Самоконтроль по ситуационным задачам. А. Экологический гомеостаз
Задача № 1.
Значительная весенняя гибель взрослых землероек-бурозубок приводит к резкому и продолжительному спаду численности их популяции.
Но если практически полностью уничтожить всех вылетевших весной взрослых майских жуков, это не приведёт к катастрофическому сокращению их популяции.
Что, по Вашему мнению, может быть причиной различных последствий однотипного воздействия на популяции этих разных животных?
Задача № 2.
Постройте весеннюю возрастную пирамиду популяции грачей, если исходная численность составила 10000 особей, из них 60% родились в прошлом году; 20% - в позапрошлом; 15% - трёхлетние птицы; 3% сетырёхлетние; 2% - старше четырех лет.
Эталон решения задачи № 2.
Задача № 3.
Известно, что 1 гектар сосняка поглощает в год до 9 тонн углекислоты, гектар 60-летнего – 13 т, 80-летноего – 11 т.
По правила рубки можно вырубать только зрелые и старые деревья, оставляя средневозрастные.
Объясните, на чём основаны эти правила. Почему своевременная рубка леса даёт не только получение древесины высокого качества, но и является экологически важным мероприятием?
Задача № 4.
На пне срубленной осины часто появляются быстрорастущие порослевые побеги. Однако порослевая осина в большей степени, чем осина семенного происхождения, подвержена гнилостным заболеваниям.
Объясните, чем обусловлен быстрый рост порослевой осины и большую подверженность её заболеваниям.
Задача № 5.
Экологи установили интересный факт: как только в водоёмах люди истребят выдр, рыбы в них становится больше, но потом её численность заметно уменьшается.
Однако если снова в тех реках и озёрах расплодятся выдры, то количество рыбы в них опять возрастает.
Объясните почему.
Задача № 6.
В каких случаях вероятность для данной особи оставить потомство зависит от численности других особей того же вида, а в каких – практически не зависит?
Примечание: в рассуждениях примите за основу материал, изложенный в разделе 2.2. методических рекомендаций для аудиторной работы
Б. Генетический гомеостаз
Задача № 7.
Глухонемота у человека связана с врожденной глухотой, препятствующей нормальному усвоению речи.
Наследование аутосомно-рецессивное.
Средняя частота заболевания для европейских стран равна приблизительно 2: 10000.
Определите возможное число гетерозиготных по глухонемоте людей в регионе, состоящем из 8 000000 жителей.
Эталон решения задачи № 7.
Условные обозначения:
А – аллель, обеспечивающий нормальный слух
а – аллель, определяющий заболевание – глухонемоту
Генотипы здоровых лиц: АА, Аа
Генотипы больных – аа
pA- частота аллеля нормального слуха
qa – частота аллеля глухонемоты
Формула Харди-Вайнберга: p2АА + 2pqАа+ q2аа
По условию задачи частота больных (q2аа ) =0,0002
Требуется вычислить: 2pqАа =?-
Решение:
Частота аллеля глухонемоты (qa) = q2 = 0, 01414
Поскольку pA + qa = 1 , то pA = 1 - 0, 01414 = 0,986
Частота гетерозигот = 2* 0,986 * 0,01414 = 0,279. Это – относительная величина.
Для определения вероятного абсолютного числа гетерозиготных по глухонемоте лиц в регионе, состоящем из 8.000000 жителей, необходимо составить пропорцию:
8.000000 – 1,0
Х - 0,279.
Или просто: 8.000000* 0,279
Х = 8.000000 * 0,279/ 1,0 = 2.232
ОТВЕТ: В регионе, состоящем из 8 000000 жителей, можно ожидать 0,279 гетерозиготных по гену глухонемоты лиц.
Примечание: формулировка ответа должна вытекать и согласовываться с формулировкой вопроса в условии задачи.
Задача № 8.
У человека заболевание сфероцитоз - мембранопатия (аномалии оболочки эритроцитов) приводит к преждевременному старению.
Наследуется как аутосомно - доминантное заболевание.
Встречается с частотой 1:5000.
Определите число (частоту) гомозиготных особей по рецессивному аллелю.
Задача № 9.
В Австрии при обследовании 182128 новорожденных детей у 23 из них было выявлено заболевание - фенилкетонурия (аутосомно-рецессивный тип наследования).
Определите генетическую структуру популяции по этому заболеванию
Приведённые генетические задачи позволяют понять, как применяется закон Харди-Вайнберга при популяционных оценках ситуации.
Однако конкретный человек, не побежит, и шагом не пойдёт, в медико-генетическую консультацию с вопросом: «…а скажите, доктор, какая частота гетерозиготных носителей аллеля наследственного заболевания, о котором я думаю, в той популяции, из которой я к Вам пришёл?» Могут и к психиатру направить.
Реально консультация ему понадобится в ситуации, когда будут подозрения, что лично в его семье, будущим детям, или внукам грозит опасность - риск передачи наследственно обусловленного заболевания.
Он хочет, чтобы генетик оценил величину этого риска.
Можно предложить для совместного обсуждения задачи, моделирующие подобные ситуации, повышенной сложности Их решение потребует применить как элементы популяционной генетики (закон Харди-Вайнберга), так и знание элементарных основ классической – менделевской, генетики, а также принципа составления родословных схем.