходство начальных стадий развития зародышей позвоночных

животных — доказательство их родства.

Высокая чувствительность зародыша к воздействию факторов среды. Вредное

влияние алкоголя, наркотиков, курения на развитие зародыша, на подростка и

взрослого человека.

ВОПРОС 2.

Основные человеческие расы. В современном человечестве выделяют три

основные расы:

. европеоидную

. монголоидную

— негроидную

Это большие группы людей, отличающие некоторыми физическими признаками,

например, чертами лица, цветом кожи, глаз и волос, формой волос. Расы — это

не разные формы одного и того же гена, а исторически сложившиеся

группировки особей, объединенные по целому ряду признаков. Они возникли в

результате приспособления человека к факторам внешней среды и

географической изоляции. Расовые особенности наследственны, и, по-видимому,

часть из них в прошлом носила адаптивный характер.

Приспособленность негроидов к жизни при повышенной температуре бросается

в глаза: темная кожа задерживает ультрафиолет, способный вызвать

соматические мутации (рак кожи), широкий нос и толстые, вздутые губы с

большой поверхностью слизистых оболочек способствуют испарению с высокой

теплоотдачей. У классических негроидов сухощавое сложение, длинные

конечности — все это ускоряет вывод из организма лишнего тепла. Точно так

же все пропорции тела и ряд физиологических особенностей эскимосов

свидетельствуют, что на них в течение многих поколений действовал жесткий

отбор на выживание в условиях высоких арктических широт.

Приспособительный характер признаков, которые в совокупности отличают

европеоидов, не бросается в глаза так резко. Светлая кожа, пропускающая

ультрафиолетовые лучи, спасает европеоидов от рахита, узкий выступающий нос

согревает вдыхаемый воздух. Европеоиды значительно менее восприимчивы к

простудам. Северная Европа — своего рода заповедник рецессивных форм генов,

ставших в данном месте приспособительными. Светлая кожа, прямые волосы,

голубые или серые глаза — все эти признаки рецессивны, то есть подавляются

более «сильными» в генетическом отношении доминантными (смуглая кожа,

волнистые волосы, темные глаза).

Приспособительны и признаки монголоидов — плоское и плосконосое лицо,

складка в углу глаза — эпикантус — адаптация к суровому, с частыми пылевыми

бурями климату Центральной Азии. Расселившись затем по Азии от тропиков до

Арктики, монголоиды в основном сохранили свои признаки, хотя и во многом

изменились. По умственным способностям, то есть способностям к познанию,

творческой и вообще трудовой деятельности, все расы одинаковы. Различия в

уровне культуры связаны не с биологическими особенностями людей разных рас,

а с социальными условиями развития общества.

Антропологи выделяют несколько десятков человеческих рас — так называемых

рас второго и третьего порядка. Точную цифру назвать невозможно, тем более

что многие такие группировки сливаются, исчезают или, наоборот, возникают.

Это так называемые контактные группы. Например, в нашей стране около 45

млн. населения относится к переходному европеоидно-монголоидному типу.

Можно сказать, что сейчас, в эпоху интенсивных контактов между народами и

отмирания расовых предрассудков, практически нет «чистых» рас.

Будущее рас. Со временем расы, видимо, сольются в одну. Два фактора

способствуют этому процессу .Первый из них — отделение человека от природы.

Практически на всей Земле люди в городах едят одну пищу, проводят большую

часть жизни при нормальной, «комнатной» температуре. Цвет кожи и прочие

расовые признаки перестают быть адаптивными, отбор в этом направлении уже

не ведется.

Второй фактор — неуклонное превращение человечества в единую популяцию,

которое не могут остановить все расовые, национальные и религиозные

предрассудки. Когда «народы, распри позабыв, в великую семью соединятся»,

слияние рас в единую, всепланетную будет лишь вопросом времени, пусть

весьма далекого, исчисляемого сотнями поколений.

БИЛЕТ№17

ВОПРОС 1.

Постэмбриональное развитие.

Индивидуальное развитие организма (онтогенез) — период жизни, который при

половом размножении начинается с образования зиготы, характеризуется

необратимыми изменениями (увеличением массы, размеров, появлением новых

тканей и органов) и завершается смертью.

