5. Панорама современного естествознания

Задание N 19.

В пользу представления о расширяющейся Вселенной говорит …

Варианты ответа:

Укажите не менее двух вариантов ответа

• увеличение радиусов планетных орбит в Солнечной системе с течением времени

• систематическое изменение вида звездного неба, наблюдаемого астрономами, со времен античности и до наших дней

• красное смещение линий в спектрах далеких галактик, пропорциональное расстоянию до них

• решение уравнений общей теории относительности, примененных ко Вселенной в целом

Решение:

Нестационарность (в частности, расширение) Вселенной была предсказана теоретически А.А. Фридманом на основе решения уравнений общей теории относительности А. Эйнштейна, примененных ко Вселенной в целом. В 1929 г. этот теоретический вывод получил наблюдательное подтверждение в работе Э. Хаббла, обнаружившего, что все удаленные галактики удаляются от земного наблюдателя со скоростью, пропорциональной расстоянию от него. Это означало, что Вселенная равномерно растягивается во все стороны, то есть расширяется как целое. Скорость движения галактик Э. Хаббл определял по смещению линий в их спектрах благодаря эффекту Доплера. Во всех случаях смещение оказывалось красным (в длинноволновую область спектра) и тем большим, чем дальше находилась наблюдаемая галактика.

Задание N 20.

Установите соответствие между понятием и его определением.

1. Гетеротрофы

2. Аэробы

3. Эукариоты

Варианты ответа:

Укажите соответствие для каждого нумерованного элемента задания

• организмы, способные жить в присутствии атмосферного кислорода

• комплексы биополимеров, отделенные от воды слоем, имитирующим мембрану

• организмы, обладающие оформленным клеточным ядром

• организмы, питающиеся готовыми органическими веществ

Решение:

Гетеротрофы – организмы, питающиеся готовыми органическими веществами. Согласно гипотезе биохимической эволюции, первые живые организмы питались готовым органическим веществом первичного бульона и были по способу питания гетеротрофами. Аэробы – организмы, способные жить только в присутствии кислорода. Для удовлетворения своих энергетических потребностей они использовали процессы окисления, которые были в десятки раз эффективнее бескислородного брожения. Эукариоты – организмы, обладающие оформленным клеточным ядром, в котором сосредоточена основная часть кода наследственной информации. Появление эукариот способствовало развитию более совершенного механизма клеточного деления.

Задание N 21.

Объектом действия естественного отбора является …

Варианты ответа:

• целостная живая система

• отдельный ген

• хромосомный набор

• отдельный признак

Решение:

Объектом действия естественного отбора является не отдельный признак или ген, а целостный живой организм или фенотип организма. Естественный отбор – это результат борьбы за существование, которая включает комплекс многообразных отношений организмов внутри вида, между видами и с факторами окружающей среды. С большей вероятностью выживают и эффективнее размножаются те организмы, которые обладают набором свойств, сообщающих им наибольшую приспособленность к условиям обитания.

В ходе естественного отбора основное значение имеет фенотип организма: окраска, способность быстро перемещаться, устойчивость к действию высоких или низких температур и многое другое. Поскольку за одинаковым фенотипом могут скрываться различные генотипы (например, AA, Aa при полном доминировании), то сходные фенотипы, наиболее приспособленные к конкретной ситуации, могут формироваться на различной генетической основе.

Задание N 22.

Установите соответствие между свойством генетического материала и проявлением этого свойства:

1) дискретность

2) непрерывность

Варианты ответа:

Укажите соответствие для каждого нумерованного элемента задания

• единицы наследственности – гены – расположены в хромосомах в линейном порядке

• наследственный материал, сосредоточенный в хромосомах, способен к самовоспроизведению (2)

• наследственный материал представлен отдельными генами, каждый из которых отвечает за формирование определенного признака (1)

Решение:

Дискретность генетического материала проявляется в том, что за развитие каждого конкретного признака живой системы отвечает ген – участок молекулы ДНК. В каждой ДНК находится более тысячи генов. Носителями наследственного материала являются хромосомы, расположенные в ядре клетки и представляющие собой комплексы ДНК и белков. Жизнь как особое явление характеризуется продолжительностью существования во времени, некоторой непрерывностью, которая обеспечивается способностью живых систем к самовоспроизведению – происходит смена поколений клеток, организмов в популяциях, смена видов в системе биоценоза, смена биоценозов, образующих биосферу. Преемственность в ряду поколений определяется преемственностью генетического материала. Наследственный материал, сосредоточенный в хромосомах, способен к самовоспроизведению. Одним из важнейших принципов генетики является единство дискретности и непрерывности наследственного материала.

Задание N 19.

