Комбинационная и мутационная изменчивость
- 9-11-2021, 22:27
- 453
9 Клас , Биология 9 класс Соболь (новая программа)
§ 40. КОМБИНАЦИОННАЯ И МУТАЦИОННАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ
Основные понятия и ключевые термины: КОМБИНАЦИОННАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ. МУТАЦИОННАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ. Закон гомологических рядов наследственной изменчивости.
Вспомните! Что такое наследственная изменчивость?
Подумайте!
«Когда открыли гробницу египетского фараона Тутанхамона, то присутствующих больше взволновали не драгоценности, а букетик полевых цветов, который положила чья-то любящая рука. Среди них можно было узнать васильки, которые синеют на полях так, как и тысячелетия назад. Сохраняя постоянство форм и признаков, ни одна живая система не повторяет свою предшественницу: так в совершенстве соединила природа наследственность и изменчивость».
А каково значение форм наследственной изменчивости?
СОДЕРЖАНИЕ
Каково значение комбинационной изменчивости?
КОМБИНАЦИОННАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ - это форма наследственной изменчивости, возникающая благодаря перераспределению генетического материала у потомков. При комбинационной изменчивости наследуются новые сочетания генов, а сами гены не изменяются. Благодаря комбинационной изменчивости также реализуется механизм «обезвреживания» фенотипического проявления мутаций путём перевода их в гетерозиготное состояние.
Причиной возникновения проявлений комбинационной изменчивости являются рекомбинации (от лат. re - префикс, указывающий на повторное действие, combinatio - сочетание) - перераспределение генетического материала. Это универсальный биологический механизм, свойственный всем живым существам. Рекомбинация у эукариотов происходит при половом размножении, у прокариотов - благодаря половым процессам (например, конъюгации).
Источниками комбинационной изменчивости являются:
• кроссинговер - обмен участками гомологичных хромосом, происходящий во время мейоза;
• независимое расхождение гомологичных хромосом во время мейоза;
• случайное слияние гамет при оплодотворении.
Благодаря независимому и одновременному осуществлению этих процессов возникает большое разнообразие генотипов.
Итак, комбинационная изменчивость способствует наследственному разнообразию организмов, являющемуся основой для выведения новых пород и сортов в селекции и исторического развития живой природы.
Каковы свойства и значение мутационной изменчивости?
МУТАЦИОННАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ - это форма наследственной изменчивости, связанная с изменениями генотипа в результате мутаций. Эту изменчивость обусловливают изменения генотипа особей на уровне генов, хромосом и количества хромосом, поэтому её относят к генотипической. Возникают мутационные изменения под действием внутренних и внешних факторов.
Ил. 108. Мутации цвета глаз у дрозофилы: 1 - красные глаза дикого типа; 2 - мутация розовых глаз; 3 - мутация белых глаз; 4 - мутация красноточечных глаз
Общими свойствами мутационной изменчивости являются:
• устойчивость (мутации не исчезают в течение жизни особи);
• индивидуальность (мутационные изменения проявляются у отдельных особей);
• ненаправленность (один и тот же фактор может способствовать появлению различных мутационных изменений);
• неопределённость (нельзя предсказать появление мутации под действием того или иного фактора);
• независимость (проявление мутаций в фенотипе не зависит от силы или продолжительности действия фактора);
• не имеют приспособительного характера (мутационные изменения в большинстве случаев являются вредными, нейтральными и даже летальными, то есть смертельными для организмов). Мутационные изменения генотипа ведут к появлению признаков, которые могут иметь разное значение. Большинство мутаций, проявляющихся у организмов, вредного характера, поскольку снижают приспособленность к условиям среды. Так, у дрозофил могут появляться короткие крылья, у человека - гемофилия. Среди проявлений мутационной изменчивости бывают и нейтральные проявления признаков, которые не влияют на приспособленность, но при определённых изменениях среды обитания могут оказаться полезными. Примерами таких изменений являются появление трёх или пяти лепестков у сирени, различный цвет глаз у дрозофилы (ил. 108). Мутационные изменения могут иметь и адаптивное значение, обеспечивая приспособление к условиям среды. Но в целом в живой природе мутации являются источником появления новых признаков, источником генетического разнообразия, что является условием исторического развития жизни.
