Читать онлайн «Примерные вопросы и ответы к экзамену по биологии. 11 класс». Страница 14

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

От одного поколения другому всегда передаются общие, характерные для данного вида признаки и свойства. Процесс воспроизведения организмами в ряду последовательных поколений сходных признаков и свойств называется наследственностью. Однако абсолютного сходства между ними никогда не бывает. Наследственность – это не простое воспроизведение, копирование каких-либо неизменных свойств и признаков организмов. Она всегда сопровождается их изменчивостью. При размножении организмов наряду с сохранением одних признаков изменяются другие. Не только воспроизводится подобное, но и возникает новое.

В явлениях наследственности ведущая роль принадлежит ДНК. Почти вся ДНК находится в хромосомах – структурах клеточного ядра, являющихся материальными носителями наследственности организмов. В различных организмах содержится разное количество ДНК. Но у одного и того же организма в различных клетках (их ядрах) ее количество одинаково, хотя сами клетки значительно отличаются друг от друга по химическому составу. В соматических клетках с диплоидным набором хромосом две гомологичные хромосомы и, соответственно, два гена, расположенные в одних и тех же локусах, определяют развитие одного какого-то признака. Такие гены называются аллельными

Основными методами генетических исследований являются: 1) гибридологический анализ; 2) цитогенетический метод; 3) онтогенетический метод; 4) близнецовый метод; 5) изогенный анализ. Гибридологический анализ – это изучение наследования признаков у гибридного потомства, полученного при внутривидовом скрещивании. Гибридологический анализ был разработан Г. Менделем в 1865 году. Удачный выбор растительных объектов для гибридизации, тщательное планирование экспериментов, точная регистрация полученных данных, их математическая обработка, а также гениальность ученого и научное везение позволили Менделю сформулировать ряд гипотез, правил и законов, полностью подтвержденных последующими цитогенетическими исследованиями.

Гибридологический анализ предполагает скрещивание особей, различающихся по одной, двум или нескольким парам альтернативных признаков. Такие скрещивания соответственно называются моногибридными, дигибридными, полигибридными.

Наиболее простой тип скрещивания при гибридологическом анализе – моногибридное скрещивание, когда исследуется наследование лишь одной пары альтернативных (взаимоисключающих) признаков, которыми обладают родительские формы. Примером моногибридного скрещивания может служить скрещивание между желтозерным и зеленозерным сортами гороха, проведенные Менделем.

Гибридологический анализ требует соблюдения следующих условий.

1. Родительские формы должны принадлежать к одному виду и размножаться половым способом.

2. Родительские формы должны быть гомозиготными по изучаемым генам (признакам).

3. Родительские формы должны различаться по изучаемым генам (признакам).

4. Родительские формы скрещиваются один раз, затем гибриды первого поколения (F1) самоопыляют или скрещивают между собой для получения гибридов второго поколения (F2).

5. В первом и втором поколениях гибридов проводят строгий количественный учет особей, имеющих изучаемый признак.

Гибридологический анализ позволяет:

· установить количество генов, контролирующих изучаемые признаки;

· определить наличие и тип неаллельного взаимодействия генов;

· установить сцепление генов;

· определить расстояние между сцепленными генами;

· установить сцепленное с полом или ограниченное полом наследование;

· определить генотипы изучаемых родительских форм.

Вопрос 3. Рассмотреть готовый микропрепарат растительной клетки, назвать ее основные части и их функции

Основными частями растительной клетки являются клеточная оболочка, цитоплазма с органоидами и ядро. Рассмотрим их некоторые особенности строения и функционирования.

Клеточная оболочка растительной клетки толстая. Она состоит из двух слоев: наружного, целлюлозной клеточной стенки, и внутреннего, белково-жировой цитоплазматической мембраны. Клеточная оболочка выполняет защитную функцию, обеспечивает контакт между соседними клетками, служит опорой для жидкого содержимого, принимает участие в транспортировке и обмене веществ.

Под оболочкой клетки находится вязкая цитоплазма с органоидами и ядром. В цитоплазме протекают основные процессы обмена веществ, она объединяет все компоненты клетки между собой, обеспечивая деятельность клетки как целостной живой системы.

