Вопросы к экзамену по дисциплине «Теория эволюции»

Вид материала

Вопросы к экзамену

Содержание Лабораторно-практическое занятие № 1 АА, 400 - с генотипом Аа Лабораторная работа № 2

Подобный материал:

• В г. Воскресенске > к э. н., доцент К. А. Артамонова 2009 г. Вопросы к экзамену, 14.63kb.
• Вопросы к экзамену по дисциплине «Экономический анализ», 35.26kb.
• Вопросы к экзамену по дисциплине «экономическая теория» (2 семестр), 18.27kb.
• Вопросы к экзамену по дисциплине «Разработка управленческого решения», 39.97kb.
• Вопросы к экзамену по дисциплине «Теория экономического анализа», 33.05kb.
• Вопросы к экзамену по дисциплине: " Теория вероятностей и математическая статистика", 14.73kb.
• Вопросы для подготовки к экзамену по дисциплине «Инновационный менеджмент», 20.05kb.
• Вопросы к экзамену по дисциплине «Теория и методика обучения технологии и предпринимательству», 42.32kb.
• Вопросы к экзамену по дисциплине «Психология управления», 11.1kb.
• Вопросы к экзамену по учебной дисциплине «методика исследований в социальной работе», 62.49kb.

Вопросы к экзамену по дисциплине «Теория эволюции»

Специальность 050102 Биология

4 курс 7 семестр

1. Предмет и задачи курса «Теория эволюции». Аспекты и объекты изучения.
   
2. История становления эволюционного учения. Эпоха Античности, Средневековья, Возрождения.
   
3. История становления эволюционного учения. Креационизм и трансформизм как классические теории XIX вв.
   
4. Теория эволюции Ж.Б. Ламарка. Изменчивость организмов. Учение о градациях. Влияние на организм внешних условий. Прогрессивность и метафизичность теории Ламарка.
   
5. Теория эволюции Ч. Дарвина. Изменчивость организмов в одомашненном состоянии. Искусственный отбор.
   
6. Теория эволюции Ч. Дарвина. Изменчивость организмов в природе. Борьба за существование и естественный отбор.
   
7. Теория эволюции Ч.Дарвина. Результаты действия естественного отбора. Прогрессивность и ошибочность теории.
   
8. Неоламаркизм и основные проблемы эволюционной теории.
   
9. Формирование современной теории эволюции. Дарвинизм и генетика. Синтетическая теория эволюции.
   
10. Концепции происхождения жизни на Земле.
    
11. Концепция биохимической эволюции. Химический и биохимический этап эволюции живого.
    
12. Происхождение эукариотической клетки. Аутогенная концепция и концепция симбиогенеза.
    
13. Происхождение многоклеточных организмов. Теории Э. Геккеля и И.И. Мечникова.
    
14. Основные пути эволюции растений и животных.
    
15. Популяция – элементарная единица эволюции. Основные характеристики популяции как эколого-генетической системы.
    
16. Генетические основы эволюции. Комбинативная, мутационная, модификационная изменчивость.
    
17. Генетические основы эволюции. Закон Харди-Вайнберга и его значение для теории эволюции.
    
18. Мутационный процесс как элементарный фактор эволюции.
    
19. Популяционные волны как элементарный фактор эволюции. Дрейф генов.
    
20. Изоляция как элементарный фактор эволюции. Принцип основателя.
    
21. Борьба за существование как экологическая предпосылка естественного отбора.
    
22. Понятие о естественном отборе в синтетической теории эволюции.
    
23. Формы естественного отбора. Стабилизирующий отбор.
    
24. Формы естественного отбора. Направленный отбор.
    
25. Формы естественного отбора. Дизруптивный отбор.
    
26. Формы естественного отбора. Половой отбор. Индивидуальный и групповой отбор.
    
27. Адаптация как результат действия естественного отбора. Примеры явлений адаптации.
    
28. Адаптация как результат действия естественного отбора. Классификация явлений адаптации.
    
29. Относительность адаптации. Инадаптивная эволюция. Гиперадаптация.
    
30. Понятие вида. История развития концепции вида.
    
31. Понятие вида. Критерии вида.
    
32. Пути и способы видообразования. Аллопатрическое видообразование.
    
33. Пути и способы видообразования. Симпатрическое видообразование.
    
34. Пути и способы видообразования. Филетическое видообразование.
    
35. Темпы видообразования. Концепция пунктуализма.
    
36. Понятие о макроэволюции. Формы филогенеза (филетическая эволюция, дивергенция, параллелизм и конвергенция).
    
37. Аллогенез и арогенез как основные направления эволюции таксонов.
    
