Комплекс практических работ по Биологии
Практическое занятие №1
Решение задач по теме «Нуклеиновые кислоты»
Цели работы: научиться применять теоретические знания( использовать
принцип комплементарности и правило Чаргаффа) для решения задач по теме
« Нуклеиновые кислоты», моделировать процесс передачи наследственной
информации, формировать умение сравнивать и анализировать.
Оборудование: справочные данные .
Справочные данные:
1. относительная молекулярная масса одного нуклеотида 345
2. расстояние между нуклеотидами в цепи молекулы ДНК (l длина одного
нуклеотида) 0, 34 нм
3. Правила Чаргаффа:
1.∑(А) = ∑(Т)
2.∑(Г) = ∑(Ц)
3.∑(А+Г) = ∑(Т+Ц)
∑ - знак суммы
Задача №1.
На фрагменте одной нити ДНК нуклеотиды расположены в
последовательности: А-А-Г-Т-Ц-Т-А-Ц-Г-Т-А-Т. Определите процентное
содержание всех нуклеотидов в этом гене и его длину.
Задача №2.
В молекуле ДНК на долю цитидиловых нуклеотидов приходится 18%.
Определите процентное содержание других нуклеотидов в этой ДНК.
Задача №3
В молекуле ДНК обнаружено 880 гуаниловых нуклеотидов, которые составляют
22% от общего числа нуклеотидов в этой ДНК.
Определите: а) сколько других нуклеотидов в этой ДНК?
б) какова длина этого фрагмента?
Задача №4. Дана молекула ДНК с относительной молекулярной массой 69000,
из них 8625 приходится на долю адениловых нуклеотидов. Найдите количество
всех нуклеотидов в этой ДНК. Определите длину этого фрагмента.
Ответы
Задача №1
1)достраиваем вторую нить (по принципу комплементарности)
2)∑(А +Т+Ц+Г)= 24,
из них ∑(А) = 8 = ∑(Т)
24 – 100%
8 – х %
отсюда: х = 33,4%
∑(Г) = 4 = ∑(Ц)
24 – 100%
4 – х %
отсюда: х = 16,6%
3) молекула ДНК двуцепочечная, поэтому длина гена равна длине одной цепи:
12 • 0,34 = 4,08 нм
Ответ: А=Т=8(33,4%) Г=Ц=4(16,6%)
Длина гена 4,08 нм
Задача №2
1)Ц – 18% = Г – 18%
2)На долю А+Т приходится 100% - (18% +18%)=64%, т.е. по 32%
Ответ: Г и Ц – по 18%,
А и Т – по 32%.
Задача №3
1) ∑(Г)= ∑(Ц)= 880 (это 22%)
На долю других нуклеотидов приходится 100% - (22%+22%)= 56%, т.е. по 28%. Для
вычисления количества этих нуклеотидов составляем пропорцию
22% - 880
28% - х
отсюда: х = 1120
2) для определения длины ДНК нужно узнать, сколько всего нуклеотидов содержится в 1
цепи:
(880 + 880 + 1120 + 1120): 2 = 2000
2000 • 0,34 = 680 (нм)
Ответ: Г и Ц – по 880,
А и Т – по 1120.
Длина гена 680 нм.
Задача №4
1) 69000: 345 = 200 (нуклеотидов в ДНК)
8625: 345 = 25 (адениловых нуклеотидов в этой ДНК)
∑(Г+Ц) = 200 – (25+25)= 150, т.е. их по 75.
2) 200 нуклеотидов в двух цепях = в одной – 100.
100 • 0,34 = 34 (нм)
Ответ: Г и Ц – по 75, А и Т – по 25. Длина фрагмента 34 нм
Практическое занятие №2
Решение задач по теме «Обмен веществ»
Цели работы: продолжить формирование знаний об основном процессе обмена
веществ — биосинтезе белка; об основных этапах энергетического обмена;
используя теоретические знания по теме « Обмен веществ», отработать умения
учащихся решать задачи по молекулярной генетике.
Оборудование: таблица генетического кода, таблица с полными названиями
двадцати аминокислот, входящих в состав белков.
Таблица гененетического кода
Первое
основание
Второе основание
Третье
основание
У (А)
Ц (Г)
А (Т)
Г (Ц)
У (А)
Фен
Фен
Лей
Лей
Сер
Сер
Сер
Сер
Тир
Тир
-
-
Цис
Цис
-
Три
У (А)
Ц (Г)
А (Т)
Г (Ц)
Ц (Г)
Лей
Лей
Лей
Лей
Про
Про
Про
Про
Гис
Гис
Глн
Глн
Арг
Арг
Арг
Арг
У (А)
Ц (Г)
А (Т)
Г (Ц)
А (Т)
Иле
Иле
Иле
Мет
Тре
Тре
Тре
Тре
Асн
Асн
Лиз
Лиз
Сер
Сер
Арг
Арг
У (А)
Ц (Г)
А (Т)
Г (Ц)
Г (Ц)
Вал
Вал
Вал
Ала
Ала
Ала
Асп
Асп
Глу
Гли
Гли
Гли
У (А)
Ц (Г)
А (Т)
Г (Ц)
Вал
Ала
Глу
Гли
Двадцать аминокислот, входящих в состав белков
Сокращ. назв.
Аминокислота
Сокращ. назв.
Аминокислота
Ала
Арг
Асн
Асп
Вал
Гис
Гли
Глн
Глу
Иле
Аланин
Аргинин
Аспарагин
Аспарагиновая к.
Валин
Гистидин
Глицин
Глутамин
Глутаминовая к.
Изолейцин
Лей
Лиз
Мет
Про
Сер
Тир
Тре
Три
Фен
Цис
Лейцин
Лизин
Метионин
Пролин
Серин
Тирозин
Треонин
Триптофан
Фенилаланин
Цистеин
Ход работы.
Решение задач :
Задача №1
В диссимиляцию вступило 10 молекулы глюкозы. Определить количество АТФ
после гликолиза ,после энергетического этапа и суммарный эффект
диссимиляции.
Решение:
Запишем уравнение гликолиза С6Н12О6 = 2 ПВК +4Н + 2 АТФ. Поскольку из
одной молекулы образуется 2 молекулы ПВК и 2 АТФ, следовательно,
синтезируется 20 АТФ. После энергетического этапа диссимиляции образуется
36 молекул АТФ( при распаде 1 молекулы глюкозы), следовательно,
синтезируется 360 АТФ. Суммарный эффект диссимиляции равен 360+ 20 =
380АТФ
Задача №2.
Участок молекулы ДНК, кодирующий часть полипептида, имеет следующее
строение: - А — Ц- Ц- А- Т- А- Г- Т- Ц- Ц- А-А-Г-Г-А- Определить
последовательность аминокислот в полипептиде.
Решение:
1.По принципу комплементарности построим участок и- РНК:
-У-Г-Г-У-А-У-Ц-А-Г-ГУ-У-Ц-Ц-У-.
2. Используя таблицу генетического кода, определяем последовательность
аминокислот в полипептиде.
Белок: триптофан- тирозин- глутамин- валин- пролин.
Задача №3.
В трансляции участвовало 50 молекул т- РНК. Определите количество
аминокислот, входящих в состав образующегося белка, а также число триплетов
и нуклеотидов в гене, который кодирует этот белок.
Решение:
Одна т-РНК транспортирует одну аминокислоту, значит 50 молекул т- РНК —
50 аминокислот, а соответственно 50 триплетов. Триплет — это три
последовательно расположенных нуклеотида, кодирующих аминокислоту. 50
аминокислотам соответствует 50* 3 = 150 нуклеотидов .
Задачи для самостоятельного решения:
1. В диссимиляцию вступило 15 молекулы глюкозы. Определить количество
АТФ после гликолиза ,после энергетического этапа и суммарный эффект
диссимиляции.
