Die Biologieprüfung gehört zu den selektiven Prüfungen und wird von denjenigen abgelegt, die sich ihres Wissens sicher sind. Die Prüfung in Biologie gilt als schwieriges Fach, da das über die Studienjahre angesammelte Wissen geprüft wird.

Die Aufgaben des USE in Biologie sind unterschiedlicher Art gewählt, zu deren Lösung sichere Kenntnisse der Hauptthemen des Schulbiologiekurses erforderlich sind. Aufgrund Demos Lehrer haben über 10 Testaufgaben für jedes Thema entwickelt.

Sehen Sie sich die Themen an, die Sie studieren müssen, wenn Sie Aufgaben von FIPI erledigen. Für jede Aufgabe ist ein eigener Aktionsalgorithmus vorgeschrieben, der bei der Lösung von Problemen hilft.

In Biologie gibt es bei KIM USE 2020 keine Änderungen.

Die Struktur der USE-Aufgaben in der Biologie:

• Teil 1- dies sind Aufgaben von 1 bis 21 mit einer kurzen Antwort, bis zu etwa 5 Minuten sind für die Bearbeitung vorgesehen.

Rat: Lesen Sie den Wortlaut der Fragen sorgfältig durch.

• Teil 2- dies sind Aufgaben von 22 bis 28 mit einer ausführlichen Antwort, für die Bearbeitung sind ungefähr 10-20 Minuten vorgesehen.

Rat: Ihre Gedanken literarisch ausdrücken, die Frage ausführlich und umfassend beantworten, biologische Begriffe definieren, auch wenn dies in den Aufgaben nicht verlangt wird. Die Antwort sollte einen Plan haben, nicht in festem Text schreiben, sondern Punkte hervorheben.

Was wird vom Studenten in der Prüfung verlangt?

• Fähigkeit, mit grafischen Informationen (Diagramme, Grafiken, Tabellen) zu arbeiten - ihre Analyse und Verwendung;
• Mehrfachauswahl;
• Konformität herstellen;
• Sequenzierung.

Punkte für jede Aufgabe in USE Biology

Um die beste Note in Biologie zu erhalten, müssen Sie 58 Hauptpunkte erzielen, die auf einer Skala in 100 umgerechnet werden.

• 1 Punkt - für 1, 2, 3, 6 Aufgaben.
• 2 Punkte - 4, 5, 7-22.
• 3 Punkte - 23-28.

So bereiten Sie sich auf Biologietests vor

1. Wiederholung der Theorie.
2. Richtige Zeiteinteilung für jede Aufgabe.
3. Praktische Probleme mehrfach lösen.
4. Überprüfung des Wissensstandes durch das Lösen von Tests online.

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Das Problem, die Prüfung erfolgreich zu bestehen, beschäftigt die Schüler bereits ein bis zwei Jahre vor Abschluss der 11. Klasse. Kein Wunder, denn die Prüfung ist nicht nur Bedingung dafür, dass man auf der Abschlussfeier ein Schulzeugnis erhält, sondern auch eine Art Schlüssel, der die Tür zu einem erfolgreichen Erwachsenenleben öffnet. Es ist kein Geheimnis, dass für die Zulassung zu höheren Bildungseinrichtungen des Landes das obligatorische Vorhandensein von USE-Zertifikaten in mehreren Fachfächern erforderlich ist. Und die USE in Biology 2019 ist besonders wichtig für angehende Mediziner, Psychologen, Tierärzte und viele andere.

Zunächst einmal ist dieses Fach für Kinder notwendig, die ein Studium verschiedener Fachrichtungen der Medizin, der Veterinärmedizin, der Agronomie oder der chemischen Industrie erfolgreich absolvieren wollen, aber 2019 wird auch das USE-Zertifikat in Biologie für die Zulassung an den Fakultäten für Sport angeboten , Psychologie, Paläontologie, Landschaftsdesign und andere

Biologie ist ein Fach, das viele Schulkinder mögen, weil viele Themen den Schülern nahe und verständlich sind und die meisten Laborarbeiten mit dem Wissen über die Welt um sie herum zusammenhängen, was bei Kindern ein echtes Interesse weckt. Bei der Wahl der VERWENDUNG in Biologie ist jedoch zu beachten, dass für die Prüfung relativ viel Stoff eingereicht wird und für die Zulassung an verschiedenen Fakultäten oft auch ein Zeugnis in Chemie, Naturwissenschaften oder Physik erforderlich ist.

Wichtig! Eine vollständige Liste der erforderlichen USE-Zertifikate, mit denen Sie sich für eine Budget- oder Vertragsausbildung an einer bestimmten Universität der Russischen Föderation bewerben können, finden Sie auf der Website der Bildungseinrichtung, an der Sie interessiert sind.

Termine

Die Prüfung in Biologie wird 2019 wie alle anderen Fächer an den im GIA-Kalender festgelegten Tagen abgelegt. Der Entwurf dieses Dokuments soll im November genehmigt werden. Sobald die Prüfungstermine bekannt sind, werden wir Ihnen als Erste mitteilen, wann die Prüfungen in Biologie und anderen Fächern stattfinden.

Wann Prüfungen angesetzt werden können, können Sie grob im letztjährigen Kalender nachvollziehen. So wurde 2018 an solchen Tagen Biologie belegt:

	Haupttermin	Tag reservieren
Frühzeitig
Basic

Für Personen, die erneut zur Übergabe zugelassen wurden, wurden ihre Testtermine im April und Juni ebenfalls festgelegt.

Neuheiten 2019

Auch wenn kardinale Änderungen den USE in Biologie nicht betreffen, wird es für 2019 noch einige Änderungen bei den Tickets geben.

Die Hauptinnovation des Studienjahres 2018-2019 wird der Ersatz der 2-Punkt-Aufgabe der 2. Zeile (Multiple Choice) durch eine 1-Punkt-Aufgabe sein, bei der mit einer Tabelle gearbeitet wird. Somit beträgt die maximale Anzahl der primären Punkte im Fach jetzt 58 (1 Punkt weniger als 2018).

