Контрольная работа по "Биологии"

Вариант 7.

 

1. Сравнение строения, метаболизма и биоэнергетики растительной и животной клеток.
2. Г. Мендель – основоположник современной генетики, его законы с цитологическим обоснованием.
3. Популяция – элементарная единица эволюции. Элементарные эволюционные факторы. Естественный отбор, его формы.

 

1. Сравнение строения, метаболизма и биоэнергетики растительной и животной клеток.

Клетка  – это открытая, ограниченная активной мембраной, структурированная система биополимеров (белков и нуклеиновых кислот) и их макромолекулярных комплексов, участвующих в единой совокупности метаболических и энергетических процессов, осуществляющих поддержание и воспроизведение всей системы в целом.

Клетка – единица строения каждого  организма: одноклеточные организмы  – клетка организм; многоклеточные организмы – состоят из клеток, возникших в процессе эволюции, разнообразных по форме, размерам и функциям.

 

Строение растительной и животной клетки.

Органоиды	Растительная  клетка	Животная  клетка
Целлюлозная оболочка - придаёт клетке форму, защищает от факторов внешней среды.	есть	нет
Плазматическая мембрана - тонкая пленка, состоит из взаимодействующих молекул липидов и белков, ограничивает внутреннее содержимое от внешней среды, обеспечивает транспорт в клетку воды, минеральных и органических веществ путем осмоса и активного переноса, а также удаляет вредные продукты жизнедеятельности.	есть	есть
Цитоплазма - внутренняя полужидкая среда  в клетке, в которой расположено  ядро и органоиды, обеспечивает связи  между ними, участвует в основных  процессах жизнедеятельности.	есть	есть
Эндоплазматическая сеть (ЭПС) –  сеть ветвящихся каналов в цитоплазме. Она участвует в синтезе белков, липидов и углеводов, в транспорте веществ.	есть	есть
Рибосомы – тельца расположенные  на ЭПС или в цитоплазме, состоят из белка и РНК, участвуют в синтезе белка.	есть	есть
Митохондрии – органоиды, отграниченные  от цитоплазмы двумя мембранами. Внутренняя мембрана образует складки -  кристы, которые увеличиают её поверхность. Ферменты, расположенные на кристах, окисляют органические вещества и участвуют в синтезе  молекул АТФ.	есть	есть
Пластиды – хлоропласты, лейкопласты, хромопласты.  Хлоропласты – пластиды, содержащие зелёный пигмент хлорофилл, который поглощает энергию света  и использует её на синтез углекислого газа и воды.	есть	нет
Комплекс Гольжи – система полостей, отграниченных от цитоплазмы мембраной, заполненных белками, жирами и углеводами, которые либо используются клеткой  в процессах жизнедеятельности, либо удаляются из клетки. На мембранах  комплекса осуществляется синтез белков и углеводов.	есть	есть
Лизосомы – тельца, заполненные  ферментами, ускоряют реакции расщепления  белков до аминокислот, липидов до глицерина  и жирных кислот, полисахаридов до моносахаридов. В лизосомах разрушаются  отмершие части клетки, целые клетки.	есть	есть
Вакуоли – полости в цитоплазме, заполненные клеточным соком, место накопления запасных питательны веществ, вредных веществ; они регулируют содержание воды в клетке.	есть	нет
Клеточные включения – капли  и зёрна  запасных питательных веществ (белки, жиры и углеводы).	есть	есть
Ядро – главная часть клетки, покрытая снаружи двухмембранной  оболочкой. Вещества поступают в  ядро и удаляются из него через  поры. Хромосомы – носители наследственной информации о признаках организма, основные структуры ядра, каждая из которых состоит из одной молекулы ДНК в соединении с белками. Ядро – место синтеза ДНК, информационной и рибосомальной РНК.	есть	есть

 

Таким образом, наличие плазматической мембраны, цитоплазмы, ядра, ЭПС, аппарата Гольджи, рибосом, лизосом и включений, является сходством растительной клетки и животной . Наличие целлюлозной оболочки, пластид, вакуолей, является отличительной чертой строения растительной клетки.

Как растительная, так и животная клетка являются функциональной единицей живых организмов. В клетках происходит обмен веществ (пластический обмен) и энергии (энергетический обмен). Эти два процесса являются основой жизнедеятельности клеток и организма в целом.

