Примерные вопросы и ответы к экзамену по биологии. 11 класс

Любой организм обладает многими наследственными признаками. Основные закономерности наследования впервые были выявлены Грегором Менделем. Наследование каждого признака Г. Мендель предложил изучать независимо от того, как наследуются другие. В качестве основного объекта для своих опытов он выбрал горох. Метод, с помощью которого Мендель изучал наследственность у гороха, был назван гибридологическим…

Сорта гороха, выбранные для скрещивания, различались между собой хорошо заметными признаками. Скрещивались сорта, отличающиеся по одной или небольшому числу контрастных признаков, например, желтая и зеленая окраска семян, гладкая и морщинистая их форма, низкий и высокий рост и др. При размножении эти признаки стойко наследовались. В каждом скрещивании производился анализ потомства в последовательном ряду поколений.

Успешное применение гибридологического метода генетического анализа позволило Менделю сформулировать ряд важнейших закономерностей и правил, которым подчиняется наследование признаков и свойств всех организмов при внутривидовой гибридизации. Г. Мендель сформулировал гипотезу чистоты гамет и три правила, известные как три закона Менделя.

Единообразие гибридов первого поколения наблюдалось Г. Менделем во всех скрещиваниях, которые он проводил. Это дало ему основание сформулировать одну из основных закономерностей наследования – правило единообразия гибридов первого поколения.

В примере, взятом из опытов Г. Менделя по скрещиванию растений гороха с разноокрашенными цветками, признаки красной и белой окраски, составляющие одну пару, проявились у потомства по- разному. Красная окраска цветков у гибридов неизменно сохранялась, белая подавлялась и не обнаруживалась. Признак, проявляющийся у гибридов первого поколения, Мендель назвал доминантным, а не проявляющийся, в данном опыте белая окраска цветков, – рецессивным. Подавление у гибридных организмов одних признаков другими получило в генетике название доминирования.

Для объяснения сущности явления единообразия гибридов первого поколения и расщепления признаков у гибридов второго поколения Г. Мендель предложил гипотезу чистоты гамет. При образовании гамет любая из них может получить или доминантный ген А, или рецессивный ген а. Соединение гамет с генами А и а в гибридном организме не вызвает их смешения или слияния. Гены А и а в гаметах, образуемых гибридными организмами первого поколения, остаются такими же отдельностями, какими они были у исходных родительских форм. В этом и заключается чистота гамет в отношении одной пары аллельных генов.

Рассмотрим явление доминирования, правило единообразия гибридов первого поколения и расщепления их во втором поколении на примере моногибридного скрещивания красноцветкового гороха с белоцветковым.

Гибриды F₁ в соответствии с правилом единообразия все красноцветковые, но они образуют и яйцеклетки, и спермии двух типов А и а. При оплодотворении на основе равновероятного сочетания двух типов гамет получается три типа зигот: АА, Аа и аа. Красная окраска цветков доминирует над белой, поэтому в F₂ происходит расщепление в отношении: 3 красноцветковых: 1 белоцветковое. Белоцветковые растения F₂ при дальнейшем размножении будут давать только белоцветковое потомство. Все они оказываются одинаковыми и по внешнему виду (фенотипу) и по своей наследственной структуре (генотипу).

Вопрос 3. С помощью опыта выясните наличие ферментов в клубнях картофеля

Для выяснения наличия ферментов в клубнях картофеля проведем опыт с перекисью водорода. Известно, что под действием фермента – пероксидазы, содержащегося в живых клетках, пероксид водорода расщепляется до молекул воды и кислорода:

Прильем в две чистые пробирки по 1 мл перекиси водорода. В одну пробирку добавим небольшой кусочек сырого клубня картофеля, другую пробирку оставим для контроля. В чистой пробирке без картофеля никаких изменений не наблюдалось, а в пробирке с сырым картофелем начали выделяться пузырьки газа, следовательно, перекись водорода начала расщепляться под действием ферментов, содержащихся в клетках картофеля.

