Популяция как элементарная единица эволюции. Современные методы оценки генетического разнообразия и структуры популяций. Изменение генофонда популяции как элементарное эволюционное явление. Закон генетического равновесия Дж. Харди, В. Вайнберга. Элементарные факторы (движущие силы) эволюции. Мутационный процесс. Комбинативная изменчивость. Дрейф генов – случайные ненаправленные изменения частот аллелей в популяциях. Эффект основателя. Миграции. Изоляция популяций: географическая (пространственная), биологическая (репродуктивная). Естественный отбор – направляющий фактор эволюции. Формы естественного отбора: движущий, стабилизирующий, разрывающий (дизруптивный). Половой отбор. Приспособленность организмов как результат микроэволюции. Возникновение приспособлений у организмов. Ароморфозы и идиоадаптации. Примеры приспособлений у организмов. Относительность приспособленности организмов. Вид, его критерии и структура. Видообразование как результат микроэволюции. Изоляция – ключевой фактор видообразования. Пути и способы видообразования: аллопатрическое (географическое), симпатрическое (экологическое), «мгновенное» (полиплоидизация, гибридизация). Длительность эволюционных процессов. Механизмы формирования биологического разнообразия. Роль эволюционной биологии в разработке научных методов сохранения биоразнообразия. Микроэволюция и коэволюция паразитов и их хозяев. Механизмы формирования устойчивости к антибиотикам и способы борьбы с ней

Объясните, как переселение человеком собак в Австралию привело к образованию нового вида (Дикая собака динго). Для объяснения используйте знания о факторах эволюции.

Жаба ага (Bufo marinus) – это крупная ядовитая амфибия, завезённая в Австралию в 1935 году для борьбы с тростниковым жуком. Однако оказалось, что жаба предпочла поедать других животных, игнорируя тростникового жука. Вскоре после завоза (интродукции) жабы аги в Австралию её численность начала экспоненциально (резко) расти, а ареал – расширяться. В некоторых популяциях аги наблюдается увеличение длины ног амфибий. Почему численность и ареал жабы аги начали расти после её интродукции, но почти не изменялись в её типичных местах обитания? Укажите три причины. Предположите, в каких популяциях – у границ или в центре ареала – наблюдается увеличение длины ног? Ответ поясните.

На небольшом вулканическом острове Оаху, изрезанном скальными гребнями и долинами, заросшими влажным тропическим лесом, обитает 25 видов улиток. Всего на острове 25 долин со схожими условиями обитания, в каждой из которых обитает свой вид улиток. Какой тип видообразования обусловил появление такого разнообразия видов улиток? Ответ поясните. Какие факторы (движущие силы) эволюции обеспечили образование этих видов улиток и какова роль каждого из факторов?

На графиках показано изменение частот двух аллелей разных генов в разных популяциях. Какой аллель находится под действием положительного естественного отбора? Ответ поясните. Частота аллеля Р после пятидесятого поколения начала резко колебаться. Влияет ли существенно аллель Р на приспособленность организма? Какое событие привело к возникновению колебаний частоты аллеля Р после пятидесятого поколения? Какой эволюционный фактор начал сильнее влиять на частоту аллея Р после пятидесятого поколения? Ответ поясните.

Ареалы трёх видов современных двоякодышащих рыб, обитающих в пресных водоёмах, находятся в Южной Америке, Африке и Австралии. Какая форма изоляции лежит в основе данного видообразования? Знание какой теории в области геологии позволило учёным описать наиболее вероятный механизм формирования трёх современных видов двоякодышащих рыб? Опишите, как с учётом этой теории происходило видообразование.

При каких условиях генетически разнообразная популяция организмов может со временем образовать два вида? Укажите возможные причины разделения популяции с образованием двух видов. Ответ поясните.