Ansonsten bleibt die Struktur von KIM unverändert, was die 11. Klasse freuen dürfte, da bei der Vorbereitung auf die zahlreichen im Internet verfügbaren Materialien des Jahres 2018 zurückgegriffen werden kann.

Struktur von KIMs in der Biologie

Nachdem wir also bereits wissen, welche Änderungen sich in der Prüfung in Biologie ergeben, schauen wir uns die Aufgabentypen und ihre Verteilung im Ticket genauer an. KIM wird wie bisher 28 Aufgaben umfassen, die in zwei Teile gegliedert sind:

Das vorgeschlagene KIM-Format ermöglicht es Ihnen, das Wissen eines Absolventen in 7 Hauptblöcken zu bewerten:

Die Verteilung der Aufgaben nach Schwierigkeitsgraden sieht wie folgt aus:

Im Jahr 2019 werden für die Bearbeitung der Prüfungsarbeit in Biologie 3,5 Stunden (210 Min.) angesetzt, wobei berücksichtigt wird, dass der Prüfling für jede Aufgabe des 1. Blocks im Durchschnitt nicht mehr als 5 Minuten aufwenden muss, und für jedes Gebäude des 2. Blocks – von 10 bis 20 Minuten.

Das Mitbringen von zusätzlichen Materialien und Geräten sowie deren Benutzung während der Prüfung in Biologie ist verboten!

Bewertung der Arbeit

Für die korrekte Bewältigung von 21 Aufgaben des 1. Blocks kann der Prüfling maximal 38 Hauptpunkte erzielen, und für die Bewältigung von 7 Aufgaben des zweiten Blocks weitere 20, was insgesamt 58 Punkten entspricht, was 100 entspricht -Punkteergebnis der Einheitlichen Staatsprüfung.

Der erste Arbeitsblock, in dem der Prüfling die Antworttabelle ausfüllt, wird elektronisch geprüft, der zweite Block wird von zwei unabhängigen Gutachtern bewertet. Weicht die Meinung um mehr als 2 Punkte ab, wird der 3. Sachverständige zur Überprüfung der Arbeit hinzugezogen.

Obwohl die Ergebnisse der Prüfung nicht mehr mit bestimmten Noten auf einer 5-Punkte-Skala gleichgesetzt werden, wollen viele trotzdem wissen, wie sie die Aufgabe bewältigt haben. Das Ergebnis von 2019 kann anhand der folgenden ungefähren Entsprechungstabelle in eine Schulnote umgerechnet werden:

Um ein Zertifikat zu erhalten, reicht es aus, 16 Primärpunkte (oder 36 Testanrufe) zu erzielen, obwohl Sie mit einem solchen Ergebnis nicht in den Kampf um einen Budgetplatz an der Universität einsteigen können.

Gleichzeitig reicht die Punktzahl zum Bestehen an Universitäten von 65 bis 98 Punkten (nicht Grundschule, aber bereits Prüfung). Natürlich liegt die Bestehensschwelle der Moskauer Universitäten so nah wie möglich an der oberen Grenze des Bereichs, was dazu führt, dass die 11. Klasse ihre Vorbereitung ernster nimmt und sich auf die 100-Punkte-Marke und nicht auf die Mindestschwelle konzentriert.

Geheimnisse der Zubereitung

Biologie ist keine einfache Wissenschaft, sie erfordert Aufmerksamkeit und Verständnis und nicht nur mechanisches Auswendiglernen. Daher ist die Vorbereitung notwendig methodisch und konstant.

Zur Grundausbildung gehört das Studium der Terminologie, ohne deren Kenntnis es schwierig ist, sich in der Biologie als Wissenschaft zurechtzufinden. Um das Auswendiglernen zu erleichtern, verstärken Sie die Theorie mit Anschauungsmaterial, suchen Sie nach Bildern, Grafiken und Diagrammen, die zur Grundlage für die assoziative Gedächtnisarbeit werden. Sie müssen sich auch mit der Demoversion von KIMs vertraut machen, um den Aufbau der Biologieprüfung zu verstehen.

Es braucht Übung, um Aufgaben eines bestimmten Typs zu lösen. Durch das systematische Lösen der auf der FIPI-Website vorgestellten Optionen bilden die Studierenden eine Strategie zur Lösung von Aufgaben und gewinnen Selbstvertrauen, das ein unverzichtbarer Helfer für den Erfolg ist.

Das Datum der Klausur in Biologie 2019 wird erst im Januar 2019 bekannt sein.

Was wird in der Prüfung geprüft?

Um die Prüfungsarbeit zu vervollständigen, muss der USE-Teilnehmer in der Lage sein:

• mit Diagrammen, Zeichnungen, Grafiken, Tabellen und Histogrammen arbeiten,
• Fakten erklären
• Schlussfolgerungen zusammenfassen und formulieren,
• biologische Probleme lösen
• Arbeit mit biologischen Informationen, mit dem Bild biologischer Objekte.

Überprüft werden die Kenntnisse und Fähigkeiten der Absolventinnen und Absolventen, die sich während des Studiums folgender Abschnitte des Biologiestudiums angeeignet haben:

1. "Pflanzen".
2. "Bakterien. Pilze. Flechten.
3. "Tiere".
4. "Der Mensch und seine Gesundheit".
5. "Allgemeine Biologie".

Die Prüfungsarbeiten werden von Aufgaben der Allgemeinen Biologie dominiert, die allgemeine biologische Muster berücksichtigen, die sich auf verschiedenen Ebenen der Organisation von Wildtieren manifestieren. Diese beinhalten:

• Zell-, Chromosomen- und Evolutionstheorien;
• Gesetze der Vererbung und Variabilität;
• ökologische Entwicklungsgesetze der Biosphäre.

Es ist ein so nützliches Video, dass wir empfehlen, dass Sie es sich gleich ansehen:

Das sechste Gebäude des Einheitlichen Staatsexamens in Biologie ist Aufgaben. Besonders für Menschen, die gerade erst in Biologie oder Prüfungsvorbereitung einsteigen, sind sie erschreckend. Sehr vergebens. Man muss nur herausfinden, wie alles einfach und leicht wird. 🙂

Bezieht sich auf das Grundniveau, mit einer richtigen Antwort können Sie 1 Primärpunkt erhalten.