2. Фрагмент одной из цепей ДНК имеет следующее строение :
ГГЦТЦТАГЦТТЦ. Постройте на ней и РНК и определите последовательность
аминокислот во фрагменте молекулы белка.
3. Фрагмент ДНК состоит из 72 нуклеотидов. Определите число триплетов и
нуклеотидов в и — РНК, а также количество аминокислот , входящих в состав
образующегося белка.
4. Фрагмент ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов
АГЦЦГАЦТТГЦЦ. Установите нуклеотидную последовательность т — РНК,
которая синтезируется на данном фрагменте, и аминокислоту , которую будет
переносить эта т- РНК, если третий триплет соответствует антикодону т- РНК.(
Антикодон состоит из трех нуклеотидов, которые комплементарны одному из
кодонов и -РНК).
Практическое занятие №3.
Сравнительная характеристика митоза и мейоза.
Цели работы:
Формирование знаний о механизмах митоза и мейоза; раскрытие
особенностей протекания каждой фазы митоза и мейоза, закрепление знакомых
понятий по данной теме, усвоение терминологии; сравнительная
характеристика митоза и мейоза.
Формирование умений систематизировать информацию, строить таблицу;
развитие логического мышления, умение анализировать, сравнивать, делать
обобщение и выводы.
Оборудование: презентация.
Ход работы:
Необходимая информация:
Митоз - способ деления эукариотических клеток, при котором каждая из двух вновь
возникающих клеток получает генетический материал, идентичный исходной клетке.
Митоз
Профаза
спирализация хромосом (укорачиваются), ядерная оболочка и
ядрышко распадаются, центриоли расходятся к полюсам и
формируется веретено деления
Метафаза
расположение хромосом в плоскости экватора, клетки состоят из
двух сестринских хроматид, соединённых центромерой
(перетяжкой)
Анафаза
центромеры делятся, сестринские хроматиды всех хромосом
одновременно отделяются друг от друга и расходятся к
противоположным полюсам клетки
Телофаза
формируется оболочка новых ядер (завершается кариокинез);
деспирализуются хромосомы и восстанавливается ядрышко;
происходит разделение клетки на две дочерние (цитокинез)
Митоз – процесс непрямого деления соматических клеток эукариот, в результате которого :
• образуются две дочерние клетки, содержащие столько же хромосом, сколько их
было в материнской клетке, т.е. образуются клетки, идентичные родительской.
• В нормальных условиях никаких изменений генетической информации не
происходит, поэтому митотическое деление поддерживает генетическую
стабильность клетки.
• Митоз лежит в основе роста.
• Митоз лежит в основе бесполого размножения .
• Благодаря митозу осуществляются процессы регенерации и замены отмирающих
клеток
Мейоз - особый способ деления эукариотических клеток, в результате которого
хромосомный набор уменьшается вдвое.
Мейоз включает в себя 2 последовательных деления. Интерфаза между
ними либо очень короткая либо отсутствует вообще. Каждое из двух делений
( I и II ) состоит из 4-х фаз (как и митоз).
I ДЕЛЕНИЕ
ПРОФАЗА I ( 46 хромосом, 92 ДНК) - хромосомы уплотняются, гомологичные
хромосомы приближаются друг к другу очень близко - конъюгируют. Во время
конъюгации может происходить кроссинговер , т.е. хромосомы обмениваются
участками. В результате появляются новые комбинации признаков. В конце профазы
исчезают ядрышки, разрушается ядерная оболочка , начинается формирование
веретена деления .
МЕТАФАЗА I - хромосомы, оказавшись в цитоплазме, выстраиваются по «экватору»
клетки, к их центромерам присоединяются нити веретена деления.
АНАФАЗА I - гомологичные хромосомы начинают расходиться к полюсам клетки.
Каждая хромосома состоит 2-х половинок - хроматид.
ТЕЛОФАЗА I - хромосомы деспирализуются, формируется ядерная оболочка,
начинает делится цитоплазма. Образуются 2 клетки с одинарным (гаплоидным )
набором хромосом.
Интерфаза короткая или почти отсутствует. Удвоение ДНК не происходит!
II ДЕЛЕНИЕ
ПРОФАЗА II ( 23 хромосомы, 46 ДНК) - хромосомы уплотняются, ядрышки
уменьшаются и исчезают, ядерная оболочка распадается на фрагменты, начинает
формироваться веретено деления.
МЕТАФАЗА II - завершается формирование веретена деления, хромосомы
выстраиваются по центру клетки, к ним присоединяются нити веретена деления.
АНАФАЗА II - хроматиды отдельных хромосом расходятся к разным полюсам
клетки.
ТЕЛОФАЗА II - хромосомы снова деспирализуются, веретено деления исчезает,
формируются ядрышки и ядерная оболочка. Делится цитоплазма. В результате
второго деления образуются клетки с одинарным ( гаплоидным ) набором
хромосом, но каждая хромосома состоит из одной хроматиды.
Биологическое значение мейоза:
- образуются клетки с одинарным набором хромосом.
- обеспечивает наследственную изменчивость организмов благодаря конъюгации и
кроссинговеру.
Задание: На основе информации , полученной из презентации, заполнить
таблицу «Сравнительная характеристика митоза и мейоза»
Сравнение
Митоз
Мейоз
Сходства
1.
2.
Различия
1. Число
делений
_______________ деление.
____________________ деления
2. Метафаза
3. Конъюгация
_____________________
___________________
4. Интерфаза
5. Итог деления
Образуются
Образуются ________________ клетки
________________ клетки
(соматические клетки).
(половые клетки).
6. Где
происходит?
Происходит в
________________клетках
Происходит в созревающих
____________ клетках
7.
Биологическое
значение
Ответы:
Сравнение
Митоз
Мейоз
Сходства
1.Имеют одинаковые фазы деления.
2.Перед митозом и мейозом происходит самоудвоение молекул ДНК в
хромосомах (редупликация) и спирализация хромосом.
Различия
1. Число
делений
_______1________ деление.
____________2________ деления
2. Метафаза
В метафазе все удвоенные
хромосомы выстраиваются по
экватору раздельно.
Гомологичные удвоенные хромосомы
выстраиваются по экватору парами
(бивалентами).
3. Конъюгация
______-______________
___________+________
4. Интерфаза
Удвоение молекул ДНК происходит в
интерфазе, разделяющий два
деления.
Между первым и вторым делением нет
интерфазы и не происходит удвоения
молекул ДНК.
5. Итог деления
Образуются
_______2_________ клетки
(соматические клетки).
Образуются _______4_________
клетки (половые клетки).
6. Где
происходит?
Происходит в
___соматических_____________клетк
ах
Происходит в созревающих
________половых____ клетках
7.
Биологическое
значение
Образование клеток с одинаковой
генетической информацией.
- Лежит в основе бесполого
размножения;
- Рост и развитие многоклеточного
организма;
- Заживление повреждений
Лежит в основе полового размножения
Лежит в основе комбинативной
изменчивости;
Кроссинговер увеличивает
разнообразие половых клеток;
Практическое занятие №4
Решение задач на моногибридное , дигибридное и
анализирующее скрещивание.
Цели работы: закрепить знания генетической символики и генетических
терминов; продолжить формирование навыков решения генетических задач на
моногибридное , дигибридное и анализирующее скрещивание.
Оборудование: дидактические карточки с генетическими задачами.
Порядок выполнения:
1. Отработка терминов и понятий.
2. Решение задач –повторение
3. Практическая работа .
