Читать онлайн «Примерные вопросы и ответы к экзамену по биологии. 11 класс». Страница 13

2. Мейоз обеспечивает генетическую разнородность гамет благодаря случайной перекомбинации материнских и отцовских хромосом.

3. Мейоз вызывает образование хромосом нового генетического состава благодаря обмену участками гомологичных (парных) материнских и отцовских хромосом (явлению кроссинговера).

Вопрос 2. Популяция – структурная единица вида. Причины колебания численности популяций

Все виды организмов состоят из популяций. Вид – это основная систематическая единица, занимающая определенный ареал и представляющая совокупность родственных по происхождению особей, отличных от других видов и не скрещивающихся с ними. Популяцию можно определить как совокупность особей одного вида, заселяющих определенную территорию, свободно скрещивающихся друг с другом и, в той или иной степени, изолированных от других совокупностей особей данного вида. Популяция – это главный структурный элемент вида, форма его существования в данных условиях. В популяциях идут микроэволюционные процессы, завершающиеся видообразованием, изучение которых имеет для теории селекции и эволюционного учения первостепенное значение. Любую популяцию можно охарактеризовать половой, возрастной, пространственной, генетической и экологической структурами.

Экологическая структура популяции характеризует популяцию как группу особей, находящихся в специфических связях с факторами среды. Экологическая структура популяций должна определяться различными по экологическим свойствам (возрастно-половым, пространственным, генетическим и др.) группами особей. Например особи разных возрастно-половых групп по-разному ведут себя при избегании хищников и при многих других взаимодействиях с факторами среды. Половая структура популяции – это численное соотношение самцов и самок в разных половых группах. Каждая особь входит не только в пространственную группировку, но и всегда оказывается членом временной группировки – поколения, приплода, возрастной группы. Поэтому неизбежно, что каждая популяция должна обладать какой-то возрастной структурой.

Возрастная структура популяции отражает такие важные процессы, как интенсивность воспроизведения, уровень смертности, скорость смены поколений. Возрастной состав любой популяции зависит от ряда факторов: времени достижения половой зрелости, общей продолжительности жизни, длительности периода размножения, продолжительности поколения, частоты приплодов. Генетическая структура популяции обычно характеризуется частотами аллелей (сочетанием количественных соотношений аллелей одного локуса) и частотами генотипов (количественными соотношениями генотипов, контролируемыми аллелями одного гена).

Генетическая уникальность особей определяет генетическую гетерогенность и уникальность популяций. Генетическая гетерогенность популяций первично возникает за счет непрерывно текущего мутационного процесса, поддерживается и усиливается за счет процессов комбинации уже существующего в каждой природной популяции генетического материала. Это происходит под действием различных эволюционных сил.

Генетическое разнообразие, плотность популяции, а так же действие природных факторов оказывают влияние на численность популяции.

Важнейший фактор, регулирующий численность, – наличие кормовых ресурсов.

Популяция, хотя и обладает потенциальной возможностью неограниченного увеличения численности, обычно насчитывает столько особей, сколько их может прокормиться на занимаемой территории. Кроме того, динамика численности будет зависеть от возрастной и половой структур популяции.

Важной характеристикой популяции является панмиксия – свободное и равновероятное скрещивание между особями, входящими в данную популяцию. При этом резко возрастает генетическая разнородность организмов, и повышаются их адаптивные возможности. Генетическое разнообразие обеспечивает устойчивость данной группы особей в меняющихся условиях окружающей среды.

Вопрос 3. Составить вариационный ряд изменчивости семян фасоли или листьев какого-либо растения одного возраста. Выявить закономерности изменчивости выбранного признака

Рассмотрите несколько семян или листьев одного возраста у растений одного вида, сравните их размеры. Данные запишите.

Полученные данные занесите в таблицу, в которой по горизонтали сверху расположите ряд чисел, отображающих последовательное изменение признака (размер семян или длина листьевой пластинки), начиная с наименьшего значения, заканчивая наибольшим. Под первым рядом чисел расположите второй, в котором отобразите частоту встречаимости признака, например:

Определите, какие признаки встречаются часто, какие – редко.

