Содержание
- Доклад: Норма реакции
- Норма реакции.
- Доклад: Норма реакции
- Модификационная изменчивость
- Изучение модификационной изменчивости у растений, построение вариационного ряда и кривой.
- Норма реакции и модификационная изменчивость.
- Что такое: широкая норма реакции, узкая норма реакции, вариоционный ряд..
- Понятие нормы реакции. Чем обусловлена стабильность признаков, обладающих узкой нормой реакции?
- Норма реакции признака передается по наследству зависит
Доклад: Норма реакции
Предел проявления модификационной изменчивости организма при неизменном генотипе — норма реакции. Норма реакции обусловлена генотипом и различается у разных особей данного вида. Фактически норма реакции — спектр возможных уровней экспрессии генов, из которого выбирается уровень экспрессии, наиболее подходящий для данных условий окружающей среды. Норма реакции имеет предел для каждого вида — например, усиленное кормление приведет к увеличению массы животного, однако она будет находиться в пределах нормы реакции, характерной для данного вида или породы. Норма реакции генетически детерминирована и наследуется. Для разных изменений есть разные пределы нормы реакции. Например, сильно варьируют величина удоя, продуктивность злаков (количественные изменения), слабо — интенсивность окраски животных и т. д. (качественные изменения). В соответствии с этим норма реакции может быть широкой (количественные изменения — размеры листьев многих растений, размеры тела многих насекомых в зависимости от условий питания их личинок) и узкой (качественные изменения — окраска у куколок и имаго некоторых бабочек). Тем не менее, для некоторых количественных признаков характерна узкая норма реакции (жирность молока, число пальцев на ногах у морских свинок), а для некоторых качественных признаков — широкая (например, сезонные изменения окраски у многих видов животных северных широт).
Фенотипические изменения, возникающие на основе одного и того же генотипа в разных условиях его реализации, называют модификациями. Примером модификаций могут служить изменения содержания жира в молоке животных или массы тела в зависимости от их питания, изменения количества эритроцитов в крови, в зависимости от парциального давления кислорода в воздухе, изменения темпа роста растений при разной освещенности и содержании минеральных веществ в почве. Другим примером модификационной изменчивости являются различия, наблюдаемые у генетически идентичных монозиготных близнецов или потомков одного растения, полученных путем вегетативного размножения, но развивавшихся в разных условиях среды.
Модификации отдельного признака или свойства, формируемого данным генотипом, образуют непрерывный ряд. Частота встречаемости каждого варианта в таком вариационном ряду различна. Чаще обнаруживаются средние значения признака. Чем дальше признак отстоит от среднего значения, тем реже он наблюдается (рис. 6.1).
Так как фенотипическое проявление наследственной информации может модифицироваться условиями среды, в генотипе организма запрограммировано не конкретное значение отдельных его характеристик, а лишь возможность их формирования в определенных пределах, называемых нормой реакции. Таким образом, норма реакции представляет собой пределы модификационной изменчивости признака, допустимой при данном генотипе. Некоторые признаки характеризуются широкой нормой реакции. Как правило, это количественные признаки, контролируемые полигенами (масса тела, жирность молока, пигментация кожи), другие свойства характеризуются узкой нормой реакции и слабо или почти не модифицируются в разных условиях (цвет глаз, группа крови).
(Одним из признаков жизни является изменчивость. Любой живой организм отличается от других представителей вида. Изменчивость – свойство живых организмов существовать в разных формах. Фенотипическая изменчивость- ненаследственная, связана с изменением фенотипа под влиянием условий окружающей среды. Она может быть случайная и модификационная. Фенотипические изменения, возникающие на основе одного и того же генотипа в разных условиях его реализации- модификации. Пример: изменение содержания жира в молоке животных от их питания и т.д. Свойства:
1.возникают постепенно, имеют переходные формы
2. Модификации- изменения количественные, они образуют непрерывные ряды и группируются вокруг среднего значения.
3. Возникают направленно- под влиянием одного и того же фактора среды.
4. Модификации обратимы.
5. не передаются по наследству.
Фенотипические проявления наследственной информации может модифицироваться условиями среды, в генотипе организма запрограммировано не конкретное значение отдельных его признаков, а лишь возможность их формирования в определенных пределах- норма реакции. Норма реакции –это предел мод. изм.
Значение модификаций: позволяют адаптироваться к условиям внешней среды.
Частный случай фенотипической изменчивости – фенокопии. Фенокопии – вызванные условиями внешней среды фенотипические модификации, имитирующие генетические признаки. Под влиянием внешних условий на генетически нормальный организм копируются признаки совсем другого генотипа. Проявление дальтонизма может произойти под влиянием питания, плохой психической конституции, повышенной раздражительности. У человека возникает заболевание витилиго (1% людей) – нарушение пигментации кожи. Генетический дефект есть у 30% болеющих, у остальных – профессиональное витилиго (воздействие на организм особых химических и отравляющих веществ). В Германии 15 лет назад рождались дети с фекомелией – укороченными ластовидными руками. Выяснилось. Что рождение таких детей происходило, если мать принимала Телидомид (успокоительное средство, показанное беременным). В результате нормальный немутантный генотип получал мутацию. Фенокопии появляются в большинстве случаев при действии внешней среды на ранних стадиях эмбриогенеза, что приводит к врожденным заболеваниями порокам развития. Наличие фенокопий затрудняет диагностику заболеваний. )
Фенотип. Фенотип как результат реализации наследственной информации (генотипа) в определенных условиях среды. Значение средовых и генотипических факторов в формировании патологически измененного фенотипа человека.
Генотип – совокупность всех генов организма (генетическая конституция).
Фенотип – все признаки организма, формирующиеся в результате взаимодействия генотипа и среды. (Иогансен – 1803год) свойства любого организма зависят от генотипа и от среды, поэтому формирование организма – результат взаимодействия генетических факторов и факторов внешней среды.
Долгое время считалось, что в зиготе находятся разные хромосомы для разных клеток, однако теперь известно, что в зиготе имеется та же генетическая информация, что и во всех клетках данного организма. В специализированных клетках работают гены, характерные для функций данных клеток, а все остальные – до 95% — заблокированы. Каждая эмбриональная клетка потенциально может стать любой клеткой организма, т.е. специализироваться в любую сторону – полипотентные клетки. Каждая клетка организма способна дифференцироваться только по одному пути. Направление специализации определяется внешней средой (химическим окружением хромосом – цитоплазмой). На самых ранних этапах эмбриогенеза, генотип уже взаимодействует со средой. Взаимодействие удобно просматривать на примере глобиновых генов. До и после рождения эти гены работают неодинаково. В раннем эмбриогенезе включается ген, отвечающий за альфа-цепь гемоглобина (он активен на протяжении всей жизни), а ген, отвечающий за синтез бета-цепи, неактивен. Зато есть ген, отвечающий за синтез гамма-цепи. После рождения ген бета-цепи начинает работать, а гамма — блокируется. Эти изменения связаны с особенностями дыхания. Фетальный гемоглобин легко доносит воздух до зародыша.
Фенотипическое проявление генотипа в зависимости Ио среды изменяется в пределах нормы реакции. От родителей потомки получают специфические типы химических реакций на разные условия среды. Совокупность всех химических реакций определят метаболизм – обмен веществ. Интенсивность обмена веществ варьирует в широких пределах. У каждого человека свои особенности обмена веществ, которые передается от поколения к поколению, и подчиняются законам Менделя. Различия в обмене веществ реализуются в конкретных условиях среды на уровне синтеза белка.
Дифференцированная реакция растений примулы в разных условиях окружающей среды. При обычной температуре 20-25 градусов и нормальном давлении – красные цветы, при повышенной температуре или давлении – белые цветы. Семена обладают теми же свойствами.
