Вариант 1
1. Какая наука изучает закономерности наследственности и изменчивости организмов?
1) анатомия 2) генетика 3) физиология 4) цитология
2. Какая наука изучает возбудителей гриппа, СПИДа?
3. Как называется метод, основанный на изучении хода развития исследуемого объекта?
3) исторический метод 4) метод эксперимента
4. К какому врачу следует обратиться в первую очередь, если возникли проблемы со слухом?
1) диетологу 2) оториноларингологу 3) офтальмологу 4) эндокринологу
5. Предметом какой науки является изображенный на рисунке организм?
6. Кто первый обнаружил клетки в срезе пробки и впервые применил термин «клетка»?
Появления
четкого изображения рассматриваемого объекта
Ответ:
8. К какому уровню организации живой материи относится хромосома?
1) клеточному 2) молекулярному 3) органно-тканевому 4) субклеточному
9. Как называется метод, позволяющий изучать явления природы в заданных условиях?
1) метод наблюдения 2) метод описания 3) сравнительный метод 4) метод эксперимента
10. Способность живых организмов отвечать на определенные внешние воздействия специфическими реакциями
называется…
1) адаптацией 2) изменчивостью 3) раздражимостью 4) саморегуляцией
11. К какому уровню организации живой материи относится хлоропласт?
1)молекулярному 2) субклеточному 3) клеточному 4) органно-тканевому
12. К какому признаку (свойству) живых организмов относится их способность поддерживать постоянство своего
химического состава и интенсивность обменных процессов?
1) постоянный химический состав 2) обмен веществ и энергозависимость
3) саморегуляция 4) самовоспроизведение
13. Выявить характер и тип наследования признаков из поколения в поколение на основе изучения родословной
человека позволяет … метод генетики.
1) биохимический 2) близнецовый 3) генеалогический 4)гибридологический
14. Происхождение и эволюцию человека изучает …
1) анатомия 2) антропология 3) палеонтология 4) систематика
15. Признак живого, сущность которого состоит в способности живых систем поддерживать относительное
постоянство своей внутренней среды, - это …
1) адаптация 2) гомеостаз 3) дискретность 4) наследственность
Вариант 2
1. Какая наука изучает птиц?
1) гистология 2) зоология 3) орнитология 4) энтомология
2. Какая наука изучает возбудителей столбняка, туберкулеза?
1) бактериология 2) ботаника 3) вирусология 4) микология
3. Как называется метод, основанный на анализе сходства и различий изучаемых объектов?
1) метод наблюдения и описания 2) сравнительный метод
3) метод эксперимента 4) метод моделирования
4. Методом изучения какой науки являются изображенные на рисунке организмы?
5. Оптическая система микроскопа представлена …
1) окуляр и объектив 2) объектив и предметный столик
3) предметное стекло и вогнутое зеркало 4) плоское зеркало и окуляр
6. Кто открыл одноклеточные организмы?
1) Роберт Гук 2) Антони ванн Левенгук 3) М. Шлейден и Т. Шванн 4) Р. Вирхов
7. Установите последовательность действий при рассмотрении готовых микропрепаратов под микроскопом.
В ответе запишите соответствующую последовательность цифр.
2) закрепить готовый микропрепарат клеммами на предметном столике
3) рассмотреть микропрепарат в целом
4) глядя в окуляр, поднимать или опускать тубус (зрительную трубу) до
5) поместить готовый микропрепарат на предметный столик
6) рассмотреть детали изучаемого объекта
Ответ:
8. Наука об историческом развитии живой природы носит название …
1) биология индивидуального развития 2) история биологии
3) палеонтология 4) эволюционное учение
9. Наука о тканях живых организмов называется …
1) цитология 2) гистология 3) эмбриология 4) материаловедение
10. На каком уровне организации живой материи происходят процессы биосинтеза белка?
1) молекулярном 2) клеточном 3) организменном 4) биогеоценотическом
11. «Клетки всех организмов сходны по химическому составу, строению и функциям» - это положения теории…
1) клеточной 2) онтогенеза 3) хромосомной 4) эволюции
12. На каком уровне организации живой материи происходит взаимодействие различных видов живых
организмов?
1) организменном 2) популяционно-видовом 3) биогеоценотическом 4) биосферном
13. Как называется способность живых организмов воспроизводить себе подобных?
1) гомеостаз 2) размножение 3) наследственность 4) онтогенез
14. С помощью какого метода изучают строение клетки?
1) биохимического 2) микроскопии 3) наблюдения 4) цитогенетического
15. На каком уровне организации происходит обмен веществ и превращение энергии?
Пономарева Н.А. МБОУ «Лицей № 56» Ростов-на-Дону
Вариант 3
1.Пример какого научного метода иллюстрирует картина?
2. Какая наука занимается выведением новых и улучшением существующих сортов растений, пород животных и
штаммов микроорганизмов?
1)биология 2)биотехнология 3) ботаника 4) селекция
3. Какой метод биологии используется при определении жизненной ёмкости легких человека?
1) измерение 2)моделирование 3) наблюдение 4) эксперимент
4. Кто из ученых создал учение о типах высшей нервной деятельности, сигнальных системах?
1) Вавилов Н.И. 2) Вернадский В.И. 3)Павлов И.П. 4) Тимирязев К.А.
5. К какому врачу-специалисту необходимо обратиться при поражении кожи, появлении сыпи?
1) дерматологу 2) отоларингологу 3) терапевту 4) эндокринологу
6. Клеточная теория основана …
1) Роберт Гук 2) Антони ванн Левенгук 3) М. Шлейден и Т. Шванн 4) Р. Вирхов
7. Установите последовательность действий при рассмотрении готовых микропрепаратов под микроскопом.
В ответе запишите соответствующую последовательность цифр.
2) закрепить готовый микропрепарат клеммами на предметном столике
3) рассмотреть микропрепарат в целом
4) глядя в окуляр, поднимать или опускать тубус (зрительную трубу) до
появления четкого изображения рассматриваемого объекта
5) поместить готовый микропрепарат на предметный столик
6) рассмотреть детали изучаемого объекта
Ответ:
8. Антропология – это наука, изучающая …
1) закономерности географического распространения живых организмов
2) историко-эволюционный процесс формирования физического типа человека
3) происхождение человеческих рас
4) происхождение и эволюцию человека как биосоциального вида
9. На каком уровне организации происходит «запись» наследственной информации?
