Экзаменационный билет №1 2.(58) Биология как наука. Методы изучения биологии. Роль биологии в формировании современной естественнонаучной картины мира и в практической деятельности людей. Биология – (греч. bios – жизнь, logos – наука, учение) – наука о живой природе. Термин «биология» впервые был предложен в 1802 г. французским натуралистом Ж.Б.Ламарком и независимо от него немецким ботаником Г.Р.Тревиранусом. Предметом исследования биологии является многообразие ныне существующих и вымерших организмов, их происхождение, эволюция, распространение, строение, функционирование и индивидуальное развитие, связи друг с другом и с окружающей их неживой природой. Биология рассматривает общие и частные закономерности, присущие жизни во всех ее проявлениях и свойствах (обмен веществ, размножение, наследственность, изменчивость, приспособляемость, рост, развитие, раздражимость и т.д.). Биология способствует решению жизненно важных практических задач. Достижения биологии широко применяются в медицине, в селекции, сельском хозяйстве, в производстве продуктов питания, в борьбе с вредителями и болезнями культурных растений. Биологические знания играют важную роль в совершенствовании лесного и рыбного хозяйства, звероводства, в охране природы. Использование в промышленности, машиностроении, кораблестроении принципов организации живых существ (наука бионика) приносит значительный экономический эффект. Биология подразделяется на ряд самостоятельных наук и направлений в зависимости от изучаемых объектов, уровней организации живого. Обмен веществ (метаболизм) – это процесс, посредством которого питательные вещества создают живую ткань. И «живая ткань» сгорает, создавая энергию. Каждая клетка тела постоянно участвует в процессе обмена веществ, как и каждый живой орган. Этот процесс – основа здоровья и жизненной энергии. В основе многих болезней – недостаток в тканях кислорода. Одна из причин этого явления – гиподинамия (малоподвижный образ жизни). Без движения все процессы в организме затруднены и замедлены. Установлено, что при гиподинамии ухудшается способность мышц сокращаться, изменяется химический состав белков, из костной ткани вымывается кальций и кости становятся рыхлыми. Но особенно тяжело сказывается обездвижение на кровеносных сосудах, сердце и нервной системе. Страдают обменные процессы, стремительно увеличивается масса тела. При стрессах, когда психическая энергии истощена, то сбалансированная гармония между процессами обмена веществ нарушается, и в результате человек чрезмерно теряет или прибавляет в весе. Еда без разбора, второпях, также могут привести к болезни. Переедание отнимает энергию на усиленную работу желудка, делает наши тела вялыми и тучными вследствие накопления подкожной жировой клетчатки. При курении развивается так называемое кислородное голодание, которое приводит к отставанию в росте, ослаблению памяти, снижению работоспособности, ухудшению остроты зрения. Употребление наркотических веществ приводит к снижению иммунитета, страдают органы, ответственные за очищение организма от вредных веществ – печень, почки, легкие. Происходят необратимые процессы в системе пищеварения, эндокринной системе, в сердце и в центральной нервной системе, Алкоголь вызывает сужение кровеносных сосудов, что может привести к повышению кровяного давления, а также к недостаточному снабжению клеток кислородом. Экзаменационный билет №2 2.(53) Основные достижения современной селекции животных. К настоящему времени в нашей стране выведены 12 пород крупнорогатого скота, 16 пород свиней, 32 породы овец, 12 пород лошадей, 7 пород птиц. Одна из известнейших пород кур - орловская. Она получена в результате скрещивания малайских бойцовых и местных бородатых кур, получилась весьма удачной. Мускулистые, с красивой осанкой, орловские имеют разную окраску: белую, черную, полосатую, ситцевую и махагоновую (цвета красного дерева). Главное их достоинство - способность хорошо переносить дождливую погоду и сильные морозы. Яйца довольно крупные, но несутся они не очень часто (160 яиц в год). Правда, английским селекционерам удалось повысить эту цифру до 200. А мировой рекорд для этой породы - 366 яиц в год. Полосатые плимутроки. Они родом из Америки, где были выведены в середине прошлого столетия. Вкусное мясо и приличная яйценоскость, крепость и выносливость стали причиной их широкого распространения. Правда, есть у них недостаток: цыплята долго не оперяются. Поэтому в послевоенные годы стали популярны выведенные от плимутроков амроксы. Они несколько крупнее, приносят больше яиц, а главное - их цыплята оперяются в пятинедельный срок. При скрещивании яков и домашних коров получаются гибриды, но самцы бесплодны. А вот зебу и домашние коровы прекрасно скрещиваются и дают богатый материал для селекции - так удалось создать знаменитую породу коров Санта-Гертруда, которая сочетает высокую мясную продуктивность домашних коров и повышенную жирность молока зебу. Кроме того, подобно зебу, коровы породы Санта-Гертруда не страдают болезнями, вызываемыми паразитами. Основные направления в селекции крупного рогатого скота - это увеличение массы тела для мясных пород и увеличение выработки молока для молочных, а также скороспелость и быстрый рост потомства. Не мене важны и чисто эстетические особенности: однотонная бурая окраска шерсти сменилась разнообразием черных, палевых, рыжих, коричневых, серых, пятнистых расцветок. Рекорды молочной продуктивности - у коров джерсейской и голштинфризской пород. Так, от коров голштинфризской породы надаивают в год до 25000 кг молока. Одна короварекордистка дала в сутки 104 кг молока, а её соплеменница - 47 кг. Самая распространенная порода коров в нашей стране - черно-пестрая, которая происходит от голландских племенных коров. Это порода мясно-молочного направления. На втором месте по распространенности в России - коровы симментальской породы, затем следует красная степная и холмогорская, старинная отечественная порода молочного направления. Всего же в России разводят более 40 пород КРС. Экзаменационный билет №3 2.(53) Основные достижения современной селекции животных. К настоящему времени в нашей стране выведены 12 пород крупнорогатого скота, 16 пород свиней, 32 породы овец, 12 пород лошадей, 7 пород птиц. Одна из известнейших пород кур - орловская. Она получена в результате скрещивания малайских бойцовых и местных бородатых кур, получилась весьма удачной. Мускулистые, с красивой осанкой, орловские имеют разную окраску: белую, черную, полосатую, ситцевую и махагоновую (цвета красного дерева). Главное их достоинство - способность хорошо переносить дождливую погоду и сильные морозы. Яйца довольно крупные, но несутся они не очень часто (160 яиц в год). Правда, английским селекционерам удалось повысить эту цифру до 200. А мировой рекорд для этой породы - 366 яиц в год. Полосатые плимутроки. Они родом из Америки, где были выведены в середине прошлого столетия. Вкусное мясо и приличная яйценоскость, крепость и выносливость стали причиной их широкого распространения. Правда, есть у них недостаток: цыплята долго не оперяются. Поэтому в послевоенные годы стали популярны выведенные от плимутроков амроксы. Они несколько крупнее, приносят больше яиц, а главное - их цыплята оперяются в пятинедельный срок. При скрещивании яков и домашних коров получаются гибриды, но самцы бесплодны. А вот зебу и домашние коровы прекрасно скрещиваются и дают богатый материал для селекции - так удалось создать знаменитую породу коров Санта-Гертруда, которая сочетает высокую мясную продуктивность домашних коров и повышенную жирность молока зебу. Кроме того, подобно зебу, коровы породы Санта-Гертруда не страдают болезнями, вызываемыми паразитами. Основные направления в селекции крупного рогатого скота - это увеличение массы тела для мясных пород и увеличение выработки молока для молочных, а также скороспелость и быстрый рост потомства. Не мене важны и чисто эстетические особенности: однотонная бурая окраска шерсти сменилась разнообразием черных, палевых, рыжих, коричневых, серых, пятнистых расцветок. Рекорды молочной продуктивности - у коров джерсейской и голштинфризской пород. Так, от коров голштинфризской породы надаивают в год до 25000 кг молока. Одна короварекордистка дала в сутки 104 кг молока, а её соплеменница - 47 кг. Самая распространенная порода коров в нашей стране - черно-пестрая, которая происходит от голландских племенных коров. Это порода мясно-молочного направления. На втором месте по распространенности в России - коровы симментальской породы, затем следует красная степная и холмогорская, старинная отечественная порода молочного направления. Всего же в России разводят более 40 пород КРС. Экзаменационный билет №4 2. (56) Селекция микроорганизмов и биотехника. Селекция микроорганизмов. Микроорганизмы были открыты в XVII веке голландским натуралистом Левенгуком. К микроорганизмам относятся прокариоты и эукариоты. Иногда к микроорганизмам относят вирусы. Микроорганизмы распространены повсеместно и играют исключительную роль в круговороте веществ в биосфере. Велико значение микроорганизмов для человека. Трудно переоценить значение антибиотиков для человека. Антибиотики – особые химические вещества, образующиеся в результате жизнедеятельности микроорганизмов и способные в малых дозах оказывать избирательные токсическое действие на другие микроорганизмы. Методами современной селекции выводят наиболее продуктивное формы полезных микроорганизмов. В настоящее время в селекции микроорганизмов широко применяются метод экспериментального получения мутаций – искусственный мутагенез. Так, с помощью искусственного мутагенеза удаётся значительно расширить диапазон наследственной изменчивости микроорганизмов. Биотехнология. Термин «биотехнология» получили широкое распространение начиная с середины 1970-х гг. Биотехнология – использование живых организмов и биологических процессов в производстве. С помощью современной биотехнологии созданы методы биологической очистки сточных вод, защиты растений от вредителей и болезней, производства антибиотиков, ферментов, гормонов, и других биологических веществ. Экзаменационный билет №5 2.(50)Углеводы, липиды их строение и функции в клетке. Углеводы — это органические соединения, образованные тремя химическими элемента ми — углеродом, водородом и кислородом. Некоторые содержат также азот или серу. Общая формула углеводов — Сm(H2O)n. Их делят на три основных класса: моносахариды, олигосахариды(дисахариды) и полисахариды. Моносахариды — это простейшие углеводы, имеющие 3–10 атомов углерода. Большинство атомов углерода в молекуле моносахарида связано со спиртовыми группами, а один — с альдегидной или кетогруппой. Глюкоза (виноградный сахар) встречается во всех организмах, в том числе в крови человека, поскольку является энергетическим резервом, входит в состав сахарозы, лактозы, мальтозы, крахмала, целлюлозы и других углеводов. Фруктоза (плодовый сахар) в наибольших кон центрациях содержится в плодах, меде, корнеплодах сахарной свеклы. Она не только принимает активное участие в процессах обмена веществ, но и входит в состав сахарозы. Моносахариды — кристаллические вещества, сладкие на вкус и хорошо растворимые в воде. К олигосахаридам относят углеводы, образованные не сколькими остатками моносахаридов. Они в основном так же кристаллические, хорошо растворимы в воде и сладки на вкус. В зависимости от количества этих остатков разли чают дисахариды (два остатка моносахаридов), трисахари ды (три) и т.д. К дисахаридам относятся сахароза, лактоза и мальтоза. Сахароза (свекловичный или тростниковый са хар) состоит из остатков глюкозы и фруктозы , она встречается в запасающих органах некоторых растений. Особенно много сахарозы в корне плодах сахарной свеклы и сахарного тростника, откуда их получают промышленным способом. Лактоза, или молочный сахар, образована остатками глюкозы и галактозы, содержится в материнском и коровьем молоке. Мальтоза (солодовый сахар) состоит из двух остатков глюкозы. Она образуется в процессе расщепления крахмала в семенах растений и в пищеварительной системе человека. Полисахариды — это биополимеры, мономе рами которых являются остатки моносахаридов. К ним относятся крахмал, гликоген, целлюло за, хитин и др. Мономером этих полисахаридов является глюкоза. Крахмал является основным запасным веществом растений, которое накапливается в семенах, плодах, клубнях, корневищах и других запасающих органах. Качественной реакцией на крахмал является реакция с йодом, при которой крахмал окрашивается в синефиолетовый цвет. Гликоген (животный крахмал) — это запасной полисахарид животных и грибов, который у человека в наибольших количествах накапливается в мышцах и печени. Молекулы гликогена имеют более высокую степень ветвления, чем молекулы крахмала. Целлюлоза, или клетчатка, — основной опорный полисахарид растений. Неразветвленные молекулы целлюлозы образуют пучки, которые входят в состав клеточных стенок растений. Она используется в производстве тканей, бумаги, спирта и других органических веществ. Хитин — это полисахарид, мономером которого является азотсодержащий моносахарид на основе глюкозы. Он входит в состав клеточных стенок грибов и панцирей членистоногих. Полисахариды представляют собой порошкообразные вещества, которые несладки на вкус и нерастворимы в воде. Функции углеводов Углеводы выполняют в клетке пластическую (строительную), энергетическую, запасающую и опорную функции. Они образуют клеточные стенки растенийи грибов. Энергетическая ценность расщепления 1 г углеводов составляет 17,2 кДж. Глюкоза, фруктоза, сахароза, крахмал и гликоген являются запасными веществами. Углеводы могут также входить в состав сложных липидов и белков, образуя гликолипиды и глиЛипиды — это разнородная в химическом отношении группа гидрофобных веществ. Эти вещества не растворяются в воде, зато могут растворяться в органических растворителях. В воде они образуют эмульсии. Липиды жирны на ощупь, многие из них оставляют на бумаге характерные невысыхающие следы. Наряду с белками и углеводами они являются одними из основных компонентов клеток. Содержание липидов в различных клетках неоди наково, особенно много их в семенах и плодах некоторых растений, в печени и сердце. По химическому строению липиды делят на жиры, воски, стероиды, фосфолипиды, гликолипиды и др. Жиры, или триацилглицеролы, являются слож ными эфирами трехатомного спирта глицерина и высших жирных кислот. Молекула жира имеет двойственные свойства, так как остаток гли церина образует гидрофильную «головку», а остатки жирных кислот — гидрофобные «хвосты». Большинство жирных кислот содержит 14–22 углеродных атома. Среди них есть как насыщенные, таки ненасыщенные, то есть содержащие двойные связи. Стероиды имеют молекулы с несколькими циклами. К ним относятся обязательный компонент клеточных мембран — холестерин (холестерол), гормоны эстрадиол и тестостерон, витамин D. Фосфолипиды — полярные липиды. Помимо остатков глицерина и жирных кислот, они имеют остаток ортофосфорной кислоты. Фосфолипиды являются основой клеточных мем бран и обеспечивают их барьерные свойства. Воски — это сложные эфиры высших жирных кислот и высокомолекулярных спиртов. У растений они образуют пленку на поверхности органов — листьев, плодов. Эти соединения защищают наземные органы растений от излишней потери влаги, предотвращают проникновение патогенов и т. п. У насекомых они покрывают тело или служат для построения сот. Гликолипиды также являются компонентами мембран, но их содержание там невелико.