Зародышевый (эмбриональный) и послезародышевый (постэмбриональный) периоды

индивидуального развития организма.

Послезародышевое развитие (приходит на смену зародышевому) — период от

рождения или выхода зародыша из яйца до смерти. Различные пути

послезародышевого развития животных — прямое и непрямое:

1) прямое развитие — рождение потомства, внешне похожего на взрослый

организм. Примеры: развитие рыб, пресмыкающихся, птиц, млекопитающих,

некоторых видов насекомых. Так, малек рыбы похож на взрослую рыбу, утенок

на утку, котенок на кошку;

2) непрямое развитие — рождение или выход из яйца потомства,

отличающегося от взрослого организма по морфологическим признакам, образу

жизни (типу питания, характеру передвижения). Пример: из яиц майского жука

появляются червеобразные личинки, живут в почве и питаются корнями в

отличие от взрослого жука (живет на дереве, питается листьями).

Стадии непрямого развития насекомых: яйцо, личинка, куколка, взрослая

особь. Особенности жизни животных на стадии яйца и куколки — они

неподвижны. Активный образ жизни личинки и взрослого организма, разные

условия обитания, использование разной пищи.

Значение непрямого развития — ослабление конкуренции между родителями и

потомством, так как они поедают разную пищу, у них разные места обитания.

Непрямое развитие — важное приспособление, возникшее в процессе эволюции.

Оно способствует ослаблению борьбы за существование между родителями и

потомством, выживанию животных на ранних стадиях послезародышевого

развития.

ВОПРОС 2.

Экология.Термин экология был предложен в 1866 году немецким зоологом Э.

Геккелем для обозначения экологической науки, изучающей взаимоотношения

организмов с окружающей их средой обитания. Экология занимается изучением

отдельных особей, популяций (состоящих из особей одного вида), сообществ

(состоящих из популяций), и экосистем (включающих сообщества и окружающую

их среду). Экологи изучают, как среда влияет на живые организмы и как

организмы воздействуют на среду. Исследуя популяции, экологи решают вопросы

об отдельных видах, об устойчивых изменениях и колебаниях численности

популяций. При изучении сообществ рассматривается их состав или структура,

а также прохождение через сообщества энергии и вещества, т.е. то, что

называется функционированием сообществ. Понятие «экология» распространено

очень широко. Под экологией в большинстве случаев понимают любое

взаимодействие человека и природы или, чаще всего, ухудшение качества

окружающей нас среды, вызванное хозяйственной деятельностью. В этом смысле

экология касается каждого из членов общества.

В обществе растет беспокойство по поводу экологического состояния

окружающей среды и начинает формироваться чувство ответственности за

состояние природных систем Земли. Экологическое мышление, т.е. анализ всех

принимаемых хозяйственных решений с точки зрения сохранения и улучшения

качества окружающей среды, стало абсолютно необходимым при разработке любых

проектов освоения и преобразования территорий.

Экологические факторы. Природа, в которой обитает живой организм, является

средой его обитания. Окружающие условия многообразны и изменчивы. Не все

факторы среды с одинаковой силой воздействуют на живые организмы. Одни

могут быть необходимы для организмов, другие, наоборот, вредны; есть такие,

которые вообще безразличны для них. Факторы среды, которые воздействуют на

организм, называют экологическими факторами.

Абиотические факторы — это все факторы неживой природы. К ним относятся

физические и химические характеристики среды, а также климатические и

географические факторы, имеющие сложную природу: смена сезонов года,

рельеф, направление и сила течения или ветра, лесные пожары и др.

Биотические факторы — сумма воздействий живых организмов. Многие живые

организмы влияют друг на друга непосредственно. Хищники поедают жертв,

насекомые пьют нектар и переносят пыльцу с цветка на цветок, болезнетворные

бактерии образуют яды, разрушающие клетки животных. Кроме того, организмы

косвенно воздействуют друг на друга, изменяя среду обитания. Например,

отмершие листья деревьев образуют опад, который служит местом обитания и

пищей для многих организмов.