Билет № 15

Вопрос 1. Послезародышевое развитие: прямое и непрямое

В момент рождения или выхода организма из яйцевых оболочек заканчивается эмбриональный и начинается постэмбриональный период развития. Постэмбриональное развитие может быть прямым или сопровождаться превращением (метаморфозом). При прямом развитии из яйцевых оболочек или из тела матери выходит организм небольших размеров, но в нем заложены все основные органы, свойственные взрослому животному (пресмыкающемуся, птице, млекопитающему). Постэмбриональное развитие у этих животных сводится в основном к росту и половому созреванию.

Прямое развитие характерно для рыб, пресмыкающихся и птиц, а также беспозвоночных, яйца которых богаты желтком, т. е. питательным материалом, достаточным для завершения онтогенеза. Прямое развитие осуществляется у высших млекопитающих (внутриутробный путь развития) и происходит не за счет питательных веществ яйцеклетки, а благодаря поступлению их из материнского организма. В связи с этим из тканей матери и зародыша образуются провизорные органы, в первую очередь плацента.

При развитии с метаморфозом из яйца выходит личинка, обычно устроенная проще взрослого животного, со специальными личиночными органами, отсутствующими во взрослом состоянии. Личинка питается, растет, и со временем личиночные органы заменяются органами, свойственными взрослым животным. Следовательно, при метаморфозе разрушаются личиночные органы и возникают органы, присущие взрослым животным.

У насекомых после стадии личинки следует стадия куколки. Куколка, как правило, неподвижна, она не питается. Из нее развивается полностью сформировавшееся взрослое насекомое. В этом случае говорят о полномпревращении (бабочки, мухи, комары, стрекозы). У насекомых снеполнымпревращением происходит постепенное изменение личинки, сходной со взрослым организмом. Этот процесс сопровождается линьками и увеличением размеров, стадия куколки отсутствует (кузнечики, клопы, вши, стрекозы).

Личиночная форма амфибий – головастик, для которого характерны жаберные щели, боковая линия, двухкамерное сердце, один круг кровообращения. В процессе метаморфоза, происходящего под влиянием гормона щитовидной железы, рассасывается хвост, появляются конечности, исчезает боковая линия, развиваются легкие и второй круг кровообращения. Обращает внимание сходство ряда черт строения головастиков и рыб (боковая линия, строение сердца и кровеносной системы, жаберные щели).

Примером метаморфоза может служить также развитие насекомых. Гусеницы бабочек или личинки стрекоз резко отличаются по строению, образу жизни и среде обитания от взрослых животных. Таким образом, метаморфоз связан с переменой образа жизни и среды обитания.

Значение метаморфоза заключается в том, что личинки могут самостоятельно питаться и растут, накапливая клеточный материал для формирования постоянных органов, свойственных взрослым животным. Кроме того, свободноживущие личинки прикрепленных или паразитических животных играют важную роль в расселении вида, в расширении ареала их обитания. Смена образа жизни или среды обитания в процессе индивидуального развития в результате того, что личиночные формы некоторых животных живут в иных условиях и имеют другие источники питания, чем взрослые особи, снижает интенсивность борьбы за существование внутри вида.

Вопрос 2. Закон расщепления признаков во втором поколении

Из гибридных семян гороха Г. Мендель вырастил растения, которые подверг самоопылению, и образовавшиеся семена высеял вновь. В результате было получено второе поколение гибридов – F2. Среди них обнаружилось расщепление по каждой паре альтернативных признаков в соотношении примерно 3:1, т. е. три четверти растений имели доминантные признаки (желтая окраска семян, круглая форма семени, пурпурная окраска цветков и т. д.). Одна четвертая часть потомства имела рецессивные признаки (зеленая окраска семян, морщинистая форма, белая окраска цветков). Следовательно, рецессивный признак гибридов первого поколения не исчез, а был только подавлен и вновь проявился у гибридов второго поколения. Это обобщение позднее было названо вторым законом Менделя, или законом расщепления. Смысл этого закона заключается в следующем: если