Пластический  обмен – синтез органических соединений из поступивших в клетку веществ с участием ферментов и использованием энергии.

 Энергетический обмен – окисление органических веществ клетки с участием ферментов и синтез молекул АТФ.

Клетки как растительного, так  и животного организма способны делится, то есть воспроизводить себе подобных. Деление клеток является основой роста организма.

Можно сделать вывод, что клетка – это мельчайшая единица любого организма. Как функциональная единица, она обладает всеми свойствами живого: дышит, питается, ей свойствен обмен веществ; клетка выделяет конечные продукты обмена, обладает раздражимостью и отвечает на внешнее раздражение, способна к делению и самовоспроизведению себе подобных.

 

 

 

 

 

 

 

2. Г. Мендель – основоположник современной генетики, его законы с цитологическим обоснованием.

Основные закономерности наследственности были открыты Грегором  Менделем.

Грегор Мендель (1822-1884), монах из Августинского монастыря  в г. Борно (Чехия), в монастырском саду проводил опыты по скрещиванию разных сортов гороха, отличающихся контрастными (альтернативными признаками). Результаты своих исследований он опубликовал в 1865 г. В работе «Опыты над растительными гибридами». В этой работе он изложил основные закономерности наследования, отметив, что наследственные задатки, отвечающие за признаки, не смешиваются, а передаются потомкам в виде дискретных единиц.

Современники не смогли оценить открытие Менделя, и оно  било забито. Вторично указание закономерности были установлены в 1900 г. тремя учеными. Независимо друг от друга Гуго де Фриз (Голландия), Карл Корренс (Германия), Эрих фон Чермак (Австрия) изучили характер наследования на различных объектах и получили результаты, подтверждающие открытие Менделя. Приоритет Менделя был восстановлен.

Метод который использовал  Мендель при выведении законов, называется гибридологическим. Гибриды – потомки, полученные от скрещивания двух организмов, несущих альтернативные признаки. Для опытов Мендель выбрал растение горох, так как горох растение самоопыляемое и поэтому легко получить чистую линию, т.е. гомозиготные особи по определенным признакам. У гороха имеются ярко выраженные альтернативные признаки по цвету семян, форме горошин, окраске цветков и т.д. А также большое количество потомков даёт возможность получить статистически достоверные результаты.

 

Первый закон Менделя  – закон единообразия гибридов первого  поколения.

При скрещивании гомозиготных особей, отличающихся по одной паре альтернативных (взаимоисключающих) признаков, все потомство в первом поколении  единообразно как по фенотипу, так  и по генотипу.

Мендель проводил моногибридное скрещивание  чистых линий гороха, отличающихся по одной паре альтернативных признаков, например по цвету горошин (жёлтые и  зелёные). В качестве материнского растения использовали горох с жёлтыми  семенами (доминантный признак), а в качестве отцовского – горох с зелёными семенами (рецессивный признак). В результате мейоза каждое растение давало только один сорт гамет. При мейозе из каждой гомологической пары хромосом в гаметы отходило по одной хромосоме из аллельных генов (А и а). После оплодотворения парность гомологичных хромосом восстановилась и образовались гибриды. Все растения имели семена только желтого цвета (по фенотипу) и были гетерозиготными по генотипу.

                                      Желтый горох    зеленый горох

Р     ♀ АА   Х   ♂ аа

G       А                                                                     а 

F₁                                                                        Аа

                                                                      Желтый горох

Гибрид первого поколения Аа имел один ген (А) от одного родителя и  проявлял доминантный признак, скрывая  рецессивный. По генотипу весь горох  гетерозиготен.

 Первое поколение оказалось  единообразным и проявило признак  одного из родителей.

Далее Мендель скрестил гибриды  между собой.

 

 

 

 

 

 

Второй закон Менделя  – закон расщепления гибридов.

При скрещивании между собой  гибридов первого поколения во втором поколении появляются особи как  с доминантными, так и с рецессивными признаками, происходит расщепление по фенотипу в соотношении 3:1 и 1:2:1 – по генотипу.

В результате скрещивания  гибридов между собой получились особи как с доминантными, так  и с рецессивными признаками. Такое  расщепление возможно при полном доминировании.

