Тест по биологии: Изоляция. Закон Харди—Вайнберга (11 класс)
Тест по биологии «Изоляция. Закон Харди—Вайнберга» для 11 класса — это проверочная работа, предназначенная для контроля знаний учащихся по теме популяционной генетики и микроэволюции. Тест охватывает вопросы, касающиеся механизмов изоляции (пространственной и биологической), их роли в видообразовании, классификации изолирующих барьеров, а также математического обоснования генетического равновесия в популяциях. Особое внимание уделено условиям выполнения закона Харди—Вайнберга и его применению для анализа частот аллелей и генотипов.
1
Каково главное эволюционное значение изоляции?
Правильный ответ:
Она прекращает обмен генетической информацией между популяциями, закрепляя и усиливая различияПояснение:
Главная роль изоляции в эволюции заключается в разрыве потока генов между частями вида. Это позволяет изолированным популяциям накапливать уникальные генетические изменения независимо друг от друга, что со временем ведет к дивергенции и образованию новых видов.2
Какой тип изоляции связан с наличием физических преград, таких как горы или водоемы?
Правильный ответ:
Пространственная (географическая)Пояснение:
Пространственная (или географическая) изоляция возникает, когда популяции разделяются непреодолимыми физическими барьерами ландшафта (реки, проливы, хребты) или просто большим расстоянием, что физически препятствует встрече особей.3
К какому типу изолирующих механизмов относится несовпадение сроков размножения у разных популяций?
Правильный ответ:
К предзиготическим механизмам (временная изоляция)Пояснение:
Различие в сроках размножения (сезонная или временная изоляция) предотвращает спаривание, так как особи готовы к размножению в разное время. Поскольку это препятствует самому акту оплодотворения и образованию зиготы, это предзиготический механизм.4
Что из перечисленного является примером этологической (поведенческой) изоляции?
Правильный ответ:
Различие в брачных ритуалах и световых сигналах у светлячковПояснение:
Этологическая изоляция основана на различиях в поведении, особенно в брачный период. Если самка не распознает сигналы самца (песню, танец, световую траекторию) как «свои», спаривания не происходит.5
Какой фактор эволюции, согласно тексту, является единственным направляющим?
Правильный ответ:
Естественный отборПояснение:
Все факторы эволюции, кроме отбора (изоляция, мутации, дрейф), действуют случайно или создают условия. Только естественный отбор направленно сохраняет полезные генотипы и формирует приспособленность организмов к среде.6
Что происходит в результате действия постзиготических изолирующих механизмов?
Правильный ответ:
Снижение жизнеспособности или стерильность гибридного потомстваПояснение:
Постзиготические механизмы включаются уже после того, как оплодотворение произошло и зигота образовалась. Они приводят к гибели эмбрионов, рождению слабых гибридов или их бесплодию (стерильности), как в случае с мулом.7
Как называется уравнение, описывающее генетическое равновесие в идеальной популяции?
Правильный ответ:
Уравнение Харди—ВайнбергаПояснение:
Математическая зависимость частот аллелей и генотипов в популяции описывается законом Харди—Вайнберга. Основное уравнение: (p + q)² = p² + 2pq + q² = 1.8
Что обозначает величина 2pq в уравнении Харди—Вайнберга?
Правильный ответ:
Частоту гетерозиготных особей в популяцииПояснение:
В формуле p² + 2pq + q² = 1 член 2pq соответствует частоте гетерозиготного генотипа (Aa), так как гетерозигота образуется при слиянии гаметы с доминантным аллелем (p) и гаметы с рецессивным аллелем (q), причем это может произойти двумя способами (от отца или от матери).9
Какое условие НЕ является обязательным для выполнения закона Харди—Вайнберга?
Правильный ответ:
Должен действовать жесткий естественный отборПояснение:
Закон Харди—Вайнберга описывает равновесие в идеальной популяции, где эволюция не происходит. Поэтому обязательным условием является отсутствие естественного отбора, который менял бы частоты генотипов.10
Почему мул (гибрид лошади и осла) является бесплодным?
Правильный ответ:
Нарушается конъюгация хромосом в мейозе из-за различий в хромосомных наборах родителейПояснение:
Лошадь и осел имеют разное количество и строение хромосом. В клетках мула хромосомы не могут найти себе гомологичную пару для конъюгации в процессе мейоза. Это блокирует образование полноценных половых клеток (гамет), делая животное стерильным.11
Как называется изоляция, возникающая из-за различия в строении половых органов или цветков?
Правильный ответ:
МеханическаяПояснение:
Механическая изоляция — это тип предзиготической изоляции, при котором спаривание или опыление невозможно физически из-за несоответствия размеров или формы копулятивных органов у животных или строения цветка у растений.12
Что такое элементарный эволюционный процесс?
Правильный ответ:
Длительное и направленное изменение генотипического состава (генофонда) популяцииПояснение:
Элементарный эволюционный процесс — это не просто случайное колебание, а устойчивое, направленное изменение частот аллелей в популяции под действием отбора, которое в перспективе может привести к видообразованию.13
Какую роль в биологической изоляции играют специфические белки на поверхности яйцеклеток моллюсков?
Правильный ответ:
Они обеспечивают связывание только со сперматозоидами своего вида, предотвращая межвидовое оплодотворениеПояснение:
У животных с наружным оплодотворением (в воде) риск случайного слияния гамет разных видов велик. Специфические рецепторные белки на яйцеклетке работают как замок, к которому подходит только ключ (сперматозоид) своего вида.14
Что такое панмиксия?
Правильный ответ:
Свободное случайное скрещивание особей в популяцииПояснение:
Панмиксия — это состояние, при котором любая особь одного пола имеет равную вероятность скреститься с любой особью другого пола. Это одно из ключевых условий для соблюдения равновесия Харди—Вайнберга.15
Чему равна сумма частот всех аллелей одного гена в популяции (p + q)?
