Бабочка капустница
Наездник
Узкопалый рак
Виноградная улитка
2. Многие знают, что в жизненном цикле папоротникообразных преобладает спорофит. А в чем это выражается?
Спорофит образует споры, а гаметофит - гаметы
Спорофит крупнее гаметофита
Спорофит более конкурентоспособен в растительном сообществе
Происхождение голометаболического состояния, вероятно, обнаружено на ранее мимолетной пронимфальной или проларвальной стадии, соответствующей последней, все еще неактивной стадии предварительной инкубации гемиметаболических насекомых. Взрослый полифенизм часто встречается у насекомых, но вряд ли повлияет на эволюцию более сложных жизненных циклов, потому что у всех сохранившихся насекомых-паутингот, кроме подлесок, взрослый перестает линять. Однако взрослый полифенизм, возможно, более распространен среди насекомых, чем могли бы предложить эти известные примеры.
Гаметофит не имеет тканевой структуры, а спорофит - имеет.
3. Известно, что многие простейшие животные питаются путем фагоцитоза. А какие клетки тела многоклеточных организмов способны к фагоцитозу?
Некоторые разновидности лейкоцитов животных
Клетки мицелия некоторых шляпочных грибов
Клетки кишечного эпителия кишечнополостных
От полифенизма к дифференциации клеток
Действительно, различия между взрослыми морфами иногда поведенческие и физиологические, а не морфологические. Одиночная и стадная саранча не имеет принципиально иного размера или формы. Всякий раз, когда два или более альтернативных фенотипа, создаваемых обработкой развития различных внешних сигналов, оказываются адаптивными, можно ожидать, что в конечном итоге их выражение будет постепенно меньше зависеть от окружающей среды и более непосредственно контролируется генами.
Гипотеза о том, что прежний полифенизм, возможно, была «интернализирована» в ходе эволюции, в результате чего сосуществование альтернативных генетически контролируемых фенотипов как частей системы предсказуемой сложности впервые была предложена давно.
Ооциты некоторых животных
Клетки всасывающей зоны корня некоторых растений.
4. Известно, что некоторый яд блокирует в клетках сборку (полимеризацию) микротрубочек. Какие процессы, на Ваш взгляд, будут нарушены в клетке при обработке ее этим ядом?
Формирование веретена деления
Репликация ДНК
Расхождение дочерних хромосом при делении клетки
Разнообразные типы клеток в многоклеточном организме имеют одинаковый геном, а их различные фенотипы в значительной степени являются результатом истории их взаимодействия со своей ближайшей клеточной средой. Таким образом, дифференциация клеток возникает из этих исследований как ничто иное, как предсказуемая и функциональная форма полифенизма.
Если сложный жизненный цикл животного происходит от диахронической фиксации альтернативных фенотипов, первоначально выраженных как полифенизмы, эта историческая преемственность, вероятно, оставила след в внутренних механизмах, которые опосредуют наиболее заметные изменения в развитии, как при метаморфозе. наблюдается у насекомых, где 20-гидроксиэкдизон и ювенильный гормон, главные гормоны, контролирующие линьку и метаморфозу, также являются главными медиаторами полифенических реакций на внешние сигналы.
Спирализация хромосом
Образование жгутиков и ресничек
5. Хрящевые полукольца составляют основу строения стенки
Пищевода
Мочевого пузыря
Трахеи
Легочных альвеол
Прямой кишки
6. Первый период палеозойской эры – кембрий, начавшийся около 540 млн. лет назад. Какие события в биосфере произошли до начала этого периода?
Сохраненные экологические сигналы
Соответствующие сходства были обнаружены у нематод. В результате концентрация специфических стероидных гормонов уменьшается, и происходит переход к личинке дауа. Тот факт, что многие драматические события в метаморфозе высвобождаются при контакте паразита с его хозяином, предполагает генетически закрепленную норму реакции, которая могла возникнуть как адаптивно нейтральный, морфогенетический эффект, вызванный воздействием внешнего сигнала, который все еще обеспечивается контактом с хозяином.
Появление животных с твердым скелетом
Появление фотосинтеза
Появление многоклеточных животных
Появление сосудистых растений
Появление эукариот
ЗАДАНИЕ 2. Укажите стрелками (→) последовательность событий в жизненном цикле мха, учитывая способы деления клеток.
ЗАДАНИЕ 4. Работа с рисунком.
Мы можем ожидать, что даже после генетической фиксации переключателя развития его выражение может по-прежнему зависеть от наличия общих признаков. Это то, что встречается во многих эмбриональных и постэмбриональных последовательностях развития при исследовании конспецифических личинок, подвергающихся воздействию различных экологических сигналов, или путем сопоставления личинок близких видов. Есть также виды, которые оседают на морском дне и метаморфозуют в отсутствие каких-либо видимых признаков.