10. Как называется способность организмов поддерживать относительно постоянный физико-химический состав?
1) гомеостаз 2) осмос 3) обмен веществ 4) питание
11. Кто из ученых сформулировал естественно – научную теорию происхождения жизни на Земле?
1)Лунин Н.И. 2) Опарин А.И. 3) Пирогов Н.И. 4) Северцов А.Н.
12. Биотехнология – это …
1) наука о выведении новых сортов или пород животных
2) наука о простейших животных
3) наука о развитии жизни в настоящее время
4) совокупность промышленных методов, позволяющих использовать живые организмы для производства ценных
для человека продуктов
13. Какая наука изучает сообщества организмов в их взаимодействии с неживой природой?
1)биотехнология 2) биоинформатика 3) биоинженерия 4) биоценология
14. На каком уровне организации живого происходят транскрипция и трансляция?
1) генетическом 2) молекулярном 3) органном 4) организменном
15. Одним из наиболее важных принципов организации биологических систем является их …
1) гомеостаз 2) открытость 3) репродукция 4) саморегуляция
Пономарева Н.А. МБОУ «Лицей № 56» Ростов-на-Дону
10 -11 класс Общая биология. Введение (§ 1-4) Вариант 4
1.Пример какого научного метода иллюстрирует сюжет картины?
2. Какая наука изучает изображенные на рисунке организмы?
3. С помощью какого метода удалось установить закономерности наследования гемофилии у человека?
1) близнецового 2) биохимического 3) гибридологического 4) генеалогического
4. Кто из ученых открыл закон независимого наследования признаков?
1) Крик Ф. 2) Мендель Г. 3) Морган Т. 4) Ултсон Д.
5. К какому врачу-специалисту необходимо обратиться при уменьшении количества эритроцитов и гемоглобина
в крови?
1) дерматологу 2) терапевту 3) хирургу 4) эндокринологу
6. Теория возникновения жизни на Земле основана …
1) Роберт Гук 2) Антони ванн Левенгук 3) А.И. Опарин 4) Р. Вирхов
7. Установите последовательность действий при рассмотрении готовых микропрепаратов под микроскопом.
В ответе запишите соответствующую последовательность цифр.
2) закрепить готовый микропрепарат клеммами на предметном столике
3) рассмотреть микропрепарат в целом
4) глядя в окуляр, поднимать или опускать тубус (зрительную трубу) до
появления четкого изображения рассматриваемого объекта
5) поместить готовый микропрепарат на предметный столик
6) рассмотреть детали изучаемого объекта
Ответ:
8. Наследование гемофилии у человека установлено с помощью … метода.
1) близнецового 2) генеалогического 3) гибридологического 4) микробиологического
9. На каком уровне организации живых организмов происходит передача наследственной информации и
превращение веществ и энергии?
1) молекулярном 2) клеточном 3) органном 4) организменном
10. Как называется способность организмов приобретать в течение жизни новые признаки и свойства?
1)гомеостаз 2) изменчивость 3) обмен веществ 4) наследственность
11. Кто из ученых открыл процесс двойного оплодотворения у цветковых растений?
1) Ковалевский В.О. 2) Лунин Н.И. 3) Мечников И.И. 4) Навашин С.Г.
12. Научное исследование состоит из нескольких этапов. На этапе после сбора фактов …
1) выдвигается гипотеза 2) выстраивается теория 3) проводится эксперимент 4) формулируется проблема
13. Какой из указанных уровней организации живой природы наименьший?
1) биоценотический 2) популяционно-видовой 3) клеточный 4)организменный
14. В систематики используют метод …
1) классификации 2) моделирования 3) обобщения 4) сравнения
15. С помощью какого метода изучают строение пластид?
Пономарева Н.А. МБОУ «Лицей № 56» Ростов-на-Дону
10 – 11 класс Общая биология. Введение (§ 1-4)
Вариант 5
1.Пример какого научного метода иллюстрирует рисунок?
2. Какая наука изучает изображенные на рисунке биологические объекты?
3. Какой метод позволяет изучать число и структуру хромосом?
1) генеалогический 2) гибридологический 3) биохимический 4) цитогенетический
4. Кто из ученых открыл круги кровообращения?
1) Гарвей У. 2) Мечников И.И. 3) Пастер Л. 4) Павлов И.П.
5. К какому врачу-специалисту необходимо обратиться при стойком повышении артериального давления и
увеличении частоты сердечных сокращений?
1)дерматологу 2) отоларингологу 3) терапевту 4) эндокринологу
6. Основоположник закона зародышевого сходства …
1) Ч. Дарвин 2) Г. Мендель 3) К. Бэр 4) Н.И. Вавилов
7. Установите последовательность действий при рассмотрении готовых микропрепаратов под микроскопом.
В ответе запишите соответствующую последовательность цифр.
2) закрепить готовый микропрепарат клеммами на предметном столике
3) рассмотреть микропрепарат в целом
4) глядя в окуляр, поднимать или опускать тубус (зрительную трубу) до
появления четкого изображения рассматриваемого объекта
5) поместить готовый микропрепарат на предметный столик
6) рассмотреть детали изучаемого объекта
Ответ:
8. Фенология – это наука, изучающая …
1) водоросли 2) классификацию живых организмов на основе их родства
3) сезонные изменения в живой природе 4) человека
9. На каком уровне организации происходит круговорот веществ и превращение энергии, связанные с
жизнедеятельностью всех живых организмов?
1)молекулярном 2) клеточном 3) биосферном 4) организменном
10. Как называется способность организмов реагировать на определенные воздействия окружающей среды той
или иной активной реакцией, позволяющей им выживать?
1) гомеостаз 2) раздражимость 3) обмен веществ 4) питание
11. Кто из ученых открыл круги кровообращения?
1) Пастер Л. 2) Геккель Э. 3) Гарвей У. 4) Броун Р.
