ЭКЗАМЕН!!!!! biology2014. Нету 39, 191, 227, 237, 261265, 282. Активный транспорт веществ через плазматическую мембрану. Роль в создании мембранного потенциала и регуляция внутриклеточного кальция
 Скачать 0.65 Mb.
|
|
206. Чем характеризуются искусственные экологические системы? Искусственные экосистемы — это экосистемы, созданные человеком, например, агроценозы, природно-хозяйственные системы 1. меньшим числом видов и преобладанием организмов одного или нескольких видов (низкая выравненность видов); 2.невысокой устойчивостью и сильной зависимостью от энергии, вносимой в систему человеком; 3.короткими цепями питания из-за небольшого числа видов; 4.незамкнутым круговоротом веществ вследствие изъятия урожая (продукции сообщества) человеком, тогда как естественные процессы наоборот стремятся включить в круговорот как можно большую часть урожая. 207. Чем определяется в основном приспособление человека к среде обитания? Среда одновременно и постоянна, и изменчива, и в этой среде нужно жить. Поэтому человек, желает он этого или нет, должен адаптироваться к своей среде. В то же время адаптация - это лишь начальный этап, на котором преобладают реактивные формы поведения человека. Он проявляет физическую, интеллектуальную, нравственную, духовную активность, преобразует свою среду. 208. Что такое акклиматизация? Акклиматизация — приспособление организмов к новым условиям существования после территориального, искусственного или естественного перемещения . 209. Общие свойства биогеоценозов: устойчивость и способность эволюционировать. Биогеоценоз – устойчивая динамическая система, образованная сообществом организмов и окр.наживой природой. Эволюция биогеоценоза базируется на эволюции отдельных популяций разнообразных организмов, а результатом ее является возникновение сообщества, включающего в себя новые виды, каждый из которых выполняет присущую только ему функцию в целостной системе. Устойчивость: достаточность жизненного пространства, то есть такой объем или площадь, которые обеспечивают один организм всеми необходимыми ему ресурсами. а)богатство видового состава. Чем он богаче, тем устойчивее цепи питания и, следовательно, круговорот веществ. б)многообразие взаимодействия видов, которые также поддерживают прочность трофических отношений. в) средообразующие свойства видов, то есть участие видов в синтезе или окислении веществ. г)направление антропогенного воздействия. 210. Закономерности эволюции биогеоценозов. Экологическая сукцессия. Сущность экогенеза проявляется в способности сообществ организмов преобразовывать среду своего обитания и впоследствии изменять свой состав, структуру и продуктивность в направлении большего соответствия изменившимся условиям среды. Сукцессия происходит под воздействием сообщества живых организмов, вызывающих изменения в окружающей среде. Экологическую сукцессиюможно определить как процесс последовательной и закономерной смены биогеоценозов. Первичная освоение организмами территорий, на которых ранее не существовало живых существ Вторичная происходит на месте, где ранее уже существовал биогеоценоз, но был уничтожен в результате какой-либо катастрофы. 211. Адаптивные типы человека и их происхождение. Адаптивный тип - это норма реакции, независимо возникающая в сходных условиях среды обитания, в популяциях, которые могут быть не связаны между собой генетически. Континентальный - Для жителей континентальной зоны характерны укороченные пропорции тела, уплощенная грудная клетка, в среднем повышенное жироотложение и явное увеличение массы тела. Тропический - вытянутая форма тела, долихоморфия пропорций, большая поверхность тела Аридный - отмечается тенденция к линейности телосложения (высокий процент астеноидных форм с уплощенной грудной клеткой), развитие мускульного и жирового компонента понижено Высокогорный - массивность скелета и крупные размеры длинных костей (что связано с интенсивным эритропоэзом), цилиндрическая грудная клетка с высокой жизненной ёмкостью лёгких. Тип умеренной зоны - занимает промежуточное положение между арктическими и тропическими группами. 212. Охарактеризуйте основные этапы антропогенеза. 1. Парапитек (ок.35 млн.л.н. дали начало человекообр.обезьянам) 2.Египтопитек (ок. 30 млн.л.н. прогрессивное развитие гол.мозга, по сравнению с узконосыми обезьянами) 3.Дриопитек (около 20 млн.л.н. выделились группы полудревесных, полуназемных обезьян, от которых произошли современные человекообр.обезьяны.) 4. Протоантропы (австралопитеки, парантропы. Ок.5 млн.л.н. рост 130-50, масса 36-65 кг. Передвиг. На 2 ногах, полувыпрямленные, перед.конечностями могли хватать палки и камни для охоты и защиты, сплошной надбровный валик) 5. Человек умелый(ок 2 млн.л.н. Vмозга=700 см3, увел.лобн. и темен.доли, изготовл. Примитивные орудия труда ) 6. Древнейшие люди (Питекантропы - 1млн.-500 тыс.л.н.Vмозга=900 см3, низкий лоб, сплошной надбровный валик, отсутствие подбородочного выступа, появились зачатки речи, стадный образ жизни. Синантропы – 600-400 тыс.л.н. Vм = 1200 см3, меньше размер лицевого черепа, пользовались огнем, оредия труда из костей и камней, зачатки свода стопы, изгиб позвоночника) 7. Древние люди(неандертальцы – 200-100 тыс.л.н. Vм = 1400 см3, надбровные валики, низкий лоб, зачатки подбородочного выступа, добывали и поддерживали огонь, разделение труда, передача наывыков потомкам) 8. Люди современного типа (появились ок.50 тыс.л.н. – рост 180 см, Vм = 1800 см3, высокий лоб, сглаженные надбровные валики, хорошо выражен подбор.выступ, строили жилища, одевали одежды из шкур, начали приручать животных и заниматься земледелием) . 213.Внутривидовая дифференцировка человечества: расы и антропологические типы. Расами называют систематические подразделения внутри вида. Расы человека — это большие группы людей, на которые подразделяется вид Человек разумный по общим, наследственным, биологическим особенностям: строение лицевой части черепа, цвет кожи. В настоящее время выделяются четыре большие расы: австралоидная (темнокожие), негроидная (темнокожие), европеоидная (белокожие), монголоидная (желтокожие). Они довольно отчетливо различаются между собой по ряду наследственных признаков: цвету кожи, цвету и форме волос, глаз, форме носа, губ, но сохраняют главные общевидовые особенности людей: величину и строение головного мозга, способность к труду, творческий потенциал. Большие расы подразделяются на более мелкие группы (подрасы), а те — на национальности и народности. Важным доказательством видового единства человечества являются браки между людьми, относящимися к разным расам, и рождение жизнеспособного потомства от этих браков. 