Космология изучает происхождение и развитие …

Варианты ответа:

Укажите не менее двух вариантов ответа

• Солнечной системы

• Метагалактики

• нашей Галактики

• Вселенной

Решение:

По определению «Большой Советской энциклопедии», космология – это учение о Вселенной как едином целом и о всей охваченной астрономическими наблюдениями области Вселенной (Метагалактике) как части целого. Космология выводит свойства современной Вселенной из истории ее возникновения и эволюции. Согласно тому же источнику, космогония – научная дисциплина, в которой изучается происхождение и развитие космических тел и их систем.

Задание N 20.

Установите соответствие между понятием и его определением.

1. Прокариоты

2. Анаэробы

3. Коацерваты

Варианты ответа:

Укажите соответствие для каждого нумерованного элемента задания

• организмы, способные жить только в присутствии кислорода

• комплексы сложных органических молекул, отделенные от воды уплотненным поверхностным слоем, имитирующим мембрану - 3

• организмы, способные жить в отсутствие атмосферного кислорода -2

• одноклеточные организмы, не имеющие оформленного ядра -1

Решение:

Прокариоты – одноклеточные организмы, не имеющие оформленного ядра. Согласно гипотезе происхождения жизни путем биохимической эволюции, именно такие организмы были первыми появившимися на Земле. В многообразном мире живой природы прокариоты существуют и в наше время. Анаэробы – организмы, способные жить в отсутствие атмосферного кислорода. Для освобождения энергии, необходимой для жизненных процессов, они используют процесс бескислородного брожения сахаров. В условиях восстановительной атмосферы ранней Земли по способу дыхания первые живые организмы должны были быть анаэробами. В наше время анаэробные бактерии продолжают жить в бескислородных условиях. Коацерваты – многомолекулярные комплексы сложных органических молекул, отделенные от воды уплотненным поверхностным слоем, имитирующим мембрану. Коацерваты являются предшественниками живой клетки.

Задание N 22.

Установите соответствие между типом организма по некоторому признаку и набором генов:

1) гомозиготный организм

2) гетерозиготный организм

Варианты ответа:

Укажите соответствие для каждого нумерованного элемента задания

• AB

• Aa (2)

• аa (1)

Решение:

Гомозиготный организм по какому-либо конкретному признаку содержит одинаковые гены аллельной пары, например АА или аа. Гетерозиготный организм имеет разные гены аллельной пары, то есть Аа. Аллельные гены определяют развитие разных вариантов одного и того же признака и обозначаются одной и той же буквой латинского алфавита – прописной буквой, если ген является доминантным, и строчной, если ген рецессивный. Разными буквами обозначаются разные гены, кодирующие развитие совершенно разных признаков.

Задание N 19.

Согласно современной космологии, возраст Вселенной …

Варианты ответа:

Укажите не менее двух вариантов ответа

• в несколько раз превышает возрасты Солнца и Земли

• находится в диапазоне от 6 до 10 тысяч лет

• практически совпадает с возрастами Солнца и Земли

• находится в диапазоне от 12 до 15 миллиардов лет

Решение:

Возраст Вселенной (время, прошедшее с начала космологического расширения Вселенной из очень плотного и горячего состояния) определен несколькими независимыми способами и составляет примерно 13,5 миллиардов лет.

Эта оценка согласуется:

– с возрастом Солнца в 5 миллиардов лет, установленным в космогонии, особенно если учесть, что Солнце – это звезда второго поколения, сформировавшаяся из вещества, разбросанного по космосу при взрывах звезд первого поколения;

– с возрастом Земли в 4,5 миллиарда лет, установленным средствами геологии;

– с продолжительностью эволюции живых существ на Земле в 3,5–4 миллиарда лет, установленной средствами биологии.

Эта оценка возраста Вселенной не согласуется с историей сотворения мира, описанной в Библии, согласно которой Земля, человек и другие живые существа, Солнце и звезды были созданы Богом несколько тысяч лет назад в течение нескольких дней.

Задание N 20.

Установите соответствие между экспериментом, проведенным по верификации концепции биохимической эволюции Опарина–Холдейна, и гипотезой, которую опыт проверял.

1. В 1953 году американские исследователи С.Л. Миллер и Г.К. Юри при пропускании искрового электрического разряда через смесь метана, аммиака, водорода и паров воды получили ряд аминокислот.

2. В экспериментах А.И. Опарина и С. Фокса при смешивании в водной среде полимеров были получены их комплексы, обладающие зачатками свойств современных клеток.

3. В 1957 году американский ученый С. Фокс при нагревании сухой смеси аминокислот и последующем растворении полученного продукта в воде обнаружил белковоподобные молекулы.