12. Для получения высокоурожайных растений в селекции используют …
1) гибридологический метод 2) метод полиплоидии 3) методический отбор 4) массовый отбор
13. Каким из биологических методов является близнецовый метод – изучение проявления признаков у
однояйцовых близнецов?
1)описания 2) сравнения 3) эксперимента 4) моделирования
14. Признак живого, сущность которого состоит в способности организмов воспроизводить себе подобных, - это …
1) дискретность 2) раздражимость 3) репродукция 4) рост
15. С помощью какого метода изучают строение ядра?
1) биохимического 2) световой микроскопии 3) цитогенетического 4) электронной микроскопии
Пономарева Н.А. МБОУ «Лицей № 56» Ростов-на-Дону
Пономарева Н.А. МБОУ «Лицей № 56» Ростов-на-Дону
10- 11 класс Общая биология. Введение (§ 1-4)
ОТВЕТЫ
| Вариант 1 | Вариант 2 | Вариант 3 | Вариант 4 | Вариант 5 |
| 1-2 | 1-3 | 1-2 | 1-2 | 1-4 |
| 2-3 | 2-1 | 2-4 | 2-1 | 2-3 |
| 3-3 | 3-2 | 3-1 | 3-4 | 3-4 |
| 4-2 | 4-1 | 4-3 | 4-2 | 4-1 |
| 5-4 | 5-1 | 5-1 | 5-2 | 5-3 |
| 6-1 | 6-2 | 6-3 | 6-3 | 6-3 |
| 7-521436 | 7-521436 | 7-521436 | 7-521436 | 7-521436 |
| 8-4 | 8-4 | 8-4 | 8-2 | 8-3 |
| 9-4 | 9-2 | 9-1 | 9-2 | 9-3 |
| 10-3 | 10-1 | 10-1 | 10-2 | 10-2 |
| 11-2 | 11-1 | 11-2 | 11-4 | 11-3 |
| 12-3 | 12-3 | 12-4 | 12-4 | 12-2 |
| 13-3 | 13-2 | 13-4 | 13-3 | 13-2 |
| 14-2 | 14-2 | 14-2 | 14-1 | 14-3 |
| 15-2 | 15-2 | 15-2 | 15-4 | 15-4 |
Генетика - наука о закономерностях наследственности и изменчивости.
Наследственность - это свойство живых организмов передавать из поколения в поколение сходные признаки и особенности индивидуального развития.
Процесс передачи наследственной информации в ряду поколений называется наследованием. В основе наследования лежит способность ДНК к репликации.
Изменчивость - это свойство живых организмов, противоположное наследственности, которое заключается в способности дочерних организмов приобретать признаки и свойства, которых не было у родителей.
Единицами наследственности и изменчивости являются гены. Ген - это участок молекулы ДНК, кодирующий первичную структуру белка (полипептида), тРНК или рРНК.
Этапы развития генетики:
1) изучение наследственности на организменном уровне (Г. Мендель - открытие законов наследования, разработка гибридологического метода; Э.Чермак, К.Корренс, Г.де Фриз - переоткрытие законов Менделя).
2) изучение наследственности на клеточном уровне (Т.Морган - разработка хромосомной теории наследственности).
3) изучение наследственности на молекулярном уровне (Ф.Крик и Дж.Уотсон - модель строения ДНК; развитие молекулярной биологии и генной инженерии).
К общим задачам генетики относится изучение:
Способов хранения и передачи генетической информации у разных организмов;
Материальных носителей и механизмов реализации генетической информации;
Закономерностей изменчивости и роли изменчивости в эволюционном процессе;
Способов репарации (восстановления) генетического материала.
Генетика - комплексная наука. Она включает в себя: генетику человека, растений, животных, грибов, микроорганизмов; молекулярную генетику; популяционную генетику; медицинскую генетику и др. Каждая из этих наук решает свои частные задачи. Например: задачами медицинской генетики будут диагностика, лечение и профилактика наследственных болезней человека. Для решения этих задач используются различные методы исследования.
Гибридологический метод разработал Мендель. Он включает гибридизацию отличающихся по одному или нескольким признакам организмов, с последующим анализом полученного потомства. Позволяет установить закономерности наследования отдельных признаков . Основные положения метода:
а) изучается наследование по отдельным альтернативным признакам;
б) проводится точный количественный учет и анализ наследования каждого признака на протяжении нескольких поколений.
Генеалогический метод . Метод основан на составлении и анализе родословных. Позволяет установить:
а) передается данный признак по наследству или нет;
б) тип наследования (сцепленный с полом или аутосомный, доминантный или рецессивный);
в) вероятность проявления признака в последующих поколениях.
a) Аутосомно-доминантный тип наследования.
b) Х- сцепленный доминантный тип наследования.
d) Х- сцепленный рецессивный тип наследования.
e) Аутосомно-рецессивный тип наследования.
Благодаря генеалогическому методу было доказано, что многие заболевания передаются по наследству. Например, установлено, что гены гемофилии (несвертываемости крови) и дальтонизма (цветовой слепоты) расположены в Х-хромосоме.
Цитогенетический метод - это метод микроскопического изучения кариотипа организмов. Позволяет:
а) изучать кариотип;
б) выявлять хромосомные и геномные мутации.
Данный метод позволил установить, что кариотип нормального человека включает 46 хромосом. При наследственных болезнях, обусловленных геномными мутациями (синдром Дауна, синдром Шерешевского-Тернера), изменяется число хромосом; а при болезнях, обусловленных хромосомными мутациями (синдром "кошачьего крика"), изменяется структура хромосом. Материалом для цитогенетического исследования служат клетки периферической крови (лимфоциты).
Метод дерматоглифики основан на изучении узоров пальцев, ладоней и стоп. Рисунки на пальцах строго индивидуальны (за исключением однояйцевых близнецов) и неизменны до конца жизни. Это позволяет использовать данные дерматоглифического анализа в медицинской генетике, судебной медицине и криминалистике. Разделы дерматоглифики:
а) дактилоскопия (изучение узоров на подушечках пальцев);
б) пальмоскопия (изучение ладоней);
в) плантоскопия (изучение стоп).
