СанктПетербург тесса 2009
 Скачать 7.63 Mb.
|
|
3.7. Основные закономерности изменчивости опросы для повторения и обсуждения В 1. Какие процессы приводят к комбинативной изменчивости? 2. На чем основывается уникальность каждого живого организма на уровне генотипа и фенотипа? 3. Какие факторы среды могут активизировать процесс мутаций и генеративных и какова их значимость для организма и вида? 5. Какие механизмы перемещения мобильных элементов по геному почему? 4. Чем отличается наследование соматических мутаций от вы можете назвать? 6. Почему деятельность человека увеличивает мутагенное действие среды? 7. Какое биологическое значение может иметь преобразование фенотипа без изменения генотипа? 8. Почему модификации, в основном, полезны для организма? Контрольные задания 1. Фенотип – это совокупность внешних и внутренних особенностей организма. Рассмот- рите рисунок 3.108. Выявите различия в фенотипе. Выскажите предположения о причинах раз- личия фенотипов особей одного вида. 2. Наблюдения за мета- морфозом дрозофилы показали: а) если в корм личинок дрозофилы добавить немного нитрата серебра, то выводятся желтые особи, несмот- Рис. 3.98. Изменчивость рогов ря на гомозиготность их по доминантному гену серой окраски тела (АА); б) у особей, гомозиготных по рецессивному гену зачаточности крыльев (bb), при температуре 15°С крылья остаются зачаточными, а при температуре 31°С вырастают нормальные крылья. Что вы можете сказать на основании этих фактов о взаимоотношении генотипа, среды и фенотипа? Происходит ли в данных случаях превращение рецессивного гена в доминантный или наоборот? 142 3. Любой признак может изменяться в определенных предел кое норма реакции? Приведите примеры признаков организмов ах. , . Чем определяется криву . И Ч ло со ет 9 20 21 Что т обла широ а дающих широкой и узкой нормой реакции та нормы реакции? 4. Вычислите среднюю величину (M) и постройте вариационную ю по следующим данным (табл. 3.8; 3.9). Таблица 3.8 зменчивость числа язычковых цветков в соцветии хризантемы цветков в 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 1 ис цв ии Ч ло ис соцветий 1 3 6 25 46 141 529 129 47 30 12 12 8 6 9 Таблица 3.9. Изм ь Число лавни 60 61 енчивост числа костных лучей в хвостовом плавнике камбалы лучей в ке 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 п Число особей 2 5 13 23 58 96 134 127 111 74 37 16 4 2 1 5. В районе Чернобыля по электростанции стали появляться увеличилась частота заболеваний рак свидетельствуют эти факты? Почему в отходами реках крупных городов огромной головой, без чешуи, с одн Дайте данному явлению. сле катастрофы на атомной животные-мутанты, у людей ом щитовидной железы. О чем загрязненных промышленными появляются рыбы-мутанты с им глазом, лишенные окраски? объяснение Рис. 3.99. Два бычка годовалого возраста, произошедшие от одного отца, но выращенные в разных условиях количественных признаков сильно зависит от влияния условий среды. Установите какой вид изменчивости привел к изменению массы тела этих бычков, один из которых полу- чал корм в избытке, а другой питался очень скудно. 6. Рассмотрите рисунок Масса тела у крупного скота, как и у других тных – типичный коли- ч е 3.99. рогатого живо ественный признак. Развити 143 7. Рассмотрите различные формы листьев стрелолиста, (рис. 3.100), который является классическим примером модификационной изменчивости. Определите, чем вызваны различия в форме листьев у растений стрелолиста выросших в разных условиях. с. 3.101). Определите вид изменчивости. 8. Рассмотрите изменения окраски волос горностаевого кролика под влиянием разных температур (ри Рис. 3.100. Форма листьев стрелолиста при развитии в разных сред ах Рис. 3.101. Изменение окраски шерсти гималайского т к авлен восемью наиболее часто встречающимися аллелями. Сравните р но е рисунками, изображенными на сх р генотип. Имеет место неполное доминиров лишь тех форм, где рисунки пятен, опреде л имеет место полное доминирование. Напри фенотип, VBVP и VBVB также фенотипически а над VH и VP; VFVP и VFVL не отл им Ге ом кролика под влиянием различных темпера ур Лабораторный практикум 1. Серия множественных аллелей – рисунок седых пятен на листьях левера.