Отработка терминов и понятий
Гены – элементарные единицы наследственности, участки ДНК хромосом
Наследственность - свойство организмов повторять в ряду поколений сходные признаки и
свойства
Изменчивость – способность организма приобретать новые признаки
Гибридологический метод – скрещивание организмов, отличающихся друг от друга какими-
либо признаками, и последующий анализ характера наследования этих признаков у
потомства
Чистые линии – генотипически однородное потомство, гомозиготное по большинству генов
Моногибридное скрещивание – скрещивание, при котором родительские организмы
отличаются друг от друга лишь по одному признаку
Аллельные гены – гены, лежащие в одинаковых участках гомологичных хромосом и
отвечающие за развитие одного признака
Альтернативные признаки – противоположные (красный – белый; высокий – низкий)
Гомологичные хромосомы – парные, одинаковые
Гомозигота – организм, содержащий два одинаковых аллельных гена
Гетерозигота - организм, содержащий два разных аллельных гена
Доминантный признак – преобладающий, подавляющий
Рецессивный признак - подавляемый
Первый закон Менделя (правило единообразия первого поколения) – при скрещивании
двух гомозиготных организмов (чистых линий), отличающихся друг от друга одним
признаком, в первом поколении проявляется признак только одного из родительских
организмов. Этот признак называется доминантным, а поколение по данному признаку будет
единообразным
Второй закон Менделя (закон расщепления) – при скрещивании между собой особей
первого поколения во втором поколении наблюдается расщепление признаков в отношении
3:1 (3ч доминантных и 1ч рецессивных)
Закон чистоты гамет – гаметы чисты, т.е. при формировании гамет в каждую из них
попадает только по одному гену из каждой аллельной пары.
Неполное доминирование – это случаи, когда доминантный ген не полностью подавляет
рецессивный ген из аллельной пары. При этом будут возникать промежуточные признаки.
Генотип – совокупность генов организма
Фенотип – совокупность всех внешних и внутренних признаков организма
Анализирующее скрещивание – скрещивание особи, генотип которой неизвестен, с
особью, гомозиготной по рецессивному гену (аа)
Дигибридное скрещивание – скрещивание особей, которые отличаются друг от друга по
двум признакам.
Третий закон Менделя (закон независимого наследования признаков) – при
дигибридном скрещивании гены и признаки, за которые эти гены отвечают, сочетаются и
наследуются независимо друг от друга
Символы:
P – родительское поколение
F
1 -
первое поколение потомков
F
2 –
второе поколение потомков
A – ген, отвечающий за доминантный признак
а – ген, отвечающий за рецессивный признак
♀ - женская особь
♂ - мужская особь
АА – гомозигота по доминантному гену
аа – гомозигота по рецессивному гену
Аа - гетерозигота
Задача. Определите генотипы и фенотипы потомства кареглазых
гетерозиготных родителей.
Пример краткой записи
Дано:
А – карие глаза
а – голубые глаза
Определить: F
1
Решение
Гетерозиготные кареглазые родители Аа
Происходит расщепление признаков, согласно II закону Менделя:
по фенотипу 3 : 1
по генотипу 1 : 2 : 1
Выполнение практической работы.
1 вариант.
№1. У человека ген длинных ресниц доминирует над геном коротких ресниц.
Женщина с длинными ресницами, у отца которой ресницы были короткими,
вышла замуж за мужчину с короткими ресницами.
а) Сколько типов гамет образуется у женщины?
б) А у мужчины?
в) Какова вероятность рождения в данной семье ребенка с длинными
ресницами?
г) Сколько разных генотипов может быть у детей в этой семье?
д) А фенотипов?
№2.Голубоглазый брюнет женился на кареглазой блондинке. Какие могут
родится дети от этого брака, если оба родителя гетерозиготны.
№3 У мухи дрозофилы серый цвет тела доминирует над черным. При
скрещивании серых и черных мух в потомстве половина особей имела серую
окраску, а половина черную. Определите генотипы родительских форм.
2 вариант.
№1. Ген диабета рецессивен по отношению к гену нормального состояния. У
здоровых супругов родился ребенок, больной диабетом.
а) Сколько типов гамет может образоваться у отца?
б) А у матери?
в) Какова вероятность рождения здорового ребенка в данной семье?
г) Сколько разных генотипов может быть у детей в этой семье?
д) Какова вероятность того, что второй ребенок родится больным?
№2. У дрозофилы серая окраска тела и наличие щетинок — доминантные
признаки, которые наследуются независимо. Какое потомство следует ожидать
от скрещивания желтой самки без щетинок с гетерозиготным по обоим
признакам самцом.
№3. Форма чашечки у земляники может быть нормальная( доминантный
признак) и листовидная. У гетерозигот чашечки имеют промежуточную форму
между нормальной и листовидной. Определите возможные генотипы и
фенотипы потомства от скрещивания двух растений, имеющих промежуточную
форму чашечки.
Практическое занятие №5
Решение задач на наследование групп крови у
человека.
Цель работы: формирование методики решения задач по теме
«Взаимодействие генов (наследование групп крови у человека)».
В результате проведения практической работы обучающийся должен:
Знать I, II, III Законы Менделя, генетическую терминологию, закономерности и
виды изменчивости. А также уметь составлять схему задачи, решетку Пеннета,
определять группы крови по схеме и таблице.
Материально – техническое оснащение: конспекты лекций, методические
указания к практической работе.
Методические указания к практической работе.
ТЕОРИТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ ПО ТЕМЕ ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЫ
Кровь людей с I (или О нулевой) группой крови подходит всем людям — они
универсальные доноры. А вот кровь людей с IV (или АВ) группой крови можно
переливать только людям с такой же группой крови, но принять их организм
«согласен» любую кровь — они универсальные реципиенты. Среднее
положение занимают люди со II (A) и с III (В) группами крови — им годится
одноименная группа крови и кровь универсальных доноров. Конечно, просто
жизненно необходимо знать, какая у вас группа. Все мы в течение жизни
являемся либо донорами своей крови, либо реципиентами и нельзя допустить,
чтобы при переливании произошло объединение несовместимых групп
крови. Даже после того как при переливании крови стали всегда строго
учитывать совместимость групп по системе А,В,АВ,О, результаты иногда были
удручающими. Лишь в 1940 году был описан особый белок резус, являющийся
тоже агглютиногенным. Он содержится в крови людей и обезьян (макак
резусов), поэтому и получил такое название. У 85% людей в крови содержится
этот агглютиноген, их называют резус-положительными (Rh+), а у 15% людей в
крови нет этого белка, их называют резус-отрицательными (Rh-). После
переливания резус-положительной крови резус-отрицательному человеку в
крови у него в ответ на чужеродный белок вырабатываются антитела.
Повторное введение этому человеку резус-положительной крови может вызвать
агглютинацию эритроцитов и тяжелое шоковое состояние. Поэтому резус
положительным людям (а их подавляющее большинство), всегда подходит
кровь любых по резус-фактору людей. А резус-отрицательным следует
переливать кровь резус-отрицательных людей (хотя один раз то в жизни можно
и кровь резус-положительного человека, но это должно быть где-то строго
зафиксировано).
Наследование по типу множественных аллелей
По такому типу осуществляется, например, наследование групп
крови системы АВ0. Наличие той или иной группы крови определяется парой
генов (точнее, локусов), каждый из которых может находиться в трех
состояниях (J
A
, J
B
или j
0
). Генотипы и фенотипы лиц с разными группами
крови
приведены
в таблице
1.
Примеры
решения
задач
Задача 1
У
мальчика I группа, у его сестры – IV. Что можно сказать о группах крови их
родителей?
Решение
1. Генотип мальчика – j
0
j
0
, следовательно, каждый из его родителей несет
ген j
0
.
2. Генотип его сестры – J
A
J
B
, значит, один из ее родителей несет ген J
A
, и
его генотип – J
A
j
0
(II группа), а другой родитель имеет ген J
B
, и его
генотип J
B
j
0
(III группа крови).