214.Как объясняется расовая структура человека с точки эволюции. Чем доказывается биосоциальная равнозначность рас? В процессе эволюции на расовые признаки влияла мутационная и модификационная изменчивость. Расовые признаки человечество приобрело благодаря очень длительному действию модификационной изменчивости, которая затем была подкреплена мутационными изменениями .Стоит отметить, что эти мутации не имели летального (смертельного характера) и в ходе эволюции оказались полезными . 215.Каково значение изменений генома в происхождении и дальнейшей эволюции человека Секвенирование и сравнение в процессе гибридизации молекул ДНК разных видов современных приматов, человека и ископаемых предковых форм дает возможность определить степень их родства и примерное время расхождения соответствующих филогенетических ветвей. Естественно, что оценивать степень родства и давность происхождения можно лишь по накоплению нейтральных и полезных мутаций ( изменений в нуклеотидных последовательностях) в геноме , так как вредные мутации быстро элиминируются из генофондов. 216.Перечислите основные признаки биологического вида.
217.Дайте определение популяции. Каковы экологические и генетические характеристики популяции? Популяция -это совокупность организмов одного вида, длительное время обитающих на одной территории (занимающих определённый ареал). Экологическая характеристика - величина занимаемой территории, плотность, численность особей, возрастная и половая структура, популяционная динамика. Генетическая характеристика - генофонд популяции (полный набор генов популяции). Генофонд описывают в частотах встречаемости аллельных вариантов генов или концентрации. Генофонд популяции характеризуется: 1) Единством. Единство генофонда популяции заключается в стремлении вида, как закрытой системы, сохранять свою однородность по наследственным свойствам. 2) Генетическим полиморфизмом. Природные популяции гетерогенны, они насыщены мутациями. При отсутствии давления внешних факторов эта гетерогенность находится в определенном равновесии. 3) Динамическим равновесием генов. В популяцию входят особи как с доминантными так и рецессивными признаками, не находящимися под контролем естественного отбора. Однако, доминантная аллель не вытесняет рецессивную. Обнаруженная закономерность называется законом Харди-Вайнберга для идеальной популяции. Это популяция с большой численностью, свободным скрещиванием, отсутствием мутаций, миграций и естественного отбора. 218.Каково значение популяций в эволюционном процессе? Роль популяций велика, так как практически все мутации происходят внутри нее. Эти мутации прежде всего связаны с изолированностью популяций и генофондом, который различается из-за их обособленности друг от друга. Материалом для эволюции служит мутационная изменчивость, которая начинается в популяции и заканчивается образованием вида. 219.Чем характеризуется биологический вид? Биологический вид — Это целостный и обособленный от других видов элемент живой природы. Целостность вида проявляется в том, что его особи могут жить и размножаться, лишь взаимодействуя друг с другом благодаря выработанным в процессе эволюции взаимным приспособлениям организмов: особенностям скоординированности строения материнского организма и эмбриона, системам сигнализации и восприятия у животных, общности территории, сходству жизненных привычек и реакций на сезонные изменения климата и др. Видовые приспособления обеспечивают сохранение вида, хотя иногда они могут повредить отдельным особям. Речной окунь, например, питается собственной молодью, за счет чего вид выживает при недостатке корма, даже несмотря на утрату части приплода. Каждый вид существует в природе как исторически возникшее целостное образование. Обособленность вида поддерживается репродуктивной изоляцией, которая препятствует его смешению с другими видами при размножении. Изоляция обеспечивается различиями в строении половых органов, разобщенностью ареалов, расхождением в сроках или местах размножения, различиями поведения, экологической разобщенностью и другими механизмами, о которых вы узнаете из последующих разделов. Обособленность видов препятствует возникновению промежуточных форм. Береза бородавчатая, например, не растет на моховых болотах, где обычно растет береза карликовая. Благодаря изоляции виды не смешиваются друг с другом. 220.Какие положения составляют основу учения Ч. Дарвина об эволюции? В основе эволюционной теории Ч. Дарвина лежит представление о виде, его изменчивости в процессе приспособления к окружающей среде и передаче признаков от предков к потомству. Основные положения эволюционной теории Ч. Дарвина
Изменчивость. Анализируя материал по изменчивости животных, ученый заметил, что достаточно любой перемены в условиях содержания, чтобы вызвать изменчивость. Таким образом, под изменчивостью Дарвин понимал способность организмов приобретать новые признаки под влиянием условий окружающей среды. . Наследственность. Под наследственностью Дарвин понимал способность организмов сохранять в потомстве свои видовые, сортовые и индивидуальные особенности. Искусственный отбор. Анализируя особенности пород домашних животных и сортов культурных растений, Дарвин обратил внимание на значительное развитие у них именно тех признаков, которые ценятся человеком. Достигалось это одним и тем же приемом: при разведении животных или растений селекционеры для размножения оставляли те экземпляры, которые наиболее полно удовлетворяли их потребности и из поколения в поколение накапливали полезные для человека изменения, т.