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.
Пищевые цепи в лесу переплетены в очень сложную пищевую сеть, поэтому выпадение какого-нибудь одного вида животных обычно не нарушает существенно всю систему. Исчезновение, например, в большинстве наших дубрав всех крупных растительноядных копытных: зубров, оленей, косуль, лосей слабо отразилось бы на общей экосистеме, так как их биомасса никогда не была большой и не играла существенной роли в общем круговороте веществ. Но если бы исчезли растительноядные насекомые, то последствия были бы очень серьезными, так как насекомые выполняют важную в биогеоценозе функцию опылителей, участвуют в разрушении опада и служат основой существования многих последующих звеньев пищевых цепей.
Вопрос 3. Рассмотреть под микроскопом микропрепарат митоза в клетках корешка лука, найти клетку в состоянии интерфазы, зарисовать ее и назвать признаки интерфазы
Интерфаза (интеркинез) – промежуток между двумя делениями клетки, фаза покоящегося ядра, длящаяся 10–20 часов. В клетке происходит удвоение ДНК хромосом, синтез АТФ и белка, увеличение числа органоидов цитоплазмы. Ядро клетки заполнено сетью тонких и длинных нитей – хромонем.
Билет № 18
Вопрос 1. Закон сцепленного наследования, его материальные основы. Значение кроссинговера
Опыты показали, что гены, локализованные в одной хромосоме, оказываются сцепленными, т. е. передаются в поколениях, преимущественно не обнаруживая независимого наследования.
Закономерности сцепленного наследования генов были изучены Т. Х. Морганом и его учениками в начале 20-х годов XX в. Объектом для исследований являлась плодовая мушка дрозофила. Срок жизни ее невелик, и за год можно получить несколько десятков поколений. Кариотип составляют всего четыре пары хромосом, в том числе пара хорошо отличимых друг от друга половых. При скрещивании гомозиготных линий мух с черным цветом тела и укороченными крыльями (ввvv) с мухами, имеющими серый цвет тела и длинные крылья (BBVV), все гибриды F1 имеют серое тело и длинные крылья.
Следовательно, признаки – серое тело и длинные крылья – доминируют и соблюдается закон единообразия гибридов первого поколения. Далее сцепление изучали посредством анализирующего скрещивания, т. е. скрещивания полученных гибридов F1 с линией мух, гомозиготных по рецессивным генам. При анализирующем скрещивании фенотип потомства прямо отражает типы гамет, формируемых гетерозиготным родителем. Если гены не сцеплены, то у дигетерозиготного организма образуется четыре вида гамет по 25 % каждого сорта и, следовательно, четыре вида потомков, как это показано для анализирующего скрещивания в случае независимого комбинирования признаков. Однако в опытах Моргана такого теоретически ожидаемого расщепления не наблюдалось. При скрещивании самки, обладающей черным телом и укороченными крыльями, с гибридным самцом из F1 образуется всего два фенотипических класса потомков: 50 % мух с серым телом и длинными крыльями (BвVv) и 50 % – с черным телом и укороченными крыльями (ввvv) в отношении 1:1.
У самцов дрозофилы кроссинговер практически не происходит, поэтому гены у дигетерозиготных самцов, расположенные в одной хромосоме, обнаруживают полное сцепление, т. е. наследуются совместно.
Если в анализирующем скрещивании поменять местами родительские формы, т. е. скрестить дигибридную самку с гомозиготным рецессивным самцом, то в F1 образуется четыре категории потомков: 41,5 % серых с длинными крыльями, 41,5 % черных с укороченными крыльями, 8,5 % серых с укороченными крыльями и 8,5 % черных с длинными крыльями.
Это те четыре типа, которые следует ожидать, если анализируемые гены расходятся независимо, но мух рекомбинантных типов значительно меньше (17 %), чем мух, имеющих родительские фенотипы (83 %). Такое отклонение от ожидаемого при независимом расщеплении свидетельствует о наличии сцепления. Однако в отличие от скрещивания, где гетерозиготным был самец, у гетерозиготных самок в мейозе возможен обмен (кроссинговер) между локусами гомологичных хромосом, где находятся гены В и b. Рекомбинантные типы потомства при таком скрещивании возникают из кроссоверных гамет, которые несут рекомбинантные хромосомы, образующиеся у самки в процессе кроссинговера при мейозе.
Кроссинговер – процесс, приводящий к возникновению новых комбинаций генов.
Вопрос 2. Биогеоценоз хвойного леса. Цепи питания
Типичной характеристикой биоценоза хвойного леса является относительно малое количество видов, представленых большим числом особей. В лесу, состоящем из десятков видов растений, только один или два из них дают до 90 % древесины. Эти виды называются доминирующими или доминантными. Они занимают ведущее, господствующее положение в биоценозе. В биоценозе есть и виды, создающие условия для жизни других видов данного биоценоза (эдификаторы). Рассмотрим эдификаторную роль ели и сосны.
Ель в таежной зоне образует густые, сильно затемненные леса. Под пологом ее могут обитать только растения, приспособленные к условиям сильного затенения, повышенной влажности воздуха, кислых оподзоленных почв. Соответственно этим факторам в еловых лесах формируется и специфичное животное население. Следовательно, ель в данном случае обусловливает определенный биоценоз.
В сосновых лесах эдификатором является сосна. Но, по сравнению с елью, она – более слабый эдификатор, поскольку сосновый лес относительно светлый и редкоствольный. Его видовой состав растений и животных гораздо богаче и разнообразнее, чем в ельнике. В борах встречаются даже такие растения, которые могут жить вне леса.
Однако роль эдификаторов не абсолютна. Так, при изреживании елового леса ель может утратить функции мощного эдификатора, поскольку при этом происходит осветление леса, и в него внедряются другие породы, снижающие эдификаторное значение ели. В сосняке на сфагновых болотах сосна также теряет свое эдификаторное значение. Его приобретают сфагновые мхи.
Все виды, слагающие биоценоз, в определенной степени связаны с доминирующими видами и эдификаторами. Внутри биоценоза формируются более или менее тесные группировки, комплексы популяций, зависящие либо от растений-эдификаторов, либо от других элементов биоценоза.
Растения каждого яруса и обусловленный ими микроклимат создают определенную среду для специфичных животных. В конечном итоге возникают группировки растений и животных – популяции тесно связанных между собой организмов. В почвенном ярусе леса, заполненном корнями растений, обитают бактерии, грибы, насекомые, клещи, черви. В лесной подстилке среди разлагающихся растительных