Ответ У родителей II и III группы крови.
Задача 2
В родильном доме перепутали двух детей. Первая пара родителей имеет I и II
группы крови, вторая пара – II и IV. Один ребенок имеет II группу, а второй – I
группу. Определить родителей обоих детей.
Решение
Первая пара родителей
У одного родителя – I группа крови – генотип j
0
j
0
. У второго родителя – II
группа крови. Ей может соответствовать генотип J
A
J
A
или J
A
j
0
. Поэтому
возможны два варианта потомства:
Первая пара может быть родителями и первого, и второго ребенка.
Вторая пара родителей
У одного родителя II группа (J
A
J
A
или J
A
j
0
). У второго – IV группа (J
A
J
B
).
При этом также возможны два варианта потомства:
Вторая пара не может являться родителями второго ребенка (с I группой крови).
Ответ Первая пара – родители второго ребенка. Вторая пара – родители первого
ребенка.
Задача 3
Женщина с III группой крови возбудила дело о взыскании алиментов с
мужчины, имеющего I группу, утверждая, что он отец ребенка. У ребенка I
группа. Какое решение должен вынести суд?
Решение
1. Генотип женщины – J
B
J
B
или J
B
j
0
.
2. Генотип мужчины – j
0
j
0
.
В этом случае возможны два варианта:
Ответ Суд вынесет следующее решение: мужчина может являться отцом
ребенка, так же, как и любой другой человек с такой же группой крови.
АЛГОРИТМ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ПРАКТИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ
1. Изучить теоретический материал по теме практической работы
2. Записать в тетради для практических работ– дату, тему занятия, цель
практической работы
3.Выполнить задания для самостоятельного решения в соответствии с
указанным преподавателем вариантом
4.Сделать вывод по работе
ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО РЕШЕНИЯ
Задача 1
В каких случаях судебная экспертиза может дать однозначный ответ об
отцовстве ребенка?
Задача 2
У отца IV группа крови, у матери – I. Может ли ребенок унаследовать группу
крови своего отца?
Задача 3
Родители имеют II и III группы крови. Какие группы следует ожидать у
потомства?
Задача 4
У детей в семье 1,2,3, группы крови, какие группы крови могут быть у их
родителей?
Задача 5
В родильном доме перепутали двух мальчиков. Родители одного из них
имеют А и О группы крови. Родители другого — А и АВ группы крови.
Исследование показало, что дети имеют О и А группы крови. Определите, кто
чей сын?
Задача 6
У мальчика с группой крови О родилась сестра в группой крови АВ. Что можно
сказать о группах крови и генотипах их родителей? Рождение детей с какими
еще группами крови можно ожидать в этой семье?
Задача 7
У матери 3 группа крови, а у отца 4. Определите возможные группы крови
детей, если известно, что аллели А и В доминируют на аллелем О, а между
собой А и В являются кодоминантными.
Задача 8
Известно, что кровь О группы можно переливать всем людям, кровь А группы
— только лицам А или АВ групп, кровь В группы — только лицам В или АВ
групп, а кровь АВ группы — только людям АВ группы. Всегда ли возможно
переливание крови матери детям, а крови сестры — ее родному брату?
Задача 9
Известно, что при переливании крови, надо учитывать не только группы крови
по системе агглютинино-агглютиногенных реакций О, А, В и АВ, но и знать
резус-фактор. Наличие резусного антигена является доминантным признаком,
поэтому обозначают его R большим, а его отсутствие — признак рецессивный,
поэтому обозначают его буквой r малая. Какие дети могут появиться от брака
родителей со всеми возможными сочетаниями резус-фактора?
Задача 10
В семье, где родители кареглазые, имеется четверо детей. Двое голубоглазых
имеют 1 и 4 группы крови, двое кареглазых 2 и 3 группы крови. Определите
вероятность рождения следующего ребенка кареглазого с 1 группой крови, если
известно, что карий цвет глаз доминирует над голубым обусловлен аутосомным
геном.
Задача 11
У детей в семье 1,2,3, группы крови, какие группы крови могут быть у их
родителей?
Задача 12
Какая будет группа крови у девочки, если у матери II группа крови (резус-
фактор положительный), у отца IV группа крови (резус-фактор
положительный), а у сестры III группа крови (резус-фактор отрицательный).
Задача 13
Какие дети могут появиться от брака двух резус-отрицательных родителей? В
случае если один из родителей резус-отрицательный, а другой – резус-
положительный? От брака двух резус-положительных родителей?
Практическое занятие №6
«Решение задач на сцепленное наследование»
Цель работы: продолжить формирование умений решения генетических задач
по теме « Наследование , сцепленное с полом»
Материально – техническое оснащение: конспекты лекций, методические
указания к практической работе.
АЛГОРИТМ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ПРАКТИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ
1. Изучить теоретический материал по теме практической работы
2. Ответить на контрольные вопросы
3. Записать в тетради для практических работ – дату, тему занятия, цель
практической работы
4. Решить задачи для самостоятельного решения
5. Сделать вывод по работе
6. Сдать работу на проверку преподавателю
Кариотип — общее число, размер и форма хромосом. Хромосомы у
организмов делятся на аутосомы и половые хромосомы.
Аутосомы — хромосомы, одинаковые у обоих полов.
Половые хромосомы (гетерохромосомы) — хромосомы, по которым
мужской и женский пол отличаются друг от друга.
В клетке человека содержится 46 хромосом, или 23 пары: 22 пары
аутосом и 1 пара половых хромосом. Половые хромосомы обозначают как
X- и Y-хромосомы. Женщины имеют две X-хромосомы, а мужчины одну
Х- и одну Y-хромосому. Гомогаметный пол- пол, с двумя одинаковыми
половыми хромосомами. Гетерогаметный пол — пол, с двумя разными
половыми хромосомами.
Наследование признаков организма, а также некоторых заболеваний у
человека, происходит через половые хромосомы, т.е. сцепленно.
Наследование, сцепленное с полом — наследование признаков, гены
которых находятся в Х- и Y-хромосомах. В половых хромосомах могут
находиться гены, не имеющие отношения к развитию половых признаков.
При сочетании XY большинство генов, находящихся в X-хромосоме, не
имеют аллельной пары в Y-хромосоме. Также гены, расположенные в Y-
хромосоме, не имеют аллелей в X-хромосоме. Такие организмы
называются гемизиготными. В этом случае проявляется рецессивный
ген, имеющийся в генотипе в единственном числе. Так X-хромосома
может содержать ген, вызывающий гемофилию (пониженную
свёртываемость крови). Тогда все мужские особи, получившие эту
хромосому, будут страдать этим заболеванием, так как Y-хромосома не
содержит доминантного аллеля.
Контрольные вопросы:
Дать определение следующим понятиям:
1. Кариотип.
2.Аутосомы и половые хромосомы.
3. Сцепленное наследование.
4. Гомогаметный и гетерогаметный пол.
Задачи для самостоятельного решения:
Задача №1. Классическая гемофилия наследуется как рецессивный признак.
Ген гемофилии располагается в Х — хромосоме. У- хромосома не содержит
гена , контролирующего свертываемость крови .Девушка , отец которой
страдает гемофилией, а мать здорова и происходит из благополучной по
гемофилии семьи, выходит замуж за здорового мужчину. Определите
вероятные фенотипы детей от этого брака.
Задача №2. У женщины, страдающей отсутствием потоотделения (ангидрозная
эктодермальная дисплазия), и мужчины, не имеющего этого дефекта, рождается
сын. Определить, унаследует ли ребёнок болезнь матери или же будет здоров,
как отец. Ген, ответственный за развитие этой болезни – рецессивен,
локализован в Х-хромосоме. Будет ли страдать этим заболеванием девочка,
являющаяся вторым ребёнком в семье?
