Билет № 6

1. Наследственность и изменчивость – свойства организмов, их значение в эволюции органического мира. Ген, генотип, фенотип.

Наследственность – способность организма передавать свои признаки и особенности развития потомству. Благодаря этой способности все живые существа сохраняют в своих потомках характерные черты вида. Такая преемственность наследственных свойств обеспечивается передачей их генетической информации. Носителями наследственной информации у организмов являются гены.

Изменчивость - общее свойство организмов приобретать новые признаки в процессе онтогенеза. Ненаследственная, или модификационная, и наследственная (мутационная и комбинативная) изменчивость. Материальные основы наследственной изменчивости - изменение генов, генотипа; ее индивидуальный характер (проявление у отдельных особей), необратимость, передача по наследству. Примеры ненаследетвенной изменчивости: увеличение массы человека при обильном питании и малоподвижном образе жизни, появление загара; примеры наследственной изменчивости: белая прядь волос человека, цветок сирени с пятью лепестками.

Комбинативная изменчивость - результат перекомбинации генов при скрещивании организмов. Причины перекомбинации генов - перекрест и обмен участками гомологичных хромосом, случайный характер распределения хромосом между дочерними клетками в ходе мейоза, случайное сочетание гамет при оплодотворении, взаимодействие генов. Пример: появление дрозофил с темным телом и длинными крыльями при скрещивании серых дрозофил с длинными крыльями с темными дрозофилами с короткими крыльями.

Мутационная изменчивость - внезапное, случайное возникновение стойких изменений генетического аппарата, вызывающее появление новых признаков в фенотипе. Примеры: шестипалая рука, альбиносы. Виды мутаций - генные (изменение последовательности нуклеотидов в гене) и хромосомные (увеличение или уменьшение числа хромосом, потеря их части). Последствия генных и хромосомных мутаций - синтез новых белков, а значит, и появление новых признаков у организмов, которые чаще всего ведут к снижению жизнеспособности, а иногда и к смерти.

Полиплоидия - наследственная изменчивость, вызванная кратным увеличением числа хромосом. При этом увеличиваются размеры, масса, число семян и плодов у растения. Причины - нарушение процессов митоза или мейоза, не расхождение хромосом в дочерние клетки. Широкое распространение в природе полиплоидии у растений. Получение полиплоидных сортов растений, их высокая урожайность.

Соматические мутации - изменение генов или хромосом в соматических клетках, возникновение изменений в той части организма, которая развилась из мутировавших клеток. Соматические мутации потомству не передаются, они исчезают с гибелью организма. Пример - белая прядь волос.

Фенотип - совокупность внешних и внутренних признаков, процессов жизнедеятельности организма. Генотип - совокупность генов в организме. Формирование фенотипа под влиянием генотипа и условий среды. Причины модификационной изменчивости - воздействие факторов среды. Модификационная изменчивость - изменение фенотипа, не связанное с изменениями генов и генотипа.

Особенности модификационной изменчивости - не передается по наследству, так как не затрагивает гены и генотип, имеет массовый характер (проявляется одинаково у всех особей вида), обратима - изменение исчезает, если вызвавший его фактор прекращает действовать. Например, у всех растений пшеницы при внесении удобрений улучшается рост и увеличивается масса; при занятиях спортом масса мышц у человека увеличивается, а с их прекращением уменьшается.

Норма реакции - пределы модификационной изменчивости признака. Степень изменчивости признаков. Широкая норма реакции: большие изменения признаков, например, надоев молока у коров, коз, массы животных. Узкая норма реакции - небольшие изменения признаков, например, жирности молока, окраски шерсти. Зависимость модификационной изменчивости от нормы реакции. Наследование организмом нормы реакции.

Адаптивный характер модификационной изменчивости - приспособительная реакция организмов на изменения условий среды.

