БИОЛОГИЯ

Под редакцией академика РАМН профессора В.Н. Ярыгина

В двух книгах

Книга 2

Издание пятое исправленное и дополненное Рекомендовано Министерством образования Российской Федерации

в качестве учебника для студентов медицинских специальностей высших учебных заведений

Москва «Высшая школа» 2003

УДК 574/578 ББК 28.0 Б63

В.Н. Ярыгин, В.И. Васильева, И.Н. Волков, В.В. Синельщикова

Рецензенты:

кафедра медицинской биологии и генетики Тверской государственной медицинской академии (зав. кафедрой - проф. Г. В. Хомулло );

кафедра биологии Ижевской государственной медицинской академии (зав. кафедрой

Проф. В.А. Глумова)

ISBN 5-06-004589-7 (кн. 2) © ФГУП «Издательство «Высшая школа», 2003

ISBN 5-06-004590-0

Оригинал-макет данного издания является собственностью издательства «Высшая школа», и его репродуцирование (воспроизведение) любым способом без согласия издательства запрещается.

ПРЕДИСЛОВИЕ

Настоящая книга - продолжение учебника «Биология» для студентов медицинских специальностей. Она включает разделы, посвященные биологическим закономерностям, которые проявляются на популяционно-видовом и биогеоценотическом уровнях организации жизни на Земле.

Нумерация глав продолжает 1-ю книгу.

РАЗДЕЛ IV ПОПУЛЯЦИОННО-ВИДОВОЙ УРОВЕНЬ ОРГАНИЗАЦИИ ЖИЗНИ

Рассмотренные ранее биологические явления и механизмы, относящиеся к молекулярно-генетическому, клеточному и онтогенетическому уровням организации жизни, в пространственном отношении ограничивались отдельно взятым организмом (многоклеточным или, одноклеточным, прокариотическим или эукариотическим), а во временном - его онтогенезом, или жизненным циклом. Популяционно-видовой уровень организации относится к категории надорганизменных.

Жизнь представлена отдельными видами, являющимися совокупностями организмов, которые обладают свойствами наследственности и изменчивости.

Эти свойства становятся основой эволюционного процесса. Механизмами, обусловливающими такой результат, являются избирательная выживаемость и избирательное размножение особей, принадлежащих к одному виду. В природных условиях особенно интенсивно размножение происходит в популяциях, которые являются минимальными самовоспроизводящимися группами особей внутри вида.

Каждый "из некогда существовавших или ныне живущих видов представляет собой итог определенного цикла эволюционных преобразований на популяционновидовом уровне, закрепленный изначально в его генофонде. Последний отличается двумя важными качествами. Во-первых, он содержит биологическую информацию о том, как данному виду выжить и оставить потомство в определенных условиях окружающей среды, а во-вторых, обладает способностью к частичному изменению содержания заключенной в нем биологической информации. Последнее является

основой эволюционной и экологической пластичности вида, т.е. возможности приспособиться к существованию в иных условиях, меняющихся в историческом времени или от территории к территории. Популяционная структура вида, приводящая к распаду генофонда вида на генофонды популяций, способствует проявлению в исторической судьбе вида в зависимости от обстоятельств обоих отмеченных качеств генофонда - консервативности ипластичности.

Таким образом, общебиологическое значение популяционно-видового уровня состоит в реализации элементарных механизмов эволюционного процесса, обусловливающих видообразование.

Значение происходящего на популяционно-видовом уровне для здравоохранения определяется наличием наследственных болезней, заболеваний с очевидной наследственной предрасположенностью, а также выраженными особенностями генофондов разных популяций людей. Процессы, происходящие на этом уровне, в сочетании с экологическими особенностями различных территорий составляют основу перспективного направления современной медицины - эпидемиологии неинфекционных болезней.

ГЛАВА 10 БИОЛОГИЧЕСКИЙ ВИД. ПОПУЛЯЦИОННАЯ СТРУКТУРА ВИДА

10.1. ПОНЯТИЕ О ВИДЕ

Видом называют совокупность особей, сходных по основным морфологическим и функциональным признакам, кариотипу, поведенческим реакциям, имеющих общее происхождение, заселяющих определенную территорию (ареал), в природных условиях скрещивающихся исключительно между собой и при этом производящих плодовитое потомство.

Видовая принадлежность особи определяется по соответствию ее перечисленным критериям: морфологическому, физиолого-биохимическому, цитогенетическому, этологическому, экологическому и др. Наиболее важные признаки вида - егогенетическая (репродуктивная )изоляция, заключающаяся в нескрещиваемости особей данного вида с представителями других видов, а также

генетическая устойчивость в природных условиях, приводящая к независимости эволюционной судьбы.

Со времен К. Линнея вид является основной единицей систематики. Особое положение вида среди других систематических единиц (таксонов) обусловливается тем, что это та группировка, в которой отдельные особи существуют реально. В составе вида в природных условиях особь рождается, достигает половой зрелости и выполняет свою главную биологическую функцию: участвуя в репродукции, обеспечивает продолжение рода. В отличие от вида таксоны надвидового ранга, такие, как род, отряд, семейство, класс, тип, не являются ареной реальной жизни организмов. Выделение их в естественной системе органического мира отражает

Москва Высшая школа 2003
УДК 574/578
ББК 28.0 Б63
Авторы:
В.Н. Ярыгин, В.И. Васильева, И.Н. Волков, В.В. Синельщикова
Рецензенты:
кафедра медицинской биологии и генетики
Тверской государственной медицинской академии
(зав. кафедрой - проф. Г. В. Хомулло);
кафедра биологии Ижевской государственной медицинской академии завкафедрой проф. В.А. Глумова )
1

РАЗДЕЛ IV
ПОПУЛЯЦИОННО-ВИДОВОЙ УРОВЕНЬ ОРГАНИЗАЦИИ ЖИЗНИ
Рассмотренные ранее биологические явления и механизмы, относящиеся к молекулярно-генетическому, клеточному и онтогенетическому уровням организации жизни, в пространственном отношении ограничивались отдельно взятым организмом (многоклеточным или, одноклеточным, прокариотическим или эукариотическим), а во временном - его онтогенезом, или жизненным циклом.
Популяционно-видовой уровень организации относится к категории надорганизменных.
Жизнь представлена отдельными видами, являющимися совокупностями организмов, которые обладают свойствами наследственности и изменчивости.
Эти свойства становятся основой эволюционного процесса. Механизмами, обусловливающими такой результат, являются избирательная выживаемость и избирательное размножение особей, принадлежащих к одному виду. В природных условиях особенно интенсивно размножение происходит в популяциях, которые являются минимальными самовоспроизводящимися группами особей внутри вида.
Каждый "из некогда существовавших или ныне живущих видов представляет собой итог определенного цикла эволюционных преобразований на популяционно- видовом уровне, закрепленный изначально в его генофонде Последний отличается двумя важными качествами. Во-первых, он содержит биологическую информацию о том, как данному виду выжить и оставить потомство в определенных условиях окружающей среды, а во-вторых, обладает способностью к частичному изменению содержания заключенной в нем биологической информации. Последнее является
3

основой эволюционной и экологической пластичности вида, те. возможности приспособиться к существованию в иных условиях, меняющихся в историческом времени или от территории к территории. Популяционная структура вида, приводящая к распаду генофонда видана генофонды популяций, способствует проявлению в исторической судьбе видав зависимости от обстоятельств обоих отмеченных качеств генофонда - консервативности и пластичности.
Таким образом, общебиологическое значение популяционно-видового уровня состоит в реализации элементарных механизмов эволюционного процесса, обусловливающих видообразование.
Значение происходящего на популяционно-видовом уровне для здравоохранения определяется наличием наследственных болезней, заболеваний с очевидной наследственной предрасположенностью, а также выраженными особенностями генофондов разных популяций людей. Процессы, происходящие на этом уровне, в сочетании с экологическими особенностями различных территорий составляют основу перспективного направления современной медицины - эпидемиологии неинфекционных болезней.
ГЛАВА БИОЛОГИЧЕСКИЙ ВИД. ПОПУЛЯЦИОННАЯ СТРУКТУРА ВИДА. ПОНЯТИЕ О ВИДЕ
Видом называют совокупность особей, сходных по основным морфологическими функциональным признакам, кариотипу, поведенческим реакциям, имеющих общее происхождение, заселяющих определенную территорию ареал , в природных условиях скрещивающихся исключительно между собой и при этом производящих плодовитое потомство.
Видовая принадлежность особи определяется по соответствию ее перечисленным критериям морфологическому, физиолого-биохимическому, цитогенетическому, этологическому, экологическому и др. Наиболее важные признаки вида - его генетическая репродуктивная изоляция заключающаяся в нескрещиваемости особей данного вида с представителями других видов, а также генетическая устойчивость в природных условиях приводящая к независимости эволюционной судьбы.
Со времен К. Линнея вид является основной единицей систематики. Особое положение вида среди других систематических единиц (таксонов) обусловливается тем, что это та группировка, в которой отдельные особи существуют реально В составе видав природных условиях особь рождается, достигает половой зрелости и выполняет свою главную биологическую функцию участвуя в репродукции, обеспечивает продолжение рода. В отличие от вида таксоны надвидового ранга, такие, как род, отряд, семейство, класс, тип, не являются ареной реальной жизни организмов. Выделение их в естественной системе органического мира отражает
4

результаты предшествующих этапов исторического развития живой природы. Распределение организмов по надвидовым таксонам указывает на степень их филогенетического родства.
Важнейшим фактором объединения организмов в виды служит половой процесс Представители одного вида, скрещиваясь друг с другом, обмениваются наследственным материалом. Это ведет к перекомбинации в каждом поколении генов (аллелей, составляющих генотипы отдельных особей. В результате достигаются нивелировка различий между организмами внутри вида и длительное сохранение основных морфологических, физиологических и прочих признаков, отличающих один вид от другого. Благодаря половому процессу происходит также объединение генов (аллелей, распределенных по генотипам разных особей, в общий генофонд (аллелофонд)
1
вида. Этот генофонд заключает в себе весь объем наследственной информации, которым располагает видна определенном этапе его существования.
Определение вида, приведенное выше, не может быть применено к размножающимся бесполым путем агамным (некоторые микроорганизмы, синезеленые водоросли, самооплодотворяющимся и строго партеногетическим организмам. Группировки таких организмов, эквивалентные виду, выделяют по сходству фенотипов, общности ареала, близости генотипов по происхождению. Практическое использование понятия вид даже у организмов с половым размножением нередко затруднено. Это обусловлено динамичностью видов, проявляющейся во внутривидовой изменчивости, размытости границ ареала, образовании и распаде внутривидовых группировок различного объема и состава популяций, рас, подвидов. Динамичность видов является следствием действия элементарных эволюционных факторов (см. гл. 11).
10.2. ПОНЯТИЕ О ПОПУЛЯЦИИ
В природных условиях организмы одного вида расселены неравномерно. Имеет место чередование участков повышенной и пониженной концентрации особей (рис. 10.1). В результате вид распадается на группировки или популяции, соответствующие зонам более плотного заселения. Радиусы индивидуальной активности отдельных особей ограничены. Так, виноградная улитка способна преодолеть расстояние в несколько десятков метров, ондатра в несколько сотен метров, песец - в несколько сотен километров. Благодаря этому размножение репродуктивные ареалы) в основном приурочено к территориям с повышенной плотностью организмов.
1
Объем генетической информации, которой располагает вид или популяция, обусловливается совокупностью наследственных задатков во всех аллельных формах. Таким образом, более полно объем наследственной информации отражает термин «аллелофонд», но более употребим генофонд

Рис. 10.1. Неравномерное расселение особей по ареалу вида.
А- ленточный; Б- пятнистый; В- островной типы
Вероятность случайных скрещиваний (панмиксии), обусловливающих из поколения в поколение эффективную перекомбинацию генов, внутри сгущений оказывается выше, чем в зонах между ними и для видав целом. Таким образом, в репродуктивном процессе генофонд вида представлен генофондами популяций.
Популяцией называют минимальную самовоспроизводящуюся группу особей одного вида, населяющих определенную территорию (ареал) достаточно долгов течение многих поколений. В популяции фактически осуществляется сравнительно высокий уровень панмиксии, иона в определенной степени отделена от других популяций той или иной формой изоляции. Экологическая характеристика популяции
Экологически популяция характеризуется величиной , оцениваемой по занимаемой территории (ареалу, численности особей, возрастному и половому составу. Размеры ареала зависят от радиусов индивидуальной активности организмов данного вида и особенностей природных условий на соответствующей территории. Численность особей в популяциях организмов разных видов различается. Так, количество стрекоз Leucorrhinia albifrons в популяции на одном из подмосковных озер достигало 30 000, тогда как численность земляной улитки
Cepaea nemoralis оценивалась в 1000 экземпляров. Существуют минимальные значения численности, при которых популяция способна поддерживать себя во времени. Сокращение численности ниже этого минимума приводит к вымиранию популяции.
Величина популяции постоянно колеблется, что зависит от изменений экологической ситуации. Так, осенью благоприятного по кормовым условиям года популяция диких кроликов на одном из островов у юго-западного побережья Англии состояла из 10 000 особей. После холодной малокормной зимы число особей снизилось до Возрастная структура популяций организмов разных видов варьирует в зависимости от продолжительности жизни, интенсивности размножения, возраста Определение справедливо для видов с половым размножением

достижения половой зрелости. В зависимости от вида организмов она может быть то более, то менее сложной. Так, у стадных млекопитающих, например дельфинов белух Delphinapterus leucas, в популяции одновременно находятся детеныши текущего года рождения, подросший молодняк прошлого года рождения, половозрелые, но, как правило, не размножающиеся животные в возрасте 2-3 лет, взрослые размножающиеся особи в возрасте 4-20 лет. С другой стороны, у землероек Sorex весной рождаются 1-2 приплода, вслед зачем взрослые особи вымирают, так что осенью вся популяция состоит из молодых неполовозрелых животных.
Половой состав популяций обусловливается эволюционно закрепленными механизмами формирования первичного (на момент зачатия, вторичного (на момент рождения) и третичного (во взрослом состоянии) соотношения полов. В качестве примера рассмотрим изменение полового состава популяции людей. На момент рождения оно составляет 106 мальчиков на 100 девочек, в возрасте 16-18 лет выравнивается, в возрасте 50 лет насчитывает 85 мужчин на 100 женщина в возрасте 80 лет - 50 мужчин на 100 женщин. Генетические характеристики популяции
Генетически популяция характеризуется ее генофондом (аллелофондом). Он представлен совокупностью аллелей, образующих генотипы организмов данной популяции. Генофонды природных популяций отличает наследственное разнообразие (генетическая гетерогенность, или полиморфизм, генетическое единство, динамическое равновесие доли особей с разными генотипами.
Наследственное разнообразие заключается в присутствии в генофонде одновременно различных аллелей отдельных генов. Первично оно создается мутационным процессом. Мутации, будучи обычно рецессивными и не влияя на фенотипы гетерозиготных организмов, сохраняются в генофондах популяций вскрытом от естественного отбора состоянии. Накапливаясь, они образуют резерв наследственной изменчивости Благодаря комбинативной изменчивости этот резерв используется для создания в каждом поколении новых комбинаций аллелей. Объем такого резерва огромен. Так, при скрещивании организмов, различающихся по 1000 локусов
1
, каждый из которых представлен десятью аллелями, количество вариантов генотипов достигает 10 1000
, что превосходит число электронов во Вселенной.
Генетическое единство популяции обусловливается достаточным уровнем панмиксии. В условиях случайного подбора скрещивающихся особей источником аллелей для генотипов организмов последовательных поколений является весь генофонд популяции. Генетическое единство проявляется также в общей генотипической изменчивости популяции при изменении условий существования, что обусловливает как выживание вида, таки образование новых видов.
1
Число локусов (генов) у человека превышает эту цифру враз. Частоты аллелей. Закон Харди - Вайнберга
В пределах генофонда популяции доля генотипов, содержащих разные аллели одного гена при соблюдении некоторых условий из поколения в поколение не изменяется. Эти условия описываются основным законом популяционной генетики, сформулированным в 1908 г. английским математиком Дж. Харди и немецким врачом-генетиком Г. Вайнбергом. В популяции из бесконечно большого числа свободно скрещивающихся особей в отсутствие мутаций, избирательной миграции организмов с различными генотипами и давления естественного отбора первоначальные частоты аллелей сохраняются из поколения в поколение».
Допустим, что в генофонде популяции, удовлетворяющей описанным условиям, некий ген представлен аллелями Аи А, обнаруживаемыми с частотой р и q. Так как других аллелей в данном генофонде не встречается, тор. При этом q = 1-р.
Соответственно особи данной популяции образуют р гамет с аллелем Аи гамет с аллелем А. Если скрещивания происходят случайным образом, то доля половых клеток, соединяющихся с гаметами А, равна р, а доля половых клеток, соединяющихся с гаметами A
2
, - q. Возникающее в результате описанного цикла размножения поколение F
1
образовано генотипами A
l
A
1
, A
1
A
2
, A
2
A
2
, количество которых соотносится как (р + q) (р + q) = р + 2pq + q
2
(рис. 10.2). По достижении половой зрелости особи AlAi и АгА2 образуют по одному типу гамет - A
1
или A
2
- с частотой, пропорциональной числу организмов указанных генотипов (р и q). Особи A
1
A
2
образуют оба типа гамет с равной частотой Рис. 10.2. Закономерное распределение генотипов в ряду поколений в зависимости от частоты образования гамет разных типов (закон Харди-Вайнберга)
Таким образом, доля гамет A
1
в поколении F
1
составит р + 2pq/2 = р + р(1-р)
= p, а доля гамет А будет равна q
2
+ 2pq/2 = q
2
+ + q(l-q) = Так как частоты гамет с разными аллелями в поколении
FI
в сравнении с родительским поколением не изменены, поколение F2 будет представлено организмами с генотипами A
l
A
1
, A
1
A
2
и А
2
А
2
в том же соотношении р + 2pq + q
2 8

Благодаря этому очередной цикл размножения произойдет при наличии р гамет A
1
и q гамет А. Аналогичные расчеты можно провести для локусов с любым числом аллелей. В основе сохранения частот аллелей лежат статистические закономерности случайных событий в больших выборках.
Уравнение Харди-Вайнберга в том виде, в котором оно рассмотрено выше, справедливо для аутосомных генов. Для генов, сцепленных с полом, равновесные частоты генотипов A
l
A
1
, A
1
A
2
и А
2
А
2
совпадают с таковыми для аутосомных генов р + 2pq + q
2
. Для самцов (в случае гетерогаметного пола) в силу их гемизиготности возможны лишь два генотипа A
1
- или А -, которые воспроизводятся с частотой, равной частоте соответствующих аллелей у самок в предшествующем поколении р и q. Из этого следует, что фенотипы, определяемые рецессивными аллелями сцепленных с хромосомой Х генов , у самцов встречаются чаще, чему самок.
Так, при частоте аллеля гемофилии, равной 0,0001, это заболевание у мужчин данной популяции наблюдается враз чаще, чему женщин (1 на 10 тыс. у первых и 1 на 100 млн. у вторых).
Еще одно следствие общего порядка заключается в том, что в случае неравенства частоты аллеля у самцов и самок разность между частотами в следующем поколении уменьшается вдвое, причем меняется знак этой разницы. Обычно требуется несколько поколений для того, чтобы возникло равновесное состояние частоту обоих полов. Указанное состояние для аутосомных генов достигается заодно поколение.
Закон Харди - Вайнберга описывает условия генетической стабильности популяции Популяцию, генофонд которой не изменяется в ряду поколений, называют менделевской. Генетическая стабильность менделевских популяций ставит их вне процесса эволюции, так как в таких условиях приостанавливается действие естественного отбора. Выделение менделевских популяций имеет чисто теоретическое значение. В природе эти популяции не встречаются. В законе Харди
- Вайнберга перечислены условия, закономерно изменяющие генофонды популяций. К указанному результату приводят, например, факторы, ограничивающие свободное скрещивание (панмиксию), такие, как конечная численность организмов в популяции, изоляционные барьеры, препятствующие случайному подбору брачных пар. Генетическая инертность преодолевается также благодаря мутациям, притоку в популяцию или оттоку из нее особей с определенными генотипами, отбору. Место видов и популяций в эволюционном процессе
Вследствие общей адаптивной (приспособительной) направленности эволюции виды, возникающие в результате этого процесса, являются совокупностями организмов, так или иначе приспособленных к определенной среде. Эта приспособленность сохраняется на протяжении длительного ряда поколений благодаря наличию в генофондах и передаче потомству при размножении соответствующей биологической информации. Из этого следует, что при мало
9

меняющихся условиях обитания сохранность вида во времени зависит от стабильности, консерватизма его генофонда. С другой стороны, стабильные генофонды не обеспечивают выживания в случае изменения условий жизни в историческом развитии планеты. Такие генофонды дают меньше возможностей для расширения ареала вида и освоения новых экологических ниш в текущий исторический период.
Популяционная структура вида позволяет совместить долговременность приспособлений, сформировавшихся на предшествующих этапах развития, с эволюционными и экологическими перспективами. Генофонд вида фактически распадается на генофонды популяций, каждый из которых отличается собственным направлением изменчивости. Популяции - это генетически открытые в рамках вида группировки организмов.
Межпопуляционные миграции особей, сколь бы незначительными они ни были, препятствуют углублению различий и объединяют популяции в единую систему вида. Однако в случае длительной изоляции некоторых популяций от остальной части вида первоначально минимальные различия нарастают. В конечном итоге это приводит к генетической (репродуктивной) изоляции, что и означает появление нового вида. В эволюционный процесс непосредственно включены отдельные популяции, а завершается он образованием вида.
Таким образом, популяция является элементарной эволюционной единицей, тогда как вид - качественным этапом эволюции, закрепляющим ее существенный результат

ГЛАВА ВИДООБРАЗОВАНИЕ В ПРИРОДЕ. ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ЭВОЛЮЦИОННЫЕ ФАКТОРЫ
Согласно синтетической теории эволюции, элементарное эволюционное явление, с которого начинается видообразование, заключается в изменении генетического состава (генетической конституции, или генофонда) популяции. События и процессы, способствующие преодолению генетической инертности популяций и приводящие к изменению их генофондов , называют элементарными эволюционными факторами Важнейшими из них являются мутационный процесс, популяционные волны, изоляция, естественный отбор. МУТАЦИОННЫЙ ПРОЦЕСС
Изменения наследственного материала половых клеток в виде генных, хромосомных и геномных мутаций происходят постоянно. Особое место принадлежит генным мутациям Они приводят к возникновению серий аллелей и, таким образом, к разнообразию содержания биологической информации.
Вклад мутационного процесса в видообразование носит двоякий характер. Изменяя частоту одного аллеля по отношению к другому, он оказывает на генофонд популяции прямое действие. Еще большее значение имеет формирование за счет мутантных аллелей резерва наследственной изменчивости. Это создает условия для варьирования аллельного состава генотипов организмов в последовательных поколениях путем комбинативной изменчивости. Благодаря мутационному процессу поддерживается высокий уровень наследственного разнообразия природных
11