Правильный ответ:
1 (единице)Пояснение:
Частоты аллелей выражаются в долях от целого. Поскольку p и q охватывают все возможные варианты данного гена в популяции, их сумма всегда составляет 100% или единицу (p + q = 1).16
Какой пример иллюстрирует экологическую изоляцию?
Правильный ответ:
Обитание двух видов мух на одном дереве, но в разных ярусах (крона и подстилка)Пояснение:
Экологическая изоляция возникает, когда популяции живут на одной территории (симпатрия), но предпочитают разные микроусловия среды (разные корма, ярусы леса, типы почв), из-за чего их встречи и скрещивание становятся редкими или невозможными.17
Кто сформулировал закон генетического равновесия в популяциях?
Правильный ответ:
Харди и ВайнбергПояснение:
Закон был сформулирован в 1908 году независимо друг от друга английским математиком Годфри Харди и немецким врачом Вильгельмом Вайнбергом. Он стал фундаментом современной популяционной генетики.18
Что означает p² в уравнении (p + q)² = 1?
Правильный ответ:
Частоту гомозиготного доминантного генотипа (AA)Пояснение:
Член p² получается при умножении частоты доминантного аллеля на саму себя (p × p). Это вероятность встречи двух гамет с доминантным аллелем, что приводит к образованию гомозиготы AA.19
Может ли изоляция сама по себе создавать новые адаптации?
Правильный ответ:
Нет, изоляция лишь сохраняет различия, а адаптации создает естественный отборПояснение:
Изоляция — это барьер, она лишь разобщает группы и позволяет им идти своими путями. Сами изменения возникают из-за мутаций и дрейфа, а адаптивный (приспособительный) характер им придает только деятельность естественного отбора.20
Почему закон Харди—Вайнберга редко выполняется в природных популяциях в чистом виде?
Правильный ответ:
Потому что в природе всегда действуют факторы эволюции (отбор, мутации, миграции), нарушающие равновесиеПояснение:
«Идеальная популяция» — это абстракция. В реальности на любую живую популяцию постоянно давят внешние силы: хищники (отбор), случайные события (дрейф), приток мигрантов. Поэтому частоты генов постоянно меняются, и равновесие смещается.21
Какой тип изоляции наблюдается у популяций атлантической сельди?
Правильный ответ:
Временная (нерест в разные сезоны года)Пояснение:
Популяции атлантической сельди обитают в одном океане, но размножаются в разное время (весенняя, летняя, осенняя расы) в зависимости от развития планктона. Это классический пример сезонной (временной) изоляции.22
Что является первым шагом к образованию новых видов?
Правильный ответ:
Элементарный эволюционный процесс (направленное изменение генофонда популяции)Пояснение:
Видообразование начинается не с отдельной особи, а с изменения генетической структуры всей популяции. Длительное, направленное изменение частот аллелей под действием отбора (элементарный эволюционный процесс) ведет к дивергенции.23
Какое явление описывает термин «миграция» в контексте закона Харди—Вайнберга?
Правильный ответ:
Приток или отток генов из популяции (появление новых особей или их уход), нарушающий генетическое равновесиеПояснение:
В популяционной генетике под миграцией понимают поток генов. Если в популяцию приходят особи из других популяций с другим набором генов, это меняет частоты аллелей и нарушает равновесие Харди—Вайнберга.24
Что такое биотическая (биологическая) изоляция?
Правильный ответ:
Изоляция, обусловленная биологическими особенностями организмов (поведением, генетикой, физиологией)Пояснение:
Биологическая изоляция определяется свойствами самих живых существ, а не ландшафта. Это может быть разное брачное пение, несовпадение сроков течки, несовместимость белков или стерильность потомства.25
К какой группе механизмов относится гибель зиготы из-за биохимических различий гамет?
Правильный ответ:
Постзиготические (хотя оплодотворение формально началось, развитие прекращается)Пояснение:
Если слияние гамет произошло, но зигота погибает, не начав делиться или на ранних стадиях, это относится к постзиготическим механизмам (так как зигота формально уже возникла), блокирующим развитие гибрида.26
В чем отличие экологической изоляции от географической?
Правильный ответ:
Географическая — это физическое разделение барьерами, экологическая — обитание на одной территории, но в разных условиях средыПояснение:
При географической изоляции популяции не встречаются физически (аллопатрия). При экологической изоляции они живут на одной территории (симпатрия), но «не пересекаются» из-за разных предпочтений в еде, местах ночлега или размножения.27
Как рассчитывается частота рецессивного гомозиготного генотипа (aa) по Харди—Вайнбергу?
Правильный ответ:
q²Пояснение:
Частота рецессивного аллеля обозначается как q. Вероятность встречи двух таких аллелей (образование зиготы aa) равна произведению их частот: q × q = q².28
Какой пример демонстрирует этологическую изоляцию на основе световых сигналов?
Правильный ответ:
Светлячки разных видовПояснение:
Разные виды светлячков используют уникальные паттерны вспышек (длительность, частота, траектория полета) для привлечения самок. Это классический пример поведенческой (этологической) изоляции, предотвращающей межвидовое скрещивание.29
Что происходит с генетическими различиями между популяциями при длительной изоляции?
Правильный ответ:
Они увеличиваются и закрепляютсяПояснение:
Изоляция запускает процесс дивергенции (расхождения). Поскольку обмен генами прекращен, каждая популяция идет своим эволюционным путем, накапливая уникальные мутации и адаптации, что увеличивает генетическую дистанцию между ними.30
Какое условие необходимо для идеального выполнения закона Харди—Вайнберга относительно размера популяции?