Задания №26 по биологии - Биология
Интенсивность естественного отбор зависит от плотности популяции. Так, если небольшую территорию занимает популяция большой численности, то интенсивность естественного отбора высокая. Какова причина данной закономерности? Ответ поясните. Известно, что в геноме живых организмов имеются вредные мутации, понижающие приспособленность. В геноме каких организмов больше вредных мутаций: лесного африканского слона (Loxodonta cyclotis) или пекарских дрожжей (Saccharomyces cerevisiae)? Ответ поясните с точки зрения популяционной структуры вида.
У вируса гриппа белок гемагглютинин участвует в прикреплении к клеточной мембране, а белок рибонуклеопротеид связывает РНК внутри вирусной частицы. При анализе разных штаммов вируса гриппа оказалось, что количество накопленных несинонимичных мутаций в гене гемагглютинина больше, чем в гене рибонуклеопротеида Как можно объяснить данную закономерность с точки зрения эволюционного процесса? При каком типе отбора в гене белка гемагглютинина ожидается больше несинонимичных мутаций: движущем или стабилизирующем? Ответ поясните.
*Несинонимичные мутации изменяют последовательность аминокислот в кодируемом полипептиде.
В процессе эволюции в живой природе сформировались два типа размножения половой и бесполый. При этом доказано, что при общей высокой энергозатратности на размножение, половое оказалось менее эффективно, чем бесполое. Благодаря каким процессам, энергия, потраченная при половом размножении, используется очень неэффективно? Ответ поясните.
В современной фауне встречаются реликтовые виды, которые относятся к таксонам, которые практически полностью вымерли миллионы лет назад. К таким видам - "живым ископаемым" - относят утконоса, латимерию, наутилуса. Объясните с точки зрения эволюционной теории, почему эти виды не вымерли вместе с родственными видами, а сохранились до нашего времени в неизменном виде. Какая форма естественного отбора обеспечила им выживание?
Растение гинкго, относящееся к голосеменным растениям, называют палеонтологическим барометром. Плотность устьиц на его листьях зависит от концентрации углекислого газа в атмосфере. На графике показано изменение концентрации углекислого газа в различные геологические периоды.
Предположите, каким образом изменяется плотность устьиц у гинкго в зависимости от концентрации углекислого газа в атмосфере. Ответ поясните. Как согласно графику изменилась плотность устьиц на листьях гинкго к середине юрского периода относительно его начала? К какому типу растительной ткани относятся замыкающие клетки устьиц? Какова особенность их строения?
Многие млекопитающие животные Северного полушария в зимний период впадают в состояние спячки. Как с физиологической точки зрения объяснить, почему спячка характерна, как правило, для мелких млекопитающих, таких как еж, суслик, сурок?
Вид азиатской птицы зеленоватой камышевки (Phylloscopus trochiloides) распространился на восток и запад Тибетского плато с юга, огибая непроходимые Гималаи (направление распространения вида указано стрелками), где миграция из-за высоты гор невозможна. При этом образовалось множество подвидов, которые различаются по мотивам песни и окраске. Соседние подвиды способны свободно скрещиваться и давать плодовитое потомство (например, P. viridanus и P. plumbeitarsus). Однако дальние подвиды не могут скрещиваться и давать плодовитое потомство (например, P. trochiloides и P. plumbeitarsus). Какой тип видообразования иллюстрирует данный пример? Почему у дальних подвидов (P. trochiloides и P. plumbeitarsus) скрещивание отсутствует? Дайте аргументированный ответ.
Виды тихоокеанской саламандры (Ensatina) распространены вокруг долины в Калифорнии, которая ограничена горным массивом. В процессе эволюции последовательно образовались виды (E. klauberi, E. oregonensis, E. picta и E. platensis), которые различаются по окраске и другим морфологическим признакам (направление распространения видов указано на рисунке стрелками). Соседние виды способны свободно скрещиваться (например, E. klauberi и E. oregonensis). Однако виды (E. klauberi и E. platensis), ареалы которых тоже соприкасаются, не могут скрещиваться. Какой тип видообразования иллюстрирует данный пример? Почему у видов E. klauberi и E. platensis скрещивание отсутствует. Дайте аргументированный ответ
Амиши - религиозная группа людей, которые в настоящее время проживают в виде закрытых общин преимущественно на территории США и Канады. Культура Амишей позволяет заключать брак только с представителями своей общины. Известно, что американские популяции амишей сформировались в результате миграции примерно 5000 швейцарцев в 1800-х годах. К 2020 году численность амишей в США и Канаде превысила 350 тысяч человек. Рецессивное заболевание (синдром Ангельмана), выраженное в нарушении психического развития, встречается в популяции амишей с частотой один случай на 620 человек. В то же время в целом по человеческой популяции данное заболевание встречается с частотой один случай на 15 000 человек. Какой эволюционный фактор способствовал увеличению частоты этого заболевания в популяции амишей? Ответ поясните, исходя из основных положений синтетической теории эволюции. Почему за долгое время существования в США частота этого заболевания среди амишей не уменьшилась?
