Проведено скрещивание короткошёрстной самки морской свинки белой окраски с длинношёрстным чёрным самцом
Проведено скрещивание короткошёрстной самки морской свинки белой окраски с длинношёрстным чёрным самцом. В результате получили поколение с двумя фенотипами: длинношёрстные белые и длинношёрстные чёрные. При скрещивании белой короткошёрстной самки с чёрным короткошёрстным самцом всегда получали только чёрных короткошёрстных. Определите генотипы родительских форм двух рассмотренных скрещиваний. Определите генотипы их потомства. Составьте схемы скрещиваний. Какой закон проявляется в данном случае?
Схема решения задачи включает:
- Судя по результатам первого и второго скрещиваний, у морских свинок чёрный цвет шерсти (А) доминирует над белым (а), а длинная шерсть (В) над короткой (b). Следовательно, самка из условия задачи рецессивна по обоим парам признаков (aabb). При первом скрещивании все гибриды были длинношёрстные, то есть самец был гомозиготен по данному признаку. Но гетерозиготен по окраске, так как выявлено расщепление (АаBB).
1-е скрещивание:
♀белая короткошёрстная ♂чёрный длинношёрстный
Р: aabb АаBB
G: аb AB, aB
F1: AaBb — чёрные длинношёрстные
aaBb — белые длинношёрстные - 2-е скрещивание. Самка aabb. Самец гомозиготен по окраске, так как по этому признаку нет расщепления и все потомки чёрные. Его генотип ААbb.
♀белая короткошёрстная ♂чёрный короткошёрстный
Р: aabb АAbb
G: аb Ab
F2: Aabb – чёрные короткошёрстные - проявился закон независимого наследования признаков.
При скрещивании морской свинки с черной длинной шерстью с самцом рыжим короткошерстным
При скрещивании самки мыши с рыжей шерстью нормальной длины и самца с чёрной длинной шерстью в первом поколении было получено 5 потомков, имевших рыжую шерсть нормальной длины и 4 потомка, имевших чёрную шерсть нормальной длины. Для второго скрещивания взяли самцов и самок из F1 с рыжей нормальной шерстью. В потомстве получили расщепление 6 : 3 : 2 : 1, причём мышей с рыжей шерстью было большинство. Составьте схему решения задачи. Определите генотипы родительских особей, генотипы и фенотипы полученного потомства в первом и во втором скрещиваниях. Поясните фенотипическое расщепление во втором скрещивании.
1. P
| ♀АаВB | × | ♂ ааbb |
| рыжая шерсть, нормальная длина | чёрная длинная шерсть |
| AB , Ab | ab |
АаВb — рыжая шерсть, нормальная длина;
ааВb — чёрная шерсть, нормальная длина;
2. F1
| AaBb | × | AaBb |
| AB, aB, Ab, ab | AB, aB, Ab, ab |
1аabb — чёрная длинная шерсть;
6(2AaBВ, 4АаВb) — рыжая шерсть, нормальная длина;
2Aabb — рыжая длинная шерсть;
3(1ааВВ, 2ааВb) — чёрная шерсть, нормальная длина;
3. во втором скрещивании фенотипическое расщепление — 1:6:2:3 (6:3:2:1), так как особи с генотипами ААВВ, ААBb, ААbb погибают (аллель рыжей шерсти летален в гомозиготном состоянии).
Дигетерозиготная чёрная длинношёрстная самка морской свинки
Дигетерозиготную чёрную длинношёрстную самку морской свинки скрестили с коричневым короткошёрстным самцом. Доминантные гены (чёрная и длинная шерсть) локализованы в одной хромосоме, кроссинговер не происходит. Составьте схему решения задачи. Определите генотипы родителей, фенотипы и генотипы потомства. Каков характер наследования этих признаков? Каким законом Вы пользовались при решении задачи?
F1 АаВb — чёрные длинношёрстные;
Aabb — коричневые короткошёрстные;
3) признаки окраски и длины шерсти наследуются сцеплено; закон Т. Моргана.
(Допускается иная генетическая символика, не искажающая смысла задачи.)
Скрестили растения тыквы с жёлтыми шаровидными плодами и растения тыквы с белыми дисковидными плодами. В результате получили растения с двумя фенотипами: растения с белыми дисковидными плодами и растения с жёлтыми дисковидными плодами. При скрещивании растений тыквы с жёлтыми шаровидными плодами с растениями с белыми шаровидными плодами всегда получали только растения с белыми шаровидными плодами. Определите генотипы родительских форм и гибридов в F1 и F2. Составьте схемы двух скрещиваний. Какой закон наследственности проявляется в данном случае?