Варианты ответа:

Укажите соответствие для каждого нумерованного элемента задания

• гипотеза об образовании самовоспроизводящихся молекул

• гипотеза об абиогенном синтезе органических соединений из неорганических газов -1

• идея о самопроизвольном превращении мономеров в биополимеры -3

• идея о самопроизвольном образовании коацерватов -2

Решение:

Согласно концепции биохимической эволюции, на стадии предбиологического развития в условиях ранней Земли можно выделить следующие основные этапы: абиогенный синтез органических мономеров –аминокислот, простых сахаров, азотистых оснований; превращение мономеров в биополимеры – белки, сложные сахара, нуклеиновые кислоты; образование коацерватов – комплексов органических биополимеров, обособленных от водной среды. Коацерваты, согласно концепции биохимической эволюции, являются предшественниками живой клетки.

Опыт по превращению смеси неорганических газов, которые, согласно космогоническим гипотезам, входили в состав первичной атмосферы Земли, в смесь аминокислот при пропускании искрового разряда подтверждает идею об абиогенном синтезе органических молекул в условиях ранней Земли.

Эксперимент по превращению аминокислот, которые являются мономерами полимерных белковых молекул, в белковоподобные молекулы в условиях ранней Земли демонстрирует возможность превращения мономеров в биополимеры. Эксперимент, в котором при смешивании в водной среде полимеров были получены их комплексы, обладающие зачатками свойств современных клеток, подтверждает идею о возможности самопроизвольного образования коацерватов.

Задание N 21.

Синтетическая теория эволюции структурно состоит из теорий микро- и макроэволюций. Теория микроэволюции изучает …

Варианты ответа:

• эволюцию семейств

• закономерности развития жизни на Земле

• происхождение и эволюцию человека

• эволюционные изменения в популяциях

Решение:

Теория микроэволюции изучает эволюционные изменения, происходящие в генофондах популяции за сравнительно небольшой промежуток времени. Она исследует начальный этап эволюционных преобразований в популяциях, который приводит к образованию новых видов.

Задание N 21.

Синтетическую теорию эволюции от теории Ч. Дарвина отличает положение о том, что …

Варианты ответа:

• Движущей силой биологической эволюции является естественный отбор

• элементарной единицей эволюции является популяция

• одним из факторов биологической эволюции является изменчивость

• борьба за существование лежит в основе естественного отбора

Решение:

Согласно синтетической теории эволюции, элементарной единицей эволюции является популяция; а согласно Ч. Дарвину, – вид.

Задание N 22.

Установите соответствие между видом изменчивости и ее примером:

1) мутационная изменчивость

2) модификационная изменчивость

Варианты ответа:

Укажите соответствие для каждого нумерованного элемента задания

• изменения, вызванные различной комбинацией генов при половом размножении

• случайно возникшие изменения числа хромосом в гаплоидном наборе 1

• изменение формы листьев у группы растений, помещенных в сходные2

Решение:

Изменчивость – способность живых организмов приобретать новые признаки, свойства и существовать в различных вариантах. Различают изменчивость наследственную и модификационную (ненаследственную). Наследственная изменчивость связана с изменением генетического материала, она, в свою очередь, слагается из мутационной и комбинативной. Комбинативная изменчивость обусловлена перегруппировкой генов в процессе полового размножения. Новые комбинации генов приводят к формированию новых уникальных генотипов и фенотипов в последующих поколениях. Мутационная изменчивость обусловлена мутациями. Мутации – это редкие, случайно возникающие, стойкие изменения генотипа, затрагивающие весь геном, целые хромосомы, их части или отдельные гены. Таким образом, случайно возникшие изменения числа хромосом в гаплоидном наборе представляют собой мутационную изменчивость. Под модификационной изменчивостью понимают способность организмов изменять фенотип под влиянием условий окружающей среды. Изменение формы листьев у группы растений, помещенных в сходные условия существования, будет примером модификационной изменчивости.

Задание N 22.

Установите соответствие между понятием и его определением:

1) геном

2) генотип

Варианты ответа:

Укажите соответствие для каждого нумерованного элемента задания

• единица наследственной информации, сосредоточенная в хромосомах

• совокупность всех генов организма, содержащихся в диплоидном наборе хромосом - 2

• совокупность генов, содержащихся в одинарном (гаплоидном) наборе хромосом - 1

Решение:

Геном – совокупность генов в гаплоидном, то есть одинарном наборе хромосом данного организма. В нем представлен лишь один ген из каждой аллельной пары. Объединение геномов в ходе полового размножения создает весьма устойчивый генотип. Генотип ( от греч. «генос» – рождение, «типус» – образец, отпечаток) – совокупность всех генов организма, содержащихся в диплоидном наборе хромосом. Генотип складывается при взаимодействии двух геномов и представляет собой наследственную программу развития, являясь целостной системой, а не простой суммой отдельных генов.