Решебник по биологии 11 класс Беляев §6

Оборудование: раздаточный материал, иллюстрирующий изменчивость организмов (растения 5 – 6 видов, по 2 – 3 экземпляра каждого вида, наборы семян, плодов, листьев и др.).

Для исследования были выбраны: ландыш майский и ландыш серебристый – растения, которые являются близкородственными видами. Они имеют ряд общих морфологических признаков: многолетние; травянистые; с ползучим мочковатым корневищем; с широкими, продолговато-ланцетными и расположенными по 2 – 3 на одном побеге листьями; с мелкими, колокольчатыми белыми цветками, которые собраны в одностороннюю кисть; плоды – красные ягоды, которые содержат несколько семян.

Причины сходства растений заключаются в их общих генетических особенностях. Оба произошли от одного предка и имеют схожий набор генов, определяющих их морфологические и физиологические характеристики. Кроме того, они обитают в схожих экологических условиях, что способствует сохранению общих признаков.

Причины различий могут быть связаны как с генетическими особенностями (наследственная изменчивость), так и с влиянием окружающей среды (модификационная изменчивость).

Изменчивость признаков помогает растениям лучше адаптироваться к условиям окружающей среды и занимать разные экологические ниши. Например, ландыш серебристый имеет восковый налет на листьях, что может защищать его от испарения влаги в более засушливых условиях. У растений с более высоким стеблем больше шансов привлечь опылителей, особенно в густых лесах, где конкуренция за свет высока. Более мелкие листья могут быть преимуществом в условиях недостатка влаги, так как уменьшают испарение.

Для эксперимента нужно взять семена ландыша майского и ландыша серебристого, и вырастить их в одинаковых условиях (влажность, температура, освещение, состав почвы, режим полива). В течение всего времени наблюдать за развитием растений и записывать их признаки.

Если различия, например, наличие серебристого налета на листьях, будут сохраняться независимо от условий среды, значит, они обусловлены генетически и являются наследственными. Если же признаки изменяются, например, серебристый налет исчезает или появляется в зависимости от влажности воздуха, то это свидетельствует о модификационной изменчивости.

В ходе работы мы установили, что ландыш майский и ландыш серебристый обладают рядом сходных признаков, обусловленных их генетическим родством. Но также они имеют различия, которые могут быть связаны как с наследственностью, так и с условиями окружающей среды. Изменчивость помогает растениям адаптироваться к разным экологическим условиям, а предложенный эксперимент позволяет определить, какие различия обусловлены наследственностью, а какие – внешними факторами.

Оцените изменчивость человеческих популяций по качественным признакам на основе выборки из своих одноклассников. Определите частоту людей, способных складывать язык в трубочку (генотипы АA и Аа) и не способных к этому (генотип аа). Сравните ваши данные с данными, полученными в соседнем классе.

Если в классе 30 учеников, и 24 из них могут складывать язык в трубочку, это означает, что частота людей с генотипами АА и Аа составляет 80%, а с генотипом аа – 20 %.

При сравнении этих данных с другим классом можно заметить, что соотношение будет отличаться. Например, если в соседнем классе 25 учеников, и 18 из них способны складывать язык в трубочку, то это составляет 72%.

Такое небольшое различие можно пояснить случайным распределением аллелей в популяции, а также частотой встречаемости мутаций и наследственных особенностей в данной выборке.

Наследственная изменчивость в популяциях возникает за счет мутаций и комбинаций генов при половом размножении. Основные механизмы ее появления – это генные, хромосомные и геномные мутации, а также процессы комбинативной изменчивости, которые включают независимое распределение хромосом, кроссинговер и случайное сочетание генов при оплодотворении. Эти изменения передаются по наследству и могут закрепляться в популяции, особенно, если дают преимущество в условиях естественного отбора.

Генные мутации играют важную роль в эволюции, так как приводят к изменениям в структуре белков, что может влиять на функции организма. Они создают генетическое разнообразие, необходимое для приспособления к изменяющейся среде. Полезные мутации могут закрепляться в популяции, если они увеличивают шансы на выживание и размножение.

Хромосомные мутации: дупликации (удвоение фрагмента хромосомы), делеции (выпадение участка средней части хромосомы).

Геномные мутации: полиплоидия (кратное увеличение гаплоидного набора хромосом), гаплоидия (кратное уменьшение гаплоидного набора хромосом), анеуплоидия (некратное изменение числа хромосом).

Исходная последовательность:

АТЦ АЦА ГТА ГТА ГТТ ГЦТ ГГА ААГ АГА ААТ АТЦ АЦА

Измененная последовательность 2:

АТЦ ЦАТ ГТА ГТА АТА ГЦТ ГГА АТГ АГА АЦТ АТЦ ЦАТ

В позиции 4 заменен А – Ц;

В позиции 10 заменен Г – А;

В позиции 18 заменен Т – А;

В позиции 25 заменен А – Т;

В позиции 30 заменен А – Г.

Измененная последовательность 3:

АЦТ АЦТ ГТГ ГАА ГТА ГЦТ ГГЦ ААГ АГА ААТ АЦТ АЦТ

В позиции 2 заменен Т – Ц;

В позиции 8 заменен А – Т;

В позиции 15 заменен Г – А;

В позиции 26 заменен А – Ц.

Нейтральные мутации: гетерохромия (глаза разного цвета), веснушки.

Вредные мутации: синдром Дайна, мышечная дистрофия, расщепление позвоночника, болезнь Хантингтона.

Полезные мутации: устойчивость к ВИЧ, повышенная плотность костной ткани, кровь с нулевым резус-фактором.

Теория вероятности занимается изучением закономерностей случайных явлений и позволяет предсказывать вероятность того или иного события. Основная идея этой теории заключается в количественном выражении случайности – вероятности, которая принимает значения от 0 (невозможное событие) до 1 (достоверное событие). Она применяется в разных сферах, включая генетику, где используется для расчета вероятности наследования признаков, появления мутаций и распространения аллелей в популяции.