Подробное решение параграф § 57 по биологии для учащихся 10 класса, авторов Каменский А.А., Криксунов Е.А., Пасечник В.В. 2014
1. В чём сущность законов Менделя?
Ответ. Законы установленные Г. Менделем закономерности распределения в потомстве наследств, признаков. Основой для формулировки законов Менделя послужили многолетние (1856—63) опыты по скрещиванию неск. сортов гороха. Современники Г. Менделя не смогли оценить важности сделанных им выводов (его работа была доложена в 1865 и вышла в свет в 1866), и лишь в 1900 эти закономерности были переоткрыты и правильно оценены независимо друг от друга К. Корренсом, Э. Чермаком и X. Де Фризом. Выявлению этих закономерностей способствовало применение строгих методов подбора исходного материала, спец. схемы скрещиваний и учёта результатов экспериментов. Признание справедливости и значения М. з. в нач. 20 в. связано с определенными успехами цитологии и формированием ядерной гипотезы наследственности. Механизмы, лежащие в основе законов Менделя были выяснены благодаря изучению образования половых клеток, в частности поведения хромосом в мейозе, и доказательству хромосомной теории наследственности.
Закон единообразия гибридов первого поколения, или первый закон Менделя, утверждает, что потомство первого поколения от скрещивания устойчивых форм, различающихся по одному признаку, имеет одинаковый фенотип по этому признаку. При этом все гибриды могут иметь фенотип одного из родителей (полное доминирование), как это имело место в опытах Менделя, или, как было обнаружено позднее, промежуточный фенотип (неполное доминирование). В дальнейшем выяснилось, что гибриды первого поколения могут проявить признаки обоих родителей (кодоминировапие). Этот закон основан на том, что при скрещивании двух гомозиготных по разным аллелям форм (АА и аа) все их потомки одинаковы по генотипу (гетерозиготны — Аа), а значит, и по фенотипу.
Закон расщепления, или второй закон Менделя, гласит, что при скрещивании гибридов первого поколения между собой среди гибридов второго поколения в определ. соотношениях появляются особи с фенотипами исходных родительских форм и гибридов первого поколения. Так, в случае полного доминирования выявляются 75% особей с доминантным и 25% с рецессивным признаком, т. е. два фенотипа в отношении 3:1. При неполном доминировании и кодомииировании 50% гибридов второго поколения имеют фенотип гибридов первого поколения и по 25% — фенотипы исходных родительских форм, т. е. наблюдают расщепление 1:2:1. В основе второго закона лежит закономерное поведение пары гомологичных хромосом (с аллелями А и а), к-рое обеспечивает образование у гибридов первого поколения гамет двух типов, в результате чего среди гибридов второго поколения выявляются особи трёх возможных генотипов в соотношении 1АА:2Аа:1аа. Конкретные типы взаимодействия аллелей и дают расшепления по фенотипу в соответствии со вторым законом Менделя.
Закон независимого комбинирования (наследования) признаков, или третий закон Менделя, утверждает, что каждая пара альтернативных признаков ведёт себя в ряду поколений независимо друг от друга, в результате чего среди потомков второго поколения в определенном соотношении появляются особи с новыми (по отношению к родительским) комбинациями признаков. Напр., при скрещивании исходных форм, различающихся по двум признакам, во втором поколении выявляются особи с четырьмя фенотипами в соотношении 9:3:3:1 (случай полного доминирования). При этом два фенотипа имеют «родительские» сочетания признаков, а оставшиеся два — новые. Этот закон основан на независимом поведении (расщеплении) неск. пар гомологичных хромосом. Например, при дигибридном скрещивании это приводит к образованию у гибридов первого поколения 4 типов гамет (АВ, Ab, aB, ab) и после образования зигот — закономерному расщеплению по генотипу и соответственно по фенотипу.
2. Назовите основные положения эволюционного учения Дарвина.
Ответ. Основные положения эволюционного учения Ч. Дарвина.
Эволюционная теория Дарвина представляет собой целостное учение об историческом развитии органического мира. Она охватывает широкий круг проблем, важнейшими из которых являются доказательства эволюции, выявление движущих сил эволюции, определение путей и закономерностей эволюционного процесса и др.
Сущность эволюционного учения заключается в следующих основных положениях:
1. Все виды живых существ, населяющих Землю, никогда не были кем-то созданы.
2. Возникнув естественным путем, органические формы медленно и постепенно преобразовывались и совершенствовались в соответствии с окружающими условиями.
3. В основе преобразования видов в природе лежат такие свойства организмов, как изменчивость и наследственность, а также постоянно происходящий в природе естественный отбор. Естественный отбор осуществляется через сложное взаимодействие организмов друг с другом и с факторами неживой природы; эти взаимоотношения Дарвин назвал борьбой за существование.
4. Результатом эволюции является приспособленность организмов к условиям их обитания и многообразие видов в природе.
Третье и четвертое положение иногда объединяют.
Вопросы после § 57
1. Перечислите основные формы борьбы за существование.
Ответ. Дарвин различал три формы борьбы за существование: внутривидовую, межвидовую и борьбу с неблагоприятными условиями неорганической природы. Наиболее напряжённая из них – внутривидовая борьба. Яркий пример внутривидовой борьбы – состязание между одновозрастными деревьями хвойного леса. Самые высокие деревья своими широко раскинутыми кронами перехватывают основную массу солнечных лучей, а их мощная корневая система поглощает из почвы растворённые минеральные вещества в ущерб более слабым соседям. Внутривидовая борьба особенно обостряется при повышении плотности популяций, например при обилии птенцов у некоторых видов птиц (многие виды чаек, буревестники) более сильные выталкивают из гнёзд более слабых, обрекая их на гибель от хищников или голода.
Межвидовая борьба может проявляться в различных формах, например в форме соревнования (конкуренции) за пищу или иные ресурсы или в форме одностороннего использования одного вида другим. Наглядный пример конкуренции за пищу дают хищники африканских саванн (гепарды, львы, гиены, гиеновые собаки и др.), которые нередко отнимают друг у друга пойманную и убитую добычу. Часто объектом соревнования являются привлекательные местообитания. Например, в борьбе за место в поселениях человека серая крыса, более сильная и агрессивная, со временем вытеснила чёрную, которая в настоящее время встречается лишь в лесных районах или в пустынях. Завезённая в Европу американская норка вытесняет аборигенный европейский вид. Ондатра (выходец из Северной Америки) перехватила часть ресурсов, используемых ранее местными видами, например русской выхухолью. В Австралии обыкновенная пчела, которую привезли из Европы, вытеснила маленькую туземную, не имеющую жала.
Другие проявления межвидовой борьбы – сложные взаимоотношения, развивающиеся между хищниками и жертвами (тигр и кабан, волк и косуля, судак и уклея и т. д.), паразитами и хозяевами (всевозможные случаи экто– и эндопаразитизма). В случаях, когда хищники сражаются с жертвами или грызутся из-за добычи, борьба выражается в непосредственной схватке. С точки зрения эволюции важным следствием межвидовых взаимоотношений являются согласованные эволюционные изменения взаимодействующих видов. У хищника, например, появляются изощрённые средства нападения – клыки, когти, быстрые движения, подстерегающее поведение, у жертв – не менее изощрённые формы защиты – вещества, делающие их ядовитыми, маскировочная окраска, выставление охраны и пр.
Третья форма борьбы за существование – борьба с неблагоприятными внешними условиями. Факторы неживой природы оказывают непосредственное и опосредованное влияние на эволюцию живого. Про растения в пустыне говорят, что они «борются с засухой», имея в виду развитие у них многочисленных приспособлений, способствующих добыванию воды и питательных веществ из почвы (особая корневая система) или снижению интенсивности транспирации (особое строение листьев). Условия неорганического мира оказывают значительное влияние на эволюцию организмов не только сами по себе, их влияние может усиливать или ослаблять внутри– и межвидовые взаимоотношения. При недостатке территории, тепла или света внутривидовая борьба обостряется, и наоборот, при избытке необходимых для жизни ресурсов ослабевает.
2. Какие факты позволяют говорить о «давлении жизни»?
Ответ. Давление жизн:
1) степень влияния биотического потенциала (прежде всего потенциала размножения) на окружающую среду, которая, в свою очередь, действует как лимитирующий фактор, препятствующий неограниченному размножению организмов;
2) у В. И. Вернадского — давление живого вещества, означающее, что в процессе эволюции биосферы живое вещество, по мере захвата жизнью все новых зон обитания, усилило свое преобразующее давление на окружающую неживую природу и на самое себя (например, воздействие жизни на симметрию атомов, на абиогенные химические элементы).
3. Почему внутривидовая борьба является самой напряжённой формой борьбы за существование?
Ответ. Внутривидовая борьба за существование (состязание) происходит между особями, принадлежащими к одному и тому же виду, например состязание между волками за пищу, между соснами за свет.
Эта форма борьбы наиболее напряженная, так как особи одного и того же вида нуждаются в одной и той же пище и подвергаются одним и тем же опасностям.
Яркую картину внутривидового состязания можно видеть в одновозрастном хвойном лесу. Самые высокие деревья широко раскинутыми кронами улавливают основную массу солнечных лучей. Они образуют множество шишек. Мощная корневая система доставляет из почвы воду с растворенными в ней минеральными веществами в ущерб более слабым соседям. Деревья-победители подавляют рост и развитие других деревьев до их засыхания и гибели. Дарвин считал самой напряженной так как у особей одного и того же вида потребности в пище, территории и других условиях существования одинаковы. Кроме того, особи-самцы некоторых видов конкурируют между собой за самку. Поэтому данный вид борьбы является наиболее острым.
►На основе ваших собственных наблюдений подготовьте примеры, дающие описания борьбы за существование между организмами: а) одного вида; б) разных видов.
Ответ. 1. Внутривидовая борьба за существование — это борьба между особями одного вида. Эта борьба наиболее ожесточенная и особенно упорная. Она сопровождается угнетением и вытеснением менее приспособленных особей данного вида. В процессе этой борьбы организмы одного вида постоянно конкурируют за жизненное пространство, за пишу, за убежища, брачногопартнера, место для размножения. Внутривидовая борьба за существование усиливается с увеличением численности популяции и усилением специализации вида.
Примеры:
1) борьба за самок у парнокопытных (оленей);
2) борьба за пищу ворон (более сильная ворона отнимает пищу у слабой);
3) борьба за солнечный свет у растений, например одуванчиков;
4) борьба за место на грядке у моркови.
2. Межвидовая борьба за существование — это борьба между особями различных видов. Особенно упорная борьба за существование существует между организмами, которые принадлежат к близким видам.
Примеры:
1) серая крыса вытесняет черную;
2) дрозд деряба вызывает уменьшение численности певчего дрозда;
3) в России таракан пруссак вытесняет черного таракана.
4) в Австралии ввезенная пчела медоносная вытесняет маленькую, лишенную жала, туземную пчелу.