популяций. Совокупность аллелей, возникающих в результате мутаций, составляет исходный элементарный эволюционный материал В процессе видообразования он используется как основа действия других элементарных эволюционных факторов.
Хотя отдельная мутация - событие редкое, общее число мутаций значительно. Допустим, что некая мутация возникает с частотой 1 на 100 000 гамет, количество локусов в геноме составляет 10 000, численность особей водном поколении равна 10 000, а каждая особь производит 1000 гамет. При таких условиях по всем локусам за поколение в генофонде вида произойдет 10 6
мутаций. За среднее время существования вида, равное нескольким десяткам тысяч поколений, количество мутаций составит 10 10
. Большинство мутаций первоначально оказывает на фенотип особей неблагоприятное действие. В силу рецессивности мутантные аллели обычно присутствуют в генофондах "популяций в гетерозиготных по соответствующему локусу генотипах.
Благодаря этому достигается тройственный положительный результат 1) исключается непосредственное отрицательное влияние мутантного аллеля на фенотипическое выражение признака, контролируемого данным геном 2) сохраняются нейтральные мутации, не имеющие приспособительной ценности в настоящих условиях существования, но которые смогут приобрести такую ценность в будущем 3) накапливаются некоторые неблагоприятные мутации, которые в гетерозиготном состоянии нередко повышают относительную жизнеспособность организмов (эффект гетерозиса. Таким образом создается резерв наследственной изменчивости популяции.
Доля полезных мутаций мала, однако их абсолютное количество в пересчете на поколение или период существования вида может быть большим. Допустим, что одна полезная мутация приходится на 1 млн. вредных. Тогда в рассматриваемом выше примере среди 10 6
мутаций заодно поколение 10 4
будет полезной. За время существования вида его генофонд обогатится 10 4
полезными мутациями.
Мутационный процесс, выполняя роль элементарного эволюционного фактора, происходит постоянно на протяжении всего периода существования жизни, а отдельные мутации возникают многократно у разных организмов. Генофонды популяций испытывают непрерывное давление мутационного процесса Это обеспечивает накопление мутаций, несмотря на высокую вероятность потери в ряду поколений единичной мутации. ПОПУЛЯЦИОННЫЕ ВОЛНЫ
Популяционными волнами или волнами жизни (С.С. Четвериков) называют периодические или апериодические колебания численности организмов в природных популяциях. Это явление распространяется на все виды животных и растений, а также на микроорганизмы. Причины колебаний часто имеют экологическую природу. Так, размеры популяций жертвы (зайца) растут при снижении давления на них со стороны популяций хищника (рыси, лисицы, волка. Отмечаемое в этом случае увеличение кормовых ресурсов способствует росту
12

численности хищников, что, в свою очередь, интенсифицирует истребление жертвы рис. Вспышки численности организмов некоторых видов, наблюдавшиеся в ряде регионов мира, были обусловлены деятельностью человека.В XIX-XX вв. это относится к популяциям кроликов в Австралии, домовых воробьев в Северной Америке, канадской элодеи в Евразии. В настоящее время существенно возросли размеры популяций домовой мухи, находящей прекрасную кормовую базу в виде разлагающихся пищевых отбросов вблизи поселений человека. Напротив, численность 12 популяций домовых воробьев в городах падает вследствие прекращения широкого использования лошадей. Масштабы колебаний численности организмов разных видов варьируют. Для одной из зауральских популяций майских жуков отмечены изменения количества особей в 10 6
раз.
Рис. 11.1 Колебания численности особей в популяциях жертвы (заяц-беляк, сплошная линия) и хищников (А - рыси B - лисицы Д - волка)
Численность особей выражена в процентах к минимальному из зарегистрированных значений, принятому за Изменение генофондов популяций происходит как на подъеме, таки на спаде
13

популяционной волны. Приросте численности организмов наблюдается слияние ранее разобщенных популяций и объединение их генофондов. Так как популяции по своему генетическому составу уникальны, в результате такого слияния возникают новые генофонды с измененными по сравнению с исходными частотами аллелей. В условиях возросшей численности интенсифицируются межпопуляционные миграции особей что также способствует перераспределению аллелей. Рост количества организмов обычно сопровождается расширением занимаемой территории. На гребне популяционной волны некоторые группы особей выселяются за пределы ареала вида и оказываются в необычных условиях существования В таком случае они испытывают действие новых факторов естественного отбора. Повышение концентрации особей в связи с ростом их численности усиливает внутривидовую борьбу за существование.
При спаде численности наблюдается распад крупных популяций. Возникающие малочисленные популяции характеризуются измененными генофондами. В условиях массовой гибели организмов редкие мутантные аллели могут быть генофондом потеряны. При сохранении редкого аллеля его концентрация в генофонде малочисленной популяции автоматически возрастает. На спаде волны жизни часть популяций, как правило, небольших по размерам, остается за пределами обычного ареала вида. Чаще они, испытывая действие необычных условий жизни, вымирают. Реже, при благоприятном генетическом составе, такие популяции переживают период спада численности. Будучи изолированными от основной массы вида, существуя в необычной среде, они нередко являются родоначальниками новых видов.
Популяционные волны - это эффективный фактор преодоления генетической инертности природных популяций. Вместе стем их действие на генофонды не является направленным. В силу этого они, подготавливают эволюционный материал к действию других элементарных эволюционных факторов. ИЗОЛЯЦИЯ
Ограничение свободы скрещиваний (панмиксии) организмов называют изоляцией Снижая уровень панмиксии, изоляция приводит к увеличению доли близкородственных скрещиваний. Сопутствующая этому гомозиготизация усиливает особенности генофондов популяций, которые создаются вследствие мутаций, комбинативной изменчивости, популяционных волн. Препятствуя снижению межпопуляционных генотипических различий, изоляция является необходимым условием сохранения, закрепления и распространения в популяциях генотипов повышенной жизнеспособности.
В зависимости от природы факторов ограничения панмиксии различают географическую, биологическую и генетическую изоляцию. Географическая изоляция заключается в пространственном разобщении популяций благодаря
14

существует большое разнообразие генотипов и, следовательно, фенотипов. Благодаря индивидуальной изменчивости в условиях конкретной среды обитания приспособленность разных генотипов (фенотипов) различна. В эволюционном контексте приспособленность определяют как произведение жизнеспособности в данной среде, обусловливающей большую или меньшую вероятность достижения репродуктивного возраста, на репродуктивную способность особи. Различия между организмами по приспособленности, оцениваемой передачей аллелей следующему поколению, выявляются в природе с помощью естественного отбора Главный результат отбора заключается непросто в выживании более жизнеспособных, а в относительном вкладе таких особей в генофонд дочерней популяции.
Необходимой предпосылкой отбора является борьба за существование - конкуренция запищу, жизненное пространство, партнера для спаривания. Естественный отбор происходит на всех стадиях онтогенеза организмов. На дорепродуктивных стадиях индивидуального развития, например в эмбриогенезе, преобладающим механизмом отбора служит дифференциальная избирательная) смертность В конечном итоге отбор обеспечивает дифференциальное
(избирательное )
воспроизведение
(размножение )
генотипов. Благодаря естественному отбору аллели (признаки, повышающие выживаемость и репродуктивную способность, накапливаются в ряду поколений, изменяя генетический состав популяций в биологически целесообразном направлении. В природных условиях естественный отбор осуществляется исключительно по фенотипу. Отбор генотипов происходит вторично через отбор фенотипов, которые отражают генетическую конституцию организмов.
Как элементарный эволюционный фактор естественный отбор действует в популяциях. Популяция является полем действия отдельные особи - объектами действия а конкретные признаки - точками приложения отбора.
Эффективность отбора по качественному и количественному изменению генофонда популяции зависит от величины давления и направления его действия. Величину давления отбора выражают коэффициентом отбора S, который характеризует интенсивность устранения из репродуктивного процесса или сохранения в нем соответственно менее или более приспособленных форм по сравнению с формой, принятой за стандарт приспособленности. Так, если некий локус представлен аллелями A
1
и А, то популяция по генотипам делится натри группы A
1
A
1
; A
1
A
2
; A
2
A
2
. Обозначим приспособленность этих генотипов W
0
, W
1
,
W
2
. Выберем в качестве стандарта первый генотип, относительная приспособленность которого максимальна и равна 1. Тогда приспособленности других генотипов составят доли этого стандарта или W
0
/W
0
= 1,
W
1
/W
0
=l-S
1
, Величины S
1
и S
2
означают пропорциональное снижение в очередном
18

поколении воспроизводства генотипов A
1
A
2
и А
2
А
2
сравнительно с генотипом Отбор особенно эффективен в отношении доминантных аллелей при условии их полного фенотипического проявления и менее эффективен в отношении рецессивных аллелей, а также в условиях неполной пенетрантности. На результат отбора влияет исходная концентрация аллеля в генофонде. При низких и высоких концентрациях отбор происходит медленно. Изменение доли доминантного аллеля в сравнении с рецессивным при коэффициенте отбора 0,01 приведено ниже.
Возрастание, Число поколений 250 1-50 500 50-98 5000 98-99,9 В теории, упрощая ситуацию, допускают, что отбор через фенотипы действует на генотипы благодаря различиям в приспособительной ценности отдельных аллелей. В реальной жизни приспособительная ценность генотипов зависит от влияния на фенотип и взаимодействия всей совокупности генов. Оценка величины давления отбора по изменению концентрации отдельных аллелей технически часто невыполнима. Поэтому расчет проводят по изменению концентрации организмов определенного фенотипа.
Пусть в популяции присутствуют организмы двух фенотипических классов Аи В в отношении С
A
/С
B
= U
1
. Вследствие различий по приспособленности происходит естественный отбор (селекция, который изменяет соотношение особей с фенотипами Аи В. В следующем поколении оно станет С
A
/С
B
= U
2
= U
1
(1 + S), где
S - коэффициент отбора. Отсюда S = U
2
/U
1
- 1. При селективном преимуществе фенотипа А U
2
> U
1
, a S > 0. При селективном преимуществе фенотипа В U
2
1
и S
2
= U
1
, a S=0. В рассмотренном примере при S > 0 отбор сохраняет в популяции в ряду поколений фенотипы Аи устраняет фенотипы В, при S отрицательным.
В зависимости от результата различают стабилизирующую, движущую и дизруптивную формы естественного отбора (рис. 11.4). Стабилизирующий отбор сохраняет в популяции средний вариант фенотипа или признака. Он устраняет из репродуктивного процесса фенотипы, уклоняющиеся от сложившейся адаптивной нормы, приводит к преимущественному размножению типичных организмов. Так, сотрудник одного из университетов США подобрал после снегопада и сильного ветра 136 оглушенных воробьев Passer domesticus. Из них 72 выживших воробья имели крылья средней длины, тогда как 64 погибшие птицы были либо длиннокрылыми, либо короткокрылыми. Стабилизирующая форма соответствует консервативной роли естественного отбора При относительном постоянстве
19

условий среды благодаря этой форме сохраняются результаты предшествующих этапов эволюции.
Движущий направленный отбор обусловливает последовательное изменение фенотипа в определенном направлении, что проявляется в сдвиге средних значений отбираемых признаков в сторону их усиления или ослабления. При смене условий обитания благодаря этой форме отбора в популяции закрепляется фенотип, более соответствующий среде. После того как новое значение признака придет в оптимальное соответствие условиям среды, движущая форма отбора сменяется стабилизирующей. Примером такого отбора является замещение в популяции гавани Плимут (Англия) крабов Carcinus maenas с широким головогрудным щитком животными с узким щитком в связи с увеличением количества ила.
Рис. 11.4. Формы естественного отбора:
I -стабилизирующая, движущая, дизруптивная последовательные поколения особей

Рис. 11.5. Изменение массы тела мышей из двух популяций в последовательных поколениях вследствие отбора поэтому признаку
1 - тяжелые животные, 2 - легкие животные
Направленный отбор составляет основу искусственного отбора. Так, водном эксперименте на протяжении ряда поколений из популяции шестинедельных мышей отбирали для скрещивания наиболее тяжелых и наиболее легких животных. Избирательное воспроизведение по признаку массы тела привело к образованию двух самостоятельных популяций, соответственно с возрастающей и убывающей массой тела (рис. 11.5). По окончании опыта, занявшего 11 поколений, ни одна из этих популяций не вернулась к первоначальной массе.
Дизруптивный разрывающий отбор сохраняет несколько разных фенотипов с равной приспособленностью. Он действует против особей со средним или промежуточным значением признаков. Так, в зависимости от преобладающего цвета почвы улитки Cepaea nemoralis имеют раковины коричневой, желтой, розовой окраски. Дизруптивная форма отбора разрывает популяцию по определенному признаку на несколько групп. Она поддерживает в популяции состояние генетического полиморфизма.
В зависимости от формы отбор сокращает масштабы изменчивости, создает новую или сохраняет прежнюю картину разнообразия. Как и другие элементарные эволюционные факторы, естественный отбор вызывает изменения соотношений аллелей в генофондах популяций. Особенность его действия состоит в том, что эти изменения направленны. Отбор приводит генофонды в соответствие с критерием приспособленности. Он осуществляет обратную связь между изменениями генофонда и условиями обитания, накладывает на эти изменения печать биологической целесообразности (полезности. Естественный отбор действует совместно с другими эволюционными факторами. Поддерживая генотипическое разнообразие особей в ряду поколений, мутационный процесса также популяционные волны, комбинативная изменчивость создают для него необходимый материал.
Естественный отбор нельзя рассматривать как сито, сортирующее генотипы
21

по приспособленности. В эволюции ему принадлежит творческая роль Исключая из размножения генотипы с малой приспособительной ценностью, сохраняя благоприятные генные комбинации разного масштаба, он преобразует картину генотипической изменчивости, складывающуюся первоначально под действием случайных факторов, в биологически целесообразном направлении. Результатом творческой роли отбора является процесс органической эволюции, идущей в целом по линии прогрессивного усложнения морфофизиологической организации
(арогенез), а в отдельных ветвях - пути специализации (аллогенез).