38. Правила эволюции групп.
    
39. Эволюция органов и функций. Способы преобразования органов и функций.
    
40. Эволюция органов и функций. Взаимозависимость преобразования органов и функций. Координации. Принципы замещения, гетеробатмии и компенсации.
    
41. Эволюция онтогенеза. Тенденции эволюции онтогенеза (целостность и устойчивость, автономизация, эмбрионизация).
    
42. Эволюция онтогенеза. Учение о филэмбриогенезах.
    
43. Эволюция онтогенеза. Учение о рекапитуляции. Онтогенез как основа филогенеза.
    
44. Эволюционный прогресс. Виды явлений прогресса.
    
45. Соотношение макроэволюции и микроэволюции. Сальтационная концепция макроэволюции.
    
46. Соотношение макроэволюции и микроэволюции. Редукционистская концепция.
    
47. Соотношение макроэволюции и микроэволюции. Системная концепция макроэволюции.
    
48. Место человека в системе животного мира.
    
49. Ранние этапы эволюции приматов.
    
50. Основные этапы антропогенеза. Австралопитеки.
    
51. Основные этапы антропогенеза. Архантропы.
    
52. Основные этапы антропогенеза. Палеоантропы (неандертальцы).
    
53. Основные этапы антропогенеза. Неоантропы (кроманьонцы).
    
54. Вопрос о центрах происхождения человека.
    
55. Движущие факторы антропогенеза и их специфика.
    
56. Человеческие расы и их происхождение. Биологическая несостоятельность расизма.
    
57. Значение эволюционного учения для охраны окружающей среды.
    
58. Эволюционное учение и практика сельского хозяйства.
    

Семинарское занятие № 1

Введение в теорию эволюции.

Возникновение и развитие эволюционной теории в додарвиновский период

(4 часа)

1. Теория эволюции как наука: предмет, задачи, место в системе биологических наук.
   
2. Методы изучения эволюции (реферат).
   
3. Развитие эволюционных представлений в древности:
   

• взгляды философов Месопотамии, Древнего Египта, Древнего Китая и Древней Индии;
  
• взгляды философов Древней Греции (школы ионийцев, пифагорейцев, натуралистов, Гиппократа, Платона, Аристотеля) (реферат);
  
• взгляды философов Древнего Рима (реферат);
  

4. Эволюционные представления в эпоху Средневековья и Возрождения (реферат).
   
5. Развитие эволюционных представлений в 17-19 веках:
   

• работы К.Линнея;
  
• преформизм и эпигенез;
  
• креационизм и трансформизм. Спор Ж. Кювье и Э.Ж. Сент-Илера (реферат);
  
• развитие идей эволюции в России (реферат).
  

6. Эволюционное учение Ж.Б.Ламарка:

• изменчивость организмов;
  
• учение о градации;
  
• влияние на организмы внешних условий;
  
• оценка эволюционного учения Ламарка.
  

Семинарское занятие № 2

Научные и общественно-исторические предпосылки возникновения дарвинизма

(2 часа)

1. Научные предпосылки возникновения дарвинизма:

• развитие сравнительной анатомии и морфологии;
  
• создание клеточной теории;
  
• возникновение эмбриологии;
  
• возникновение палеонтологии и исторической геологии;
  
• зарождение экологии и биогеографии.
  

2. Общественно-экономические предпосылки возникновения дарвинизма.


Семинарское занятие № 3

Эволюционное учение Ч.Дарвина

(2 часа)

1. Биография и научная деятельность Ч.Дарвина (реферат).
   
2. Основные положения теории Ч.Дарвина:
   

- изменчивость организмов в одомашненном состоянии. Искусственный отбор;

• изменчивость организмов в природе. Борьба за существование и естественный
  отбор;
  
• результаты действия естественного отбора;
  
• оценка эволюционного учения Ч.Дарвина.
  

Семинарское занятие № 4

Развитие эволюционной теории в последарвиновский период

(2 часа)

1. Укрепление дарвинизма. Роль теории Ч.Дарвина в развитии палеонтологии, эмбриологии, экологической морфологии и физиологии, филогенетической систематики и других наук.
   
2. Начало экспериментальных исследований движущих сил эволюции.
   
3. Кризис эволюционной теории.
   
4. Формирование и развитие синтетической теории эволюции (реферат).
   
5. Формирование различных течений в дарвинизме (реферат).
   
6. Неоламаркизм и другие направления альтернативных эволюционных теорий (реферат).
   
7. Оценка альтернативных концепций эволюции.
   

Семинарское занятие № 5

Происхождение и развитие жизни

(2 часа)

1. Концепции происхождения жизни на Земле (реферат).
   