Нелипидная часть гликолипидов включает остаток углевода. Функции липидов. Запасающая – жиры, откладываются в запас в тканях позвоночных животных. Энергетическая – половина энергии, потребляемой клетками позвоночных животных в состоянии покоя, образуется в результате окисления жиров. Жиры используются и как источник воды. Энергетический эффект от расщепления 1 г жира – 39 кДж, что в два раза больше энергетического эффекта от расщепления 1 г глюкозы или белка. Защитная – подкожный жировой слой защищает организм от механических повреждений. Структурная – фосфолипиды входят в состав клеточных мембран. Теплоизоляционная – подкожный жир помогает сохранить тепло. Электроизоляционная – миелин, выделяемый клетками Шванна (образуют оболочки нервных волокон), изолирует некоторые нейроны, что во много раз ускоряет передачу нервных импульсов. Питательная – некоторые липидоподобные вещества способствуют наращиванию мышечной массы, поддержанию тонуса организма. Смазывающая – воски покрывают кожу, шерсть, перья и предохраняют их от воды. Восковым налетом покрыты листья многих растений, воск используется в строительстве пчелиных сот. Гормональная – гормон надпочечников – кортизон и половые гормоны имеют липидную природу. Экзаменационный билет №6 2.(52)Основные положения теории эволюции Ч.Дарвина. Основными положениями теории Дарвина являются следующие: 1.Основа эволюционного процесса - наследственная изменчивость 2.Каждый вид способен к неограниченному размножению, однако ограниченность жизненных ресурсов препятствует этой способности 3.Главные движущие силы эволюции - борьба за существование и естественный отбор, материал для которых поставляет наследственная изменчивость (новые признаки у особей). В результате выживают наиболее приспособленные особи. 4.В результате естественного отбора приспособленные особи выживают, размножаются и таким образом накапливают приспособительные признаки. Именно в результате накопления особями таких различий, возникают новые виды, отличающиеся друг от друга по строению, физиологии и пр. Этим можно объяснить разнообразие форм клювов у вьюрков, на которые обратил внимание Дарвин. Многие ошибочно приписывают фразу "Человек произошел от обезьяны" Дарвину, это не совсем верно. Лучше всего в этом вопросе дать слово самому Дарвину: "Так как человек, с генеалогической точки зрения, принадлежит к узконосым обезьянам Старого Света, то мы должны заключить, сколько бы ни протестовала наша гордость против подобного вывода, что наши древние родоначальники должны быть отнесены к этому семейству. Мы не должны, однако, впасть в другую ошибку, предполагая, что древний родоначальник всего обезьяньего рода, не исключая и человека, был тождественен или даже близко сходен с какой-либо из ныне существующих обезьян." Очевидно, Дарвин не считал, что человек произошел от обезьяны. В его словах мы видим лишь указание на общего предка человека и обезьяны, не более. Дарвин - уникальный гений своего времени, сумевший собрать разрозненные факты и привести их к общей концепции. Его теория постепенно была принята большинством ученых, даже католическая церковь не решилась предать его анафеме. Какая же из многих теорий эволюции принята на сегодняшний день в научном сообществе? Как вы уже догадались, это - синтетическая теория эволюции, которая включает не только дарвинизм, но и генетику, систематику, палеонтологию. Я должна предупредить вас, что некоторые термины, скорее всего, окажутся новыми. Обязательно вернитесь к эволюционным теориям, когда тщательно освоите генетику и научитесь решать генетические задачи, тогда вам откроются эти теории во всей своей красе. 1)Элементарная единица эволюции – популяция 2)Мутации и рекомбинативная изменчивость служат основным материалом для эволюции 3)Ненаправленными, случайными факторами эволюции являются мутации, волны численности 4)Единственный направленный фактор эволюции - естественный отбор 5)Эволюция носит дивергентный характер: от одного таксона может произойти несколько дочерних, при этом каждый вид имеет одну единственную предковую популяцию Эволюция носит постепенный характер. Видообразование представляет собой последовательное превращение одной популяции в другую. Экзаменационный билет №7 2.(47) Прокариотические и эукариотические клетки. Прокариотическая клетка. Бактерии – типичные прокариотические клетки. Бактериональная клетка окружена клеточной стенкой, представляющей собой «мешок» в котором заключено клеточное содержимое. На поверхности клеточной стенки у бактерий могут располагаться жгутики. Отличительным признаком ряда бактериальных видов является капсула, расположенная снаружи от клеточной стенки. Главная особенность строения бактерий – отсутствие оформленного ядра, ограниченного оболочкой. Основное вещество бактериальных клеток представлено цитоплазмой. Цитоплазма имеет собственную цитоплазматическую мембрану, впячивания которой называют мезосомами. В цитоплазму располагаются ядерная область, рибосомы, осуществляющие синтез белков, и различные включения в виде гранул гликогена, липидов, серы. Наследственная информация у бактерий заключена в одной хромосом. Бактериальная хромосома состоит из одной молекулы ДНК, имеет форму кольца, погружена в цитоплазму и представляет собой ядерную область бактериальной клетки. Эукариотическая клетка. Наиболее сложная организация свойственна эукариотическим клеткам, которые характерны для различных групп организмов от одноклеточных водорослей и простейших до высших растений и позвоночных животных . Так, называемой типичной клетки в природе не существует, но у тысяч различных видов клеток можно выделить общие черты строения. Каждая эукариотическая клетка состоит из 2-х важнейших, тесно взаимосвязанных частей – цитоплазмы и ядра. Экзаменационный билет №8 2.(47) Популяция – структурная единица вида и эволюции. Популяцией называют группу особей одного вида, обладающих способностью свободно скрещиваться и достаточно долго поддерживать своё существование в данном местообитании. Устойчивое существование различных видов животных требует наличие определенных экологических условий и нужных ресурсов. При перемещении из одной местности в другую и условия и ресурсы могут меняться только некоторые факторы могут меняться, вовсе не менятся или меняться скачкообразно. Всё это приводит к тому, что подходящее для того или иного вида местообитания формируется в пространстве как бы в виде отдельных островков. Виды заселяют эти острова своими популяциями. Особи популяции, размножаясь, осваивают подходящее место обитания. В этом состоит своеобразие биологических видов -они существуют в форме популяций. Популяциями одного и того же вида могут быть отделенные друг от друга четкими границами. Основные свойства популяций. Важнейшие свойства популяций - самовоспроизводство. Даже несмотря на пространственную разнообразность, популяции способны неограниченно долго поддерживать существование в данном местообитание. Они являются устойчивыми во времени и пространстве группировками особей одного вида. Наборы условий в различных местообитаниях могут несколько отличаться. Под воздействием разных условий в отдельных популяциях могут возникать и накапливаться свойства, отличающие их друг от друга. Популяции, как и отдельные организмы, обладают изменчивостью. Как и среди организмов, среди популяций невозможно найти полностью похожих. Изменчивость это важнейший фактор эволюции. это повышает устойчивость виды изменение условий жизни. Популяции обитающие в различных участках видового ареала, не живут изолировано. Они взаимодействуют с популяциями других видов, образуя другие биотические сообщества - целостные системы ещё более высокого уровня. Экология, изучающая экологические системы, рассматривает популяции в качестве их основных элементов. Именно благодаря функционированию популяции создаются условия, способствующие поддержанию жизни. Не отдельными организмами, а именно популяций не определяется характер и степень использования различных видов ресурсов. От популяции зависит круговорот веществ, энергетический обмен между живой и неживой природой. Популяция обладает не только биологическими свойствами составляющих её организмов, но и собственными, которые присущи только этой группе. Как и отдельный организм, популяция растёт, совершенствуются, поддерживает сама себя. Составляющие популяцию организмы связаны друг с другом различными взаимоотношениями: они совместно участвуют в размножении, они могут конкурировать друг с другом за те или иные ресурсы, которые могут поедать друг друга или вместе обороняться от хищников. Внутренние взаимоотношения в популяциях очень сложные. Экзаменационный билет №9 2.(42) Вирусы как неклеточная форма жизни и их значения. Борьба с вирусными заболеваниями. Вирусы - неклеточная форма жизни на земле. не имеет клеточного строения, у них нет цитоплазмы, ядра и митохондрий, вырабатывающих энергию, отсутствует рибосомы, синтезирующие белки. Вирусы лишены обмена веществ и энергии. Вирусы существуют в 2 формах: покоящееся или внеклеточная, и внутриклеточная. Вирусы были открыты в 1892 году русским ученым Ивановским, который описал необычные свойства возбудителей болезней табака. Термин вирус был предположим в 1899 году голландским ботаником и микробиологом Бейеринком. все вирусы условно разделены на простые и сложные. Просто организованные вирусы состоят из нуклеиновой кислоты и нескольких белков, оболочку - капсид вокруг нуклеиновой кислоты. Белки защищают нуклеиновую кислоту. можно организованные вирусы помимо белков капсида и нуклеиновые кислоты могут содержать липопротеидную мембрану, углеводы и неструктурные белки- ферменты. в растительные клетки вирусы проникают через повреждение в клеточной стенке. после проникновения вируса внутрь клетки капсид разрушается, освобождая нуклеиновые кислоту. она включает в обмен веществ в клетке, то есть на производство вирусной нуклеиновой кислоты и вирусных белков. Накопление разложившихся вирусных частиц приводит к выводу из клетки- хозяина. Вирусные частицы выходят из клеток одновременно, путём взрыва целостность клетки нарушается и она погибает. Путь проникновения в клетку у вирусов бактерий - бактериофагов. вирусы распространены в природе повсеместно и поражают все группы живых организмов. Описано около 500 вирусов, поражающих теплокровных позвоночных, и более 300- высшие растения. Вирусы вызывают самые разнообразные болезни человека: грипп, оспу, бешенство, гепатит, свинку и тд. Некоторые виды раковых опухолей у животных, и возможно, у человека имеют вирусную природу. Крупные убытки наносят растениеводству мозаичная болезнь табака. Вирусы очень устойчивы. Они переносят высушивание и низкие температуры. при нагревании до 55-60 градусов часть видов погибает, а часть выдерживает температуру до 90 градусов. Под действием ультрафиолетовых лучей большинство вирусов погибает. Вирусы как автономные генетические структуры обладают признаками, свойственные живым организмам, в том числе способностью к эволюции, однако пути и механизмы эволюции вирусов окончательно не установлены. Основная гипотеза происхождения вирусов: вирусы и бактериофаги- обособившаяся генетические элементы клеток. Экзаменационный билет №10 2.(44)Естественный отбор в природных популяциях. Естественный отбор – это процесс, в результате которого выживают и размножаются те особи конкретного вида, которые наиболее приспособлены к данным условиям проживания. А более слабые и не адаптированные – умирают. Это является основным движущим фактором эволюции. Ещё давно учёные начали интересоваться развитием животных и людей. Но только в конце XIX столетия стали использовать эффективные и усовершенствованные методики. Основная из них – это биометрия. Она позволяет установить различия между выжившими и погибшими существами при условиях, которые изменились со временем или другой территорий. Дж.