Учебник отражает современное состояние науки об общих закономерностях происхождения и развития жизни на Земле. Во II часть учебника включены разделы: «Индивидуальное развитие организмов», «Закономерности и механизмы онтогенеза», «Постнатальный онтогенез и проблема гомеостаза», «История становления эволюционного учения», «Популяция - элементарная единица эволюции. Факторы эволюции», «Органический мир как результат процесса эволюции», «Антропогенез», «Введение в экологию. Биографические и антропогенные характеристики окружающей среды», «Человек и биосфера».
Учебник предназначен для студентов ВУЗов, обучающихся по биологическим, медицинским и аграрным специальностям.

Особенности гаструляции у амфибий.
Ниже границы анимального и вегетативного полушарий бластулы образуется борозда, принимающая подковообразную форму. Затем концы её смыкаются, и образуется бластопор. Последний охватывает вегетативную зону (желточную пробку) кольцом. Клетки в области борозды бластопора погружаются внутрь, в результате чего образуется полость первичной кишки, или гастроцель (рис. 112).

Через дорсальную губу мигрируют клетки будущей хорды, через вентральную - клетки формирующейся энтодермы и через латеральные губы - клетки закладывающейся мезодермы. Спустя некоторое время начинает доминировать эпиболия: микромеры, смещаясь в вегетативном направлении, как бы наползают снаружи на макромеры и, достигая бластопора, мигрируют внутрь. Из стенки первичной кишки энтероцелъным способом образуется хорда и мезодерма. Начало хорде дают стенки среднего (спинного) пузырька, мезодерма формируется из стенок двух боковых пузырьков (рис. 112).

Оглавление
ГЛАВА 7. ИНДИВИДУАЛЬНОЕ РАЗВИТИЕ ОРГАНИЗМОВ 3
7.1. Жизненные циклы организмов как отражение их эволюции. Понятие об онтогенезе. Периодизация онтогенеза, 3
7.2. Борьба материализма и идеализма в решении проблемы развития. Преформизм и эпигенез 8
7.3. Общая характеристика стадий эмбрионального развития 11
7.3.1. Дробление 11
7.3.2. Гаструляция 18
7.3.3. Стадия первичного органогенеза 27
7.3.4. Стадия дефинитивного органогенеза 28
7.4. Внезародышевые (провизорные) органы 28
ГЛАВА 8. ЗАКОНОМЕРНОСТИ И МЕХАНИЗМЫ ОНТОГЕНЕЗА 31
8.1. Дифференциация в развитии. Этапы дифференциации 31
8.2. Факторы клеточной дифференциации 32
8.3. Механизмы избирательной активности генов 37
8.4. Целостность онтогенеза. Интеграция в развитии. Понятие о корреляциях 39
8.5. Роль наследственности и среды в онтогенезе 44
8.6. Критические периоды развития. Тератогенные факторы среды 45
ГЛАВА 9. ПОСТНАТАЛЬНЫЙ ОНТОГЕНЕЗ И ПРОБЛЕМА ГОМЕОСТАЗА 48
9.1. Общая характеристика постнатального онтогенеза (постэмбрионального развития) 48
9.2. Биологические аспекты и механизмы старения 50
9.3. Биологическая и клиническая смерть 53
9.4. Понятие о гомеостазе. Общие закономерности гомеостаза живых систем 54
9.5. Регенерация органов и тканей как процесс развития 58
9.5.1. Физиологическая регенерация 59
9.5.2. Репаративная регенерация 60
9.5.3. Патологическая регенерация 62
9.5.4. Способы репаративной регенерации 63
9.6. Биологические ритмы. Значение хронобиологии в медицине 65
ГЛАВА 10. ИСТОРИЯ СТАНОВЛЕНИЯ ЭВОЛЮЦИОННОГО УЧЕНИЯ 69
10.1. До дарвиновский период становления эволюционной идеи 69
10.2. Возникновение дарвинизма 70
10.3. Основные положения эволюционной теории Ч. Дарвина 78
10.4. Характеристика современного периода синтеза дарвинизма и генетики. Современная (синтетическая) теория эволюции 83
10.5. Биологический вид - реально существующая группа особей в природе 85
10.6. Макро- и микроэволюция. Характеристика их результатов 87
ГЛАВА 11. ПОПУЛЯЦИЯ - ЭЛЕМЕНТАРНАЯ ЕДИНИЦА ЭВОЛЮЦИИ. ФАКТОРЫ ЭВОЛЮЦИИ 90
11.1. Популяция - элементарная единица эволюции. Содержательное и математическое выражение закона Харди-Вайнберга. Понятие о первичном эволюционном явлении 90
11.2. Характеристика элементарных эволюционных факторов 94
11.2.1. Мутации 94
11.2.2. Популяционные волны 97
11.2.3. Изоляция 99
11.2.4. Адаптивный характер и формы естественного отбора 101
11.2.4.1. Движущий отбор 102
11.2.4.2. Стабилизирующий отбор 103
11.2.4.3. Дизруптивный отбор 105
11.3. Видообразование и формирование адаптации 106
11.3.1. Способы видообразования 106
11.3.2. Адаптации и предадаптации 108
11.3.3. Понятие об экологической нише 110
11.4. Специфика действия элементарных эволюционных факторов в популяциях людей ПО
11.4.1. Популяционная структура человечества 110
11.4.2. Влияние мутационного процесса на генетическую конституцию людей 111
11.4.3. Специфика действия естественного отбора в человеческих популяциях. Популяционно-генетические эффекты действия систем отбора-контротбора 113
11.4.4: Генетический полиморфизм и генетический груз человечества. Генетический полиморфизм 116
ГЛАВА 12. ОРГАНИЧЕСКИЙ МИР КАК РЕЗУЛЬТАТ ПРОЦЕССА ЭВОЛЮЦИИ 122
12.1. Возникновение жизни на Земле 122
12.2. Проблема направленности эволюционного процесса 128
12.3. Биологический и морфофизиологический прогресс, их критерии и генетическая основа 129
12.4. Необратимость эволюции. Принципы эволюции органов 134
12.5. Филогенетические связи в живой природе и естественная классификация живых форм 137
ГЛАВА 13. АНТРОПОГЕНЕЗ 141
13.1. Положение вида Человек разумный (Homo sapiens) в системе животного мира. Качественное своеобразие человека 141
13.2. Стадии (этапы) антропогенеза 144
13.3. Биологические факторы антропогенеза 149
13.4. Специфика действия биологических факторов в современной период антропогенеза 150
13.5. Социальные факторы антропогенеза 150
13.6. «Белые пятна» проблемы антропогенеза 151
13.7. Современные гипотезы происхождения человека 154
13.8. Расы и видовое единство человечества 158
13.9. Биологическое наследство человека, его значение в определении здоровья людей. Критика положений биологизаторских концепций природы человека и факторов развития человечества 160
13.10. Перспективы человечества 162
ГЛАВА 14. ВВЕДЕНИЕ В ЭКОЛОГИЮ. БИОГРАФИЧЕСКИЕ И АНТРОПОГЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ 165
14.1. Экология как наука об отношениях организмов с окружающей средой 165
14.2. Понятие об экологических факторах, экосистеме, биогеоценозе 166
14.3. Биогеоценоз как относительно стабильный саморегулирующийся природный комплекс 168
14.4. Антропобиогеоценоз. Специфика среды жизни людей 172
14.5. Предмет экологии человека. Биологический и социальный аспекты адаптации людей, её опосредованный характер 175
14.6. Общая характеристика антропогенных систем 178
14.7. Биологическая изменчивость людей и биогеографическая характеристика среды. Экологическая дифференциация человечества 179
ГЛАВА 15. ЧЕЛОВЕК И БИОСФЕРА 182
15.1. Понятие о биосфере. Современные концепции биосферы 182
15.2. Живое вещество и функции биосферы 183
15.3. Эволюция биосферы 186
15.4. Ноосфера - высший этап эволюции биосферы. Человек как природный объект и активный элемент биосферы 187
15.5. Международные программы по изучению биосферы 190.

1) Какую функцию в муравейнике выполняли муравьи, участвующие в эксперименте?

2) Чем экспериментаторы кормили муравьёв до начала эксперимента?

3) Какое оптимальное соотношение белков и углеводов в рационе питания чёрных садовых муравьёв обеспечило им жизнь до 400 дней?

ЧТО ПРЕДПОЧИТАЕТ ЕСТЬ МУРАВЕЙ?

Чёрные садовые муравьи, оказывается, очень удобный объект для изучения влияния фактора питания на продолжительность жизни. В естественных условиях они питаются падью - сладким соком растений, а также мёртвыми насекомыми. Но чего и сколько съедает отдельный муравей, понять трудно, потому что распределение добычи, принесённой муравьями-фуражирами, происходит в недрах гнезда. До эксперимента было известно, что белковая часть пищи идёт в основном на прокормление личинок, а взрослые особи предпочитают растительную пищу. Исследовать проблему питания оказалось сложно, так как муравьиные колонии неоднородны по составу, поэтому был поставлен эксперимент.

Предварительно учёные сформировали более 100 экспериментальных групп по 200 рабочих муравьёв-фуражиров в каждой. Насекомых отбирали вне гнезда, когда они собирали корм. В этих однородных группах не было ни королевы, ни личинок. Каждую группу поместили в «гнездо» - пластиковую чашку диаметром 10 см, дно которой выстилали влажной ватой. Гнездо ставили на круглую подставку диаметром 12 см с очень скользкими стенками, которые не позволяли насекомым сбежать. В этой же зоне муравьёв и кормили из единственной кормушки - так проще было учитывать потреблённый за сутки корм, число муравьёв у кормушки и число кормящихся насекомых. Сначала им давали 15%-ный раствор пчелиного мёда и мучных червей (личинок мучного хруща), а спустя неделю, когда насекомые пообвыклись на новом месте, начали эксперимент.

На первом этапе эксперимента учёные решили проверить, как на продолжительность жизни муравьёв влияет соотношение белков и углеводов. Для насекомых приготовили искусственные корма, в которых общая концентрация питательных веществ была постоянной, неизменным оставалось и содержание витаминов, минералов и жиров, а отношение белков и углеводов составляло 5:1, 3:1, 1:3 и 1:5. Каждый из этих четырёх рационов опробовали 32 экспериментальные группы. Ежедневно исследователи убирали из гнезда мёртвых муравьев; эксперимент длился до тех пор, пока не умерли все насекомые. В результате было установлено что группы, находящиеся преимущественно на углеводной диете, продержались около 400 дней, а с максимальным преобладанием белков едва дотягивали до 50 дней. Таким образом, учёным удалось установить наиболее оптимальное соотношение углеводной и белковой пищи в питании муравьёв-фуражиров.

Задания части С1-С4

1. Какие экологические факторы способствуют регуляции численности волков в экосистеме?

Ответ:
1) антропогенные: сокращение площади лесов, чрезмерный отстрел;
2) биотические: недостаток корма, конкуренция, распространение заболеваний.

2. Определите тип и фазу деления клетки, изображённой на рисунке. Какие процессы происходят в этой фазе?

Ответ:
1) на рисунке изображена метафаза митоза;
2) нити веретена деления прикрепляются к центромерам хромосом;
3) в этой фазе двухроматидные хромосомы выстраиваются в плоскости экватора.

3. Почему вспашка почвы улучшает условия жизни культурных растений?

Ответ:
1)способствует уничтожению сорняков и ослабляет конкуренцию с культурными растениями;
2)способствует снабжению растений водой и минеральными веществами;
3)увеличивает поступление кислорода к корням.

4. Чем природная экосистема отличается от агроэкосистемы?

Ответ:
1)большим биоразнообразием и разнообразием пищевых связей и цепей питания;
2)сбалансированным круговоротом веществ;
3)продолжительными сроками существования.

5. Раскройте механизмы, обеспечивающие постоянство чис¬ла и формы хромосом во всех клетках организмов из поколения в поколение?

Ответ:
1)благодаря мейозу образуются гаметы с гаплоидным набором хромосом;
2)при оплодотворении в зиготе восстанавливается диплоидный набор хромосом, что обеспечивает постоянство хромосомного набора;
3)рост организма происходит за счет митоза, обеспечивающего постоянство числа хромосом в соматических клетках.

6. В чем состоит роль бактерий в круговороте веществ?

Ответ:
1)бактерии-гетеротрофы - редуценты разлагают органические вещества до минеральных, которые усваиваются растениями;
2)бактерии-автотрофы (фото, хемотрофы) - продуценты синтезируют органические вещества из неорганических, обеспечивая круговорот кислорода, углерода, азота и др.

7. Какие признаки характерны для моховидных растений?

Ответ:

2)размножаются мхи как половым, так и бесполым путем с чередованием поколений: полового (гаметофит) и бесполого (спорофит);
3)взрослое растение мха - половое поколение (гаметофит) а коробочка со спорами - бесполое (спорофит);
4)оплодотворение происходит при наличии воды.

8. Белки, как правило, обитают в хвойном лесу и питаются преимущественно семенами ели. Какие биотические факторы могут привести к сокращению численности популяции белок?

9. Известно, что аппарат Гольджи особенно хорошо развит в железистых клетках поджелудочной железы. Объясните почему.

Ответ:
1)в клетках поджелудочной железы синтезируются ферменты, которые накапливаются в полостях аппарата Гольджи;
2)в аппарате Гольджи ферменты упаковываются в виде пузырьков;
3)из аппарата Гольджи ферменты выносятся в проток поджелудочной железы.

10. В пробирку поместили рибосомы из разных клеток, весь набор аминокислот и одинаковые молекулы иРНК и тРНК, создали все условия для синтеза белка. Почему в пробирке будет синтезироваться один вид белка на разных рибосомах?

Ответ:
1)первичная структура белка определяется последовательностью аминокислот;
2)матрицами для синтеза белка являются одинаковые молекулы иРНК, в которых закодирована одна и та же первичная структура белка.

11. Какие особенности строения характерны для представителей типа Хордовых?

Ответ:
1)внутренний осевой скелет;
2)нервная система в виде трубки на спинной стороне тела;
3)щели в пищеварительной трубке.

12. Клевер произрастает на лугу, опыляется шмелями. Какие биотические факторы могут привести к сокращению численности популяции клевера?

Ответ:
1)уменьшение численности шмелей;
2)увеличение численности растительноядных животных;
3)размножение растений конкурентов (злаков и др).

13. Общая масса митохондрий по отношению к массе клеток различных органов крысы составляет: в поджелудочной железе - 7,9%, в печени - 18,4%, в сердце - 35,8%. Почему в клетках этих органов различное содержание митохондрий?

Ответ:
1)митохондрии являются энергетическими станциями клетки, в них синтезируются и накапливаются молекулы АТФ;
2)для интенсивной работы сердечной мышцы необходимо много энергии, поэтому содержание митохондрий в ее клетках наиболее высокое;
3)в печени количество митохондрий по сравнению с поджелудочной железой выше, так как в ней идет более интенсивный обмен веществ.

14. Объясните, почему говядину, которая не прошла санитарного контроля, опасно употреблять в пищу в недоваренном или слабо прожаренном виде.

Ответ:
1)в говяжьем мясе могут быть финны бычьего цепня;
2)в пищеварительном канале из финны развивается взрослый червь, и человек становится окончательным хозяином.

15. Назовите органоид растительной клетки, изображенный на рисунке, его структуры, обозначенные цифрами 1-3, и их функции.

Ответ:
1)изображенный органоид - хлоропласт;
2)1 - тилакоиды граны, участвуют в фотосинтезе;
3)2 - ДНК, 3 - рибосомы, участвуют в синтезе собственных белков хлоропласта.

16. Почему бактерии нельзя отнести к эукариотам?

Ответ:
1)в их клетках ядерное вещество представлено одной кольцевой молекулой ДНК и не отделено от цитоплазмы;
2)не имеют митохондрий, комплекса Гольджи, ЭПС;
3)не имеют специализированных половых клеток, отсутствуют мейоз и оплодотворение.

17. Какие изменения биотических факторов могут привести к увеличению численности популяции голого слизня, обитающего в лесу и питающегося преимущественно растениями?

18. В листьях растений интенсивно протекает процесс фотосинтеза. Происходит ли он в зрелых и незрелых плодах? Ответ поясните.

Ответ:
1)фотосинтез происходит в незрелых плодах (пока они зеленые), так как в них имеются хлоропласты;
2)по мере созревания хлоропласты превращаются в хромопласты, в которых не происходит фотосинтез.

19. Какие стадии гаметогенеза обозначены на рисунке буквами А, Б и В? Какой набор хромосом имеют клетки на каждой из этих стадий? К развитию каких специализированных клеток ведет этот процесс?

Ответ:
1)А - стадия (зона) размножения (деления), клетки диплоидные;
2)Б - стадия (зона) роста, клетка диплоидная;
3)В - стадия (зона) созревания, клетки гаплоидные, развиваются сперматозоиды.

20. Чем отличаются по строению бактериальные клетки от клеток организмов других царств живой природы? Укажите не менее трех отличий.

Ответ:
1)отсутствует оформленное ядро, ядерная оболочка;
2)отсутствует ряд органоидов: митохондрии, ЭПС, комплекс Гольджи и др.;
3)имеют одну кольцевую хромосому.

21. Почему растения (продуценты) считают начальным звеном круговорота веществ и превращения энергии в экосистеме?

Ответ:
1)создают органические вещества из неорганических;
2)аккумулируют солнечную энергию;
3)обеспечивают органическими веществами и энергией организмы других звеньев экосистемы.

22. Какие процессы обеспечивают передвижение воды и минеральных веществ по растению?

Ответ:
1)из корня в листья вода и минеральные вещества передвигаются по сосудам за счет транспирации, в результате которой возникает сосущая сила;
2)восходящему току в растении способствует корневое давление, которое возникает в результате постоянного поступления воды в корень за счет разницы концентрации веществ в клетках и окружающей среде.

23. Рассмотрите изображенные на рисунке клетки. Определите, какими буквами обозначены прокариотическая и эукариотическая клетки. Приведите доказательства своей точки зрения.

Ответ:
1)А - прокариотическая клетка, Б - эукариотическая клетка;
2)клетка на рисунке А не имеет оформленного ядра, ее наследственный материал представлен кольцевой хромосомой;
3)клетка на рисунке Б имеет оформленное ядро и органоиды.

24. В чем проявляется усложнение кровеносной системы земноводных по сравнению с рыбами?

Ответ:
1)сердце становится трехкамерным;
2)появляется второй круг кровообращения;
3)в сердце содержится венозная и смешанная кровь.

25. Почему экосистему смешанного леса считают более устойчивой, чем экосистему елового леса?

Ответ:
1)в смешанном лесу больше видов, чем в еловом;
2)в смешанном лесу цепи питания более длинные и разветвленные, чем в еловом;
3)в смешанном лесу ярусов больше, чем в еловом.

26. Участок молекулы ДНК имеет следующий состав: ГАТГААТАГТГЦТТЦ. Перечислите не менее трех последствий, к которым может привести случайная замена седьмого нуклеотида тимина на цитозин (Ц).

Ответ:
1)произойдет генная мутация - изменится кодон третьей аминокислоты;
2)в белке может произойти замена одной аминокислоты на другую, в результате изменится первичная структура белка;
3)могут измениться все остальные структуры белка, что повлечет появление у организма нового признака.

27. Красные водоросли (багрянки) обитают на большой глубине. Несмотря на это, в их клетках происходит фотосинтез. Объясните, за счет чего происходит фотосинтез, если толща воды поглощает лучи красно - оранжевой части спектра.

Ответ:
1)для фотосинтеза необходимы лучи не только красной, но и синей части спектра;
2)в клетках багрянок содержится красный пигмент, который поглощает лучи синей части спектра, их энергия используется в процессе фотосинтеза.

28. Найдите ошибки в приведенном тексте. Укажите номера предложений, в которых сделаны ошибки, исправьте их.
1.Кишечнополостные - это трехслойные многоклеточные животные. 2.Они имеют гастральную или кишечную полость. 3.Кишечная полость включает стрекательные клетки. 4.Кишечнополостные имеют сетчатую (диффузную) нервную систему. 5.Все кишечнополостные - свободноплавающие организмы.

1)1 - кишечнополостные - двухслойные животные;
2)3 - стрекательные клетки содержатся в эктодерме, а не в кишечной полости;
3)5 - среди кишечнополостных есть прикрепленные формы.

29. Каким образом происходит газообмен в лёгких и тканях у млекопитающих? Чем обусловлен этот процесс?

Ответ:
1)в основе газообмена лежит диффузия, которая обусловлена разницей концентрации газов (парциального давления) в воздухе альвеол и в крови;
2)кислород из области высокого давления в альвеолярном воздухе поступает в кровь, а углекислый газ из области высокого давления в крови поступает в альвеолы;
3)в тканях кислород из области высокого давления в капиллярах поступает в межклеточное вещество и далее в клетки органов. Углекислый газ из области высокого давления в межклеточном веществе поступает в кровь.

30. В чем проявляется участие функциональных групп организмов в круговороте веществ в биосфере? Рассмотрите роль каждой из них в круговороте веществ в биосфере.

Ответ:
1)продуценты синтезируют органические вещества из неорганических (углекислого газа, воды, азота, фосфора и других минеральных веществ), выделяют кислород (кроме хемотрофов);
2)консументы (и другие функциональные группы) организмов используют и преобразуют органические вещества, окисляют их в процессе дыхания, поглощая кислород и выделяя углекислый газ и воду;
3)редуценты разлагают органические вещества до неорганических соединений азота, фосфора и др., возвращая их в среду.

31. Участок молекулы ДНК, кодирующей последовательность аминокислот в белке, имеет следующий состав: Г-А-Т-Г-А-А-Т-А-Г-ТТ-Ц-Т-Т-Ц. Объясните, к каким последствиям может привести случайное добавление нуклеотида гуанина (Г) между седьмым и восьмым нуклеотидами.

Ответ:
1)произойдёт генная мутация — могут измениться коды третьей и последующих аминокислот;
2)может измениться первичная структура белка;
3)мутация может привести к появлению нового признака у организма.

32. Какие органы растений повреждают майские жуки на разных стадиях инди-видуального развития?

Ответ:
1)корни растений повреждают личинки;
2)листья деревьев повреждают взрослые жуки.

33. Найдите ошибки в приведённом тексте. Укажите номера предложений, в которых сделаны ошибки, исправьте их.
1. Плоские черви — это трехслойные животные. 2. К типу Плоские черви относят белую планарию, человеческую аскариду и печеночного сосальщика. 3. Плоские черви имеют вытянутое уплощенное тело. 4. У них хорошо развита нервная система. 5. Плоские черви — раздельнополые животные, откладывают яйца.

Ошибки допущены в предложениях:
1)2 — к типу Плоские черви не относят человеческую аскариду, это Круглый червь;
2)4 — у плоских червей нервная система развита слабо;
3)5 — Плоские черви — гермафродиты.

34. Что представляет собой плод? Каково его значение в жизни растений и жи-вотных?

Ответ:
1)плод — генеративный орган покрытосеменных растений;
2)содержит семена, с помощью которых происходит размножение и расселение растений;
3)плоды растений — пища для животных.

35. Большая часть видов птиц улетает на зиму из северных районов, несмотря на их теплокровность. Укажите не менее трёх факторов, которые являются причиной перелётов этих животных.

Ответ:
1)пищевые объекты насекомоядных птиц становятся не доступными для добывания;
2)ледовый покров на водоёмах и снеговой покров на земле лишают пищи растительноядных птиц;
3)изменение продолжительности светового дня.

36. Какое молоко, стерилизованное или свеженадоенное, прокиснет быстрее в одних и тех же условиях? Ответ поясните.

Ответ:
1)быстрее прокиснет свеженадоенное молоко, так как в нем имеются бактерии, вызывающие сбраживание продукта;
2)при стерилизации молока клетки и споры молочнокислых бактерий погибают, и молоко сохраняется дольше.

37. Найдите ошибки в приведенном тексте. Укажите номера предложений, в которых сделаны ошибки, объясните их.
1. Основные классы типа членистоногих — Ракообразные, Паукообразные и Насекомые. 2. Тело ракообразных и паукообразных расчленено на голову, грудь и брюшко. 3. Тело насекомых состоит из головогруди и брюшка. 4. У паукообразных усиков нет. 5. У насекомых две пары усиков, а у ракообразных одна пара.

Ошибки допущены в предложениях:
1)2 - тело ракообразных и паукообразных состоит из головогруди и брюшка;
2)3 - тело насекомых состоит из головы, груди и брюшка;
3)5 - у насекомых одна пара усиков, а у ракообразных две пары.

38. Докажите, что корневище растения — видоизмененный побег.

Ответ:
1)корневище имеет узлы, в которых находятся рудиментарные листья и почки;
2)на верхушке корневища находится верхушечная почка, определяющая рост побега;
3)от корневища отходят придаточные корни;
4)внутреннее анатомическое строение корневища сходно со стеблем.

39. Для борьбы с насекомыми-вредителями человек применяет химические вещества. Укажите не менее трёх изменений жизни дубравы в случае, если в ней химическим способом будут уничтожены все растительноядные насекомые. Объясните, почему они произойдут.

Ответ:
1)численность насекомоопыляемых растений резко сократится, так как растительноядные насекомые являются опылителями растений;
2)резко сократится численность насекомоядных организмов (консументов ІІ порядка) или они исчезнут из-за нарушения цепей питания;
3)часть химических веществ, которыми уничтожали насекомых, попадет в почву, что приведет к нарушению жизнедеятельности растений, гибели почвенной флоры и фауны, все нарушения могут привести к гибели дубравы.

40. Почему лечение антибиотиками может привести к нарушению функции кишечника? Назовите не менее двух причин.

Ответ:
1)антибиотики убивают полезные бактерии, обитающие в кишечнике человека;
2)нарушаются расщепление клетчатки, всасывание воды и другие процессы.

41.Какая часть листа обозначена на рисунке буквой А и из каких структур она состоит? Какие функции выполняют эти структуры?

1)буквой А обозначен сосудисто-волокнистый пучок (жилка), в состав пучка входят сосуды, ситовидные трубки, механическая ткань;
2)сосуды обеспечивают транспорт воды в листья;
3)ситовидные трубки обеспечивают транспорт органических веществ из листьев в другие органы;
4)клетки механической ткани придают прочность и являются каркасом листа.

42. Каковы характерные признаки царства грибов?

Ответ:
1)тело грибов состоит из нитей - гифов, образующих грибницу;
2)размножаются половым путем и бесполым (спорами, грибницей, почкованием);
3)растут в течение всей жизни;
4)в клетке: оболочка содержит хитиноподобное вещество, запасное питательное вещество - гликоген.

43. В небольшом водоеме, образовавшемся после разлива реки, обнаружены следующие организмы: инфузории-туфельки, дафнии, белые планарии, большой прудовик, циклопы, гидры. Объясните, можно ли этот водоем считать экосистемой. Приведите не менее трех доказательств.

Ответ:
Названный временный водоем нельзя назвать экосистемой, так как в нем:
1)отсутствуют продуценты;
2)отсутствуют редуценты;
3)отсутствует замкнутый круговорот веществ и нарушены цепи питания.

44. Почему под жгут, который накладывают для остановки кровотечения из крупных кровеносных сосудов, кладут записку с указанием времени его наложения?

Ответ:
1)прочитав записку, можно определить, сколько времени прошло после наложения жгута;
2)если через 1-2 часа не удалось доставить больного к врачу, то следует на некоторое время ослабить жгут. Это предупредит омертвление тканей.

45. Назовите структуры спинного мозга, обозначенные на рисунке цифрами 1 и 2, и опишите особенности их строения и функции.

Ответ:
1)1 - серое вещество, образовано телами нейронов;
2)2 - белое вещество, образовано длинными отростками нейронов;
3)серое вещество осуществляет рефлекторную функцию, белое вещество - проводниковую функцию.

46. Какую роль играют слюнные железы в пищеварении у млекопитающих? Укажите не менее трех функций.

Ответ:
1)секрет слюнных желез смачивает и обеззараживает пищу;
2)слюна участвует в формировании пищевого комка;
3)ферменты слюны способствуют расщеплению крахмала.

47. В результате вулканической деятельности в океане образовался остров. Опишите последовательность формирования экосистемы на недавно образовавшемся участке суши. Укажите не менее трех элементов.

Ответ:
1)первыми поселятся микроорганизмы и лишайники, которые обеспечивают образование почвы;
2)на почве поселяются растения, споры или семена которых заносятся ветром или водой;
3)по мере развития растительности в экосистеме появляются животные, в первую очередь членистоногие и птицы.

48. Опытные садоводы вносят удобрения в бороздки, расположенные по краям приствольных кругов плодовых деревьев, а не распределяют их равномерно. Объясните почему.

Ответ:
1)корневая система разрастается, зона всасывания перемещается за верхушкой корня;
2)корни с развитой зоной всасывания - корневыми волосками - находятся по краям приствольных кругов.

49. Какой видоизмененный побег представлен на рисунке? Назовите элементы строения, обозначенные на рисунке цифрами 1, 2, 3, и функции, которые они выполняют.

Ответ:
1)луковица;
2)1 - сочный чешуевидный лист, в котором запасаются питательные вещества и вода;
3)2 - придаточные корни, обеспечивающие поглощение воды и минеральных веществ;
4)3 - почка, обеспечивает рост побега.

50. Каковы особенности строения и жизнедеятельности мхов? Укажите не менее трех элементов.

Ответ:
1)большинство мхов - листостебельные растения, некоторые из них имеют ризоиды;
2)у мхов слабо развита проводящая система;
3)размножаются мхи как половым, так и бесполым способом, с чередованием поколений: полового (гаметофит) и бесполого (спорофит); взрослое растение мха - половое поколение, а коробочка со спорами - бесполое.

51. В результате лесного пожара выгорела часть елового леса. Объясните, как будет происходить его самовосстановление. Укажите не менее трех этапов.

Ответ:
1)первыми развиваются травянистые светолюбивые растения;
2)потом появляются всходы березы, осины, сосны, семена которых попали с помощью ветра, образуется мелколиственный или сосновый лес.
3)под пологом светолюбивых пород развиваются теневыносливые ели, которые впоследствии полностью вытесняют другие деревья.

52. Для установления причины наследственного заболевания исследовали клетки больного и обнаружили изменение длины одной из хромосом. Какой метод исследования позволил установить причину данного заболевания? С каким видом мутации оно связано?

Ответ:
1)причина болезни установлена с помощью цитогенетического метода;
2)заболевание вызвано хромосомной мутацией - утратой или присоединением фрагмента хромосомы.

53. Какой буквой на рисунке обозначена бластула в цикле развития ланцетника. Каковы особенности формирования бластулы?

Ответ:
1)бластула обозначена буквой Г;
2)бластула формируется при дроблении зиготы;
3)размеры бластулы не превышают размеров зиготы.

54. Почему грибы выделяют в особое царство органического мира?

Ответ:
1)тело грибов состоит из тонких ветвящихся нитей — гифов, образующих мицелий, или грибницу;
2)клетки мицелия запасают углеводы в виде гликогена;
3)грибы нельзя отнести к растениям, так как в их клетках нет хлорофилла и хлоропластов; стенка содержит хитин;
4)грибы нельзя отнести к животным, так как они всасывают питательные вещества всей поверхностью тела, а не заглатывают в виде пищевых комочков.

55. В некоторых лесных биоценозах для защиты куриных птиц проводили массовый отстрел дневных хищных птиц. Объясните, как отразилось это мероприятие на численности куриных.

Ответ:
1)вначале численность куриных возросла, так как были уничтожены их враги (естественно регулирующие численность);
2)затем численность куриных сократилась из-за нехватки корма;
3)возросло число больных и ослабленных особей из-за распространения болезней и отсутствия хищников, что тоже повлияло на снижение численности куриных.

56. Окраска шерсти зайца-беляка изменяется в течение года: зимой заяц белый, а летом серый. Объясните, какой вид изменчивости наблюдается у животного и чем определяется проявление данного признака.

Ответ:
1)у зайца наблюдается проявление модификационной (фенотипической, не-наследственной) изменчивости;
2)проявление данного признака определяется изменением условий среды обитания (температура, длина дня).

57. Назовите стадии эмбрионального развития ланцетника, обозначенные на рисунке буквами А и Б. Раскройте особенности образования каждой из этих стадий.
А Б

Ответ:
1)А — гаструла — стадия двухслойного зародыша;
2)Б — нейрула, имеет зачатки будущей личинки или взрослого организма;
3)гаструла образуется путём впячивания стенки бластулы, а в нейруле закладывается вначале нервная пластинка, которая служит регулятором для закладки остальных систем органов.

58. Назовите основные признаки строения и жизнедеятельности бактерий. Укажите не менее четырёх особенностей.

Ответ:
1)бактерии - доядерные организмы, не имеющие оформленного ядра и многих органоидов;
2)по способу питания бактерии - гетеротрофы и автотрофы;
3)высокая скорость размножения путем деления;
4)анаэробы и аэробы;
5)неблагоприятные условия переживают в состоянии спор.

59. Чем отличается наземно-воздушная среда от водной?

Ответ:
1)содержанием кислорода;
2)различиями в колебаниях температуы (широкая амплитуда колебаний в наземно - воздушной среде);
3)степенью освещенности;
4)плотностью.

Ответ:
1) морская капуста обладает свойством накапливать химический элемент йод;
2)йод необходим для нормальной функции щитовидной железы.

61. Почему клетку инфузории-туфельки считают целостным организмом? Какие органоиды инфузории-туфельки обозначены на рисунке цифрами 1 и 2 и какие функции они выполняют?

Ответ:
1) клетка инфузории выполняет все функции самостоятельного организма: обмен веществ, размножение, раздражимость, адаптация;
2) 1 — малое ядро, участвует в половом процессе;
3) 2 — большое ядро, регулирует процессы жизнедеятельности.

61. Каковы особенности строения и жизнедеятельности грибов? Укажите не менее трех признаков.

62. Объясните, какой вред растениям наносят кислотные дожди. Приведите не менее трех причин.

Ответ:
1)непосредственно повреждают органы и ткани растений;
2)загрязняют почву, уменьшают плодородие;
3)понижают продуктивность растений.

63. Почему при взлете или посадке самолета пассажирам рекомендуют сосать леденцы?