е. осуществляли искусственный отбор. В основе естественного отбора лежит борьба за существование - сложные взаимосвязи между организмами и их связь с окружающей средой. Различные проявления борьбы за существование Дарвин сводил к трем видам: межвидовая борьба - взаимоотношения организма с особями других видов (межвидовые взаимоотношения); внутривидовая борьба - взаимоотношения между особями и группами индивидов одного вида (внутривидовые взаимосвязи) борьба с условиями неорганической внешней среды - отношения организмов и видов с физическими условиями жизни, абиотической средой Естественный отбор. Естественный отбор в отличие от искусственного осуществляется в самой природе и состоит в отборе в пределах вида наиболее приспособленных особей к условиям конкретной среды. 221. Что такое дивергенция в эволюционном процессе? Почему она возникает и в чем ее значение? Диверге́нция (от средневекового лат. divergo — отклоняюсь) — расхождение признаков и свойств у первоначально близких групп организмов в ходе эволюции, результат обитания в разных условиях и неодинаково направленного естественного или искусственного отбора. Принцип дивергенция объясняет процесс образования и более крупных (надвидовых) систематических групп и возникновение разрывов между ними. 222. Охарактеризуйте роль мутаций и популяционных волн в эволюции. Мутации увеличивают количество генетического материала и тем самым открывают возможность возникновения новых генов с новыми свойствами. Популяционные волны совершенно случайно, статистично и резко изменяют концентрацию всех редко встречающихся в популяциях мутаций и генотипов. Популяционные волны, следовательно, совершенно случайно, но резко меняют набор мутаций и особенно их концентрацию в популяциях; часть мутаций случайно исчезает из популяции, а некоторые могут, также случайно, резко повышать концентрацию. 223. Какова роль изоляции в эволюции? Ограничение свободы скрещиваний (панмиксии) организмов называют изоляцией. Снижая уровень панмиксии, изоляция приводит к увеличению доли близкородственных скрещиваний. Сопутствующая этому гомозиготизация усиливает особенности генофондов популяций, которые создаются вследствие мутаций, комбинативной изменчивости, популяционных волн. Препятствуя снижению межпопуляционных генотипических различий, изоляция является необходимым условием сохранения, закрепления и распространения в популяциях генотипов повышенной жизнеспособности. Возникающие благодаря изоляции внутривидовые группировки отличаются по генетическому составу и испытывают неодинаковое давление отбора. 224. Какие формы естественного отбора известны и как они влияют на аллелофонды популяций? Направленный отбор — изменения среднего значения признака в течение долгого времени, например увеличение размеров тела; Дизруптивный отбор — отбор на крайние значения признака и против средних значений, например, большие и маленькие размеры тела; Стабилизирующий отбор — отбор против крайних значений признака, что приводит к уменьшению дисперсии признака. Аллелофонд популяции – это совокупность аллелей в популяции. 225. В популяциях каких размеров отчетливо проявляется дрейф генов? Дрейф генов — генетико-автоматические процессы, изменение частоты генов в популяции в ряду поколений под действием случайных факторов, приводящее, как пра вило, к снижению наследственной изменчивости популя ций. Наиболее отчетливо проявляется при резком сокращении численности популяции в результате стихий ных бедствий (лесной пожар, наводнение и др.), массового распространения вредителей. Характерная особенность ди намики генотипической структуры популяций под дейст вием дрейфа генов состоит в усилении процесса гомозиготности особей, которая нарастает с уменьшением численности популяций. Это нарастание обусловлено тем, что в популяциях ограниченного размера увеличивается частота близкородственных скрещиваний, и в результате заметных случайных колебаний частот отдельных генов происходит закрепление одних аллелей при одновремен ной утрате других. Некоторые выщепившиеся гомозигот ные формы в новых условиях среды могут оказаться приспособительно ценными. Они будут подхвачены отбо ром и смогут получить широкое распространение при последующем увеличении численности популяций. Коле бание численности организмов получило название популяционных волн. 226. Что называется генетическим полиморфизмом и какого его значение в эволюции? Под генетическим полиморфизмом понимается состояние длительного разнообразия генотипов, когда частота даже наиболее редко встречающихся генотипов в популяциях превышают 1%. Генетический полиморфизм поддерживается за счет мутаций и рекомбинаций генетического материала. Чем больше запас генетического полиморфизма в данной популяции, тем легче ей адаптироваться к новой среде и тем быстрее протекает эволюция. популяцией? Чем она характеризуется? Популяция – любая способная к самовоспроизведению совокупность особей одного вида, более или менее изолированная в пространстве и времени от других аналогичных совокупностей одного и того же вида. 1. Численность популяции — это общее количество особей на данной территории или в данном объеме. У насекомых и мелких растений количество особей в популяции может достигать сотен тысяч и миллионов особей, в то время как численность одной из популяций садовой улитки — только тысячи особей, т. е. численность популяции варьирует, и в каждом конкретном случае минимальная численность будет специфична для разных видов. Длительное существование популяции с численностью менее нескольких сотен особей невозможно. 2. Плотность популяции — количество особей или их биомассы на единицу площади или объема. Например, 150 растений сосны на 1 га или 0,5 г циклопов в 1 м3 воды. Плотность зависит от численности. При возрастании количества особей плотность не увеличивается только тогда, когда возможно расширение ареала (расселение). Превышение оптимальной плотности неблагоприятно сказывается на состоянии популяции. При этом сокращается жизненное пространство для каждой особи, иссякают кормовые ресурсы, резко возрастает конкуренция между особями. Снижение плотности ниже оптимальной приводит к ослаблению защитных свойств популяции, снижает ее плодовитость, что в конечном итоге может привести к вымиранию популяции. 