Антропогенный фактор — вся разнообразная деятельность человека, которая

приводит к изменению природы как среды обитания всех живых организмов или

непосредственно сказывается на их жизни.

Биологический оптимум. Часто в природе бывает так, что одни экологические

факторы находятся в изобилии (например, вода и свет), а другие (например,

азот) — в недостаточных количествах. Факторы, снижающие жизнеспособность

организма, называют ограничивающими (лимитирующими). Например, ручьевая

форель живет в воде с содержанием кислорода не менее 2 мг/л. При содержании

в воде кислорода менее 1,6 мг/л форель гибнет. Кислород — ограничивающий

фактор для форели.

Ограничивающим фактором может быть не только его недостаток, но и

избыток. Тепло, например, необходимо всем растениям. Однако если

продолжительное время летом стоит высокая температура, то растения даже при

увлажненной почве могут пострадать из-за ожогов листьев.

Следовательно, для каждого организма существует наиболее подходящее

сочетание абиотических и биотических факторов, оптимальное для его роста,

развития и размножения. Наилучшее сочетание условий называют биологическим

оптимумом. Выявление биологического оптимума, знание закономерностей

взаимодействия экологических факторов имеют большое практическое значение.

Умело поддерживая оптимальные условия жизнедеятельности

сельскохозяйственных растений и животных, можно повышать их продуктивность.

Влияние основных абиотических факторов на живые организмы. В каждой среде

действует своя совокупность абиотических факторов. Некоторые из них играют

важную роль во всех трех основных средах (в почве, воде, на суше) или в

двух.

Температура и ее влияние на биологические процессы, Температура — один из

важнейших абиотических факторов. Во-первых, она действует везде и

постоянно. Во-вторых, температура влияет на скорость многих физических

процессов и химических реакций, в том числе и на процессы, идущие в живых

организмах и их клетках. С повышением температуры до определенного предела

скорость реакции увеличивается, а при дальнейшем повышении температуры

резко падает. Вот почему температура влияет на скорости различных

физиологических процессов, от пищеварения до проведения нервного импульса.

Слишком низкие и слишком высокие значения температуры губительны для

клеток.

Физиологические адаптации. На основе физиологических процессов многие

организмы могут в определенных пределах менять температуру своего тела. Эта

способность называется терморегуляцией. Обычно терморегуляция сводится к

тому, что температура тела поддерживается на более постоянном уровне, чем

температура окружающей среды. Более разнообразны по способностям к

терморегуляции животные. Все животные делятся по этому признаку на

холоднокровных и теплокровных.

Температура тела у холоднокровных животных изменяется при изменении

температуры внешней среды. Теплокровные животные благодаря наличию таких

ароморфозов, как четырехкамерное сердце, механизмы терморегуляции (перьевой

и волосяной покровы, жировая ткань и др.), способны поддерживать постоянную

температуру тела даже при ее сильных колебаниях.

Влияние влажности на наземные организмы. Все живые организмы испытывают

потребность в воде. Биохимические реакции, идущие в клетках, протекают в

жидкой среде. Вода для живых организмов служит «универсальным

растворителем»; в растворенном виде транспортируются питательные вещества,

гормоны, выводятся вредные продукты обмена и др. Повышенная или пониженная

увлажненность накладывает отпечаток на внешний облик и внутреннюю структуру

организмов. Так, в условиях недостаточного увлажнения (степи, полупустыни,

пустыни) распространены растения-ксерофиты. Они выработали приспособления к

постоянному или временному недостатку влаги в почве или воздухе, что

обусловлено их анатомическими, морфологическими и физиологическими

особенностями. Так, многолетние растения пустыни имеют сильно развитые

корни, иногда очень длинные (у верблюжьей колючки до 16м), достигающие

влажного слоя, или чрезвычайно разветвленные.

Роль света в жизни гетеротрофов. Для многих микробов и некоторых животных

прямой солнечный свет губителен. Гетеротрофы — организмы, потребляющие

готовые органические вещества и не способные к их синтезу из

неорганических. В жизни большинства животных свет играет важную роль.