Задача №3. Гипертрихоз (вырастание волос на краю ушной раковины)
передается через Y – хромосому, а полидактилия (шестипалость) – как
доминантный аутосомный ген. В семье, где отец имел гипертрихоз, а мать –
полидактилию, родилась нормальная в отношении обоих признаков дочь.
Какова вероятность того, что следующий ребенок в этой семье будет также без
обеих аномалий?
Задача 4.От родителей, имевших по фенотипу нормальное цветовое зрение,
родилось несколько детей с нормальным зрением и один мальчик дальтоник.
Чем это объяснить? Каковы генотипы родителей и детей?
Задача 5. Кареглазая женщина с нормальным зрением выходит замуж за
кареглазого мужчину. У них родилась голубоглазая дочь – дальтоник. Карий
цвет глаз доминирует над голубым, а дальтонизм определяется рецессивным
геном, находящимся в Х – хромосоме. Какова вероятность того, что следующий
ребенок в этой семье будет иметь такой же фенотип?
Практическое занятие №7
«Построение вариационного ряда и вариационной кривой»
Цели: выявить проявления модификационной изменчивости у семян и листьев
растений. Научиться составлять вариационный ряд, строить вариационную
кривую, вычислять среднюю величину признака, определять норму реакции.
Оборудование: семена подсолнечника, бобы, жёлуди, или листья растений – 20
шт., линейка.
Ход работы:
1.Измерьте семена, данные округлите до миллиметров.
2.Расположите данные в порядке нарастания величины данного признака,
обозначьте цифрами наиболее часто встречающиеся величины признака
получите вариационный ряд.
3.Запишите полученные данные вариационного ряда в таблицу 1.
Таблица №1
4. Посчитайте количество семян с одинаковыми показателями длины.
5.Полученные данные занесите в таблицу 2. Сверху – варианта (длина в мм.) –
внизу количество семян, ( частота встречаемости)
Таблица № 2
6. Постройте вариационную кривую – отобразите на графике зависимость
между значением признака и частотой его встречаемости.
- по оси абсцисс отложите на одинаковом расстоянии отдельные варианты
размеров семян фасоли в нарастающем порядке;
- по оси ординат отложите числовые значения, соответствующие частоте
повторяемости каждой варианты
- по горизонтальной оси восстановите перпендикуляры до уровня,
соответствующего частоте повторяемости каждой варианты;
- точки пересечения перпендикуляров с линиями, соответствующими частоте
вариант, соедините прямыми.
7.Вычисление нормы реакции Из максимального значения признака
вычислите минимальное. Определите широту нормы реакции.
max-min=
8. Определите среднюю величину признака М по формуле:
(v1 х p1+v2 x p1+v3 x p1 ….)
M = ------------------------------------- ;
20
* V1 – данные (размер семян),
*Р – частота встречаемости (число семян)
*20 – общее количество семян.
Средний размер семян (листьев) М =
Проведите сравнение цифровых данных вариационной кривой и сделайте
вывод о частоте встречаемости определенного размера семян.
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
……….
Ответьте на вопросы:
1. Как называется полученная вами линия? ....................................................
2. С каким размером наиболее часто встречаются семена ?.....................
Выводы:
1. Длина вариационного ряда свидетельствует о
…………………………………………………………………………………………
………
2. Графическим выражением модификационной изменчивости признака
является…
…………………………………………………………………
3. Пределы вариационной изменчивости признака
ограничены……………………………………………………………………………
………………...
Практическое занятие №8
Тема: «Описание особей одного вида по морфологическому критерию»
Цель: научиться выявлять морфологические признаки животных, растений; определить,
можно ли по морфологическим признакам судить о принадлежности организма к
определенному виду.
Оборудование и материалы: рисунки, гербарные образцы.
Ход работы
Часть 1. Изучение растений.
Рассмотрите предложенные образцы растений, сравните их.
1. На основании сравнения, составьте морфологическую характеристику двух растений
одного рода, заполните таблицу.
Признак для сравнения
Образец № 1
Видовое
название:____
Образец № 2
Видовое
название:_____
Род растения
Тип корневой системы
Стебель (древесный, травянистый, прямостоячий, ползучий,
стелющийся и т.п.)
Листья (простые, сложные)
Жилкование листьев
Листорасположение
Цветок или соцветие
Плод, его название (сочный или сухой, одно- или
многосемянный)
2. Черты сходства двух видов растений одного
рода_____________________________________________
3. Черты различия двух видов растений одного
рода_____________________________________________
4. Можно ли на основании морфологического критерия судить о видовой
принадлежности растений?
Часть 2. Изучение животных
1. Рассмотрите рисунки двух животных разных видов одного рода. Сравните их.
2. На основании сравнения, составьте морфологическую характеристику двух животных
одного рода, заполните таблицу.
Признак для сравнения
Видовое
название:____
Видовое
название:_____
Распространение животного
Окрас меха
Длина животного
Масса животного
Строение конечностей
Уши
Тип питания
Заяц –русак. Заяц-беляк.
1. Черты сходства двух видов животных одного
рода_____________________________________________
2. Черты различия двух видов животных одного
рода_____________________________________________
3. Можно ли на основании морфологического критерия судить о видовой
принадлежности животных?
Сделайте общий вывод, на основе анализа своей работы.
Дополнительная информация.
Клевер ползучий – многолетнее травянистое растение. Корневая система стержневая.
Стебель ползучий, укореняющийся в узлах, ветвистый, голый, часто полый. Листья
длинночерешчатые, трёхраздельные, их листочки широкояйцевидные, на верхушке
выемчатые. Черешки восходящие, до 30 см длиной. Соцветия головки пазушные, почти
шаровидные, рыхлые, до 2 см в поперечнике. Венчик белый или розоватый, по отцветании
буреют. В цветке 10 тычинок, девять из них сросшиеся нитями в трубочку, одна – свободная.
Плод – боб (продолговатый, плоский, содержит от трёх до четырёх почковидных или
сердцевидных семян серо-жёлтого или оранжевого цвета). Начало созревания семян – июнь-
июль. Размножается как семенами, так и вегетативно.
Клевер луговой – двулетнее, но чаще многолетнее травянистое растение, достигает в высоту
15-55 см. Ветвистые стебли приподнимающиеся. Листья тройчатые, с широкояйцевидными
мелкозубчатыми долями, листочки по краям цельные, с нежными ресничками по краям.
Соцветия головки рыхлые, шаровидные, сидят часто попарно и нередко прикрыты двумя
верхними листьями. Венчик красный, изредка белый или неодноцветный; чашечка с десятью
жилками. Плод – односемянный боб (яйцевидной формы); семена то округлые, то угловатые,
то желтовато-красные, то фиолетовые. Цветёт в июне-сентябре. Плоды созревают в августе-
октябре. Размножается как семенами, так и вегетативно.
Наиболее известны в России зайцы – беляк и русак. Заяц-беляк: обитает в тундровой, лесной
и частично лесостепной зоне Северной Европы, России, Сибири, Казахстана, Забайкалья,
Дальнего Востока. Заяц – русак: в пределах России водится по всей Европейской части
страны до северных побережий Ладожского и Онежского озер.
Заяц-беляк. Длина тела 44 – 74 см. Хвост в виде пушистого белого шарика, кончики ушей
черные. Остальная окраска буроватая или серая летом и чисто-белая зимой. У беляка лапы
широкие, с густым опушением, чтобы меньше проваливаться в сугробы (на лапах зимой
отрастают меховые «лыжи»). Следы широкие, округлые, отпечатки задних лап лишь
ненамного больше передних. Задние ноги намного длиннее передних и при движении
выносятся далеко вперед. Длина следа задней лапы 12-17 см, ширина 7-12 см. У беляка уши
короче, чем у русака, хвост снизу белый, шерсть мягкая.