Холдейн, Ж.Ламарк, Р.Фишер, С.Райт, С.Четвериков – это фамилии тех людей, которые активно занимались наблюдением, систематизацией знаний, оформлением статистики на тему естественного отбора и генетики. После чего появилась возможность проводить эксперименты. Исследование популяций привело к выводу о мутациях. Именно они помогают приспособиться к изменчивым условиям. К дополнению к мутационным процессам важную роль играет свободное скрещивание. Это обеспечивает обмен генов и рождение особей, которые отличаются друг от друга. Поэтому у каждого разные шансы на выживание в данной среде. Несмотря на высказывания натуралистов, именно Ч.Дарвин оценил естественный отбор как главный аспект эволюции. Он рассматривал его на примере искусственного отбора, который проводят люди. Экзаменационный билет №11 2.(37) Возникновение приспособлений у организмов и их относительность. Основная причина появления различных приспособлений живых организмов к среде обитания — это отбор. Например, известно, что куропатка — лесная птица. В зависимости от среды обитания у нее появляются различные приспособления: а) укорачивание клюва в связи с добыванием пищи из-под снега и листовой подстилки: б) появление роговых складок на концах пальцев для облегчения передвижения по толстому снежному покрову; в) расширение, закругление крыльев для быстрого поднятия в воздух (такого строения у предков куропатки не было). Для дальнейшего распространения плоды и семена растений также претерпели различные изменения. Это крючки, колючки, которыми они прикрепляются к животным, или же легкий пух, который рассеивается ветром. Появление приспособленности у растений и животных — характерное явление, но в любом случае приспособленность появляется не сразу. В результате длительного эволюционного процесса появляются особи с особыми признаками, приспособленными к условиям внешней среды. Особенности приспособленности в строении, окраске, форме тела и поведении хорошо заметны на примере водного млекопитающего — дельфина. Заостренная форма тела дает ему возможность легко и свободно передвигаться в воде в разных направлениях. Скорость движения дельфина достигает 40 км/ч. А у птиц показатели приспособленности к полету — это наличие перьев, покрывающих тело; отсутствие ушных раковин и зубов; способность поворачивать голову на 180'; легкость костей; быстрое переваривание пищи в желудке и т. д. У многих животных приспособленность настолько развита, что их трудно отличить от окружающей среды. Форма тела, окраска рыб, животных, обитающих в густых зарослях водорослей, помогают им успешно скрываться от врагов. Виды приспособленности: 1)Покровительственная (маскирующая) окраска и ее виды. 2)Инстинктивное приспособление. 3)Забота о потомстве. 4)Физиологическая адаптация. Покровительственная (маскирующая) окраска и ее виды. Покровительственная окраска — приспособленность организмов, которые живут открыто и могут оказаться доступными для врагов. Птицы, насиживающие яйца на земле (глухарь, куропатка, перепел и др.), сливаются с окружающим фоном. Птица, сидящая на гнезде неподвижно, почти незаметна для своих врагов. Малозаметны и яйца, имеющие пигментированную скорлупу, и вылупляющиеся из них птенцы. У крупных хищников, чьи яйца недоступны для врагов, или у птиц, откладывающих яйца высоко на скалах или закапывающих их. в землю, покровительственная окраска скорлупы не развивается. Гусеницы бабочек обычно зеленые, под цвет листьев, или темные, под цвет коры. Донные рыбы (скат, камбала) часто окрашены под цвет песка. Животные пустынь имеют, как правило, песочно-желтую окраску. Однотонная покровительственная окраска свойственна насекомым (саранча), ящерицам, сайгакам, львам. В зависимости от времени года многие животные меняют окраску. Например, песец, заяц-беляк, куропатка зимой имеют белую окраску. У дневных бабочек покровительственная окраска на нижней части крыльев, а у ночных — на верхней части крыльев, поэтому днем они становятся заметными для врагов и могут погибнуть (нижняя часть крыльев светлая). Покровительственную окраску можно наблюдать и по форме насекомых: куколка бабочек на ветке очень похожа на почку; личинка, прикрепленная на ветке в неподвижном состоянии, похожа на ветку дерева и т. д. Покровительственная окраска особенно полезна на начальных этапах индивидуального развития организма (яйца, личинка, птенец). Необходима покровительственная окраска для медленно передвигающихся животных или перешедших в состояние покоя. Многие животные способны быстро менять окраску в зависимости от цвета окружающей среды, и эта способность передается по наследству. Например: хамелеон, камбала, агама. Виды покровительственной окраски: 1)защитная окраска; 2)привлекающая окраска; 3)угрожающая окраска; 4)подражающая окраска. 1. Защитная предупреждающая окраска свойственна ядовитым, жалящим или обжигающим насекомым. Например, божью коровку (красная, желтая, коричневая, темно-красная, полосатая) птицы никогда не склевывают из-за выделяемой ядовитой, горькой желтоватой жидкости (рис. 22). Если птенцы случайно склевывают этого жука, то в следующий раз не подходят к нему. Жукпадальщик выделяет неприятную обжигающую жидкость, имеет ярко-красную полосатую окраску. Окраска пчелы, шмеля, осы, ядовитых змей защищает их от хищников. Защитная окраска зависит и от поведения некоторых насекомых и животных. Иногда ползущие жуки в минуты опасности замирают. Выпь, гнездящаяся в камышах, случайно увидев врага, вытягивает шею, поднимает вверх голову и замирает. Предостерегающая окраска у животных сочетается с поведением, отпугивающим хищника. 2. Привлекающая окраска. Эта окраска особенно важна во время размножения. Яркая окраска красных бабочек, голубокрылых кузнечиков, тушканчиков, оперения самцов птиц привлекает самок в период размножения. В обычные дни 3. Угрожающая окраска. Во время опасности животные принимают угрожающую позу. Например, кобра в минуты опасности поднимает голову прямо, раздувает шею и принимает угрожающую позу; жук-чернотелка поднимает брюшко и выделяет неприятный запах. Ушастая круглоголовка мгновенно раскрывает кожные складки на голове и замирает с открытым ртом. На раскрытых крыльях богомола есть пятна, похожие на глаза. В случае опасности, раскрывая крылья, богомол отпугивает своего врага. Такие же пятна имеются и у ночных бабочек окраска сливается с окружающей средой и становится не заметной для врагов. 4. Подражающая окраска — мимикрия (греч. mimikos — "подражание"). Это подражание животных и растений живым организмам или определенным неживым предметам среды. Предостерегающая окраска незащищенных организмов имеет сходство с одним или несколькими видами. Например, по форме тела, размеру, яркой окраске таракан схож с божьей коровкой. По форме тела морской конек и рыба-шла напоминают водоросль. Белая бабочка неприятным запахом, яркой окраской подражает несъедобным бабочкам из семейства геликонид (рис. 25), а мухи — осам. Схожесть неядовитых змей с ядовитыми помогает защититься им от врагов и выжить. Экзаменационный билет №12 2.(39) .Энергетический обмен клетки. Процесс, противоположный синтезу- диссимиляция- совокупность реакции расщепления. В результате диссимиляции освобождается энергия, заключенная в химических связях пищевых веществ. При расщепление пищевых веществ энергии выделяется при участии ряда фермента этапы. Первый этап- подготовительный. На этом этапе сложные высокомолекулярные органические соединения расщепляются ферментативно, путем гидролиза, до более простых соединений мономеров, из которых они состоят: белки до аминокислот, углеводы до моносахаридов, нуклеиновые кислоты до нуклеотидов и так далее. На данном этапе выделяется энергия, которая рассеивается до теплоты. Второй этап- бескислородный, или анаэробный. Он также называется анаэробным дыханием, или брожением. Гликолиз характеризуется ступенчатостью, участием более десятка различных ферментов и образование большого числа промежуточных продуктов. Процесс броженияисточник энергии для анаэробных организмов. Третий этап- кислородный, или аэробное дыхание, или кислородное расщепление. На этой стадии энергетического обмена происходит последующее расщепление образовавшихся на предыдущем этапе, органических веществ путём окисления их кислородом воздуха до простых неорганических, конечных продуктов. Основную роль в обеспечении клетки энергией играет аэробное дыхание. Экзаменационный билет №13 2.(34) Строение и функции хромосом. Хромосомы - самовоспроизводящиеся структуры клеточного ядра. Как у прокариотических, так и у эукариотических организмов гены располагаются группами на отдельных молекулах ДНК, которые при участии белков и других макромолекул клеток организуются в хромосомы. Зрелые клетки зародышевой линии (гаметы - яйцеклетки, спермии) многоклеточных организмов содержат по одному (гаплоидному) набору хромосом организма. После того как к полюсам отойдут полные наборы хроматид, их называют хромосомами. Хромосомы - это структуры в ядре клеток эукариот, которые пространственно и функционально организовывают ДНК в геноме индивидуумов. Каждая хромосома – сложное надмолекулярное образование, сформированное в результате компактизации хроматина. Строение хромосом. В большинстве случаев хромосомы хорошо видны лишь в делящихся клетках начиная со стадии метафазы, когда их можно видеть даже в световой микроскоп. В этот период удается определить количество хромосом в ядре, их размеры, форму и строение. Именно такие хромосомы называют метафазными. Интерфазные хромосомы часто называют просто хроматином. Число хромосом обычно постоянно для всех клеток особи любого вида растений, животных и человека. Но у разных видов количество хромосом неодинаково (от двух до нескольких сотен). Наименьшее число хромосом имеет лошадиная аскарида, наибольшее встречается у простейших и папоротников, для которых характерны высокие уровни полиплоидии. Обычно диплоидные наборы содержат от одного до нескольких десятков хромосом. Количество хромосом в ядре не связано с уровнем эволюционного развития живых организмов. У многих примитивных форм оно велико, например, в ядрах некоторых видов простейших содержатся сотни хромосом, тогда как у шимпанзе их всего только 48. Каждая хромосома, образованная одной молекулой ДНК, представляет собой удлиненную палочковидную структуру – хроматиду, имеющую два «плеча», разделенных первичной перетяжкой, или центромерой. Метафазная хромосома состоит из двух соединенных центромерой сестринских хроматид, каждая из которых содержит одну молекулу ДНК, уложенную в виде спирали. Центромера – это небольшое фибриллярное тельце, осуществляющее первичную перетяжку хромосомы. Она является важнейшей частью хромосомы, так как определяет ее движение. Центромеру, к которой прикрепляются нити веретена во время деления (при митозе и мейозе), называют кинетохором (от греч. kinetos – подвижный и choros – место). Он контролирует движение расходящихся хромосом при делении клетки. Хромосома, лишенная центромеры, не способна совершать упорядоченное движение и может потеряться. Обычно центромера хромосомы занимает определенное место, и это является одним из видовых признаков, по которому различают хромосомы. Изменение положения центромеры в той или иной хромосоме служит показателем хромосомных перестроек. Плечи хромосом оканчиваются участками, не способными соединяться с другими хромосомами или их фрагментами. Эти концевые участки хромосом называют теломерами. Теломеры предохраняют концы хромосом от слипания и тем самым обеспечивают сохранение их целостности. За открытие механизма защиты хромосом теломерами и ферментом теломеразой американские ученые Э. Блекберн, К. Грейдер и Д. Шостак в 2009 году были удостоены Нобелевской премии в области медицины и физиологии. Концы хромосом нередко обогащены гетерохроматином. В зависимости от расположения центромеры определяют три основных вида хромосом: равноплечие (плечи равной длины), неравноплечие (с плечами разной длины) и палочковидные (с одним, очень длинным и другим, очень коротким, едва заметным плечом). Некоторые хромосомы имеют не только одну центромеру, но еще и вторичную перетяжку, не связанную с прикреплением нити веретена при делении. Этот участок – ядрышковый организатор, выполняющий функцию синтеза ядрышка в ядре. Функция хромосом заключается: 1.в хранении наследственной информации. Хромосомы являются носителями генетической информации; 2.передаче наследственной информации. Наследственная информация передается путем репликации молекулы ДНК; 3.