Отобразите на графике зависимость между изменением признака и частотой его встречаемости, откладывая на горизонтальной оси размер семян или длину листовой пластинки, а на вертикальной оси – количество растений, имеющих такое выражение признака. Точки соедините. Полученная кривая является графическим отображением вариационного ряда.

Таким образом, развитие фенотипа организма определяется взаимодействием его наследственной основы (генотипа) с условиями внешней среды. При одном и том же генотипе, но при разных условиях существования признаки организма могут существенно различаться, чем однообразнее условия развития, тем меньше выражена модификационная изменчивость и, наоборот, чем разнообразнее условия среды, тем шире модификационная изменчивость.

Вопрос 1. Половое размножение организмов. Оплодотворение, его значение

Половое размножение очень широко распространено в природе как среди растений, так и среди животных. В этом случае двумя организмами – материнским и отцовским – вырабатываются специализированные половые клетки. Объединяясь затем в одну клетку, половые клетки дают начало новому организму. Женские половые клетки называются яйцеклетками, мужские – спермиями или сперматозоидами.

Половые клетки вырабатываются в специальных органах полового размножения. Яйцеклетка состоит из ядра, большого количества цитоплазмы с запасом питательных веществ и оболочки, которая иногда имеет очень сложное строение. Яйцеклетка лишена способности к активному движению. Сперматозоид также имеет ядро. Цитоплазмы в нем очень мало, оболочка тонкая, но плотная. Сперматозоиды животных снабжены жгутиками, позволяющими им активно передвигаться.

Начало половым клеткам животных дают дифференцированные клетки, которые претерпевают при этом ряд последовательных изменений. Формирование женских половых клеток называется овогенезом, мужских – сперматогенезом.

Цитологически оба процесса однотипны и приводят к тому, что в ядрах половых клеток остается вдвое меньше хромосом, чем в исходных клетках данного организма. Происходит это следующим образом. Начинается процесс с усиленного размножения исходных клеток путем обычного митоза (зона размножения). Число клеток резко увеличивается. Затем они перестают делиться, но усиленно растут (зона роста). В это время в их цитоплазме накапливаются запасные питательные вещества. Наконец, наступает созревание половых клеток (зона созревания), при котором число хромосом в половых клетках уменьшается. Во время созревания каждая из клеток делится дважды, образуя четыре клетки. При сперматогенезе эти четыре клетки превращаются в четыре сперматозоида. При овогенезе только одна из клеток становится яйцеклеткой, а три другие превращаются в так называемые направительные тельца и в дальнейшем погибают.

Деление в зоне созревания, приводящее к образованию или четырех сперматозоидов, или одной яйцеклетки и трех направительных телец, называется мейозом. В результате из одной диплоидной клетки возникают четыре гаплоидные клетки. На этом созревание половых клеток заканчивается. Зрелые клетки готовы к оплодотворению.

Оплодотворением называется процесс слияния яйцеклетки и сперматозоида в одну клетку – зиготу. При этом сперматозоид проникает внутрь яйцеклетки. Их цитоплазма смешивается, а ядра сливаются в одно ядро зиготы. Тем самым в зиготе восстанавливается диплоидный набор хромосом. В этом наборе одна гомологичная хромосома каждой пары привнесена в зиготу яйцеклеткой, а другая – сперматозоидом. Поэтому дочерний организм, который разовьется из такой зиготы, в одинаковой мере снабжен наследственной информацией как от материнского, так и от отцовского организма. С этим обстоятельством и связано то огромное значение, которое имеет половое размножение как среди растений, так и среди животных. Путем полового размножения могут возникать организмы, соединяющие в себе полезные признаки отца и матери. Такие организмы более жизнеспособны.

Вопрос 2. Наследственность, ее материальные основы. Гибридологический метод изучения наследственности