Задания 2 части ЕГЭ по биологии с развернутыми ответами Рохлова по теме естественный отбор и борьбу за существование как факторы эволюции.
Задания 2 части ЕГЭ про естественный отбор
Каковы основные результаты естественного отбора?
Ответ:
1) Многообразие видов.
2) Постепенное усложнение и повышение организации живых существ.
3) Появление относительной приспособленности организмов к условиям внешней среды.
От каких факторов зависит эффективность естественного отбора? Приведите не менее трех примеров.
Ответ:
1) От генетического разнообразия популяции (если нет необходимых генов, то естественный отбор не сможет ничего отобрать).
2) От концентрации генов, на которые действует естественный отбор (при слишком низкой концентрации большая часть гена находится в скрытом гетерозиготном состоянии и не подвергается отбору).
3) От численности популяции (в малочисленных популяциях большую роль играет дрейф генов, а не естественный отбор).
Самцы павлинов имеют длинный ярко окрашенный хвост. Птицы, обладающие слишком коротким и тусклым хвостовым оперением или слишком длинным и ярким, уничтожаются естественным отбором. Чем это объясняется? Какая форма естественного отбора проявляется в этом случае?
Ответ:
1) форма естественного отбора — стабилизирующий отбор;
2) птицы, обладающие слишком длинным и ярким хвостом, уничтожаются естественным отбором, поскольку заметны для хищников из-за яркой окраски и им тяжело летать из-за длинного хвоста;
3) птицы, обладающие слишком коротким и тусклым хвостовым оперением, уничтожаются естественным отбором, поскольку не оставляют потомства, т. к. самки не отдают им предпочтения во время брачных игр.
Почему даже длительное воздействие стабилизирующего отбора не приводит к полному фенотипическому единообразию особей в популяции? Обоснуйте, указав не менее четырёх аргументов.
Ответ:
1) существует широкая норма модификационной (фенотипической, ненаследственной) изменчивости, что приводит к разнообразию фенотипов;
2) комбинативная изменчивость (половой процесс и рекомбинация генов) приводит к генотипическому и фенотипическому разнообразию, к проявлению рецессивных признаков;
3) у организмов постоянно возникают новые мутации, что приводит к появлению новых признаков в популяции;
4) дрейф генов и популяционные волны могут изменить частоту встречаемости аллелей в популяции, набор генов и признаков;
5) миграция особей может изменить генотипический и фенотипический состав популяции
6) В популяции имеется «резерв наследственной изменчивости» – скрытые рецессивные мутации. Даже длительное действие стабилизирующего отбора не уничтожает их всех.
В промышленных районах Англии на протяжении ХIХ–ХХ веков увеличилось число бабочек берёзовой пяденицы с тёмной окраской крыльев по сравнению со светлой окраской. Объясните это явление с позиции эволюционного учения и определите форму отбора.
Ответ:
1) в потомстве популяции бабочек рождаются и светлые, и тёмные особи;
2) в загрязнённых копотью промышленных районах с потемневших стволов птицы склёвывают светлые особи, поэтому через ряд поколений преобладающей формой в популяциях стали бабочки с тёмной окраской;
3) изменение окраски в популяциях бабочек – проявление движущей формы отбора
Среди представителей современной фауны встречаются реликтовые виды, которые относятся к таксонам, почти полностью вымершим миллионы лет назад. К таким видам, которые называют живыми ископаемыми, относят, например, латимерию, утконоса и наутилуса. Объясните с позиции эволюционной теории, почему эти виды не вымерли вместе с родственными им организмами, а сохранились до настоящего времени в неизменном виде. Какая форма естественного отбора обеспечила их выживание?
Ответ:
1) обитают в относительно изолированных ареалах;
2) в ареале относительно стабильные условия;
3) в ареале отсутствуют более приспособленные конкуренты;
4) в ареале отсутствуют хищники (паразиты);
5) стабилизирующий отбор
Предположим, что у вида насекомых N в результате мутаций возникло ядовитое жало, которое стало надежно защищать насекомых от поедания птицами . Какой отбор будет действовать в популяциях насекомоядных птиц, оказавшихся в такой ситуации? Какие новые пищевые адаптации могут приобрести эти птицы в результате действия естественного отбора?
Ответ:
1) движущий отбор;
2) формирование устойчивости к яду насекомого;
3) переход на питание особями, находящимися на других стадиях жизненного цикла (например, личинками);
4) переход на питание другими видами насекомых (другой пищей);
5) изменение поведенческой стратегии (например, захват насекомого так, чтобы ему было невозможно ужалить птицу).
Серповидно-клеточная анемия - летальная рецессивная мутация, при которой нарушается форма эритроцитов. В человеческой популяции встречается три возможных фенотипа: люди без анемии с нормальными эритроцитами, люди с легкой формой анемии, при которой часть эритроцитов изменена, и люди с летальным эффектом действия гена, все эритроциты которых изменены. В таких эритроцитах не может размножаться возбудитель малярии - малярийный плазмодий. В Африке, где распространена малярия, встречаемость людей с легкой формой анемии очень высока. Какая форма естественного отбора проявляется в данном примере? Определите генотипы, соответствующие всем возможным фенотипам по гену серповидно-клеточной анемии. Объясните с позиции эволюционного учения высокую встречаемость в Африке людей, больных легкой формой анемии.