В генетике этот метод используется для определения зиготности близнецов, диагностики некоторых наследственных болезней.
Близнецовый метод основан на изучении проявления признаков у однояйцевых (развиваются из одной оплодотворенной яйцеклетки и имеют одинаковые генотипы) и двуяйцевых (развиваются из двух оплодотворенных яйцеклеток, имеют различные генотипы) близнецов. Позволяет установить роль генотипа и факторов среды в формировании фенотипа .
Биохимические методы основаны на изучении активности ферментов и химического состава клеток, что позволяет выявлять обусловленные генными мутациями заболевания, в основе которых лежит нарушение обмена веществ (альбинизм, фенилкетонурия, серповидноклеточная анемия и др.). С помощью этих методов можно выявлять:
а) генные мутации;
б) устанавливать гетерозиготных носителей рецессивных генов.
Попупяционно-статистический метод дает возможность, используя закон Харди-Вайнберга, рассчитать частоту встречаемости в популяции нормальных и патологических генов и генотипов.
Методы дородовой диагностики. Включают в себя исследования, позволяющие обнаружить заболевание до рождения ребенка (ультразвуковое исследование, хорионпексия - получение и исследование кусочка хориона, амниоцентез - получение и исследование амниотической жидкости).
Метод моделирования . В его основе лежит закон гомологичных рядов в наследственной изменчивости Вавилова. Позволяет изучать болезни человека на животных, которые могут болеть этими заболеваниями. Например, гемофилию можно изучать на собаках; сахарный диабет - на крысах.
Основные понятия генетики: аллельные гены, доминантность и рецессивность, гомозигота и гетерозигота, генотип и фенотип.
Генотип - совокупность всех генов организма (совокупность всей наследственной информации).
Фенотип - совокупность всех внешних и внутренних признаков организма. Фенотип развивается в результате взаимодействия генотипа с факторами внешней среды. Поэтому даже организмы, имеющие одинаковый генотип, могут отличаться друг от друга фенотипически в зависимости от условий их развития и существования. Фенотип - это частный случай реализации генотипа в конкретных условиях среды.
Ген - наследственный фактор, ответственный за формирование признака. Каждый ген существует в нескольких альтернативных формах. Эти формы называются аллельными генами или аллелями. Аллель - одна из нескольких альтернативных форм гена. Ген может быть представлен двумя (аллели желтой и зеленой окраски семян гороха) или более аллелями (ген I, определяющий формирование групп крови по системе АВ0, представлен тремя аллелями: I А; I В; I 0).
Аллельные гены - это гены, которые расположены в одинаковых локусах гомологичных хромосом и определяют развитие альтернативных признаков. Альтернативные (взаимоисключающие) признаки - например, желтая и зеленая окраска, гладкая и морщинистая форма семян гороха. Гомологичные хромосомы - это хромосомы одной пары, одинаковые по размерам, по форме, по составу генов, но разные по происхождению: одна - от матери, другая - от отца. Аллельные гены обозначают одинаковыми буквами латинского алфавита.
Если в одинаковых локусах (участках) гомологичных хромосом находятся одинаковые аллели (например: А и А, а и а), то такой организм называют гомозиготным. Этот организм образует один тип гамет.
А если в гомологичных хромосомах находятся различные аллели (А и а), то такой организм называется гетерозиготным. Он образует два сорта гамет.
Признак и соответствующий ему ген, который проявляется у гибридов первого поколения, называется доминантным, а который не проявляется - рецессивным.
Доминантный ген - подавляет проявление других аллелей и проявляется в гетеро- и гомозиготном состоянии; его обозначают прописной буквой латинского алфавита (А).
Рецессивный ген - проявляется только в гомозиготном состоянии; его обозначают строчной буквой латинского алфавита (а).
Генетические эксперименты Г. Менделя по наследованию при моногибридном скрещивании. Закономерности наследования при моногибридном скрещивании: закон единообразия гибридов первого поколения и закон расщепления.
Закономерности наследования признаков были открыты чешским ученым Грегором Менделем. Для этого он применил гибридологический метод.
Организмы отличаются друг от друга по многим признакам. Если при скрещивании родительские формы анализируются по одной паре альтернативных признаков, то такое скрещивание называется моногибридным. Скрещивание, при котором учитывают две пары альтернативных признаков, называют дигибридным, если много признаков - полигибридным.
Прежде чем проводить эксперименты, Мендель путем самоопыления получил чистые линии гороха (гомозиготные организмы). В опытах при скрещивании сортов гороха, которые имели желтые и зеленые семена, все потомство (гибриды первого поколения) оказалось с желтыми семенами. Обнаруженная закономерность получила название первого закона Менделя, или закона единообразия гибридов первого поколения.
Аллель желтой окраски семян гороха (А) полностью подавляет аллель зеленой окраски (а), доминирует, поэтому все потомки одинаковы. При записи скрещиваний образующиеся гаметы берут в кружок.
желтые зеленые цитологические основы
P 1: ♀ AA ´ ♂ aa Р 1: ♀ A † † A ´ ♂ a † † a
F 2: AA Aa Aa aa F 2: A † † A A † † a A † † a a † † a
Второй закон Менделя (закон расщепления): при скрещивании гибридов первого поколения между собой в потомстве наблюдается расщепление по фенотипу 3:1 (3 части желтых и 1 часть зеленых), а по генотипу 1:2:1.
Для объяснения 1-го и 2-го законов Бэтсоном было предложено правило чистоты гамет, согласно которому в каждую гамету попадает один из пары аллельных генов, т.е. гаметы «чисты» по аллельным генам. Аллельные гены в гетерозиготном состоянии не изменяют друг друга и не сливаются.
Цитологически гипотеза чистоты гамет и первые два закона Менделя объясняются расхождением гомологичных хромосом к полюсам клетки в анафазе 1 мейоза, в результате чего каждая гамета получает по одной из пары гомологичных хромосом, которая несет только один из пары аллельных генов.