Антигены на мембране эритроцитов человека, по которым определяется группа крови, бывают трёх типов: Н, А и В. Базовый вариант - это антиген Н, который встречается у людей с I группой крови. Антигены А и В являются более сложными модификациями антигена Н. Помимо четырёх основных групп крови существует система групп крови Бомбей, названная так по месту первого обнаружения в городе Бомбей в Индии. У людей с этой группой крови есть рецессивный ген h, который в гомозиготном состоянии препятствует синтезу антигена Н. Определите, можно ли переливать группу крови Бомбей людям с другой группой крови. Что произойдёт, если человеку с группой крови Бомбей перелить кровь I группы? Аргументируйте свои ответы. В Индии количество людей с группой крови Бомбей составляет 1 случай на 7600 человек, при среднем для населения Земли показателе 1:250 000. Предположите, с каким социальным фактором может быть связана такая распространённость феномена Бомбей в Индии.
*резус-фактор крови при решении задания не учитывать.
В современной биологии существует концепция гандикапа, согласно которой вредные для выживания признаки, например, длинный хвост у павлина, могут демонстрировать качество генома самца. Благодаря какой форме естественного отбора возможно сохранение данного признака? Почему данный признак сохраняется у павлина? Как связано наличие длинного хвоста с качеством генотипа самца?
На графике показана зависимость массы паразита (вши) от массы хозяина (позвоночного животного). Как изменяется масса паразита с увеличением массы хозяина? Какие причины приводят к такому изменению? Укажите две причины. Почему кровяные споровики (одноклеточные паразиты позвоночных) не подчиняются данной закономерности?
Мутации постоянно возникают в геномах организмов. Было показано, что в подавляющем большинстве мутации являются либо нейтральными, либо вредными, и лишь малая доля представляет собой полезные мутации. Представим себе, что у самого приспособленного организма в популяции возникла мутация, которая снижает приспособленность. Затем у его потомков продолжают возникать вредные мутации. Данный процесс происходит во всех организмах в популяции. Постепенно такая популяция накапливает настолько много вредных мутаций, что вымирает. Какие процессы, происходящие в естественных популяциях, противодействуют такой закономерности? Ответ поясните. При ответе считайте, что популяция изолирована и ее размер не ограничен.
Соотношение сухого веса различных частей растений используется экологами для описания жизненной стратегии растения. на графике представлен сухой вес растенияоднолетника с мая по август. В какой месяц растение наиболее активно фотосинтезировало? ответ поясните. Какую долю составляют генеративные органы от общей массы у растения к концу августа? Предположите, как соотносится эта доля с аналогичной величиной у древесных растений. Ответ поясните. При ответе считайте, что общая масса растения с июня по август почти не изменилась.
Остров Мадагаскар отделился от материка до появления плацентарных млекопитающих, но на острове обитают представители четырех отрядов плацентарных: хищные, насекомоядные, грызуны и приматы. Среди приматов существует огромное разнообразие лемуров, которые встречаются исключительно на этом острове, и занимают чрезвычайно разнообразные экологические ниши. каким образом предок приматов мог попасть на остров? Как называется описанное эволюционное явление, благодаря которому возникло существующее разнообразие лемуров Мадагаскара? Укажите не менее двух причин этого явления.
Бедренный индекс рассчитывается как отношение длины большой берцовой кости к бедренной кости. С увеличением бедренного индекса увеличивается относительная длина ног человека. Известно, что значение индекса для человека повышается с увеличением среднегодовой температуры в регионе. Так, у эскимосов значение индекса находится в диапазоне от 80 до 80,25 единиц, в то же время как у египтян значение превышает 85 единиц. Какую экологическую закономерность иллюстрирует данный пример? Опишите физический механизм, который лежит в основе данной закономерности. Какое значение индекса (высокое или низкое) было у ископаемых неандертальцев? Ответ поясните.
За последние десятилетия многие “южные” инфекции, переносимые насекомыми и клещами, продвинулись в северные регионы, где раньше они не встречались. Учёные предполагают, что это явление связано с изменением соотношения газов, составляющих атмосферу. Дайте объяснение наблюдаемой закономерности. Назовите один любой из двух газов, в большей степени влияющих на это изменение температуры атмосферы. Почему у людей, живущих в новых для инфекции ареалах, течение болезни происходит тяжелее, а распространение - быстрее, чем у жителей южных регионов, откуда началось распространение болезни?