Это параллельно с отсутствием специфичности, часто встречающейся в сигналах, обеспечиваемых внутриклеточной и межклеточной средой, для эмбрионов, стоящих перед важными переключателями развития. Другое предсказание, которое мы можем извлечь из гипотезы, представленной в этой статье, состоит в том, что комплексообразование жизненного цикла, вероятно, возникает, предпочтительно, в менее предсказуемой и менее стабильной, возможно, сезонно изменяющейся среде. Это тот контекст, где обширная вариация внешних условий, вероятно, приведет к выделению обширных полифенических ответов.
«Прощальный жест Терминатора»
Схематично изобразите кости пояса верхних конечностей и руки человека, кроме кисти, обозначьте их стрелками с цифрами и заполните таблицу, вписав в нее названия дорисованных костей рядом с соответствующими номерами.
ЗАДАНИЕ 5. Биологическая комбинаторика.
Да » или « Нет
Альтернативные последовательности развития, приводимые таким образом в движение, могут иногда появляться как «естественные конденсаторы для критических генетических вариаций». Интересно, что результаты двух исследований сходятся в выделении ранних пост-эмбриональных стадий как сегмент истории развития, который особенно подвержен полифенизму или отличается от более поздних этапов с помощью изменений профилей транскрипции, которые, вероятно, соответствуют изменениям в активности генов для транскрипционные факторы и все более строгий контроль над транскрипцией в том, что, вероятно, является более производным фенотипом.
Какие признаки встречаются у представителей данных групп растений?
|
Покрытосеменные (цветковые) |
||
|
Опыление ветром |
да |
да |
|
Семенная кожура Эти различия могут быть совместимы с происхождением межстадийных различий посредством модуляции окружающей среды развития, тогда как очень отличительные закономерности транскрипции, обнаруженные у куколок комаров, явно различны. Здесь многие выраженные гены участвуют в обширных гистолитических процессах, необходимых для сочетания телесной архитектуры личинок, которая была выбрана для увеличения расхождения с взрослым, с возможно более консервативной телесной архитектурой последнего. Фотогаллерея для европейских морей. . Общее наблюдение за размером яиц и репродуктивной продукцией у морских беспозвоночных, таких как морские ежи, которые производят планктотрофных личинок, состоит в том, что большое количество потомства связано с яйцами небольшого размера. Эволюционным следствием этого является то, что если маленькие личинки из мелких яиц растут медленнее крупных, они могут нанести больший риск в планктоне. По очевидным причинам контролируемые экспериментальные тесты этой идеи обычно невозможны. |
да |
да |
|
Фотосинтезирующие гаметофиты |
нет |
нет |
|
Пыльцевая камера в семезачатке |
да |
нет |
|
нет Метод включает экспериментальное разделение «пластичных» эмбрионов на стадии 2-клетки. Получающиеся личинки обычно кормят, но составляют примерно половину размера нормальных личинок и имеют ресничные полосы, которые не в полтора раза больше, чем у обычных личинок. Измерения кормления показывают, что небольшие личинки очищают пластиковые микросферы диаметром 10 мкм от суспензии со скоростью примерно в два раза меньше, чем у обычных личинок. Интересно, что, будучи маленьким, оказывает значительное влияние на пост-метаморфический диаметр теста, он не оказывает существенного влияния на время, необходимое для оплодотворения до метаморфоза. |
да |
|
ЗАДАНИЕ 6. Работа с текстом.
На одном из Интернет-сайтов появилась научно-популярная заметка о бактериях, фрагмент которой приведен ниже.
«Бактерии – самые многочисленные обитатели Земли. Их клетка снаружи может быть покрыта слизистой капсулой. Под ней, как и у всех организмов, располагается клеточная стенка, а еще глубже – клеточная мембрана. Одна из важнейших функций столь сложной оболочки – защитная. Например, некоторые болезнетворные бактерии, лишенные капсулы, не способны заражать человека, так как оказываются уязвимыми для его иммунной системы. Антибиотики, вроде пенициллина, которые вырабатываются нашим организмом для защиты от подобных врагов, также атакуют прежде всего клеточную стенку, нарушая ее формирование у делящихся бактерий. Внутри клетка этих организмов заполнена цитоплазмой. Она содержит разнообразные мембранные органоиды, обеспечивающие получение энергии и синтез нужных веществ. Многие бактерии способны плавать при помощи жгутиков, устроенных также, как у эвглены или хламидомонады. Размножаются все бактерии, подобно грибам и многим растениям, спорами. Эти мельчайшие частицы способны выдерживать воздействие самых агрессивных агентов внешней среды. Споры бактерий могут долго сохраняться в неблагоприятных условиях, они же способствуют расселению. Именно поэтому бактерии не только самые многочисленные, но и самые распространенные на нашей планете организмы.»