При изучении биологических закономерностей исследователи имеют дело не с отдельными единичными событиями, а с их совокупностью. Каждое событие подвержено разнообразным влияниям окружающей среды. Однако все вместе взятые события обнаруживают определенные статистические закономерности, которые устанавливаются при изучении большого числа объектов.
Таким образом: расщепление, наблюдаемое у гибридов второго поколения, носит статистический характер.
Поэтому, в потомстве гибридов при малом числе потомков фактическое расщепление, получаемое при скрещивании, может не соответствовать ожидаемому (3:1), но с увеличением числа
потомков возрастает вероятность ожидаемого соотношения.
Закономерности наследственности и изменчивости организмов исследует наука генетика (от греч. Генезис).
Это относительно молодая биологическая наука.
Датой рождения генетики считают 1900 год, когда три ученые, проводившие опыты по гибридизации растений,-голландец Г. де Фриз, немец К. Корренс и австриец Е. Чер-мак независимо друг от друга открыли те же закономерности наследования признаков у растений, были установлены 1865 чешским исследователем Грегором Менделем и описаны в его работе «Опыты над растительными гибридами». Сам термин «генетика» предложило в 1906 году английский ученый У. Бэтсон.
Как вам известно, элементарной единицей наследственности является ген (от греч. Генос - род) - участок молекулы нуклеиновой кислоты, которая определяет наследственные признаки организмов. Ген кодирует первичную структуру молекулы белка, РНК типа или взаимодействует с регуляторным белком. Примерами наследственных признаков является цвет глаз или волос, рост, форма плодов. Но вы знаете, что у разных людей цвет глаз или волос может быть разным, разной может быть и форма плодов растений определенного вида. Это свидетельствует о том, что определенные гены могут находиться в разных состояниях. Такие разные состояния одного гена называют аллелями, или аллельными генами (от греч. Аллелон - взаимно). Аллельные гены занимают одинаковое положение в хромосомах одной пары (гомологичных хромосомах) и определяют различные состояния определенных признаков (например, высокий или низкий рост, рыжий или черный цвет волос, голубой или зеленый цвет глаз). У особей определенного вида аллельные гены могут быть в разных сочетаниях. Если организм диплоидный (т.е. каждая хромосома имеет парную), то он может иметь либо две одинаковые аллели определенного гена, или разные. Но когда аллели разные, какое именно состояние признаки проявится? Во многих случаях проявляется состояние признака, обусловленный только одной из двух различных аллелей, а другой словно исчезает. Аллель, которая всегда проявляется в присутствии другого в виде определенного состояния признаки, называется доминантным (от лат. Доминантис - господствующий), а, что не проявляется - рецессивным (от лат. Рецессий-сус - отступление, удаление). Явление подавления проявления одной аллели другой называют доминированием. Например, у помидоров аллель, которая определяет красную окраску плодов доминирует над аллели желтого; у человека аллель, которая определяет карий цвет глаз доминирует над аллели голубого. Доминантные аллели обозначают прописными буквами латинского алфавита (А, В, С, D и т.д.), а соответствующие им рецессивные - строчными (а, Ь, с, d и т.п.) (рис. 33).
Определенный ген может быть представлен не только двумя аллелями, а большим количеством (десятками и даже сотнями). При этом следует помнить, что в диилоидних клетках одновременно присутствуют два аллеля определенного гена * а в гаплоидных - только одна.
Совокупность генетической информации, закодированной в генах отдельной клетки или целого организма, называют генотипом (от греч. Генос и типос - отпечаток). Вследствие взаимодействия генотипа с факторами окружающей среды формируется фенотип (от греч. ФАИ-но - представляю, обнаруживаю), т.е. совокупность всех признаков и свойств организму. Итак, предмет генетических исследований - это явления наследственности и изменчивости организмов. Наследственность-способность живых организмов передавать свои признаки и особенности индивидуального развития потомкам. Благодаря этому свойству живых существ обеспечивается генетическая связь между разными поколениями организмов. Зато, изменчивость - способность живых организмов приобретать новые признаки и их состояний в процессе индивидуального развития.
Наследственность и изменчивость - это противоположные свойства живых организмов. Благодаря наследственности потомки подобные родителей, т.е. сохраняется стабильность биологических видов. Изменчивость обеспечивает появление новых признаков и их состояний, благодаря чему образуются новые виды и происходит историческое развитие биосферы в целом.
Наследственность - это свойство всех живых организмов передавать свои признаки и свойства из поколения в поколение.
Закономерности, по которым признаки передаются из поколения в поколение, первым открыл великий чешский ученый Грегор Мендель (1822-1884)
Моногибридное скрещивание - скрещивание форм, отличающихся друг от друга по одной паре изучаемых альтернативных признаков, за которые отвечают аллели одного гена.
Моногенное наследование, изучаемое при моногибридном скрещивании - это наследование признака, за проявления которого отвечает один ген, различные формы которого называют аллелями. Например, при моногибридном скрещивании между двумя чистыми линиями растений, гомозиготных по соответствующим признакам - одного с жёлтыми семенами (доминантный признак), а другого с зелёными семенами (рецессивный признак), можно ожидать, что первое поколение будет только с жёлтыми семенами, потому что аллель жёлтых семян доминирует над аллелью зелёных.
При моногибридном скрещивании соблюдается первый закон Менделя (закон единообразия), согласно которому при скрещивании гомозиготных организмов у их потомков F1 проявляется только один альтернативный признак (доминантный), а второй находится в скрытом (рецессивном) состоянии. Потомство F1 единообразно по фенотипу и генотипу. Согласно второму закону Менделя (закон расщепления) при скрещивании гетерозигот в их потомстве F2 наблюдается расщепление по генотипу в соотношении 1:2:1 и по фенотипу в пропорции 3:1.
Анализирующее скрещивание - скрещивание гибридной особи с особью, гомозиготной по рецессивным аллелям, то есть "анализатором". Смысл анализирующего скрещивания заключается в том, что потомки от анализирующего скрещивания обязательно несут один рецессивный аллель от "анализатора", на фоне которого должны проявиться аллели, полученные от анализируемого организма. Для анализирующего скрещивания (исключая случаи взаимодействия генов) характерно совпадение расщепления по фенотипу с расщеплением по генотипу среди потомков. Таким образом, анализирующее скрещивание позволяет определить генотип и соотношение гамет разного типа, образуемых анализируемой особью.