Ответ:
1) форма естественного отбора - стабилизирующий;
2) люди без анемии имеют генотип АА (гомозигота по доминантному признаку);
3) фенотипы людей без анемии отсеиваются естественным отбором, так как такие люди часто погибают от малярии;
4) люди с летальным эффектом действия гена имеют генотип аа (гомозигота по рецессивному признаку);
5) фенотипы людей с летальным действием гена отсеиваются естественным отбором, так как такие люди погибают от серповидно-клеточной анемии;
6) люди с легкой формой анемии имеют генотип Аа (гетерозигота);
7) фенотипы людей с легкой формой анемии поддерживаются естественным отбором, так как такие люди выживают при заражении малярией (и не умирают от серповидно-клеточной анемии).
Существование большого числа видов вьюрков на Галапагосских островах считают примером адаптивной радиации (формирование большого числа сходных видов из одного предкового). Объясните, под действием каких сил произошло формирование разнообразных видов вьюрков (на этапе становления)? Какие формы естественного отбора действовали? Ответ поясните.
Ответ:
1) из-за высокой конкуренции за пищевые ресурсы вьюрки питались разнообразными видами пищи;
2) в результате разрывающего естественного отбора сформировались различные формы клюва, приведшие к различной пищевой специализации вьюрков;
3) в дальнейшем под действием движущего отбора повышалась приспособленность каждого вида вьюрков к их типу питания;
4) стабилизирующий отбор сохраняет выбранную пищевую специализацию.
Некоторые виды ос охотятся на других насекомых, используя их для выкармливания личинок. У жуков вида Х из-за мутации сформировался более толстый покров, защищающий их от ос-парализаторов. Из какого вещества может состоять этот покров? Какой отбор будет происходить в популяции ос в данном случае и какие адаптации могут у них появиться? Ответ поясните.
Ответ:
1) хитин;
2) движущий отбор;
3) естественный отбор будет поддерживать ос, способных пробить защитный покров жуков;
4) осы могут перейти на добывание насекомых на стадиях онтогенеза, лишенных толстого покрова (личинки);
5) осы могут перейти на добывание других насекомых (без толстого покрова);
6) у ос могут возникнуть поведенческие адаптации (поражение жертвы на участках тела, имеющих более тонкий покров).
Смоделируем ситуацию. В лесу обитают мыши и питающиеся ими хищные птицы. Предположим, что часть мышей в популяции имеет более заметный белый цвет, а часть – серый. В популяции дневных хищников часть особей обладает острым зрением, а часть обычным. Как будет проходить совместная эволюция (коэволюция) этих двух групп животных в данной ситуации? Ответ поясните.
Ответ:
1) хищные птицы с любым зрением будут поедать в первую очередь заметных белых мышей;
2) в результате естественного отбора серые мыши будут преобладать в популяции;
3) хищные птицы с обычным зрением будут проигрывать в конкурентной борьбе птицам с острым зрением;
4) птицы с острым зрением будут лучше питаться и оставлять больше потомства;
5) в результате естественного отбора птицы с острым зрением будут преобладать в популяции.
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?
Ответ:
1) половой отбор;
2) наличие длинного хвоста повышает вероятность спаривания для самца (павлина с длинным хвостом чаще выбирают самки);
3) длинный хвост - признак высокого качества генотипа самца;
4) при наличии длинного хвоста самцу необходимо обладать признаками, повышающими его жизнеспособность (быстрое обнаружение хищника, умение скрываться, быстрая реакция и др.).
При анализе разных штаммов коронавируса (SARS-CoV-2) оказалось, что количество накопленных несинонимичных мутаций по сравнению с синонимичными* в гене спайк-белка (участвует в связывании с клеточной мембраной, через которую вирус проникает в клетку) больше, чем в гене белка нуклеокапсида (связывает РНК внутри вирусной частицы). Как можно объяснить данную закономерность? При каком типе отбора (движущем или стабилизирующем) в последовательности гена ожидается больше несинонимичных мутаций? Ответ поясните. *Синонимичные мутации не влияют на последовательность аминокислот.
Ответ:
1) отбор способствует изменению спайк-белка для лучшего взаимодействия с клеткой хозяина;
2) при движущем отборе;
3) движущий отбор ведет к изменению фенотипа
ИЛИ 3) движущий отбор направлен на закрепление изменений в генотипе;
4) изменение структуры белка происходит за счет накопления несинонимичных замен (мутаций в его гене)
ИЛИ 4) новые признаки возникают из-за накопления несинонимичных мутаций
ИЛИ 4) последовательность белка при движущем отборе меняется, значит, в гене ожидается больше несинонимичных замен.
