Билеты по биологии за курс 10-11 классов

круговорот в природе атомов химических элементов. В биосфере вода и

элементы питания совершают непрерывный круговорот: из водоема или почвы в

растение, далее в животное, поедающее это растение, обратно в водоем или

почву, пройдя через редуценты, и снова в растение.

Живым организмам необходимы в сравнительно больших количествах шесть

элементов: углерод, водород, кислород, азот, фосфор и сера. Углерод

поступает в сообщество главным образом в результате поглощения растениями

из воздуха двуокиси углерода и использования ее в процессе фотосинтеза для

создания сложных органических веществ. Затем этот углерод может

передаваться растительноядным и плотоядным животным, однако в конечном

итоге большая часть содержащегося в пище углерода возвращается в воздух в

виде двуокиси углерода, образующейся в процессе дыхания.

Другие элементы питания, такие, как сера и фосфор, содержатся в горных

породах в виде неорганических соединений. В результате эрозии и

выветривания эти вещества поступают в почву, откуда они поглощаются

растениями и таким образом попадают в сообщество организмов. В конечном

итоге организмы-редуценты возвращают их в почву. Неорганические вещества

могут совершать круговорот в пределах наземной экосистемы или же смываются

дождями в реки, озера и океаны. Здесь их поглощают водные растения, и тогда

они становятся на некоторое время частью водной пищевой сети, но рано или

поздно они оседают на морское дно и в конце концов превращаются в горную

породу. Это медленное, но явно одностороннее перемещение биогенных

элементов из почвы на морское дно может быть ускорено эрозией почвы.

Поскольку образование почвы из материнской породы протекает очень медленно,

возмещение элементов питания происходит не так быстро, как их потери;

поэтому продуктивность экосистемы, получающей элементы питания из почвы,

снижается.

Азот и кислород, необходимые организмам, в изобилии содержатся в воздухе.

Однако, хотя содержание газообразного азота в атмосфере достигает 78%,

большинство зеленых растений не может непосредственно использовать его в

этой форме. Азот сначала должен быть «связан» (переведен в такую форму, в

которой растения могли бы его поглощать); это делают некоторые бактерии,

обитающие в почве или в водоемах. Таким образом, растения добывают азот из

почвы или из воды. В конце концов редуценты вновь переводят азот в

газообразную форму и возвращают его в атмосферу. Следовательно, круговорот

азота сочетает в себе черты «атмосферного» круговорота, подобного

углеродному, и «осадочного», подобного круговоротам неорганических

компонентов почвы.

Круговороты элементов питания иногда протекают быстро, как в степях, где

большая часть растительности ежегодно отмирает. Редуценты разлагают мертвые

растения, в результате чего многие из содержащихся в них элементов питания

становятся доступными новым растениям в следующем году. В других случаях

элементы питания остаются связанными в мертвых телах организмов на

протяжении миллионов лет. Например, остатки морских организмов, опустившись

на дно океана, образовали там нефтеносные отложения или другие осадочные

породы. Прошли миллионы лет, прежде чем мы начали добывать эти вещества в

качестве ископаемого топлива или же пока движения земной коры не вывели их

на поверхность в составе пород, которые, постепенно подвергаясь эрозии,

высвобождают заключенные в них элементы питания.

Превращение энергии в биосфере. Солнце служит изначальным источником

энергии почти для всего живого на Земле. Энергия солнечного света напрямую

усваивается растениями, запасается в химических связях органических

соединений, а затем перераспределяется через пищевые отношения в

биоценозах. Высвобождение заключенной в пище энергии происходит в процессе

дыхания. Для дыхания необходим кислород, а в результате этого процесса

образуется энергия, которая используется организмом для своей

жизнедеятельности. Разрушение использованных или отмерших остатков биомассы

осуществляют разнообразные организмы, относящиеся к числу сапрофитов

(гетеротрофные бактерии, грибы и т.д.). Они разлагают остатки биомассы на

неорганические составные части (минерализация), способствуя вовлечению в

биологический круговорот соединений и химических элементов, что

обеспечивает очередные циклы продуцирования органического вещества.