Мендель, проводя эксперименты по анализирующему скрещиванию растений гороха с белыми цветками (аа) и пурпурных гетерозигот (Аа), получил результат 81 к 85, что почти равно соотношению 1:1.Он определил, что в результате скрещивания и образования гетерозиготы, аллели не смешиваются друг с другом и в дальнейшем проявляются в "чистом виде". В дальнейшем Бэтсон на этой основе сформулировал правило чистоты гамет.
Дигибридное скрещивание (3-ий закон Менделя):
Дигибридным называется скрещивание родительских пар, отличающихся друг от друга альтернативными вариантами двух признаков (двумя парами аллелей). Так, например, Мендель скрещивал чистолинейные по двум признакам растения гороха (дигомозиготные) с доминантными (желтая окраска и гладкая поверхность семени) и рецессивными (зеленая окраска и морщинистая поверхность семени) признаками: АА ВВ х аа bb.
При скрещивании между собой гибридов Fl (АаВb х АаВb) Менделем было получено 4 фенотипических класса гибридных семян гороха F2 в количественном соотношении: 9 желтых гладких: 3 желтых морщинистых: 3 зеленых гладких: 1 зеленое морщинистое. Однако по каждой паре признаков (9 жел. + 3 жел.: 3 зел. + 1 зел.; 9 гл. + 3 гл.: 3 морщ. + 1 морщ.) расщепление в F2 такое же, как и при моногибридном скрещивании, т. е. 3: 1. Следовательно, наследование по каждой паре признаков идет независимо друг от друга.
При дигибридном скрещивании чистолинейных растений гороха (ААВВ х aabb) гибриды F1 были фенотипически и генотипически единообразны (АаВЪ) в соответствии с первым законом Менделя. При скрещивании дигетерозиготных особей гороха между собой было получено второе поколение гибридов, имеющее четыре фенотипические комбинации двух пар признаков (2 2). Это объясняется тем, что при мейозе у гибридных организмов из каждой пары гомологичных хромосом в анафазе 1 к полюсам отходит по одной хромосоме. Из-за случайного расхождения отцовских и материнских хромосом ген А может попасть в одну гамету с геном В или с геном Ъ. Аналогичное произойдет и с геном а. Поэтому гибриды образуют четыре типа гамет: АВ, Аb, аВ, аb. Образование каждого из них равновероятно. Свободное сочетание таких гамет приводит к образованию четырех вариантов фенотипов в соотношении 9: 3: : 3: 1 и 9 классов генотипов.
Как при моно-, так и при дигибридном скрещивании потомство F1 единообразно как по фенотипу, так и по генотипу (проявление первого закона Менделя). В поколении F2 происходит расщепление по каждой паре признаков по фенотипу в соотношении 3: 1 (второй закон Менделя). Это свидетельствует об универсальности законов наследования Менделя для признаков, если их определяющие гены расположены в разных парах гомологичных хромосом и наследуются независимо друг от друга. 5. Какое будет расщепление по генотипу и фенотипу в F2, если гибриды второго поколения дигибридного скрещивания (см. решетку Пеннета) будут размножаться самоопылением? По фенотипу расщепление будет 9: 3: 3: 1, а по генотипу будет 9 классов генотипов. 6. Какое число типов гамет образуют особи с генотипами AaBbCcDd и aaBbDdKkPp? Число типов гамет (N) гетерозиготных организмов определяется по формуле: N = 2 n , где n - количество гетерозигот. В нашем случае два указанных генотипа гетерозиготны по четырем признакам, поэтому n равно 4, т. е. они образуют по 16 типов гамет каждый.
1. Плоды, их классификация, способы распространения в природе.
Классификация плодов.
1. Мать является носительницей гена цветовой слепоты, отец различает цвета нормально. Как признак цветовой слепоты могут унаследовать их дети.
Билет № 21
1. Виды взаимоотношений организмов в популяциях.
Вид это совокупность скрещивающихся сходных друг с другом особей. Он распадается на более мелкие естественные группировки особей - популяции, населяющие отдельные, относительно небольшие участки ареала данного вида.
Популяция - это группа одновидовых организмов, занимающих определенный участок территории внутри ареала вида, свободно скрещивающихся между собой и частично или полностью изолированных от других популяций,
Существование видов в форме популяций - следствие неоднородности внешних условий.
Взаимоотношения организмов в популяциях.
Составляющие популяцию организмы связаны друг с другом различными взаимоотношениями.
Они конкурируют друг с другом за те или иные виды ресурсов, могут поедать друг друга или, напротив, вместе обороняться от хищника. Внутренние взаимоотношения в популяциях очень сложны и противоречивы. Реакции отдельных особей на изменения условий жизни и популяционные реакции часто не совпадают. Гибель отдельных ослабленных организмов (например, от хищников) может улучшить качественный состав популяции (в том числе качество наследственного материала, которым располагает популяция), повысить ее способность к выживанию в меняющихся условиях среды.
Существование в форме популяций повышает внутреннее разнообразие вида, его устойчивость к местным изменениям условий жизни, позволяет ему закрепляться в новых для себя условиях. От свойств популяций во многом зависят направление и скорость эволюционных изменений, протекающих внутри вида.
Процессы образования новых видов берут начало в изменениях свойст
2.Характеристика покрытосеменных растений. Классификация покрытосеменных растений.
3.Рассмотреть раковины моллюсков и найти сходства и различия строения раковин.
У Двустворчатых: Например у Беззубки имеются 1)раковина 2)сифоны 3)нога 4)мантия 5)жабры 6)место прикрепления мускула-замыкателя. У Двустворчатых молллюсков раковина состоит из двух створок,соединённых на спинной стороне эластичной связкой. Имеются мускулы-замыкатели,закрывающие раковину. Сходство с Головоногими:
Вокруг рта венцом расположены щупальца, или руки, которые усажены несколькими рядами сильных присосок и обладают мощной мускулатурой. Щупальца головоногих, как и воронка, являются гомологами части ноги. В зародышевом развитии щупальца закладываются на брюшной стороне позади рта из зачатка ноги, но затем перемещаются вперед и окружают ротовое отверстие. Щупальца и воронка иннервируются от педального ганглия.Имеется так же и раковина.