Найдите три ошибки в приведённом тексте «Газообмен в тканях человека». Укажите номера предложений, в которых сделаны ошибки, исправьте их. Дайте правильную формулировку. (1)Кровь, поступившая из лёгких человека в вены малого круга кровообращения, насыщена кислородом. (2)Под большим давлением из левого желудочка она выбрасывается в аорту – самую большую артерию тела человека. (3)Кровь, которая в организме человека течёт по артериям, называют артериальной. (4)Обмен газов в тканях, так же как и газообмен в лёгких, осуществляется за счёт диффузии. (5)Кислород из области низкого давления в кровяном русле диффундирует в область высокого давления в ткани, в результате последние насыщаются кислородом. (6)Кислород вовлекается в обмен веществ клетки; осуществляются окислительные процессы, одним из продуктов которых является углекислый газ. (7)Поступив в кровь, углекислый газ соединяется с гемоглобином, и образуется карбоксигемоглобин.

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? Ответ поясните.

Окраска шерсти у полёвки обыкновенной (Microtus arvalis) контролируется одним геном. Доминантные гомозиготы имеют серый цвет; рецессивные гомозиготы – белый. Гетерозиготы имеют промежуточную окраску. В равновесной популяции полёвок обыкновенных на 1000 особей приходится 90 белых. Популяция попала в новые условия, в которых в результате интенсивного отлова хищниками погибло 50 % серых особей. Рассчитайте частоты аллелей и частоту (долю) особей с серой окраской в изначальной популяции, а также частоты (доли) всех фенотипов в популяции после отлова хищниками. Поясните ход решения. При расчётах округляйте значения до четвёртого знака после запятой.

Гималайский медведь (Ursus thibetanus) – эндемик горных районов тибетского нагорья. Как правило, гималайские медведи предпочитают жить в горах на высоте от 3000 до 5500 м. Ближайшим родственником гималайского медведя является бурый медведь (U. arctos). По сравнению с бурым медведем у гималайского толще подшёрсток и меньше объём выступающих частей тела. Какая форма дивергентного видообразования привела к формированию двух видов медведей? Ответ поясните с позиции генетических процессов, происходящих в популяциях после возникновения тибетского нагорья. Известно, что за последние десятилетия в результате изменения климата ареал гималайского медведя смещается. За счёт какого антропогенного воздействия происходит изменение ареала гималайского медведя? Предположите, куда именно смещается ареал гималайского медведя. Ответ поясните, основываясь на адаптациях гималайского медведя.

Муковисцидоз – моногенное заболевание, возникающее в результате нарушения структуры мембранного транспортёра, наследующееся по аутосомно-рецессивному типу. Частота встречаемости заболевания в равновесной популяции человека составляет 1:2000. Рассчитайте частоты мутантных и нормальных аллелей, частоты всех фенотипов в данной популяции. Поясните ход решения. Какой эволюционный фактор может приводить к снижению доли рецессивных гомозигот во всей человеческой популяции? При расчётах округляйте значения до четырёх знаков после запятой.

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 чём заключается суть этого типа изоляции? Генноинженерным путём был получен морской ёж, лишённый белка байндина. Смогут ли его сперматозоиды оплодотворить яйцеклетки пурпурного или красного морского ежа? Ответ поясните.

Окраска цвета у скалистых прыгунов (Chaetodipus intermedius) контролируется одним геном. Доминантные гомозиготы имеют чёрный цвет; рецессивные гомозиготы – песочный. Гетерозиготы имеют промежуточную окраску. В равновесной популяции скалистых прыгунов на 1000 особей приходится 60 песочных. Популяция попала в новые условия, в которых в результате интенсивного отлова хищниками погибло 30 % чёрных особей. Рассчитайте частоту особей с чёрной окраской и частоты аллелей в изначальной популяции, а также частоты всех фенотипов в популяции после отлова хищниками. Поясните ход решения. При расчётах округляйте значения до четвёртого знака после запятой.

Окраска оперения у африканского страуса (Struthio camelus) контролируется одним геном. Доминантные гомозиготы имеют чёрный цвет; рецессивные гомозиготы – белый. Гетерозиготы имеют промежуточную окраску. В равновесной популяции африканских страусов на 2000 особей приходится 200 белых. Популяция попала в новые условия, в которых в результате интенсивного отлова хищниками погибло 50 % чёрных особей. Рассчитайте частоты аллелей и частоту (долю) особей с чёрной окраской в изначальной популяции, а также частоты (доли) всех фенотипов в популяции после отлова хищниками. Поясните ход решения. При расчётах округляйте значения до четвёртого знака после запятой.