Содержащаяся в пище энергия не совершает круговорота, а постепенно

превращается в тепловую энергию. Вследствие непрерывно происходящих потерь

энергии необходимо, чтобы она столь же непрерывно поступала в экосистемы в

виде энергии солнца.

БИЛЕТ№24

ВОПРОС 1.

Мутации — это редкие, случайно возникшие стойкие изменения генотипа,

затрагивающие весь геном, целые хромосомы, их части или отдельные гены. Они

могут быть полезны, вредны и нейтральны для организмов.

Геномные мутации. Геномными называют мутации, приводящие к изменению числа

хромосом. Наиболее распространенным типом геномных мутаций является

полиплоидия — кратное изменение числа хромосом. У полиплойдных организмов

гаплоидный (п) набор хромосом в клетках повторяется не 2 раза, как у

диплоидов, а значительно больше —до 10-100 раз. Возникновение полиплоидов

связано с нарушением митоза или мейоза. В частности, не расхождение

гомологичных хромосом в мейозе приводит к формированию гамет с увеличенным

числом хромосом. У диплоидных организмов в результате такого процесса могут

образоваться диплоидные (2п) гаметы. Полиплоидные виды растений довольно

часто обнаруживаются в природе; у животных полиплоидия редка. Некоторые

полиплоидные растения характеризуются более мощным ростом, крупными

размерами и другими свойствами, что делает их ценными для генетико-

селекционных работ.

Хромосомные мутации — это перестройки хромосом. Структурные изменения

хромосом Многие из хромосомных мутаций доступны изучению под микроскопом.

Пути изменения структуры хромосом разнообразны. Участок хромосомы может

удвоиться или, наоборот, выпасть, он может переместиться на другое место и

т.д. Хромосомные мутации — результат отклонений в нормальном течении

процессов клеточного деления. Основная причина возникновения различных

хромосомных мутаций — разрывы хромосом и хроматид и воссоединения в новых

сочетаниях.

Генные мутации. Генные, или точечные, мутации — наиболее часто

встречающийся класс мутационных изменений. Генные мутации связаны с

изменением последовательности нуклеотидов в молекуле ДНК. Они приводят к

тому, что мутантный ген перестает работать, и тогда либо не образуются

соответствующие РНК и белок, либо синтезируется белок с измененными

свойствами, что проявляется в изменении каких-либо признаков организма.

Вследствие генных мутаций образуются новые аллели. Это имеет важное

эволюционное значение.

Поскольку мутации — редкие события, обычно на 10-100 тыс. экземпляров

какого-либо гена, например гена гемоглобина, возникает одна новая мутация.

Хотя мутационные события происходят редко, благодаря постоянству

естественного мутационного процесса и накапливанию мутаций в генотипах

различных организмов содержится значительное количество генных мутаций.

Генные мутации следует рассматривать как результат «ошибок» возникающих в

процессе удвоения молекул ДНК. Изучение мутационного процесса показало, что

изменяться (мутировать) могут все гены, контролирующее развитие любого

признака организма. Большинство генных мутаций вредно для организма, но

некоторые из них в определенных условиях жизни могут становиться полезными.

Генеративные и соматические мутации. Мутации могут возникать в любых

клетках организма. Те из них, которые возникают в клетках половых зачатков

и зрелых половых клетках, получили название генеративных. Мутации,

возникающие во всех клетках тела, за исключением половых, называют

соматическими.

Хотя механизмы возникновения обоих типов мутаций могут быть подобны, их

вклад в наследование признаков и, следовательно, эволюционное значение

совершенно различны. Соматические мутации проявляются мозаично, т.е. часть

клеток данной ткани или органа отличается от остальных по каким-либо

свойствам. Чем раньше в ходе индивидуального развития возникает

соматическая мутация, тем большим оказывается участок тела, несущий

мутантный признак (измененную окраску, форму или другое свойство). У

растений, использующих бесполое или вегетативное размножение, соматические

мутации могут иметь важное значение, особенно для селекции, поскольку вновь

возникшая соматическая мутация может быть очень широко размножена и в этом

отношении она становится подобной генеративной мутации. В ряде случаев

новые сорта плодовых и ягодных растений были получены на основе

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26