Животные, ориентирующиеся с помощью зрения, приспособлены к определенной

освещенности. Поэтому практически все животные имеют выраженный суточный

ритм активности и заняты поисками пищи в определенное время суток. Многие

насекомые и птицы, как и человек, способны запоминать положение Солнца и

использовать его как ориентир, позволяющий находить обратную дорогу. Для

многих планктонных животных изменения освещенности служат стимулом,

вызывающим вертикальные миграции. Обычно ночью мелкие планктонные животные

поднимаются в верхние слои, более теплые и богатые пищей, а днем опускаются

на глубину.

Фотопериодизм. В жизни большинства организмов важную роль играет смена

сезонов года. Со сменой сезонов меняются многие факторы среды: температура,

количество осадков и др. Однако наиболее закономерно изменяется длина

светового дня. Для многих организмов изменение длины дня служит сигналом

смены сезонов. Реагируя на изменение длины дня, организмы подготавливаются

к условиям наступающего сезона. Эти реакции на изменение длины дня называют

фотопериодическими реакциями, или фотопериодизмом. От длины дня зависят

сроки цветения и другие процессы у растений. У многих пресноводных животных

укорочение дней осенью вызывает образование покоящихся яиц и цист,

переживающих зиму. Для перелетных птиц сокращение светлого времени суток

служит сигналом к началу миграции. У многих млекопитающих от длины дня

зависит созревание половых желез и сезонность размножения. Как показали

недавние исследования, у многих людей, живущих в умеренном поясе, короткий

фотопериод в зимнее время вызывает нервное расстройство — депрессию. Для

лечения этого заболевания человека достаточно каждый день в течение

определенного периода времени освещать ярким светом.

БИЛЕТ№18

ВОПРОС 1.

Предмет, задачи и методы генетики. Генетика как наука возникла на рубеже

Х1Х-ХХ вв. Будучи общебиологической наукой, генетика позволяет осмыслить

как единое целое все разнообразие жизненных форм, возникшее в процессе

эволюции в дикой природе и созданное человеком в результате селекции. С

позиций генетики как единое целое может быть оценено и все разнообразие

процессов, функций и признаков организма, потому что она изучает не только

хранение, передачу и изменение генетической информации, но и ее реализацию

в признаках и свойствах каждого организма в ходе его индивидуального

развития.

Основной задачей генетики является изучение следующих проблем:

1. Хранение наследственной информации.

2. Механизм передачи генетической информации от поколения к поколению

клеток или организмов.

3. Реализация генетической информации.

4. Изменение генетической информации (изучение типов, причин и механизмов

изменчивости).

Кроме того, генетика призвана решать и практические задачи, такие, как:

1. Выбор наиболее эффективных типов скрещивания (отдаленная гибридизация,

не родственные или близкородственные скрещивания разных степеней) и

способов отбора (индивидуальный, массовый )

2. Управление развитием наследственных признаков.

3. Искусственное получение новых наследственно измененных форм растений и

животных.

4. Разработка методов использования генетической инженерии для получения

высокоэффективных продуцентов различных биологически активных соединений,

а в перспективе и внедрение этих методов в генетику растений, животных и

даже человека.

Методы, используемые в генетике, разнообразны, но основной из них —

гибридологический анализ, то есть скрещивание с последующим генетическим

анализом потомства. Он используется на молекулярном, клеточном

(гибридизация соматических клеток) и организменном уровнях. Кроме того, в

зависимости от уровня исследования (молекулярный, клеточный, организменный,

популяционный), изучаемого объекта (бактерии, растения, животные, человек)

и других факторов используются самые разнообразные методы современной

биологии, химии, физики, математики. Однако каковы бы ни были методы, они

всегда являются вспомогательными к основному методу — генетическому

анализу.

Важный шаг в познании закономерностей наследственности сделал выдающийся

чешский исследователь Грегор Мендель. Он выявил важнейшие законы

наследственности и показал, что признаки организмов определяются

дискретными (отдельными) наследственными факторами.