3. Рождаемость — число новых особей, появившихся в популяции за единицу времени за счет размножения. Средняя величина рождаемости каждого вида определилась исторически как приспособление для восполнения убыли популяции. Различают абсолютную и удельную рождаемость. Абсолютная рождаемость — количество особей, родившихся (вылупившихся, отпочковавшихся и т. д.) в популяции за единицу времени (например, за сутки, месяц, год). Однако величина абсолютной рождаемости находится в прямой зависимости от численности популяции. Поэтому более объективным показателем является удельная рождаемость — количество особей, родившихся в популяции за единицу времени в расчете на одну особь (или на тысячу особей). Показатель удельной рождаемости позволяет сравнивать скорость рождаемости в популяциях с разной численностью. Обычно рождаемость в каждой популяции уравновешена смертностью. 4. Смертность (абсолютная и удельная) характеризует скорость убывания численности популяции вследствие гибели особей от хищников, паразитов, болезней, физиологической неполноценности, старости и т. п. Величины рождаемости и смертности изменчивы во времени и зависят от возрастной и половой структуры популяции, обеспеченности пищей и ряда других факторов. 228. Что такое элементарное эволюционное явление? Элементарное эволюционное явление - это изменение генотипического и фенотипического состава популяции. 229. Что называется факторами эволюции? Какие факторы вы знаете? Факторы эволюции - События и процессы, способствующие преодолению генетической инертности популяций и приводящие к изменению их генофондов. Это мутационный процесс, популяционные волны, миграции, изоляции, ест.отбор Мутационный процесс, популяционными волнами называют периодические или апериодические колебания численности организмов в природных популяциях. 230. Как влияют изменчивость, популяционные волны, изоляции и естественный отбор на генофонд популяции? Изменение генофондов популяций происходит как на подъеме, так и на спаде популяционной волны. При росте численности организмов наблюдается слияние ранее разобщенных популяций и объединение их генофондов. Так как популяции по своему генетическому составу уникальны, в результате такого слияния возникают новые генофонды с измененными по сравнению с исходными частотами аллелей. 231. Когда и кем был сформулирован закон генетической стабильности популяций? В чем суть этого закона? .Генетическая стабильность популяции выражается в формулировке закона Харди-Вайнберга, который отражает равновесие частот генов и генотипов в панмиктической популяции: «В безгранично большой популяции в отсутствии мутаций, избирательной миграции организмов и давления естественного отбора первоначальная частота аллелей (генов и генотипов) остается неизменной из поколения в поколение». 232. Чем отличается естественный отбор от других факоров эволюции? Какие факторы отбора выделяют? .Естественный отбор – это дифференциальное выживание и размножение особей, которые отличаются друг от друга генетически детерминированными признаками. Более приспособленные к данным условиям среды особи оставляют больше потомков, чем менее приспособленные. Естественный отбор принципиально отличается от других уже известных вам факторов эволюции – мутационного процесса и дрейфа генов. Мутации возникают случайно. Они не являются и не могут быть изначально адаптивными. При дрейфе генов частоты аллелей в популяциях меняются случайно, безотносительно к тому, насколько хорошо приспособлены носители того или иного аллеля. Естественный отбор определяет жесткую связь между приспособительной ценностью аллелей и их частотой в популяциях. Это единственный фактор, который обеспечивает приспособление всех живых организмов к постоянно меняющимся условиям внешней среды и регулирует гармоничные взаимодействия между генами внутри каждого организма. Естественный отбор происходит автоматически. Все живые организмы из поколения в поколение проходят суровую проверку по всем мельчайшим деталям их строения, функционирования всех их систем в разнообразных условиях. Только те, кто выдержал эту проверку, оказываются отобранными и дают начало следующему поколению. 233. Что называют генетическим грузом и какого его медицинское и эволюционное значение? «Генетический груз» — термин, чаще всего используемый для обозначения суммы неблагоприятных летальных и сублетальных мутаций в генофонде популяции. Концепция была предложена английским популяционным генетиком Джоном Холдейном. Генетический груз в популяциях человека как основа полиморфизма наследственных заболеваний Понятие наследственных заболеваний и мутаций. Генные наследственные болезни: клинический полиморфизм. Изучение и возможное предотвращение последствий генетических дефектов человека как предмет медицинской генетики. Определение хромосомных болезней. 234. Каков механизм формирования генетического полиморфизма в человеческих популяциях? Сущность генетического полиморфизма заключается в существовании закрепленного в ходе эволюции многообразия в проявлении отдельных признаков и функций организма. Многообразие это обеспечивается мутационной и рекомбинационной изменчивостью, а биологический смысл этого явления – создание резерва приспособительных реакций к меняющимся условиям окружающей среды.: чем шире выражено генетическое многообразие вида, тем большими приспособительными возможностями он обладает в ходе эволюции.. 235. Как соотносятся понятия микроэволюция и макроэволюция? Микроэволюция – эволюционные события, происходящие внутри видов, их популяций. Макроэволюция – эволюция больших групп животных(континенты) Макроэволюция следствие микроэволюции. 