Беляк – растительноядное животное с чётко выраженной сезонностью питания. Весной и
летом он кормится зелёными частями растений. Местами поедает хвощи и грибы, в
частности, олений трюфель, который выкапывает из земли. Беляк очень плодовит. За лето
зайчиха приносит 2-3 помета из 3-5, иногда даже 11 потомков. Весной и осенью беляк
линяет. Весенняя линька начинается в марте и кончается в мае. Живут беляки 8-9 лет, иногда
доживают до 10, обычно же гибнут значительно раньше. Беляк – важный объект
промысловой охоты, особенно на севере.
Заяц-русак. Длина тела 55–74 см. Хвост сверху и кончики ушей черные. Остальная окраска
рыжевато-серая с черноватой рябью, зимой светлее, особенно на брюхе и боках. Лапы уже,
чем у беляка. У русаков длина следа задней лапы 14-18 см, ширина 3-7 см. Задние ноги
намного длиннее передних и при движении выносятся далеко вперед.
В летнее время русак питается растениями и молодыми побегами деревьев и кустарников.
Чаще всего съедает листья и стебли, но может выкапывать и корни. Охотно поедает овощные
и бахчевые культуры. Заяц-русак: пометов бывает 2-3 и даже 4. Весенний помет из 1-2 зайчат,
более поздний из 3-4 (до 8). Русак является ценным промысловым животным, объектом
любительской и спортивной охоты.
Вопросы для контроля:
1. Какова основная цель классификации организмов?
2. Что такое вид и критерии вида?
3. Какие критерии вида Вам известны?
4. Какова роль репродуктивной изоляции в поддержании целостности вида? Приведите
примеры.
5. Что такое популяция?
6. Почему биологические виды существуют в природе в форме популяций?
Практическое занятие №9
«Анализ и оценка различных гипотез происхождения жизни и человека»
Цель: знакомство с различными гипотезами происхождения жизни на Земле.
Ход работы.
1. Прочитать текст «Многообразие теорий возникновения жизни на Земле».
2. Заполнить таблицу:
Теории и
гипотезы
Сущность теории или гипотезы
Доказательства
«Многообразие теорий возникновения жизни на Земле»
1. Креационизм
Согласно этой теории жизнь возникла в результате какого-то сверхъестественного события в
прошлом. Ее придерживаются последователи почти всех наиболее распространенных
религиозных учений.
Традиционное иудейско-христианское представление о сотворении мира, изложенное в
Книге Бытия, вызывало и продолжает вызывать споры. Хотя все христиане признают, что
Библия – это завет Господа людям, по вопросу о длине «дня», упоминавшегося в Книге
Бытия, существуют разногласия.
Некоторые считают, что мир и все населяющие его организмы были созданы за 6 дней по 24
часа. Другие христиане не относятся к Библии как к научной книге и считают, что в Книге
Бытия изложено в понятной для людей форме теологическое откровение о сотворении всех
живых существ всемогущим Творцом.
Процесс божественного сотворения мира мыслится как имевший место лишь однажды и
потому недоступный для наблюдения. Этого достаточно, чтобы вынести всю концепцию
божественного сотворения за рамки научного исследования. Наука занимается только теми
явлениями, которые поддаются наблюдению, а потому она никогда не будет в состоянии ни
доказать, ни опровергнуть эту концепцию.
2. Теория стационарного состояния
Согласно этой теории, Земля никогда не возникала, а существовала вечно; она всегда
способна поддерживать жизнь, а если и изменялась, то очень мало; виды тоже существовали
всегда.
Современные методы датирования дают все более высокие оценки возраста Земли, что
позволяет сторонникам теории стационарного состояния полагать, что Земля и виды
существовали всегда. У каждого вида есть две возможности – либо изменение численности,
либо вымирание.
Сторонники этой теории не признают, что наличие или отсутствие определенных
ископаемых остатков может указывать на время появления или вымирания того или иного
вида, и приводят в качестве примера представителя кистеперых рыб – латимерию. По
палеонтологическим данным, кистеперые вымерли около 70 млн. лет назад. Однако это
заключение пришлось пересмотреть, когда в районе Мадагаскара были найдены живые
представители кистеперых. Сторонники теории стационарного состояния утверждают, что,
только изучая ныне живущие виды и сравнивая их с ископаемыми остатками, можно делать
вывод о вымирании, да и то он может оказаться неверным. Внезапное появление какого-либо
ископаемого вида в определенном пласте объясняется увеличением численности его
популяции или перемещением в места, благоприятные для сохранения остатков.
3. Теория панспермии
Эта теория не предлагает никакого механизма для объяснения первичного возникновения
жизни, а выдвигает идею о ее внеземном происхождении. Поэтому ее нельзя считать теорией
возникновения жизни как таковой; она просто переносит проблему в какое-то другое место
во Вселенной. Гипотеза была выдвинута Ю. Либихом и Г. Рихтером в середине XIX века.
Согласно гипотезе панспермии жизнь существует вечно и переносится с планеты на планету
метеоритами. Простейшие организмы или их споры («семена жизни»), попадая на новую
планету и найдя здесь благоприятные условия, размножаются, давая начало эволюции от
простейших форм к сложным. Возможно, что жизнь на Земле возникла из одной
единственной колонии микроорганизмов, заброшенных из космоса.
Для обоснования этой теории используются многократные появления НЛО, наскальные
изображения предметов, похожих на ракеты и «космонавтов», а также сообщения якобы о
встречах с инопланетянами. При изучении материалов метеоритов и комет в них были
обнаружены многие «предшественники живого» - такие вещества, как цианогены, синильная
кислота и органические соединения, которые, возможно, сыграли роль «семян», падавших на
голую Землю.
Сторонниками этой гипотезы были лауреаты Нобелевской премии Ф. Крик, Л. Оргел. Ф.
Крик основывался на двух косвенных доказательствах:
• универсальности генетического кода;
• необходимости для нормального метаболизма всех живых существ молибдена,
который встречается сейчас на планете крайне редко.
Но если жизнь возникла не на Земле, то как она возникла вне ее?
4. Физические гипотезы
В основе физических гипотез лежит признание коренных отличий живого вещества от
неживого. Рассмотрим гипотезу происхождения жизни, выдвинутую в 30-е годы XX века В.
И. Вернадским.
Взгляды на сущность жизни привели Вернадского к выводу, что она появилась на Земле в
форме биосферы. Коренные, фундаментальные особенности живого вещества требуют для
его возникновения не химических, а физических процессов. Это должна быть своеобразная
катастрофа, потрясение самих основ мироздания.
В соответствии с распространенными в 30-х годах XX века гипотезами образования Луны в
результате отрыва от Земли вещества, заполнявшего ранее Тихоокеанскую впадину,
Вернадский предположил, что этот процесс мог вызвать то спиральное, вихревое движение
земного вещества, которое больше не повторилось.
Вернадский происхождение жизни осмысливал в тех же масштабах и интервалах времени,
что и возникновение самой Вселенной. При катастрофе условия внезапно меняются, и из
протоматерии возникают живая и неживая материя.
5. Химические гипотезы
Эта группа гипотез основывается на химической спедифике жизни и связывает ее
происхождение с историей Земли. Рассмотрим некоторые гипотезы этой группы.
У истоков истории химических гипотез стояли воззрения Э. Геккеля. Геккель считал, что
сначала под действием химических и физических причин появились соединения углерода.
Эти вещества представляли собой не растворы, а взвеси маленьких комочков. Первичные
комочки были способны к накоплению разных веществ и росту, за которым следовало
деление. Затем появилась безъядерная клетка – исходная форма для всех живых существ на
Земле.