При анализе разных штаммов коронавируса (SARS-CoV-2) оказалось, что количество накопленных несинонимичных мутаций по сравнению с синонимичными* в гене спайкбелка (участвует в связывании с клеточной мембраной, через которую вирус проникает в клетку) больше, чем в гене белка нуклеокапсида (связывает РНК внутри вирусной частицы). Как можно объяснить данную закономерность? При каком типе отбора (движущем или стабилизирующем) в последовательности гена ожидается больше несинонимичных мутаций? Ответ поясните.
*Синонимичные мутации не влияют на последовательность аминокислот.
В 1989 году биолог Дайан Додд разделил популяцию мух дрозофил на две группы. Одну группу кормили мальтозой, другую - пищей, богатой крахмалом. Через год, когда группы снова объединили, оказалось, что “мальтозные” мухи предпочитают спариваться с партнерами из своей группы, а “крахмальные” - из своей. Какая движущая сила (фактор) эволюции привела к наблюдаемому в эксперименте эффекту? На какую особенность поведения повлияло питание насекомых? Почему при проведении эксперимента в течение двух лет численность жизнеспособных гибридов между “мальтозными” и “крахмальными” мухами снизится по сравнению с годичным эксперментом?
Ареал современных мечехвостов - реликтовых хелицеровых водных членистоногих - охватывает восточное побережье Северной Америки, а также побережья многочисленных островов и полуостровов в Юго-Восточной Азии и Океании. Объясните, почему можно наблюдать такую закономерность в расселении мечехвостов. Какая геологическая теория лежит в ее основе? Почему ареал данного животного может служить биогеографическим доказательством эволюции живых организмов?
Интенсивность естественного отбор зависит от плотности популяции. Так, если небольшую территорию занимает популяция большой численности, то интенсивность естественного отбора высокая. Какова причина данной закономерности? Ответ поясните. Известно, что в геноме живых организмов имеются вредные мутации, понижающие приспособленность. В геноме каких организмов больше вредных мутаций: лесного африканского слона (Loxodonta cyclotis) или пекарских дрожжей (Saccharomyces cerevisiae)? Ответ поясните с точки зрения популяционной структуры вида.
Группы крови определяются по системе АВ0 и кодируются тремя аллелями (IA, IB, i0). На рисунке представлена частота встречаемости аллеля IА на разных континентах. Какой эволюционный фактор способствовал уменьшению частоты встречаемости аллеля в коренных южноамериканских популяциях? Ответ поясните. На основании распределения частот аллеля IА в популяциях предположите, какой континент люди заселили раньше - Северную Америку или Южную Америку. Какая группа крови преобладает в южноамериканских популяциях, если частота аллеля IВ там составляет менее 2%? Ответ поясните.
Амиши - религиозная группа людей, которые в настоящее время проживают в виде закрытых общин преимущественно на территории США и Канады. Культура Амишей позволяет заключать брак только с представителями своей общины. Известно, что американские популяции амишей сформировались в результате миграции примерно 5000 швейцарцев в 1800-х годах. К 2020 году численность амишей в США и Канаде превысила 350 тысяч человек.
Рецессивное заболевание (синдром Ангельмана), выраженное в нарушении психического развития, встречается в популяции амишей с частотой один случай на 620 человек. В то же время в целом по человеческой популяции данное заболевание встречается с частотой один случай на 15 000 человек. Какой эволюционный фактор способствовал увеличению частоты этого заболевания в популяции амишей? Ответ поясните, исходя из основных положений синтетической теории эволюции. Почему за долгое время существования в США частота этого заболевания среди амишей не уменьшилась?
Белок байндин (bindin) - акросомальный белок сперматозоидов морских ежей, который контактирует с рецептором на поверхности яйцеклеток и необходим для последующего высвобождения ферментов акросомы. У двух близких видов морских ежей: пурпурного (Strongylocentrotus purpuratus) и красного (Strongylocentrotus franciscanus) - данные белки различаются на несколько аминокислот. Рецепторы яйцеклеток одного вида морских ежей не могут взаимодействовать с байндином сперматозоидов другого вида. Какой тип изоляции иллюстрирует описанный пример? В чем заключается суть этого типа изоляции? Генноинженерным путем был получен морской еж, лишенный белка байндина. Смогут ли его сперматозоиды оплодотворить яйцеклетки пурпурного или красного морского ежа? Ответ поясните.
Растение банксия (Banksia spinuloza) из семейства Протейные распространено на территории Африки, Австралии, Индии и Южной Америки, но не встречается в схожих климатических условиях на территории Евразии и Северной Америки. Объясните, почему можно наблюдать такую закономерность в расселении банксии. Какая геологическая теория лежит в ее основе? Каким доказательством (методом изучения) эволюции является описанная закономерность в расселении банксии?
Сумчатые животные сегодня распространены в Южной Америке и Австралии. Предположите, где обитали наиболее древние предки современных сумчатых. Ответ поясните. Объясните, почему можно наблюдать биогеографическую закономерность в расселении сумчатых. Какая геологическая теория лежит в ее основе?