Автор приходит к выводу о том, что, хотя считается, что способность к личиночному личинкам выбирается против небольшого размера яйца у видов с планктотрофными личинками, также должны быть задействованы другие избирательные силы. Для сравнения, клеточные судьбы в иглокожих и хордатах не определяются до гораздо позже развития. Подобный эксперимент с двойникованием, например, с использованием эмбриона полихет с 2 клетками, не может быть выполнен, потому что каждая клетка уже суждено вырабатывать одну сторону взрослого тела.
Клетки разделяют с использованием химических методов. Другие идеи заключаются в том, что более мелкие этапы развития будут иметь большие потери для хищников, а меньшие несовершеннолетние, являющиеся результатом более мелких яиц, будут сопряжены с большим риском для экологических перипетий, включая хищничество, высыхание и доступность пищи.
|
Клеточная стенка присутствует не у всех организмов, а только у бактерий, растений и грибов. В клетке животных ее нет. |
|
|
Антибиотики (вроде пенициллина) не вырабатываются организмом человека. Пенициллин вырабатывается грибами. |
|
|
Клетка бактерий не содержит мембранных органоидов. Организмы в дикой природе развиваются с различной доступностью пищи. В периоды дефицита питания развитие может замедляться или приостанавливаться до тех пор, пока условия не улучшатся. Способность модулировать программы развития в ответ на плохие условия питания требует средства для определения изменяющейся питательной среды и ограничения роста ткани. Механизмы, с помощью которых организмы выполняют эту адаптацию, не совсем понятны. Эти контрольные точки встречаются один раз на каждой стадии личинки после линьки и до начала последующего цикла линьки. |
|
|
Жгутики бактерий устроены совершенно иначе, нежели у эукариот, каковыми являются эвглена и хламидомонада. |
|
|
Бактерии, в отличие от грибов и растений, почти никогда не размножаются спорами. |
ЗАДАНИЕ 7. Работа с информацией.
Фрагмент 1. Процесс формирования костной ткани (остеогенез) у холоднокровных (пойкилотермных) наземных позвоночных идет неравномерно. Обычно раз в год, с наступлением неблагоприятных условий или под влиянием эндогенных процессов остеогенез замедляется или прекращается совсем. На поперечных срезах длинных костей конечностей таких животных прекращение остеогенеза маркируется так называемыми линиями прекращения роста (см. рисунок 1). По количеству этих линий можно приблизительно (а иногда и точно) определить возраст животного. Кроме этого, большое расстояние между линиями прекращения роста свидетельствует о быстром росте, а резкое сокращение дистанции между линиями прекращения роста обычно соответствует достижению животным половозрелости (рисунок1).
На каждом контрольном пункте условия питания определяют, остаются ли животные арестованными или продолжают развитие до следующего контрольно-пропускного пункта. Организмы в дикой природе часто сталкиваются с длительными периодами, когда пищи недостаточно. Это может произойти из-за сезонных эффектов, потери территории или изменения отношения хищников к добыче. В периоды дефицита организмы подвергаются адаптации к экономии ресурсов и продлению выживания. Когда во время развития происходит лишение питательных веществ, физический рост и созревание до взрослой жизни задерживаются.
|
|
Рисунок 1. Поперечный срез кости конечности хвостатой амфибииEuproctus asper (из de Ricqlès et al., 2004, с изменениями).
Фрагмент 2. Рост в течение онтогенеза у различных наземных позвоночных происходит по-разному и зависит, в том числе, от уровня метаболизма. Теплокровные (птицы, млекопитающие) достигают максимальных размеров очень быстро и в дальнейшем не увеличиваются в размерах (рисунок 2). Современные рептилии, например, крокодилы, растут практически в течение всей жизни. Для ископаемых гигантских динозавров завропод, по данным, полученным при изучении гистологических срезов костей, был характерен достаточно быстрый рост молодых особей и постепенное его замедление после достижения половозрелости (рисунок 2). Для хвостатых амфибий характерен рост, сходный с таковым у современных рептилий.
Эти эффекты также наблюдаются у недоедающих людей, которые меньше и достигают половой зрелости в более позднем возрасте. Арест развития в ответ на дефицит питательных веществ требует средства для определения изменения состояния питательных веществ и координации реакции организма на организм. Как это происходит, это не совсем понятно. Удаляя пищу на поздних стадиях личинок, период обширного формирования ткани, мы обнаружили ранее неизвестные контрольно-пропускные пункты, которые происходят в точное время развития.