реализации наследственной информации. Благодаря воспроизводству того или иного типа иРНК и, соответственно, того или иного типа белка осуществляется контроль над всеми процессами жизнедеятельности клетки и всего организма. Таким образом, хромосомы с заключенными в них генами обусловливают непрерывный ряд воспроизведения. Хромосомы осуществляют сложную координацию и регуляцию процессов в клетке вследствие заключенной в них генетической информации, обеспечивающей синтез первичной структуры белков-ферментов. У каждого вида в клетках находится определенное количество хромосом. Они являются носителями генов, определяющих наследственные свойства клеток и организмов вида. Ген – это участок молекулы ДНК хромосомы, на котором синтезируются различные молекулы РНК (трансляторы генетической информации). В соматических, то есть телесных, клетках обычно содержится двойной, или диплоидный, набор хромосом. Он состоит из пар (2n) практически одинаковых по форме и размеру хромосом. Такие парные, похожие друг на друга хромосомные наборы называют гомологичными (от греч. homos – равный, одинаковый, общий). Они происходят от двух организмов; один набор от материнского, а другой – от отцовского. В таком парном наборе хромосом заключена вся генетическая информация клетки и организма (особи). Гомологичные хромосомы одинаковы по форме, длине, строению, расположению центромеры и несут одни и те же гены, имеющие одинаковую локализацию. Они содержат одинаковый набор генов, хотя и могут различаться их аллелями. Таким образом, гомологичные хромосомы содержат очень близкую, но не идентичную наследственную информацию. Совокупность признаков хромосом (их число, размеры, форма и детали микроскопического строения) в клетках тела организма того или иного вида называют кариотипом. Форма хромосом, их число, размеры, расположение центромеры, наличие вторичных перетяжек всегда специфичны для каждого вида, по ним можно сопоставлять родство организмов и устанавливать их принадлежность к тому или иному виду. Постоянство кариотипа, свойственное каждому виду, выработалось в процессе его эволюции и обусловлено закономерностями митоза и мейоза. Однако в процессе существования вида в его кариотипе вследствие мутаций могут произойти изменения хромосом. Некоторые мутации существенно изменяют наследственные качества клетки и организма в целом. Постоянные характеристики хромосомного набора – количество и морфологические особенности хромосом, определяемые главным образом расположением центромер, наличием вторичных перетяжек, чередованием эухроматиновых и гетерохроматиновых участков и пр., позволяют идентифицировать виды. Поэтому кариотип называют «паспортом» вида. Экзаменационный билет №14 2.(36) Основные направления эволюционного процесса. Прогресс и регресс в эволюции. Эволюционный процесс в целом непрерывно идет в направлении максимального приспособления живых организмов к условиям окружающей среды. Смена условий часто приводит к замене одних приспособлений на другие. Однако это же относится к приспособлениям широкого характера, дающим организмам преимущества в различных условиях среды. Таково, например, значение легких как универсального органа газообмена у наземных позвоночных или цветка как совершенного органа размножения у покрытосеменных растений. Таким образом, биологический прогресс может осуществляться вследствие как частных, так и общих приспособлений организмов. Под биологическим прогрессом следует понимать возрастание приспособленности организмов к окружающей среде, ведущее к увеличению численности и более широкому распространению вида. Эволюционные изменения, происходящие в некоторых видах и более крупных таксонах (семействах, отрядах), не всегда могут быть признаны прогрессивными. В таких случаях говорят о биологическом регрессе. Биологический регресс — это снижение уровня приспособленности к условиям обитания, уменьшение численности вида и площади видового ареала. Ароморфоз. Вопрос о возможных путях достижения биологического прогресса был разработан А. Н. Северцовым — крупным ученым-эволюционистом. Один из главных таких путей, согласно Северцову, — морфофизиологический прогресс, или ароморфоз, т. е. возникновение в ходе эволюции признаков, которые существенно повышают уровень организации живых организмов. Ароморфозы дают большие преимущества в борьбе за существование, открывают возможности освоения новой, прежде недоступной среды обитания. В эволюции млекопитающих можно выделить несколько крупных ароморфозов: возникновение шерстного покрова, живорождение, вскармливание детенышей молоком, приобретение постоянной температуры тела, прогрессивное развитие легких, кровеносной системы и головного мозга. Высокий общий уровень организации млекопитающих, достигнутый благодаря перечисленным ароморфным изменениям, позволил им освоить все возможные среды обитания и привел в итоге к появлению высших приматов и человека. Формирование ароморфоза — длительный процесс, происходящий на основе наследственной изменчивости и естественного отбора. Морфофизиологический прогресс — магистральный путь эволюции органического мира. В развитии каждой крупной таксономической группы можно обнаружить ароморфозы, о чем вы узнаете из последующего материала. Идиоадаптация. Кроме такого крупного преобразования, как ароморфоз, в ходе эволюции отдельных групп возникает большое количество мелких приспособлений к определенным условиям среды. Такие приспособительные изменения А. Н. Северцов назвал идиоадаптациями. Идиоадаптации — это приспособления живого мира к окружающей среде, открывающие перед организмами возможность прогрессивного развития без принципиальной перестройки их биологической организации. Примером идиоадаптации может служить описанное Чарлзом Дарвином разнообразие видов вьюрковых птиц (рис. 65). Разные виды вьюрков, имея сходный уровень организации, смогли, однако, приобрести свойства, позволившие им занять совершенно разные места в природе. Одни виды вьюрков освоили питание плодами растений, другие — семенами, третьи стали насекомоядными. В эволюции млекопитающих можно выделить несколько крупных ароморфозов: возникновение шерстного покрова, живорождение, вскармливание детенышей молоком, приобретение постоянной температуры тела, прогрессивное развитие легких, кровеносной системы и головного мозга. Высокий общий уровень организации млекопитающих, достигнутый благодаря перечисленным ароморфным изменениям, позволил им освоить все возможные среды обитания и привел в итоге к появлению высших приматов и человека. Формирование ароморфоза — длительный процесс, происходящий на основе наследственной изменчивости и естественного отбора. Морфофизиологический прогресс — магистральный путь эволюции органического мира. В развитии каждой крупной таксономической группы можно обнаружить ароморфозы, о чем вы узнаете из последующего материала. Несмотря на то что общая дегенерация приводит к значительному упрощению организации, виды, идущие по этому пути, могут увеличивать свою численность и ареал, т. е. двигаться по пути биологического прогресса. Экзаменационный билет №15 1.(30) Генетический код и его св-ва. Генетический код - совокупность правил, согласно которым в живых клетках последовательность нуклеотидов (ген и мРНК) переводится в последовательность аминокислот . Каждой аминокислоте белка соответствует последовательность из трёх расположенных друг за другом нуклеотидов ДНК — триплет. Каждый триплет нуклеотидов кодирует определённую аминокислоту, которая будет встроена в полипептидную цепь. Оказалось, что многим аминокислотам соответствует не один, а несколько кодонов. Предполагается, что такое свойство генетического кода (вырожденность) повышает надёжность хранения и передачи генетической информации при делении клеток. Свойства генетического кода: 1. Код триплетен. Одна аминокислота кодируется тремя нуклеотидами. 2. Код универсален. Все живые организмы (от бактерии до человека) используют единый генетический код. 3. Код вырожден. Одна аминокислота кодируется более чем одним триплетом. 4. Код однозначен. Каждый триплет соответствует только одной аминокислоте. 5. Код не перекрывается. Один нуклеотид не может входить в состав нескольких кодонов в цепи мРНК. Последовательность нуклеотидов в молекуле ДНК определяет её специфичность, а также специфичность белков организма, которые кодируются этой последовательностью. Эти последовательности индивидуальны и для каждого вида организмов, и для отдельных особей вида. 2.(29) Гипотезы происхождения жизни. 1)Гипотеза самопроизвольного зарождения жизни. Ее приверженцы убеждены, что жизнь зарождается самопроизвольно из неживой материи. Так, великий Аристотель, изучая угрей, установил, что среди них не встречаются особи с икрой или молоками. На основании этого он предположил, что угри рождаются из «колбасок» ила, образующихся от трения взрослой рыбы о дно. А голландский учёный Ян ван Гельмонт в 17 веке описал свой опыт, утверждая, что живые мыши якобы зарождались у него из грязного белья и горсти пшеницы, запертых в шкафу. Другой натуралист, Гриндель фон Ах, писал о якобы наблюдавшемся им самозарождении живой лягушки. Натуралист взял каплю майской росы и, тщательно наблюдая за ней под микроскопом, заметил какое–то существо. Наблюдая за ними через некоторое время, заметил, что появилось уже туловище, но голова ещё казалась не ясно сформированной. Продолжая свои наблюдения убедился, что наблюдаемое существо не что иное, как лягушка с головой и ногами. Предполагалось также, что одни формы могут порождать другие, например, из плодов могут образовываться птицы и животные. 2)Первым кто попытался проверить идею о самопроизвольном зарождении был итальянский учёный, врач и натуралист ― Франческо Реди в 1668 году. Он взял четыре сосуда. В один из них он поместил мёртвую змею, в другой ― немного рыбы, в третий ― дохлых угрей, в четвёртый ― кусок телятины. Затем плотно закрыл их и запечатал. После он поместил то же самое в четыре других сосуда, оставив их открытыми. Вскоре мясо и рыба зачервивели. Можно было видеть, как мухи свободно залетают в сосуды и вылетают из них. Но в запечатанных сосудах такого не наблюдалось. На основании данного эксперимента был сделан вывод что личинки появились не самопроизвольно, а из отложенных мухами яиц». Таким образом, Франческо Реди породил сомнения о самопроизвольном зарождении жизни. Но многие все же оставались приверженцами этой идеи. Так как факты, открытые Реди, не были до конца обоснованными. Следующим, кто попытался опровергнуть эту идею, стал итальянский учёный Ладзаро Спалланцани в 1675 году. Он прокипятил в сосуде крепкий мясной бульон. Оставил его на несколько дней и заметил, что в бульоне стали развиваться микроорганизмы…. Затем он проделал тот же опыт, но уже с запаянным сосудом. Прошло несколько дней, но никаких признаков жизни в бульоне не обнаружилось. Но и здесь сторонники идеи о самопроизвольном зарождении жизни не стали в это верить так как считали что «жизненная сила» разрушилась от высокой температуры. В 1862 году французский микробиолог Луи Пастер совместно с физиологом Клодом Бернаром доказали, что жизнь не может зарождаться самопроизвольно. Луи Пастер взял сосуд, в котором содержалась настойка из органического вещества, прозрачная, как дистиллированная вода. Сначала он прокипятил этот сосуд, для того что бы уничтожить зародыши организмов, которые, возможно, находились в жидкости или на поверхности стенок сосуда. Но через какое-то время в сосуде все же появились маленькие организмы и хлопья плесени. Затем он повторил опыт, но уже с другим сосудом, горлышко которого было вытянуто и имело эс-образную форму. Настойку из органического вещества в сосуде он довёл до кипения, затем охладил. Жидкость осталась неизменной в течение длительного времени. Секрет долгого хранения жидкости кроется в горлышке сосуда эс-образной формы. В сосуде с обычным горлышком пыль, взвешенная в воздухе, и зародыши организмов свободно проходят через горлышко сосуда и приходят в соприкосновение с жидкостью, в которой они находят пищу, обеспечивающую их развитие. Отсюда и появление микроскопических существ. А в сосуде с вытянутым эс-образным горлышком попадание внутрь пыли затрудняется. Эсобразная трубка изолировала содержимое колбы от внешнего воздуха, благодаря оседавшему на её внутренних стенках водяному пару. Образовавшаяся в результате его конденсации влага играла роль фильтра, не пропускавшего бактерии из окружающего колбу воздуха. Пыль и все плотные частицы соединялись с каплями воды, попадали в шейку сосуда и задерживались в месте изгиба. Однако стоило отломить горлышко, как вскоре в колбе начинали развиваться бактерии. Это убедительно доказывало, что микроорганизмы распространяются по воздуху, а не зарождаются самопроизвольно. Пастер показал, что бактерии могут возникнуть только от других бактерий. Так окончательно была опровергнута гипотеза самозарождении жизни. На основании этого был сформулирован закон «Всё живое происходит из живого». Однако учёные задумались над вопросом. Если для возникновения живого организма необходим другой живой организм, то откуда взялся первый живой организм? 3)Это дало толчок к возникновению гипотезы панспермии, которая имела и имеет много сторонников. Они считают, что впервые жизнь возникла не на Земле, а была занесена каким-то образом на нашу планету. Сторонники этой гипотезы считают, что в кусках камня могли сохраниться замёрзшие примитивные формы жизни, «зародыши жизни», способные выдерживать экстремальные температуры и вакуумное пространство. Однако гипотеза панспермии пытается лишь объяснить появление жизни на Земле. Она не отвечает на вопрос, как возникла жизнь. 