Читать онлайн «Примерные вопросы и ответы к экзамену по биологии. 11 класс». Страница 16

Явление, при котором скрещивание гетерозиготных особей приводит к образованию потомства, часть которого несет доминантный признак, а часть – рецессивный, называется расщеплением.

Следовательно, расщепление – это распределение доминантных и рецессивных признаков среди потомства в определенном числовом соотношении. Рецессивный признак у гибридов первого поколения не исчезает, а только подавляется и проявляется во втором гибридном поколении.

Таким образом, второй закон Менделя можно сформулировать следующим образом: при скрещивании двух потомков первого поколения между собой (двух гетерозиготных особей) во втором поколении наблюдается расщепление в определенном числовом соотношении: по фенотипу 3:1, по генотипу 1:2:1.

25 % гомозиготных доминантных; 50 % гетерозиготных; 25 % гомозиготных рецессивных.

При неполном доминировании в потомстве гибридов (F2) расщепление по генотипу и фенотипу совпадает (1:2:1).

Чтобы выяснить, как будет осуществляться наследование признаков в третьем, четвертом и последующих поколениях, Г. Мендель путем самоопыления вырастил гибриды этих поколений и проанализировал полученное потомство. Он выяснил, что растения, обладающие рецессивными признаками (например, морщинистая форма семян), в следующих поколениях воспроизводят потомство только с рецессивными признаками (морщинистые семена). Иначе вели себя гибриды F2, обладающие доминантными признаками. Среди них Мендель обнаружил две группы растений: первая, составляющая 1/3 от общего числа, далее не расщеплялась. Оставшиеся 2/3 доминантных растений в последующих поколениях расщеплялись на три четверти доминантных и одну четверть рецессивных потомков.

Вопрос 3. Решите задачу на построение иРНК на основе известной последовательности ДНК

Задача.

Молекула ДНК состоит из двух цепей – основной (О), на которой синтезируется иРНК, и комплементарной (К). Запишите порядок нуклеотидов в синтезируемой иРНК, если на участке комплементарной цепи ДНК нуклеотиды расположены в следующем порядке АЦГ-АТТ-ТАТ-АЦЦ-ЦТТ-АГГ-ТТТ.

Решение.

1. Используя принцип комплементарности, построим основную цепь молекулы ДНК. Известно, что в молекулах ДНК А комплементарен Т, а Г комплементарен Ц.

Между А и Т две водородные связи (А=Т), а между Г и Ц три (Г=-Ц)

2. С помощью того же принципа комплементарности по фрагменту основной цепи построим иРНК, учитывая, что в молекулах РНК А комплементарен У (нет Т), а Г комплементарен Ц.

иРНК АЦГ-АУУ-УАУ-АЦЦ-ЦУУ-АГГ-УУУ

Ответ: последовательность нуклеотидов в иРНК АЦГ-АУУ-УАУ-АЦЦ-ЦУУ-АГГ-УУУ.

Вопрос 1. Гены и хромосомы как материальные основы наследственности. Их строение и функционирование

Изучение структуры и функций гена – основная проблема генетики. Г. Мендель в 1865 г. доказал, что наследственность дискретна. Он сделал вывод о существовании в половых клетках наследственных задатков, определяющих развитие признаков взрослого организма, и назвал их факторами. В 1909 г. В. Иоганнсен предложил наследственный фактор называть геном.

В 1902 – 1903 гг. американский цитолог У. Сеттон и немецкий цитолог и эмбриолог Т. Бовери независимо друг от друга выявили параллелизм в поведении генов и хромосом в ходе формирования гамет и оплодотворения. Эти наблюдения послужили основой для предположения, что гены находятся в хромосомах. Однако экспериментальное доказательство локализации конкретных генов в конкретных хромосомах было получено только в 1910 году американским генетиком Т. Морганом, который в последующие годы обосновал хромосомную теорию наследственности. Согласно этой теории, передача наследственной информации связана с хромосомами, в которых линейно, в определенной последовательности, локализованы гены. Таким образом, именно хромосомы представляют собой материальную основу наследственности.

Гены локализованы в хромосомах. Различные хромосомы содержат неодинаковое количество генов, при этом набор генов каждой из негомологичных хромосом уникален. Аллельные гены занимают одинаковые локусы в гомологичных хромосомах.

Ген – участок большой самовоспроизводящейся молекулы ДНК, отвечающий за один признак, т. е. за структуру определенной молекулы белка, определяющий возможность развития отдельного элементарного признака. Он является дискретной единицей наследственной информации, это участок хромосомы, оказывающий специфическое влияние на развитие организма.