Предмет, задачи и методы генетики.
Наследственность и изменчивость являются фундаментальными свойствами живого, так как характерны для живых существ любого уровня организации. Наука, изучающая закономерности наследственности и изменчивости, называется генетикой.
Генетика как наука изучает наследственность и наследственную изменчивость, а именно, она имеет дело со следующими проблемами:
хранение генетической информации;
передача генетической информации;
реализация генетической информации (использование ее в конкретных признаках развивающегося организма под влиянием внешней среды);
изменение генетической информации (типы и причины изменений, механизмы).
Первый этап развития генетики – 1900-1912г. С 1900 г. – переоткрытие законов Г. Менделя учеными Х. Де Фризом, К. Корренсом, Э. Чермаком. Признание законов Г. Менделя.
Второй этап 1912-1925г.г. – создание хромосомной теории Т. Моргана. Третий этап 1925-1940г.г. – открытие искусственного мутагенеза и генетических процессов эволюции.
Четвертый этап 1940-1953г.г. – исследования по генному контролю физиологических и биохимических процессов.
Пятый этап с 1953 и по настоящее время – развитие молекулярной биологии.
Отдельные сведения по наследованию признаков были известны очень давно, однако научные основы передачи признаков впервые были изложены Г. Менделем в 1865 году в работе: "Опыты над растительными гибридами". Это были передовые мысли, но современники не придали значение его открытию. Понятия "ген" в то время еще не было и Г. Мендель говорил о "наследственных задатках", содержащихся в половых клетках, но их природа была неизвестна.
В 1900 году независимо друг от друга Х. Де Фриз, Э. Чермак и К. Корренс заново открыли законы Г. Менделя. Этот год и считается годом рождения генетики как науки. В 1902 году Т. Бовери, Э. Вильсон и Д. Сеттон сделали предположение о связи наследственных факторов с хромосомами. В 1906 году У. Бетсон ввел термин "генетика", а в 1909 году В. Иогансен – "ген". В 1911 году Т. Морган и сотрудники сформулировали основные положения хромосомной теории наследственности. Они доказали, что гены расположены в определенных локусах хромосом в линейном порядке, поэтому геном стали считать участок хромосомы, ответственный за проявление определенного признака.
Основные методы генетики: гибридологический, цитологический и математический. Генетика активно использует и методы других смежных наук: химии, биохимии, иммунологии, физики, микробиологии и др.
Основные понятия генетики.
Наследственность – это свойство живых систем передавать из поколения в поколение особенности морфологии, функции и индивидуального развития в определенных условиях среды.
Изменчивость – это способность дочерних организмов отличатся от родительских форм морфологическими и физиологическими признаками и особенностями индивидуального развития.
Наследование – это способ передачи генетической информации через половые клетки при половом размножении, или через соматические – при бесполом. Материальной основой наследования являются яйцеклетка и сперматозоид, или соматическая клетка.
Наследуемость – это степень соотношения наследственности и изменчивости.
Ген – это единица наследственности и изменчивости. По современным представлениям ген – это участок молекулы ДНК, дающий информацию о синтезе определенного полипептида.
Набор генов организма, которые он получает от своих родителей, называется генотипом.
Совокупность всех внешних и внутренних признаков организма называется фенотипом, а отдельный признак – феном. Например, форма носа, ушной раковины, пальцев ног и рук, цвет волос – внешние фенотипические признаки. Особенности строения желудка, содержание лейкоцитов и эритроцитов в крови – внутренние фенотипические признаки.
Закономерности моно- и полигенного наследования менделирующих признаков. Закон единообразия, закон расщепления признаков, гипотеза «чистоты гамет». Дигибридное и полигибридное скрещивания.
Генетические процессы являются определяющими в онтогенезе всех живых организмов. Индивидуальное развитие любого организма определяется его генотипом. Из поколения в поколение через половые клетки передается информация обо всех многообразных морфологических, физиологических и биохимических признаках, которые реализуются у потомков. Наследование – способ передачи наследственной информации в поколениях при половом размножении или бесполом.
Различают два основных типа наследования – моногенное и полигенное. При моногенном – признак контролируется одним геном, при полигенном – несколькими генами. Гены могут быть локализованы в аутосомах или половых хромосомах. Характер проявления гена может идти по доминантному или рецессивному пути (Рис. 5).
Гены могут быть локализованы в разных хромосомах или хромосомы представляют группу сцепления генов, поэтому наследование может быть: независимое, сцепленное и неполностью сцепленное .
Рис. 5 - Типы и варианты наследования признаков
Основные процессы, характеризующие закономерности наследования:
самовоспроизведение
независимое распределение хромосом при гаметогенезе и их случайное сочетание при оплодотворении.
генный контроль в процессе онтогенеза.
Закономерности моногенного наследования были открыты Г. Менделем, который разработал гибридологический метод (получение гибридов путем скрещивания), изложенный в 1868г. в работе «Опыты над растительными гибридами».
Мендель положил в основу совершенно новый принцип исследования отдельных пар признаков в потомстве скрещиваемых организмов одного вида, отличающихся по 1, 2, 3 парам контрастных (альтернативных) признаков, который был назван гибридологическим методом. Особенности этого метода заключаются в использовании определенных принципов:
1. Скрещиваемые родительские пары должны быть чистыми линиями (гомозиготными).
2. В каждом поколении необходимо вести учет отдельно по каждой паре альтернативных признаков, без учета других различий между скрещиваемыми организмами.
3. Использование количественного учета гибридных организмов, различающихся по отдельным парам альтернативных признаков в ряду последовательных поколений.
4. Применение индивидуального анализа потомства от каждого гибридного организма.