Муха – дрозофила имеет ген, формирующий замыкание крыльев на спину. Если мух с мутантным генов выводить при температуре22-25 градусов, крылья загнуты. При более низкой температуре – нормальные крылья и лишь у некоторых – загнуты. Ген обуславливает синтез термочувствительного белка. Поэтому, обсыхая после выхода из куколки, при повышенной температуре происходит деформация крыльев.
Никакие признаки не наследуются. Признаки развиваются на основе взаимодействия генотипа и среды. Наследуется только генотип, т.е. комплекс генов, который определяет норму биологической реакции организма, изменяющую проявление и выраженность признаков в разных условиях среды. Таким образом, организм реагирует на свойства внешней среды. Иногда один и тот же ген в зависимости от генотипа и от условий внешней среды по-разному проявляет признак или меняет полноту выраженности.
45.Комбинативная изменчивость, её механизмы. Значение комбинативной изменчивости в обеспечении генотипического разнообразия людей.
Комбинативная изменчивость – результат независимого расхождения хромосом в процессе мейоза, оплодотворения, кроссинговера с рекомбинацией генов. При комбинативной изменчивости происходит перекомбинация генов, возникает новый индивидуальный набор хромосом, а значит, новый генотип и фенотип. Источником комбинативной изменчивостиявляются следующие процессы, происходящие в ходе мейоза и в результате оплодотворения: рекомбинация генов в результате кроссинговера, рекомбинация хромосом в ходе мейоза, комбинации хромосом, возникающие в результате слияния гамет при оплодотворении. К. И., проявляющаяся в генотипическом разнообразии особей, повышает выживаемость вида в изменяющихся условиях. Для комбинативной изменчивости в системе людей большое значение имеет система браков. Самая простая – случайный подбор пар (панмиксия). Строго панмиксных популяций не существует, т.к. существуют ограничения: социальные, религиозные, индивидуальные, экономические и другие.
46.Генные болезни человека, механизмы их возникновения и проявления. Примеры. С 258-261
Генные болезни – это большая группа заболеваний, возникающих в результате повреждения ДНК на уровне гена.
В зависимости от функциональной значимости первичных продуктов соответствующих генов генные болезни подразделяют на наследственные нарушения ферментных систем (энзимопатии), дефекты белков крови (гемоглобинопатии), дефекты структурных белков (коллагеновые болезни) и генные болезни с невыясненным первичным биохимическим дефектом.
Энзимопатии. В основе энзимопатии лежат либо изменения активности фермента, либо снижение интенсивности его синтеза. У гетерозигот-носителей мутантного гена присутствие нормального аллеля обеспечивает сохранение около 50% активности фермента по сравнению с нормальным состоянием. Поэтому наследственные дефекты ферментов клинически проявляются у гомозигот, а у гетерозигот недостаточная активность фермента выявляется специальными исследованиями.
В зависимости от характера нарушения обмена веществ в клетках среди энзимопатий различают следующие формы.
1. Наследственные дефекты обмена углеводов (галактоземия — нарушение метаболизма молочного сахара — лактозы; мукополисаха-ридозы — нарушение расщепления полисахаридов).
2. Наследственные дефекты обмена липидов и липопротеинов (сфинголипидозы — нарушение расщепления структурных липидов; нарушения обмена липидов плазмы крови, сопровождающиеся увеличением или снижением в крови холестерина, лецитина).
3. Наследственные дефекты обмена аминокислот (фенилкетонурия —нарушение обмена фенилаланина (см. разд. 4.1); тирозиноз— нарушение обмена тирозина; альбинизм — нарушение синтеза пигмента меланина из тирозина и др.).
4. Наследственные дефекты обмена витаминов (гомоцистинурия — развивается как результат генетического, дефекта кофермента витаминов В6 и B12, наследуется по аутосомно-рецессивному типу).
5. Наследственные дефекты обмена пуриновых и пиримидиновых азотистых оснований (синдром Леша — Найяна, связанный с недостаточностью фермента, который катализирует превращение свободных пуриновых оснований в нуклеотиды, наследуется по Х-сцепленному рецессивному типу).
6. Наследственные дефекты биосинтеза гормонов (адреногенитальный синдром, связанный с мутациями генов, которые контролируют синтез андрогенов; тестикулярная феминизация, при которой не образуются рецепторы андрогенов).
7. Наследственные дефекты ферментов эритроцитов (некоторые гемолитические несфероцитарные анемии, характеризующиеся нормальной структурой гемоглобина, но нарушением ферментной системы, участвующей в анаэробном (бескислородном) расщеплении глюкозы. Наследуются как по аутосомно-рецессивному, так и по Х-сцепленному рецессивному типу).
Гемоглобинопатии. Это группа наследственных заболеваний, вызываемых первичным дефектом пептидных цепей гемоглобина и связанным с этим нарушением его свойств и функций. К ним относят метгемоглобинемии, эритроцитозы, серповидно-клеточную анемию, талассемии (см. § 4.1).
Коллагеновые болезни. В основе возникновения этих заболеваний лежат генетические дефекты биосинтеза и распада коллагена — важнейшего структурного компонента соединительной ткани. К этой группе относят болезнь Эллерса — Данлоса, характеризующуюся большим генетическим полиморфизмом и наследующуюся как по аутосомно-доминантному, так и по аутосомно-рецессивному типу, болезнь Марфана, наследующуюся по аутосомно-доминантному типу, и ряд других заболеваний.
Наследственные болезни с невыясненным первичным биохимическим дефектом. К этой группе принадлежит подавляющее большинство моногенных наследственных болезней. Наиболее распространенными являются следующие.
1. Муковисцидозы — встречаются с частотой 1:2500 новорожденных; наследуются по аутосомно-рецессивному типу. В основе патогенеза заболевания —наследственное поражение экзокринных желез и железистых клеток организма, выделение ими густого, измененного по составу секрета и связанные с этим последствия.
2. Ахондроплазия — заболевание, в 80—95% случаев обусловленное вновь возникшей мутацией; наследуется по аутосомно-доминантному типу; встречается с частотой приблизительно 1:100 000. Это заболевание костной системы, при котором наблюдаются аномалии развития хрящевой ткани преимущественно в эпифизах трубчатых костей и костях основания черепа (рис. 6.23).
3. Мышечные дистрофии (миопатии)—заболевания, связанные с поражением поперечно-полосатых и гладких мышц. Различные формы характеризуются разным типом наследования. Например, прогрессирующая псевдогипертрофическая миопатия Дюшена наследуется по Х-сцепленному рецессивному типу и проявляется преимущественно у мальчиков в начале первого десятилетия жизни. Известна мышечная псевдогипертрофическая дистрофия, наследующаяся по аутосомно-рецессивному типу, которая начинает развиваться во второй половине первого десятилетия жизни и встречается с одинаковой частотой у обоих полов. Мышечная дистрофия плечевого и тазового пояса: наследуется по аутосомно-доминантному типу и т.д.
Генетическое многообразие генных болезней. Изучение наследственных заболеваний у человека свидетельствует о том, что нередко сходное фенотипическое проявление болезни бывает обусловлено несколькими различными мутациями. Это явление впервые было описано в 30-х гг. С. Н. Давиденковым и названо генетической гетерогенностью наследственных заболеваний. Генетическая гетерогенность наследственных болезней может быть обусловлена мутациями разных генов, кодирующих ферменты одного метаболического пути, а также мутациями одного и того же гена, приводящими к появлению разных его аллелей.
Среди рассмотренных выше наследственных болезней особенно высокой степенью генетического полиморфизма отличаются мукопо-лисахаридозы, генетическая разнородность которых объясняется множественными мутациями в 11—12 генах, связанных общей функцией расщепления полисахаридов. Большой генетической гетерогенностью характеризуется врожденная аутосомно-рецессивная форма глухоты, при которой различают не менее 35 генетически различных вариантов с фенотипически сходным проявлением.
Большие перспективы в расшифровке наследственной гетерогенности генных болезней открываются в связи с применением молекулярно-генетических методов их прямого анализа с помощью ДНК-зондов.
Есть моногенные и полигенные болезни.