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?

Найдите три ошибки в приведённом тексте «Критерии и структура вида». Укажите номера предложений, в которых сделаны ошибки, исправьте их. Дайте правильную формулировку. (1)Признаки и свойства, отличающие один вид от другого, называют критериями вида. (2)Каждый вид имеет определённый ареал, это географический критерий. (3)Пищевую специализацию животного относят к физиологическому критерию вида. (4)Генетический критерий – это кариотип, характерный для каждого вида. (5)Для установления видовой принадлежности достаточно использовать только морфологический критерий. (6)Каждый вид состоит из одной или нескольких популяций, которые являются структурными единицами вида. (7)У особей разных популяций одного вида существует репродуктивная изоляция.

Средний уровень гетерозиготности отражает долю генов, которые находятся в гетерозиготном состоянии для данной популяции. Известно, что средний уровень гетерозиготности у европейцев существенно ниже, чем у коренных жителей Африки. Какой эволюционный фактор привёл к такому распределению гетерозиготности? Ответ поясните. Почему самые низкие значения гетерозиготности характерны для коренных американцев? При сравнении коренных американских и австралийских популяций они оказываются гомозиготны по разным генам. Как можно объяснить наблюдаемую закономерность?

У плацентарных млекопитающих аминокислотные последовательности фермента гликолиза фосфофруктокиназы различаются. При сравнении аминокислотной последовательности этого фермента оказалось, что участок, формирующий активный центр, идентичен у всех плацентарных млекопитающих. Объясните этот факт. Какой тип отбора иллюстрирует данный пример? Ответ поясните. Почему при сравнении нуклеотидной последовательности, кодирующей активный центр фермента, замены всё же обнаруживаются? Какое свойство генетического кода иллюстрирует данный пример?

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 встречаемости 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?

Виды, адаптируясь к среде в процессе эволюции, могут использовать одну из двух возможных стратегий приспособления: при r-стратегии организмы стремятся к максимально возможной скорости роста численности, а при К-стратегии, наоборот, размножаются медленно. Классическими К-стратегами являются слоны. За счёт каких особенностей размножения и поведения им удаётся поддерживать постоянную численность и избегать вымирания? Ответ аргументируйте.

Определите по рисунку вид изоляции севанской форели, приведший к образованию различных популяций. Ответ обоснуйте. Почему учёные относят эти популяции к одному виду? Почему севанская форель требует пристального внимания со стороны природоохранных организаций? Цифры обозначают места и сроки нереста шести популяций севанской форели.

Фенилкетонурия – моногенное заболевание, возникающее в результате нарушения аминокислотного обмена, наследующееся по аутосомно-рецессивному типу. Среди японцев заболевание встречается в среднем 8 раз на 19 000 рождений. При этом частота мутантного аллеля во всей человеческой популяции составляет 0,01. Рассчитайте равновесные частоты мутантного и нормального фенотипов в человеческой популяции, а также частоту мутантного аллеля среди японцев. Поясните ход решения. Какой эволюционный фактор приводит к наблюдаемому различию частот мутантного аллеля? При расчётах округляйте значения до четырёх знаков после запятой.

Прочитайте текст. Выберите три предложения, в которых даны описания биохимического критерия вида Крапива двудомная. Запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны. (1)Крапива двудомная – многолетнее травянистое растение с мощным корнем и длинным горизонтальным ветвистым корневищем. (2)Крапива защищена от поедания травоядными животными жгучими волосками, которые располагаются на всех частях растений. (3)Каждый волосок представляет собой крупную клетку. (4)В стенке волоска содержатся соли кремния, которые придают ему хрупкость. (5)Содержание муравьиной кислоты в клеточном соке волосков не превышает 1,34%. (6)Молодые листья крапивы содержат много витаминов, поэтому используются в пищу. Ответ:

Прочитайте текст. Выберите три предложения, в которых даны описания экологического критерия вида Василёк синий (посевной). Запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны. (1)Василёк синий – сорное растение семейства Сложноцветные, встречающееся на полях в посевах зерновых культур. (2)Часто растение обитает вдоль дорог, вблизи лесополос. (3)Прямостоячий стебель василька достигает до 100 см высоты. (4)Цветки имеют ярко-синюю окраску. (5)Василёк синий – светолюбивое растение. (6)В цветках содержатся эфирные масла, дубильные и другие вещества. Ответ:

Установите соответствие между примерами и способами видообразования: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца. ПРИМЕРЫ СПОСОБЫ ВИДООБРАЗОВАНИЯ А) бокоплавы озера Байкал, приспособленные к различным пищевым субстратам Б) лемуры – эндемики Мадагаскара В) популяции тихоокеанских лососей, нерестящихся в чётные или нечётные годы Г) раннецветущие и позднецветущие растения на сенокосных лугах Д) североамериканские и европейские серебристые чайки Е) чёрная и серая вороны, обитающие в Сибири и Европейской части России 1) географическое 2) экологическое Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

Установите соответствие между характеристиками вида Кит синий и критериями вида: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца. ХАРАКТЕРИСТИКИ КРИТЕРИИ ВИДА А) Самки плодятся через каждые два года. Б) У самки вырабатывается молоко в течение семи месяцев. В) На коже у китов поселяются китовые вши и усоногие рачки. Г) Пластины китового уса имеют смолянисто-чёрный цвет. Д) Длина некоторых особей достигает 33 метров. Е) Половая зрелость особей наступает в четыре-пять лет. 1) морфологический 2) физиологический 3) экологический Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

Установите соответствие между характеристиками и признаками вида Крапива двудомная: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца. ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРИЗНАКИ ВИДА КРАПИВА ДВУДОМНАЯ А) На листьях и стеблях растения имеются волоски. Б) Черешковые листья расположены супротивно. В) В листьях и стеблях растения находится муравьиная кислота. Г) Растение размножается семенами и вегетативно. Д) В период цветения пыльца выбрасывается при распрямлении тычиночных нитей. Е) В листьях крапивы содержатся витамины. 1) биохимический 2) физиологический 3) морфологический Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

Проанализируйте таблицу «Способы видообразования». Заполните пустые ячейки таблицы, используя элементы, приведённые в списке. Для каждой ячейки, обозначенной буквой, выберите соответствующий элемент из предложенного списка. Способ видообразования Характеристика Пример __________(А) Слияние двух существующих видов с образованием нового Слива обыкновенная как результат скрещивания алычи и тёрна Географическое __________(Б) Сосна сибирская и сосна европейская Экологическое Изменение экологической ниши вида __________(В) Список элементов: 1) сходство двух неродственных видов 2) гибридогенный 3) конвергентный 4) процесс образования новых видов в пределах одной и той же территории 5) виды синиц, различающиеся по характеру питания 6) разделение исходного ареала вида 7) ландыш кавказский и ландыш дальневосточный (Кейске) 8) эволюционный Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

Установите последовательность процессов формирования приспособленности организмов к новым условиям обитания. Запишите в таблицу соответствующую последовательность цифр. 1) проявление новых признаков у единичных особей в популяции 2) возникновение случайных мутаций у отдельных особей 3) сохранение естественным отбором и размножение особей с новыми полезными признаками 4) формирование адаптаций к новым условиям у организмов

Установите соответствие между характеристиками и формами естественного отбора: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца. ХАРАКТЕРИСТИКИ ФОРМЫ ЕСТЕСТВЕННОГО ОТБОРА А) действие отбора в изменяющихся условиях среды Б) гибель особей с крайними значениями признака В) сохранение в популяции особей со средним значением признака Г) смещение нормы реакции признака у особей одного вида Д) увеличение частоты встречаемости особей с новыми признаками Е) давление отбора в отношении особей с одним из крайних значений признака 1) движущий 2) стабилизирующий Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.