4)Следующая гипотеза о происхождении жизни, которая легла в основу современных представлений, ― это гипотеза биохимической эволюции. Гипотеза Опарина ― Холдейна, которую высказали в 20-е годы 20-го века русский учёный Александр Иванович Опарин и англичанин Джон Холдейн. В 1924 г. Опарин опубликовал основные положения своей гипотезы происхождения жизни на Земле. Он исходил из того, что в современных условиях возникновение живых существ из неживой природы невозможно. Абиогенное (т. е. без участия живых организмов) возникновение живой материи возможно было только в условиях древней атмосферы и отсутствия живых организмов. По мнению Опарина, в первичной атмосфере планеты, насыщенной различными газами, при мощных электрических разрядах, а также под действием ультрафиолетового излучения и высокой радиации могли образовываться органические соединения, которые накапливались в океане, образуя «первичный бульон». Таким образом, по мнению Опарина, главную роль в зарождении жизни играют белки, именно они дали начало обмену веществ, обеспечив обособление капель друг от друга и от окружающей среды. Но эта гипотеза не давала объяснения способности к самовоспроизведению. Для решения этого вопроса английский биохимик и генетик Джон Холдейн в 1929 г. выдвигает «генетическую гипотезу о происхождении живого», которая гласит, что в основе создания простейших живых систем (протобионтов) лежат не белки, а нуклеиновые кислоты (РНК и ДНК), поскольку они служат матричной основой синтеза белков. Так, Александр Иванович Опарин отдавал первенство белкам, а Джон Холдейн ― нуклеиновым кислотам. Гипотеза Опарина─Холдеина завоевала много сторонников, так как получила экспериментальное подтверждение, проведённое в 1953 году американским учёным Стенли Миллером. Стенли Миллер провёл эксперимент, в котором моделировались гипотетические условия раннего периода развития Земли для проверки возможности химической эволюции. В один из резервуаров установки помещается смесь газов (водорода, аммиака, метана и водяных паров), которые входили в состав первичной атмосферы. Через эту смесь при помощи электродов пропускаются электрические разряды (которые имитируют разряды молнии) и ультрофиолетовое облучение. В другой камере налита вода, и эта камера подогревается (для насыщения газовой смеси парами воды). Ещё одна камера подвергается охлаждению, и здесь вода конденсируется, она имитирует «дождевые осадки». В колбу–«ловушку», которая располагается ниже резервуара, стекает охлаждённая вода, содержащая органические соединения ― аминокислоты, которые входят в состав современных белков. Ещё один эксперимент позволяет, понять какие соединения возникали под действием радиации в первичной атмосфере планеты. Если облучить электронами смесь метана, водорода и аммиака, то получатся азотистые основания. Среди них как предшественники нуклеиновых кислот, так и АТФ ― основной аккумулятор энергии живых систем. Используя различные виды энергии, учёные доказали возможность синтеза в условиях первичной земли всего алфавита жизни трёх десятков типов мономеров. Но гипотеза Опарина — Холдейна имеет и слабую сторону. Не удаётся объяснить главную проблему: как произошёл качественный скачок от неживого к живому. Ведь для саморепродукции нуклеиновых кислот необходимы ферментные белки, а для синтеза белков — нуклеиновые кислоты. Экзаменационный билет №16 1.(31) Жизненный цикл клетки. Митоз. Клетки многоклеточного организма разнообразны по форме и выполняемым функциям. в соответствии со специализацией клетки имеют неодинаковую продолжительность жизни. Жизненный цикл клетки- её развитие от момента возникновение в результате предшествующего деление до её гибели или следующего деления. У непрерывно делящихся клеток жизненный цикл совпадает с митотическим циклом. Митотическим циклом называют совокупность процессов, происходящихся в клетке от первого деления до другого. Этот цикл состоит из двух стадий- стадия покоя, или интерфазы, и стадия деления, или митоза. в интерфазе осуществляется подготовка к митозу заключающаяся главным образом к удвоению ДНК. Различают три периода интерфазыпресинтетический , синтетический и постсинтетический. Пресинтетический период, который ещё называют первым интервалом, является начальным периодом. в этот период ДНК еще не синтезируется, однако синтезируется РНК и белки, повышается активность ферментов, участвующих в синтезе ДНК. В хлоропластах и митохондриях идёт синтез АТФ, накапливается АТФ. Синтетический период характеризуется тем, что в ядре клетки происходит синтез ДНК. две спирали старой молекулы ДНК расходятся, и каждая становится матрицей для синтеза новой цепи ДНК. в результате каждая из двух дочерних молекул обязательно включает 1 старую и одну новую спираль. В синтезе ДНК участвует специальные белки, которые двигаясь вдоль двойной спирали, растирают её, а фермент ДНК- полимераза на каждой из цепей ДНК из свободных нуклеотидов достраивает комплиментарную ей вторую цепь. Продолжительность синтеза ДНК- фаза митотического цикла- в разных клетках неодинакова: нескольких минут у бактерий до 6-12 часов в клетках млекопитающих. Число молекул ДНК в каждой хромосоме удваивается, при этом число хромосом в ядре не изменяется. в постсинтетическом периоде клетка заканчивает подготовку к предстоящему делению: синтез ДНК приостанавливается, накапливается энергия, синтезирует белки ахроматинового веретена, удваивается центриоли. Экзаменационный билет №17 2.(26) . Бесполое и половое размножение. Бесполое размножение. Размножение, происходящее без участка половых клеток, называется бесполым. В таком размножении участвует только 1 родительская особь. Поскольку клетки, из которых развивается дочерний организм, делятся митозом, то дочерний организм по наследственным признакам идентичен материнской особи. Существует несколько видов бесполого размножения. Так, при простом делении у одноклеточных животных и растений ядро вначале делится митозом надвое. Затем перетяжкой делится вся клетка на 2 одинаковые части, каждая из которых формирует дочерний организм. У водорослей, мхов, папоротников, грибов, растения, некоторых одноклеточных животных образуются споры. Это специальные клетки, защищенные плотными оболочками, охраняющими их в неблагоприятных условиях. спорообразование- это один из механизмов, обеспечивающих бесполое размножение. у высших растений широко развито вегетативное размножение. В результате такого размножении новый организм образуется из группы клеток материнского растения, поэтому дочерние особи, обладают всеми признаками материнского организма. у некоторых грибов и отдельных животных, на теле образуется выпячивание- почка, из которых в дальнейшем развивается новый организм. Такой способ бесполого развития называют почкованием. Половое размножение. В половом размножении принимает участие, две родительские особи. женские мужские половые клетки- гаметы, каждая из которых имеет вдвое меньше число хромосом, чем соматические клетки родителей. в результате слияния гамет образуется оплодотворенная яйцеклетка- зигота. при половом размножении у потомков резко увеличивается наследственные изменчивость. Низшие многоклеточные организмы могут также размножаться наряду с бесполым и половым путём. одни гаметы богатые запасными питательными веществами и неподвижны -яйцеклетки; у большинства организмов подвижны -сперматозоиды, у высших растений неподвижны спермии. Гаметы образуются в специализированных органах – гаметангиях, которые у многоклеточных животных называются половыми железами. У высших животных женские гаметы образуются в яичниках, мужские – в семенниках. Широко распространённым вариантом полового размножения является партеногенез, при котором новый организм развивается из неоплодотворённой яйцеклетки. Мейоз В результате 1-го деления мейоза, называемого редукционными, образуются клетки с вдвоем уменьшенными числом хромосом. Вторая фаза – интерфаза. Биологическое значение мейоза. При мейозе гомологичный хромосомы попадают в разные половые клетки, таким образом зрелые половые клетки получают гаплоидное число хромосом, а при оплодотворении восстанавливается характерное для вида диплоидное. Следовательно, обеспечивается постоянный для каждого вида полный диплоидный набор хромосом и постоянное количество ДНК. Из каждой пары 2-х гомологичных хромосом, входивших в хромосомный набор диплоидных организмов, в гаплоидной наборе яйцеклетки или сперматозоиды содержится лишь 1 хромосома. Она может быть: 1)отцовской 2)материнской 3)отцовской с участием материнской 4)материнской с участием отцовской. Образование половых клеток и оплодотворения. Сперматогенез и овогенез. В мужских половых железах по рассмотренной выше схеме мейоза идёт образование мужских половых клеток – сперматогенез у животных и человека. В процессе образования половых клеток имеется несколько стадий. Образование женских гамет – яйцеклеток – называется овогенез. Происходит оно в женских половых органов – яичников по той же общей схеме, что и спермагенез, но с существенным отличием. Различие в процессах сперматогенеза и овогенеза обеспечивает образование во много раз большего числа сперматозоидов, чем яйцеклеток. Строение половых клеток. Яйцеклетка разных животных различаются по своему строению и размерам. форма яйцеклетки обычные круглые, её цитоплазме находятся митохондрии, рибосомы и много запасных питательных веществ в виде желточных зерен и белка. Сперматозоиды намного мельче яйцеклеток. У большинства животных каждый сперматозоид имеет головку и хвостик. При созревании сперматозоидов после мейоза происходит уменьшение их размеров. Оплодотворение у животных. Число и размеры половых клеток различны у разных животных и растений. закономерности: Чем меньше вероятность встречи яйцеклетки и сперматозоида, тем большее число половых клеток образуется в организме. Процесс оплодотворения состоит из нескольких этапов: проникновение сперматозоидов в яйцо, слияние гаплоидных ядер обеих гамет с образованием диплоидной клетки зиготы, затем наступает давление диплоидной клетки и дальнейшее её развитие. Оплодотворение у растений. Оплодотворение у растений сходно с таковым у животных, но имеет свои особенности. Гаплоидный яйцо делится на 2: вегетативные и генеративные. В пыльцевой трубке находится генеративное ядро делится ещё раз, образуя две спермии. Один из них сливается клетки, в результате чего образуется зигота с диплоидным набором хромосом. Из неё развивается диплоидный зародыш-зачаток будущего растения. Другой спермий сливается с двумя ядрами центральной клетки. В результате этого возникает триплоидный набор эндоспермы, содержащий тройной набор хромосом. Биологическое значение оплодотворения состоит в том, что при слияние женской и мужской половых клеток, образуется новый организм, несущий в себе признаки матери и отца. Экзаменационный билет №18 2.(28) Современные гипотезы о происхождении человека. Доказательства родства человека и животных. К фактам, доказывающим родство человека и животных, можно отнести сходство внешнего и внутреннего строения, сходство ранних стадий эмбрионального развития, а также наличие рудиментарных органов. Рудиментами являются копчик, кожная мускулатура, третье веко, аппендикс, ушная мышца, зубы мудрости и т. д. К доказательствам животного происхождения относят появление атавизмов, примерами которых могут служить наружный хвост, многососковость, развитый волосяной покров на теле и др. Неоспоримыми доказательствами происхождения человека являются обнаруженные учёными ископаемые останки предков человека. Все перечисленные факты свидетельствуют о том, что человек и человекообразные обезьяны произошли от общего предка и позволяют определить место человека в системе органического мира Человек относится к типу хордовых, подтипу позвоночных, классу млекопитающих, подклассу плацентарных, отряду приматов, подотряду узконосых, семейству гоминид, группе высших узконосых, роду гомо, виду человек разумный. Человек отличается от животных наличием речи, развитым мышлением, способностью к трудовой деятельности. Как сформировался современный человек? Каковы движущие силы антропогенеза? Антропогенез (от греч. αντροποσ - человек и γενεσισ - происхождение) - процесс историкоэволюционного формирования человека, который осуществляется под влиянием биологических и социальных факторов. Биологические факторы, или движущие силы эволюции, являются общими для всей живой природы, в том числе и для человека. К ним относят наследственную изменчивость и естественный отбор. Роль биологических факторов в эволюции человека была раскрыта Ч. Дарвином. Эти факторы сыграли большую роль в эволюции человека, особенно на ранних этапах его становления. У человека возникают наследственные изменения, которые определяют, например, цвет волос и глаз, рост, устойчивость к влиянию факторов внешней среды. На ранних этапах эволюции, когда человек сильно зависел от природы, преимущественно выживали и оставляли потомство особи с полезными в данных условиях среды наследственными изменениями (например, особи, отличающиеся выносливостью, физической силой, ловкостью, сообразительностью). К социальным факторам антропогенеза относят труд, общественный образ жизни, развитое сознание и речь. Роль социальных факторов в антропогенезе была раскрыта ф. Энгельсом в работе "Роль труда в процессе превращения обезьяны в человека" (1896). Этим факторам принадлежала ведущая роль на более поздних этапах становления человека. Экзаменационный билет №19 2.(21) Основные этапы эволюции человека. В процессе становления человека выделяют следующие стадии: 1)антропоидные предки человека (австралопитеки); 2)древнейшие люди: питекантроп или древнейший человек, или протерантроп, или архантроп; 3)древние люди или неандертальцы, или палеоантропы; 4)современные люди (неоантропы). Австралопитек. Австралопитеков или «южных обезьян» - высокоорганизованных, прямоходячих приматов, принято считать исходными формами в родословной человека. Австралопитеки получили в наследство от своих древесных предков многие свойства, причём наиболее важными из них были способность и стремление к разнообразному обращению с предметами при помощи рук (манипулированию) и высокое развитие стадных отношений. Они были вполне наземными существами, сравнительно небольших размеров – в среднем длина тела 120-130 см, вес 30-40 кг. Их характерной особенностью была двуногая походка и выпрямлённое положение тела, о чём свидетельствует строение таза, скелета конечностей и черепа. Свободные верхние конечности давали возможность использовать палки, камни и т.д. Мозговой отдел черепа имел относительно крупные размеры, а лицевая часть была укорочена. Зубы небольшие, располагались плотно, без диастем, с рисунком зубов характерным для человека. Обитали на открытых равнинах. Древнейшие люди. Считается, что древнейший человек возник около 1 млн. лет назад. Известно несколько форм древнейших людей: питекантроп, синантроп, гейдельбергский человек и др. Внешне они походили уже на современного человека, хотя отличались мощными надглазничными валиками, отсутствием подбородочного выступа, низким и покатым лбом. Масса мозга достигала 800-1000 г. Мозг имел более примитивное строение, чем у позднейших форм. Питекантропы – существа прямоходячие, среднего роста иплотного телосложения, сохранившие, однако, много обезьяньих черт как в форме черепа, так и в строении лицевого скелета. У синантропов уже отмечена начальная стадия развития подбородка. Судя по находкам возраст древнейших людей от 50 тыс. до 1 млн. лет. Древнейшие люди успешно охотились на буйволов, носорогов, оленей, птиц. С помощью отёсанных камней они разделывали убитых животных. Жили они в основном в пещерах и умели использовать огонь. Одновременно существовало довольно много форм древнейших людей, стоявших на разных ступенях развития и эволюционировавших в разных направлениях (в том числе в направлении гигантизма). Наиболее перспективным направлением эволюции было дальнейшее увеличение объёма головного мозга, развитие общественного образа жизни, совершенствование орудий труда, более широкое использование огня (не только для обогревания и отпугивания хищников, но и для приготовления пищи). Все другие формы, в том числе гиганты, быстро исчезли. Судя по местам находок останков древнейших людей, основной регион их обитания располагался в Африке и Юго-восточной Азии. Древние люди. Они занимают промежуточное положение между древнейшими людьми и первыми современными людьми. Палеантроп. О культуре палеантропа мы имеем возможность судить по многочисленным мустьерским стоянкам. Мустьерская культура по отношению к предыдущей была более совершенной как по технике обработки и использовании орудий, так и по разнообразию их формы, тщательности обработки и производственному назначению. Неандертальцы. Неандертальцы жили 250-40 тыс. лет назад во время ледникового периода. Эти люди были широко распространены по земле, жили в разных климатических и природных условиях и делились в антропологическом отношении на разные группы. Ранее учёные предполагали, что от одной из групп неандертальцев в последующую эпоху и произошли люди современного типа. Сейчас неандертальцев рассматривают как своеобразную боковую ветвь Homo sapiens. Неандертальцы были очень неоднородной группой. Изучение многочисленных скелетов показало, что в эволюции неандертальцев при всём разнообразии строения можно выделить две линии. Одна линия шла в направлении мощного физического развития. Это были существа с низким скошенным лбом, низким затылком, сплошным надглазничным валиком, слабо развитым подбородочным выступом, крупными зубами. При сравнительно небольшом росте (155-165 см) они обладали чрезвычайно мощно развитой мускулатурой. Масса мозга достигала 1500 г. Полагают, что неандертальцы пользовались зачаточной членораздельной речью. Другая группа неандертальцев характеризовалась более тонкими чертами – меньшими надбровными валиками, высоким лбом, более тонкими челюстями и более развитым подбородком. В общем физическом развитии они заметно уступали первой группе. Но взамен у них значительно увеличился объём лобных долей головного мозга. Эта группа неандертальцев боролась за существование не путём усиления физического развития, а через развитие внутригрупповых связей при охоте, при защите от врагов, от неблагоприятных природных условий, т.е. через объединение сил отдельных особей. Этот эволюционный путь и привёл к появлению 40-50 тыс.лет назад вида Человек разумный – Homo sapiens. Некоторое время неандертальцы и первые современные люди сосуществовали, а затем, примерно 28 тыс. лет назад, неандертальцы были окончательно вытеснены первыми современными людьми кроманьонцами. Экзаменационный билет №20 2.(24) Расы человека. Единство происхождения человеческих рас. Расы – это большие группы людей, отличающиеся физическими признаками: пропорциями тела, чертами лица, формой носа, цветом кожи, формой и цветом волос, определенным соотношением групп крови. С биологической точки зрения все ныне живущее человечество представляет один вид – человек разумный, распадающийся на три большие группы – расы: европеоидную, негроидную и монголоидную. Каждая из рас делится на более мелкие подразделения. К европеоидной расе относится коренное население Европы, части Азии и Северной Африки. У европеоидов узкое лицо, сильно выступающий нос, мягкие волосы. Цвет кожи у северных европеоидов светлый, у южных – смуглый. Для негроидной расы характерны темный цвет кожи, черные курчавые волосы, темные глаза, широкий и плоский нос. В негроидной расе выделяют две ветви – африканскую и австралийскую. У австралийских аборигенов в крови нет резус-фактора. К монголоидной расе относится коренное население Центральной, Восточной Азии и Сибири. Монголоиды отличаются смуглым цветом кожи, широким плоским лицом, узким раскосым разрезом глаз, темными жесткими прямыми волосами. Расовые особенности наследственны. Они сформировались у человека в позднем палеолите около 30 тыс. лет назад при заселении людьми разных по природно – климатическим условиям районов Земли. Расовые признаки имели адаптивное значение и закрепились у разных популяций в определенных географических зонах. Экзаменационный билет №21 2.(17) Экология как наука. Генетическая терминология и символика. Экология -наука о взаимосвязях живых организмов и их сообществ между собой и средой их обитания, а также о структуре и функционировании организменных систем. Само название «экология» предложил биолог Эрист Геккель в 1866г. Основные задачи экологии: -выявление взаимосвязей между организмами, их сообществами и условиями среды обитания. -изучение структуры и закономерности функционирования сообществ организмов. -наблюдение за изменениями в отдельных экосистемах и в биосфере в целом, прогнозирования их последствий; -создание базы данных и разработка рекомендаций для экологически безопасного планирования хозяйственно деятельности человека; -применение экологических знаний в деле охраны окружающей среды и рационального использования природных ресурсов; Предметом экологии является: -разнообразие и структуры взаимосвязей между организмами их сообществами и средой обитания. -состав и закономерности функционирования сообществ организмов: популяций, биоценозов, биогеоценозов, биосферы. Экология изучает системы уровня выше отдельного организма. Оси, объекты её изучения – популяция, экосистема, биосфера. Основоположником экологии заложили Андрей Тимофеевич Болотов и Николай Иванович Вавилов. Василий Васильевич Докучаев создал теорию почвообразовательного процесса. Владимир Иванович Вернадский создал целостное учение о биосфере, показав геологическую роль, которую сыграли живые организмы в преобразовании нашей планеты. Экзаменационный билет №22 2.(19) Первый и второй законы Г.Менделя Одним из важнейших свойств живых организмов является наследственность-передача признаков родителей их потомству Законы Менделя. Грегор Мендель- он считается основателем генетики в результате опытов над горохом он сформулировал законы наследственности, разработал концепцию доминантных и рецессивных генов. Первый закон Менделя - закон однообразие первого поколения. Свои опыты Мендель начал с того, что скрещивал сорта гороха, которые различались лишь по одной паре альтернативных признаков. Такое скрещивание называется моногибридным. Мендель сделал выводы о том, что гибридные потомки 1 поколения единообразны. У гибридов первого поколения проявляется признаки только одного из родителей. Такие признаки были названы доминантными, а не проявляющие признаки - рецессивными. В опытах Менделя в результате скрещивания различных сортов гороха было обнаружено полное доминирование, когда гибридные растения имели фенотип только одного из родителей. Более позднее исследования показали, что иногда наблюдается неполное доминирование, когда гибриды обладают промежуточным фенотипом. Совокупность генов организма называют генотипом. Генотип и внешняя среда определяют и формируют фенотип организма-совокупность морфологических, физических, и других признаков и свойств организмов. Совокупность всех генов гаплоидного набора хромосом называют геномом. Гены, определяющие развитие альтернативных признаков и расположенные в идентичных участках гомологичных хромосом, то есть парные Гены, называют аллеями, или аллельными генами. При диплоидном наборе хромосом в любой клетки животного или растения всегда есть по два аллеля типа. В половых клетках в результате мейоза содержится только гаплоидный набор хромосом и только по одному аллелю. При слиянии двух родительских гамет образуются клетки с диплоидным набором - зигота. Если у образовавшейся зиготы гомологичные хромосомы несут идентичные аллели, то это гомозигота. В отличие от гомозиготы, у гетрозиготы в гомологичных хромосомах локализованной разные аллели каждого гена, отвечающие за альтернативные признаки. Потомство гетерозиготных особей проявляют различные признаки. Второй закон Менделя - расщепление признаков у гибридов второго поколения. При скрещивании гибридов первого поколения между собой во втором поколении наблюдается расщепление признаков в отношении 3:1 по фенотипу и 1:2:1 по генотипу. Экзаменационный билет №23 2.(14) Дигибридное скрещивание. Третий закон Г.Менделя С помощью моногибридного скрещивания Г.Мендель установил закономерности наследования одного отдельно взятого признака. В природных условиях могут скрещиваться особи, различающиеся по двум и более признакам. Для таких более сложных случаев существуют свои закономерности наследования признаков. Вслед за опытами по моногибридному скрещиванию Мендель стал исследовать наследование признаков, за которые отвечают уже две пары аллелей. В частности, учёный наблюдал наследование не только окраски семян гороха, но и одновременно с этим характер их поверхности. Скрещивание особей, отличающихся по двум парам аллелей, называется дигибридным скрещиванием. Одна пара аллелей контролирует окраску семян, другая пара – характер их поверхности. В рассмотренном опыте Мендель скрещивал растения гороха, с одной стороны, с желтыми(А), гладкими(В) семенами, с другой стороны – с зелеными(а) и морщинистыми семенами(b). В первом поколении все гибриды, как и ожидалось, имели желтые гладкие семена. Во втором поколении произошло независимое расщепление признаков – согласно гипотезе чистоты гамет, аллельные гены ведут себя как независимые, цельные единицы. Было получено: 315 желтых гладких семян(AABB, AaBb, AaBB, AABb), 108 – зеленых гладких(aaBB, aaBb), 101 – желтых морщинистых(AAbb, Aabb), 32- зеленых морщинистых(aabb). В целом расщепление по фенотипу дало 4 группы особей: с желтыми гладкими семенами – 9, с желтыми морщинистыми семенами – 3, с зелеными гладкими семенами – 3, с зелеными морщинистами семенами – 1. Третий закон Менделя, или закон независимого комбинирования признаков, формируется следующим образом: расщепление по каждой паре генов идёт независимо от другой пары генов. Каждая пара альтернативных признаков ведет себя в ряду поколений независимо друг от друга. Среди потомков второго поколения появляются особи с новыми комбинациями признаков. Экзаменационный билет №24 2.(15) Хромосомный механизм определения пола. В кариотипе человека из 46 хромосом 44 одинаковы у всех особей, независимо от пола (эти хромосомы называют аутосомами), а одной парой хромосом, называемых половыми, женщины отличаются от мужчин. Это общебиологическая закономерность для всех живых организмов, размножающихся половым путем. У женщин 2 половые хромосомы одинаковы (гомологичны), их называют Х-хромосомами. У мужчин пара половых хромосом представлена гетерохромосомами, так как они неодинаковы: одна из них Х-хромосома (т.е. такая же, как у женщин), другая Ухромосома. В основе определения пола у человека лежит хромосомный механизм, реализующийся в момент оплодотворения. Поскольку у женщин половые хромосомы одинаковы, то каждая яйцеклетка несет Х-хромосому, такой пол называют гомогаметньни. У мужчин в процессе гаметогенеза формируется два типа гамет в равной пропорции: Х-сперматоэоиды и Усперматозоиды. Это биологическая закономерность, обусловленная механизмом мейоза. Мужской пол называется гетерогаметным. Хочется отметить, что теоретически соотношение полов должно быть 1:1 Это статистическая закономерность, обеспечиваемая условием равновероятной встречи гамет. Пол будущего потомка всегда определяет гетерогаметный пол (т.е. мужской). При патологии нерасхождения половых хромосом в гаметогенезе решающим фактором в определении пола у человека является наличие У-хромосомы или ее фрагмента. В таких случаях при любом числе Х-хромосом будет формироваться мужской пол. В случае отсутствия У-хромосомы или ее фрагмента будет формироваться женский пол. В настоящее время принято различать следующие уровни половой дифференцировки: 1.