Um diese Aufgabe erfolgreich abzuschließen, sollten Sie die folgenden im Kodifizierer angegebenen Themen kennen:

Themen im Kodifikator für Aufgabe Nr. 6

Genetik, ihre Aufgaben. Vererbung und Variabilität sind Eigenschaften von Organismen. Methoden der Genetik. Grundlegende genetische Konzepte und Symbolik. Chromosomentheorie der Vererbung. Moderne Ideen über das Gen und Genom

Vererbungsmuster, ihre zytologische Grundlage. Von G. Mendel festgestellte Vererbungsmuster, ihre zytologischen Grundlagen (mono- und dihybride Kreuzung). Gesetze von T. Morgan: verknüpfte Vererbung von Merkmalen, Verletzung der Verknüpfung von Genen. Sexgenetik. Vererbung von geschlechtsgebundenen Merkmalen. Interaktion von Genen. Der Genotyp als integrales System. Menschliche Genetik. Methoden zum Studium der Humangenetik. Lösung genetischer Probleme. Erstellung von Kreuzungsschemata.

"Ich werde die Prüfung lösen" teilt Aufgaben in zwei große Gruppen ein: monohybride Kreuzung und dihybride Kreuzung.

Bevor Sie Probleme lösen, schlagen wir vor, ein kleines Glossar mit Begriffen und Konzepten zusammenzustellen, um zu verstehen, was von uns verlangt wird.

Theorie für Kreuzungsaufgaben

Es gibt zwei Arten von Merkmalen: rezessive und dominante.

« Dominantes Merkmal setzt rezessives Merkmal außer Kraft“ ist ein feststehender Satz. Was heißt unterdrücken? Dies bedeutet, dass bei der Wahl zwischen einem dominanten und einem rezessiven Merkmal zwangsläufig das dominante Merkmal erscheint. Auf jeden Fall. Ein dominantes Merkmal wird durch einen Großbuchstaben und ein rezessives Merkmal durch einen Kleinbuchstaben gekennzeichnet. Alles ist logisch. Damit ein rezessives Merkmal in den Nachkommen erscheint, ist es notwendig, dass das Gen sowohl vom Weibchen als auch vom Männchen ein rezessives Merkmal trägt.

Stellen wir uns zur Verdeutlichung ein Zeichen vor, zum Beispiel die Farbe eines Kätzchenmantels. Angenommen, wir haben zwei Optionen für die Entwicklung von Ereignissen:

1. Schwarze Wolle
2. Weiße Wolle

Schwarze Wolle dominiert über Weiß. Im Allgemeinen geben Aufgaben immer an, was was beherrscht, Bewerber müssen nicht alles wissen, insbesondere aus der Genetik.

Schwarze Wolle würde dann mit einem Großbuchstaben gekennzeichnet. Am häufigsten werden alphabetisch A, B, C usw. verwendet. Weiße Wolle jeweils in Kleinbuchstaben.

Eine schwarze Wolle.

eine weiße Wolle.

Wenn die Verschmelzung von Gameten zu Kombinationen führt: AA, Aa, aA, bedeutet dies, dass die Wolle der Nachkommen der ersten Generation schwarz ist.

Wenn beim Verschmelzen der Gameten die Kombination aa erhalten wird, ist die Wolle weiß.

Welche Gameten die Eltern haben, wird im Zustand des Problems gesagt.

Gameten, oder Geschlechtszellen, sind Fortpflanzungszellen, die einen haploiden (einfachen) Chromosomensatz aufweisen und insbesondere an der sexuellen Fortpflanzung beteiligt sind.

Zygote Eine diploide Zelle, die aus der Befruchtung hervorgegangen ist.

Heterozygot - zwei Gene, die ein Merkmal bestimmen, sind unterschiedlich (Aa)

Homozygot – zwei Gene, die ein Merkmal bestimmen, sind gleich (AA oder aa)

Dihybrides Kreuz- Kreuzung von Organismen, die sich in zwei Paaren alternativer Merkmale unterscheiden.

monohybrides Kreuz- Kreuzung, bei der sich die gekreuzten Organismen nur in einem Merkmal unterscheiden.

Kreuz analysieren- Kreuzung eines hybriden Individuums mit einem Individuum, das für rezessive Allele homozygot ist.

Gregor Mendel - "Vater" der Genetik

Also, wie kann man zwischen diesen Kreuzungsarten unterscheiden:

Bei monohybrider Kreuzung sprechen wir von einem Merkmal: Farbe, Größe, Form.

Bei einer Dihybridkreuzung sprechen wir von zwei Merkmalen.

Bei der Analyse von Kreuzungen kann ein Individuum absolut beliebig sein, aber die anderen Gameten müssen ausschließlich rezessive Merkmale tragen.

Allele- verschiedene Formen desselben Gens, die sich in denselben Regionen homologer Chromosomen befinden.

Es klingt nicht sehr klar. Lass es uns herausfinden:

1 Gen trägt 1 Merkmal.

1 Allel trägt einen Merkmalswert (es kann dominant oder rezessiv sein).

Genotyp ist die Gesamtheit der Gene eines Organismus.

Phänotyp- eine Reihe von Merkmalen, die einem Individuum in einem bestimmten Entwicklungsstadium innewohnen.

Aufgaben werden oft gestellt, um den Prozentsatz von Personen mit einem bestimmten Genotyp oder Phänotyp oder die Aufteilung nach Genotyp oder Phänotyp anzugeben. Wenn wir die Definition des Phänotyps vereinfachen, dann ist der Phänotyp die äußere Manifestation von Merkmalen des Genotyps.

Zusätzlich zu allen Konzepten müssen Sie die Gesetze von Gregor Mendel - dem Vater der Genetik - kennen.