2. Концепция биохимической эволюции. Химический и биохимический этапы эволюции ;ивого.
   
3. Гипотезы происхождение эукариот.
   
4. Гипотезы происхождение многоклеточных организмов.
   
5. Основные этапы эволюции растений и животных.
   

Подготовьте рефераты по следующим темам:

1. Характеристика биоты палеозойских морей и пресных водоемов.
   
2. Освоение суши растениями и животными.
   
3. «Великое вымирание» пермского периода: возможные причины и последствия.
   
4. Расцвет рептилий в мезозойскую эру. Характеристика ящеротазовых и птицетазовых
   динозавров.
   
5. Основные теории вымирания динозавров.
   
6. Млекопитающие палеогена и неогена.
   

Семинарское занятие № 6

Основные уровни организации жизни и эволюционный процесс

(2 часа)

1. Организм как объект эволюции.
   
2. Популяция как объект эволюции:
   

• понятие «популяция». Типы популяций;
  
• характеристики популяции как эколого-генетической системы;
  
• популяция как элементарная единица эволюционного процесса.
  

3. Эволюция экосистем:

• эволюция биосферы;
  
• экологические сукцессии. Климакс экосистемы;
  
• вековые сукцессии - филоценогенезы;
  
• методы исследования эволюции экосистем.
  

Вопросы к семинарским занятиям по теории эволюции

(4 курс, 7 семестр)

Семинарское занятие № 1

Микроэволюционный процесс

(2 часа)

1. Современные представления о наследственности организмов.
   
2. Классификация явлений изменчивости:
   

-комбинативная;

-мутационная;

-фенотипическая изменчивость и норма реакции.

3. Генетика популяций. Закон Харди-Вайнберга (СОЖ, 1995, № 1).
   
4. Элементарные эволюционные факторы:
   

• мутационный процесс;
  
• популяционные волны;
  
• изоляция.
  

3. Дрейф генов. Принцип основателя.
   

Семинарское занятие № 2

Движущие силы эволюции

(2 часа)

1. Борьба за существование как экологическая предпосылка естественного отбора.
   
2. Формы элиминации и борьбы за существование.
   
3. Понятие «естественный отбор» в синтетической теории эволюции.
   
4. Формы естественного отбора:
   

• стабилизирующий;
  
• направленный;
  
• дизруптивный;
  
• половой;
  
• индивидуальный и групповой.
  

5. Творческая роль естественного отбора в эволюции.
   
6. Адаптациогенез. Примеры и классификация явлений адаптации.
   
7. Относительность адаптации. Инадаптивная эволюция. Гиперадаптация.
   

Семинарское занятие № 3

Вид и видообразование

(2 часа)

1. Понятие вида. История развития концепции вида (СОЖ, 1997, № 4).
   
2. Основные критерии вида.
   
3. Классификация путей видообразования.
   
4. Аллопатрическое видообразование.
   
5. Симпатрическое видообразование.
   
6. Темпы видообразования. Пунктуализм и градуализм.
   

Семинарское занятие № 4

Макроэволюция и ее закономерности

(2 часа)

1. Понятие о макроэволюции. Формы филогенеза. Направления эволюции.
   
2. Правила эволюции групп. Темпы эволюции групп.
   
3. Эволюция органов и функций. Способы и взаимосвязь преобразования органов и
   функций.
   
4. Эволюция онтогенеза. Онтогенез как основа филогенеза. Учение о рекапитуляции.
   
5. Эволюционный прогресс. Критерии прогресса. Виды явлений прогресса.
   
6. Соотношение микроэволюции и макроэволюции:
   

- сальтационная концепция;

- редукционистская концепция;

-системная концепция.


Семинарское занятие № 5

Происхождение и эволюция человека

(2 часа)

1. Положение человека в системе животного мира.
   
2. Ранние этапы эволюции приматов.
   
3. Основные этапы антропогенеза:
   

• протоантропы;
  
• архантропы;
  
• палеоантропы;
  
• неоантропы.
  

4. Факторы антропогенеза и их специфика.
   
5. Центры происхождения человека разумного. Теории моно- и полицентризма.
   
6. Биологические расы и их происхождение. Несостоятельность расизма.
   
7. Молекулярная эволюция человека (ВОГиС, 2007, № 2)
   
8. Альтернативные концепции происхождения человека.
   

Семинарское занятие № 6

Практическое и общенаучное значение теории эволюции

(2 часа)

1. Эволюционное учение как основа теоретической биологии.
   
2. Значение эволюционного учения для охраны окружающей среды.
   
3. Эволюционное учение и практика сельского хозяйства.
   

