Вопрос 3. Рассмотреть под микроскопом микропрепарат митоза в клетках корешка лука, найти клетку в состоянии метафазы, зарисовать ее и назвать признаки метафазы
Метафаза (греч. «мета» – после) характеризуется обособлением хромосом и образованием метафазной пластинки. Все хромосомы собираются в одной плоскости – на «экваторе» клетки.
У хромосом хорошо видна центромера (перетяжка), которая делит хромосому на два плеча. К центромерам прикрепляются нити веретена деления.
Билет № 20
Вопрос 1. Взаимодействие и множественное действие генов как основа целостности генотипа
Гены представляют собой структурные и функциональные единицы наследственности. Каждый из них определяет развитие одного какого-то признака, независимого от других. Отдельная клетка и организм являются целостными системами, где все биохимические и физиологические процессы строго согласованы и взаимосвязаны прежде всего потому, что генотип – это система взаимодействующих генов.
Взаимодействуют друг с другом как аллельные, так и неаллельные гены, расположенные в различных локусах одних и тех же, и разных хромосом.
Аллельные гены вступают в отношения типа доминантности-рецессивности, различают полное и неполное доминирование. Встречаются также и иные формы взаимоотношений аллельных генов между собой. Одна из них допускает проявление сразу двух аллельных генов (кодоминирование) и наблюдается при наследовании групп крови у человека в системе АВО. Другая – сверхдоминирование: большая степень выраженности признака у гетерозиготных организмов служит основой гетерозиса – явления гибридной силы.
Известно много примеров, когда гены влияют на характер проявления определенного неаллельного гена или на саму возможность проявления этого гена. Пример взаимодействия двух пар генов – наследование формы гребня у кур некоторых пород. В результате различных комбинаций этих генов возникают четыре варианта формы гребня.
У душистого горошка есть ген А, обусловливающий синтез бесцветного предшественника пигмента – пропигмента. Ген В определяет синтез фермента, под действием которого из пропигмента образуется пигмент. Цветки душистого горошка с генотипом ааВВ и ААbb имеют белый цвет: в первом случае есть фермент, но нет пропигмента, во втором – есть пропигмент, но нет фермента, переводящего пропигмент в пигмент. При скрещивании двух растений с упомянутыми генотипами получим дигетерозиготное растение с генотипом AaBb.
У дигетерозиготных растений есть и пропигмент А, и фермент В, участвующие в образовании пурпурного пигмента. Продукты неаллельных генов взаимно дополняют друг друга. Такая форма взаимодействия генов разных аллельных пар носит название комплиментарности – взаимодополнения.
Пример другой формы взаимодействия генов – эпистаза – развитие окраски плодов у тыквы. Окрашенными плоды тыквы будут только в том случае, если в генотипе растений отсутствует доминантный ген В из другой аллельной пары. Этот ген подавляет развитие окраски у плодов тыквы, а его рецессивная аллель b не мешает окраске развиваться.
У пшеницы красный цвет зерен определяется двумя генами: А1, А2. Неаллельные гены обозначены здесь одной буквой А(а), потому что определяют развитие одного признака. При генотипе А1А1А2А2 окраска зерен наиболее интенсивная, при генотипе а1а1а2а2 они имеют белый цвет. В зависимости от числа доминантных генов в генотипе можно получить все переходы между интенсивно красной и белой окраской.
Таким образом, многие признаки развиваются при взаимодействии нескольких пар генов – полимерных, действующих в одном направлении.
Часто встречаются и ситуации, когда один ген определяет развитие нескольких признаков и свойств организмов. Такое явление получило название плейотропии. Так, например, у человека известен ген, определяющий одновременно развитие дефекта ногтей и коленной чашечки.
Вопрос 2. Соотношение организмов-продуцентов, консументов, редуцентов в экосистеме
Любое природное сообщество состоит из совокупности организмов, которые по типу питания можно разделить на функциональные группы.
Первой функциональной группой биоценоза являются автотрофы-производители (продуценты) органических веществ, способные аккумулировать солнечную энергию в процессе фотосинтеза и образовывать органические вещества. Чаще всего в роли продуцентов выступают зеленые растения.
Ко второй функциональной группе относятся гетеротрофные организмы, которым для питания необходимы уже готовые органические вещества. Различают две группы гетеротрофов: консументы, или потребители, и редуценты, то есть разрушители. К консументам относятся животные. Травоядные животные употребляют растительную пищу, а плотоядные – животную.
К редуцентам относятся микроорганизмы – бактерии и грибы. Редуценты разлагают выделения животных, остатки мертвых растений, животных и микроорганизмов, другие органические вещества. Разрушители питаются органическими соединениями, образующимися при разложении. В процессе питания редуценты минерализуют органические отходы до воды, углекислого газа и минеральных элементов. Продукты минерализации вновь используются продуцентами.
Графическое изображение соотношения между продуцентами, консументами и редуцентами в экосистеме называется экологической пирамидой.
В наземных экосистемах количественные показатели продуцентов выше, чем консументов; консументов первого порядка больше, чем консументов второго порядка; консументов второго порядка больше, чем консументов третьего порядка и т. д.
При переходе с одного трофического уровня на другой численность особей уменьшается, а их размер увеличивается. В некоторых водных экосистемах, отличающихся исключительно высокой биологической прордуктивностью продуцентов, экологическая пирамида может оказаться обращенной, «перевернутотй», т. е. количественные показатели консументов могут быть выше, чем продуцентов и редуцентов. В некоторых глубоководных и подземных экосистемах практически нет звена продуцентов, их продукция приходит извне, от поверхностных экосистем.
Передача энергии с одного пищевого уровня на другой происходит с очень малым КПД. С уровня на уровень переходит около 10 % энергии, что объясняет уменьшение числа и суммарной массы организмов на каждом последующем уровне и ограниченность количества звеньев в пищевой цепи.
Вопрос 3. С помощью опыта доказать, что фермент в клетках клубня картофеля, расщепляющий перекись водорода, имеет белковую природу. Какова химическая природа всех ферментов?
Доказать, что фермент в клубнях картофеля, расщепляющий перекись водорода, имеет белковую природу можно, поставив следующий опыт.
В две пробирки нальем по 1 мл перекиси водорода. В одну пробирку поместим небольшой кусочек вареного клубня картофеля, а в другой – сырого.
В пробирке с сырым картофелем наблюдается бурное выделение пузырьков газа (кислорода), образовавшегося в результате расщепления перекиси водорода ферментом – пероксидазой, содержащийся в живых клетках картофеля.
В пробирке с вареным картофелем пузырьки газа не выделяются. Реакция расщепления не идет, так как фермент разрушается при варке картофеля. Только белки под действием высоких температур денатурируют, т. е. теряют свою структуру, а, следовательно, и свойства, значит фермет-пероксидаза имеет белковую природу.
Все ферменты являются белками по своей природе, но не все белки выполняют в клетках ферментивную функцию.
Билет № 21
Вопрос 1. Генетика человека. Методы изучения наследственности человека, наследственные заболевания, их профилактика
Человек как генетический объект сложен для изучения. Ясно, что экспериментировать с ним, как с