Закономерности модификационной изменчивости: ее проявление у большого числа особей. Наиболее часто встречаются особи со средним проявлением признака, реже - с крайними пределами (максимальные или минимальные величины). Например, в колосе пшеницы от 14 до 20 колосков. Чаще встречаются колосья с 16-18 колосками, реже с 14 и 20. Причина: одни условия среды оказывают благоприятное воздействие на развитие признака, а другие - неблагоприятное. В целом же действие условий усредняется: чем разнообразнее условия среды, тем шире модификационная изменчивость признаков.

Классификация растений на примере покрытосеменных. Среди гербарных экземпляров выберите растения семейства (Пасленовые, Розоцветные, Бобовые и др.), по каким признакам вы их узнаете.

Изучением многообразия организмов, выявлением их сходства и различий, классификацией по группировкам (таксонам) разного ранга занимается наука систематика. Систематика служит базой для многих биологических наук. Особое значение систематики заключается в возможности ориентироваться во множестве существующих и вымерших видов организмов. Действительно, в настоящее время насчитывается около 1,5 млн. видов животных и 0,5 млн. видов растений. Систематика важна прежде всего потому что она упорядочивает все многообразие живого и дает возможность легко находить место для нового вида или разновидности. Эта наука дает картину филогенетического развития живого мира, отражая родственные связи между отдельными группами организмов и помогая решить одну из важнейших проблем биологии – происхождение новых видов и других систематических категорий.

Основы систематики как науки были заложены выдающимся шведским естествоиспытателем Карлом Линнеем (1707 – 1778). Для обозначения видов растений и животных Линней ввел бинарную (двойную) номенклатуру. В соответствии с ней каждый вид имеет название, состоящее из двух слов. Первое слово обозначает название рода, его пишут с большой буквы, второе слово – название собственно вида, его пишут с маленькой буквы.

Названия систематических групп, более крупные чем род, в ботанике и зоологии могут различаться. Так, в ботанике родственные семейства объединяют в порядок. Порядки образуют классы, которые, в свою очередь, составляют отделы. Отделы в ботанике, так же как типы в зоологии, отличаются друг от друга фундаментальными особенностями строения и соответствуют главным направлениям эволюционного развития растений.

Пример упрощенной схемы классификации растений:

Царство ® отдел ® класс ® порядок ® семейство ®

Растения Покрытосеменные Двудольные Фиалковые Фиалковые

® род ® вид

Фиалка Фиалка трехцветная

Следовательно, классификация, отражающая реальные отношения между группами, должна учитывать их родственные связи и происхождение, т.е. быть генеалогической. Такая классификация называется естественной.

Раскройте особенности скелета человека в связи с прямохождением и трудовой деятельностью. Назовите меры профилактики нарушения осанки, искривления позвоночника и возникновения плоскостопия.

а)Система опоры и движения. Ее компоненты: скелет и мышцы. Функция скелета в организме: опора тела или его частей, определение формы тела, защита внутренних органов от механических повреждений. Примеры: череп защищает головной мозг, а позвоночник - спинной мозг, грудная клетка защищает сердце, легкие, крупные кровеносные сосуды грудной полости. Прикрепление мышц к костям скелета, их сокращение под влиянием нервных импульсов, изменение взаимного расположения костей, осуществление всего многообразия движений, совершаемых человеком и млекопитающими животными вследствие сокращения мышц.

б)Сходство скелета человека и млекопитающих животных. Состав скелета и млекопитающих животных из одних и тех же отделов, образованных сходно расположенными костями в них.

в)Особенности строения скелета человека, связанные с прямохождением: позвоночник, имеющий четыре изгиба, грудная клетка, расширенная в стороны, пояс нижних конечностей в виде чаши, кости нижних конечностей более толстые и прочные, чем кости рук, свод в стопе. Смягчение толчков при ходьбе благодаря изгибам позвоночника, сводчатой стопе. Пояс нижних конечностей - опора для внутренних органов брюшной полости. Массивные кости нижних конечностей - опора для всего тела.

г)Рука - орган труда. Развитие большого пальца руки и его противопоставление всем остальным, благодаря чему кисть способна выполнять разнообразные и чрезвычайно тонкие трудовые операции.