Разнообразные ткани и клеточные процессы останавливаются на контрольно-пропускных пунктах. Инсулиноподобная сигнализация и сигнализация стероидного гормона регулируют задержку ткани после отмены питательных веществ. Эти пути сохраняются у млекопитающих и связаны с процессами роста и болезнями.
|
|
Рисунок 2. Схематическая диаграмма кривых роста различных амниот (из Sheyer et al., 2010, с изменениями).
Выберите все
1. Прочитайте фрагмент 1 и рассмотрите рисунок 1. Выберите правильный вариант ответа на вопрос: как Вы думаете, когда хвостатая амфибия, поперечный срез кости конечности которой изображен на рисунке 1, достигла половозрелости?
Учитывая, что пути, отвечающие за питание, сохраняются у животных, возможно, что аналогичные контрольно-пропускные пункты также могут иметь важное значение для развития человека. Редактор: Каве Ашрафи, Калифорнийский университет в Сан-Франциско, Соединенные Штаты Америки.
Финансисты не играли роли в дизайне исследования, сборе и анализе данных, решении опубликовать или подготовить рукопись. Конкурирующие интересы: авторы заявили, что конкурирующих интересов не существует. Развитие многоклеточных организмов требует скоординированной дифференциации и морфогенеза нескольких типов клеток, которые взаимодействуют с образованием функциональных тканей и органов. В благоприятных условиях окружающей среды развитие происходит в значительной степени стереотипным образом. При столкновении с неблагоприятными условиями рост ткани может замедляться или останавливаться до тех пор, пока окружающая среда не улучшится.
a) На 1-2 году жизни
b) На 3-6 году жизни
c) На 7-8 году жизни
d) На 9-11 году жизни
2. Прочитайте фрагмент 2 и рассмотрите рисунок 2. Выберите правильные утверждения, учитывая представленную в них информацию.
a) Среди наземных позвоночных наиболее быстрый рост на ранних этапах онтогенеза характерен для форм с высоким уровнем метаболизма
Наиболее важным фактором окружающей среды, который регулирует развитие, является доступность питательных веществ. Организмы могут модулировать программы роста в ответ на изменение условий питания, хотя механизмы, посредством которых организмы чувствуют изменения в доступности питательных веществ и изменяют различные клеточные процессы в скоординированном порядке, не полностью поняты.
У червей, насекомых и млекопитающих инсулиноподобная сигнализация влияет на продукцию стероидных гормонов, липофильных молекул, которые связываются с рецепторами ядерных гормонов и вызывают клеточные реакции. Также неизвестно, приводит ли в обход возможности сформировать дауэр, ведет к непрерывному развитию во взрослую жизнь, или существуют ли дополнительные возможности для ареста развития, когда сталкиваются с лишением питательных веществ. Наконец, механизмы, с помощью которых многочисленные ткани и клеточные процессы способны координировать арест в ответ на вывод питательных веществ, недостаточно хорошо понятны.
b) Кривые роста завропод и крокодилов не различаются между собой
c) Для плацентарных млекопитающих не характерен рост после достижения половозрелости
d) Информацию об особенностях роста ископаемых наземных позвоночных можно получить при исследовании гистологических срезов костей
3. Основываясь на информации, представленной во фрагментах текста и на рисунках, выберите правильные утверждения.
a) После достижения половозрелости для хвостатой амфибии Euproctus asper характерно резкое замедление роста
b) Максимальные размеры тела достигаются хвостатой амфибией Euproctus asper в момент достижения половозрелости
c) Для современных рептилий характерно замедление роста после достижения половозрелости
d) Для половозрелых птиц характерно отсутствие роста
4. Учитывая информацию, представленную во фрагментах текста и на рисунках, укажите, для каких из перечисленных ниже позвоночных будет характерен медленный рост?
a) Слоновая черепаха
b) Черный коршун
c) Исполинская саламандра
d) Гаттерия
5. Кривая роста хвостатой амфибии Euproctus asper (согласно информации, содержащейся во фрагментах текста и рисунках) должна быть сходной по форме с таковой у
a) завропод
c) крокодила
d) страуса
ЗАДАНИЕ 8. Решите задачу по генетике и поясните ход ее решения. Используйте для ответа специально отведенное поле.
|
|
На рисунке представлена схема синтеза пигментов, определяющих окраску некоторого животного. Превращение бесцветного вещества-предшественника в желтый пигмент катализирует фермент 1, а его превращение в темный – фермент 2. Молекулы фермента 1 состоят из двух разных полипептидных цепочек, кодируемых, соответственно, генами A и B . Фермент 2 кодируется геном D . |
|
Все гены аутосомные и наследуются независимо друг от друга, при этом молекулы ферментов, кодируемые их рецессивными аллелями, метаболически неактивны (т.е. «не работают»). Животные, обладающие темным пигментом, имеют темную окраску, обладающие только желтым пигментом – желтую, лишенные пигментов - белую. При анализирующем скрещивании темноокрашенных особей неизвестного генотипа у потомства наблюдали расщепление 1 желтые: 1 темные. Полученных таким образом темных гибридов также подвергли анализирующему скрещиванию. Какой результат следует ожидать в этом случае? Определите генотипы всех указанных животных. |
|
Ответ
В данном случае, как справедливо отметили многие участники олимпиады, имеет место взаимодействие генов при формировании окраски животного. Сначала определим, какими генотипами обладают особи с различной окраской.