Gregor Mendel kreuzte Erbsen mit Früchten, die sich in Farbe und Glätte der Schale unterschieden. Dank seiner Beobachtungen erschienen drei Gesetze der Genetik:

I. Das Gesetz der Uniformität von Hybriden der ersten Generation:

Bei der monohybriden Kreuzung verschiedener Homozygoten haben alle Nachkommen der ersten Generation den gleichen Phänotyp.

II. Spaltungsgesetz

Bei der Kreuzung der Nachkommen der ersten Generation wird eine Aufspaltung von 3:1 im Phänotyp und 1:2:1 im Genotyp beobachtet.

III. Gesetz der unabhängigen Spaltung

Bei einer dihybriden Kreuzung zweier verschiedener Homozygoten in der zweiten Generation wird eine phänotypische Aufspaltung im Verhältnis 9:3:3:1 beobachtet.

Wenn man die Fähigkeit erlangt hat, genetische Probleme zu lösen, kann die Frage auftauchen: Warum sollte ich die Mendelschen Gesetze kennen, wenn ich das Problem perfekt lösen und in bestimmten Fällen Spaltungen finden kann? Achtung Antwort: Bei manchen Aufgaben kann es notwendig sein, anzugeben, nach welchem ​​Gesetz die Aufteilung stattgefunden hat, dies gilt jedoch eher für Aufgaben mit einer detaillierten Antwort.

Nachdem Sie sich in der Theorie auskennen, können Sie endlich zu Aufgaben übergehen. 😉

Analyse typischer Aufgaben Nr. 6 VERWENDUNG in der Biologie

Arten von Gameten bei einem Individuum

Wie viele Arten von Gameten werden in einem Individuum mit dem aabb-Genotyp gebildet?

Wir haben zwei Paare von allelischen Chromosomen:

Erstes Paar: aa

Zweites Paar: bb

Das sind alles Homozygote. Sie können nur eine Kombination machen: ab.

Arten von Gameten beim Überqueren

Wie viele Arten von Gameten werden in diheterozygoten Erbsenpflanzen während der Dihybridkreuzung gebildet (Gene bilden keine Kopplungsgruppe)? Notieren Sie eine Zahl für Ihre Antwort.

Da die Pflanzen diheterozygot sind, bedeutet dies, dass sie gemäß beiden Merkmalen ein Allel dominant und das zweite rezessiv haben.

Wir erhalten die Genotypen AaBb und AaBb.

Gameten in Aufgaben werden mit dem Buchstaben G gekennzeichnet, außerdem werden ohne Kommas in Kreisen zuerst Gameten einer Person angegeben, dann ein Semikolon (;) gesetzt, Gameten einer anderen Person werden ebenfalls in Kreisen geschrieben.

Die Kreuzung wird durch ein „x“ gekennzeichnet.

Schreiben wir die Gameten auf, dazu sortieren wir alle Kombinationen:

Es stellte sich heraus, dass die Gameten der ersten und zweiten Person gleich waren, also war auch ihr Genotyp derselbe. Wir haben also 4 verschiedene Arten von Gameten:

Berechnung des Anteils an Diheterozygoten

Bei der Kreuzung von Individuen mit AaBb-Genotypen mit AaBb (Gene sind nicht verknüpft) beträgt der Anteil (%) an Heterozygoten für beide Allele (Diheterozygoten) in den Nachkommen ....

Lassen Sie uns ein Punnett-Gitter erstellen. Dazu schreiben wir die Gameten des einen Individuums in eine Spalte, die Gameten des anderen in eine Reihe, wir erhalten eine Tabelle:

Lassen Sie uns die Diheterozygoten in der Tabelle finden:

Zygoten insgesamt: 16

Diheterozygoten: 4

Lassen Sie uns den Prozentsatz berechnen: =

Anwendung der Mendelschen Gesetze

Die Einheitlichkeitsregel der ersten Generation tritt auf, wenn der Genotyp eines Elternteils aabb und der andere ist

Gemäß der Einheitlichkeitsregel sollten monohybride Homozygoten gekreuzt werden, eine mit einem dominanten Merkmal und die zweite mit einem rezessiven Merkmal. Daher muss der Genotyp des anderen Individuums AABB sein.

Antwort: AABB.

Phänotyp-Verhältnis

Der Genotyp eines Elternteils ist AaBb, wenn bei der Analyse der Dihybridkreuzung und der unabhängigen Vererbung von Merkmalen eine Aufspaltung des Phänotyps bei den Nachkommen im Verhältnis beobachtet wird. Schreiben Sie die Antwort in Form einer Zahlenfolge auf, die das Verhältnis der resultierenden Phänotypen in absteigender Reihenfolge zeigt.

Analysieren des Dihybridkreuzes, was bedeutet, dass das zweite Individuum eine rezessive Dihomozygote hat: aabb.

Hier kann auf das Punnett-Gitter verzichtet werden.

Generationen werden mit dem Buchstaben F bezeichnet.

F1: AaBb; Abb.; aaBb; abb

Alle vier Varianten von Phänotypen sind unterschiedlich, sie beziehen sich also 1:1:1:1 aufeinander.

Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit der Geburt gesunder Jungen in einer Familie, in der die Mutter gesund und der Vater an Hypertrichose erkrankt ist, einer Krankheit, die durch das Vorhandensein eines Gens verursacht wird, das mit dem Y-Chromosom verbunden ist?

Wenn das Merkmal mit dem Y-Chromosom verknüpft ist, beeinflusst es das X-Chromosom nicht.

Das weibliche Geschlecht ist homozygot: XX, das männliche ist heterozygot XY.

Die Lösung von Problemen mit Geschlechtschromosomen unterscheidet sich praktisch nicht von der Lösung von Problemen mit Autosomen.

Lassen Sie uns eine Gen- und Merkmalstabelle erstellen, die auch bei Problemen mit autosomalen Chromosomen erstellt werden sollte, wenn die Merkmale angegeben sind und dies wichtig ist.

Der Buchstabe über dem Y zeigt an, dass das Gen mit diesem Chromosom verbunden ist. Merkmale sind dominant und rezessiv, sie werden durch Groß- und Kleinbuchstaben gekennzeichnet, sie können sich je nach Aufgabe sowohl auf das H-Chromosom als auch auf das Y-Chromosom beziehen.