3) проявляется закон независимого наследования признаков. (Допускается иная генетическая символика, не искажающая смысла задачи.)
Тёмные волосы наследуются как аутосомный доминантный признак, прямые волосы — как аутосомный рецессивный признак. Признаки находятся в разных парах хромосом. Отец имеет тёмные прямые волосы, мать — светлые курчавые волосы. В семье двое детей, дочь со светлыми волнистыми волосами, сын с тёмными волнистыми волосами. Составьте схему решения задачи. Определите генотипы родителей и детей, вероятность рождения в этой семье детей, имеющих тёмные курчавые волосы. Объясните характер наследования признаков.
3) тёмные волосы наследуются по принципу полного доминирования, курчавые волосы — по принципу неполного доминирования, так как у детей фенотипически проявляется промежуточный признак — волнистые волосы.
(Допускается иная генетическая символика, не искажающая смысла задачи.)
При скрещивании кукурузы, имеющей зелёные проростки и матовые листья, с растением, имеющим жёлтые проростки и блестящие листья (гены сцеплены), в F1 все растения были с зелёными проростками и матовыми листьями. При скрещивании между собой гибридов F1 были получены растения: с зелёными проростками и матовыми листьями, с жёлтыми проростками и блестящими листьями. Составьте схему решения задачи. Определите генотипы родителей, потомства F1 и F2. Какие законы наследственности проявляются в данных скрещиваниях? Объясните появление двух фенотипических групп особей в F2.
Соматические клетки рабочей пчелы содержат 16 хромосом. Какой набор хромосом имеют трутни и матка? Какой тип определения пола характерен для представителей отряда перепончатокрылых? Ответ поясните.
Схема решения задачи включает:
1) трутни — это самцы, которые развиваются из неоплодотворённых яиц путём партеногенеза, следовательно, их клетки содержат гаплоидный набор хромосом (n) — 8;
2) матка — это самка, способная к размножению; матка, так же как и рабочая пчела, развивается только из оплодотворённых яиц, следовательно, её клетки содержат диплоидный набор хромосом (2n) — 16;
3) у перепончатокрылых (пчёл, ос, муравьёв, наездников) определение пола происходит в момент оплодотворения (сингамное определение пола) и зависит от баланса хромосом.
Каковы особенности и значение первичной структуры белка? Ответ обоснуйте.
Схема решения задачи включает:
1) первичная структура белковой молекулы представляет собой линейную структуру — последовательность аминокислот;
2) первичная структура определяет все другие структуры молекулы белка (вторичную, третичную и четвертичную);
3) первичная структура определяет свойства и функции белка.
Хромосомный набор соматических клеток шпината равен 12. Определите хромосомный набор и число молекул ДНК в одной из клеток семязачатка перед началом мейоза, в анафазе I мейоза и анафазе II мейоза. Объясните, какие процессы происходят в эти периоды и как они влияют на изменение числа ДНК и хромосом.
Схема решения задачи включает:
1) перед началом мейоза число молекул ДНК — 24, так как они удваиваются, а число хромосом не изменяется — их 12;
2) в анафазе I мейоза число молекул ДНК — 24, число хромосом — 12 (по 6 у каждого полюса), к полюсам клетки расходятся гомологичные хромосомы, состоящие из двух хроматид;
3) в анафазе II мейоза число молекул ДНК — 12, хромосом — 12 (по 6 у каждого полюса), к полюсам клетки расходятся сестринские хроматиды — хромосомы, так как после редукционного деления мейоза I число хромосом и ДНК уменьшилось в 2 раза
В молекуле ДНК содержится 1150 нуклеотидов с гуанином (Г), что составляет 10 % от общего числа всех нуклеотидов. Определите количество нуклеотидов с аденином (А), тимином (Т), цитозином (Ц) по отдельности в этой молекуле ДНК. Объясните полученные результаты.
Схема решения задачи включает:
1) гуанин (Г) комплементарен цитозину (Ц) и число нуклеотидов составляет 1150, их сумма (Г + Ц) — 2300 нуклеотидов;
2) общее число нуклеотидов с гуанином и цитозином составляет 20 %, а аденина и тимина — 80 %;
3) сумма нуклеотидов с аденином (А) и тимином (Т) составляет 9200, а так как нуклеотиды с аденином и тимином комплементарны, их количество в отдельности составляет по 9200 : 2 = 4600.