Для появления темной окраски требуется темный пигмент, что возможно только при нормальной работе обоих ферментов. Заметим, что, согласно условию, обладатели темного пигмента всегда имеют темную окраску (темный пигмент полностью маскирует наличие желтого пигмента). Таким образом, организмы с темной окраской должны иметь хотя бы по одной доминантной аллели каждого из трех генов. Их возможные генотипы A-B-D- .
Желтые особи должны обладать желтым пигментом, для этого необходима нормальная работа фермента 1. При этом они не имеют темного пигмента, так как он маскирует наличие темного. Таким образом, их возможные генотипы A-B-dd .
Белые особи не содержат пигментов, так как фермент 1 у них неактивен (при этом не важно, активен ли второй фермент – все равно окраска будет белой!). Для синтеза активной молекулы фермента 1 необходима информация двух генов, причем их доминантных аллелей. Таким образом, белые особи должны либо нести два рецессивных аллеля первого гена (aa---- ), либо второго (--bb-- ), либо обоих (aabb-- ).
В анализирующем скрещивании, согласно определению, участвуют тригомозиготы по рецессивным аллелям (aabbdd ). Таким образом, генотип темноокрашенных особей родительского поколения – AABBDd: они имеют темню окраску, в их потомстве не было белых животных и наблюдалось расщепление по окраске. Дальнейший ход решения очевиден (см. схему скрещиваний).
Схема скрещиваний:
|
Р 1 |
(согласно условию) | ||
|
Р 1 |
|
||
|
G (гаметы) |
ABD; ABd | ||
|
F 1 : генотипы |
AaBbDd; AaBbdd |
||
|
F 1 : фенотипы |
темные; желтые |
||
|
F 1 | |||
|
Р 2 : фенотипы родительского поколения (согласно условию) |
(из F 1 , согласно условию) | ||
|
Р 1 : генотипы родительского поколения |
(согласно определению анализирующего скрещивания) |
||
|
G (гаметы) |
ABD; AbD; aBD; abD; ABd; Abd; aBd; abd | ||
|
F 2 : генотипы |
AaBbDd; AaBbdd; AabbDd; aaBbDd; aabbDd; Aabbdd; aaBbdd; aabbdd |
||
|
F 2 : фенотипы |
темные; желтые; белые; белые; белые; белые; белые; белые |
||
|
F 2 : соотношение генотипических и фенотипических классов | |||
ЗАДАНИЕ 9. Дайте развернутый ответ на вопрос. Используйте для ответа специально отведенное поле.
Какие органы, специализированные для дыхания в водной среде, встречаются у беспозвоночных животных. Приведите примеры.
Ответ:
Уточним, что органами дыхания в данном ответе мы будем называть органы газообмена беспозвоночных животных, которые позволяют им дышать, извлекая кислород, растворенный в воде.
У наиболее древних и эволюционно примитивных форм специализированных органов дыхания нет, а газообмен осуществляется через всю поверхность тела или чаще через те ее участки, которые в наибольшей степени омываются жидкостью. В качестве примеров можно привести представителей губок, кишечнополостных и большинства плоских червей. Стоит заметить попутно, что у большинства представителей данных групп существуют те или иные приспособления для увеличения поверхности тела.
Микроскопические организмы, вне зависимости от того, к каким таксономическим группам они относятся, также в большинстве своем имеют лишь «кожный» газообмен. Встречается «кожное» дыхание и у некоторых таксонов, представители которых имеют циркуляторные системы (кровь или гемолимфу), в таком случае, как правило, существуют дополнительные приспособления для увлажнения покровов, их утончения и снабжения сосудами синусами или лакунами, лежащими близко к поверхности тела (немертины, пиявки, морские пауки, некоторые моллюски)
Универсальным органом дыхания в водной среде, который независимо появлялся у нескольких групп беспозвоночных, следует считать жабры. Жабры - это вырост тела или конечности, имеющий большую площадь поверхности и снабженный сетью кровеносных сосудов, что способствует эффективному газообмену между кровью или гемолимфой и внешней водной средой (моллюски, кольчатые черви). В некоторых случаях жабра может быть наполнена полостной жидкостью (иглокожие, приапулиды).