Моногенные болезни наследственного предрасположения – наследственные заболевания, проявляющиеся из-за мутации одного гена или проявляющиеся при действии определенного фактора среды (аутосомно-рецессивные или сцепленные с Х-хромосомой).
Проявляются при воздействии факторов:
— физических;
— химических;
— пищевых;
— загрязнения среды.
Парамиотомия – в сырую погоду происходят тонические спазмы мышц при холоде, под влиянием тепла – проходят. Болезнь связана с термочувствительным белком. Реакция проявляется в младенчестве и не изменяется на протяжении жизни человека.
Пигментная ксеродерма — веснушчатая кожа особого типа. Проявляется в 4-6 лет. Дети не переносят УФ-свет возникают злокачественные опухоли, такие дети умирают от метастаз еще до 15 лет. Не переносят также и гамма-лучей.
Синдром Блюма. Пигментная «бабочка» на лице, маленький рост, удлиненная голова. Евреи, поляки, беларусы, австрийцы. Погибают до 18 лет. Не переносят УФ-облучения, гамма-лучей.
Альфа-1 антитрипсин при загрязнении воздуха, табачном дыме проявляется острой закупоркой бронхов или циррозом печени.
У европеоидов люди, не переносящие молоко, составляют 10-20%, в Африке – 70-80%.
Влияние лекарственных средств: сульфаниламидные препараты провоцируют заболевания крови.
Есть полигенные болезни наследственного происхождения – такие болезни, которые возникают при действии многих факторов (мультифакториальные) и в результате взаимодействия многих генов. Установить диагноз в таком случае очень сложно, т.к. действует много факторов, и появляется новое качество при взаимодействии факторов.
Реферат на тему:
Модификационная изменчивость
Реферат выполнил
ученик 11 класса а
Сагиев Александр
Модификационная (фенотипическая) изменчивость — изменения в организме, связанные с изменением фенотипа вследствие влияния окружающей среды и носящие, в большинстве случаев, адаптивный характер.
Генотип при этом не изменяется. В целом современное понятие «адаптивные модификации» соответствует понятию «определенной изменчивости», которое ввел в науку Чарльз Дарвин.
Условная классификация модификационной изменчивости
По изменяющимся признакам организма:
1) морфологические изменения
2) физиологические и биохимические адаптации — гомеостаз (повышение уровня эритроцитов в горах и т. д.)
По размаху нормы реакции:
1) узкая (более характерна для качественных признаков)
2) широкая (более характерна для количественных признаков)
По значению:
1) модификации (полезные для организма — проявляются как приспособительная реакция на условия окружающей среды)
2) морфозы (ненаследственные изменения фенотипа под влиянием экстремальных факторов окружающей среды или модификации, возникающие как выражение вновь возникших мутаций, не имеющие приспособительного характера)
3) фенокопии (различные ненаследственные изменения, копирующие проявление различных мутаций)— разновидность морфозов
По длительности:
1) есть лишь у особи или группы особей, которые подверглись влиянию окружающей среды (не наследуются)
2) длительные модификации — сохраняются на два-три поколения
Характеристика модификационной изменчивости
1) обратимость — изменения исчезают при смене специфических условий окружающей среды, спровоцировавших их
2) групповой характер
3) изменения в фенотипе не наследуются, наследуется норма реакции генотипа
4) статистическая закономерность вариационных рядов
5) затрагивает фенотип, при этом не затрагивая сам генотип
Механизм модификационной изменчивости
1) Окружающая среда как причина модификаций
Модификационная изменчивость — результат не изменений генотипа, а его реакции на условия окружающей среды. При модификационной изменчивости наследственный материал не изменяется, — изменяется проявление генов.
Под действием определенных условий окружающей среды на организм изменяется течение ферментативных реакций (активность ферментов) и может происходить синтез специализированных ферментов, некоторые из которых (MAP-киназа и др.) ответственны за регуляцию транскрипции генов, зависящую от изменений окружающей среды. Таким образом, факторы окружающей среды способны регулировать экспрессию генов, то есть интенсивность выработки ими специфических белков, функции которых отвечают специфическим факторам окружающей среды. Например, за выработку меланина ответственны четыре гена, которые находятся в разных хромосомах. Наибольшее количество доминантных аллелей этих генов — 8 — содержится у людей негроидной расы. При воздействии специфической окружающей среды, например, интенсивного воздействия ультрафиолетовых лучей, происходит разрушение клеток эпидермиса, что приводит к выделению эндотелина-1 и эйкозаноидов. Они вызывают активацию фермента тирозиназы и его биосинтез. Тирозиназа, в свою очередь, катализирует окисление аминокислоты тирозина. Дальнейшее образование меланина проходит без участия ферментов, однако большее количество фермента обуславливает более интенсивную пигментацию.
2) Норма реакции
Предел проявления модификационной изменчивости организма при неизменном генотипе — норма реакции.
Норма реакции.
Норма реакции обусловлена генотипом и различается у разных особей данного вида. Фактически норма реакции — спектр возможных уровней экспрессии генов, из которого выбирается уровень экспрессии, наиболее подходящий для данных условий окружающей среды. Норма реакции имеет предел для каждого вида — например, усиленное кормление приведет к увеличению массы животного, однако она будет находиться в пределах нормы реакции, характерной для данного вида или породы. Норма реакции генетически детерминирована и наследуется.
Для разных изменений есть разные пределы нормы реакции. Например, сильно варьируют величина удоя, продуктивность злаков (количественные изменения), слабо — интенсивность окраски животных и т. д. (качественные изменения). В соответствии с этим норма реакции может быть широкой (количественные изменения — размеры листьев многих растений, размеры тела многих насекомых в зависимости от условий питания их личинок) и узкой (качественные изменения — окраска у куколок и имаго некоторых бабочек). Тем не менее, для некоторых количественных признаков характерна узкая норма реакции (жирность молока, число пальцев на ногах у морских свинок), а для некоторых качественных признаков — широкая (например, сезонные изменения окраски у многих видов животных северных широт).
Анализ и закономерности модификационной изменчивости
1) Вариационный ряд
Ранжированное отображение проявления модификационной изменчивости — вариационный ряд — ряд модификационной изменчивости свойства организма, который состоит из отдельных свойств видоизменений, размещенных в порядке увеличения или уменьшения количественного выражения свойства (размеры листка, изменение интенсивности окраски шерсти и т. д.). Единичный показатель соотношения двух факторов в вариационном ряде (например, длина шерсти и интенсивность ее пигментации) называется варианта. Например, пшеница, растущая на одном поле, может сильно отличаться количеством колосьев и колосков в силу различных показателей почвы, увлажненности на поле. Составив число колосков в одном колосе и количество колосьев, можно получить вариационный ряд в статистической форме:
Вариационный рядмодификационнойизменчивости пшеницы
2) Вариационная кривая
Графическое отображение проявления модификационной изменчивости — вариационная кривая — отображает как диапазон вариации свойства, так и частоту отдельных вариант. Из кривой видно, что наиболее распространены средние варианты проявления признака (закон Кетле). Причиной этого, по-видимому, является действие факторов окружающей среды на ход онтогенеза. Некоторые факторы подавляют экспрессию генов, другие же, наоборот, усиливают. Почти всегда эти факторы, одновременно действуя на онтогенез, нейтрализуют друг друга, то есть ни уменьшения, ни увеличения значения признака не наблюдается. Это и является причиной, по которой особи с крайними выражениями признака встречаются в значительно меньшем количестве, чем особи со средней величиной. Например, средний рост мужчины — 175 см — встречается в европейских популяциях наиболее часто. При построении вариационной кривой можно рассчитать величину среднеквадратичного отклонения и, на основе этого, построить график среднеквадратичного отклонения от медианы — наиболее часто встречающуюся величину признака.