Ген – сложная, делимая, молекулярно-биологическая структура. Он состоит из нуклеотидов. Их число и взаиморасположение определяют специфичность каждого отдельного гена.

Выделение одного гена из генома – очень трудная задача. Впервые ее удалось решить в 1969 г. ученым Гарвардской медицинской школы в США под руководством Дж. Беквитса.

Хромосомы – основной морфологический компонент ядра. По химическому составу они представляют собой на 90 % дезоксирибонуклеопротеиды и на 10 % рибонуклеопротеиды. Хромосомы присутствуют в ядре всегда, но в рабочем ядре они обычно не видны, так как находятся в «разрыхленном» состоянии. Хромосомы хорошо видимы в световой микроскоп во время митоза. Хромосома делящегося ядра имеет вид двойной палочки. Она состоит из двух половин, разделенных узкой щелью вдоль оси хромосомы, называемых хроматидами.

Каждая хромосома имеет перетяжку, которая представляет собой неспирализованный участок хромосомы, где расположена центромера. Перетяжка выглядит как утонченная часть хромосомы. Первичная перетяжка делит хромосому на два плеча. В зависимости от местоположения перетяжки выделяют три типа хромосом: 1) палочкообразные, с одним очень длинным и другим очень коротким плечом; 2) неравноплечие, с плечами неравной длины; 3) равноплечие, с плечами равной длины.

Внутреннее строение хромосомы, число в ней нитей ДНК меняются в жизненном цикле клетки. Функции хромосом состоят в синтезе специфических для данного организма нуклеиновых кислот: ДНК – хранящих и передающих наследственную информацию в клеточных поколениях, и РНК – управляющих синтезом белков в клетке.

Для клеток каждого вида характерно определенное число хромосом определенной величины и формы. Все организмы одного вида имеют одинаковое число хромосом. Так, у мягкой пшеницы их 42, у кукурузы – 20, у коровы – 60, у курицы – 78, а у плодовой мушки дрозофилы – 8.

Вопрос 2. Биогеоценоз как экологическая система, его звенья, связи между ними

Живые организмы находятся в постоянном взаимодействии друг с другом и с факторами неживой природы. Видовой состав данной местности определяется историческими и климатическими условиями.

Основные взаимоотношения между организмами – пищевые. По типу питания все живые существа объединяют в две группы: автотрофы, использующие в качестве пищи неорганические соединения, и гетеротрофы, нуждающиеся в пище органического происхождения. Автотрофы – это зеленые растения и некоторые виды бактерий, гетеротрофы – большинство бактерий, грибы и все животные.

Биогеоценоз – это устойчивое сообщество растений, животных и микроорганизмов, находящихся в постоянном взаимодействии с компонентами атмосферы, гидросферы и литосферы. В это сообщество поступают энергия Солнца, минеральные вещества почвы и газы атмосферы, вода, а выделяются из него теплота, кислород, диоксид углерода, продукты жизнедеятельности организмов. Основные функции биогеоценоза – аккумуляция, перераспределение энергии и круговорот веществ. Биогеоценоз – целостная саморегулирующаяся и самоподдерживающаяся система. Он включает следующие обязательные компоненты: неорганические и органические вещества; автотрофные организмы – продуценты органических веществ; гетеротрофные организмы – потребители готовых органических веществ – консументы растительного (потребители первого порядка) и животного (потребители второго и следующих порядков) происхождения. К гетеротрофным организмам относятся разрушители-редуценты, или деструкторы, которые разлагают остатки мертвых растений и животных, превращая их в простые минеральные соединения.

Говоря о биоценозах, рассматривают только взаимосвязанные живые организмы, обитающие в данной местности. Биоценозы характеризуются видовым разнообразием, т. е. числом видов живых организмов, образующих его; плотностью популяций, т. е. числом особей данного вида, отнесенного к единице площади или к единице объема (для водных и почвенных организмов); биомассой – общим количеством живого органического вещества, выраженного в единицах массы.

Биомасса образуется в результате связывания солнечной энергии. Суммарную продукцию фотосинтеза называют первичной продукцией. Растительная биомасса используется потребителями первого порядка – растительноядными животными – в качестве источника энергии и материала для создания биомассы, причем используется чрезвычайно избирательно, что понижает интенсивность межвидовой борьбы за существование и способствует сохранению природных ресурсов. Растительноядные животные в свою очередь служат источником энергии и материала для потребителей второго порядка – хищников и т. д. Наибольшее количество биомассы образуется в тропиках и в умеренной зоне, очень мало – в тундре и океане, так как организмы испытывают влияние неживой природы – абиотических факторов.