Модифікаційна мінливість – це зміни ознак і властивостей організму, спричинені факторами умов існування і не пов’язані зі змінами генотипу.
3.
2.
1.
План
1. Комбінативна мінливість.
2. Мутаційна мінливість, види мутацій.
3. Модифікаційна мінливість.
Література.
1.Кучеренко М.Є., Ю.Г.Вервес та ін. Загальна біологія: Пробн. підруч.
для 11 кл. серед. загальноосвіт. навч. закл.- К.: Генеза, 2001, ст. 71-83.
2. Бригідир Г.З., Гайда Г.В. та ін. Біологія. 10-11 клас. Поурочне
планування. Конспекти уроків. – Т.: Навчальна книга – Богдан, 2000,
ст.89-98.
3.Слабіцька Н.П., Стахурська В.П. Біологія: Посібник-конспект 11 клас.-
Т.: Навчальна книга - Богдан, 2000, ст.24-31.
4.Тагліна О.В. Загальна біологія 11 клас. Плани – конспекти уроків. – Х.:
Ранок, 2001, ст. 41-52.
Одна із основних проблем генетики – з’ясування співвідносної ролі генотипу і умов довкілля у формуванні фенотипу організму. Залежність прояву ознак від умов довкілля відзначав ще Ламарк, який розглядав це як один із факторів еволюції. Вчені давно помітили, що однояйцеві близнята відрізняються фенотипно, якщо розвиваються у різних умовах. Це прояв неспадкової (модифікаційної) мінливості. Вивчення модифікаційної мінливості має важливе значення для розвитку еволюційних поглядів (для розуміння того, як виникають пристосування організмів до умов довкілля). Селекціонери, створюючи нові породи тварин і сорти рослин, теж повинні відрізняти спадкові зміни від неспадкових, а також знаходити умови, за яких найкраще проявлятимуться корисні для людини ознаки культурних організмів і пригнічуватимуться шкідливі. Для діагностики і лікування спадкових хвороб людини теж необхідно вміти відрізняти неспадкові зміни організмів від спадкових.
Спадкова (генотипна) мінливість – зміни ознак і властивостей організму, зумовлені зміною генотипу, що зберігаються в ряді поколінь.
Види спадкової мінливості:
1. Комбінативна –це отримання нових поєднань генів у генотипі, що призводить до виникнення нових ознак у поколіннях. Відбувається в результаті трьох процесів: незалежного розходження гомологічних хромосом при мейозі (анафаза І), кон’югації гомологічних хромосом при мейозі (профаза І), випадкового поєднання алельних генів при злитті гамет під час запліднення. Така властивість є у всіх організмів, які розмножуються статево, нестатево, вегетативно, навіть у бактерій за участю вірусів-бактеріофагів.
2. Мутаційна – це мінливість, пов’язана із виникненням мутацій.
Мутації – раптові стрибкоподібні стійкі зміни генотипу, що супроводжуються перебудовою, зміною кількості хромосом чи окремих генів під впливом мутагенів.
Мутагени – це фактори, що спричинюють мутації (хім. Сполуки, тиск, температура, віруси).
Основи вчення про мутації заклав Г.де Фріз у 1901р., продовжив Т.Морган. Положення вчення про мутації такі:
1)виникають раптово;
2)зміни, спричинені мутаціями, стійкі і можуть успадковуватися;
3)мутації неспрямовані, тобто можуть бути корисними, шкідливими , нейтральними;
4)одні й ті самі мутації можуть виникати неодноразово;
5)здатність до мутацій мають всі живі організми.
Мутації можуть виникати у будь-яких клітинах, якщо у статевих, то вони успадковуються при статевому розмноженні, якщо у нестатевих – при нестатевому чи вегетативному.
Класифікація мутацій:
За характером клітин, в яких відбуваються:генеративні і соматичні.
За впливом на життєдіяльність: летальні, сублетальні, нейтральні (можуть бути корисними, якщо зміняться умови існування).
За причинами, які викликали зміни: спонтанні (природні) , індуційовані.
Залежно від характеру змін генетичного апарату: геномні (пов’язані із зміною наборів хромосом), генні (зміна окремих генів), хромосомні (перебудова хромосом).
Геномні мутації – внаслідок їх змінюється каріотип: збільшується (поліплоїдія) або зменшується. Поліплоїдія найчастіше трапляється у рослин, у тварин рідше, бо збільшення хромосом порушує визначення статі. У рослин статеві хромосоми відсутні, тому можлива поліплоїдія, яка призводить до підвищення життєздатності, продуктивності. Це пов’язано з тим, що інтенсивність синтезу білків залежить від кількості гомологічних хромосом у ядрі, чим їх більше, тим більше за одиницю часу синтезується молекул білків кожного виду. Поліплоїдію використовують у селекції, багато культурних рослин – поліплоїди. Мутації, пов’язані із зменшенням каріотипу, мають прямо протилежні наслідки: гаплоїдні форми менші за розмірами, продуктивністю, у селекції такі форми застосовують для одержання гомозиготних форм, а потім у них подвоюють кількість хромосом.
Хромосомні мутації – нестачахромосом, зайва хромосома, відсутність частини, перстановка частини. Відсутність однієї чи обох гомологічних хромосом негативніше впливає на життєздатність, ніж поява зайвої. Так, зародок людини із 44А+Х розвивається у жіночий організм із вкороченою шиєю, порушенням кісткової, кровоносної, сечостатевої системи. Зародок із 44А+ХХХ теж розвивається у жіночий організм, який незначно відрізняється від нормального.
Поява ХХХ у 21 парі спричинює хворобу Дауна (до 30 років, розумова відсталість, косі очі, пласке обличчя), поява ХХХ у 8 парі теж призводить до порушень (косоокість, короткопалість, великі вуха, ніс). Тобто важкість порушень залежить від того, в якій парі хромосом вони відбуваються.
При втраті ділянки хромосома стає коротшою і у гетерозиготних організмів можуть проявитися рецесивні алелі. Якщо з’являється новий фрагмент, це теж мутація, але на фенотипі вона проявляється менше. Причиною втрати і появи фрагментів можуть бути кон’югації гомологічних хромосом, кросинговер. Ще один різновид перебудов хромосом пов’язаний із зміною порядку розташування генів: ділянка хромосоми, яка утворилася внаслідок двох розривів, перевертається на 180 градусів і знову за участю ферментів вбудовується в неї. Такі мутації не впливають на фенотип, бо кількість генів залишається однаковою. Внаслідок всіх хромосомних мутацій може порушитись мейоз.
Генні мутації –випадання кодона, зайвий кодон, випадання нуклеотида, перестановка нуклеотида, трапляються найчастіше., можуть зачіпати будь-які ознаки і тривалий час передаватися із покоління в покоління. Вони є домінантні, субдомінантні (проявляються частково) і рецесивні (у гомозигот).
Уприродних умовах мутації окремих алелей трапляються рідко, але оскільки організми мають значну кількість генів, то і загальна кількість мутацій значна (у дрозофіли 5% гамет несе різні мутації).