Гибридологический метод Гибридологический метод. Основной метод, который

Г. Мендель разработал и положил в основу своих опытов, называют

гибридологическим. Суть его заключается в скрещивании (гибридизации)

организмов, отличающихся друг от друга по одному или нескольким признакам.

Поскольку потомков от таких скрещиваний называют гибридами, то и метод

получил название гибридологического.

Одна из особенностей метода Менделя состояла в том, что он использовал

для экспериментов чистые линии, то есть растения, в потомстве которых при

самоопылении не наблюдалось разнообразия по изучаемому признаку. (В каждой

из чистых линий сохранялась однородная совокупность генов). Другой важной

особенностью гибридологического метода было то, что Г.Мендель наблюдал за

наследованием альтернативных (взаимоисключающих, контрастных) признаков.

Например, растения низкие и высокие; цветки белые и пурпурные; форма семян

гладкая и морщинистая и т.д. Не менее важная особенность метода — точный

количественный учет каждой пары альтернативных признаков в ряду поколений.

Математическая обработка опытных данных позволила Г.Менделю установить

количественные закономерности в передаче изучаемых признаков. Очень

существенно было то, что Г.Мендель в своих опытах шел аналитическим путем:

он наблюдал наследование многообразных признаков не сразу в совокупности, а

лишь одной пары альтернативных признаков.

Гибридологический метод лежит в основе современной генетики.

Единообразие первого поколения. Правило доминирования. Г.Мендель проводил

опыты с горохом — самоопыляющимся растением. Он выбрал для эксперимента два

растения, отличающихся по одному признаку: семена одного сорта гороха были

желтые, а другого — зеленые. Поскольку горох, как правило, размножается

самоопылением, в пределах сорта нет изменчивости по окраске семян. Учитывая

это свойство, Г.Мендель искусственно опылил это растение, скрестив сорта,

отличающиеся цветом семян. Независимо от того, к какому сорту принадлежали

материнские растения, гибридные семена первого поколения (Fi) оказались

только желтыми. Следовательно, у гибридов проявляется только один признак,

признак другого родителя как бы исчезает. Такое преобладание признака

одного из родителей Г.Мендель назвал доминированием, а соответствующие

признаки доминантными. Признаки, не проявляющиеся у гибридов первого

поколения, он назвал рецессивными, В опытах с горохом признак желтой

окраски семян доминировал над зеленой окраской. Таким образом, Г.Мендель

обнаружил единообразие по окраске у гибридов первого поколения, т.е. все

гибридные семена имели одинаковую окраску. В опытах, где скрещивающиеся

сорта отличались и по другим признакам, были получены такие же результаты:

единообразие первого поколения и доминирование одного признака над другим.

Расщепление признаков у гибридов второго поколения. Из гибридных семян

гороха Г.Мендель вырастил растения, которые путем самоопыления произвели

семена второго поколения. Среди них оказались не только желтые семена, но и

зеленые. Всего он во втором поколении получил 6022 желтых и 2001 зеленое

семя, т.е. 3/4 гибридов имели желтую окраску и 1/4 — зеленую.

Следовательно, отношение числа потомков второго поколения с доминантным

признаком к числу потомков с рецессивным оказалось близким к 3:1. Такое

явление он назвал расщеплением признаков. Г.Менделя не смутило, что реально

обнаруженные им соотношения потомков немного отклонялись от отношения 3:1.

Далее, изучая статистическую природу закономерностей наследования, мы

убедимся в правоте Менделя.

Сходные результаты во втором поколении дали многочисленные опыты по

генетическому анализу других пар признаков. Основываясь на полученных

результатах, Г.Мендель сформулировал первый закон — закон расщепления. В

потомстве, полученном от скрещивания гибридов первого поколения,

наблюдается явление расщепления: четверть особей из гибридов второго

поколения имеет рецессивный признак, три четверти — доминантный.

Анализирующее скрещивание. При полном доминировании среди особей с

доминантными признаками невозможно отличать гомозиготы от гетерозигот, а в

этом часто возникает необходимость (например, чтобы определить,

чистопородна или гибридна данная особь). С этой целью проводят

анализирующее скрещивание, при котором исследуемая особь с доминантными

признаками скрещивается с рецессивной гомозиготной. Если потомство от

такого скрещивания окажется однородным, значит, особь гомозиготная (ее

генотип АА). Если же в потомстве будет 50% особей с доминантными

признаками, а 50% — с рецессивными, значит, особь гетерозиготная.