Итак, мутационная изменчивость связана с изменением генотипа и способствует появлению новых признаков, которые могут иметь вредное, нейтральное и адаптивное значение.
В чём суть закона гомологических рядов наследственной изменчивости?
Исследуя наследственную изменчивость признаков различных сортов культурных растений и близких к ним диких видов, Н. И. Вавилов обнаружил много общих наследственных изменений. Это позволило ему сформулировать в 1920 г. закон гомологических рядов в наследственной изменчивости (закон Вавилова): генетически близкие виды и роды характеризуются сходными рядами наследственной изменчивости с такой правильностью, что изучив ряд форм в пределах одного вида или рода, можно предположить наличие форм с подобными сочетаниями признаков в пределах близких видов или родов.
Ил. 109. Н. И. Вавилов (1887-1943)
Примеры, иллюстрирующие эту закономерность: у пшеницы, ячменя и овса случаются белый, красный и чёрный цвет колоса; у злаковых известны формы с длинными и короткими остями и др. Н. И. Вавилов указывал, что гомологичные ряды часто выходят за пределы родов и даже семейств.
Ил. 110. Альбинизм среди моллюсков
Короткопалость отмечена у представителей многих рядов млекопитающих: у крупного рогатого скота, овец, собак, человека. Альбинизм (от лат. аlbus - белый) наблюдается у всех классов позвоночных животных (и не только среди позвоночных) (ил. 110).
Для селекции закон гомологических рядов позволяет предвидеть мутации, которые можно использовать для создания новых форм. Так, были предвидены признаки озимой формы твёрдой пшеницы, безостность у мягкой, твёрдой пшеницы и ячменя, голые зёрна у пшеницы, ячменя, овса.
Для медицинской генетики закон гомологических рядов облегчает поиски наследственных отклонений. Вопросы лечения и профилактики наследственных заболеваний нельзя решить без исследования на животных с наследственными аномалиями, подобными тем, которые наблюдаются у человека. Так, у собак наблюдается гемофилия, альбинизм зарегистрирован у многих видов грызунов, кошек, собак и птиц. Недостатки строения лица человека, гомологичные «заячьей губе» и «волчьей пасти», наблюдаются в лицевом отделе черепа мыши, собак, свиней.
Для систематики закон Вавилова позволяет находить ещё не открытые формы и дополнять естественную систему органического мира.
Итак, закон гомологических рядов наследственной изменчивости имеет значение для селекции, генетики, систематики.
ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ
Задание на сопоставление
С помощью таблицы «Сравнительная характеристика модификационной и мутационной изменчивости» выполните сравнительный анализ. Сформулируйте вывод о сходстве и различиях модификационной и мутационной изменчивости.
Биология + Фразеологизмы
«Белая ворона» - это выражение употребляется для характеристики человека, отличающегося от других своим поведением, внешним видом.
Фразеологизму почти две тысячи лет. Его автор - древнеримский поэт Ювенал, который писал: «Судьба даёт царства рабам, доставляет пленным триумфы. Но счастливец такой реже белой вороны бывает». Какова причина альбинизма, что случается не только среди ворон?
ОТНОШЕНИЕ
Биология + Искусство
Никколо Паганини (1782-1840) - итальянский скрипач, композитор и гитарист. Одна из самых ярких личностей музыкальной истории XVIII-XIX вв. Его виртуозное исполнение музыкальных произведений стало легендой. Ценой чрезвычайного успеха скрипача была мутация, обусловливающая кроме других признаков невероятную гарячность и длинные «паучьи» пальцы (арахнодактилия). Прослушайте одно из известных произведений композитора (например, «Каприс № 24. Ля минор») и опишите свои чувства. Подготовьте сообщение о синдроме Марфана, который был у Н. Паганини.
РЕЗУЛЬТАТ
Коментарі (0)