В процессе трансляции участвовали молекулы т-РНК с антикодонами ЦЦА, ГАЦ, УУА, ААУ, АУГ, ЦГА, ЦАА. Определите нуклеотидную последовательность участка двойной цепи молекулы ДНК и аминокислотный состав синтезируемого фрагмента молекулы белка. Объясните последовательность действий при решении задачи. Для решения задачи используйте таблицу генетического кода.
Таблица генетического кода (и-РНК)
Схема решения задачи включает:
1) по антикодонам т-РНК определяем нуклеотидную последовательность (по принципу комплементарности) участка молекулы и-РНК, на котором идёт трансляция:
2) по таблице генетического кода по кодонам и-РНК определяем аминокислотную последовательность фрагмента молекулы белка: гли-лей-асн-лей-тир-ала-вал;
3) по фрагменту и-РНК (по принципу комплементарности) определяем нуклеотидный состав одной из цепей участка молекулы
ДНК: ЦЦАГАЦТТАААТАТГЦГАЦАА; по этому участку молекулы ДНК (по принципу комплементарности) определяем нуклеотидный состав второй цепи ДНК: ГГТЦТГААТТТАТАЦГЦТГТТ.
В последовательности одной из цепей ДНК, имеющей структуру — ГЦАГГГТАТЦГТ —, произошла мутация — выпадение первого нуклеотида в четвёртом триплете. Используя таблицу генетического кода, определите исходную структуру белка. Как это повлияет на структуру молекулы белка? К какому типу мутаций относится данное изменение? Ответ поясните.
В таблице приведён состав триплетов, которыми закодированы все 20 аминокислот. Так как при синтезе полипептидной цепи информация считывается с и-РНК, то назван состав триплетов нуклеотидов и-РНК (в скобках указаны комплементарные основания ДНК).
Таблица генетического кода (мРНК)
Схема решения задачи включает:
1) последовательность нуклеотидов в и-РНК (по принципу комплементарности): ЦГУЦЦЦАУАГЦА; исходная структура белка: арг-про-иле-ала (по таблице генетического кода);
2) в случае мутации участок молекулы белка станет короче на одну аминокислоту — АЛА, произойдёт сдвиг рамки считывания, что приведёт к изменению аминокислотной последовательности в молекуле белка (первичной структуры);
3) генная (точковая) мутация.
В процессе гликолиза образовалось 56 молекул пировиноградной кислоты (ГТВК). Определите, какое количество молекул глюкозы подверглось расщеплению и сколько молекул АТФ образовалось при полном окислении. Ответ поясните.
Схема решения задачи включает:
1) при гликолизе одна молекула глюкозы расщепляется с образованием 2 молекул ПВК, следовательно, гликолизу подверглось: 56 : 2 = 28 молекул глюкозы;
2) при полном окислении одной молекулы глюкозы образуется 38 молекул АТФ (2 молекулы при гликолизе и 36 — при клеточном дыхании);
3) при полном окислении 28 молекул глюкозы образуется: 28 х 38 = 1064 молекулы АТФ.
Фрагмент молекулы и-РНК состоит из 87 нуклеотидов. Определите число нуклеотидов двойной цепи ДНК, число триплетов матричной цепи ДНК и число нуклеотидов в антикодонах всех т-РНК, которые участвуют в синтезе белка. Ответ поясните.
Схема решения задачи включает:
1) двойная цепь ДНК содержит 87 х 2 = 174 нуклеотида, так как молекула ДНК состоит из двух цепей;
2) матричная цепь ДНК содержит 87: 3 = 29 триплетов, так как триплет содержит три нуклеотида;
3) в антикодонах всех т-РНК содержится 87 нуклеотидов.
Сколько нуклеотидов содержит ген (обе цепи ДНК), в котором запрограммирован белок из 520 аминокислот? Какую он имеет длину (расстояние между нуклеотидами в ДНК составляет 0,34 нм)? Какое время понадобиться для синтеза этого белка, если скорость передвижения рибосомы по и-РНК составляет 6 триплетов в секунду?
Схема решения задачи включает:
1) одну аминокислоту кодирует тройка нуклеотидов — число нуклеотидов в двух цепях: 520 х 3 х 2 = 3120;
2) длина гена: 1560 х 0,34 = 530,4 нм (определяется по одной цепи, так как цепи располагаются параллельно);
3) время синтеза: 1560 : 6 = 260 с (4,3 мин.).
