Борис Садыков

Разнообразных заданий и задач по экологии существует огромное количество. В этом сборнике я разделил все задания на две части. В Части 1 представлены решения задач, основанных на применении правила экологической пирамиды или правила Линдемана (правило 10%): при переходе с одного трофического уровня на другой сохраняется не более 10% полезной энергии. Хотя эта цифра в 10% является весьма условной и может значительно варьироваться в различных экосистемах с разными организмами в зависимости от времени года, школьные задачи по экологии следует решать, опираясь на данное правило. В Части 2 приведены решения множества других заданий по школьному курсу экологии. Я надеюсь, что сотня заданий в этом сборнике охватывает значительную часть аналогичных задач, и их решение окажется полезным для выполнения любых других заданий и для более глубокого понимания темы в целом.

Как видно из названия этого сборника, в нем будут разбираться решения усложненных генетических задач, требующие комбинированного подхода, и задач с нестандартными условиями. Среди генетических задач определенной тематики встречаются задания, которые не сразу и определишь, к какому типу взаимодействий генов они относятся. Существуют задачи и со смешанным или комбинированным условием. Решать такие задачи нужно, применяя знания различных типов взаимодействий генов. Но встречаются генетические задачи и с очень нестандартными условиями, настолько нестандартными, что сразу и не определишь, как к ним вообще можно подступиться. Надеюсь, что после внимательного изучения таких разнообразных заданий этого сборника, даже довольно сложные задачи по генетике не покажутся вам такими сложными.

Почему было необходимо написать эту книгу по генетике? В школьной программе по генетике до сих пор изучают три закона Менделя. Первые два закона действительно можно назвать законами, так как они всегда верны. Однако третий закон Менделя, который был установлен при дигибридном скрещивании (дигенном наследовании признаков), нельзя считать законом. Этот "закон" о независимом наследовании признаков, управляемых неаллельными генами А и В, будет действителен только в том случае, если эти гены располагаются в разных парах гомологичных хромосом. В таком случае дигетерозигота АаBb при мейозе образует четыре типа гамет: AB, Ab, aB и ab с одинаковой вероятностью. Если же изучаемые признаки находятся в одной паре гомологичных хромосом, они будут наследоваться согласно закону Моргана о сцепленном наследовании. В этом случае дигетерозигота АаBb будет образовывать лишь два типа гамет: AB и ab (или Ab и aB). Поэтому без учета этой особенности трудно перейти от Менделевских законов генетики к закону Моргана.

В данном руководстве представлены задачи по генетике, в которых необходимо исследовать закономерности наследования признаков, находящихся не в любых аутосомных хромосомах ядра клетки (каждая аутосома имеет свою парную, гомологичную), а в половых хромосомах. Почему к этим заданиям нужен особый подход? Дело в том, что в других задачах по генетике, изучая передачу признаков от родителей к потомству, мы обычно не задумываемся о том, как происходит наследование признаков у потомков разного пола. Это связано с тем, что различий в таких случаях не бывает. При исследовании признаков, связанных с полом, количественное соотношение потомства с определенными признаками будет отличаться у "мальчиков" и "девочек".

В имеющейся учебной литературе по биологии и генетике тема взаимодействия неаллельных генов преподносится настолько «сухарным» языком, что для многих остается совершенно непонятой. В теоретической части этого сборника я постарался материал изложить так, чтобы было понятно «как и с чем его едят»: Во-первых, надо понять, что общего в заданиях на взаимодействие неаллельных генов с моногибридным скрещиванием: и там, и там изучается наследование одного признака. Во-вторых, что общего в заданиях на взаимодействие неаллельных генов с дигибридным скрещиванием: за признак (при взаимодействии неаллельных генов) и за признаки (при дигибридном скрещивании) отвечают разные неаллельные гены. С прошлого 2024 года на ЕГЭ по биологии уже появились задания на взаимодействие неаллельных генов (на полимерию). В практической части этого сборника я подробно разобрал решения всех типов задач на взаимодействие неаллельных генов: комплементарию, эпистаз и полимерию.

Преподавая общую биологию студентам ВУЗов, работая на курсах повышения квалификации учителей биологов, я понял, как нелегко бывает разобраться в генетических терминах и как порой сложно суметь преподнести свои знания по генетике. Именно потому, что генетика изучает самые, что ни на есть, основы жизни, решил написать эту книгу. Генетические термины и основополагающие определения генетических понятий в книге изложены таким образом, чтобы можно было быстро устранить возможные пробелы ваших знаний теории. По опыту знаю, что ни в одном руководстве по решению генетических задач вы не найдете такого подробно разъяснения: что, почему, отчего и как происходит. Надеюсь, что после прочтения книги процесс решения генетических задач не только не будет вызывать у вас затруднений, но и окажется захватывающе интересным. Кто-то поблагодарит меня за подробное разъяснение даже простых заданий, а кто-то будет приятно удивлен, что и довольно сложные задачи можно «щелкать как орешки».

В данном руководстве рассматривается раздел генетики, который не пользуется особой популярностью среди учащихся и учителей — это задачи, связанные с уравнением Харди-Вайнберга. Почему он не является любимым? На это есть обоснованные причины. Даже в специализированных материалах по генетике представлено лишь описание самого закона Харди-Вайнберга. Однако информация о том, как применять его для решения задач в популяционной генетике, практически отсутствует в «удобоваримой форме». Надеюсь, это пособие поможет восполнить этот недостаток. С 2025 года задачи по популяционной генетике в ЕГЭ по биологии получили новое толкование. Теперь условия заданий формулируются не для равновесной популяции, а для популяции, находящейся в неравновесном состоянии. Решения таких задач также рассматриваются в этом сборнике.