Краткий конспект подготовки к ЗНО по биологии №41 "Закономерности изменчивости. Модификационная изменчивость. Норма реакции. Вариационный ряд. Вариационная кривая"

Подготовка к ЗНО. Биология.
Конспект 41. Закономерности изменчивости. Модификационная изменчивость. Норма реакции. Вариационный ряд. Вариационная кривая

Изменчивость – способность живых организмов приобретать новые признаки и свойства. Благодаря изменчивости, организмы могут приспосабливаться к изменяющимся условиям среды обитания.
Наследственная или генотипическая изменчивость – изменения признаков организма, обусловленные изменением генотипа. Она, в свою очередь, подразделяется на комбинативную и мутационную.

Комбинативная изменчивость возникает вследствие перекомбинации наследственного материала (генов и хромосом) во время гаметогенеза и полового размножения.

Мутационная изменчивость возникает в результате изменения структуры наследственного материала.
Ненаследственная или фенотипическая, или модификационная изменчивость – изменения признаков организма, не обусловленные изменением генотипа.

Мутации – это стойкие внезапно возникшие изменения структуры наследственного материала на различных уровнях его организации, приводящие к изменению тех или иных признаков организма. Процесс возникновения мутаций называют мутагенезом, а факторы среды, вызывающие появление мутаций – мутагенами. По типу клеток, в которых мутации произошли, различают: генеративные и соматические мутации.
Генеративные мутации возникают в половых клетках, не влияют на признаки данного организма, проявляются только в следующем поколении.
Соматические мутации возникают в соматических клетках, проявляются у данного организма и не передаются потомству при половом размножении. Сохранить соматические мутации можно только путем бесполого размножения (прежде всего вегетативного).
По адаптивному значению выделяют:

1. полезные;

2. вредные (летальные, полулетальные);

3. нейтральные мутации.

Полезные – повышают жизнеспособность, летальные – вызывают гибель, полулетальные – снижают жизнеспособность, нейтральные – не влияют на жизнеспособность особей. Следует отметить, что одна и та же мутация в одних условиях может быть полезной, а в других – вредной.
По характеру проявления мутации могут быть доминантными и рецессивными.
В зависимости от того, выявлен ли мутаген, вызвавший данную мутацию, или нет, различают индуцированные и спонтанные мутации.
В зависимости от уровня наследственного материала, на котором произошла мутация, выделяют: генные, хромосомные и геномные мутации.

Генные мутации

Генные мутации – изменения структуры генов. Поскольку ген представляет собой участок молекулы ДНК, то генная мутация представляет собой изменения в нуклеотидном составе этого участка.

Генные мутации могут происходить в результате:

1. замены одного или нескольких нуклеотидов на другие;

2. вставки нуклеотидов;

3. потери нуклеотидов;

4. удвоения нуклеотидов;

5. изменения порядка чередования нуклеотидов.

 Эти мутации приводят к изменению аминокислотного состава полипептидной цепи и, следовательно, к изменению функциональной активности белковой молекулы. Благодаря генным мутациям возникают множественные аллели одного и того же гена.
 Заболевания, причиной которых являются генные мутации, называются генными (фенилкетонурия, серповидноклеточная анемия, гемофилия и т.д.). Наследование генных болезней подчиняется законам Менделя.

Хромосомные мутации

Это изменения структуры хромосом. Перестройки могут осуществляться как в пределах одной хромосомы – внутрихромосомные мутации (делеция, инверсия, дупликация, инсерция), так и между хромосомами – межхромосомные мутации (транслокация).
Делеция – утрата участка хромосомы;

Инверсия – поворот участка хромосомы на 180°;

Дупликация – удвоение одного и того же участка хромосомы;

Инсерция – перестановка участка;

Транслокация – перенос участка одной хромосомы или целой хромосомы на другую хромосому.
Заболевания, причиной которых являются хромосомные мутации, относятся к категории хромосомных болезней. К таким заболеваниям относятся синдром «кошачьего крика» (46, 5р), транслокационный вариант синдрома Дауна (46, 21 t2121) и др.

Геномные мутации

Геномной мутацией называется изменение числа хромосом. Геномные мутации возникают в результате нарушения нормального хода митоза или мейоза.
Гаплоидия – уменьшение числа полных гаплоидных наборов хромосом.
Полиплоидия – увеличение числа полных гаплоидных наборов хромосом: триплоиды (3n), тетраплоиды (4n) и т.д.
Гетероплоидия (анеуплоидия) – некратное увеличение или уменьшение числа хромосом. Чаще всего наблюдается уменьшение или увеличение числа хромосом на одну (реже две и более).
Слияние таких гамет с нормальной гаплоидной гаметой при оплодотворении приводит к образованию зиготы с меньшим или большим числом хромосом по сравнению с диплоидным набором, характерным для данного вида: нулесомия (2n – 2), моносомия (2n – 1), трисомия (2n + 1), тетрасомия (2n + 2) и т.д.
Полиплодия характерна для растений. Получение полиплоидов широко используется в селекции растений.

Закон гомологических рядов наследственной изменчивости Н.И. Вавилова

  Генетически близкие роды и виды характеризуются сходными рядами наследственной изменчивости с такой правильностью, что зная ряд форм в пределах одного вида, можно предвидеть нахождение параллельных форм у других родственных видов и родов. Чем ближе генетически расположены в общей системе роды и виды, тем полнее сходство в рядах их изменчивости.

Модификационная изменчивость

Модификационная изменчивость – это изменения признаков организмов, не обусловленные изменениями генотипа и возникающие под влиянием факторов внешней среды. Среда обитания играет большую роль в формировании признаков организмов.
Свойства модификационной изменчивости:

1. ненаследуемость;

2. групповой характер изменений (особи одного вида, помещенные в одинаковые условия, приобретают сходные признаки);

3. соответствие изменений действию фактора среды;

4. зависимость пределов изменчивости от генотипа.
  Степень варьирования признака, или пределы модификационной изменчивости, называют нормой реакции. Норма реакции выражается в совокупности фенотипов организмов, формирующихся на основе определенного генотипа под влиянием различных факторов среды.
  При изучении изменчивости признака в выборочной совокупности составляется вариационный ряд, в котором особи располагаются по возрастанию показателя изучаемого признака. На основании вариационного ряда строится вариационная кривая – графическое отображение частоты встречаемости каждой варианты.

Онлайн-тест подготовки к ЗНО по биологии №41 "Закономерности изменчивости"