У вторичноротых (асцидии и кишечнодышащие) животных в качестве органов дыхания встречаются жаберные щели (чаще всего участки глотки, густо оплетенные сетью сосудов и использующиеся для фильтрации воды)
Стоит обратить внимание на органы дыхания вторичноводных организмов. У имаго насекомых формируются различные воздушные пузыри, удерживаемые на брюшке или груди, в районе стигм трахейной системы (клопы, жуки, некоторые тли). Как правило, эти пузыри быстро обновляются за счет пополнения атмосферным воздухом, однако известно, что в некоторых случаях определенное время такие пузыри могут выполнять функции своего рода системы газообмена, в которой газы перемешиваются по градиенту концентрации. У личинок насекомых (стрекозы, паденки, веснянки, ручейники) могут формироваться трахейные жабры различного строения (пальчатые, нитчатые, лопастные). У личинок разнокрылых стрекоз газообмен происходит в задней кишке, куда впячивается густая сеть трахей, формируя таким образом специфический орган дыхания – ректальный мешок. У личинок комаров звонцов встречаются жабры, представляющие выросты тела, заполненные гемолимфой.
Известны случаи, когда паукообразные используют для дыхания под водой пузыри атмосферного воздуха.
У легочных моллюсков, обитающих на больших глубинах, полость легкого наполняется водой и по сути своей работает как жабра, представляющая не вырост, а впячивание покровов.
Возможно также получение определенного количества кислорода от полостных и межклеточных симбиотических водорослей (кишечнополостные, губки, некоторые моллюски)
ЗАДАНИЕ 10. Дайте развернутый ответ на вопрос.
Прочитайте задание. Составьте схему исследования, укажите последовательность необходимых действий.
Представим, что ареалы обитания двух видов божьих коровок (вид А и вид В) совпадают, при этом данные виды занимают сходные экологические ниши и в природе могут встречаться совместно. Предложите схему экспериментального исследования, которое позволило бы решить, какой тип конкуренции у этих видов сильнее: межвидовая или внутривидовая.
Ответ:
Решение вопроса о сравнении межвидовой и внутривидовой конкуренции, как правило, решается экспериментами с совместным и раздельным культивированием изучаемых видов.
В данном случае предлагается описать подобную схему.
В общем виде решение будет выглядеть так:
1. Определим плотность поселения вида А в природе (в дальнейшем именно в отношении этого вида и будет решаться данная задача)
2. Определим условия культивирования данных видов, в первую очередь те параметры, которые отвечают требованиям обоих видов.
3. Определим необходимые для культивирования ресурсы (они должны быть рассчитаны таким образом, чтобы их, с одной стороны, хватило до конца эксперимента, а с другой, не возникла ситуация с их избытком).
4. Создадим два микрокосма (садка, резервуара, опытной территории и т.п.), в одном из которых будет находится вид А в плотности превышающей природную (контроль), а в другом - смесь видов А и В равных пропорциях (возможно для получения более точных данных иметь несколько опытных садков с различным сочетанием плотности видов А и В). В качестве контроля можно использовать природную среду или соотношение особей, сходное с природной средой. Естественно, эксперимент проводится как минимум в тройной повторности. Не забудем и про выравненность посадочного материала по половой структуре
5. Назначаем экспозицию в зависимости от объема ресурсов и выбранного параметра благосостояния вида (в качестве такого параметра может быть использовано: кол-во отложенных яиц, выживаемость, использование ресурсов, состояние жирового тела итп)
6. Регистрируем благосостояние видов по окончании экспозиции
7. Если благосостояние в контроле у вида А ниже, чем в опыте то Внутривидовая конкуренция в данной системе у вида А выше, а вид В более слабый конкурент. Если наоборот в контроле благосостояние выше, тогда межвидовая конкуренция острее а вид В более сильный конкурент.
Для получения более точных представлений о системе, необходимо провести подобный эксперимент и по отношению к виду В (теоретически его можно провести и одновременно с первым, тогда мы будем иметь систему с четырьмя садками, или с тремя, если плотности популяций и размеры особей данных видов в природе не различаются)
Важно отметить, что у насекомых есть еще и личиночные стадии, если их микрониши совпадают с таковыми у взрослых особей, тогда личинок можно внести в исходные эксперименты. Если нет, тогда подобные же по дизайну эксперименты должны быть проведены и с использованием личинок отдельно от взрослых.
Провести статистическую обработку результатов лабораторных исследований, сопоставить и проанализировать все полученные данные.
Материалы и оборудование:, садки для насекомых, лупа.
ЗАДАНИЕ 1. Выберите все правильные ответы из пяти предложенных. Обведите буквы, расположенные рядом с правильными ответами. Исправления не допускаются.
1. Осетры имеют внутренний скелет, состоящий преимущественно из хряща, и изначально они были отнесены к хрящевым рыбам (акулам). Какие признаки указывают на то, что осетры - это всё-таки представители костных (лучеперых) рыб?