График среднеквадратичного отклонения, исходящий из вариационной кривой «модификационная изменчивость пшеницы»
Модификационная изменчивость в теории эволюции
1) Дарвинизм
В 1859 году Чарльз Дарвин опубликовал свою работу на эволюционную тему под названием «Происхождение видов путём естественного отбора, или сохранение благоприятных рас в борьбе за жизнь». В ней Дарвин показал постепенное развитие организмов как результат естественного отбора.
Естественный отбор состоит из такого механизма:
1) сначала появляется особь с новыми, совершенно случайными, свойствами (образованными вследствие мутаций)
2) потом она оказывается или не оказывается способной оставить потомство, в зависимости от этих свойств
3) наконец, если исход предыдущего этапа оказывается положительным, то она оставляет потомство и её потомки наследуют новоприобретённые свойства
Новые свойства особи формируются вследствие наследственной и модификационной изменчивости. И если наследственная изменчивость характеризуется изменением генотипа и эти изменения наследуются, то при модификационной изменчивости наследуется способность генотипа организмов изменять фенотип при воздействии окружающей среды. При постоянном воздействии одних и тех же условий окружающей среды на генотип могут отбираться мутации, чей эффект сходен с проявлением модификаций, и, таким образом, модификационная изменчивость переходит в наследственную изменчивость (генетическая ассимиляция модификаций). Примером может являться постоянный большой процент пигмента меланина в коже у негроидной и монголоидной расы по сравнению с европеоидной. Дарвин назвал модификационную изменчивость определенной (групповой). Определенная изменчивость проявляется у всех нормальных особей вида, подвергшихся определенному воздействию. Определенная изменчивость расширяет пределы существования и размножения организма.
2) Естественный отбор и модификационная изменчивость
Модификационная изменчивость тесно связана с естественным отбором. Естественный отбор имеет четыре направления, три из которых непосредственно нацелены на выживание организмов с разными формами ненаследственной изменчивости. Это стабилизирующий, движущий и дизруптивный отбор. Стабилизирующий отбор характеризуется обезвреживанием мутаций и формирования резерва этих мутаций, что обуславливает развитие генотипа при постоянном фенотипе. Вследствие этого организмы со средней нормой реакции доминируют в неизменных условиях существования. Например, у генеративных растений сохраняется форма и размер цветка, которые отвечают форме и размеру насекомого, которое опыливает растение. Дизруптивный отбор характеризуется раскрытием резервов с обезвреженными мутациями и последующим отбором этих мутаций для формирования новых генотипа и фенотипа, которые подходят под окружающую среду. Вследствие этого выживают организмы с крайней нормой реакции. Например, насекомые с большими крыльями имеют большую устойчивость к порывам ветра, тогда как насекомых того же вида со слабыми крыльями сдувает. Движущий отбор характеризуется тем же механизмом, что и дизруптивный, однако он нацелен на формирование новой средней нормой реакции. Например, у насекомых появляется стойкость к химикатам.
Модификационная изменчивость. 1 Вариант
1. Какой вид изменчивости проявится у растений в засушливых зонах при их регулярном поливе
1) неопределенная 2) генотипическая 3) модификационная 4) мутационная
2. Изменчивость признаков, которая носит массовый, приспособительный характер,
1) не обусловлена изменением генотипа
2) вызвана изменением генов
3) связана с изменением числа хромосом
4) вызвана изменением структуры хромосом
3. Приспособительное изменение того или иного признака в определённых генетических пределах называют
1) нормой реакции 2) соотносительной изменчивостью
3) мутацией 4) комбинативной изменчивостью
4. Норма реакции признака
1) передаётся по наследству 2) зависит от окружающей среды
3) формируется в онтогенезе 4) зависит от количества хромосом
5. Изменчивость, сформировавшаяся как приспособленность к условиям внешней среды
1) генотипическая 2) геномная 3) индивидуальная 4) модификационная 6. Регулярные занятия физической культурой способствовали увеличению икроножной мышцы школьников, изменчивость
1) мутационная 2) генотипическая 3) модификационная 4) комбинативная
7. У организмов с одинаковым генотипом под влиянием условий среды возникает изменчивость
1) комбинативная 2) генотипическая 3) наследственная 4) модификационная 8. В основе повышения урожайности культурных растений за счет внесения удобрений, рыхления почвы лежит изменчивость
1) модификационная 2) мутационная 3) соотносительная 4) комбинативная
9. Изменения, которые не передаются по наследству и возникают как приспособления организма к внешней среде, называются
1) неопределенными 2) индивидуальными
3) мутационными 4) модификационными 10. Модификационная изменчивость обеспечивает
1) проявление новой нормы реакции признака
2) освоение новой среды обитания
3) приспособление к условиям среды
4) усиление обмена веществ
11.Причина модификационной изменчивости признаков — изменение
1) генов 2) условий среды 3) хромосом 4) генотипа
12. Норма реакции связана с 1) мутационной изменчивостью 2) фенотипической изменчивостью
3) гаметогенезом 4) овогенезом
13. Примером модификационной изменчивости может служить
1) повышение удойности коров при хорошем уходе за ними
2) населенность островов птицами с крыльями разной длины
3) разная степень пятнистости у рыси
4) разный цвет глаз у людей
14. Не наследуются изменения
1) комбинативные 2) генов 3) модификационные 4) хромосом
15. Окраска цветков китайской примулы изменяется от красной до белой в диапазоне температур от 20 до 35 °С. Это пример изменчивости 1) комбинативной 2) геномной 3) хромосомной 4) модификационной 16. Вариации признака в пределах нормы реакции характерны для изменчивости
1) геномной 2) генной 3) хромосомной 4) модификационной 17. Разная величина листьев, выросших на одном дереве в течение вегетационного периода, — это пример изменчивости
1) модификационной 2) мутационной 3) генотипической 4) комбинативной
18. Широкой нормой реакции обладает такой признак, как
1) строение глаза человека 2) предупреждающая окраска пчелы
3) форма крыльев бабочки павлиний глаз 4) высота тополей
19. Какой из признаков характерен для мутационной изменчивости?
1) появляется случайно 2) не наследуется
3) всегда полезен 4) одинаков у всех особей вида
20 . Укажите пример модификационной изменчивости организма.
1) развитие кустарников, у которых обрезаны верхушки побегов
2) рождение тигра-альбиноса
3) появление устойчивых к антибиотику бактерий
4) белые овцы отравляются травой зверобоя, чёрные — нет
21. Различная величина листьев одного дерева, расположенных с северной и южной сторон, — это пример проявления изменчивости
1) комбинативной 2) модификационной 3) генотипической 4) географической
22. Ненаследственной является изменчивость
1) цитоплазматическая 2) комбинативная 3) мутационная 4) фенотипическая
24. Если у горностаевого кролика на определённом участке тела выщипать белую шерсть и воздействовать на него холодом, то на этом месте вырастет чёрная шерсть. Как называют такую изменчивость?
1) геномная 2) мутационная 3) комбинативная 4) модификационнаяВ1 Установите соответствие между признаком и видом изменчивости, в результате которой он возникает.
ПРИЗНАК ВИД ИЗМЕНЧИВОСТИ
A) появление зелёной окраски тела у эвглены на свету
Б) сочетание генов родителей
B) потемнение кожи у человека при воздействии ультрафиолетовых лучей
Г) накопление подкожного жира у медведей при избыточном питании
Д) рождение в семье детей с карими и голубыми глазами в соотношении 1 : 1
Е) появление у здоровых родителей детей, больных гемофилией 1) комбинативная
2) модификационнаяМодификационная изменчивость. 2 вариант.
1. Норма реакции
1) изменяет генотип организма 2) определяется генотипом организма
3) ведет к мутации 4) изменяет локусы генов
2. Различия по фенотипу у особей с одинаковым генотипом свидетельствуют о возникновении у них изменчивост
1) модификационной 2) мутационной 3) комбинативной 4) соотносительной
3. Какая изменчивость проявится у черенков смородины, взятых с одного куста и выращенных в разных условиях?