Промежуточный характер наследования. Иногда у гибридов Fi не наблюдается

полного доминирования, их признаки носят промежуточный характер (Аа). Такой

характер наследования называют промежуточным или неполным доминированием.

Правило чистоты гамет, установленное Менделем, впервые продемонстрировало

свойство дискретности гена, не смешиваемости аллелей друг с другом и

другими генами. Мендель впервые показал, что наследственные факторы в

гаметах гибрида первого поколения остаются точно такими же, как и у

родителей. Они не смешиваются, не претерпевают изменений после совместного

пребывания в гибридном организме.

ВОПРОС 2.

Биогеоценоз— целостная самовоспроизводящаяся система. Сообщество живых

организмов и абиотическая среда влияют друг на друга, обе части

биогеоценоза необходимы для поддержания жизни. Абиотические факторы

регулируют существование и жизнедеятельность популяций. В то же самое время

эти факторы находятся под постоянным влиянием самих живых организмов.

Важные для жизни химические элементы (С, Н, О, N, Р) и органические

соединения (углеводы, белки, жиры) образуют непрерывный поток между живым и

неживым: потребление и выделение углекислого газа, кислорода, воды,

образование и разложение растительного и животного опада, образование

почвенных органических соединений. Живые организмы черпают из среды

жизненные ресурсы (например, кислород из атмосферы в процессе дыхания и

углекислый газ в процессе фотосинтеза). Они поставляют в среду продукты

жизнедеятельности (например, кислород в процессе фотосинтеза я углекислый

газ в процессе разложения органических веществ и дыхания). Солнечная

энергия аккумулируется зелеными растениями и передается организмам всех

популяций, населяющих биогеоценоз.

Потоки энергии и вещества, связывающие живые организмы друг с другом и

средой их обитания, обеспечивают целостность биогеоценозов. Способность

организмов к размножению, наличие в среде пищи и энергии, необходимых для

роста, развития и размножения, а также воссоздание среды (Питания живыми

организмами — условия самовоспроязводства биогеоценозов (экосистем).

Устойчивость. Сложившиеся в ходе эволюции биогеоценозы находятся в

равновесии со средой и проявляют устойчивость. Устойчивость — это свойство

сообщества и экосистемы выдерживать изменения, создаваемые внешними

воздействиями. Например, если количество осадков понизилось на 50% по

сравнению со средним количеством за много лет, а количество органического

вещества, созданного продуцентами, упало лишь на 25%, численность

травоядных консументов — только на 10%, то можно сказать: эта экосистема

устойчива. Способность организмов переносить неблагоприятные условия и

высокий потенциал размножения обеспечивают сохранение популяций в

экосистеме, что гарантирует ее устойчивость.

Саморегуляция. Поддержание определенной численности популяций основано на

взаимодействии организмов в звеньях хищник — жертва, паразит — хозяин на

всех уровнях пищевых цепей. Если по каким-либо причинам один из членов

пищевых цепей исчезает, то виды, питавшиеся в основном исчезнувшим видом,

начинают в большем количестве поедать ту пищу, которая раньше была для них

второстепенной. Вследствие подобной замены пищи численность видов-

потребителей сохраняется.

Массовое размножение вида в биогеоценозе регулируется прямыми и обратными

связями, существующими в пищевых цепях. Нередко благодаря хорошим погодным

условиям создается высокий урожай растений, которыми питается определенная

популяция травоядных животных. В связи с хорошим питанием численность

популяций возрастает. Травоядные сами могут быть пищей для хищников. Чем

многочисленнее жертвы, тем более обеспечен едой хищник и тем интенсивнее он

размножается. Следовательно, чем больше в нынешнем году жертв, тем больше

на следующий год будет хищников. Возрастание количества хищников приводит к

снижению численности жертв. Снижение численности жертв ведет к тому, что

размножение хищника замедляется, и количество хищника и жертвы возвращается

к нормальному — исходному соотношению. Колебания количества растительной

пищи, травоядных животных и хищников, питающихся этими животными, сопряжены

друг с другом. Каково значение саморегуляции численности, мы понимаем

особенно хорошо, сталкиваясь с явлениями, когда саморегуляция нарушается.

