«Покори Воробьевы Горы 2014-2015»
Творческое задание по биологии.
Кучеренко Лада.
Задание №1:
Как известно, жизненный цикл печеночного сосальщика характеризуется обладанием двух хозяев. Первым хозяином (промежуточным) является малый прудовик, в нем происходит бесполое размножение печеночного сосальщика. Второй хозяин (основным) для этого паразита – крупный рогатый скот (овцы, коровы, кони и тд.). Также цикл печеночного сосальщика требует присутствие воды, т. к. проникновение в промежуточного хозяина осуществляется через воду. Окончательный хозяин заражается паразитом, который находится в стадии цисты, выпивая воду из стоячего водоема. Следовательно, для того, чтоб предотвратить дальнейшее заражение можно предпринять следующие меры:
1) Из рисунка следует, что пастбище находится в непосредственной близости от водохранилища, которое, скорее всего, заражено цистами печеночного сосальщика. Для того, чтоб животные не заразились в дальнейшем необходимо изолировать пастбище от водохранилища или произвести дезинфекцию данного водоема, а не помещений, либо найти другие источники воды.
2) Для того, чтобы убить цисту животных нужно использовать специальные химические вещества, которые, в свою очередь, могут быть вредны для других живых организмов. Вполне вероятно, что моллюски, в которых происходит зимовка печеночного сосальщика, могут погибнуть из-за холода, если в данном регионе достаточно холодные зимы и водоем промерзнет до дна.
3) Так же можно убить малого прудовика путем увеличения популяции хищников, которые им питаются, химических средств. Так как улитки малоподвижны, то это можно сделать только на территориях, которые непосредственно прилегают к пастбищам, тем самым не сильно нарушая экосистему водоема.
4) Так как к водохранилищу прилегает территория сенокоса на ней могут находиться цисты из-за разлива воды из водохранилища во время паводков. Также это место необходимо продезинфицировать для того, чтобы избежать дальнейшего заражения животных т. к. цисты могут жить на протяжении очень долгого времени.
5) Так же, когда водоем будет продезинфицирован, можно сжечь траву у водоема, что приведет к уничтожению цист печеночного сосальщика.
Задание №2:
Проанализировав состав зерна и навоза можно сделать вывод, что с 20 Га земли было собрано 1800 кг, из них 720 кг углерода (40% от общей массы), 36 кг азота, 0.54 кг фосфора (все эти вещества были изъяты с поля).
Навоз: 120 000 кг – 18% углерода. Следовательно 21600 кг углерода, 600 кг азота и 120 кг фосфора. Для восполнения запасов минеральных веществ можно использовать следующие методы:
1) Азотные удобрения улучшают рост стеблей и листьев, но не менее 50% азотных удобрений потребляются бактериями, но, не смотря на это, оставшиеся 50% (т. е. 300 кг) восстоновят почву и, вполне вероятно, даже избыточно.
2) Фосфорные удобрения используют для лучшего созревания плодов и семян. Так как состояние фосфора в почве малоподвижно (он не растворим), то поглощение фосфора растениями ограничено. Из-за этого в смеси с органическими удобрениями добавляют суперфосфат. Средняя норма внесения которого равна 20 г на 1 м2, то есть 4000 кг на 20 Га. Из этого объема всего лишь 20% действующего вещества, другими словами: фосфора необходимо 800 кг на 20 Га, в то время как навоз содержит только 120 кг. Следовательно, к навозу следует добавить еще 3880 кг суперфосфата.
3) Также почве не хватает калийных удобрений, необходимых для роста корней. Как правило, их вносят в начале лета. Оптимальным выходом из ситуации послужит сернокислый калий, в среднем его вносят 15 г/м2, следовательно на 20 Га понадобится всего лишь 3000 кг. Помимо этого, в калийных удобрениях содержатся примеси (магний, натрий, хлор), которые необходимы для нормального роста растения ( магний входит в состав хлорофилла, необходим для роста и развития всех растений).
Задание №3:
К сокращению доли гетерозигот и увеличению доли гомозигот в популяции привел отбор гетерозигот данного локуса. Из закона Харди-Вейнберга следует, что для аллелей частоты генов А и а в популяции постоянны и А+а=1.
Из условия задачи: а:А=1:1, таким образом, А=а=0.5.
Также из условия вытекает, что АА=аа. (а+А)2=1 т. е. аа+2Аа+АА=1
Следовательно, доля гетерозигот будет равна Аа=(2*0.5*0.5)/5=0.1, т. к. выживаемость уменьшилась в 5 раз (относительно нормы).
По закону Харди-Вайнберга частоты встречи гомо - и гетерозигот в популяции:
АА+аа+Аа=1
АА+аа=1-0.1
АА+аа=0.9
Так как АА=аа следует, что АА=аа=0.9/2=0.45
Таким образом, АА : аа : Аа =0.45 : 0.45 : 0.1= 9:9:2.
Задание №4:
Допустим, что мутация является доминантной, и в гомозиготном виде она летальна, а у гетерозигот проявляется неполное доминирование, из-за этого они жизнеспособны.
1) 1.1. при скрещивании желтых мышей Аа х Аа происходит расщепление
1АА (нежизнеспособные): 2Аа (желтые, жизнеспособные) : 1аа (черные, жизнеспособные), т. е. расщепление по фенотипу среди жизнеспособных особей будет 2 желтых : 1 черных.
1.2. при скрещивании черных мышей аа х аа в потомстве наблюдаются только черные мыши.
1.3. при скрещивании желтых и черных Аа х аа в потомстве будут присутствовать также желтые Аа и черные аа мыши.
2) Допустим, что популяция желтых мышей имеет бесконечно большую численность т. к. происходит свободное скрещивание применим закон Харди-Вайнберга. Определим частоту встречаемости мутантного аллеля среди всех особей в популяции.
1. Пусть частота встречаемости в популяции аллелей А и а равновероятна - 0.5 т. к. популяция изначально была представлена только желтыми мышами Аа. Тогда по следствию из закона Харди-Вайнберга Pn=P0/(1+n*P0), где P0- начальная частота встречаемости аллеля, n-номер поколения и Pn- частота встречаемости в n-поколении, находим частоту встречаемости аллеля А.
2. Таким образом, частота встречаемости аллеля А будет равна, как 0.5/(1+5*0.5)=0.143.
3. Из этого следует, что частота встречаемости аллеля а будет равна, как 1-0.143=0.857
4. Значит, частота встречаемости черных мышей аа равна, как 0.857*0.857=0.735, а белых мышей 2*0.143*0.857=0.21
5. Следовательно, в пятом поколении соотношение по фенотипу будет таким:
Черные мыши: желтые мыши=0.735:0,21= 7:2
3) Таким образом, частота встречаемости доминантного гена А в популяции с течением времени будет убывать и стремиться к нулю.