Мендель предложил обозначить наследственные задатки (гены) буквами латинского алфавита. Гены, от которых зависит развитие альтернативного признака, принято называть аллеломорфными или аллельными . Аллельные гены расположены в одинаковых локусах гомологичных хромосом. Каждый ген может иметь два состояния – доминантное и рецессивное . Явление преобладания у потомка первого поколения признака одного из родителей Мендель назвал доминированием . Признак, подавляемый у гибрида, получил название рецессивного . Доминантный ген принято обозначать большой буквой латинского алфавита (А ), а рецессивный – малой (а ). Организмы, имеющие одинаковые аллели одного гена, например, обе доминантные (АА ) или обе рецессивные (аа ) называются гомозиготами . Организмы, имеющие разные аллели одного гена – одну доминантную, другую рецессивную (Аа) называют гетерозиготными, или гетерозиготами .
Если же организм имеет только один аллель гена, то тогда говорят, что такой организм гемизиготный . При написании схемы скрещивания принято на первом месте ставить женский организм, на втором месте – мужской. Скрещивание обозначают знаком умножения (х ). Родительские особи записываются в первой строчке и обозначаются буквой "Р ". Гаметы, которые образуют родители, записываются во второй строчке и обозначаются буквой "G ", а образующееся потомство – в третьей. Его называют гибридами и обозначают буквой "F " с цифровым индексом, соответствующим порядковому номеру гибридного поколения.
Скрещивание особей по одному альтернативному признаку называется моногибридным.
Первый закон Менделя – закон единообразия гибридов 1-го поколения или доминирования : при скрещивании гомозиготных особей, отличающихся друг от друга по одной паре альтернативных признаков, все гибриды первого поколения единообразны как по генотипу, так и по фенотипу.
Р: ♀ AA x ♂ aa
На основании изучения гибридов 2-го поколения Менделем был сформулирован второй закон –расщепления : при скрещивании двух гетерозиготных особей (т.е. гибридов), анализируемых по одной альтернативной паре признаков, в потомстве ожидается расщепление по фенотипу в отношении 3:1 (три части с доминантными признаками и одна – с рецессивным) и по генотипу 1:2:1 (одна часть доминантных гомозигот, две части гетерозигот и одна часть рецессивных гомозигот).
Р: ♀ Аа х ♂ Аа
F 1: АА, Аа, Аа, аа
Для объяснения результатов 2-го закона У. Бэтсон (1902) выдвинул положение, вошедшее в генетику под названием гипотезы «чистоты гамет»: гены в гаметах у гибридов не гибридны, а чисты .
Причиной не смешивания генов у гетерозигот является нахождение их в разных хромосомах. В результате мейоза при гаметогенезе хромосомы с разными генами попадают в разные гаметы.
Для дигибридного скрещивания Мендель взял гомозиготные организмы, различающиеся одновременно по двум парам альтернативных признаков. Гибриды первого поколения оказались единообразными по обоим доминантным признакам, а при анализе наследования признаков во втором поколении (F 2) оказалось, что наблюдается независимое (свободное) комбинирование пар признаков.
Схема скрещивания:
|
P: ♀ AaBb x ♂ AaBb G: AB Ab AB Ab F 2: Расщепление по фенотипическому радикалу. 9А-В-; 3А-bb; 3ааВ-; 1ааbb |
|||
|
морщинистый |
Этот вывод получил название третьего закона Менделя, которое формулируется следующим образом: при скрещивании гомозиготных особей, отличающихся двумя или более парами альтернативных признаков, во втором поколении отмечается независимое комбинирование по каждой паре признаков, а так же появляются комбинации признаков не свойственные родительским особям.
Скрещивание особей по двум и более альтернативным признакам называется ди- и полигибридным скрещиванием.
Общая формула для дигибридного скрещивания: (3:1) 2
Для полигибридного скрещивания – (3:1) n
Фенотипический радикал – это та часть генотипа организма, которая определяет его фенотип.
Как и всякие законы природы, являясь универсальными, законы Менделя могут проявляться лишь при определенных условиях, которые сводятся к следующему:
Гены разных аллельных пар должны находится в негомологичных хромосомах.
Полное доминирование признаков независимо от условий развития организма.
Равновероятное образование гамет всех типов.
Равновероятное сочетание гамет при оплодотворении.
Равная жизнеспособность зигот всех генотипов.
Отклонение от ожидаемого расщепления по законам Менделя вызывают летальные гены. Так при скрещивании двух гетерозигот Аа , вместо ожидаемого расщепления 3:1, можно получить 2:1, если гомозиготы АА по какой-либо причине – нежизнеспособны. Так у человека наследуется доминантный ген брахидактилии (короткие пальцы). У гетерозигот наблюдается патология, а гомозиготы по этому гену погибают на ранних стадиях эмбриогенеза. Гетерозиготы по гену серповидно-клеточной анемии (Ss ) жизнеспособны, а гомозиготы погибают (SS ).
Известно более 2000 наследственных болезней и аномалий развития, которые в той или иной степени подчиняются законам Менделя. Они изучаются на молекулярном, клеточном, организменном и популяционном уровнях. К их числу относится ряд тяжелых заболеваний нервной системы (шизофрения, эпилепсия), эндокринной системы (кретинизм), крови (гемофилия), нарушения обмена веществ (фенилкетонурия, алкаптонурия, альбинизм). Изучение причин этих заболеваний, их ранняя диагностика позволяет успешно разрабатывать методы предупреждения их развития. Медицинская генетика имеет надежные методы диагностики и идентификации наследственных заболеваний.
Анализирующее, реципрокное и возвратное скрещивание.
Для выяснения генотипа особи с известным доминантным фенотипом, проводят анализирующее скрещивание . Для этого особь скрещивается с анализатором – формой рецессивной по данному признаку. Анализ проводится по результатам скрещивания. Если все потомство окажется однородным, то анализируемая особь является гомозиготной по доминантному аллелю, если произошло расщепление 1:1 – особь гетерозиготна.
Два скрещивания, различающиеся по тому, кто из родителей (самец или самка) несет доминантную (или рецессивную) аллель, называются реципрокными . Результаты реципрокных скрещиваний различаются при сцепленном с полом наследовании признаков.
Скрещивания потомства F 1 с родительскими особями называют возвратными скрещиваниями.