                                      Желтый горох    желтый горох

Р     ♀ Аа   Х   ♂ Аа

G       А     а                                                            А    а 

F₁                                      АА                      Аа  Аа  аа

                                     желтый              желтый        желтый          зелёный

Организмы отличаются друг от друга  не по одному, а по нескольким признакам. Скрещивание, при котором прослеживают наследование по двум парам альтернативных признаков, называют дигибридным, а по нескольким признакам – полигибридным.

 

Третий закон  Менделя – закон независимого комбинирования признаков.

При скрещивании гомозиготных особей, отличающихся по двум парам альтернативных признаков, во втором поколении происходит независимое комбинирование признаков и появляются гибриды с признаками, не характерными для родительских и прародительских особей.

Мендель скрещивал гомозиготные растения гороха, отличающиеся по двум парам  альтернативных признаков: цвету (желтые и зеленые горошины) и форме горошин (гладкая и морщинистая). Доминантными признаками были желтый цвет горошин и гладкая их форма, рецессивными – семена зеленого цвета с морщинистой поверхностью. Каждое растение давало один тип гамет. При слиянии гамет все первое поколение было единообразным (желтые и гладкие семена).

                                      Желтый гладкий  зеленый морщинистый

Р     ♀ ААВВ  Х   ♂ ааbb

G       А      В                                                             а  b 

F₁                                                                         АаВb

                                                                      Желтый гладкий

  При скрещивании гибридов во втором поколении появились особи с признаками, которых не было у исходных форм (желтые морщинистые и зеленые гладкие). Это произошло потому, что каждая пара аллельных генов распределялась у гибридов независимо от другой пары, поэтому аллели из различных пар могли комбинироваться в любых сочетаниях.

                                      Желтый гладкий  зеленый морщинистый

Р     ♀ АаВb  Х   ♂ AаBb

G               А     a      В      b                                                A     а      B     b 

F₁         

♀                   ♂	AB	Ab	aB	ab
AB	AABB	AABb	AaBB	AaBb
Ab	AABb	AAbb	AaBb	Aabb
aB	AaBB	AaBb	aaBB	aaBb
ab	AaBb	Aabb	aaBb	aabb

 

При слиянии гамет возможно появление 16 комбинаций. Происходит расщепление  в соотношении 9: 3:3:1 – 9 особей с двумя  доминантными признаками (желтый, гладкий), 1 особь с двумя рецессивными признаками (зеленый, морщинистый), 3 особи с одним доминантным, а другим рецессивным признаками (желтый, морщинистый), 3 особи с другим доминантным и рецессивным признаками (зеленый, гладкий).

Гетерозиготная особь по n-парам генов образует 2ⁿ типов гамет и различных генотипов (3+1)ⁿ, где n – число признаков (неаллельных генов).

Можно сделать вывод, что основные закономерности наследования признаков  установил Грегор Мендель, проводя  опыты по скрещиванию на горохе. Все последующие открытия и исследования дополнили и расширили закономерности, отрытые Менделем.

                                                                                                                                      

 

 

 

3. Популяция – элементарная единица эволюции. Элементарные эволюционные факторы. Естественный отбор, его формы.

Популяция – совокупность свободно скрещивающихся особей одного вида, которая длительно существует на определённой части ареала, относительно обособлено от других групп особей того же вида на протяжении жизни многих поколений. Популяция структурная единица вида и элементарная единица эволюции.

Элементарное эволюционное явление  – изменение генофонда популяции. Элементарный эволюционный материал –  мутации.

Элементарные  факторы эволюции – мутационный процесс, популяционные волны, дрейф генов, изоляция, естественный отбор.

Мутационный процесс – сохранение отбором особей с полезными изменениями, накопление отрицательных мутаций в скрытом виде как резерва изменчивости.

Мутация – изменение, затрагивающее последовательность нуклеотидов или их число в молекуле ДНК и создающее тем самым новые аллели.

 Рекомбинация - процесс, с помощью которого имеющаяся в популяции аллель перемешивается в результате скрещивания между собой. Эта генетическая комбинаторика многократно изменяет значение мутаций: они входят в новые геномы, оказываются в новой генотипической среде.

Поток генов - обмен генов между популяциями в результате случайных скрещиваний между особями разных популяций. Непосредственный эффект такого события сходен с эффектом мутации – в популяцию вносится новый источник изменчивости.

Закон Харди – Вайнберга и  поддержание изменчивости. Идеальная  популяция, описывающая частоту  встречаемости генов в равновесной  популяции свободно скрещивающихся организмов: