Биология_с_основами_экологии (1) учебно-метод. пособие. Чугайнова. 2010

Задания для самостоятельной работы студентов

1. Заполните таблицу: Модификационная и мутационная из-

менчивость

Моногибридное скрещивание

1.Произведите скрещивание двух морских свинок: гомозиготной черной с белой. Определите генотипы потомков первого и второго поколений, если черная шерсть доминирует над белой.

2.У фигурной тыквы белая окраска плодов доминирует над желтой.Еслискреститьтыкву,гомозиготную побелойокраске,токаков будет фенотип первого и второго поколений?

3.У томатов ген, обуславливающий нормальный рост, доминирует над геном карликовости. Какие будут потомки первого поколения от скрещивания гомозиготных растений нормального роста с карликовыми? Какой результат даст возвратное скрещивание представителей первого поколения с родительской формой карликового роста?

4.У крупного рогатого скота ген комолости (т.е. безрогости) доминирует над геном рогатости. Какое потомство можно ожидать в первом поколении от скрещивания рогатого быка с гомозиготными комолыми коровами? Какие телята могут родиться от скрещивания между собой двух рогатых представителей из второго поколения?

5.Ген раннего созревания ячменя доминирует над позднеспелостью. Какими окажутся растения первого поколения в результате опыления гомозиготного раннеспелого растения пыльцой позднеспелого? Каким будет ячмень второго поколения? Что получится от скрещиваниявторогопоколениясрастениямипервогопоколения(во втором поколении берется один из позднеспелых представителей).

6.Ген черной окраски крупного рогатого скота доминирует над геном красной окраски. Какое потомство получится от скрещивания черного гомозиготного быка с красными коровами (первое поколение)? Какие телята родятся от красного быка и гибридных коров из первого поколения?

7.При каком генотипе двух кареглазых родителей у них может родиться голубоглазый ребенок? Докажите. (Кареглазость – доминантный признак).

8.Голубоглазый мужчина, родители которого имели карие глаза, женился на кареглазой женщине, у отца которой глаза были голубые, а у матери карие. От этого брака родился один кареглазый ребенок. Каковы генотипы всех упомянутых здесь лиц? (Кареглазость

–доминантный признак).

9.При скрещивании двух форм львиного зева (с широкими и узкими листьями) получено потомство, имеющее листья промежуточной ширины. Какое расщепление можно ожидать от самоопыления и от возрастных скрещиваний первого поколения?

10.При скрещивании тыквы, имеющей белые плоды (доминантный признак), с тыквой, имеющей желтые плоды, получено потомство, половина которого имеет белые, а половина – желтые плоды. Каковы генотипы родителей?

11.Плоды томатов бывают грушевидными и круглыми. Ген круглой формы доминирует. Какими должны быть генотипы родительских растений, чтобы в потомстве получилось по данному признаку расщепление в отношении 1:1? В отношении 1:3?

Дигибридное скрещивание

1.Проведено скрещивание гомозиготной черной (Б) короткошерстной (С) морской свинки с коричневыми длинношерстным самцом (гены В и С находятся в разных хромосомах). Каковы будут первое и второе поколение по фенотипу?

2.Две гетерозиготные вихрастые (а) черные (Б) свинки при скрещивании друг с другом дали двух потомков – вихрастого белого и гладкого черного. Какое потомство следует ожидать в дальнейшем от этих свинок?

3.У человека карие глаза доминируют над голубыми, а способность владеть правой рукой над леворукостью (гены обоих признаков находятся в разных хромосомах). Кареглазый правша женился на голубоглазой левше. Какое потомство в отношении указанных признаков следует ожидать в такой семье? Рассмотрите два случая: юноша гомозиготен по обоим признакам и юноша гетерозиготен по обоим признакам.

4.Кареглазый кучерявый мужчина, отец которого был гладковолосым, женился на кареглазой гладковолосой женщине из семьи, все члены которой имели карие глаза. Каких детей можно ожидать от этого брака?

5.У фигурной тыквы белая окраска плодов доминирует над желтой, а дисковидная – над шаровидной. Гомозиготное растение с дисковидными и белыми плодами скрещивается с растениями, имеющимишаровидныежелтыеплоды.Подсчитайтесоотношениямежду генотипами и фенотипами во втором поколении.

6.Голубоглазый кучерявый мужчина, отец которого был гладковолосым, женился на кареглазой гладковолосой женщине из семьи, все члены которой имели карие глаза. Каких детей можно ожидать от этого брака?

7.Черный комолый бык, представитель чистой линии, скрещиваетсяскраснымирогатымикоровами.Какимибудутгибриды?Каким окажется следующее поколение, полученное от скрещивания этих гибридов между собой. Если известно, что комолость доминирует над рогатостью, а черный цвет шерсти – над красным, причем гены обоих признаков находятся в разных хромосомах.

8.У дурмана пурпурная окраска цветов доминирует над белой, а колючие семенные коробочки – над гладкими. Пурпурное гладкое

растение, скрещенное с белым колючим, дало 320 пурпурных колючих и 312 пурпурных гладких. Каковы будут генотипы и фенотипы потомков, полученных от скрещивания этих двух типов растений между собой?

9.У собак черный цвет шерсти доминирует над кофейным, а короткая шерсть над длинной. Черная короткошерстная самка скрещена с черным длинношерстным самцом. От этого скрещивания родилось 7 черных короткошерстных, 8 черных длинношерстных, 2 кофейных короткошерстных и 3 кофейных длинношерстных щенка. Каковы генотипы родителей?

10.Два высоких красных растения гороха подвергнуты самоопылению. От первого получены 60 красных высоких и 20 красных низких растений. От второго – 60 красных высоких и 25 белых высоких. Каковы генотипы исходных форм?

11.Красноглазый с нормальными крыльями самец дрозофилы скрещен с красноглазой с зачаточными крыльями самкой. В их потомстве получено 104 красноглазых с нормальными крыльями самок и 101 таких же самцов, 99 красноглазых с зачаточными крыльями самок и 102 таких же самца. Как наследуются признаки? Каковы генотипы мух?

12.Какими признаками будут обладать дигибридные томаты, полученные в результате опыления красноплодных растений нормального роста пыльцой желтоплодных карликовых томатов? Какой результат даст дальнейшее скрещивание таких гибридов? Известно, что красный цвет плодов доминирует над желтым, все исходные растения гомозиготны, гены обоих признаков находятся в разных хромосомах.

13.Нормальный рост овса доминирует над гигантизмом, а раннеспелость над позднеспелостью. Все исходные растения гомозиготны и гены обоих признаков находятся в разных хромосомах. Какие признаки будут иметь гибриды раннеспелого овса нормального роста с позднеспелым гигантским? Какой результат даст дальнейшее скрещивание между собой таких гибридов?

14.Оперенность ног у кур (в противоположность голым) определяется доминантным геном. Гороховидный гребень доминирует над простым. Какими признаками будут обладать гибридные формы, полученные от скрещивания кур с гороховидными гребнями, имеющими оперенные ноги? Предполагается: 1) исходные животные го-

мозиготны по обеим аллелям; 2) исходные животные гетерозиготны по указанным аллелям. Определите, какая часть второго поколения окажется с гороховидным гребнем и голыми ногами?

15.У флоксов белая окраска цветков определяется геном А, кремовая – а, плоский венчик – В, воронковидный – в. Растение с белыми воронковидными цветками скрещено с растением, имеющим кремовые плоские цветы. В потомстве ¼ растений имеют цветки белые плоские, ¼ белые воронковидные, ¼ кремовые плоские, ¼ кремовые воронковидные. Определите генотипы исходных растений.

16.От скрещивания двух сортов земляники, один из которых имеет усы и красные ягоды, а у второй ягоды белые и усы отсутствуют, растения первого поколения имеют усы и розовые ягоды. Какое потомство следует ожидать от скрещивания растений первого поколения между собой?

17.Скрещивание растения с белыми дисковидными плодами с таким же растением дало следующее расщепление: 28 растений с белыми дисковидными, 9 – с белыми шаровидными, 10 – с желтыми дисковидными, 36 – с белыми шаровидными, 13 – с желтыми дисковидными и 12 – с желтыми шаровидными плодами. Определите генотипы родителей.

18.Скрещивались две породы тутового шелкопряда, которые отличаются следующими двумя признаками: одна из них дает одноцветных гусениц, имеющих желтые коконы, другая полосатых гусениц, имеющих белые коконы.

В первом поколении все гусеницы были полосатыми и имели желтые коконы. Во втором поколении получилось следующее расщепление: 6385 полосатых гусениц, имеющих желтые коконы, 2147 полосатых с белыми коконами, 2099 одноцветных с желтыми коконами и 691 одноцветных с белыми коконами. Определите генотип исходных форм и в потомстве первого и второго поколений.

19.Если женщина с веснушками и волнистыми волосами, отец которой не имел веснушек и имел прямые волосы, выходит замуж за мужчину с веснушками и прямыми волосами (оба родителя его имели те же признаки), то какие дети у них могут быть?

20.В роддоме перепутали двух детей. Группы крови одного ребенка А и резус «+», а другого – 0 резус «–». В одной семье у обоих

родителей группы крови АВ, причем у отца резус «+», а у матери резус «–». В другой семье у обоих родителей резус «+», причем у

отца группа крови – А, у матери – В. Определите детей к своим родителям.

21.У голубоглазого темноволосого отца и кареглазой светловолосой матери – четверо детей, каждый из которых отличается от другого по одному из данных признаков. Каковы генотипы родителей?

22.Известно, что нормальный рост овса доминирует над гигантизмом, а раннеспелость – над позднеспелостью. Все исходные растениягомозиготны,игеныобоихпризнаковнаходятсявразныххромосомах.Какимипризнакамибудутобладатьгибридыраннеспелого овса нормального роста с позднеспелым гигантского? Какой результат даст дальнейшее скрещивание между собой таких гибридов?

23.Посеяна желтая морщинистая горошина неизвестного происхождения. Какие могут быть по окраске и форме семена на растении, выросшем из этой горошины? Из зеленой морщинистой?

24.У томатов красная окраска плода определяется доминантным геном Р, желтая – р; нормальный рост растения – Д, карликовый – д. Имеются сорта желтоплодный нормальный и красноплодный карликовый. Как с этим исходным материалом целесообразнее получить гомозиготные формы: красноплодную нормальную и желтоплодную карликовую? Какую получить легче?

Сцепленное с полом наследование признака

1.Отец – гемофилик, а мать не является носителем гена гемофилии, они имеют двух сыновей и дочь. Каковы генотипы всех упомянутых лиц? Какое ожидается наследствование гемофилии в следующем поколении в случае браков с людьми, не несущими генов гемофилии?

2.Отец – дальтоник и мать с нормальным зрением имеют сына

идочь. Каковы генотипы родителей и детей, если мать исходит из семьи, где ни у кого не было дальтонизма?

3.Женщина – дальтоник вышла замуж за человека с нормальным зрением. Каковы генотипы этих людей и какой фенотип будет у их детей?

4.У родителей, имеющих нормальное зрение, две дочери с нормальным зрением, а сын – дальтоник. Каковы генотипы родителей?

5.Мужчина – гемофилик женился на здоровой женщины, отец которой болел гемофилией. Каковы генотипы мужа и жены? Какой фенотип будет у их детей?

23.Отец и сын в семье – гемофилики и кареглазые, а мать имеет нормальную свертываемость крови и голубоглазая. Можно ли сказать, что сын унаследовал все признаки от отца?

24.У рыб самки гомогаметны – ХХ, а самцы – гетерогаметны

–ХУ, У-хромосома, так же, как и Х-хромосома, содержит аллели генов. В норме рыбы имеют коричневую окраску, определяемую аллель В, голубая окраска – в. У–хромосома всегда содержит аллель В и иногда в. Следовательно, самцы никогда не бывают голубыми. Проведите скрещивание голубой самки с гомозиготным коричневым самцом и определите, какие будут гибриды первого и второго поколений. В чем отличие этого наследования от аутосомного?

25.Нормальная женщина выходит замуж за мужчину, больного ангидродной эктодермальной дисплазией (отсутствие потоотделения, нарушение терморегуляции). У них рождается больная девочка и здоровый сын. Определите вероятность рождения следующего ребенка без аномалии.

26.Гипертрихоз (вырастание волос на краю ушной раковины) наследуется как признак, сцепленный с У-хромосомой. Какова вероятность рождения детей с этой аномалией в семье, где отец обладает гипертрихозом?

27.У человека наследственное аллергическое заболевание – геморрагический диатез, вызываемый рецессивным геном – а. Аллели этого гена находятся в Х- и в У-хромосоме. Попробуйте определить, какие будут дети и внуки, если родители: а) жена - здорова, муж – болен (оба гомозиготны); б) муж – здоров, жена – больна (оба гомозиготны).

28.Здоровый мужчина – альбинос женился на здоровой женщине. Чей отец был гемофилик, а мать – альбинос? Какие дети могут быть от этого брака и в какой пропорции?

29.Удрозофилырецессивныйгенжелтойокраскителанаходится в Х-хромосоме. В лаборатории получено потомство от скрещивания гомозиготной серой самки и желтого самца: серая самка из этого потомства в свою очередь скрещивается с серым самцом. Какими будут потомки от этого скрещивания и от дальнейших скрещиваний этих потомков с гомозиготными серыми дрозофилами?

Задачи на наследование групп крови человека

В медицине различают четыре группы крови. Ген группы крови имеет не две, как обычно, а три аллели, которые обозначают символами А, В, О. А и В доминируют над О, но не подавляют друг друга. Люди с I группой крови имеют генотип ОО, со II группой – АА или АО, с III группой – ВВ или ВО, с 4 – АВ.

1.Определите возможные группы крови детей у следующих родителей:

а) у матери II группа крови, у отца – I; б) у матери I группа крови, у отца – IV; в) у матери I группа крови, у отца – II; г) у матери II группа крови, у отца – III.

2.У мальчика I группа крови, а у его сестры – IV. Что можно сказать о группах крови их родителей?

3.Известно, что кровь I группы можно переливать всем людям, кровь II группы – только лицам, имеющим II и IV группы, кровь III группы – имеющим III и IV группы, кровь IV группы – людям с этой же IV группой крови. Определите, всегда ли возможно переливание крови матери ее детям; крови сестры ее родному брату?

4.В родильном доме в одну ночь родились младенцы с 4-мя группами крови: I, II, III, IV. Родительские пары были с группами крови: первая пара с I группой; вторая пара – IV, I; третья пара – II, III; четвертая пара с III группой крови. Как распределить детей по родительским парам?

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Тема: Экология особей (факториальная экология)

Основные вопросы темы

1.Экология – наука о взаимоотношениях организма и среды.

2.Среда как экологическое понятие. Основные среды жизни.

3.Факторы среды: абиотические, биотические, антропогенные.

4.Основные закономерности действия экологических факторов.

5.Биоритмы.

Материал для справок:

Предмет изучения, задачи и методы экологии

Экология (от греч. oikos – дом, жилище и logos – учение) – наука о взаимоотношениях живых организмов между собой и со средой их обитания. Термин экология ввёл немецкий биолог Э. Геккель (1886). Под термином «экология» он понимал «сумму знаний, относящихся к экономике природы».

• Экология популяций

(демэкология, популяционная экология)

• Экология сообществ и экосистем

(синэкология)

В узком смысле экология (биоэкология) – одна из биологических наук, изучающая отношения организмов (особей, популяций, сообществ) между собой и окружающей средой. Предметом изучения биоэкологии (общей экологии) являются объекты организменного, популяционно-видового, биоценотического и биосферного уровней организации в их взаимодействии с окружающей средой. В связи с этим выделяют следующие разделы экологии: экология особей (аутэкология, факториальная экология), экология популяций (демэкология, популяционная экология), экология сообществ (синэ-

кология). С биоэкологией тесно связано учение о биосфере. Задачи биоэкологии – изучение двусторонних связей в системах организм – среда, популяция – среда, сообщество – среда, а также связей между особями в популяции и популяциями в сообществе. С другой стороны, часто выделяют экологию прокариот, грибов, растений, животных, человека.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

В широком смысле экология (глобальная экология) – ком-

плексная (междисциплинарная) наука, синтезирующая данные естественных и общественных наук о природе и взаимодействии природы и общества. Задачи глобальной экологии – изучение законов взаимодействия природы и общества и оптимизация этого взаимодействия.

Методы экологии

Метод наблюдения и описания заключается в сборе и описании фактов.

Сравнительный метод основан на анализе сходства и различий изучаемых объектов.

Исторический метод изучает ход развития исследуемого объекта. Метод эксперимента делает возможным изучать явления при-

роды в заданных условиях.

Метод моделирования позволяет описывать сложные природные явления относительно простыми моделями.

Экология является теоретическим фундаментом рационального природопользования и охраны природы.

Экологические факторы и их классификация

Экологические

факторы

Абиотический фактор Это компоненты неживой природы:

–климатические (свет, температура, влажность, ветер, давление и др.);

–геологические (землетрясения, извержения вулканов, движение ледников, радиоактивное излучение и др.);

–орографические(рельефместности);–эда- фические, или почвенно-грунтовые (плотность, структура, pH, гранулометрический состав, химический состав и др.);

–гидрологические (вода, течение, солё-

ность, давление и др.). Иначе абиотические факторы делят на физические, химические и эдафические.

Биотический фактор Это воздействие живых организмов друг на друга (взаимодействие между особями в популяциях и между популяциями в сообществах).

Взаимоотношения могут быть:

–внутривидовыми (взаимодействия между особями одного вида);

–межвидовыми (между особями разных видов).

По типу взаимодействия различают: про-

токооперацию (симбиоз), мутуализм, комменсализм, внутривидовую и межвидовую конкуренции, паразитизм, хищничество, аменсализм, нейтрализм.

В зависимости от воздействующего организма биотические факторы делят:

–фитогенные (влияние растений);

–зоогенные (животных);

–микробогенные (микроорганизмов).

Задания для самостоятельной работы студентов

1. Заполните таблицу: Характеристика сред жизни и адапта-

ции к ним

2. Заполните таблицу: Основные закономерности действия

экологических факторов

3. Заполните таблицу: Периодические явления в природе

4. Заполните таблицу: Структура общей экологии

Тема: Экология сообществ и экосистем. Биосфера

Основные вопросы темы

1.Понятие о популяции, биоценозе, экосистеме. Типы взаимоотношений между организмами в биоценозах.

2.Местообитание и экологическая ниша.

3.Структурная организация и функционирование экосистем.

4.Динамика экосистем (циклические изменения, сукцессии).

5.Антропогенные экосистемы.

6.Понятие биосферы. Строение и границы биосферы.

7.Вещество биосферы. Свойства и функции живого вещества.

8.Свойства биосферы.

9 Ноосфера как этап развития биосферы.

Материал для справок:

Типы связей и взаимоотношений между организмами

Типы отношений между организмами. Воздействие одного вида на другой может быть положительным, отрицательным и нейтральным. При этом возможны разные комбинации типов воздействия. Различают нейтрализм, протокооперацию, мутуализм, комменсализм, хищничество, паразитизм, конкуренцию, аменсализм.

Нейтрализм – сожительство двух видов на одной территории, не имеющее для них ни положительных, ни отрицательных последствий. Например, белки и лоси не оказывают друг на друга значительных воздействий.

Протокооперация–взаимовыгодное,нонеобязательноесосуще- ствование организмов, пользу из которого извлекают все участники. Например, раки-отшельники и актинии. На раковине рака может поселяться коралловый полип актиния, который имеет стрекательные клетки, выделяющие яд. Актиния защищает рака от хищных рыб, а рак-отшельник, перемещаясь, способствует распространению актиний и увеличению их кормового пространства.

Мутуализм (облигатный симбиоз) – взаимовыгодное сожительство, когда либо один из партнёров, либо оба не могут существовать без сожителя. Например, травоядные копытные и целлюлозоразрушающие бактерии. Целлюлозоразрушающие бактерии обитают в желудке и кишечнике травоядных копытных. Они продуцируют ферменты, расщепляющие целлюлозу, поэтому обязательно нужны травоядным, у которых таких ферментов нет. Травоядные копытные со своей стороны предоставляют бактериям питательные вещества и среду обитания с оптимальной температурой, влажностью и т.д.