♀XX x XY a

F1: XX-Mädchen, gesund

XY a - Junge, krank

Jungen, die diesem Paar geboren werden, sind zu 100 % krank, also zu 0 % gesund.

Blutgruppen

Welche Blutgruppe nach dem ABO-System hat ein Mensch mit dem Genotyp I B I 0? Notieren Sie eine Zahl für Ihre Antwort.

Verwenden wir die Tabelle:

Genetik, ihre Aufgaben. Vererbung und Variabilität sind Eigenschaften von Organismen. Methoden der Genetik. Grundlegende genetische Konzepte und Symbolik. Chromosomentheorie der Vererbung. Moderne Ideen über das Gen und Genom

Genetik, ihre Aufgaben

Die Erfolge der Naturwissenschaften und der Zellbiologie im 18.-19. Jahrhundert ließen eine Reihe von Wissenschaftlern über die Existenz bestimmter erblicher Faktoren spekulieren, die beispielsweise die Entstehung von Erbkrankheiten bestimmen, aber diese Annahmen wurden nicht durch entsprechende Beweise gestützt. Auch die von H. de Vries 1889 formulierte Theorie der intrazellulären Pangenese, die von der Existenz bestimmter „Pangene“ im Zellkern ausgeht, die die erblichen Anlagen des Organismus bestimmen, und von der Freisetzung nur der bestimmenden in das Protoplasma der Zelltyp, konnten die Situation ebenso wenig ändern wie die Theorie des "Keimplasmas" von A. Weisman, wonach die im Prozess der Ontogenese erworbenen Eigenschaften nicht vererbt werden.

Erst die Arbeiten des tschechischen Forschers G. Mendel (1822-1884) wurden zum Grundstein der modernen Genetik. Obwohl seine Werke in wissenschaftlichen Publikationen zitiert wurden, schenkten ihnen die Zeitgenossen keine Beachtung. Und erst die Wiederentdeckung der Muster der unabhängigen Vererbung durch drei Wissenschaftler gleichzeitig - E. Chermak, K. Correns und H. de Vries - zwang die wissenschaftliche Gemeinschaft, sich den Ursprüngen der Genetik zuzuwenden.

Genetik ist eine Wissenschaft, die die Gesetze der Vererbung und Variabilität sowie Methoden zu ihrer Bewältigung untersucht.

Die Aufgaben der Genetik im gegenwärtigen Stadium sind die Untersuchung der qualitativen und quantitativen Merkmale des Erbguts, die Analyse der Struktur und Funktionsweise des Erbguts, die Entschlüsselung der Feinstruktur des Gens und Methoden zur Regulierung der Genaktivität, die Suche nach Genen, die verursachen die Entwicklung menschlicher Erbkrankheiten und Methoden zu ihrer "Korrektur", die Schaffung einer neuen Generation von Medikamenten durch Typ-DNA-Impfstoffe, die Konstruktion von Organismen mit neuen Eigenschaften unter Verwendung von genetischen und zelltechnischen Werkzeugen, die Medikamente und Lebensmittel produzieren könnten, die für den Menschen notwendig sind , sowie eine vollständige Entschlüsselung des menschlichen Genoms.

Vererbung und Variabilität - Eigenschaften von Organismen

Vererbung- ist die Fähigkeit von Organismen, ihre Eigenschaften und Eigenschaften über mehrere Generationen hinweg weiterzugeben.

Variabilität- die Eigenschaft von Organismen, im Laufe des Lebens neue Eigenschaften zu erwerben.

Zeichen- Dies sind alle morphologischen, physiologischen, biochemischen und anderen Merkmale von Organismen, in denen sich einige von ihnen von anderen unterscheiden, z. B. Augenfarbe. Eigenschaften Sie bezeichnen auch alle funktionellen Merkmale von Organismen, die auf einem bestimmten Strukturmerkmal oder einer Gruppe elementarer Merkmale beruhen.

Organismen lassen sich einteilen Qualität und quantitativ. Qualitative Zeichen haben zwei oder drei kontrastierende Manifestationen, die genannt werden alternative Funktionen, B. blaue und braune Augen, während quantitative Augen (Milchleistung der Kühe, Weizenleistung) keine klar definierten Unterschiede aufweisen.

Der materielle Träger der Vererbung ist die DNA. Bei Eukaryoten gibt es zwei Arten der Vererbung: genotypisch und zytoplasmatisch. Träger der genotypischen Vererbung sind im Kern lokalisiert, und weiter werden wir darüber sprechen, und Träger der zytoplasmatischen Vererbung sind kreisförmige DNA-Moleküle, die sich in Mitochondrien und Plastiden befinden. Die zytoplasmatische Vererbung wird hauptsächlich mit dem Ei übertragen, daher wird es auch genannt mütterlich.

Eine kleine Anzahl von Genen ist in den Mitochondrien menschlicher Zellen lokalisiert, aber ihre Veränderung kann einen erheblichen Einfluss auf die Entwicklung des Organismus haben, zum Beispiel zur Entstehung von Erblindung oder einer allmählichen Abnahme der Mobilität führen. Plastiden spielen eine ebenso wichtige Rolle im Pflanzenleben. So können an einigen Stellen des Blattes chlorophyllfreie Zellen vorhanden sein, was einerseits zu einer Abnahme der Pflanzenproduktivität führt, andererseits werden solche bunten Organismen im dekorativen Gartenbau geschätzt. Solche Exemplare werden hauptsächlich asexuell reproduziert, da während der sexuellen Reproduktion häufiger gewöhnliche grüne Pflanzen erhalten werden.

Genetische Methoden

1. Die hybridologische Methode oder die Methode der Kreuzungen besteht in der Auswahl der Elterntiere und der Analyse der Nachkommen. Gleichzeitig wird der Genotyp eines Organismus anhand der phänotypischen Manifestationen von Genen in Nachkommen beurteilt, die durch ein bestimmtes Kreuzungsschema erhalten werden. Dies ist die älteste informative Methode der Genetik, die erstmals von G. Mendel in Kombination mit der statistischen Methode am umfassendsten angewendet wurde. Diese Methode ist in der Humangenetik aus ethischen Gründen nicht anwendbar.