1) модификационная 2) комбинативная 3) генетическая 4) мутационная
4. Границы, в пределах которых изменяется масса цыплят в зависимости от условий содержания и рациона питания, называют
1) продуктивностью 2) нормой реакции
3) саморегуляцией 4) колебанием численности
5 . Появление у человека загара является примером изменчивости
1) комбинативной 2) мутационной 3) генотипической 4) модификационной 6. Коровы одной и той же породы в разных условиях содержания дают различные удои молока, что свидетельствует о проявлении
1) генных мутаций 2) хромосомных мутаций
3) комбинативной изменчивости 4) модификационной изменчивости
7. Увеличение яйценоскости кур за счет улучшения рациона кормления — это пример изменчивости
1) модификационной 2) комбинативной 3) мутационной 4) соотносительной
8. Все листья одного растения имеют одинаковый генотип, но могут различаться по 1) числу хромосом 2) фенотипу 3) генофонду 4) генетическому коду
9. Изменение окраски шерсти зайца-русака осенью и весной — это пример проявления изменчивости
1) мутационной 2) комбинативной 3) генотипической 4) модификационной 10 . Продуктивность пород животных в хороших условиях содержания изменяется в соответствии с 1) их фенотипом 2) их нормой реакции признака
3) законами наследственности
4) законом гомологических рядов наследственной изменчивости
11. Изменчивость, связанную с изменением только фенотипа, называют
1) модификационной 2) комбинативной 3) мутационной 4) наследственной
12. Примером модификационной изменчивости может служить
1) шестипалость у некоторых людей
2) посинение лепестков у роз при избытке меди в почве
3) возникновение полиплоидов у растений
4) серповидноклеточная анемия у человека
13. Примером какой изменчивости может служить увеличение надоев молока у всех коров одного стада?
1) комбинационной2) мутационной 3) модификационной 4) соотносительной
14. Укажите пример модификационной изменчивости организма.
1) у сосен, растущих на морском побережье, развиваются «флаговые кроны»
2) рождение тигра-альбиноса
3) появление устойчивых к антибиотику бактерий
4) белые овцы отравляются травой зверобоя, чёрные — нет
15. Развитие различного уровня интеллекта у однояйцевых близнецов, разлучённых в детстве, — пример изменчивости
1) хромосомной 2) генотипической 3) модификационной 4) комбинативной
16.
Доклад: Норма реакции
В условиях тропической Африки у капусты белокочанной не образуются кочаны. Какая форма изменчивости проявляется в данном случае?
1) комбинативная 2) модификационная 3) наследственная 4) мутационная
17. Укажите пример, иллюстрирующий норму реакции организма
1) Среди стаи сизых голубей появился один белый голубь
2) У некоторых мух дрозофил встречаются белые глаза
3) Удойность коровы при очень хорошем уходе не превышала 4000 л молока в год
4) Гемофилией болеют преимущественно мужчины
18 . Какой из признаков характерен для модификационной изменчивости?
1) появляется случайно 2) доминантный или рецессивный
3) наследуется 4) не наследуется
19. Укажите пример наследственной изменчивости организма.
1) Ягнят воспитывали в холоде, и у них стала гуще шерсть.
2) Среди белоглазых дрозофил появились красноглазые.
3) Человек загорел на пляже.
4) При хорошем уходе удойность коров повысилась.
20. Появление разных аллелей одного гена происходит в результате
1) непрямого деления клетки 2) модификационной изменчивости
3) мутационного процесса 4) комбинативной изменчивости
21. Генные мутации — это результат
1) удвоения числа хромосом 2) изменения числа генов в хромосоме
3) нарушения последовательности нуклеотидов в ДНК
4) кроссинговера в первом делении мейоза
22. Модификации — это изменения
1) числа хромосом в клетках 2) генотипа особи
3) фенотипа особи 4) нормы реакции
В1. Установите соответствие между характеристикой изменчивости организмов и её видом.
ХАРАКТЕРИСТИКА ВИД ИЗМЕНЧИВОСТИ
A) возникает в результате изменений генотипа
Б) соответствует условиям среды и является приспособительной
B) проявляется в пределах нормы реакции
Г) возникает случайно у единичных особей
Д) обусловлена комбинацией генов и мутациями 1) ненаследственная
2) наследственная
Модификационная изменчивость Ответы:
Ответы 1 вариант
В 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
О 3 1 1 1 4 3 4 1 4 3
В 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
О 2 2 1 3 4 4 1 4 1 1
В 21 22 23 24 В1О 2 4 4 1 121212 Ответы Вариант2В 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
О 2 1 1 2 4 4 1 2 4 2
В 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
О 1 2 3 1 3 2 3 4 2 3
В 21 22 23 24 В1О 3 3 3 4 21122
Приложенные файлы
Запись опубликована автором uploader в рубрике Прочее.
Модификационная изменчивость
Изучение модификационной изменчивости у растений, построение вариационного ряда и кривой.
Лабораторная работа.
Изучение модификационной изменчивости у растений, построение вариационного ряда и кривой.
Цель: показать статистические закономерности модификационной изменчивости на примере использования математических методов в биологии.
Оборудование: семена фасоли (25 штук), тетрадь, линейка, простой карандаш.
Ход работы: Построение вариационного ряда и кривой изменчивости размеров семян фасоли.
1. Измерьте семена фасоли, данные переведите в миллиметры.
2.Расположите данные в порядке нарастания величины данного признака, обозначьте цифрами, наиболее часто встречающиеся величины признака получите вариационный ряд.
3. запишите полученные данные вариационного ряда в таблицу:
| V | |||||||||||
| P |
Определите среднюю величину указанного признака — размер семян фасоли, используя для этой цели формулу: M =Σ(V Р) / N где, N – общее число вариант вариационного ряда; V – варианта в мм (размер фасолины);
P – частота вариант (штук одного размера); Σ (сигма) – знак суммирования; M – средняя величина признака.
4. Постройте график (вариационную кривую) изменчивости признака – размер семян фасоли:
— по абсциссе отложите на одинаковом расстоянии размеры семян в нарастающем порядке;
— по ординате отложите числовые значения, соответствующие штукамразмера семян фасоли;
— восстановите перпендикуляры от абсциссы до соответствующего числа на ординате;
— точки пересечения соедините плавной линией.
5. Проведите сравнение цифровых данных вариационной кривой и сделайте вывод о частоте встречаемости определенного размера семян фасоли.
1. Как называется полученная вами линия?
2. С каким размером наиболее часто встречаются семена фасоли?
Выводы: Проделав данную лабораторную работу, я пришёл к выводу, что: 1. Длина вариационного ряда свидетельствует о … 2. Графическим выражением модификационной изменчивости признака является…
3. Пределы вариационной изменчивости признака ограничены…
Лабораторная работа.
Изучение модификационной изменчивости у растений, построение вариационного ряда и кривой.
Цель: показать статистические закономерности модификационной изменчивости на примере использования математических методов в биологии.
Оборудование: семена фасоли (25 штук), тетрадь, линейка, простой карандаш.
Ход работы: Построение вариационного ряда и кривой изменчивости размеров семян фасоли.
1. Измерьте семена фасоли, данные переведите в миллиметры.
2.Расположите данные в порядке нарастания величины данного признака, обозначьте цифрами, наиболее часто встречающиеся величины признака получите вариационный ряд.
3. запишите полученные данные вариационного ряда в таблицу:
| V | |||||||||||
| P |
Определите среднюю величину указанного признака — размер семян фасоли, используя для этой цели формулу: M =Σ(V Р) / N где, N – общее число вариант вариационного ряда; V – варианта в мм (размер фасолины);
P – частота вариант (штук одного размера); Σ (сигма) – знак суммирования; M – средняя величина признака.
4. Постройте график (вариационную кривую) изменчивости признака – размер семян фасоли:
— по абсциссе отложите на одинаковом расстоянии размеры семян в нарастающем порядке;
— по ординате отложите числовые значения, соответствующие штукамразмера семян фасоли;
— восстановите перпендикуляры от абсциссы до соответствующего числа на ординате;
— точки пересечения соедините плавной линией.
5. Проведите сравнение цифровых данных вариационной кривой и сделайте вывод о частоте встречаемости определенного размера семян фасоли.
1. Как называется полученная вами линия?
2. С каким размером наиболее часто встречаются семена фасоли?
Выводы: Проделав данную лабораторную работу, я пришёл к выводу, что: 1. Длина вариационного ряда свидетельствует о … 2. Графическим выражением модификационной изменчивости признака является…
3. Пределы вариационной изменчивости признака ограничены…
Дата добавления: 2017-03-12; просмотров: 1128 | Нарушение авторских прав
Поиск на сайте:
Норма реакции и модификационная изменчивость.
Модификационная изменчивость — это изменения признаков организмов, не обусловленные изменениями генотипа и возникающие под влиянием факторов внешней среды.
Норма реакции — степень варьирования признака, или пределы модификационной изменчивости.
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. Каждый организм развивается и обитает в определенной среде, испытывая на себе действие ее факторов, способных изменять морфологические и физиологические свойства организмов, т.е. их фенотип.
Примером изменчивости признаков под действием факторов внешней среды является разная форма листьев у стрелолиста: погруженные в воду листья имеют лентовидную форму, листья, плавающие на поверхности воды, — округлую, а находящиеся в воздушной среде — стреловидную. Под действием ультрафиолетовых лучей у людей (если они не альбиносы) появляется загар в результате накопления в коже меланина, причем у разных людей интенсивность окраски кожи различна.
Модификационная изменчивость характеризуется следующими основными свойствами:
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.
Несмотря на то, что под влиянием условий внешней среды признаки могут изменяться, эта изменчивость не беспредельна. Это объясняется тем, что генотип определяет конкретные границы, в пределах которых может происходить изменение признака. 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. Как правило, количественные признаки (высота растений, урожайность, размер листьев, удойность коров, яйценоскость кур) имеют более широкую норму реакции, то есть могут изменяться в широких пределах, чем качественные признаки (цвет шерсти, жирность молока, строение цветка, группа крови). Знание нормы реакции имеет большое значение для практики сельского хозяйства.
Вопрос № 99.Морфозы. Приведите пример морфозов у человека
Кратко:
Морфозы – ненаследственные изменения фенотипа организма в онтогенезе под влиянием экстремальных факторов среды.
Примером морфозов у человека является рождение детей без конечностей, с непроходимостью кишечника, опухолью верхней губы, принявшее характер почти эпидемии в 1961 г. в ФРГ и некоторых странах Западной Европы и Америки. Причиной уродств послужило то, что матери в первые три месяца беременности принимали в качестве успокоительного препарата талидомид. Известен еще ряд веществ (тератогены, или морфогены), вызывающих уродства развития у человека. К ним относятся хинин, галлюциноген ЛСД, наркотики, алкоголь. 32 % детей у матерей алкоголиков страдают карликовостью, микроцефалией, умственной отсталостью, имеют дефекты конечностей, суставов, пороки сердца, аномалии головы и лица.
Полный ответ:
Морфозы:
1) имеют неадаптивныйи часто необратимый характер. Часто это грубые изменения фенотипа, выходящие за пределы нормы реакции, в итоге развивается патология и может наблюдаться даже гибель организма.
2) —это различные нарушения формообразовательных процессов в период морфогенеза, приводящие к резкому изменению морфологических, биохимических, физиологических признаков и свойств организма.
3) — ненаследуемые тератологические изменения организма под влиянием внешних факторов. Радиация, высокие температуры, химические вещества, лекарственные препараты в ранние периоды развития действуют как тератогенные факторы — они вызывают уродства.
4) возникают при воздействии вредных агентов (морфогенов) на ранние процессы эмбрионального развития.
Это приводит к отклонениям от нормального развития фенотипа и к формированию уродств. Самые разные токсические агенты могут вызывать одинаковые или сходные аномалии, если на организм воздействовать в строго определенный период развития, когда повышена чувствительность соответствующих тканей и органов.
5) не носят приспособительного характера, поскольку реакция организма на индицирующие их факторы обычно бывает неадекватной.
Примером морфозов у человека является рождение детей без конечностей, с непроходимостью кишечника, опухолью верхней губы, принявшее характер почти эпидемии в 1961 г. в ФРГ и некоторых странах Западной Европы и Америки. Причиной уродств послужило то, что матери в первые три месяца беременности принимали в качестве успокоительного препарата талидомид. Известен еще ряд веществ (тератогены, или морфогены), вызывающих уродства развития у человека. К ним относятся хинин, галлюциноген ЛСД, наркотики, алкоголь. 32 % детей у матерей алкоголиков страдают карликовостью, микроцефалией, умственной отсталостью, имеют дефекты конечностей, суставов, пороки сердца, аномалии головы и лица.
100. Морфозы и фенокопии. Приведите примеры.
Морфозы — ненаследственные изменения (модификации), вызванные экстремальными или необычными для вида факторами внешней среды. Пример: развитие костно-мышечной системы в результате тренировок, шрамы.
Фенокопии- ненаследственное изменение фенотипа организма, вызванное факторами окружающей среды и копирующее проявление какого-либо известного наследственного изменения (мутации). Пример: у человека приём алкоголя во время беременности приводит к комплексу нарушений, которые до некоторой степени могут копировать симптомы болезни Дауна; микроцефалия .
Морфозы — ненаследственные изменения (модификации), вызванные экстремальными или необычными для вида факторами внешней среды. Радиация, высокие температуры, химические вещества, лекарственные препараты в ранние периоды развития действуют как тератогенные факторы — они вызывают уродства. Морфозы имеют неадаптивный и часто необратимый характер. Часто это грубые изменения фенотипа, выходящие за пределы нормы реакции, в итоге развивается патология и может наблюдаться даже гибель организма. Пример: развитие костно-мышечной системы в результате тренировок, шрамы.
Фенокопии — ненаследственное изменение фенотипа организма, вызванное факторами окружающей среды и копирующее проявление какого-либо известного наследственного изменения (мутации). В медицине фенокопии — ненаследственные болезни, сходные с наследственными. Распространенная причина фенокопий у млекопитающих — действие на беременных тератогенов различной природы, нарушающих эмбриональное развитие плода (генотип его при этом не затрагивается). При фенокопиях изменённый под действием внешних факторов признак копирует признаки другого генотипа (например, у человека приём алкоголя во время беременности приводит к комплексу нарушений, которые до некоторой степени могут копировать симптомы болезни Дауна). Пример: микроцефалия.
101. Наследственные изменения генетического материала называют мутациями. По характеру проявления они могут быть доминантными и рецессивными. Это обстоятельство очень важно для существования вида и его популяций.
Мутации оказываются, как правило, вредными, поскольку вносят нарушения в тонко сбалансированную систему биохимических превращений, перестраивают генетический аппарат. Обладатели вредных доминантных мутаций, сразу же проявляющихся в гомо- и гетерозиготном организме, часто оказываются нежизнеспособными и погибают на самых ранних этапах онтогенеза. В результате мутаций появляются и наследуются аномалии в строении тела, наследственные болезни человека.
Мутации, резко снижающие жизнеспособность, частично или полностью останавливающие развитие, называют соответственно полулетальными и летальными. У человека к таким мутациям относят рецессивный ген гемофилии.
По характеру изменений генетического аппарата различают мутации: геномные, обусловленные сменой числа полного набора хромосом.
- Хромосомные мутации связаны с изменением структуры хромосом или их числа.
- Полиплоидия — увеличение числа хромосом, кратные гаплоидному набору. Различают среди растений триплоиды (Зп), тетраплоиды (4п) и т. д. В растениеводстве известно более 500 полиплоидов (сахарная свекла, гречиха, мята и т. д.). Все они выделяются большой вегетативной массой н имеют большую ценность.