Познакомьтесь с гербарием листьев клевера и проследите характер наследования признака седых пятен. Ген, определяющий этот признак, предст ису к на листе г рбария с еме ( ис. 3.102) и определите ание. Невозможно определить генотип ляемые двумя а лелями, сливаются или мер, VBVH и VHVH имеют одинаковый не различаются, так к к VB доминирует ы от VFVF в силу слияния рисунков. инантных гомозигот. ич д терозиготы с v также не отличаются от ! Зарисуйте предложенные вам экземпляры и определите их генотипы или фенотипические радикалы, запишите символы. Составьте серию всех встретившихся аллелей. 144 Рис. 3.102. Схема рисунков седых пятен на листьях клевера с указанием генотипа (vv – п е ^-образное пятно; VHVH – сплошное высо разное пятно с разрывом; VBhVBh – высокое ^-образное образное пятно в центре; VFVF – сплошное треугольное ; VLVL – сплошное небольшое треугольное пятно н 2. Опре человека ощущать горький вкус фенилтиомочевины (ФТМ). С помощью юю часть спинки языка сначала контро н популяции, определите популяционную частоту признака ТМ+ доминантному о ет – час попу доминан формулу ятно отсутствует; VV – сплошно кое ^-образное пятно; VBVB - ^-об пятно с разрывом; VPVP - ^- пятно на основании а основании деление индивидуальной способности пинцета поместите на задн льную, а затем опытную полоску фильтровальной бумаги, определите свою индивидуальную способность (неспособность) ощущать горький вкус ФТМ, т.е. приз ак ФТМ+ или ФТМ-. Сделайте заключение о своем возможном генотипе имея ввиду, что признак ФТМ+ контролируется доминантным геном (Т). Условно рассматривая студенческую группу в качестве отдельной Ф (или ФТМ-) как долю числа лиц, являющихся носителями признака, в общем числе обследованных. Рассчитайте генетическую структуру популяции (частоту аллельных генов и возможных генотипов), используя формулу Харди- Вайнберга: p² + 2pq + q² = 1, где p² – частота гомозигот по аллелю (ген тип ТТ), 2pq – частота г ерозигот (Tt), q² а гомозигот по рецессивному аллелю (tt) в исследуемой и. При расчете частот имеющихся в популяции тного (Т) и рецессивного аллеля (t) следует использовать p + q = 1. тот ляци 145 Тестовые задания * Тестовые задания с несколькими правильными ответами 1. Химические соединения, индуцирующие мутации: 1) метагены; 2) метилены; 3) мутагены. 2. *Основными механизмами мутационного процесса являются нарушения следующих матричных процессов: 1) трансляции; 2) репликации; 3) транскрипции; 4) репарации. 3. Ненаследуемое изменение называется: 1) ревертация; 2) изоляция; 3) модификация. 4. *Высокая вариабельность количественных признаков обусловлена: 1) полигенным характером наследования; 2) влиянием факторов среды; 3) генотипической неоднородностью; 4) гомозиготизацией в процессе отбора. 5. *Выявлена генетическая активность следующих генетических факторов: 1) электрический ток; 2) рентгеновское излучение; 3) гамма-излучение; 4) ультрафиолетовое излучение; 5) экстремальные температуры. 6. Передается по наследству от родителей потомкам: 1) признак модификация; 3) 7. Форма изменчивости, в результа у праворуких креглазых родителей род 3) 8 комбинативная; 3) модификационая; фенотипическая. 9. Фор ре в (рецес ы с ло я е ж е онная; 2) комбинативная; 3) ых человеком; 5) отсутствием естественного отбора. ; 2) норма реакции; 4) фенотип; 5) модификационная изменчивость. те которой ился леворукий голубоглазый ребенок: 1) мутационная; 2) комбинативная; модификационая; 4) случайная фенотипическая. . Форма изменчивости, в результате которой с наступлением зимы у животного произошло изменение окраски и густоты волосяного покрова: 1) мутационная; 2) 4) случайная ма изменчивости, в зультате которой семье пятипалых родителей сивн й признак) родил я ребенок с шестипа стью рук: 1) мутационная; 2) комбинативная; 3) модификационая; 4) случайная фенотипическая. 10. *Причина увеличени частоты (встр чаемости) нескольких патологических аллелей в популяции человека: 1) повышение уровня радиационной загрязненности; 2) иммиграция из районов с неблагоприятной экологической обстановкой; 3) повышение ро даемости; 4) увеличение продолжительности жизни; 5) повышение уровня медицинского обслуживания. 11. Характерная особенность модификаций, в отличие от мутаций: 1) материал для эволюции; 2) их формирование сопровождается изменени м генотипа; 3) обычно полезн ю ы; 4) переда тся по наследству 12. У взрослых горностаевых кроликов, обитающих в естественных условиях, большая часть тела имеет белую шерсть, а хвост, уши и мордочка – черную, что обусловлено различием участков тела по температуре кожных покровов – это проявление формы изменчивости: 1) мутаци модифи уч кационая; 4) сл айная фенотипическая. 