2. Die zytogenetische Methode basiert auf der Untersuchung des Karyotyps: der Anzahl, Form und Größe der Chromosomen des Körpers. Die Untersuchung dieser Merkmale ermöglicht es, verschiedene Entwicklungspathologien zu identifizieren.

3. Die biochemische Methode ermöglicht es, den Gehalt verschiedener Substanzen im Körper zu bestimmen, insbesondere deren Überschuss oder Mangel, sowie die Aktivität einer Reihe von Enzymen.

4. Molekulargenetische Methoden zielen darauf ab, Variationen in der Struktur zu identifizieren und die primäre Nukleotidsequenz der untersuchten DNA-Abschnitte zu entschlüsseln. Sie ermöglichen es Ihnen, Gene für Erbkrankheiten auch im Embryo zu identifizieren, die Vaterschaft festzustellen usw.

5. Das populationsstatistische Verfahren ermöglicht es, die genetische Zusammensetzung einer Population, die Häufigkeit bestimmter Gene und Genotypen, die genetische Belastung sowie die Entwicklungsperspektiven einer Population zu bestimmen.

6. Die Methode der Hybridisierung somatischer Zellen in Kultur ermöglicht es Ihnen, die Lokalisierung bestimmter Gene in Chromosomen zu bestimmen, wenn Zellen verschiedener Organismen verschmelzen, z. B. Mäuse und Hamster, Mäuse und Menschen usw.

Grundlegende genetische Konzepte und Symbolik

Gen- Dies ist ein Abschnitt eines DNA-Moleküls oder Chromosoms, der Informationen über ein bestimmtes Merkmal oder eine bestimmte Eigenschaft eines Organismus enthält.

Einige Gene können die Manifestation mehrerer Merkmale gleichzeitig beeinflussen. Ein solches Phänomen wird genannt Pleiotropie. Zum Beispiel verursacht das Gen, das die Entstehung der Erbkrankheit Arachnodaktylie (Spinnenfinger) verursacht, auch die Krümmung der Linse, die Pathologie vieler innerer Organe.

Jedes Gen nimmt einen genau definierten Platz im Chromosom ein - Ort. Da in den somatischen Zellen der meisten eukaryotischen Organismen die Chromosomen gepaart (homolog) sind, enthält jedes der gepaarten Chromosomen eine Kopie des Gens, das für ein bestimmtes Merkmal verantwortlich ist. Solche Gene werden genannt allelisch.

Allelgene existieren meistens in zwei Varianten - dominant und rezessiv. Dominant Ein sogenanntes Allel, das sich unabhängig vom Gen auf dem anderen Chromosom manifestiert und die Entwicklung eines Merkmals unterdrückt, das von einem rezessiven Gen codiert wird. Dominante Allele werden normalerweise durch Großbuchstaben des lateinischen Alphabets (A, B, C usw.) gekennzeichnet, während rezessive Allele durch Kleinbuchstaben (a, b, c usw.) gekennzeichnet werden. rezessiv Allele können nur exprimiert werden, wenn sie Loci auf beiden gepaarten Chromosomen besetzen.

Ein Organismus, der auf beiden homologen Chromosomen das gleiche Allel hat, wird als bezeichnet homozygot für dieses Gen, oder homozygot(AA, aa, AABB, aabb usw.) und ein Organismus, der unterschiedliche Genvarianten in beiden homologen Chromosomen – dominant und rezessiv – aufweist, bezeichnet heterozygot für dieses Gen, oder heterozygot(Aa, AaBb usw.).

Eine Reihe von Genen kann drei oder mehr Strukturvarianten aufweisen, zum Beispiel werden Blutgruppen nach dem AB0-System von drei Allelen kodiert – I A, I B, d. Ein solches Phänomen wird genannt mehrfacher Allelismus. Allerdings trägt auch in diesem Fall jedes Chromosom eines Paares nur ein Allel, dh alle drei Genvarianten in einem Organismus können nicht repräsentiert werden.

Genom- eine Reihe von Genen, die für den haploiden Chromosomensatz charakteristisch sind.

Genotyp- eine Reihe von Genen, die für einen diploiden Chromosomensatz charakteristisch sind.

Phänotyp- eine Reihe von Merkmalen und Eigenschaften eines Organismus, die das Ergebnis der Wechselwirkung des Genotyps und der Umwelt sind.

Da sich Organismen in vielen Merkmalen voneinander unterscheiden, ist es möglich, Muster ihrer Vererbung nur durch die Analyse von zwei oder mehr Merkmalen in den Nachkommen zu ermitteln. Kreuzung, bei der die Vererbung berücksichtigt und eine genaue quantitative Erfassung der Nachkommen für ein Paar alternativer Merkmale durchgeführt wird, wird als Kreuzung bezeichnet monohybrid m, in zwei Paaren - dihybrid, nach weiteren Zeichen - polyhybrid.

Entsprechend dem Phänotyp eines Individuums ist es bei weitem nicht immer möglich, seinen Genotyp festzustellen, da sowohl ein Organismus, der für das dominante Gen (AA) homozygot als auch heterozygot (Aa) ist, eine Manifestation des dominanten Allels im Phänotyp aufweisen wird. Um daher den Genotyp eines Organismus mit Kreuzbefruchtung zu überprüfen, Kreuz analysieren Eine Kreuzung, bei der ein Organismus mit einem dominanten Merkmal mit einem homozygoten rezessiven Gen gekreuzt wird. In diesem Fall wird ein Organismus, der für das dominante Gen homozygot ist, bei den Nachkommen keine Aufspaltung hervorrufen, während bei den Nachkommen heterozygoter Individuen eine gleiche Anzahl von Individuen mit dominanten und rezessiven Merkmalen beobachtet wird.

Die folgenden Konventionen werden am häufigsten zum Schreiben von Crossover-Schemata verwendet:

R (von lat. Elternteil- Eltern) - Elternorganismen;

$♀$ (alchemistisches Zeichen der Venus – ein Spiegel mit Griff) – mütterliches Individuum;

$♂$ (alchemistisches Zeichen des Mars - Schild und Speer) - väterliche Person;

$×$ ist das Kreuzzeichen;

F 1, F 2, F 3 usw. - Hybriden der ersten, zweiten, dritten und nachfolgenden Generation;

F a - Nachkommen aus der Analyse von Kreuzungen.

Chromosomentheorie der Vererbung

Der Begründer der Genetik G. Mendel sowie seine engsten Anhänger hatten keine Ahnung von der materiellen Grundlage erblicher Anlagen oder Gene. Der deutsche Biologe T. Boveri und der amerikanische Student W. Setton haben jedoch bereits 1902-1903 unabhängig voneinander vorgeschlagen, dass das Verhalten von Chromosomen während der Zellreifung und Befruchtung es ermöglicht, die Aufspaltung von Erbfaktoren nach Mendel zu erklären, d.h. in Ihrer Meinung nach müssen sich Gene auf den Chromosomen befinden. Diese Annahmen sind zum Eckpfeiler der Chromosomentheorie der Vererbung geworden.

1906 entdeckten die englischen Genetiker W. Batson und R. Pennet eine Verletzung der Mendelschen Spaltung beim Kreuzen von Zuckererbsen, und ihr Landsmann L. Doncaster entdeckte in Experimenten mit dem Stachelbeermottenschmetterling die geschlechtsgebundene Vererbung. Die Ergebnisse dieser Experimente widersprachen eindeutig denen von Mendel, aber da zu diesem Zeitpunkt bereits bekannt war, dass die Anzahl bekannter Merkmale für Versuchsobjekte die Anzahl der Chromosomen bei weitem überstieg, deutete dies darauf hin, dass jedes Chromosom mehr als ein Gen trägt, und die Gene eines Chromosoms werden zusammen vererbt.

1910 begannen die Experimente der Gruppe von T. Morgan an einem neuen Versuchsobjekt - der Drosophila-Fruchtfliege. Die Ergebnisse dieser Experimente ermöglichten es Mitte der 20er Jahre des 20. Jahrhunderts, die Hauptbestimmungen der Chromosomentheorie der Vererbung zu formulieren, um die Reihenfolge der Anordnung von Genen in Chromosomen und den Abstand zwischen ihnen zu bestimmen, d erste Karten von Chromosomen.

Die wichtigsten Bestimmungen der Chromosomentheorie der Vererbung:

1. Gene befinden sich auf Chromosomen. Gene auf demselben Chromosom werden zusammen vererbt oder verknüpft und heißen Kupplungsgruppe. Die Zahl der Verknüpfungsgruppen ist zahlenmäßig gleich dem haploiden Chromosomensatz.
2. Jedes Gen nimmt einen genau definierten Platz im Chromosom ein – einen Locus.
3. Gene sind linear auf Chromosomen angeordnet.
4. Eine Unterbrechung der Genverknüpfung tritt nur als Ergebnis einer Überkreuzung auf.
5. Der Abstand zwischen Genen auf einem Chromosom ist proportional zum Prozentsatz der Kreuzung zwischen ihnen.
6. Unabhängige Vererbung ist nur für Gene nicht-homologer Chromosomen charakteristisch.

Moderne Ideen über das Gen und Genom

In den frühen 40er Jahren des zwanzigsten Jahrhunderts kamen J. Beadle und E. Tatum bei der Analyse der Ergebnisse genetischer Studien, die am Neurosporenpilz durchgeführt wurden, zu dem Schluss, dass jedes Gen die Synthese eines Enzyms steuert, und formulierten das Prinzip „ein Gen - ein Enzym" .

Bereits 1961 gelang es F. Jacob, J. L. Monod und A. Lvov, die Struktur des Escherichia coli-Gens zu entschlüsseln und die Regulation seiner Aktivität zu untersuchen. Für diese Entdeckung wurden sie 1965 mit dem Nobelpreis für Physiologie oder Medizin ausgezeichnet.

Im Laufe der Studie konnten sie neben Strukturgenen, die die Entwicklung bestimmter Merkmale steuern, auch regulatorische Gene identifizieren, deren Hauptfunktion die Manifestation von Merkmalen ist, die von anderen Genen kodiert werden.

Die Struktur des prokaryotischen Gens. Das Strukturgen von Prokaryoten hat eine komplexe Struktur, da es regulatorische Regionen und codierende Sequenzen enthält. Zu den regulatorischen Regionen gehören Promotor, Operator und Terminator. Promoter bezeichnet die Region des Gens, an die das Enzym RNA-Polymerase angehängt ist, das während der Transkription für die Synthese von mRNA sorgt. AUS Operator, gelegen zwischen dem Promotor und der Struktursequenz, binden kann Repressor-Protein, die es der RNA-Polymerase nicht erlaubt, mit dem Lesen von Erbinformationen aus der codierenden Sequenz zu beginnen, und nur ihre Entfernung ermöglicht den Beginn der Transkription. Die Struktur des Repressors ist normalerweise in einem regulatorischen Gen kodiert, das sich in einem anderen Teil des Chromosoms befindet. Das Lesen von Informationen endet an einem Abschnitt des Gens genannt Terminator.

codierende Sequenz Strukturgen enthält Informationen über die Abfolge von Aminosäuren im entsprechenden Protein. Die kodierende Sequenz in Prokaryoten heißt Cistronom, und der Satz von codierenden und regulatorischen Regionen des prokaryotischen Gens - Operon. Im Allgemeinen haben Prokaryoten, zu denen E. coli gehört, eine relativ kleine Anzahl von Genen, die sich auf einem einzelnen Ringchromosom befinden.

Das Zytoplasma von Prokaryoten kann auch zusätzliche kleine kreisförmige oder offene DNA-Moleküle enthalten, die als Plasmide bezeichnet werden. Plasmide können sich in Chromosomen integrieren und von einer Zelle zur anderen übertragen werden. Sie können Informationen über Geschlechtsmerkmale, Pathogenität und Antibiotikaresistenz enthalten.

Die Struktur des eukaryotischen Gens. Im Gegensatz zu Prokaryoten haben eukaryotische Gene keine Operonstruktur, da sie keinen Operator enthalten und jedes Strukturgen nur von einem Promotor und einem Terminator begleitet wird. Darüber hinaus sind signifikante Regionen in eukaryotischen Genen ( Exons) wechseln sich ab mit unbedeutend ( Introns), die vollständig in mRNAs umgeschrieben und dann während ihrer Reifung herausgeschnitten werden. Die biologische Rolle von Introns besteht darin, die Wahrscheinlichkeit von Mutationen in signifikanten Bereichen zu verringern. Eukaryotische Genregulation ist viel komplexer als die für Prokaryoten beschriebene.

Das menschliche Genom. In jeder menschlichen Zelle gibt es ungefähr 2 m DNA in 46 Chromosomen, dicht gepackt in einer Doppelhelix, die aus ungefähr 3,2 $ × $ 10 9 Nukleotidpaaren besteht, was ungefähr 10 1900000000 mögliche einzigartige Kombinationen bietet. Bis Ende der 1980er Jahre war die Lage von etwa 1.500 menschlichen Genen bekannt, ihre Gesamtzahl wurde jedoch auf etwa 100.000 geschätzt, da nur etwa 10.000 Erbkrankheiten beim Menschen auftreten, ganz zu schweigen von der Anzahl verschiedener Proteine, die in Zellen enthalten sind.

1988 wurde das internationale Projekt „Human Genome“ gestartet, das zu Beginn des 21. Jahrhunderts mit einer vollständigen Entschlüsselung der Nukleotidsequenz endete. Er machte es möglich zu verstehen, dass zwei verschiedene Menschen zu 99,9 % ähnliche Nukleotidsequenzen haben und nur die restlichen 0,1 % unsere Individualität bestimmen. Insgesamt wurden etwa 30-40.000 Strukturgene entdeckt, aber dann reduzierte sich ihre Zahl auf 25.000 bis 30.000. Unter diesen Genen gibt es nicht nur einzigartige, sondern auch hundert- und tausendfach wiederholte Gene. Diese Gene kodieren jedoch für eine viel größere Anzahl von Proteinen, wie zum Beispiel Zehntausende von Schutzproteinen - Immunglobuline.

97 % unseres Genoms ist genetischer „Müll“, der nur existiert, weil er sich gut reproduzieren kann (die RNA, die in diesen Regionen transkribiert wird, verlässt niemals den Zellkern). Unter unseren Genen befinden sich beispielsweise nicht nur „menschliche“ Gene, sondern auch 60 % der Gene, die den Genen der Fruchtfliege ähneln, und bis zu 99 % unserer Gene sind mit Schimpansen verwandt.

Parallel zur Entschlüsselung des Genoms fand auch eine Chromosomenkartierung statt, wodurch es möglich war, einige Gene, die für die Entstehung von Erbkrankheiten verantwortlich sind, sowie den Angriffspunkt von Medikamenten nicht nur zu erkennen, sondern auch zu lokalisieren Gene.

Die Entschlüsselung des menschlichen Genoms wirkt sich noch nicht direkt aus, da wir als Mensch zwar eine Art Anleitung erhalten haben, einen so komplexen Organismus zusammenzusetzen, aber nicht gelernt haben, wie man ihn herstellt oder zumindest Fehler darin korrigiert. Dennoch steht das Zeitalter der Molekularmedizin bereits an der Schwelle, weltweit gibt es eine Entwicklung sogenannter Genpräparate, die pathologische Gene bei lebenden Menschen blockieren, entfernen oder sogar ersetzen können, und nicht nur in einer befruchteten Eizelle.

Wir sollten nicht vergessen, dass in eukaryotischen Zellen DNA nicht nur im Zellkern, sondern auch in Mitochondrien und Plastiden enthalten ist. Im Gegensatz zum Kerngenom hat die Organisation der mitochondrialen und plastidären Gene viel mit der Organisation des prokaryotischen Genoms gemeinsam. Trotz der Tatsache, dass diese Organellen weniger als 1 % der Erbinformationen der Zelle tragen und nicht einmal den vollständigen Satz von Proteinen codieren, die für ihre eigene Funktion notwendig sind, können sie einige Funktionen des Körpers erheblich beeinflussen. So wird die Buntheit in Pflanzen von Chlorophytum, Efeu und anderen an eine unbedeutende Anzahl von Nachkommen vererbt, selbst wenn zwei bunte Pflanzen gekreuzt werden. Dies liegt daran, dass Plastiden und Mitochondrien hauptsächlich mit dem Zytoplasma der Eizelle übertragen werden, weshalb diese Vererbung als mütterliche oder zytoplasmatische Vererbung bezeichnet wird, im Gegensatz zu der genotypischen, die im Zellkern lokalisiert ist.

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Überprüfung der Kenntnis von Unterrichtsmaterialien zum Thema „Genetik. Vererbung“ bietet Aufgabe 6 der Einheitlichen Staatsprüfung in Biologie. Alle Testoptionen enthalten eine ziemlich umfangreiche Menge an Material, das in mehrere Unterthemen unterteilt ist. Ein Teil der Tickets ist genetischen Begriffen gewidmet. Du willst die Prüfung erfolgreich bestehen? Wiederholen Sie vor der Prüfung - was ist Genotyp und Phänotyp, Genom und Codon, Genpool und genetischer Code, wie heißen die gepaarten Gene homologer Chromosomen und wie ist ein Organismus, dessen Genotyp verschiedene Allele eines Gens enthält. Sicherlich werden in einer der Ticketoptionen Fragen zu den Werken des berühmten Wissenschaftlers Gregor Johann Mendel gestellt: Wie nannte er die Zeichen, die in Hybriden der ersten Generation nicht vorkommen, oder was das Konzept des „Erbfaktors“ ist, das er eingeführt hat heute angerufen.

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