- Гетероплоидия — изменение числа хромосом ие кратное гаплоидному набору. Это мутации, связанные с избытком или недостатком одной хромосомы из пары гомологичных хромосом. Такие мутации возникают при нарушении мейоза, когда после конъюгации пара хромосом не расходится и в одну гамету попадают обе гомологичные хромосомы, а в другую ни одной.
- Гетероплоидия вредна для организма. Например, у человека появление лишней хромосомы в 21 паре вызывает синдром Дауна (слабоумие).
- Генные мутации — затрагивают структуру самого гена и влекут за собой изменения свойств организма (гемофилия, дальтонизм, альбинизм и др.).
- Точковые, или генные мутации, обусловлены заменой одного или нескольких нуклеотидов в пределах одного гена. Они влекут за собой изменение строения белков, заключающееся в появлении новой последовательности аминокислот в полипептидной цепи.
Мутации возникают как в соматических, так и в генеративных клетках. Биологическое значение их для человека неоднозначно. Соматические мутации по наследству не передаются и в процессе эволюции особого значения не имеют. Однако в индивидуальном развитии они могут воздействовать на формирование признаков. Если мутация происходит в генеративных клетках, из которых развиваются гаметы, то новые признаки появляются в ближайшем или последующем поколениях.
События нашего века показали, какие потенциальные опасности таит в себе облучение живых организмов, в том числе и человека. С биологической точки зрения самым опасным является ионизирующее излучение, к которому относятся рентгеновские лучи и радиоактивное излучение. В больших дозах ионизирующее излучение разрушает и губит клетки. Меньшие дозы приводят к другим дефектам: разрывам в молекулах ДНК, при котором клеточное деление становится невозможным. Менее выраженные повреждения проявляются в форме мутаций, которые при делении клеток передаются потомкам. Такого рода мутации соматических клеток вызывают рак и другие заболевания.
Характер мутаций не зависит от внешней среды, однако такие факторы, как ионизирующее излучение и некоторые химические вещества, увеличивают частоту мутаций. Воздействие на человека высоких доз коротковолновых излучений вызывает развитие лучевой болезни.
Генетический эффект облучения редко проявляется сразу, однако не следует недооценивать грозящей будущим поколениям опасности накопления вредных генов в популяции.
При выведении новых сортов растений и штаммов микроорганизмов используют индуцированные мутации (искусственно вызываемые различными мутагенными факторами: химическими веществами, рентгеновскими или ультрафиолетовыми лучами). Затем проводят отбор полученных мутантов, сохраняя наиболее продуктивные.
Н. И.
Что такое: широкая норма реакции, узкая норма реакции, вариоционный ряд..
Вавилов, изучая мутации у родственных видов, установил закон гомологических рядов в наследственной изменчивости. .у.
Генетически близкие виды н роды характеризуются сходными рядами наследственной изменчивости с такой правильностью, что, зная ряд форм в пределах одного вида, можно предвидеть нахождение параллельных форм у других видов н родов.
Руководствуясь законом, можно предсказать, какие мутационные формы должны возникнуть у близкородственных видов домашних животных, новых сортов культурных растений, а также новые ожидаемые формы (виды, роды) в систематике.
Приложение законов наследственности и изменчивости к теории селекции привело к лучшему пониманию и значительному усовершенствованию ряда важных методов селекции, разработке новых методов, дало возможность составлять различные селекционные программы.
Селекция (от лат. «селиктио» — отбор) — наука о выведении новых и совершенствовании существующих сортов культурных растений, пород домашних животных и штаммов микроорганизмов, соответствующих потребностям человека и уровню производительных сил общества.
Сорт, порода и штамм — это популяции, искусственно созданные человеком, имеющие определенные наследственные особенности: комплекс морфологических и физиологических признаков, продуктивность и норму реакции.
Создателем современной генетической основы селекции является Н. И. Вавилов. По его мнению, селекция это эволюция, направляемая человеком.
Основные методы селекции: гибридизация и отбор.
Этапы селекционной работы
I этап селекционной работы
Исходное сортовое и видовое разнообразие растений и животных — объекты селекционной работы (без знания исходного материала, без изучения его происхождения и эволюции невозможно совершенствование существующих форм животных и растений).
На данном этапе используются работы Н. И. Вавилова по установлению центров происхождения культурных растений в очагах древнейшего земледелия, созданию их коллекции и использованию в качестве исходного материала. Таких центров восемь.
1. Южноазиатский тропический центр. Тропическая Индия, Индокитай, Южный Китай, острова Юго-Восточной Азии. Исключительно богат культурными растениями (около ½ известных видов культурных растений). Родина риса, сахарного тростника, множества плодовых и овощных культур.
2. Восточноазиатский центр. Центральными Восточный Китай, Япония, остров Тайвань, Корея. Родина сои, нескольких видов проса, множества плодовых и овощных культур. Этот центр тоже богат видами культурных растений — около 20% мирового многообразия.
3. Юго-Западноазиатский центр. Малая Азия, Средняя Азия, Иран, Афганистан, Северо-Западная Индия. Родина нескольких форм пшеницы, ржи, многих зерновых, бобовых, винограда, плодовых. В нем возникло 14% мировой культурной флоры.
4. Средиземноморский центр. Страны, расположенные но берегам Средиземного моря. Этот центр, где располагались величайшие древние цивилизации, дал около 11% видов культурных растений. В их числе маслины, многие кормовые растения (клевер, одноцветковая чечевица), многие овощные (капуста) и кормовые культуры.
5. Абиссинский центр. Небольшой район Африканского материка с очень своеобразной флорой культурных растений. Очевидно, очень древний очаг самобытной земледельческой культуры. Родина зернового сорго, одного вида бананов, масличного растения нута, ряда особых форм пшеницы и ячменя.
6. Центральноамериканский центр. Южная Мексика. Родина кукурузы, длинноволокнистого хлопчатника, какао, ряда тыквенных, фасоли — всего около 90 видов культурных растений.
7. Андийский (Южноамериканский) центр. Включает часть районов Андийского горного хребта вдоль западного побережья Южной Америки. Родина многих клубненосных растений, в том числе картофеля, некоторых лекарственных растений (кокаиновый куст, хинное дерево и др.)
Подавляющее большинство культурных растений связано в своем происхождении с одним или несколькими из перечисленных выше географических центров.
Читайте также:
Понятие нормы реакции. Чем обусловлена стабильность признаков, обладающих узкой нормой реакции?
Предыдущая123456789Следующая
Нормой реакции называются пределы, в которых фенотип может изменяться под действием среды без изменения генотипа. Возможность этих изменений, обусловлены генетически. Опыт нагляден тем, что не только демонстрирует комплексность факторов среды, вызывающих данные изменения, но и подтверждает то, что эти изменения происходят в пределах нормы реакции генотипа, он един у обоих половин одуванчика. Норма реакции — характеристика индивидуальная. В идеале для изучения нормы реакции необходимо последовательно помещать один и тот же организм в разные условия среды. Практическое определение пределов, в которых данная особь может изменять исследуемый признак невозможно. Например, исследования признака — устойчивость особи к различным температурам, показало, что при каком-то высоком значении температуры особь гибнет. Таким образом, нам удалось определить верхнюю границу нормы реакции организма по данному признаку. Возникает вопрос — как определить нижнюю границу? Именно поэтому исследования пределов фенотипической изменчивости различных признаков особи принято изучать не на одном индивидууме, а на выборке особей из популяции, основываясь на предположении об их генетической близости. Широкая норма реакции в природных условиях имеет важное значение для сохранения и процветания вида. Стабильность признаков, обладающих узкой нормой реакции, может быть обеспечена тремя факторами: 1) Жесткой генетической детерминацией. Тогда вся, или, по крайней мере, большая часть изменчивости признака имеет генетическую природу. Отбор по таким признакам наиболее эффективен, но и плата за эволюцию, то есть гибель менее приспособленных особей, тоже высока. 2) Стабильность признака может быть обеспечена его жесткой онтогенетической детерминацией. Таковы многие морфологические признаки, например число шейных позвонков млекопитающих (их всегда семь), или план строения позвоночных (также как и беспозвоночных) животных, или тип дробления зиготы (спиральный, радиальный) и т. п. Изменчивость таких признаков практически не зависит от генотипа. Она эпигеномна, и их эволюция лишь опосредованно и косвенно определяется естественным отбором 3) Третья причина стабильности признаков фенотипа—гомеостаз внутренней среды организма и гомеорез (термин Уоддингтона), то есть устойчивость онтогенетических взаимодействий в развивающемся организме.