В световой микроскоп хорошо видна лишь часть органоидов цитоплазмы растительной клетки, например, вакуоли и пластиды.

Вакуоли представляют собой полости, заполненные клеточным соком – жидким содержимым в виде раствора сахаров, органических кислот, минеральных солей. Вакуоли придают клетке упругость, а также служат для запаса веществ и накопления продуктов жизнедеятельности.

Пластиды в растительных клетках могут быть трех основных видов: зеленые хлоропласты, окрашенные в красные, оранжевые или желтые цвета хромопласты и белые или бесцветные лейкопласты.

Хлоропласты необходимы растению для фотосинтеза. Хромопласты придают окраску различным частям растения. В лейкопластах синтезируются и откладываются в запас углеводы.

В центре молодых клеток расположено ядро. В старых растительных клетках ядро занимает пристеночное положение.

В центре ядра находится, как правило, одно ядрышко. Ядро управляет всей жизнедеятельностью клетки, хранит и передает наследственную информацию, принимает участие в синтезе нуклеиновых кислот.

Вопрос 1. Индивидуальное развитие организмов. Эмбриональное развитие животных (на примере ланцетника)

Онтогенезом, или индивидуальным развитием, называют весь период жизни особи с момента слияния сперматозоидов с яйцом и образования зиготы до гибели организма. Онтогенез делится на два периода: 1) эмбриональный – от образования зиготы до рождения или же выхода из яйцевых оболочек; 2) постэмбриональный – от выхода из яйцевых оболочек или рождения до смерти организма.

У большинства многоклеточных животных стадии эмбрионального развития, которые проходит зародыш, едины. В эмбриональном периоде выделяют три основных этапа: дробление, гаструляцию и первичный органогенез.

Развитие организма начинается с одноклеточной стадии. В результате многократных делений одноклеточный организм превращается в многоклеточный. Образующиеся клетки называются бластомерами. При делении бластомеров размеры их не увеличиваются, поэтому процесс деления носит название дробления. В период дробления накапливается клеточный материал для дальнейшего развития.

По мере увеличения числа клеток деление их становится неодновременным. Бластомеры все дальше и дальше отходят от центра зародыша, образуя полость – бластоцель. Завершается дробление образование однослойного многоклеточного зародыша – бластулы.

Особенностью дробления является чрезвычайно короткий митотический цикл бластомеров по сравнению с клетками взрослого организма. Во время очень короткой интерфазы происходит только удвоение ДНК.

Бластула, как правило, состоящая из большого числа бластомеров (у ланцетника – из 3000 клеток), в процессе развития переходит в новую стадию, которая называется гаструлой. Зародыш на этой стадии состоит из разделенных пластов клеток, так называемых зародышевых листков: наружного, или эктодермы, и внутреннего, или энтодермы. Совокупность процессов, приводящих к образованию гаструлы, называется гаструляцией. У ланцетника гаструляция осуществляется путем впячивания части стенки бластулы в первичную полость тела.

После завершения гаструляции у зародыша образуется комплекс осевых органов: нервная трубка, хорда, кишечная трубка. Эктодерма прогибается, превращаясь в желобок, а энтодерма, расположенная справа и слева от него, начинает нарастать на его края. Желобок погружается под энтодерму, и края его смыкаются. Образуется нервная трубка. Вся остальная эктодерма – зачаток кожного эпителия. На этой стадии зародыш носит название нейрулы.

Спинная часть энтодермы, располагающаяся непосредственно под нервным зачатком, обособляется от остальной энтодермы и сворачивается в плотный тяж – хорду. Из оставшейся части энтодермы развивается мезодерма и эпителий кишечника. Дальнейшая дифференцировка клеток зародыша приводит к возникновению многочисленных производных зародышевых листков – органов и тканей.

Из эктодермы развивается нервная система, эпидермис кожи и его производные, эпителий, выстилающий внутренние органы. Из энтодермы развиваются эпителиальные ткани, выстилающие пищевод, желудок, кишечник, дыхательные пути, печень, поджелудочную железу, эпителий желчного и мочевого пузыря, мочеиспускательного канала, щитовидную и околощитовидную железы.