Определенным этапом в развитии химических гипотез абиогенеза стала концепция А. И.
Опарина, выдвинутая им в 1922-1924 гг. XX века. Гипотеза Опарина представляет собой
синтез дарвинизма с биохимией. По Опарину, наследственность стала следствием отбора. В
гипотезе Опарина желаемое выдастся за действительное. Сначала нее особенности жизни
сводятся к обмену веществ, а затем его моделирование объявляется решенном загадки
возникновения жизни.
Гипотеза Дж. Берпапа предполагает, что абиогенно возникшие небольшие молекулы
нуклеиновых кислот из нескольких нуклеотидов могли сразу же соединяться с теми
аминокислотами, которые они кодируют. В этой гипотезе первичная живая система видится
как биохимическая жизнь без организмов, осуществляющая самовоспроизведение и обмен
веществ. Организмы же, по Дж. Берналу, появляются вторично, в ходе обособления
отдельных участков такой биохимической жизни с помощью мембран.
В качестве последней химической гипотезы возникновения жизни на нашей планете
рассмотрим гипотезу Г. В. Войткевича, выдвинутую в 1988 году. Согласно этой гипотезе,
возникновение органических веществ переносится в космическое пространство. В
специфических условиях космоса идет синтез органических веществ (многочисленные
орпанические вещества найдены в метеоритах – углеводы, углеводороды, азотистые
основания, аминокислоты, жирные кислоты и др.). Не исключено, что в космических
просторах могли образоваться нуклеотиды и даже молекулы ДНК. Однако, по мнению
Войткевича, химическая эволюция на большинстве планет Солнечной системы оказалась
замороженной и продолжилась лишь на Земле, найдя там подходящие условия. При
охлаждении и конденсации газовой туманности на первичной Земле оказался весь набор
органических соединений. В этих условиях живое вещество появилось и конденсировалось
вокруг возникших абиогенно молекул ДНК. Итак, по гипотезе Войткевича первоначально
появилась жизнь биохимическая, а в ходе ее эволюции появились отдельные организмы.
Контрольные вопросы: Какой теории придерживаетесь вы лично? Почему?
Вывод:
Практическое занятие №10.
Формы взаимоотношений между организмами.
Цели занятия:
- создать условия для эффективного усвоения знаний о видах взаимоотношений между живыми
организмами в сообществе.
- сформировать понятие основных биотических связей, как основы существования живых
организмов в экосистемах;
- развивать мышление; развивать умение применять общебиологические закономерности для
решения нестандартных задач; сформировать у учащихся навыки самостоятельно делать
выводы;
Оборудование: раздаточный справочный материал.
Различными типы межвидовых отношений в природе.
1.Нейтрализм - тип отношений между видами, при котором они не формируют значимых форм
воздействий. Виды, характеризующиеся таким типом взаимоотношений, не оказывают друг на
друга заметного биологического воздействия.
В природе истинный нейтрализм очень редок, поскольку между всеми видами возможны
косвенные взаимодействия. При нейтральных отношениях виды не связаны друг с другом и
даже не контактируют между собой. Например, синицы и полевые мыши, белки и лоси, волк и
дождевой червь.
2. Конкуренция - это тип взаимодействий, который возникает, если у двух близких видов
наблюдаются сходные потребности. Если такие виды обитают на одной территории, то каждый
из них находится в невыгодном положении: уменьшаются возможности овладения пищевыми
ресурсами, убежищами, местами для размножения и т.д.
Конкуренция широко распространена в природе. Конкурировать могут в природе, как близкие
виды, так и представители очень далёких групп. Например: все растения конкурируют за свет,
влагу, питательные вещества почвы и, следовательно, за расширение территории своего
обитания. Животные борются за пищевые ресурсы и за убежища.
А)Внутривидовая конкуренция – это борьба за одни и те же ресурсы, между особями одного
вида. Конкуренция происходит между растениями одного вида. Если, например, на каком-то
участке появится много всходов дуба, то постепенно будет происходить их самоизреживание.
Произойдет это потому, что взойдут они не все одновременно, не у всех будет одинаковый запас
питательных веществ, не все они прорастут с одинаковой глубины почвы и прочее. Более
крупные растения будут всасывать больше воды и минеральных веществ, больше образовывать
органических веществ, быстрее расти, затенять и угнетать растения, отставшие в росте.
Б) Межвидовая конкуренция – отрицательные отношения между двумя видами. Постоянно
конкурируют между собой за пищу и жилье животные разных видов, например щука и окунь,
волк и лисица, некоторые травоядные звери, кормящиеся на пастбищах, птицы, устраивающие
гнезда в дуплах деревьев, и др. В отличие от растений конкурирующие животные часто пускают
друг против друга в ход зубы, рога, когти, копыта, клювы.
В) Аменсализм – для одного из совместно обитающих видов влияние другого отрицательно
(он испытывает угнетение), в то время как угнетающий не получает ни вреда, ни пользы.
Примеры:
- светолюбивые травы под елью, страдают от сильного затенения, тогда как самому дереву это
безразлично;
- корни осины тормозят рост дуба;
- дуб угнетает чернику;
- плесневый гриб пеницилл препятствует росту бактерий путем выработки антибиотиков.
3. Симбиоз - сожительство ( от греческого "син" - вместе, "биос" - жизнь) - форма
взаимоотношений, при которых оба партнера или один из них извлекает пользу от другого.
Положительные симбиотические взаимоотношения представлены в природе самыми
разнообразными формами.
А) Протокооперация - совместное существование выгодно обоим видам, но не обязательно для
них.
Широко известен пример симбиоза между раками-отшельниками и актиниями. Последние
поселяются на раковине, в которую прячет своё брюшко рак-отшельник. Стрекательные клетки
щупалец актиний — надёжная защита обоих симбионтов. Питается актиния за счёт остатков
пищи, активно добываемой раком.
Другой пример необязательной, но взаимовыгодной связи дают взаимоотношения мелких рыбок
семейства Губановых и крупных хищных мурен. Рыбы-чистильщики, освобождающие крупных
рыб от наружных паразитов, находящихся на коже, в жаберной и ротовой полости. Обитают
губаны-чистильщики всегда в одном и том же месте. Крупные хищники, в том числе мурены,
страдающие от паразитов, приплывают в места обитания губанов и дают им возможность
уничтожать паразитов даже у себя во рту, хотя могли бы с легкостью их проглотить. Многие
птицы кормятся на копытных, собирая с их тел паразитов - клещей. Столь же часто птицы
выщипывают зимнюю шерсть у оленей, лосей, коров, во время линьки, используя ее при
постройке гнезд.
Б) Мутуализм - оба вида извлекают выгоду из совместного существования и не могут жить
самостоятельно. Это наиболее сильная взаимосвязь между организмами. Типичный симбиоз -
отношения термитов и жгутиковых простейших, обитающих у них в кишечнике. Термиты
питаются древесиной, однако у них нет ферментов, переваривающих целлюлозу. Жгутиконосцы
вырабатывают такие ферменты и переводят клетчатку в сахара. Без простейших - симбионтов -
термиты погибают от голода. Сами же жгутиковые, помимо благоприятного микроклимата в
кишечнике термитов получают пищу и условия для размножения.
Яркий пример мутуализма среди растений представляет сожительство мицелия гриба с
корнями высшего растения - микориза (гифы оплетают корни и способствуют поступлению в
них воды и минеральных веществ из почвы).
Примером взаимовыгодных отношений служит сожительство так называемых клубеньковых
бактерий и бобовых растений (гороха, фасоли, сои, клевера, люцерны, вики, белой акации,
земляного ореха). Эти бактерии, способные усваивать азот воздуха и превращать его в аммиак, а
затем в аминокислоты, поселяются в корнях растений.