Хромосомное определение пола — 46, XX или 46, ХУ. 2.Определение пола на уровне гонад (яичники, или семенники). 3.Фенотипическое определение пола (мужчина или женщина, формирование вторичных половых признаков). 4.Психологическое определение пола. 5.Социальное становление пола. Анализ нарушений числа и структуры половых хромосом позволил понять не только хромосомный механизм определения пола, но и получить информацию о фенотипическом уровнях становления. Экзаменационный билет №25 2.(10) Пищевые связи в экосистемах. Передача вещества и энергии в пищевой цепи. Живые организмы находятся в постоянном взаимодействии друг с другом и с факторами внешней среды, формируя устойчивую саморегулирующуюся и самоподдерживающуюся экосистему. Особенности видового состава этой системы определяются историческими и климатическими условиями, а взаимоотношения организмов друг с другом и с окружающей средой строятся на основе пищевого поведения. В рассмотренной нами экосистеме дубравы олени едят травянистые растения и листья кустарников, белки не прочь полакомиться желудями и грибами, ёж съедает дождевого червя, а филин на ночной охоте ловит мышей и полёвок. Многочисленные насекомые, желуди дуба, плоды дикой яблони и груши, семена и ягоды – прекрасный корм птицам. Мёртвые органические остатки падают на землю. На них развиваются бактерии, которых потребляют простейшие, служащие, в свою очередь, кормом многочисленным мелким почвенным беспозвоночным. Все виды организмов связаны друг с другом сложной системой пищевых взаимоотношений. При изучении структуры любой экосистемы становится очевидным, что её устойчивость зависит от многообразия пищевых связей, существующих между разными видами этого сообщества. Причём, чем больше видовое многообразие, тем устойчивее структура. Представьте себе систему, в которой хищник и жертва представлены только одиночными видами, допустим «лиса – заяц». Исчезновение зайцев неизбежно приведёт к гибели хищников, и экосистема, потеряв два своих компонента, начнёт разрушаться. Если же в качестве пищи в данной экосистеме лиса может использовать и грызунов, и лягушек, и мелких птиц, то пропажа одного источника пищи не приведёт к разрушению всей структуры, а освободившуюся экологическую нишу вскоре займут другие организмы со сходными требованиями к среде. В экосистеме происходит постоянный перенос вещества и энергии, заключённой в пище, от одних организмов к другим. Растения (продуценты), используя солнечную энергию, образуют сложные органические соединения. Эти вещества употребляют гетеротрофы (консументы), продукты жизнедеятельности которых, возвращаясь в окружающую среду, вновь используются автотрофными организмами. В экосистеме существует постоянный круговорот вещества и энергии, который поддерживается энергией солнца. Каждый организм, участвующий в этом процессе, находится на определённом трофическом, или пищевом, уровне, образуя трофическое (пищевое) звено. В результате соединения нескольких трофических звеньев образуется пищевая цепь, в которой каждое предыдущее звено служит пищей последующему. Если проследить структуру отдельных пищевых цепей, то можно обнаружить, что цепи очень редко изолированы друг от друга. Обычно одно и то же растение служит пищей нескольким животным, которые, в свою очередь, могут быть съедены разными хищниками. Таким образом, все пищевые цепи связаны между собой в единую пищевую сеть. Первый трофический уровень экосистемы образуют автотрофные организмы, в основном зелёные растения. Второй трофический уровень – это растительноядные животные и паразитические растения. Третий уровень – это плотоядные животные, которые питаются травоядными, так называемые хищники первого порядка – мелкие млекопитающие, насекомоядные птицы, амфибии и рептилии. К этому же уровню относят паразитов этих животных. Четвёртый уровень образуют более крупные плотоядные животные – хищники второго порядка и их паразиты. Пятый уровень формируют редуценты, которые потребляют мёртвое органическое вещество. Как правило, в экосистеме существует от трёх до пяти трофических уровней. Пищевую цепь, которая начинается от растений, называют пастбищной пищевой цепью: например, осина ? заяц ? волк. Если цепь питания начинается с детрита (мёртвой органики), её называют детритной цепью: листовой опад ? дождевой червь ? певчий дрозд ? ястреб-перепелятник (рис. 78). Обычно размеры хищников с переходом на следующий трофический уровень возрастают, а их численность снижается. Если мы попробуем оценить общее количество биомассы на каждом трофическом уровне, то заметим определённую закономерность. В большинстве наземных экосистем с повышением трофического уровня количество биомассы будет неуклонно снижаться (рис. 79). Подобная закономерность носит название экологической пирамиды и связана с тем, что на каждом трофическом уровне организмы способны использовать лишь 5–15 % энергии поступившей биомассы для построения своего тела. Остальная энергия расходуется или на движение, рассеивается в виде тепла или просто не усваивается. Именно поэтому число трофических уровней в экосистеме ограничено и редко бывает более пяти-шести. Основание пирамиды образуют продуценты (растения). Над ними располагаются растительноядные животные. Следующий уровень образуют хищники первого порядка. Вершину пирамиды занимают наиболее крупные плотоядные животные. Причём число уровней в пирамиде соответствует числу звеньев в пищевой цепи. Различают пирамиду численности (особей), пирамиду биомассы и пирамиду энергии. Наличие сложных пищевых взаимоотношений обеспечивает устойчивость экосистем. Если изменится среда обитания продуцентов, через пищевую сеть это неизбежно отразится на всех остальных организмах экосистемы. Нельзя нарушить какой-либо из экологических факторов, не затронув в той или иной степени существование всех видов, составляющих экосистему. Следовательно, изменение любого абиотического или биотического фактора неизбежно повлечёт за собой изменение всей экосистемы. Экзаменационный билет №26 2.(11) Наследственные болезни человека, их причины и профилактика. Наследственные болезни человека. Классификация. Патология генетического аппарата бывает на хромосомном уровне, на уровне отдельного гена, а также бывает связана с дефектом или отсутствием нескольких генов. Наследственные болезни человека подразделяются на: Хромосомные болезни Наиболее известны хромосомные заболевания по типу трисомии — дополнительной третьей хромосомы в паре: 1.Синдром Дауна — трисомия по 21 паре; 2.Синдром Патау — трисомия по 13 паре; 3.Синдром Эдвардса — трисомия по 18 паре хромосом. Синдром Шерешевского — Тёрнера обусловлен отсутствием одной Х-хромосомы у женщин. Синдром Кляйнфельтера — дополнительная Х-хромосома у мужчин. Другие хромосомные болезни связаны со структурной перестройкой хромосом при их нормальном количестве. Например, потеря или удвоение части хромосомы, обмен участками хромосом из разных пар. Патогенез хромосомных болезней не совсем ясен. По-видимому, срабатывает механизм «пятого колеса», когда отсутствие или лишняя хромосома в паре мешает нормальной работе генетического аппарата в клетках. Генные болезни Причины наследственных заболеваний на генном уровне заключаются в повреждении части ДНК, в результате которого возникает дефект одного определенного гена. Чаще всего генные мутации ответственны за наследственные дегенеративные заболевания или наследственные болезни обмена веществ в результате нарушения синтеза соответствующего структурного белка или белка-фермента: 1)Муковисцидоз; 2)Гемофилия; 3)Фенилкетонурия; 4)Альбинизм; 5)Дальтонизм; 6)Серповидноклеточная анемия; 7)Непереносимость лактозы; 8)Другие обменные заболевания. Моногенные наследственные заболевания наследуются по классическим законам Грегора Менделя. Различают аутосомно-доминантный, аутосомно-рецессивный и сцепленный с полом типы наследования. При близкородственных браках чаще всего реализуется именно генный тип наследственных заболеваний. Заболевания с наследственной предрасположенностью или полигенные болезни. К ним относятся: 1)Сахарный диабет; 2)Артериальная гипертензия; 3)Ишемическая болезнь сердца; 4)Ревматоидный полиартрит; 5)Рак молочной железы; 6)Псориаз; 7)Шизофрения; Список можно продолжать и дальше. Найдется лишь малая часть болезней, которые так или иначе не связаны с наследственной предрасположенностью. Действительно, все процессы функционирования организма обусловлены синтезом разнообразных белков, как строительных, так и белков-ферментов. Но если при моногенных наследственных болезней за синтез соответствующего белка отвечает один ген, то при полигенных наследственных заболеваниях за сложный метаболический процесс отвечают несколько разных генов. Поэтому мутация одного из них может быть компенсированной и проявляться только при дополнительных внешних неблагоприятных условиях. Этим объясняется, что у больных данными заболеваниями дети болеют ими не всегда, и, наоборот, у здоровых родителей дети могут болеть этими болезнями. Поэтому в случае полигенных наследственных заболеваний можно говорить лишь о большей или меньшей предрасположенности. Экзаменационный билет №27 2.(6) Искусственные сообщества – агроэкосистемы, их отличия от природных сообществ. В биосфере помимо естественных биогеоценозов и экосистем существуют сообщества, искусственно созданные хозяйственной деятельностью человека, — антропогенные экосистемы. Естественные экосистемы отличаются значительным видовым разнообразием, существуют длительное время, они способны к саморегуляции, обладают большой стабильностью, устойчивостью. Созданная в них биомасса и питательные вещества остаются и используются в пределах биоценозов, обогащая их ресурсы. Искусственные экосистемы – агроценозы (поля пшеницы, картофеля, огороды, фермы с прилегающими пастбищами, рыбоводные пруды и др.) составляют небольшую часть поверхности суши, но дают около 90% пищевой энергии. Развитие сельского хозяйства с древних времен сопровождалось полным уничтожением растительного покрова на значительных площадях для того, чтобы освободить место для небольшого количества отобранных человеком видов, наиболее пригодных для питания. Однако первоначально деятельность человека в сельскохозяйственном обществе вписывалась в биохимический круговорот и не изменяла притока энергии в биосфере. В современном сельскохозяйственном производстве резко возросло использование синтезированной энергии при механической обработке земли, использовании удобрений и пестицидов. Это нарушает общий энергетический баланс биосферы, что может привести к непредсказуемым последствиям. Агроэкосистема (от греч. agros — поле) — биотическое сообщество, созданное и регулярно поддерживаемое человеком с целью получения сельскохозяйственной продукции. Обычно включает совокупность организмов, обитающих на землях сельхозпользования. К агроэкосистемам относят поля, сады, огороды, виноградники, крупные животноводческие комплексы с прилегающими искусственными пастбищами. Характерная особенность агроэкосистем — малая экологическая надежность, но высокая урожайность одного (нескольких) видов или сортов культивируемых растений или животных. Главное их отличие от естественных экосистем — упрощенная структура и обедненный видовой состав. Агроэкосистемы отличаются от естественных экосистем рядом особенностей: 1.Разнообразие живых организмов в них резко снижено для получения максимально высокой продукции. На ржаном или пшеничном поле кроме злаковой монокультуры можно встретить разве что несколько видов сорняков. На естественном лугу биологическое разнообразие значительно выше, но биологическая продуктивность во много раз уступает засеянному полю. Искусственная регуляция численности вредителей — по большей части необходимое условие поддержания агроэкосистем. Поэтому в сельскохозяйственной практике применяют мощные средства подавления численности нежелательных видов: ядохимикаты, гербициды и т.д. Экологические последствия этих действий приводят, однако, к ряду нежелательных эффектов, кроме тех, для которых они применяются. 2.Виды сельскохозяйственных растений и животных в агроэкосистемах получены в результате действия искусственного, а не естественного отбора, и не могут выдерживать борьбу за существование с дикими видами без поддержки человека. В результате происходит резкое сужение генетической базы сельскохозяйственных культур, которые крайне чувствительны к массовому размножению вредителей и болезням. 3. Агроэкосистемы более открыты, из них вещество и энергия изымаются с урожаем, животноводческой продукцией, а также в результате разрушения почв. В естественных биоценозах первичная продукция растений потребляется в многочисленных цепях питания и вновь возвращается в систему биологического круговорота в виде углекислого газа, воды и элементов минерального питания. В связи с постоянным изъятием урожая и нарушением процессов почвообразования, при длительном выращивании монокультуры на культурных землях постепенно происходит снижение плодородия почв. Данное положение в экологии называется законом убывающего плодородия. Таким образом, для расчетливого и рационального ведения сельского хозяйства необходимо учитывать обеднение почвенных ресурсов и сохранять плодородие почв с помощью улучшенной агротехники, рационального севооборота и других приемов. Смена растительного покрова в агроэкосистемах происходит не естественным путем, а по воле человека, что не всегда хорошо отражается на качестве входящих в нее абиотических факторов. Особенно это касается почвенного плодородия. Главное отличие агроэкосистемы от природных экосистем — получение дополнительной энергии для нормального функционирования. Под дополнительной понимается любой тип энергии, привносимой в агроэкосистемы. Это может быть мускульная сила человека или животных, различные виды горючего для работы сельскохозяйственных машин, удобрения, пестициды, ядохимикаты, дополнительное освещение и т.