Эволюционная теория и медицина


Лабораторно-практическое занятие № 1

Генетические основы микроэволюционного процесса

Цель работы: научиться определять генетическую структуру клональных и панмиктических популяций, используя закон Харди-Вайнберга и данные о частоте аллелей и генотипов.


Решите задачи:

1. Определите, какая из приведенных ниже популяций находится в состоянии равновесия:

а) 100 % АА

6) 100 % аа

в) 100%Аа

г) 1 % АА, 98 % Аа, 1 % аа

д) 32 % АА, 64 % Аа, 4 % аа

е) 4 % АА, 32 % Аа, 64 % аа.

2. При определении групп крови в городе обнаружено, что среди 4200 человек 1218 имеет группу крови М, 882 человека — группу N и 2100 — группу MN. Определите частоты аллелей в популяции.
   
3. В популяции крупного рогатого скота 4169 особей имели красную окраску, 3780 чалую и 756 белую. Определите соотношение аллелей и генотипов в F₃ этой популяции при условии панмиксии (чалую окраску имеют особи, гетерозиготные по аллелям красной и белой окрасок).
   
4. На одном из островов было отстреляно 10 000 лисиц, из них оказалось 9991 рыжая и 9 белых особей. Рыжий цвет доминирует над белым. Определите процентное соотношение рыжих гомозиготных, рыжих гетерозиготных и белых лисиц.
   
5. Определите частоту аутосомного доминантного гена S, определяющего появление на теле кошек белых пятен, белого «воротничка» на шее и белых кончиков лап, если из 420 встреченных на улице кошек 350 имели белый «воротничок».
   
6. Частота рецессивного аутосомного гена l, определяющего длинную шерсть у кошек, в Среднем Поволжье составляет 0,56. Какова вероятность встретить в данном регионе пушистую кошку? А гладкошерстного кота?
   
7. Среди итальянских переселенцев, живущих в одном из америкаских городов в виде изолята, в период с 1928 по 1942 среди 26 000 новорожденных 11 оказалось с тяжелой формой талассемии (генотип ТТ). Определите число гетерозигот среди этих итальянских переселенцев.
   
8. В популяциях Европы частота болезни Тэй-Сакса (детская форма амавротической идиотии), наследуемой по рецессивному типу, составляет 4 * 10^-3. На какое число особей в популяции приходится один носитель?
   
9. Среди населения Европы доля резус-отрицательных индивидуумов составляет 15%. Определите вероятность того, что резус-отрицательная девушка станет женой мужчины с генотипом: RhRh; Rhrh; rhrh.
   
10. В Лондоне частота кодоминантного гена, сцепленного с Х-хромосомой, определяющего рыжую окраску кошек, составляет 0,19. Какой процент должны составлять черепаховые кошки от всей популяции кошек Лондона? Какова вероятность того, что дорогу перейдет черный кот?
    
11. В стаде пятнистых оленей было 1000 животных: 500 - с генотипом АА, 400 - с генотипом Аа, 100 - с генотипом аа. При расселении из ближайшего заповедника завезли 500 животных со следующей структурой группы: 100 - АА, 200 Аа, 200 - аа. Как изменится частота доминантного аллеля еще через поколение в условиях свободного скрещивания?
    

12. В популяции дрозофилы признак коричневых глаз определяется мутантным геном bw. В одной из популяций такие мухи составляли 5% от общего числа особей. Какова будет доля мух с мутантным фенотипом во втором поколении, если частота прямых мутаций 3*10^-5, а обратных - 4,5*10^-5. Популяция панмиктична, мутация не сказывается на жизнеспособности особей.
    
13. Популяция состоит из трех генотипов — АА, Аа и аа в соотношении 1/4 : 1/2 : 1/4. В каком соотношении в двух следующих поколениях будут представлены эти генотипы при условии самоопыления?
    
14. В моногенной популяции растений, размножающихся самоопылением, на одну гетерозиготную форму приходится 15,5 рецессивных гомозигот. Сколько лет назад было осуществлено скрещивание?
    
15. В результате обследования различных пород КРС на различные типы лактоглобулина были выявлены следующие результаты:
    

Породы	Типы лактоглобулина
	АА	АВ	ВВ
Черно-пестрая	112	315	209
Ярославская	24	129	79
Холмогорская	0	37	149

Определите частоты генов Lg^A и Lg^B в каждой породе и индекс генетического сродства между породами по формуле Майала-Линдстрема:



х и у - частоты одноименных аллелей в двух сравниваемых популяциях.