Лишайники – группа симбиотических организмов, в теле которых сочетаются два компонента:
водоросль и гриб. Вместе они образуют единый организм. Симбиотические взаимоотношения
гриба и водорослей проявляются в том, что нити гриба в теле лишайника как бы выполняют
функцию корней, а клетки водорослей играют роль листьев зелёных растений – в них
происходит фотосинтез и накопление органических веществ. Гриб обеспечивает водоросль
водой и растворёнными в ней минеральными солями, а сам получает от водоросли
органические вещества.
4.Комменсализм - тип взаимоотношений, при котором один из двух обитающих совместно
видов извлекает пользу из совместного существования, не причиняя вреда другому виду.
Существует несколько разновидностей комменсализма:
А) Сотрапезничество – потребление разных веществ или частей одного и того же ресурса.
Такие взаимодействия существуют между различными видами почвенных бактерий -
сапротрофов перерабатывающих разные органические вещества из перегнивших растительных
остатков, и высшими растениями, которые потребляют образовавшиеся при этом соли;
взаимоотношения копытных и сурков.
Б) Нахлебничество – один организм получает питательные вещества от другого без нанесения
тому вреда (кольчатые черви, живущие в раковине своего хозяина, рака-отшельника, поедают
остатки его пищи, схватывая их непосредственно с ротовых частей хозяина; гиены подбирают
остатки недоеденной львами добычи; акулы и рыбы прилипалы).
В) Квартиранство – использование одними видами других (их тел, жилищ) в качестве жилища
или укрытия (моллюск жемчужница откладывает икру в жабры рыбы семги – зависят друг от
друга; рыба-горчак икру в раковины беззубок; орхидеи растут на ветках деревьев; поселение
многих животных в норах грызунов, в ходах кротов)
5. Полезно-вредные- форма взаимоотношений, при которой один из взаимодействующих
организмов испытывает отрицательное влияние, а второй положительное. Существует два вида
таких взаимоотношений.
А)Хищничество - способ добывания пищи и питания животных, при котором они ловят,
умерщвляют и поедают других животных. Убивая и поедая жертв, хищники сокращают
численность популяций видов-жертв. Для хищников характерно охотничье поведение. Большей
частью хищникам удаётся поймать ослабленных (больных), очень молодых или старых
животных, уже не принимающих участия в размножении. Тем самым хищники являются
наиболее действенными «механизмами» естественного отбора. Хищничество широко
распространено в природе как среди животных, так и среди растений. Примеры: насекомоядные
растения; лев, поедающий антилопу и т.д. Частным случаем хищничества служит каннибализм -
поедание особей своего вида, чаще всего молоди. Каннибализм часто встречается у пауков
(самки нередко поедают самцов), у рыб (поедание мальков). Самки некоторых млекопитающих
также иногда съедают своих детенышей.
Б)Паразитизм - отношения, при которых представители одного вида используют
представителей другого вида не только как место обитания, но и как источник питания.
Переход к паразитизму резко увеличивает возможность вида выжить в борьбе за существование.
Организм - хозяин служит для паразита источником питания, очень часто - местом обитания,
защитой от врагов.
В отличие от хищничества при нападении паразита хозяин не погибает сразу, но испытывает
угнетение (в течение длительного времени). Другими словами паразит изнуряет, но не губит
хозяина, поскольку это обеспечивает его существование. Таким образом, паразитизм можно
рассматривать как ослабленную форму хищничества. Например: ленточные черви, вши, клещи,
печёночная двуустка – это паразиты, которые поражают животных. Паразиты, которые вредят
растениям – повилика, заразиха, фитофтора, головневые и ржавчинные грибы, гриб-трутовик.
Задание : Распределите пары организмов по типам взаимоотношений заполнив вторую колонку
таблицы. Устно объясните свой выбор.
Вид взаимоотношений
Примеры
нейтрализм
комменсализм
внутривидовая конкуренция
межвидовая конкуренция
протокооперация
мутуализм
н
нахлебничество
квартиранство
хищничество
паразитизм
Росянка и муха. Росянка насекомоядное растение, привлекающее насекомых каплей жидкости
/напоминает росу/, захватывающее и переваривающее его.
Аскарида и человек. Аскарида - круглый червь семейства нематод. Паразитирует в желудке
кишечнике позвоночных животных и человека. Вызывает сильную интоксикацию организма
хозяина.
Ель и сосна. Ель и сосна - растения хвойного леса, которым для осуществления процесса
фотосинтеза требуется солнечная энергия и вода почвы, с растворенными в ней
минеральными веществами.
Заяц и крот. Заяц - наземное травоядное животное, крот - подземное насекомоядное животное.
Плесневые грибки и бактерии. Грибки вырабатывают антибиотики, в присутствии которых
жизнедеятельность бактерий подавляется или существенно ограничивается.
Рябина и дрозд-рябинник. Ягоды рябины являются пищей для птиц. Пройдя кишечный тракт
дрозда, оболочка семян частично разрушается, что способствует прорастанию семян.
Раффлезия и лиана. Раффлезия высасывает соки (воду и питательные вещества) из лиан и
поэтому не нуждающееся в собственной корневой системе, стебле и зеленых листьях, которые
позволяли бы ей самой создавать питательные вещества.
Ель и береза. Ель и береза растения смешенного леса. Когда ель мала, береза выполняет роль
дерева-няньки дня теневыносливой и влаголюбивой ели. Когда ель вырастает, она затеняет
свою спасительницу.
Лось и хохлатая синица. Хохлатая синица и лось занимают разные горизонтальные ярусы
леса, используют в пищу разные корма.
Ель и светолюбивые травы. Травы испытывают угнетение, в результате сильного затенения
кроной ели.
Воробей в гнезде скопы. Скопа - рыбоядная птица, но охраняя свою гнездовую территорию,
она тем самым охраняет и мелких птиц, поселяющихся в стенках ее гнезда.
Микориза. Микориза - это связь грибницы гриба и корней дерева. Грибница гриба оплетает
корни и тем самым увеличивает всасывающую поверхность корней, а также связывая фосфор,
обеспечивая фосфорное питание растений. Взамен гриб получает органические вещества.
Лисица и полевка. Лисица - хищник, питающийся мышевидными грызунами.
Волк и бабочка-крапивница. Волк - хищное млекопитающее, питающееся в основном
позвоночными животными. Крапивница питается нектаром цветов, а ее личинки - листьями
растений.
Фитонциды хвойных растений и бактерии. Хвойные растения выделяют вещества
фитонциды в присутствие которых гибнут болезнетворные растения.
Лев и птицы - падальщики. Лев - крупное животное, питающееся антилопами и другими
копытными животными. Грифы, сипы, стервятники-птицы падальщики, которые могут также
довольствоваться остатками трапезы хищников.
Клубеньковые бактерии и клевер. Бактерии образуют клубеньки на корнях, обеспечивая
азотное питание растений. Взамен бактерии получают органическое питание.
Решите биологические задачи.
1. Иногда можно услышать мнение: «Неужели современные техника и наука не может
найти средств для уничтожения комаров? От них столько неприятностей людям и
животным!» Представим себе, что такое средство найдено. Правильно, ли поступит
человек, если воспользуется им? Почему?
2. Личинка майского жука питается перегноем, корнями трав и деревьев, а взрослый
жук – листьями деревьев. Какое приспособительное значение для майских жуков имеют эти
различия в питании?
Ответы к задачам.
1.Неправильно. Комары занимают определённое место в цепи питания, сообществах
организмов. Взрослыми особями, к примеру, питаются птицы, личинками и куколками
комаров - водные животные. Полное уничтожение комаров повлечёт за собой необратимое
нарушение цепей питания.
2. Разное питание личинок и взрослых майских жуков уменьшает их конкуренцию за пищу,
помогает выживанию вида.