Наличие органов боковой линии
Отсутствие зубов
Наличие плавательного пузыря
Обтекаемая форма тела
Присутствие костной жаберной крышки
2. Некоторые ученые придерживаются гипотезы о появлении жизни на Земле в результате переноса с других планет каких-либо «зародышей жизни». Почему они прежде всего обращают внимание на наличие в космическом материале форм, напоминающих земных бактерий?
Это наиболее просто устроенные организмы на нашей планете
Это самые древние организмы
Это самые мелкие организмы
Многие из них обладают очень устойчивыми к разнообразным воздействиям стадиями онтогенеза
3. Изучая химический состав митохондрий, ученые обнаружили в их составе
Фосфолипиды
Гликоген
ДНК-полимеразу
РНК-полимеразу
АТФ-синтетазу
4. Анаэробное окисление одной молекулы глюкозы в ходе гликолиза, переходящего в молочнокислое или спиртовое брожение, приводит к выработке
1 молекулы АТФ
2 молекул АТФ
36 молекул АТФ
38 молекул АТФ
54 молекул АТФ
5. Более 60% кислорода (0 2 ), поступающего в организм человека, потребляют
Головной и спинной мозг
Мышцы
Эндокринные железы
Отделы желудочно-кишечного тракта
6. Фермер решил высадить на влажной болотистой и бедной минеральными веществами (кроме азота) почве некоторое культурное растение, предпочитающее слабощелочные почвы. Какие вещества Вы посоветуете внести в почву для увеличения урожайности данного вида?
Мочевину
Фосфаты
Карбонаты
Гуминовые кислоты
ЗАДАНИЕ 2.
Соедините стрелками (→) представленные объекты в правильном порядке.
ЗАДАНИЕ 4. Работа с рисунком.
Схематически изобразите на схеме сагиттального (продольного) среза головного мозга человека его основные отделы. Обозначьте их стрелками с цифрами и подпишите их названия в таблице, рядом с соответствующим номером.
ЗАДАНИЕ 5. Биологическая комбинаторика.
Заполните пустые ячейки таблицы словами « Да » или « Нет ». Исправления не допускаются.
Известны два основных способа деления клетки – митоз и мейоз. Какие из них встречаются у перечисленных организмов?
|
Организм |
Амеба протей |
Эвглена зеленая |
Мох кукушкин лен |
Шимпанзе |
Кишечная палочка |
|
Да |
Да |
Да |
Да |
Нет |
|
|
Нет |
Нет |
Да |
Да |
Нет |
ЗАДАНИЕ 6. Работа с текстом.
Перед Вами текст, содержащий пять биологических ошибок. Внимательно прочтите его, найдите ошибки и объясните, в чем они заключаются, заполнив свободные поля таблицы.
Отчет начинающего ветеринара о вскрытии погибшей овцы.
Клещи относятся к паукообразным, а не к насекомым.
Личинки овода имеют нервную систему (как и все насекомые).
Круглые черви - первичнополостные животные. Вторичной полости (целома) у них нет.
У ланцетовидной двуустки жизненный цикл протекает со сменой хозяев.
Окончательными хозяевами эхинококка являются хищные млекопитающие, а не человек.
ЗАДАНИЕ 7. Работа с информацией.
Внимательно прочитайте предложенные фрагменты текста и рассмотрите рисунки, затем переходите к выполнению заданий.
Фрагмент 1. В начале XX в. было известно, что существуют два штамма пневмококка – возбудителя воспаления легких. КлеткиS -штамма имеют капсулу и способны вызывать заражение и гибель лабораторных мышей. КлеткиR -штамма лишены капсулы и не способны вызывать заболевание. В 1928 г. бактериолог Ф.Гриффит обнаружил, что если одновременно вводить мышам убитые нагреванием бактерииS -штамма и живые бактерииR -штамма, то некоторые животные погибают, а из их тела удается выделить бактерии, обладающие свойствамиS -штамма. Причем они сохраняют свои свойства в ряду поколений. Следовательно, живые клетки бескапсульногоR -штамма могут трансформироваться, приобретая свойства убитых бактерий. Схема эксперимента Ф.Гриффита приведена на рисунке.
В 1944 г. О.Эвери и его сотрудники решили выяснить, какое вещество вызывает трансформацию. Оказалось, что клетки бескапсульных бактерий могут трансформироваться только при добавлении выделенной из убитых клеток S -штамма ДНК. Однако современники воспринимали результаты подобных опытов с недоверием: очень уж сложно получить чистый препарат ДНК, не содержащий примесей белков и других веществ. Однако Эвери показал, что если обработать экстракт убитых бактерийS -штамма ферментом ДНКазой, расщепляющей только ДНК, то он утратит свойства трансформирующего агента. Если тот же препарат обработать протеазами, липазами или рибонуклеазами, то это никак не повлияет на трансформацию.
|
|
Рисунок . Схема эксперимента Ф.Гриффита.