13. Форма изменчивости, в результате которой с наступлением половой зрелости у юноши изменился тембр голоса, появились усы и борода: 1) мутационная; 2) комбинативная; 3) модификационая; 4) случайная фенотипическая. 14. Вид типичной вариационной кривой: 1) прямая линия; 2) купообразная кривая; 3) экспонента; 4) окружность. 15. *Стойкое увеличение частоты одного из доминантных генов в популяции животных связано с следующими наиболее вероятными причинами: 1) изменением условий существования; 2) повышением рождаемости 3) миграцией части животных; 4) истреблением животн 146 Часть 4 . ПОПУЛЯЦИОННО-ВИДОВОЙ УРОВЕНЬ ОРГАНИЗАЦИИ Органическая эволюция – объективный процесс. Популяция – элементарная эволюционная единица. Основные характеристики популяции как эколого-генетической системы (популяционный ареал, ч сленность особей в популяции, возрастной состав, половой состав, основные морфо-физио и логические характеристики юции. Основные пути и способы популяции, генетическая гетерогенность популяции, генетическое единство популяции). Мутации разных типов – элементарный эволюционный материал. Генетические процессы в популяциях. Элементарное эволюционное явление. Элементарные факторы эволюции. Мутационный процесс. Популяционные волны. Изоляция. Генетико-автоматические процессы. Естественный отбор. Формирование адаптаций – результат действия естественного отбора. Классификация и механизм возникновения адаптаций. Относительный характер адаптаций. Вид – основной этап эволюционного процесса. Понятие, критерии и структура вида. Видообразование – результат микроэвол видообразования. Закономерности макроэволюции. Эволюция онтогенеза (целостность и устойчивость, эмбрионизация и автономизация онтогенеза, онтогенез – основа филогенеза). Эволюция л е ф фи огенетич ских групп (формы илогенеза, главные направления эволюции, вымирание групп и его причины). Эволюция органов и функций. Эволюционный прогресс. Происхождение и эволюция человека. 4.1. Органическая эволюция – объективный процесс Контрольные задания 1. Одним из доказательств эволюции является единство органического мира, в котором существует ряд организмов, занимающих промежуточное положение между крупными систематическими группировками, – переходные формы. На рисунке 4.1 представлены некоторые из ныне существующих переходных форм организмов. Познакомьтесь с данными организмами и укажите в их строении признаки разных типов организации. 2. Скелет конечностей амфибий, рептилий, птиц и млекопитающих, несмотря на довольно крупные различия во внешнем виде конечностей и выполняемой ими функции, оказывается построенным сходно (рис. 4.2). О чем свидетельс ует сходство в строении конечностей, несущих весьма различные функции, у позвоночных? тв 147 Рис. 4.1. Ныне существующие переходные формы: 1 – мечехвост, занимающий промежуточное положение между современными типичными членистоногими и ископаемыми трилобитами; 2 – перипатус, несущий признаки членистоногих и кольчатых червей; 3 – эвглена, соединяющая признаки животн 5 ых и растений; 4 – личинка мечехвоста, похожая на личинку трилобитов; – ползающий гребневик соединяет в себе наравне с признаками кишечно олостных п животных признаки плоских червей 3. В строении практически любого организма можно найти орган льно ы или структуры, сравните азвитые и утратившие было недор е значение в процессе филогенеза, – это р 4 задние конечности питона, едва замет ч удиментарные органы. На рисунке .3 представлены рудиментарные ные выросты рудименты крыльев у киви, рудименты тазовых костей китообразных. О ем свидетельствуют данные органы? Рис. 4.2. Гомология передних конечностей позвоночных (сала д я ча р ве т ман ра, морска черепаха, крокодил, птица, лету я мышь, кит, к от, чело к) гомологичные части обозначены одинаковыми буквами и цифрами 4. Среди живо ных одной из наиболее ярких реликтовых форм является гаттерия – единственный представитель целого подкласса рептилий (рис. 4.4). В ней отражены черты рептилий живших на Земле в мезозое. 