Ответ:
1)быстрое изменение давления при взлете или посадке самолета вызывает неприятные ощущения в среднем ухе, где исходное давление на барабанную перепонку сохраняется дольше;
2)глотательные движения улучшают доступ воздуха к слуховой (евстахиевой) трубе, через которую давление в полости среднего уха выравнивается с давлением в окружающей среде.

64. Чем отличается кровеносная система членистоногих от кровеносной системы кольчатых червей? Укажите не менее трех признаков, которые доказывают эти отличия.

Ответ:
1)у членистоногих кровеносная система незамкнутая, а у кольчатых червей замкнутая;
2)у членистоногих имеется сердце на спинной стороне;
3)у кольчатых червей сердца нет, его функцию выполняет кольцевой сосуд.

65. К какому типу относят животное, изображенное на рисунке? Что обозначено цифрами 1 и 2? Назовите других представителей этого типа.

Ответ:
1)к типу Кишечнополостных;
2)1 - эктодерма, 2 - кишечная полость;
3)коралловые полипы, медузы.

66. В чем проявляются морфологические, физиологические и поведенческие адаптации к температуре среды у теплокровных животных?

Ответ:
1)морфологические: теплоизолирующие покровы, подкожный слой жира, изменение поверхности тела;
2)физиологические: усиление интенсивности испарения пота и влаги при дыхании; сужение или расширение сосудов, изменение уровня обмена веществ;
3)поведенческие: строительство гнезд, нор, изменение суточной и сезонной активности в зависимости от температуры среды.

67. Как осуществляется поступление генетической информации из ядра в рибосому?

Ответ:
1)синтез иРНК происходит в ядре в соответствии с принципом комплементарности;
2)иРНК - копия участка ДНК, содержащая информацию о первичной структуре белка, перемещается из ядра к рибосоме.

68. В чем проявляется усложнение папоротников по сравнению с мхами? Приведите не менее трех признаков.

Ответ:
1)у папоротников появились корни;
2)у папоротников, в отличие от мхов, сформировалась развитая проводящая ткань;
3)в цикле развития папоротников бесполое поколение (спорофит) преобладает над половым (гаметофитом), который представлен заростком.

69. Назовите зародышевый листок позвоночного животного, обозначенный на рисунке цифрой 3. Какой тип ткани и какие органы формируются из него.

Ответ:
1)зародышевый листок - энтодерма;
2ткань эпителиальная (эпителий кишечника и органов дыхания);
3)органы: кишечник, пищеварительные железы, органы дыхания, некоторые железы внутренней секреции.

70. Какую роль играют птицы в биоценозе леса? Приведите не менее трёх примеров.

Ответ:
1)регулируют численность растений (распространяют плоды и семена);
2) регулируют численность насекомых, мелких грызунов;
3)служат пищей для хищников;
4)удобряют почву.

71. В чём проявляется защитная роль лейкоцитов в организме человека?

Ответ:
1)лейкоциты способны к фагоцитозу - пожиранию и перевариванию белков, микроорганизмов, отмерших клеток;
2)лейкоциты принимают участие в выработке антител, которые нейтрализуют определенные антигены.

72. Найдите ошибки в приведённом тексте. Укажите номера предложений, в которых они сделаны, исправьте их.
Согласно хромосомной теории наследственности:
1. Гены располагаются в хромосомах в линейном порядке. 2. Каждый занимает определенное место — аллель. 3. Гены одной хромосомы образуют группу сцепления. 4. Число групп сцепления определяется диплоидным бором хромосом. 5. Нарушение сцепления генов происходит в процессе конъюгации хромосом в профазе мейоза.

Ошибки допущены в предложениях:
1)2 — место расположения гена — локус;
2)4 — число групп сцепления равно гаплоидному набору хромосом;
3)5 — нарушение сцепления генов происходит при кроссинговере.

73. Почему зелёную эвглену одни учёные относят к растениям, а другие — к животным? Укажите не менее трёх причин.

Ответ:
1)способна к гетеротрофному питанию, как все животные;
2)способна к активному движению в поисках пищи, как все животные;
3)содержит в клетке хлорофилл и способна к автотрофному питанию, как растения.

74. Какие процессы происходят на этапах энергетического обмена?

Ответ:
1)на подготовительном этапе сложные органические вещества расщепляются до менее сложных (биополимеры — до мономеров), энергия рассеивается в виде тепла;
2)в процессе гликолиза глюкоза расщепляется до пировиноградной кислоты (или молочной кислоты, или спирта) и синтезируется 2 молекулы АТФ;
3)на кислородном этапе пировиноградная кислота (пируват) расщепляется до углекислого газа и воды и синтезируется 36 молекул АТФ.

75. В образовавшейся на теле человека ране кровотечение со временем приоста-навливается, однако может возникнуть нагноение. Объясните, какими свойствами крови это обусловлено.

Ответ:
1)кровотечение приостанавливается благодаря свёртыванию крови и образованию тромба;
2)нагноение обусловлено накоплением отмерших лейкоцитов, осуществивших фагоцитоз.

76. Найдите ошибки в приведенном тексте, исправьте их. Укажите номера пред-ложений, в которых сделаны ошибки, объясните их.
1. Большое значение в строении и жизнедеятельности организмов имеют белки. 2. Это биополимеры, мономерами которых являются азотистые основания. 3. Белки входят в состав плазматической мембраны. 4. Многие белки выполняют в клетке ферментативную функцию. 5. В молекулах белка зашифрована наследственная информация о признаках организма. 6. Молекулы белка и тРНК входят в состав рибосом.

Ошибки допущены в предложениях:
1)2 — мономерами белков являются аминокислоты;
2)5 — наследственная информация о признаках организма зашифрована в молекулах ДНК;
3)6- в состав рибосом входят молекулы рРНК, а не тРНК.

77. Что такое близорукость? В какой части глаза фокусируется изображение у близорукого человека? Чем различаются врождённая и приобретённая формы близорукости?

Ответ:
1)близорукость — это заболевание органов зрения, при котором человек плохо различает удалённые предметы;
2)у близорукого человека изображение предметов возникает перед сетчаткой;
3)при врождённой близорукости изменяется форма глазного яблока (удлиняется);
4)приобретенная близорукость связана с изменением (увеличением) кривизны хрусталика.

78. Чем отличается скелет головы человека от скелета головы человекообразных обезьян? Укажите не менее четырёх отличий.

Ответ:
1)преобладание мозгового отдела черепа над лицевым;
2)уменьшение челюстного аппарата;
3)наличие подбородочного выступа на нижней челюсти;
4)уменьшение надбровных дуг.

79. Почему объём мочи, выделяемой телом человека за сутки, не равен объём выпитой за это же время жидкости?

Ответ:
1)часть воды используется организмом или образуется в процессах обмена веществ;
2)часть воды испаряется через органы дыхания и потовые железы.

80. Найдите ошибки в приведенном тексте, исправьте их, укажите номера предложений, в которых они сделаны, запишите эти предложения без ошибок.
1. Животные — это гетеротрофные организмы, они питаются готовыми органическими веществами. 2. Различают одноклеточных и многоклеточных животных. 3. Все многоклеточные животные имеют двустороннюю симметрию тела. 4. У большинства из них развиты различные органы передвижения. 5. Кровеносную систему имеют только членистоногие и хордовые. 6. Постэмбриональное развитие у всех многоклеточных животных прямое.

Ошибки допущены в предложениях:
1) 3 — двусторонюю симметрию тела имеют не все многоклеточные животные; например, у кишечнополостных она лучевая (радиальная);
2) 5 — кровеносная система имеется также у кольчатых червей и моллюсков;
3) 6 — прямое постэмбриональное развитие присуще не всем многоклеточным животным.

81. Какое значение имеет кровь в жизнедеятельности человека?

Ответ:
1)выполняет транспортную функцию: доставка кислорода и питательных веществ к тканям и клеткам, удаление углекислого газа и продуктов обмена;
2)выполняет защитную функцию благодаря деятельности лейкоцитов и антител;
3)участвует в гуморальной регуляции жизнедеятельности организма.

82. Используйте сведения о ранних стадиях эмбриогенеза (зиготе, бластуле, гаструле) для подтверждения последовательности развития животного мира.

Ответ:
1) стадия зиготы соответствует одноклеточному организму;
2) стадия бластулы, где клетки не дифференцированы, сходна с колониальными формами;
3) зародыш на стадии гаструлы соответствует строению кишечнополостного (гидры).

83. Введение в вену больших доз лекарственных препаратов сопровождается их разбавлением физиологическим раствором (0,9% раствором NaCl). Поясните почему.

Ответ:
1) введение больших доз препаратов без разбавления может вызвать резкое изменение состава крови и необратимые явления;
2) концентрация физиологического раствора (0,9% раствор NaCl) соответствует концентрации солей в плазме крови и не вызывает гибели клеток крови.

84. Найдите ошибки в приведённом тексте, исправьте их, укажите номера пред-ложений, в которых они сделаны, запишите эти предложения без ошибок.
1. Животные типа членистоногих имеют наружный хитиновый покров и членистые конечности. 2. Тело у их большинства состоит из трёх отделов: головы, груди и брюшка. 3. Все членистоногие имеют по одной паре усиков. 4. Глаза у них сложные (фасеточные). 5. Кровеносная система у насекомых замкнутая.

Ошибки допущены в предложениях:
1)3 — по одной паре усиков имеют не все членистоногие (у паукообразных их нет, а у ракообразных — по две пары);
2)4 — не все членистоногие имеют сложные (фасеточные) глаза: у паукообразных они простые или отсутствуют, у насекомых наряду со сложными глазами могут быть простые;
3)5 — кровеносная система у членистоногих незамкнутая.

85. Каковы функции пищеварительной системы человека?

Ответ:
1)механическая обработка пищи;
2)химическая обработка пищи;
3)передвижение пищи и удаление непереваренных остатков;
4)всасывание питательных веществ, минеральных солей и воды в кровь и лимфу.

86. Чем характеризуется биологический прогресс у цветковых растений? Укажите не менее трёх признаков.

Ответ:
1)большим разнообразием популяций и видов;
2)широким расселением на земном шаре;
3)приспособленностью к жизни в разных экологических условиях.

87. Почему пищу надо тщательно пережёвывать?

Ответ:
1)хорошо пережёванная пища быстрее пропитывается слюной в ротовой полости и начинает перевариваться;
2)хорошо пережёванная пища быстрее пропитывается пищеварительными соками в желудке и кишечнике и поэтому легче переваривается.

88. Найдите ошибки в приведённом тексте. Укажите номера предложений, в которых они сделаны, исправьте их.
1.Популяция представляет собой совокупность свободно скрещивающихся особей одного вида, длительное время населяющих общую территорию.2.Разные популяции одного и того же вида относительно изолированы друг от друга, и их особи не скрещиваются между собой. 3. Генофонд всех популяций одного вида одинаков. 4. Популяция является элементарной единицей эволюции. 5. Группа лягушек одного вида, живущих в глубокой луже в течение одного лета, представляет собой популяцию.

Ошибки допущены в предложениях:
1)2 — популяции одного вида частично изолированы, но особи разных популяций могут скрещиваться;
2)3 — генофонды разных популяций одного вида отличаются;
3)5 — группа лягушек не является популяцией, так как группа особей одного вида считается популяцией, если она на протяжении большого числа поколений занимает одно и то же пространство.

89. Почему летом при длительной жажде рекомендуется пить подсоленую воду?

Ответ:
1)летом у человека усиливается потоотделение;
2)с потом из организма выводятся минеральные соли;
3)подсоленная вода восстанавливает нормальный водно-солевой баланс между тканями и внутренней средой организма.

90. Чем доказывается принадлежность человека к классу млекопитающих?

Ответ:
1)сходством строения систем органов;
2)наличием волосяного покрова;
3)развитием зародыша в матке;
4)выкармливанием потомства молоком, заботой о потомстве.

91. Какие процессы поддерживают постоянство химического состава плазмы крови человека?

Ответ:
1)процессы в буферных системах поддерживают реакцию среды (рН) на постоянном уровне;
2)осуществляется нейрогуморальная регуляция химического состава плазмы.