д. В понятие «дополнительная энергия» входят также новые породы домашних животных и сорта культурных растений, внедряемые в структуру агроэкосистем. Следует отметить, что агроэкосистемы — крайне неустойчивые сообщества. Они не способны к самовосстановлению и саморегулированию, подвержены угрозе гибели от массового размножения вредителей или болезней. Причина нестабильности состоит в том, что агроценозы слагаются одним (монокультуры) или реже максимум 2–3 видами. Именно поэтому любая болезнь, любой вредитель может уничтожить агроценоз. Однако человек сознательно идет на упрощение структуры агроценоза, чтобы получить максимальный выход продукции. Агроценозы в гораздо большей степени, чем естественные ценозы (лес, луг, пастбища), подвержены эрозии, выщелачиванию, засолению и нашествию вредителей. Без участия человека агроценозы зерновых и овощных культур существуют не более года, ягодных растений – 3–4, плодовых культур – 20–30 лет. Затем они распадаются или отмирают. Преимуществом агроценозов перед естественными экосистемами является производство необходимых для человека продуктов питания и большие возможности увеличения продуктивности. Однако они реализуются только при постоянной заботе о плодородии земли, обеспечении растений влагой, охране культурных популяций, сортов и пород растений и животных от неблагоприятных воздействий естественной флоры и фауны. Все искусственно создаваемые в сельскохозяйственной практике агроэкосистемы полей, садов, пастбищных лугов, огородов, теплиц представляют собой системы, специально поддерживаемые человеком. В отношении к сообществам, складывающимся в агроэкосистемах, постепенно меняются акценты в связи с общим развитием экологических знаний. На смену представлениям об обрывочности, осколочности ценотических связей и предельной упрощенности агроценозов возникает понимание их сложной системной организации, где человек существенно влияет лишь на отдельные звенья, а вся система продолжает развиваться по естественным, природным законам. С экологических позиций крайне опасно упрощать природное окружение человека, превращая весь ландшафт в агрохозяйственный. Основная стратегия создания высокопродуктивного и устойчивого ландшафта должна заключаться в сохранении и умножении его многообразия. Наряду с поддержанием высокопродуктивных полей следует особенно заботиться о сохранении заповедных территорий, не подвергающихся антропогенному воздействию. Заповедники с богатым видовым разнообразием являются источником видов для восстанавливающихся в сукцессионных рядах сообществ. Экзаменационный билет №28 2.(8)Биосфера – глобальная экосистема. Учение В.И.Вавилова о биосфере. Биосфера — часть геологических оболочек Земли, заселённая и преобразуемая живыми организмами. Границы биосферы определены условиями, в которых могут обитать живые существа. Биосфера представляет собой открытую биологическую систему с постоянным круговоротом веществ и обменом энергии, совокупность биогеоценозов (биогеоценозы являются структурными компонентами биосферы). Учение о биосфере разработано В. И. Вернадским. Учёный выделил следующие её компоненты: -живое вещество — совокупность всех живых организмов; -биогенное вещество — формируется в результате жизнедеятельности организмов: -кислород атмосферы — результат деятельности растений и цианобактерий; -уголь — остатки древних растений; -нефть — результат деятельности планктона древних морей; -известняки — скелеты морских беспозвоночных; -железные и марганцевые руды, фосфориты; -сера — продукты хемосинтезирующих бактерий; -косное вещество — формируется без участия живых организмов (базальт, гранит); -биокосное вещество — результат взаимодействия жизнедеятельности организмов и небиологических процессов (почва, ил). Биосфера разделена на несколько слоев: -Аэробиосфера, в которой источником жизни для микроорганизмов служит атмосферная влага, а источником энергии для химических реакций — солнечная энергия. -Геобиосфера, населенная геобионтами. Источником жизни, а также частично средой обитания для геобионтов является почва. -Гидробиосфера — весь слой воды (без учета подземных вод), населенный гидробионтами. Делится на аквабиосферу (континентальные воды), маринобиосфера (область морей и океанов). По глубине различают 3 слоя: фотосферу (относительно ярко освещена), дисфотосферу (проникает менее 1 % солнечного света) и афотосферу, слой абсолютной темноты. Жизнь на Земле зародилась около 3,5 млрд. лет назад, с этого момента отсчитывается развитие биосферы — такой возраст имеют найденные палеонтологами древние органические остатки. В архее появились первые эукариоты (одноклеточные водоросли и простейшие организмы), началось образование почв, а в конце архея начала появились первые многоклеточные организмы. Учёные считают, что на Земле обитает от 5 до 30 млн видов, хотя описано около 1,7 млн. Совокупность всех видов составляет биоразнообразие Земли. Для отдельных видов животных решающую роль в уменьшении численности сыграла охота на них (морское млекопитающее — стеллерова корова была истреблена в XVIII в. ради вкусного мяса и жира). Человек, используя для питания мясные продукты, оказывается потребителем второго порядка. Биомасса существ на вершине экологической пирамиды не может быть высокой. Уменьшить нагрузку на экосистемы можно было бы перейдя на вегетарианскую пищу, однако человеку для нормального развития нужны продукты животного происхождения. Это означает, что возросшая численность человечества может поддерживаться искусственным разведением животных, производством ценных пищевых веществ. Экзаменационный билет №29 2.(1) Одомашнивание как начальный этап селекции. Одомашнивание-это процесс превращения диких животных и растений в культурные формы. Примерно 20-30 тыс. лет назад была практикована данная форма. Считают, что предки домашних животных отличались высокой экологической пластичностью, почти все домашние животные относятся к высшим позвоночным животным-птицам и млекопитающим. В настоящее время продолжается одомашнивание таких животных, как: лось, норка, антилопа, лань, песец и т.д. Пушное звероводство-отрасль по производству ценной пушнины. Исключения: случай одичания домашних животных: собака динго, лошадь мустанг. На ранних этапах одомашнивания животные и растения проявляют повышенную изменчивость: изменение поведения по отношению человека. На 1-ых этапах одомашнивания растений и животных были созданы предпосылки для успешного проведения искусственного отбора - отбор растений и животных по признакам, интересующих человека. Экзаменационный билет №30 2.(3) Учение Н.И.Вавилова о центрах многообразия и происхождения культурных растений. Учение об исходном материале является основой современной селекции. Исходный материал служит источником наследственной изменчивости – основы для искусственного отбора. Н.И. Вавилов установил, что на Земле существуют районы с особенно высоким уровнем генетического разнообразия культурных растений, и выделил основные центры происхождения культурных растений (первоначально Н.И. Вавилов выделил 8 центров, но затем сократил их число до 7). Для каждого центра установлены характерные для него важнейшие сельскохозяйственные культуры. 1. Тропический центр – включает территории тропической Индии, Индокитая, Южного Китая и островов Юго-Восточной Азии. Не менее одной четверти населения земного шара до сих пор живет в тропической Азии. В прошлом относительная населенность этой территории была еще более значительной. Из этого центра ведет начало около одной трети возделываемых в настоящее время растений. Это родина таких растений, как рис, сахарный тростник, чай, лимон, апельсин, банан, баклажан, а также большого количества тропических плодовых и овощных культур. 2. Восточноазиатский центр – включает умеренные и субтропические части Центрального и Восточного Китая, Корею, Японию и большую часть о. Тайвань. На этой территории живет примерно также около одной четверти населения Земли. Около 20% всей мировой культурной флоры ведет начало из Восточной Азии. Это родина таких растений, как соя, просо, хурма, многих других овощных и плодовых культур. 3. Юго-западноазиатский центр – включает территории внутренней нагорной Малой Азии (Анатолии), Ирана, Афганистана, Средней Азии и Северо-Западной Индии. Сюда же примыкает Кавказ, культурная флора которого, как показали исследования, генетически связана с Передней Азией. Родина мягких пшениц, ржи, овса, ячменя, гороха, дыни. Этот центр может быть подразделен на следующие очаги: а) Кавказский со множеством оригинальных видов пшеницы, ржи и плодовых. По пшенице и ржи, как выяснено сравнительными исследованиями, это наиболее важный мировой очаг их видового происхождения; б) Переднеазиатский, включающий Малую Азию, Внутреннюю Сирию и Палестину, Трансиорданию, Иран, Северный Афганистан и Среднюю Азию вместе с Китайским Туркестаном; в) Северо-западноиндийский, включающий помимо Пенджаба и примыкающих провинций Северной Индии и Кашмира также Белуджистан и Южный Афганистан. Около 15% всей мировой культурной флоры ведет начало с этой территории. В исключительном видовом разнообразии здесь сосредоточены дикие родичи пшеницы, ржи и различных европейских плодовых. До сих пор здесь можно проследить для многих видов непрерывный ряд от культурных до диких форм, т. е. установить сохранившиеся связи диких форм с культурными. 4. Средиземноморский центр – включает страны, расположенные по берегам Средиземного моря. Этот замечательный географический центр, характеризующийся в прошлом величайшими древнейшими цивилизациями, дал начало приблизительно около 10% видов культурных растений. Среди них такие, как твердые пшеницы, капуста, свекла, морковь, лен, виноград, маслина, множество других овощных и кормовых культур. 5. Абиссинский центр. Общее число видов культурных растений, связанных по своему происхождению с Абиссинией, не превышает 4% мировой культурной флоры. Абиссиния характеризуется рядом эндемичных видов и даже родов культурных растений. Среди них такие, как кофейное дерево, арбуз, хлебный злак тэфф (Eragrostis abyssinica), своеобразное масличное растение нуг (Guizolia ahyssinica), особый вид банана. В пределах Нового Света установлена поразительно строгая локализация двух центров видообразования главнейших культурных растений. 6. Центральноамериканский центр, охватывающий обширную территорию Северной Америки, включая Южную Мексику. В этом центре можно выделить три очага: а) Горный южномексиканский, б) Центральноамериканский, в) Вест-Индский островной. Из Центральноамериканского центра ведет начало около 8% различных возделываемых растений, таких, как кукуруза, подсолнечник, американские длинноволокнистые хлопчатники, какао (шоколадное дерево), ряд видов фасоли, тыквенных, многих плодовых (гвайява, аноны и авокадо). 7. Андийский центр, в пределах Южной Америки, приуроченный к Андийскому хребту. Это родина картофеля, томата. Отсюда ведут начало хинное дерево и кокаиновый куст. Как видно из перечня географических центров, начальное введение в культуру подавляющего числа возделываемых растений связано не только с флористическими областями, отличающимися богатой флорой, но и с древнейшими цивилизациями. Лишь сравнительно немногие растения введены в прошлом в культуру из дикой флоры вне перечисленных основных географических центров. Семь указанных географических центров соответствуют древнейшим земледельческим культурам. Южноазиатский тропический центр связан с высокой древнеиндийской и индокитайской культурой. Новейшие раскопки показали глубокую древность этой культуры, синхронной передне-азиатской. Восточноазиатский центр связан с древней китайской культурой, а Юго-западно-азиатский – с древней культурой Ирана, Малой Азии, Сирии, Палестины и АссироВавилонии. Средиземноморье за много тысячелетий до нашей эры сосредоточило этрусскую, эллинскую и египетскую культуры. Своеобразная абиссинская культура имеет глубокие корни, вероятно совпадающие по времени с древней египетской культурой. В пределах Нового Света Центрально-американский центр связан с великой культурой майя, достигшей до Колумба огромных успехов в науке и искусстве. Андийский центр в Южной Америке сочетается в развитии с замечательной доинкской и инкской цивилизациями. Н.И. Вавилов выделил группу вторичных культур, которые произошли от сорняков: рожь, овес и др. Н.И. Вавилов установил, что «важным моментом при оценке материала для селекции является наличие в нем разнообразия наследственных форм». Н.И. Вавилов различал следующие группы исходных сортов: местные сорта, иноземные и инорайонные сорта. При разработке теории интродукции (внедрения) инорайонных и иноземных сортов «необходимо отличать первичные очаги формообразования от вторичных». Например, в Испании обнаружено «исключительно большое число разновидностей и видов пшениц», однако это объясняется «привлечением сюда многих видов из разных очагов». Н.И. Вавилов придавал большое значение новым гибридным формам. Разнообразие генов и генотипов в исходном материале Н.И. Вавилов назвал генетическим потенциалом исходного материала.