21. Понятия генокопирования и генной ассимиляции. Механизм действия.Стабилизирующий отбор происходит в тех случаях, когда признак сохраняет свое адаптивное значение, то есть его функциональное соотношение со средой остается неизменным. При этом в каждом поколении элиминируются любые уклонения, нарушающие адаптивность признака, причем симметрично и в левой и в правой частях распределения его изменчивости). Сохраняется, проходит отбор, только популяционная норма. С. отбор действует против генетической изменчивости.. При широкой норме реакции и (или) высокой комбинативной генетической изменчивости распределение может оставаться неизменным. Такой стабилизирующий отбор называется нормализующим. Он сохраняет уже существующую популяционную норму по отбираемому признаку. Примеры: количественные признаки, различающие близкие виды или подвиды. Для вида подобные признаки константны, хотя и обладают изменчивостью. При стабилизирующем отборе по признакам с широкой нормой реакции происходит фиксирование модификаций. При столкновении вида (популяции) с новыми условиями существования пластичные признаки фенотипа модифицируются соответственно этим условиям. Затем, под действием стабилизирующего отбора, происходит генокопирование. (Генокопии (лат. geocopies) — это сходные фенотипы, сформировавшиеся под влиянием разных неаллельных генов. Тоесть это одинаковые изменения фенотипа, обусловленные аллелями разных генов, а также имеющие место в результате различных генных взаимодействий или нарушений различных этапов одного биохимического процесса с прекращением синтеза. Проявляется как эффект определенных мутаций, копирующих действие генов или их взаимодействие.)Накапливаются комбинации генов, фиксирующие адаптивное выражение нормы реакции. Все уклонения от этого выражения элиминируются..Таким образом стабилизирующий отбор ответственен за сохранение адаптации в чреде поколений. Это особенно ярко проявляется для признаков глубоких уровней организации: молекулярного, клеточного, тканевого. Например, гемоглобин свойственен очень многим беспозвоночным животным и всем хордовым, эта структура сохраняется стабилизирующим отбором уже около 500 млн лет. Пример:число пальцев конечностей наземных позвоночных. во многих других таксонах пятипалость сохранялась, оберегаемая стабилизирующим отбором.
Норма реакции признака передается по наследству зависит
Вторым важным аспектом действия стабилизирующего отбора является его влияние на онтогенез — канализирующий эффект. Охраняя уже существующие адаптации, стабилизирующий отбор не препятствует накоплению генетической изменчивости, не влияющей на фенотипическое выражение дефинитивного признака, на который он действует. Эта изменчивость имеет двоякое значение. Во-первых, часть ее имеет псевдонейтральный характер, так как она не влияет на нормальное развитие признака, будучи подавлена эпигеномными морфологическими корреляциями. Другая часть влияет на онтогенез признака. Если она нарушает его дефинитивное выражение, она элиминируется. В результате, стабилизирующий отбор подхватывает ту генетическую изменчивость, которая совершенствует процессы онтогенеза как такового, не меняя их конечного результата. Стабилизирующий отбор ответственен за возникновение и дальнейшее совершенствование эпигеномных морфогенетических корреляций — креодов онтогенеза. (пример-морфофеоз хаонв-внутр ноздри) Под действием канализирующего стабилизирующего отбора формируются и дискретные адаптивные модификации. Одним из наиболее известных примеров подобных модификаций являются три формы листьев у водного растения стрелолиста Sagittaria sagittiforin Подводные листья имеют лентовидную форму без черешка, листья, плавающие на поверхности воды, — округлые, с длинными черешками, у воздушных листьев, развивающихся на мелководье, пластинка стреловидная, а черешок плотный стоячий.. Произошло не смещение нормы реакции, как у лесных мышей на Кавказе, а деление непрерывного ряда изменений в пределах нормы на три дискретные типа морфогенетических корреляций. Произошло это путем генокопирования, через элиминацию промежуточных неадаптивных вариантов. Накопление под защитой стаб. отбора генетической изменчивости, как нейтральной, то есть не влияющей на морфогенез, так и псевдонейтральной, то есть подавленной (срегулированной) эпигенетическими взаимодействиями развивающихся зачатков, приводит к увеличению генофонда популяции. Шмальгаузен назвал накопление этой изменчивости «мобилизационным резервом». Он предположил, что при резких изменениях среды, сопровождаемых сокращением численности популяции, эта изменчивость, в силу увеличения гомозиготности, проявляется в фенотипах и служит материалом для движущего отбора. Таким образом, стабилизирующий отбор сохраняет уже существующие адаптации и совершенствует их онтогенез. Оптимизация происходит на основе сочетания ортоселекции и стабилизирующего отбора очень медленно, за десятки и более миллионов лет, на макроэволюционных временах. Слабая по интенсивности отбора ортоселекция все время приводит к необходимости канализации достигнутого уровня адаптации. Если стабильность итога развития представляет собой продукт эволюции, то то же самое касается и наследственности. Это — одно из центральных положений эпигенетической теории. Создание наследственного признака описывается ею как накопление генетических изменений в пределах, допускающих осуществление отбираемого фенотипа [1186, 1196], или как генетическая ассимиляция последнего (Процесс наследственного закрепления новых признаков называется генетической ассимиляцией морфоза, Ассимиляция происходит благодаря изменению многих генов генотипа. При этом генетические различия между исходной и ассимилированной линиями возникают в нескольких локусах по всему геному и могут затрагивать любую из хромосом, а фактически затрагивают их все. Например, морфоз с прерванной жилкой может быть наследственно закреплен изменением во 2-й или 3-й аутосомах, либо в Х-хромосоме, либо во всех хромосомах, вместе взятых) В соответствии с этим сырой материал эволюции должны составлять неустойчиво наследуемые изменения, т. е. такие, которые могут быть охарактеризованы как дарвиновская неопределенная изменчивость. Новые свойства особи формируются вследствие наследственной и модификационной изменчивости. И если наследственная изменчивость характеризуется изменением генотипа и эти изменения наследуются, то при модификационной изменчивости наследуется способность генотипа организмов изменять фенотип при воздействии окружающей среды. При постоянном воздействии одних и тех же условий окружающей среды на генотип могут отбираться мутации, чей эффект сходен с проявлением модификаций, и, таким образом, модификационная изменчивость переходит в наследственную изменчивость (генетическая ассимиляция модификаций). Согласно основным положениям эпигенетической теории эволюцииду, субстратом для эволюции является целостный фенотип — то есть, морфозы в развитии организма определяются воздействием условий окружающей среды на его онтогенез (эпигенетическая система). При этом формируется устойчивая траектория развития, основанная на морфозах (креод) — формируется устойчивая эпигенетическая система, адаптивная к морфозам. Таким образом, естественный отбор в эпигенетической теории эволюции состоит из следующих стадий:экстремальный фактор окружающей среды приводит морфозам, а морфозы — к дестабилизации онтогенеза, дестабилизация онтогенеза приводит к проявлению нестандартного (альтернативного, аномального) фенотипа, который наиболее отвечает сложившимся морфозам,при удачном соответствии альтернативного фенотипа происходит закрепленное генокопирование модификаций, которое ведет ко стабилизации онтогенеза и обуславливает направление естественного отбора — устанавливается новая норма реакции,далее, в ходе закрепления новых свойств путем генокопирования модификаций, формируются новые альтернативные пути развития, которые проявляются при следующей дестабилизации онтогенеза
Предыдущая123456789Следующая