236. Объясните какими путями происходит эволюция индивидуального развития? Индивидуальное развитие, или онтогенез — следствие и отражение длительного исторического процесса взаимосвязи организма с внешней средой. Этот процесс закрепляется в генотипе организма. Индивидуальное развитие начинается с оплодотворенной яйцеклетки и продолжается до смерти организма. Оно осуществляется на основе генотипа в определенных условиях внешней среды. В онтогенезе происходит дифференциация соматических тканей, при этом клетки претерпевают изменения, однородность их ядра и хромосом в большинстве случаев утрачивается. Зигота содержит «записанную» в структуре молекул ДНК программу развития будущего организма. Развивающиеся из нее дочерние клетки получают информацию, которая позволяет им во взаимодействии с условиями внешней среды вырасти в заранее предопределенный организм. Например, в одинаковых условиях выращивания ржи и пшеницы будет реализоваться наследственность, присущая этим двум родам растений. В любых условиях, если они не вызывают гибели организма, зигота пшеницы развивается в растение пшеницы, а оплодотворенная яйцеклетка ржи дает рожь. Однако признаки, свойственные данному виду или сорту растений, в процессе онтогенеза под влиянием различных внешних условий могут сильно изменяться, но наследование этих признаков невозможно, так как все они исчезают вместе со смертью организма. В каждом новом поколении признаки развиваются заново на основе передачи наследственных молекулярных структур — генов. Новые признаки и свойства возникают у организмов лишь в результате изменения генетического материала воспроизводящих клеток. Онтогенез, несмотря на его целостность, складывается из последовательно проходящих морфологических и физиологических процессов. 237. Охарактеризуйте общие закономерности морфофункциональных преобразований биологических структур? 238. Что означает термин макроэволюция? Макроэволюция – процесс формирования крупных систематических единиц: из видов новых родов, из родов – новых семейств. Движущие силы макроэволюции – наследственность, изменчивость, естест.отбор и репродуктивная изоляция. 239) Определите следующие понятия: уровень организации, дивергентная и конвергентная эволюция? Уровень организации живой материи-это совокупность количественных и качественных параметров определенной биологической системы (клетка, организм, популяция и т.д.), которые определяют условия и границы ее существования. Дивергентная эволюция - это форма эволюции, при которой развиваются отличительные признаки у организмов, которые происходят от одного предка. Конвергентная эволюция - эволюционный процесс, при котором возникает сходство между организмами различных систематических групп, обитающих в сходных условиях, то есть относящихся к одной экологической гильдии. 240) Как взаимосвязаны онтогенез и филогенез? Онтогинез - это игдивидуальное развитие, филогинез - это историческое развитие. Онтогенез есть краткое повторене филогенеза. 241) Как А.Н. Северцов дополнил и развил основной биогенетический закон? По современной трактовке биогенетического закона, предложенной русским биологом А. Н. Северцовым в начале 20 века, в онтогенезе происходит повторение признаков не взрослых особей предков, а их зародышей. 242) Какие основные вехи исторического развития организмов? Какими методами оно изучается? Предшественники современных организмов (архебионты) характеризовались наличием основных компонентов клетки: плазмалеммы, цитоплазмы и генетического аппарата. Существовали системы обмена веществ (электрон–транспортные цепи) и системы воспроизведения, передачи и реализации наследственной информации (репликация нуклеиновых кислот и биосинтез белка на основании генетического кода). Дальнейшее развитие органического мира включает эволюцию отдельных групп организмов в составе экосистем. Экосистема должна включать не менее трех компонентов: продуцентов, консументов и редуцентов. Таким образом, на ранних этапах развития органического мира должны были сформироваться основные способы питания: фотоавтотрофный (голофитный), гетеротрофный голозойный и гетеротрофный сапротрофный. Фотоавтотрофный (голофитный) тип питания включает поглощение неорганических веществ поверхностью тела и последующий хемосинтез или фотосинтез. При гетеротрофном сапротрофном типе питания происходит поглощение растворенных органических веществ всей поверхностью тела, а при гетеротрофном голозойном типе питания – захват крупных пищевых частиц и их переваривание. В условиях избытка готовых органических веществ гетеротрофный (сапротрофный) способ питания является первичным. Большая часть архебионтов специализировалась именно на гетеротрофном сапротрофном питании. У них формируются сложные ферментные системы. Это привело к увеличению объема генетической информации, появлению ядерной оболочки, разнообразных внутриклеточных мембран и органоидов движения. У части гетеротрофов происходит переход от сапротрофного питания к голозойному. В дальнейшем появляются белки-гистоны, что сделало возможным появление настоящих хромосом и совершенных способов деления клетки: митоза и мейоза. Таким образом, происходит переход от прокариотического типа организации клеток к эукариотическому. Другая часть архебионтов специализировалась на автотрофном питании. Древнейшим способом автотрофного питания является хемосинтез. На основе ферментно-транспортных систем хемосинтеза возникает фотосинтез – совокупность обменных процессов, основанных на поглощении световой энергии с помощью разнообразных фотосинтетических пигментов (бактериохлорофилла, хлорофиллов a, b, c, d и других). Избыток углеводов, образующихся при фиксации СО2, позволил синтезировать разнообразные полисахариды. Все перечисленные признаки у гетеротрофов и автотрофов являются крупными ароморфозами. Вероятно, на ранних стадиях эволюции органического мира Земли был широко распространен обмен генами между совершенно разными организмами (перенос генов путем трансдукции, межвидовой гибридизации и внутриклеточного симбиоза). В ходе синтезогенеза свойства гетеротрофных и фотоавтотрофных организмов объединились в одной клетке. Это привело к формированию различных отделов водорослей – первых настоящих растений. Сравнительный метод основан на раскрытии сущности предметов и явлений путем определения их сходства и различий. Это позволяет выявить закономерности, общие для различных предметов и явлений. Результаты исследований, полученные с помощью данного метода, помогли в создании в XVIII в. систематики растений и животных (К. Линней), а в XIX в. заложить основы клеточной теории (М. Шлейден, Т. Шванн). В настоящее время этот метод также широко применяется в биологии. Исторический метод. Использование этого метода в биологии связано с именем Ч. Дарвина и явилось причиной появления глубоких и качественных изменений в данной науке. В настоящее время исторический метод стал основой изучения явлений жизнедеятельности, так как он позволяет выявлять процессы развития живых организмов на основе данных о современном мире и его прошлом. Экспериментальный или основанный на опыте метод, начал применяться в биологии еще в средние века, но подлинного расцвета он достиг в XIX—XX вв. благодаря использованию физических и химических методов исследования. Но сегодня трудно определить различия между изложенными выше методами, поскольку все они используются в соответствующих областях биологии и взаимно дополняют друг друга. 243) Что такое биологический прогресс и регресс? Биологический прогресс означает победу вида или другой систематической группы в борьбе за существование. Признаками биологического прогресса являются увеличение численности особей данной систематической группы, расширение ее ареала и распадение на подчиненные систематические группы. Основными путями достижения биологического прогресса являются ароморфоз, идиоадаптация, общая дегенерация . Иногда этот процесс может идти на фоне морфофизиологического регресса, то есть упрощения организации (например, у паразитических ленточных червей) . Биологический регресс характеризуется обратными признаками: снижением численности особей, сужением ареала, постепенным или быстрым уменьшением популяционного и видового многообразия группы. Биологический регресс может привести вид к вымиранию. Общая причина биологического регресса - отставание в темпах эволюции группы от скорости изменений внешней среды. 244) В чем сходство и различие основных направлений макроэволюции: аллогенеза и арогенеза? Аллогенез — эволюционное направление, сопровождающееся приобретением идиоадаптаций или алломорфозов. Аллогенез выражается в адаптивных преобразованиях (при смене средобитания, например, наземной на водную) — алломорфозах, или идиоадаптациях. При аллогенезе одни органы прогрессивно развиваются и дифференцируются, другие — теряют функциональное значение и редуцируются; при этом происходит гармоничное преобразование всех стадий онтогенеза. Арогенез — процесс преобразования организации, ведущий к ароморфозу. Арогенез в качестве макроэволюционного процесса не может быть непрерывным, поскольку в этом случае утрачивается преемственность, и адаптации для организмов (таксонов) оказываются невозможными. Арогенез — направление эволюции, при котором, в результате приобретения новых крупных приспособлений, развитие групп сопровождается расширением адаптивной зоны и выходом в другие природные зоны. 245) Что означают термины «градуализм» и «сальтационизм»? Градуализм - это постепенность процессов эволюционного развития. Сальтационизм — группа эволюционных теорий, согласно которым видообразование происходит очень быстро — в течение нескольких поколений. Процесс связан с появлением новых особей, резко отличающихся и репродуктивно изолированных от представителей родительского вида. 246) Какова роль мобильных генетических элементов в процессе эволюции? Транспозиционная активность МГЭ является основной причиной возникновения спонтанных мутаций (Spradling et al., 1999). МГЭ имеют определенную структурную организа- цию, благодаря которой могут перемещаться в геноме как в пределах одной хромосомы, так и между хромосомами. МГЭ имеют способность увеличивать число копий в геноме хозяина, вызывать мутации, встраиваясь в гены или окрестности генов, служить причиной хромосомных перестроек, влиять на фертильность особей и даже приводить организм к гибели (Хесин, 1984; Mobile DNA, 1989, 2002). Достаточно неожиданной оказалась способность мобиль- ных элементов изменять – как понижать, так и повышать – уровень активности близлежащих генов (Kidwell, Lisch, 1997). Изучение первичной последовательности МГЭ выявило, что в их структуре есть большое количество регулятор- ных сайтов и сигнальных последовательностей, а это означает, что МГЭ могут очень интенсивно воздействовать на работу гена, не разрушая сам ген (Гвоздев, 1998). Возникающие мутации могут не сказывать- ся на жизнеспособности организма, если они возникли в гене, который отвечает, например, за формирование фенотипического признака. В редких случаях мутационные изменения могут иметь адаптивное значение и особи с такими мутациями получают преимущество перед другими сородичами для выживания и оставления 262 Вавиловский журнал генетики и селекции, 2011, Том 15, № 2 потомства. Однако чаще всего мутации вредны для организма и приводят к стерильности или гибели особи. 247) Каково значение экологических кризисов в эволюционном процессе? Эволюционная роль кризисов огромна. Стабильные сообщества тормозят, ограничивают и канализируют (направляют) эволюцию видов. Эволюция биосферы в спокойные периоды идет сравнительно медленно и детерминированно ("когерентная эволюция"). Вновь появляющиеся формы, даже самые прогрессивные, почти никогда не могут вытеснить прежних доминантов из занятых ими ниш (а эти ниши - самые лучшие!). Тем же покрытосеменным это удалось далеко не сразу, а млекопитающим и вовсе пришлось ждать 100 млн. лет, пока наконец не упал астероид и не освободил для них эволюционное пространство, прикончив динозавров. В результате кризиса появляется много свободного нишевого пространства; стабилизирующий отбор резко слабеет; происходит дестабилизация адаптивных норм, рост изменчивости и бурное формообразование (адаптивная радиация). Эволюция при этом становится очень быстрой и мало предсказуемой ("некогерентная эволюция"). Хотя, конечно, полностью непредсказуемой и "случайной" она не становится никогда, поскольку возможные пути эволюционных изменений очень жестко предопределены (канализированы) структурой организма и его онтогенеза. Снимается только один из двух главных ограничивающих и направляющих факторов эволюции - экосистемный (ценотический); второй - организменный, "эпигенетический" - остается. 248) Каково значение в эволюции НОХ-генов? Гены, которые содержат гомеобокс, образуют отдельное семейство. Гомеобокс — последовательность ДНК, обнаруженная в генах, вовлечённых в регуляцию развития у животных, грибов и растений. Эти гены кодируют факторы транскрипции, которые, как правило, переключают каскады других генов. Гомеобокс состоит приблизительно из 180 пар нуклеотидов и кодирует белковый домен длиной в 60 аминокислот (гомеодомен), который может связывать ДНК. Наиболее изученными и наиболее консервативными из них являются Hox-гены, которые контролируют сегментацию во время развития. Hox-гены являются абсолютно необходимыми для развития многоклеточных, они определяют регионы развития эмбриона вдоль передне-задней оси. Мутации генов, содержащих гомеобокс, могут иметь значительные видимые фенотипические проявления. 