Читать онлайн «Примерные вопросы и ответы к экзамену по биологии. 11 класс». Страница 17

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.

Биогеоценоз характеризуется видовой, пространственной и экологической, трофической структурами. Видовая структура определяет разнообразие видов живых организмов и соотношение численности или биомассы всех входящих в него популяций. Пространственная структура зависит прежде всего от сложения фитоценоза, в котором различают ярусы и микрогруппировки. Ярусность или вертикальная структура биогеоценоза вызывается количеством света, обуславливающего температурный режим, влажность на разных уровнях над поверхностью почвы. Экологическая структура слагается из определенных экологических групп организмов, населяющих данную территорию. Трофическую структуру составляют цепи питания.

Вопрос 3. Решить задачу на сцепленное с полом наследование

Задача.

Черная окраска кошек определяется геном B, рыжая – геном b. Эти гены расположены в Х-хромосоме. Какое потомство по фенотипу следует ожидать при скрещивании рыжего кота с черной кошкой?

Решение.

1. Генотип черной кошки XBXB, так как обе Х-хромосомы несут аллель B черной окраски шерсти.

2. Генотип рыжего кота XbУ, так как только одна Х-хромосома несет аллель b рыжей окраски шерсти.

3. Запись скрещивания:

Ошибка: источник перекрестной ссылки не найден

Ответ: BF1 при скрещивании рыжего кота с черной кошкой по фенотипу все самки будут иметь черепаховую окраску, а самцы – черную.

Вопрос 1. Закон независимого наследования признаков. Причина расщепления признаков у гетерозигот

Скрещивание, при котором одновременно прослеживается наследование двух пар альтернативных признаков, называется дигибридным.

Проводя дигибридное скрещивание гороха, Г. Мендель установил закономерность наследования, получившую название независимого комбинирования генов. Он скрещивал горох, имеющий желтые круглые семена, с горохом, у которого семена были зелеными и морщинистыми. Все гибридные растения первого поколения сохраняли единообразие: они имели желтые и круглые семена. Во втором поколении расщепление носило более сложный характер, чем при моногибридном скрещивании: из общего количества (556) полученных семян 315 были желтые круглые, 101 – желтые морщинистые, 108 – зеленые круглые и 32 – зеленые морщинистые. Эти цифры почти точно соответствуют краткому отношению 9:3:3:1.

Сущность явлений при дигибридном скрещивании заключается в следующем.

В зиготу, из которой развивается гибридное растение F, вносится четыре гена: желтой окраски (А) и округлой формы семян (В) от одной родительской формы и зеленой окраски (а) и морщинистой формы семян (в) от другой. Такое растение будет дигетерозиготным. Все возможные сочетания указанных генов дадут у него четыре типа яйцеклеток и спермиев: АВ, Ав, аВ и ав.

При случайном соединении гамет дигетерозиготных организмов во время оплодотворения образуется девять типов генетически различных зигот. Только два из них воспроизведут исходные родительские генотипы, остальные же семь будут иметь различные сочетания хромосом с доминантными и рецессивными генами.

Числовые отношения распределения классов по фенотипу и генотипу при скрещивании организмов, различающихся по двум аллелям, являются результатом произведения числовых отношений по каждой из аллельных пар. Так, (3:1)*(3:1) = 9:3:3:1 и (1:2:1)*(1:2:1) = 1:2:1:2:4:2:1:2:1. Это положение верно для любого числа аллелей.

Правильность своих выводов о независимом комбинировании генов при дигибридном скрещивании Г. Мендель проверил путем анализирующего скрещивания гибридных растений F, имевших генотип АаВв с отцовским растением – гомозиготной рецессивной формой по обеим парам генов (аавв). В результате получилось четыре типа форм с одинаковым числом особей: АаВв (желтые круглые), Аавв (желтые морщинистые), ааВв (зеленые круглые) и аавв (зеленые морщинистые).

Так как во всех четырех скрещиваниях от отцовского сорта передавались одинаковые гаметы – ав, то равное число особей во всех четырех группах анализирующего скрещивания являются результатом того, что гибриды F (АаВв) образовали яйцеклетки Ав, Ав, аВ и ав в равных количествах, а это возможно только на основе независимого комбинирования генов.

Из всего сказанного о поведении хромосом и находящихся в них генов вытекают следующие положения:

1. Хромосомы и находящиеся в них гены наследуются как отдельные независимые единицы.

2. Все хромосомы и гены, входящие в генотип особи, присутствуют в ее клетках всегда попарно (гомологичные хромосомы и аллельные гены). При этом один член пары хромосом и генов привносится в зиготу одной родительской формой, а второй – другой формой.

Во время мейоза различные пары хромосом распределяются между собой гаметами независимо друг от друга и совершенно случайно. В результате гибридизации возникают формы с новым сочетанием нужных признаков.

Вопрос 2. Биогеоценоз дубравы

Биогеоценоз – это однородный участок земной поверхности с определенным составом живых организмов и определенными условиями обитания, которые объединены обменом веществ и энергии в единый природный комплекс.

В каждом биогеоценозе существуют виды, преобладающие по численности или занимающие большую площадь. Их называют видами – доминантами. Однако не все доминантные виды одинаково влияют на биогеоценоз. Те, которые определяют состав, структуру и свойства экосистемы путем создания среды для всего сообщества, называют эдификаторами. А теперь рассмотрим биогеоценоз дубравы.

Среди наземных биогеоценозов одним из наиболее сложных является широколиственный лес, например, дубрава. Дубрава – совершенная и устойчивая экологическая система, способная при неизменных внешних условиях существовать веками. Биогеоценоз дубравы составляют более сотни видов растений и несколько тысяч видов животных.

Растения дубравы. В наземных биогеоценозах основную биологическую продукцию создают высшие растения. В лесу это преимущественно многолетние древесные породы.

Между растениями происходит усиленная конкуренция за основные жизненные условия: пространство, свет, воду с растворенными в ней минеральными веществами. В результате длительного естественного отбора у растений дубравы выработались приспособления, позволяющие разным видам существовать совместно. Это ярко проявляется в характерной для дубравы ярусности.

Верхний ярус образуют наиболее светолюбивые древесные породы: дуб, ясень, липа. Ниже располагаются сопутствующие им менее светолюбивые деревья: клен, яблоня, груша и др. Еще ниже расположен ярус подлеска, образованный различными кустарниками: лещиной, крушиной, калиной и т. п. Наконец, на почве произрастает ярус травянистых растений. Чем ниже ярус, тем более теневыносливы образующие его растения.

Вследствие сложной многоярусности общая площадь листьев растений, произрастающих на каждом гектаре, достигает 4–6 га. Чистая продукция в виде прироста органического вещества составляет почти 10 т/га в год.

Цепи питания в дубравах. Богатство и разнообразие растений становится причиной развития в дубравах потребителей из мира животных, от простейших до высших позвоночных – птиц и млекопитающих.

Среди млекопитающих пищевую цепь, например, составляют растительноядные мышевидные грызуны и зайцы, а также копытные, за счет которых существуют хищники: ласка, горностай, куница, лиса, волк. Все виды позвоночных служат средой обитания и источником питания для различных наружных паразитов, преимущественно насекомых и клещей, а также внутренних паразитов: плоских и круглых червей, простейших, бактерий.