Билет № 20

1. Качественные особенности обмена веществ (динамическая устойчивость, особенности биоэнергетики, ферментативность, энтропия).

Что регулирует обмен веществ? Ведь одновременно в живой природе, как в растениях, так и в почве, в микро- и макроорганизмах происходят одновременно миллионы химических реакций. Но все сбалансировано, нет никакого хаоса, все упорядоченно и взаимосвязано. Кто все это регулирует? Ответ очень простой. За это отвечают особые химические соединения белковой природы- катализаторы (ускорители) биохимических реакций: ферменты и гормоны. Без их участия не возможно протекание ни одной химической реакции в органической жизни, в обменных процессах, как в синтезе (образовании), так и в анализе (расщеплении). И на каждый вид химической реакции растениями, животными и грибами вырабатываються специфические ферменты. Именно благодаря ферментативной активности поддерживается баланс всех обменных процессов и их упорядоченность. Кроме того, этот главный закон обмена - ферментативность биохимических реакций, единый для всех живых существ органической жизни (экосистемы).

 Каждая экосистема - это динамическая структура из сотен и даже тысяч видов продуценты, консументов и редуцентов, которых связывают пищевые и непищевые отношения. Экосистема поддерживает свое существование за счёт круговорота биогенов и постоянного притока солнечной энергии. 

2. Генетика и теория эволюции Ч. Дарвина. Взаимоотношения эволюционного процесса и отбора в популяциях (С. С. Четвериков). Закон Харди-Вайнберга. Содержательные и математические выражения. Использование для расчёта частот гетерозиготного носительства аллелей у людей. Популяция и её генофонд (аллелофонд).

Сущность дарвиновской концепции эволюции сводится к ряду логичных, проверяемых в эксперименте и подтвержденных огромным количеством фактических данных положений:

1. В пределах каждого вида живых организмов существует огромный размах индивидуальной наследственной изменчивости по морфологическим, физиологическим, поведенческим и любым другим признакам. Эта изменчивость может иметь непрерывный, количественный, или прерывистый качественный характер, но она существует всегда.

2.  Все живые организмы размножаются в геометрической прогрессии.

3.  Жизненные ресурсы для любого вида живых организмов ограничены, и поэтому должна возникать борьба за существование либо между особями одного вида, либо между особями разных видов, либо с природными условиями. В понятие «борьба за существование» Дарвин включил не только собственно борьбу особи за жизнь, но и борьбу за успех в размножении.

4. В условиях борьбы за существование выживают и дают потомство наиболее приспособленные особи, имеющие те отклонения, которые случайно оказались адаптивными к данным условиям среды. Это принципиально важный момент в аргументации Дарвина. Отклонения возникают не направленно — в ответ на действие среды, а случайно. Немногие из них оказываются полезными в конкретных условиях. Потомки выжившей особи, которые наследуют полезное отклонение, позволившее выжить их предку, оказываются более приспособленными к данной среде, чем другие представители популяции.

5.  Выживание и преимущественное размножение приспособленных особей Дарвин назвал естественным отбором.

6. Естественный отбор отдельных изолированных разновидностей в разных условиях существования постепенно ведет к дивергенции (расхождению) признаков этих разновидностей и, в конечном счете, к видообразованию.

Закон Харди — Вайнберга — это закон популяционной генетики — в популяции бесконечно большого размера, в которой не действует отбор, не идет мутационный процесс, отсутствует обмен особями с другими популяциями, не происходит дрейф генов, все скрещивания случайны — частоты генотипов по какому-либо гену (в случае если в популяции есть два аллеля этого гена) будут поддерживаться постоянными из поколения в поколение и соответствоватьуравнению:

p² + 2pq + q² = 1

Где p² — доля гомозигот по одному из аллелей; p — частота этого аллеля; q² — доля гомозигот по альтернативному аллелю; q — частота соответствующего аллеля; 2pq — доля гетерозигот.