249) Какое значение в эволюции могут иметь изменения места положения в геноме мобильных генетических элементов? В нормальных условиях уровень перемещений отдельных копий МГЭ незначителен и в среднем составляет 10–4-10–5 на геном за поколение, но в определенных условиях скорость транспозиций мобильных элементов может увеличиваться на несколько порядков, что ведет к индуцированному усилению их воздействия на геном хозяина. Причины возрастания уровня транспозиций могут обусловливаться или генетическими механизмами, как в случае гибридного дисгенеза у Drosophila melanogaster, или действием неблагоприятных (мутагенных) внешних факторов. Возможно, что при перемещении некоторые МГЭ выполняют функцию модификаторов генетической экспрессии количественных и адаптивных признаков. 250) Имеют ли эволюционное значение мутации в некодирующих последовательностях нуклеотидов генома? Да, имеют. Международный коллектив исследователей сообщил о прочтении генома серого короткохвостого опоссума Monodelphis domestica. Сравнение генома опоссума с геномами плацентарных (человека, мыши, крысы, собаки) показало, что ключевую роль в эволюции млекопитающих играли не изменения белок-кодирующих генов, а появление новых некодирующих последовательностей, выполняющих регуляторные функции. Значительная часть этих последовательностей сформировалась из фрагментов мобильных генетических элементов (транспозонов). Ученым впервые удалось показать, что возникновение эволюционных новшеств при участии транспозонов — не исключение, а правило. Как выяснилось, в белок-кодирующих областях геномов сумчатых и плацентарных за 180 миллионов лет, прошедших после разделения этих линий, возникло сравнительно мало эволюционных инноваций. По современным представлениям, ведущую роль в эволюции высших организмов должны были играть изменения регуляторных участков генома, которые сами не кодируют белков, но влияют на работу белок-кодирующих генов. Геном опоссума блестяще подтвердил эту теорию. 251) Каково значение хромосомных и геномных перестроек в процессе видообразования? Видообразова́ние — процесс возникновения новых биологических видов и изменения их во времени. При этом генетическая несовместимость новообразованных видов, то есть их неспособность производить плодотворное потомство или вообще потомство, при скрещивании называется межвидовым барьером, или барьером межвидовой совместимости. Хромосомные перестройки — тип мутаций, которые изменяют структуру хромосом. Хромосомные мутации - это перестройки хромосом. Участки хромосом могут изменить свое положение, потеряться или удвоиться. Хромосомные мутации - это мутации, нарушающие существующие группы сцепления или приводящие к возникновению новых групп сцепления . Геномные перестройки не всегда спонтанны. Генные порядки изменяются в результате инверсий, транслокаций и транспозиций. Вместе с тем эволюция генных порядков в разных группах прокариот имеет свои специфические особенности, которые необходимо учитывать при интерпретации результатов сравнительного анализа геномов. Можно выделить две такие особенности, по которым характер эволюции генных порядков может существенно различаться у разных прокариот: темп (частота) перестроек и их величина (соотношение мелких и крупных перестроек). 252. В чем заключается блочный принцип эволюционных преобразований? БЛОЧНЫЙ (МОДУЛЬНЫЙ) ПРИНЦИП ЭВОЛЮЦИИ . • «...все ныне сущее возникло за счет комбинаторики исходно возникшего небольшого числа неких инвариантных доменов, которые далее комбинировались в разных сочетаниях» (Инге-Вечтомов). • Возникновение крупных таксонов идет путем все большей и большей дивергенции. Основой дивергенции является дупликация и последующее расхождение. • Без отбора эволюция невозможна. Блочный принцип эволюции и наличие полиморфной части генома, ответственной за адаптацию популяций путем повышения ее разнообразия и мономорфной части генома, изменения которой определяют межвидовые различия (Алтухов, 2004), подразумевают принципиальное различие микро- и макроэволюционных процессов 253. Объясните термины «аллогенные» и «атавистические» аномалии развития. Чем они сходны и в чем их различия.(из учебника) Аллогенные аномалии – врождённые пороки имеющие в своей основе генетические дефекты. Являются вырождением закона гомологичных рядов. Например ген альбинизма гомологичен у всех млекопитающих, а также и у других классов позвоночных. Атавистические аномалии – это признаки, которые при нормальных условиях не встречаются, но присутствуют у более и менее отдалённых предков и характеризуются тем, что снижают жизнеспособность и проявляются как морфологические аномалии. Различают три вида атавизмов: связанное с недоразвитием органа(волчья пасть); результат нарушения редукции(наличие рёбер в шейном отделе); нарушение перемещение органов в онтогенезе.(тазовое положение почек, не опущение яичек). Ведущими механизмами атавизмов являются не обратные мутации, а мутации регуляторных генов, которые контролируют скорость морфогенеза и запуск процессов , направленных на редукцию органов. И атавистические и аллогенные пороки развития относятся к разделу филогенетических пороков. 254.