Лабораторная работа № 2

Движущие силы эволюции. Естественный отбор

Цель работы: познакомиться с методами количественной оценки действия отбора и действием различных форм отбора.


Теоретические сведения:

Количественной мерой интенсивности воздействия естественного отбора на популяцию служит приспособленность организмов, называемая селективным или адаптивным действием отбора. Показателем приспособленности является уровень интенсивности размножения и выживания особей определенного генотипа. Наибольшую приспособленность принимают за единицу, а приспособленность с меньшими уровнями выражают в долях единицы.

Р.А.Фишер и Дж.Холдейн выражали интенсивность отбора через изменения в частотах генов. Те аллели, частота которых относительно других аллелей выше, считаются более приспособленными. Рассмотрим гаплоидную популяцию (особи в такой популяции содержат по одному аллелю на локус). В табл. 1 представлены расчеты для аллелей А и а такой популяции. Холдейн измерял приспособленность, сравнивая чистые скорости прироста R. Приспособленность наиболее преуспевающего аллеля - 1, а других аллелей - доли 1. Этот индекс и есть селективная (адаптивная) ценность - w. Коэффициент отбора s=l-w.


Табл. 1 - Вычисление приспособленности в гаплоидной популяции

Аллель	Численность в одном поколении	Численность в следующем поколении	Чистый прирост	Показатель приспособленности
А	N0	Nt	RA=Nt/N0	1
а	n0	nt	Ra=nt/n0	Ra / RA

Это крайне упрощенный пример, так как время генерации у аллелей может быть различным, размножение у разных поколений происходить несинхронно, то есть в этом случае придется вводить дополнительные поправки.

Поэтому Фишер предпочел использовать в качестве меры приспособленности относительные скорости размножения генов в данной популяции. Если t - среднее время генерации, то:

R_A = N_t/N₀ = e^r_a^t_a

R_a= n_t / n₀ = e^r_a^t_a

где е - основание натурального логарифма, г - коэффициент, мера скорости распространения гена.

Популяционные генетики обычно пользуются уравнением Холдейна, а эволюционные экологи - уравнением Фишера.

Приспособленность генотипов вычисляют таким же способом, как и приспособленность аллелей. Рассмотрим простейший случай (двуаллельная система, 3 возможных генотипа).

Генотипы	АА (р2)	Аa (2рq)	Аa (q2)
Частоты до отбора	0,16	0,48	0,36
Частоты после отбора	0,32	0,52	0,16

Изменение для каждого генотипа составит: АА = 0,32/0,16 =2; Аа = 0,52/0,48 =1,08; аа = 0,16/0,36 =0,44. Разделим эти значения на 2 (на самое большое значение):

	AA	Aa	aa
W	1	0.54	0.22
S	0	0.46	0.78

Решите следующие задачи:

1. У тихоокеанского лосося-нерки, Oncorhynchus nerkcy, методом электрофореза в крахмальном геле обнаружены три генотипа по локусу фосфоглюкомутазы в пропорции 3819АА: 2271 АА': 255 А'А' Оцените частоты аллелей А и А'. Сопоставьте фактические численности генотипов с ожидаемыми из уравнения Харди-Вайнберга. О чем может свидетельствовать обнаруживаемый избыток гетерозигот? Рассчитайте селективную ценность (W) и коэффициент отбора (S) для каждого генотипа.
   
2. В популяции нерки методом электрофореза в полиакриламидном геле обнаружен полиморфизм в локусе лактатдегидрогеназы. Соотношение трех генотипов — 2734СС : 2815Сс : 815сс. Сопоставьте фактические численности генотипов с ожидаемыми из уравнения Харди-Вайнберга. Каковы могут быть объяснения обнаруживаемого дефицита гетерозигот? Рассчитайте селективную ценность (W) и коэффициент отбора (S) для каждого генотипа.
   
3. Распределите приведенные примеры действия естественного отбора по формам
   отбора (стабилизирующий, направленный, дизруптивный):
   

• элиминация из популяции оленей наиболее мелких и крупных особей во время зимней нехватки корма;
  
• универсальность генетического кода у всех эукариот;
  
• утрата хлорофилла у растения петров крест;
  
• наличие у земляной улитки раковин коричневого и желтого цвета;
  
• наличие у богомолов особей зеленого, бурого, желтого цвета;
  

- преимущественное выживание светлоокрашенных ужей на известняковых скалах оз.Эри;

- устойчивость крыс к действию яда варфарина.

4. Как может повлиять структура генофонда на показатели генетического сходства (расстояний) между популяциями, если в выборке изученных локусов преобладают: а) гены, испытывающие давление стабилизирующего отбора; б) гены, испытывающие давление дизруптивного отбора?