Это обычно происходит в тех случаях, когда человек нарушает сложившуюся

структуру сообществ. Например, бесконтрольная вырубка леса, загрязнение

воды, уничтожение пестицидами микрофлоры почвы и др. Нарушение естественных

цепей питания под воздействием антропогенного фактора, неразумное

вмешательство в экосистемы может привести к неконтролируемому росту

численности особей отдельных популяций и к нарушению природных

экологических сообществ.

БИЛЕТ№19

ВОПОС 1.

Моногибридное скрещивание.

Одна из особенностей метода Менделя состояла в том, что он использовал

для экспериментов чистые линии, то есть растения, в потомстве которых при

самоопылении не наблюдалось разнообразия по изучаемому признаку. (В каждой

из чистых линий сохранялась однородная совокупность генов). Другой важной

особенностью гибридологического метода было то, что Г.Мендель наблюдал за

наследованием альтернативных (взаимоисключающих, контрастных) признаков.

Например, растения низкие и высокие; цветки белые и пурпурные; форма семян

гладкая и морщинистая и т.д. Не менее важная особенность метода — точный

количественный учет каждой пары альтернативных признаков в ряду поколений.

Математическая обработка опытных данных позволила Г.Менделю установить

количественные закономерности в передаче изучаемых признаков. Очень

существенно было то, что Г.Мендель в своих опытах шел аналитическим путем:

он наблюдал наследование многообразных признаков не сразу в совокупности, а

лишь одной пары альтернативных признаков.

Гибридологический метод лежит в основе современной генетики.

Единообразие первого поколения. Правило доминирования. Г.Мендель проводил

опыты с горохом — самоопыляющимся растением. Он выбрал для эксперимента два

растения, отличающихся по одному признаку: семена одного сорта гороха были

желтые, а другого — зеленые. Поскольку горох, как правило, размножается

самоопылением, в пределах сорта нет изменчивости по окраске семян. Учитывая

это свойство, Г.Мендель искусственно опылил это растение, скрестив сорта,

отличающиеся цветом семян. Независимо от того, к какому сорту принадлежали

материнские растения, гибридные семена первого поколения (Fi) оказались

только желтыми. Следовательно, у гибридов проявляется только один признак,

признак другого родителя как бы исчезает. Такое преобладание признака

одного из родителей Г.Мендель назвал доминированием, а соответствующие

признаки доминантными. Признаки, не проявляющиеся у гибридов первого

поколения, он назвал рецессивными, В опытах с горохом признак желтой

окраски семян доминировал над зеленой окраской. Таким образом, Г.Мендель

обнаружил единообразие по окраске у гибридов первого поколения, т.е. все

гибридные семена имели одинаковую окраску. В опытах, где скрещивающиеся

сорта отличались и по другим признакам, были получены такие же результаты:

единообразие первого поколения и доминирование одного признака над другим.

Расщепление признаков у гибридов второго поколения. Из гибридных семян

гороха Г.Мендель вырастил растения, которые путем самоопыления произвели

семена второго поколения. Среди них оказались не только желтые семена, но и

зеленые. Всего он во втором поколении получил 6022 желтых и 2001 зеленое

семя, т.е. 3/4 гибридов имели желтую окраску и 1/4 — зеленую.

Следовательно, отношение числа потомков второго поколения с доминантным

признаком к числу потомков с рецессивным оказалось близким к 3:1. Такое

явление он назвал расщеплением признаков. Г.Менделя не смутило, что реально

обнаруженные им соотношения потомков немного отклонялись от отношения 3:1.

Далее, изучая статистическую природу закономерностей наследования, мы

убедимся в правоте Менделя.

Сходные результаты во втором поколении дали многочисленные опыты по

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5