Что называется парамутациями и могут ли они играть роль в эволюции? Парамутацией называют наследственное изменение свойств гена, возникающее в результате взаимодействия разных копий (аллельных вариантов) гена между собой и не сопровождающееся изменениями последовательности нуклеотидов. Американским генетикам удалось идентифицировать один из белков, необходимых для поддержания «парамутантного» состояния гена pl1, от которого зависит окраска пыльников у кукурузы. Открытие показало, что парамутация — весьма сложное явление, в регуляции которого участвует множество специализированных молекул РНК и белков. На сегодняшний день хорошо известно, что далеко не вся наследственная информация, передающаяся из поколения в поколение, «записана» в последовательности нуклеотидов в молекулах ДНК. Кроме этой генетической информации есть еще и так называемая «эпигенетическая». Например, определенные нуклеотиды в ДНК могут подвергаться химической модификации — метилированию. В ходе репликации (удвоения) молекул ДНК специальные ферменты не всегда, но часто метилируют в новой молекуле ДНК те же нуклеотиды, которые были метилированы в «родительской» молекуле. Таким образом, паттерн метилирования может передаваться по наследству, а от него зависит активность генов и, соответственно, фенотипические признаки. «Внегенетическая» наследственная информация может передаваться и с другими молекулами (например, РНК), которые имеются в цитоплазме половых клеток. Эпигенетическая наследственность порой приводит к «нарушениям» основополагающих законов классической генетики (законов Менделя). Типичным примером являются так называемые парамутации, обнаруженные у растений полвека назад, а недавно зарегистрированные и у животных (подробно об этом открытии и о сути явления см. в заметке Наследственная информация записана не только в ДНК, «Элементы», 01.06.2006). Парамутация — это устойчивое, наследуемое изменение свойств гена, которое возникает в результате взаимодействия разных вариантов (аллелей) этого гена между собой и при котором нуклеотидная последовательность гена не меняется (в отличие от обычных мутаций). 255.В чем заключается основные различия между синтетической теорией эволюции и эпигенетической теорией эволюции?( не полностью) Синтетическая теория- элементарное эволюционное явление, с которого начинается видообразование, заключается в изменении генетического состава популяции. 256.Формы межвидовых биотических связей в биоценозах? Две формы: Антибиоз – невозможность сосуществования двух видов организмов, основанная на конкуренции прежде вего за источник питания.(сапрофитные бактерии и плесневые грибы) Симбиоз- сожительство. Бывают разные виды: Мутуализм- не возможность существовать друг без друга. (кишечная палочка и человек) Комменсализм – один используют остатки жизнедеятельности другого.(ротовая и кишечная амёба у человека) Хищничество – один раз убил вот и все взаимодействие. Паразитизм – многократное использование для питания. 257.Классификация паразитизма и паразитов? Приведите примеры • По обязательности паразитического образа жизни: Истинный паразитизм – взаимоотношения между хозяином и паразитом закономерны и имею эволюционную основу. Ложный паразитизм - явление для вида случайное. В нормальных условия вид имеет свободный тип обитания. (пиявки в носу или носоглотке) Облигатный паразитизм – обязательный для данного вида организмов. Абсолютное большинство всех видов паразитов. Факультативный – паразиты способны вести свободный образ жизни, но попадая в организм хозяина, проходят в нем часть цикла своего развития и способны вызывать нарушение его жизнедеятельности. (многие виды синантропных мух) • По времени контакта хозяина и паразита; Временные – посещают хозяина только для питания. (комары) Постоянные – делятся на 1. стационарных – вся жизнь на хозяине или внутри него 2. периодических – часть жизни паразитируют часть обитают свободно(угрица кишечная) • По части жизни когда паразитируют: Ларвальные- паразитируют только личинки(оводы) Шлагинальные – паразитирует зрелая особь (анкилостомиды) • По локализации в организме человека: Эктопаразиты –на покровах хозяина.(кровососущее насекомые и клещи) Эндопаразиты- внутри хозяина: 1. В полости органов связанных с внешней средой(аскарида лёгочный сосальщик) 2. В тканях внутренней среды(ришта, малярийный плазмодий) 258. Универсальные адаптации к паразитическому образу жизни. К ним относятся: 1)высокая плодовитость и особенность половой системы- образуется огромное количество половых продуктов, первичный гермафродитизм, размножение личиночных стадий, внутреннее наружное почкование. Множественное деление – шизогонии и спорогонии. 2) для прикрепления к телу( присасывателиные диски, присоски, шипики и т д) 3) покровы для защиты от ферментов хозяина и инкапсулированные 4) колюще сосущий ротовой аппарат и сильно растяжимый хитиновый покров, часто разветвлённую пищеварительную трубку. 5) органы ориентации в среде и органы передвижения 6) органы проникновения позволяющий попадать в организм хозяина. 7) наличии хозяев-переносчиков 8) полная зависимость паразита от жизнедеятельности хозяина. 9) синхронизация с образом жизни хозяина 10) модификация поведения хозяина для большей вероятности попадания к основному хозяину. Рыбы поражённые плавают у поверхности. 11) переживать неблагоприятные условия 259.Жизненный цикл паразитического организма? Окончательные и промежуточные хозяева паразитов. Резервуарные хозяева. Пути проникновения паразитов в организм человека. Большинство паразитов развиваются со сложным метаморфозом. Включающим много личиночных стадий, обитающих в разных средах и выполняющих разные функции: расселения, активного роста, пассивного ожидания попадания в другую среду обитания и иногда даже размножения. Совокупность всех стадий - жизненный цикл. Личинки могут вести себя как свободный так и паразитический образ жизни. Хозяин в котором обитаю личинки - промежуточный хозяин. Окончательный хозяин – тот хозяин в котором развивается и размножатся половым путём половозрелая особь. Резервуар паразита – хозяин в организме которого паразит может жить долго, накапливаясь, размножаясь и расселяясь по окружающей территории. Способы заражения: Трансмиссивный – кровососущие членистоногие: а) Инокулятявный – проникает в хозяина через ротовой аппарат б) контаминативный – выделяется переносчиком с фекалиями на кожу или слизистые Через промежуточных хозяев – промежуточный хозяин поедается окончательным Заражение окончательного хозяина покоящимися стадиями – цистами, яйцами и инкапсулированными личинками. Внедряются в кожу на стадии личинок ил в слизистую 260.Экологические основы профилактики паразитических заболеваний? Связано с тем что может быть включено большое количество хозяив, а часто и переносчиков, разрушение целых биогенетичесих комплексов возникших в результате эволюционного процесса. В большенстве случаев профилактика направленна на индивидуальную защиту в соответствии с путями циркуляции в природе конкрктных возбудителей. 266.Какие паразиты называются факультативными и какие облигатными? Приведите примеры. |