Примерные вопросы и ответы к экзамену по биологии. 11 класс

Вопрос 2. Учение В. И. Вернадского о биосфере. Ведущая роль живого вещества в преобразовании биосферы

Представление о том, что живые организмы планеты взаимодействуют с окружающей средой и изменяют ее, возникло давно. Еще Ж. Б. Ламарк в своих трудах говорил об особом пространстве, заселенном организмами и преобразуемом ими. Термин биосфера был предложен в 1875 г. австрийским геологом Э. Зюссом. Однако точное определение этого понятия дал русский геохимик В. И. Вернадский. Творчески развив идеи своих предшественников, он создал учение о биосфере – живой оболочке нашей планеты.

Центральным понятием в учении Вернадского о биосфере является живое вещество, которое ученый определяет как совокупность живых организмов. Помимо растений и животных к живому веществу относится и человечество, влияние которого на геохимические процессы Земли отличается от влияния на эти процессы прочих живых существ. Человек постоянно создает новые сорта растений и породы животных, которые не способны существовать в природе без его помощи. Вернадский рассматривает «геохимическую работу живого вещества в неразрывной связи животного, растительного царств и культурного человечества как работу единого целого». Живое вещество является компонентом биосферы и может существовать и развиваться только в ее рамках. По словам Вернадского, живые организмы являются основой биосферы и теснейшим образом материально и энергетически с ней связаны, являются огромной геологической силой, ее определяющей.

Общая масса живого вещества (биомасса) составляет около 2000 млрд тонн сухого веса. Величина огромная, однако в сравнении с массой земной коры (3 Ч 10¹⁷

т) очень небольшая. Живое вещество обладает способностью обновляться. В течение года воспроизводится около 250 млрд тонн биомассы. Подобный показатель называется продуктивностью. Условия жизни на планете сдерживают рост биомассы. За время существования живого вещества (около 3 млрд лет) общая биомасса в сотни раз превысила массу земной коры. Такая активность делает биосферу могучим геологическим и географическим фактором на планете. Биосфера участвует в круговороте веществ и энергии. Наиболее активно вовлекаются в круговорот кислород, углерод, азот, фосфор, сера и вода. Биогеохимические круговороты действуют очень активно. Живое вещество пропускает через себя всю воду земли за 2 млн лет, весь кислород атмосферы – за 2 тыс. лет, а атмосферную углекислоту – за 300 лет. Геохимическую активность биосферы изучает наука биогеохимия.

Основой существования биосферы и происходящих в ней процессов является астрономическое положение Земли, расстояние до Солнца и наклон земной оси к плоскости земной орбиты. Эти факторы влияют на климат Земли и жизненные циклы всех существующих на ней организмов. Солнце является основным источником энергии планеты и регулятором всех ее биологических, геологических и химических процессов. В зависимости от изменений окружающей среды происходит изменение живых организмов. Согласно теории Дарвина, накопление данных изменений является источником эволюции. Вернадский предположил, что «живое вещество имеет свой процесс эволюции, проявляющийся в изменении с ходом геологического времени вне зависимости от изменения среды». При этом он ссылается на непрерывное усложнение центральной нервной системы животных и увеличение ее значения в биосфере. Процесс эволюции видов оказывает влияние на всю биосферу, в том числе на почву и водоемы. Указывает на это тот факт, что почва и реки девона совсем другие, чем в третичной и, тем более, нашей эпохе. Таким образом происходит взаимодействие между живой и неживой природой.

Вопрос 3. Решить задачу на моногибридное скрещивание

Задача.

Ген черной масти у крупного рогатого скота доминирует над геном красной масти. Какое потомство F₁

получится от скрещивания чистопородного черного быка с красными коровами? Какое потомство F₂ получится от скрещивания между собой гибридов?

Решение.

А – ген черной масти;

а – ген красной масти.

1. Красные коровы несут рецессивный признак, следовательно, они гомозиготны по рецессивному гену и их генотип – аа.

2. Бык несет доминантный признак черной масти и является чистопородным, т. е. гомозиготным, его генотип – АА.

3. Гомозиготные организмы дают только один сорт гамет, поэтому сперматозоиды быка несут только доминантный ген А, а яйцеклетки коров несут только рецессивный ген а.

4. При слиянии гамет в F₁

потомство будет единообразным с генотипом Аа.

5. Гетерозиготы (Аа) с равной вероятностью формируют гаметы, содержащие гены А и а. Их слияние носит случайный характер, поэтому в F₂ будут встречаться животные с генотипами АА (25 %), Аа (50 %) и аа (25 %), т. е. особи с доминантным признаком будут составлять примерно 75 %.

Запись скрещивания: