Типы наследственной изменчивости.

Типы наследственной изменчивости.

Комбинативная изменчивость. Мутационная изменчивость. Типы мутаций.

· Типы наследственной изменчивости

· Комбинативная изменчивость

· Мутационная изменчивость

a) Геномные мутации

b) Хромосомные мутации

c) Генные мутации

Типы наследственной изменчивости

Наследственная изменчивость — основа разнообразия живых организмов и главное условие их способности к эволюционному развитию. Механизмы наследственной изменчивости разнообразны. Основной вклад в наследственную изменчивость вносит генотипическая изменчивость, существует также и цитоплазматическая изменчивость.

Генотипическая (наследственная) изменчивость, в свою очередь, слагается из мутационной и комбинативной изменчивости.

Комбинативная изменчивость — важнейший источник того бесконечно большого наследственного разнообразия, которое наблюдается у живых организмов.

В основе комбинативной изменчивости лежит половое размножение организмов, вследствие которого возникает огромное разнообразие генотипов. Генотип потомков, как известно, представляет собой сочетание генов, которые были свойственны родителям. Число генов у каждого организма исчисляется тысячами. При половом размножении комбинации генов приводят к формированию нового уникального генотипа и фенотипа. У любого ребенка можно обнаружить признаки, типичные для его матери и отца. Тем не менее даже среди близких родственников не найти двух абсолютно одинаковых людей. Исключение составляют однояйцевые близнецы. В чем причины этого огромного разнообразия? Они лежат в явлении комбинативной изменчивости. Рассмотрим основные ее истоки.

I. Независимое расхождение гомологичных хромосом в первом мейотическом делении— первая и важнейшая основа комбинативной изменчивости. Именно независимое расхождение хромосом, как вы помните, является основой третьего закона Менделя. Появление зеленых гладких и желтых морщинистых семян во втором поколении от скрещивания растений с желтыми гладкими и зелеными морщинистыми семенами — пример комбинативной изменчивости.

II. Рекомбинация генов, основанная на явлении перекреста хромосом, — второй, тоже очень важный источник комбинативной изменчивости. Рекомбинантные хромосомы, попав в зиготу, вызывают появление комбинаций признаков, нетипичных для родителей.

 III. Третий важный источник комбинативной изменчивости — случайная встреча гамет при оплодотворении. В моногибридном скрещивании возможны три генотипа: АА, Аа и аа. Каким именно генотипом будет обладать данная зигота, зависит от случайной комбинации гамет.

Все три основных источника комбинативной изменчивости действуют независимо и одновременно, создавая огромное разнообразие генотипов. Однако новые комбинации генов не только легко возникают, но также и легко разрушаются при передаче из поколения в поколение. Именно поэтому часто в потомстве выдающихся по качествам живых организмов появляются особи, уступающие родителям.

Мутационная изменчивость

Мутации — это случайно возникшие стойкие изменения генотипа, затрагивающие целые хромосомы, их части или отдельные гены. Они могут быть и полезны, и вредны, и нейтральны для организмов.

Геномные мутации.

Геномными называют мутации, приводящие к изменению числа хромосом. Наиболее распространенным типом геномных мутаций является полиплоидия — кратное изменение числа хромосом. У полиплоидных организмов гаплоидный (n) набор хромосом в клетках повторяется не 2 раза, как у диплоидов, а 4—6 раз, иногда значительно больше — до 10—12 раз.

Возникновение полиплоидов связано с нарушением митоза или мейоза. В частности, нерасхождение гомологичных хромосом в мейозе приводит к формированию гамет с увеличенным числом хромосом. У диплоидных организмов в результате такого процесса могут образоваться диплоидные (2n) гаметы.

Полиплоидные виды растений довольно обычное явление; у животных полиплоидия редка. Некоторые полиплоидные растения характеризуются более мощным ростом, крупными размерами и другими свойствами, что делает их ценными для селекционных работ.

Хромосомные мутации.

Хромосомные мутации — это перестройки хромосом. Появление хромосомных мутаций всегда связано с возникновением двух или более разрывов хромосом с последующим их соединением, но в неправильном порядке. Различают пять основных типов хромосомных мутаций:

Ø делеция — потеря участка хромосомы;

Ø дупликация — удвоение участка хромосомы;

Ø инверсия — поворот части хромосомы на 180°;

Ø транслокация— обмен участками негомологичных хромосом и слияние двух негомологичных хромосом в одну (рис.).

Рис. Основные типы хромосомных мутаций

Хромосомные мутации приводят к изменению функционирования генов. Они играют серьезную роль в эволюционных преобразованиях видов.

Генные мутации.

Генные, или точковые, мутации — наиболее часто встречающийся класс мутационных изменений. Генные мутации связаны с изменением последовательности нуклеотидов в молекуле ДНК. Они приводят к тому, что мутантный ген либо перестает работать и тогда не образуются соответствующие РНК и белок, либо синтезируется белок с измененными свойствами, что проявляется в изменении каких-либо признаков организма. Вследствие генной мутации образуются новые аллели. Это имеет важное эволюционное значение.

Мутации — редкие события. На 10 000—1000 000 генов за одно поколение в среднем возникает одна новая мутация. Хотя мутационные события происходят редко, но благодаря постоянству естественного мутационного процесса и способности видов накапливать мутации генотипы всех без исключения особей содержат значительное количество генных мутаций.

Генные мутации следует рассматривать как результат «ошибок», возникающих в процессе удвоения молекул ДНК.

Изучение мутационного процесса показало, что изменяться — мутировать — могут все гены, контролирующие развитие любого признака организма. Многие генные мутации вредны для организма, часть — нейтральны, а некоторые из них в определенных условиях жизни могут становиться полезными.

В настоящее время интенсивно ведутся работы по созданию методов направленного воздействия химических и физических факторов на определенные гены. Эти исследования очень важны, так как искусственное получение мутаций нужных генов имеет большое практическое значение для селекции растений, животных и микроорганизмов.

ДЗ: Тесты

1. Обратимое изменение фенотипа под влиянием ус­ловий среды носит название

1) мутация
2) модификация
3) норма реакции
4) генотип

2. Необратимое изменение носителя наследственной информации носит название

1) мутация
2) модификация
3) норма реакции
4) фенотип

3. Пример ненаследственной изменчивости — это

1)сочетание генов при оплодотворении
2) групповая изменчивость
3) искусственные мутации
4) перекомбинация генов в результате независимого рас­хождения хромосом в ходе мейоза

4. Пример ненаследственной изменчивости — это

1) комбинативная изменчивость
2) естественные мутации
3) перекомбинация генов в результате кроссинговера
4) определённая изменчивость

5. Пример наследственной изменчивости — это

1) увеличение массы тела человека при усиленном питании
2) увеличение урожая при правильном поливе
3) увеличение числа хромосом в кариотипе
4) повышение устойчивости организма человека к холо­ду в результате закаливания

6. Пример наследственной изменчивости — это

1) увеличение числа цветков на растении при выращива­нии его на ярком солнечном свету
2) утрата хромосомой какого-либо фрагмента
3) снижение массы тела человека при питании низкока­лорийной пищей
4) увеличение силы мышц в результате регулярных заня­тий спортом

7. Фактор, вызывающий изменения в носителях наследственной информации, носит название

1) мутаген
2) мутация
3) норма реакции
4) рекомбинация

8. Верными являются следующие утверждения

1) наследственная изменчивость является более широким понятием, чем мутационная изменчивость
2) мутации необратимы
3) модификации необратимы
4) модификации не передаются по наследству
5) большинство мутаций полезны для организма
6) обычно мутации повышают жизнеспособность орга­низма

9. Установите соответствие между типами изменчиво­сти и их характерными особенностями.

Тип изменчивости

1) мутационная изменчивость
2) модификационная изменчивость

Характерные особенности

а) необратима
б) наследуется
в) непредсказуема
г) не передаётся следующему поколению
д) может быть вызвана изменением числа хромосом
е) носит приспособительный характер

10. Установите соответствие между типами изменчиво­сти и их характерными особенностями.

Тип изменчивости

1) мутационная изменчивость
2) модификационная изменчивость

     Характерные особенности

а) передаётся особям следующего поколения
б) не наследуется
в) характеризуется нормой реакции
г) носит индивидуальный ха­рактер
д) обратима
е) может быть вызвана изменениями в структуре хро­мосомы

Познавательные статьи:



Техника прыжка в длину с разбега

Тактические действия в защите

История Олимпийских игр

История развития права интеллектуальной собственности