Фрагмент 2. А. Херши и М. Чейз изучали размножение бактериофага Т2 при заражении им кишечной палочки. Этот вирус состоит из двух компонентов: белка и ДНК. Выращивая бактерии на питательной среде, содержащей радиоактивные изотопы фосфора или серы (32 Р или 35 S), они получили из этих бактерий бактериофаги, у которых были помечены радиоактивным изотопом либо ДНК, либо белки. Затем меченые бактериофаги перенесли в культуру бактерий, выращенных на обычно среде. При этом вся меченая ДНК через некоторое время оказывалась внутри клеток бактерий, а меченые белки оставались на поверхности их клеток и легко отделялись при встряхивании.
Выберите все правильные ответы из предложенных. Обведите буквы, расположенные рядом с правильными ответами. Исправления не допускаются.
Личинка – стадия развития многих животных, например кишечно -
полостных, ленточных червей, ракообразных, насекомых, частично рыб и амфибий и т. д. Личинки ведут самостоятельный образ жизни, отличаются от взрослых форм по внутреннему и внешнему строению. Очень показательный пример отличия по внутреннему строению – оболочники. У личинок оболочников есть хорда, а у взрослых форм, кроме одного исключения, - нет. Личинки обычно служат стадией, предназначенной для расселения и обеспечивающей распространение вида. Это особенно важно для сидячих организмов, так как устраняет проблему перенаселения.
Личинки отличаются от взрослых особей и по биологии питания, и по своему местообитанию, и по способам передвижения (летающая стрекоза и её плавающая личинка), особенностям поведения. Благодаря этому один вид может на протяжении всего жизненного цикла пользоваться возможностями, предоставленными двумя экологическими нишами. Это увеличивает шансы на выживание вида.
Другая особенность личинок заключается в том, что они могут приспособиться к различным условиям, ожидающим их во второй жизни, они обладают физиологической выносливостью. Так что не следует считать, что личинки – это непременно какие-нибудь недоразвитые формы. Во многих случаях они достигают весьма высокой организации, когда недоразвитыми остаются только половые органы. Но у аксолотля (амфибии) даже половые органы развиты до такой степени, что он может размножаться.
8.Развитие позвоночных.
Изменения, происходящие при превращении личиночной формы во взрослую, конечно, впечатляют, их значение огромно, но они кажутся незначительными по сравнению с изменениями, происходящими после оплодотворения яйцеклетки. По имеющимся данным у человека 42 клеточных поколения из 47 приходится на период внутриутробного развития. Эмбриональное (зародышевое) развитие изучает наука эмбриология . По её данным события, происходящие в этот период, сходны у всех животных. Они помогают нам лучше понять происхождение тканей, органов, систем органов и функциональные связи между ними. Эмбриональное развитие удобней всего разделить на три стадии, хотя следует помнить, что процесс развития непрерывен, и каждая стадия плавно переходит в другую, между ними нет чётких границ.
Первая стадия это дробление яйца. Дробление – митотические деления зиготы, которые происходят после оплодотворения. Его вызывает оплодотворение. В результате дробления получаются дочерние клетки (бластомеры), образующие полый шар – бластулу , внутреннюю плоскость которого называют бластоцель .
Второй процесс – гаструляция . Он начинается с образования в бластуле круглого отверстия – бластопора . Далее клетки бластулы делятся, дифференцируются и выпячиваются внутрь через бластопор. При этом бластоцель исчезает и образуется полость первичной кишки (архентерон ). Клетки располагаются в виде трёх отдельных зародышевых листков в трёхслойной структуре, называемой гаструлой .
Зародышевые листки – эктодерма, мезодерма и энтодерма . Они приобретают определённую организацию, что служит подготовкой к третьей стадии.
При органогенезе (третьей стадии) происходят дальнейшие клеточные деления, рост и дифференцировка приводят к образованию хорды, центральной нервной системы, развитию мезодермы. У позвоночных образуются ткани, органы, системы органов. Органогенез заканчивается вылуплением из яйца или рождением детёныша.
На развитие и рот позвоночных влияют гормоны, выделяемые четырьмя железами: щитовидной, печенью, корой надпочечников и половыми железами. Этот процесс происходит под контролем гипофиза – железы, расположенной у основания головного мозга. В свою очередь на гипофиз оказывают влияние особые стимулирующие и ингибирующие (задерживающие) факторы, вырабатываемые гипоталамусом . Из гипофиза было экстрагировано вещество, способное увеличивать массу тела и названное гормоном роста.