У вируса гриппа белок гемагглютинин участвует в прикреплении к клеточной мембране, а белок рибонуклеопротеид связывает РНК внутри вирусной частицы. При анализе разных штаммов вируса гриппа оказалось, что количество накопленных несинонимичных мутаций в гене гемагглютинина больше, чем в гене рибонуклеопротеида Как можно объяснить данную закономерность с точки зрения эволюционного процесса? При каком типе отбора в гене белка гемагглютинина ожидается больше несинонимичных мутаций: движущем или стабилизирующем? Ответ поясните. *Несинонимичные мутации изменяют последовательность аминокислот в кодируемом полипептиде.
Ответ:
1) для лучшего взаимодействия с клеткой хозяина необходимо больше вариаций гемагглютинина (несинонимичных мутаций);
2) рибонуклеопротеид не взаимодействует с клеточной мембраной, поэтому меньше подвержен изменениям (происходит больше синонимичных мутаций, меньше несинонимичных мутаций);
3) при движущем отборе;
4) движущий отбор ведет к изменению фенотипа (появлению новых признаков
ИЛИ движущий отбор направлен на закрепление изменений в генотипе.
Интенсивность естественного отбор зависит от плотности популяции. Так, если небольшую территорию занимает популяция большой численности, то интенсивность естественного отбора высокая. Какова причина данной закономерности? Ответ поясните. Известно, что в геноме живых организмов имеются вредные мутации, понижающие приспособленность. В геноме каких организмов больше вредных мутаций: лесного африканского слона (Loxodonta cyclotis) или пекарских дрожжей (Saccharomyces cerevisiae)? Ответ поясните с точки зрения популяционной структуры вида.
Ответ:
1) высокая конкуренция;
2) при высокой плотности популяции уменьшается количество ресурсов в расчете на одну особь
ИЛИ
1) влияние паразитов (хищников);
2) в плотной популяции паразиты легко/быстро распространяются (хищники быстро находят жертву);
3) в геноме лесного африканского слона;
4) плотность популяции слонов существенно меньше популяции пекарских дрожжей;
5) естественный отбор действует менее эффективно, и вредные признаки могут закрепиться в популяции.
Эффективность естественного отбора зависит от плотности популяции. Так, если небольшую территорию занимает популяция с большой численностью, то эффективность естественного отбора высокая. Как можно объяснить данную закономерность? Известно, что в геноме живых организмов имеются вредные мутации, понижающие приспособленность. В геноме каких организмов ожидается большее количество вредных мутаций: синего кита (Balaenoptera musculus) или серой крысы (Rattus norvegicus)? Ответ поясните с позиции популяционной структуры видов.
Ответ:
1) при высокой плотности популяции уменьшается количество ресурсов в расчете на одну особь;
2) возрастает внутривидовая борьба за существование (конкуренция);
3) в геноме синего кита;
4) плотность популяции китов существенно меньше, чем серой крысы;
5) в популяции синих китов естественный отбор действует менее эффективно и вредные мутации (признаки) могут закрепиться в геноме (в популяции).
Пользуясь рисунком, определите, какую форму отбора он иллюстрирует. Ответ обоснуйте. Изменится ли размер ушей у зайцев в процессе эволюции под действием этой формы естественного отбора, и при каких условиях жизни этот отбор будет проявляться?
Ответ:
1) стабилизирующая форма отбора, так как на графике видно, что давление отбора направлено на гибель особей с минимальным или максимальным значением признака;
2) стабилизирующий отбор проявляется при относительно постоянных условиях жизни;
3) изменения размера ушей у зайцев в процессе эволюции не произойдёт, так как эта форма отбора сохраняет среднее значение признака.
Рассмотрите схему действия естественного отбора в поколениях F1, F2, F3. Назовите форму естественного отбора, укажите, в каких условиях он действует, какие особи имеют преимущества и каков его результат. Приведите не менее двух примеров действия такого отбора в природе.
Ответ:
1) дизруптивный (разрывающий) отбор;
2) действует в меняющихся условиях среды;
3) направлен в пользу особей с крайними отклонениями от средней нормы;
4) приводит к формированию двух фенотипических групп (полиморфизму);
5) образование раннецветущей и позднецветущей рас погремка на лугах до и после покоса, существование насекомых с хорошо развитыми и рудиментарными крыльями на океанических островах (возможны любые два верных примера)
Какой вид естественного отбора показан на рисунке? Ответ поясните, исходя из направления давления отбора. В каких условиях среды (в изменяющихся или стабильных) наблюдается такой отбор? Как изменятся фенотипы особей в популяции, если рассматриваемый признак находится под влиянием такой формы отбора?
Ответ:
1) разрывающий (дизруптивный) отбор;
2) давление отбора направлено против средних признаков ИЛИ в пользу признаков, отклоняющихся от средней нормы;
3) наблюдается в изменяющихся условиях среды;
4) в популяции формируется несколько отличающихся фенотипических групп (полиморфизм по рассматриваемому признаку).