148 Другой известный реликт – кистеперая рыба латимерия, сохранившаяся малоизмененной с девона. Среди растений реликтом может считаться гинкго. этого растения дает представление о древесных формах, вымерших в юрском периоде. О чем свидет вуют реликтовые формы? Облик ельст сравнении с рептилиями и настоящими птицами. Рис. 4.3. Примеры рудиментарных органов ( А – задние конечности питона; Б – крыло киви; В – элементы тазового пояса гладкого кита) 6. Можно ли считать ар 5. В пользу существования родства систематических групп животных служат ископаемые переходные формы. Заполните таблицу 4.1, указав некоторые иц в хеоптерикса переходной формой между класс р и о почему? Какое значение имеет юции органической природы признаки первопт ом епт лий и наст ящих птиц и археоптерикс для доказательства эвол (рис. 4.5)? П перехо проме достат эволю 7. стадия выдел продук н еречислите известные Вам дные формы. Почему жуточные формы не дают очных доказательств ции? Зародыши птиц на ранних х эмбрионального развития яют в качестве конечного та азотистого обмена аммиак, а более поздних мочевину, а на последних стадиях развития – мочевую кислоту. Сходным образом иак, у головастиков лягушек конечным продуктом обмена является амм а у взрослых амфибий – мочевина. Как объяснить данные факты? Рис. 4.4. Реликтовые организмы 1 –гаттерия, 2 – латимерия; 3 – опоссум; 4 – гинкго 149 Таблица 4.1. Сравнительная характеристика некоторых признаков рептилий, археоптерикса и настоящих птиц Системы органов и жизненные процессы Рептилии Археоптерикс Настоящие птицы Чешуя Перья Передние конечности Наличие зубов Хвостовые позвонки Сердце Способность к полету Образ жизни Размножение 8. Изучение эмбрионального развития высших, наземных позвоночных показало, что у них закладываю тся и достигают известного уровня развития некоторые органы, не имеющие у взрослого животного никакого значения, но вполне сходные с органами, характеризующими взрослых рыб. Рассмотрите рисунок 4.6 и ответьте, о чем свидетельствует факт закладки частей жаберного аппарата у зародышей наземных позвоночных? 9. Как можно объективность процесса эволюци на Земле? доказать и жизни Рис. 4.5. Отпечатки 10.Перед вами находится сосна. Какими методами наиболе э костей скелета и перьев археоптерикса лошадь, мышь, черепаха, бабочка, е надежно можно установить родство тих форм? 150 Рис. 4.6. Сравнение закладки жаберног аппарата у зар дыша о о курицы с жаберным аппаратом костистой рыбы родыша курицы; 2 – то же с уд ми покровам , видны альные дуги, идущие по жаберным дугам меж у жаберными щелями; 3 – артериальн е дуги костистой 1 – жаберные щели за аленны и артери д рыбы ы Тестовые задания * естовы задания с несколькими правильным ответами 1. Единство о ми ом: 1) наличия ископаемых форм ческого кода; 3) сходства между ве и о дства химического состава живой я: 1) ихтиостега; 2) осьминог; 3) кодил. чения эволюции являются: 1) аемых промежуточных форм; 3) етических рядов; 5) обнаружение редние конечности гигантского гороха; 3) колючки барбариса и алость современных лошадей; 2) ц; 3) развитие у китообразных выступающих на поверхность те них ей; 4 та и слепыша; 5) полимастия у по всему телу человека; 2) вая кость у птиц; 3) развитие у китообразных выступающих поверхность те китообразных; 5 7. *Наиболее яркими реликтовыми формами являются: 1) гаттерия; 2) латимерия; 3) опоссу дукция боковых пальцев; 4) совершенствование органов чувств; 5) преобразование верхних клыков в бивни. Т е и рганического ра доказывается факт животных и растений; 2) универсальности генети человеком и чело кообразным безьянами; 4) схо и неживой природы. 2. *Ископаемыми переходными формами являютс юрская первоптица; 4) птерозавр; 5) гаттерия; 6) кро 3. *Основными палеонтологическими методами изу изучение реликтовых форм; 2) выявление ископ сравнение флор и фаун; 4) восстановление филоген последовательности ископаемых форм. 4. *Гомологичными органами являются: 1) пе броненосца и слона; 2) колючки барбариса и усики белой акации; 4) крылья бабочки и птицы. 5. *Рудиментарными органами являются: 1) трехп малая берцовая кость у пти ла зад конечност ) глаза у кро человека. 6. *Атавизмами являются: 1) развитие волосяного покрова малая берцо на ла задних конечностей; 4) остатки волосяного покрова у ряда ) хвостовые позвонки у человека. м; 4) гинкго; 5) вампир. 8. *На основе палеонтологических данных можно установить следующие изменения в процессе филогенеза лошадиных: 1) увеличение размеров тела; 2) сохранение всех пальцев; 3) ре 151 |