92. Найдите ошибки в приведённом тексте. Укажите номера предложений, в которых они сделаны, объясните их.
1.Популяция представляет собой совокупность свободно скрещивающихся особей разных видов, длительное время населяющих общую территорию.2.Основными групповыми характеристиками популяции являются численность, плотность, возрастная, половая и пространственная структуры. 3. Совокупность всех генов популяции называется генофондом. 4. Популяция является структурной единицей живой природы. 5. Численность популяций, всегда стабильна.

Ошибки допущены в предложениях:
1)1 — популяция представляет собой совокупность свободно скрещивающихся особей одного вида, длительное время населяющих общую территорию популяции;
2)4 — популяция является структурной единицей вида;
3)5 — численность популяций может изменяться в разные сезоны и годы.

93. Какие структуры покровов тела обеспечивают защиту организма человека от воздействия температурных факторов среды? Объясните их роль.

Ответ:
1)подкожная жировая клетчатка предохраняет организм от охлаждения;
2)потовые железы образуют пот, который при испарении защищает от перегревания;
3)волосы на голове защищают организм от охлаждения и перегревания;
4)изменение просвета капилляров кожи регулирует теплоотдачу.

94. Приведите не менее трёх прогрессивных биологических признаков человека, которые он приобрел в процессе длительной эволюции.

Ответ:
1)увеличение мозга и мозгового отдела черепа;
2)прямохождение и соответствующие изменения в скелете;
3)освобождение и развитие руки, противопоставление большого пальца.

95. Какое деление мейоза сходно с митозом? Объясните, в чём оно выражается и к какому набору хромосом в клетке приводит.

Ответ:
1)сходство с митозом наблюдается во втором делении мейоза;
2)все фазы сходны, к полюсам клетки расходятся сестринские хромосомы (хроматиды);
3)образовавшиеся клетки имеют гаплоидный набор хромосом.

96.Чем отличается артериальное кровотечение от венозного?

Ответ:
1)при артериальном кровотечении кровь алого цвета;
2)бьёт из раны сильной струей, фонтаном.

97. Схема какого процесса, происходящего в организме человека, изображена на рисунке? Что лежит в основе этого процесса и как изменяется в результате состав крови? Ответ поясните.
капилляр

Ответ:
1)на рисунке изображена схема газообмена в лёгких (между лёгочным пузырьком и капилляром крови);
2)в основе газообмена лежит диффузия — проникновение газов из места с большим давлением в место с меньшим давлением;
3)в результате газообмена кровь насыщается кислородом и превращается из венозной (А) в артериальную (Б).

98. Какое воздействие оказывает гиподинамия (низкая двигательная активность) на организм человека?

Ответ:
гиподинамия приводит:
1)к понижению уровня обмена веществ, увеличению жировой ткани, избыточной массе тела;
2)ослаблению скелетных и сердечной мышц, увеличению нагрузки на сердце и снижению выносливости организма;
3)застою венозной крови в нижних конечностях, расширению сосудов, нарушению кровообращения.

(Допускаются иные формулировки ответа, не искажающие его смысла.)

99. Какие особенности имеют растения, обитающие в засушливых условиях?

Ответ:
1)корневая система растений глубоко проникает в почву, достаёт до грунтовых вод или располагается в поверхностном слое почвы;
2)у некоторых растений вода во время засухи запасается в листьях, стеблях и других органах;
3)листья покрыты восковым налётом, опушены или видоизменены в колючки или иголки.

100. С чем связана необходимость поступления в кровь человека ионов железа? Ответ поясните.

Ответ:

2)эритроциты обеспечивают транспорт кислорода и углекислого газа.

101. По каким сосудам и какая кровь поступает в камеры сердца, обозначенные на рисунке цифрами 3 и 5? С каким кругом кровообращения связана каждая из этих структур сердца?

Ответ:
1)в камеру, обозначенную цифрой 3, поступает венозная кровь из верхней и нижней полых вен;
2)в камеру, обозначенную цифрой 5, поступает артериальная кровь из легочных вен;
3)камера сердца, обозначенная цифрой 3, связана с большим кругом кровообращения;
4)камера сердца, обозначенная цифрой 5, связана с малым кругом кровообращения.

102. Что представляют собой витамины, какова их роль в жизнедеятельности ор-ганизма человека?

Ответ:
1)витамины — биологически активные органические вещества, необходимые в небольших количествах;
2)они входят в состав ферментов, участвуя в обмене веществ;
3)повышают сопротивляемость организма к неблагоприятным воздействиям внешней среды, стимулируют рост, развитие организма, восстановление тканей и клеток.

103. Форма тела бабочки калимы напоминает лист. Как сформировалась подобная форма тела у бабочки?

Ответ:
1)появление у особей разнообразных наследственных изменений;
2)сохранение естественным отбором особей с измененной формой тела;
3)размножение и распространение особей с формой тела, напоминающей лист.

104. Какова природа большинства ферментов и почему они теряют свою активность при повышении уровня радиации?

Ответ:
1)большинство ферментов — белки;
2)под действием радиации происходит денатурация, изменяется структура белка-фермента.

105. Найдите ошибки в приведённом тексте. Укажите номера предложений, в ко-торых они сделаны, исправьте их.
1. Растения, как и все живые организмы, питаются, дышат, растут, размножаются. 2. По способу питания растения относят к автотрофным организмам. 3. При дыхании растения поглощают углекислый газ и выделяют кислород. 4. Все растения размножаются семенами. 5. Растения, как и животные, растут только в первые годы жизни.

Ошибки допущены в предложениях:
1)3 — при дыхании растения поглощают кислород и выделяют углекислый газ;
2)4 — размножаются семенами только цветковые и голосеменные, а водоросли, мхи, папортники — спорами;
3)5 — растения растут в течение всей жизни, имеют неограниченный рост.

106. С чем связана необходимость поступления в кровь человека ионов железа? Ответ поясните.

Ответ:
1)ионы железа входят в состав гемоглобина эритроцитов;
2)гемоглобин эритроцитов обеспечивает транспорт кислорода и углекислого газа, так как способен связываться с этими газами;
3)поступление кислорода необходимо для энергетического обмена клетки, а углекислый газ — его конечный продукт, подлежащий удалению.

107. Объясните, почему людей разных рас относят к одному виду. Приведите не менее трех доказательств.

Ответ:
1)сходство строения, процессов жизнедеятельности, поведения;
2)генетическое единство — одинаковый набор хромосом, их строение;
3)от межрасовых браков появляется потомство, способное к размножению.

108. В древней Индии подозреваемому в преступлении предлагали проглотить горсть сухого риса. Если ему это не удавалось, виновность считалась доказанной. Дайте физиологическое обоснование этого процесса.

Ответ:
1)глотание — сложный рефлекторный акт, который сопровождается слюноотделением и раздражением корня языка;
2)при сильном волнении резко тормозится слюноотделение, во рту становится сухо, и глотательный рефлекс не возникает.

109. Найдите ошибки в приведённом тексте. Укажите номера предложений, в которых они сделаны, объясните их.
1. В состав пищевой цепи биогеоценоза входят продуценты, консументы и редуценты. 2. Первым звеном пищевой цепи являются консументы. 3. У консументов на свету накапливается энергия, усвоенная в процессе фотосинтез. 4. В темновой фазе фотосинтеза выделяется кислород. 5. Редуценты способствуют освобождению энергии, накопленной консументами и продуцентами.

Ошибки допущены в предложениях:
1)2 — первым звеном являются продуценты;
2)3 — консументы не способны к фотосинтезу;
3)4 — кислород выделяется в световой фазе фотосинтеза.

110. Каковы причины малокровия у человека? Укажите не менее трёх возможных причин.

Ответ:
1)большие кровопотери;
2)неполноценное питание (недостаток железа и витаминов и др.);
3)нарушение образования эритроцитов в кроветворных органах.

111. Муха-осовидка сходна по окраске и форме тела с осой. Назовите тип ее защитного приспособления, объясните его значение и относительный характер приспособленности.

Ответ:
1)тип приспособления — мимикрия, подражание окраски и формы тела незащищенного животного защищенному;
2)сходство с осой предупреждает возможного хищника об опасности быть ужаленным;
3)муха становится добычей молодых птиц, у которых еще не выработался рефлекс на осу.

112. Составьте пищевую цепь, используя все названные ниже объекты: перегной, паук-крестовик, ястреб, большая синица, комнатная муха. Определите консументов третьего порядка в составленной цепи.

Ответ:
1)перегной —> комнатная муха —> паук-крестовик —>большая синица —>ястреб;
2)консумент третьего порядка — большая синица.

113. Найдите ошибки в приведённом тексте. Укажите номера предложений, в ко-торых сделаны ошибки, исправьте их.
1. Кольчатые черви — это наиболее высокоорганизованные животные среза других типов червей. 2. Кольчатые черви имеют незамкнутую кровеносную систему. 3. Тело кольчатого червя состоит из одинаковых члеников. 4. Полость тела у кольчатых червей отсутствует. 5. Нервная система кольчатых червей представлена окологлоточным кольцом и спинной нервной цепочкой.

Ошибки допущены в предложениях:
1)2 — Кольчатые черви имеют замкнутую кровеносную систему;
2)4 — Кольчатые черви имеют полость тела;
3)5 — нервная цепочка расположена на брюшной стороне тела.

114. Назовите не менее трёх ароморфозов у наземных растений, которые позволили им первыми освоить сушу. Ответ обоснуйте.

Ответ:
1)возникновение покровной ткани — эпидермиса с устьицами, — способствующей защите от испарения;
2)появление проводящей системы, обеспечивающей транспорт веществ;
3)развитие механической ткани, выполняющей опорную функцию.

115. Объясните, с чем связано большое разнообразие сумчатых млекопитающих в Австралии и отсутствие их на других континентах.

Ответ:
1)Австралия отделилась от других материков в период расцвета сумчатых до появления плацентарных животных (географическая изоляция);
2)природные условия Австралии способствовали дивергенции признаков сумчатых и активному видообразованию;
3)на других континентах сумчатые были вытеснены плацентарными млекопитающими.

116. В каких случаях изменение последовательности нуклеотидов ДНК не влияет на структуру и функции соответствующего белка?

Ответ:
1)если в результате замены нуклеотида возникает другой кодон, кодирующий ту же аминокислоту;
2)если кодон, образовавшийся в результате замены нуклеотида, кодирует другую аминокислоту, но со сходными химическими свойствами, не изменяющую структуру белка;
3)если изменения нуклеотидов произойдут в межгенных или нефункционирующих участках ДНК.

117. Почему отношения между щукой и окунем в экосистеме реки считают кон-курентными?

Ответ:
1)являются хищниками, питаются сходной пищей;
2)обитают в одном водоёме, нуждаются в сходных условиях для жизни, взаимно угнетают друг друга.

118. Найдите ошибки в приведённом тексте. Укажите номера предложений, в ко-торых сделаны ошибки, исправьте их.
1. Основные классы типа членистоногих — Ракообразные, Паукообразные и Насекомые. 2. Насекомые имеют четыре пары ног, а паукообразные — три пары. 3. Речной рак имеет простые глаза, а паук-крестовик — сложные. 4. У паукообразных на брюшке расположены паутинные бородавки. 5. Паук-крестовик и майский жук дышат с помощью лёгочных мешков и трахей.

Ошибки допущены в предложениях:
1)2 — насекомые имеют три пары ног, а паукообразные — четыре пары;
2)3 — речной рак имеет сложные глаза, а паук-крестовик — простые;
3)5 — у майского жука нет лёгочных мешков, а имеются только трахеи.

119. Каковы особенности строения и жизнедеятельности шляпочных грибов? Назовите не менее четырех особенностей.

Ответ:
1)имеют грибницу и плодовое тело;
2)размножаются спорами и грибницей;
3)по способу питания — гетеротрофы;
4)большинство образуют микоризу.

120. Какие ароморфозы позволили древним земноводным освоить сушу.

Ответ:
1)появление лёгочного дыхания;
2)формирование расчлененных конечностей;
3)появление трехкамерного сердца и двух кругов кровообращения.