В соматической клетке животного 38 хромосом, масса всех молекул ДНК в ней составляет 4 х 10-9 мг. Определите, чему равна масса всех молекул ДНК в яйцеклетке и в соматической клетке в период интерфазы (постсинтетический период) и после деления. Ответ поясните.
Схема решения задачи включает:
1) в яйцеклетке (гамета) масса ДНК в 2 раза меньше, чем в соматической клетке, и равна 2 х 10-9 мг,
2) в период интерфазы (постсинтетический период) соматическая клетка готовится к митозу, следовательно, ДНК удваивается, и её масса равна 8 х 10-9 мг;
3) биологическое значение митоза заключается в сохранении количества хромосом в дочерних клетках, следовательно, масса ДНК после деления в соматической клетке равна 4 х 10-9 мг.
3) в F1 проявляется закон доминирования (единообразия гибридов); в F2 — закон сцепленного наследования, сцепления генов АВ и ab приводят к появлению 2 фенотипических групп.
(Допускается иная генетическая символика, не искажающая смысла задачи.)
Правило экологической пирамиды
— закономерность, отражающая прогрессивное уменьшение массы (энергии, числа особей) каждого последующего звена пищевой цепи.
— экологическая пирамида, отражающая число особей на каждом пищевом уровне. В пирамиде чисел не учитываются размеры и масса особей, продолжительность жизни, интенсивность обмена веществ, однако всегда прослеживается главная тенденция — уменьшение числа особей от звена к звену. Например, в степной экосистеме численность особей распределяется так: продуценты — 150000, травоядные консументы — 20000, плотоядные консументы — 9000 экз./ар. Биоценоз луга характеризуется следующей численностью особей на площади 4000 м2: продуценты — 5 842 424, растительноядные консументы I порядка — 708 624, плотоядные консументы II порядка — 35 490, плотоядные консументы III порядка — 3.
— закономерность, согласно которой количество растительного вещества, служащего основой цепи питания (продуцентов), примерно в 10 раз больше, чем масса растительноядных животных (консументов I порядка), а масса растительноядных животных в 10 раз больше, чем плотоядных (консументов II порядка), т. е. каждый последующий пищевой уровень имеет массу в 10 раз меньшую, чем предыдущий. В среднем из 1000 кг растений образуется 100 кг тела травоядных животных. Хищники, поедающие травоядных, могут построить 10 кг своей биомассы, вторичные хищники — 1 кг.
выражает закономерность, согласно которой поток энергии постепенно уменьшается и обесценивается при переходе от звена к звену в цепи питания. Так, в биоценозе озера зеленые растения — продуценты — создают биомассу, содержащую 295,3 кДж/см2, консументы I порядка, потребляя биомассу растений, создают свою биомассу, содержащую 29,4 кДж/см2; консументы II порядка, используя в пищу консументов I порядка, создают свою биомассу, содержащую 5,46 кДж/см2. Потеря энергии при переходе от консументов I порядка к консументам II порядка, если это теплокровные животные, увеличивается. Это объясняется тем, что у данных животных много энергии уходит не только на построение своей биомассы, но и на поддержание постоянства температуры тела. Если сравнить выращивание теленка и окуня, то одинаковое количество затраченной пищевой энергии даст 7 кг говядины и лишь 1 кг рыбы, так как теленок питается травой, а окунь-хищник — рыбой.
Таким образом, первые два типа пирамид имеют ряд существенных недостатков:
— Построение пирамиды численности может быть затруднено, если разброс численности организмов разных уровней велик (например, 500 тыс. злаков в основании пирамиды может соответствовать один конечный хищник). Кроме того, пирамида может оказаться перевернутой (в том случае, если продуцент очень крупный, или если большое число паразитов питаются на немногочисленных консументах).
— Пирамида биомасс отражает состояние экосистемы на момент отбора пробы и, следовательно, показывает соотношение биомассы в данный момент и не отражает продуктивность каждого трофического уровня (т. е. его способность образовывать биомассу в течение определенного промежутка времени). Поэтому в том случае, когда в число продуцентов входят быстрорастущие виды, пирамида биомасс может оказаться перевернутой.
— Пирамида энергии позволяет сравнить продуктивность различных трофических уровней, поскольку учитывает фактор времени. Кроме того, она учитывает разницу в энергетической ценности различных веществ (например, 1 г жира дает почти в два раза больше энергии, чем 1 г глюкозы). Поэтому пирамида энергии всегда суживается кверху и никогда не бывает перевернутой.
