Слайд 1Изменчивость организмов.
Учитель биологии
Кухарская С.С.©
Слайд 2Основные вопросы темы:
1. Что такое изменчивость?
2.Какие виды изменчивости можно выделить?
3.Формы ненаследственной
изменчивости ,их описание.
4.Норма реакции, ее формы.
5.Вариационная кривая и вариационный ряд.
6. Типы наследственной изменчивости , их характеристика.
7.Закон гомологических рядов.
8. Мутационная теория.
Изменчивость
Ненаследственная (фенотипическая, модификационная)
Наследственная (генотипическая)
Слайд 4Виды модификаций
сводятся к изменению лишь степени выраженности признака; нарушения
структуры генотипа при них не происходит.
Слайд 5Возрастные( онтогенетические) модификации
выражаются в виде постоянной смены признаков в процессе
развития особи. Наглядно демонстрируется на примере онтогенеза земноводных ; насекомых (личинка, куколка, имаго) и других животных.
У человека в процессе развития наблюдаются модификации морфофизиологических и психических признаков. Например, ребенок не сможет правильно развиваться и физически и интеллектуально, если в раннем детстве на него не будут оказывать влияние нормальные внешние, в том числе социальные, факторы. Долгое пребывание ребенка в социально неблагополучной среде может вызвать необратимый дефект его интеллекта.
Онтогенетическая изменчивость, как и сам онтогенез, детерминируется генотипом, где закодирована программа развития особи. Однако особенности формирования фенотипа в онтогенезе обусловлены взаимодействием генотипа и среды.
Слайд 6Сезонные модификации особей или целых популяций проявляются в виде генетически детерминированной
смены признаков
(например, изменение окраски шерсти, появление подпушка у животных), происходящей в результате сезонных изменений климатических условий
Слайд 7Сезонные модификации можно отнести к группе экологических модификаций- адаптивных изменений фенотипа в
ответ на изменения условий среды. Экологические модификации проявляются в изменении степени выраженности признака. Могут возникать на ранних стадиях развития и сохраняться в течении всей жизни.
Пример:
- различные формы листа у стрелолиста, обусловленные влиянием среды (стреловидные надводные, широкие плавающие, лентовидные подводные).
Экологические модификации затрагивают количественные (количество лепестков в цветке, потомства у животных, масса животных, высота растений, размер листа и т.д.) и качественные (окраска цветков у медуницы, чины лесной, примулы; цвет кожи у человека под влиянием ультрафиолетовых лучей и др.) признаки.
Слайд 8Экологические модификации, как правило, обратимы . Например, потомство низкорослых растений на
хорошо удобренных почвах будет нормальной высоты; определенное количество лепестков в цветке какого-либо растения в потомстве может не повториться; у человека с кривыми ногами вследствие рахита бывает вполне нормальное потомство. Если же в ряду поколений условия не меняются, степень выраженности признака в потомстве сохраняются, ее нередко принимают за стойкий наследственный признак (длительные модификации).
В 1895 г. французский ботаник Г. Бонье провел опыт, ставший классическим примером экологической модификации. Он разделил одно растение одуванчика на две части и выращивал их в разных условиях: на равнине и высоко в горах. Первое растение достигло нормальной высоты, а второе оказалось карликовым. Такого рода изменения бывают и у животных. Например, Р. Вольтерк в 1909 г. наблюдал изменения высоты шлема у дафний в зависимости от условий питания.
Слайд 9Пример ненаследственной изменчивости (опыт с горностаевым кроликом)
У горностаевого кролика на
спине выбривают наголо определенный участок (спина горностаевого кролика нормально покрыта белой шерстью) и затем кролика помещают на холод. В этом случае на оголенном месте, подвергшемся влиянию низкой температуры, появляется темнопигментированный волос и в результате на спине - темное пятно. Советский биолог Ильин показал, что температура окружающей среды имеет больше значение в развитии пигмента у горностаевого кролика, причем для каждой области тела есть свой порог температуры, выше которого вырастает белая шерсть, а ниже – черная.
Слайд 10Норма реакции-диапазон, в пределах которого один и тот же генотип способен
давать различные фенотипы.
Узкая-свойственна физиологическим признакам( величина и строение органов, группа крови и т.д.)
Широкая присуща качественным и количественным признакам организма, не являющимся жизненно важными (количество жира в организме, размер листьев , цвет шерсти, яйценоскость , урожайность и т.д.)
Слайд 11Изучение изменчивости количественных и качественных признаков.
Вариационный ряд- изучаемые особи размещаются в
порядке убывания или возрастания определенного признака.
Вариационная кривая-графическое выражение изменчивости признака, отражающее как размах вариации , так и частоту встречаемости отдельных вариант.
Слайд 12В 1835 году бельгийский математик Л. Кетле, изучая изменчивость, отметил, что
в вариационном ряду больше встречается особей, у которых величина того или иного признака равна средней или же близка к ней.
Средняя величина выраженности признака.
Слайд 13Наследственная изменчивость.
Комбинативная ,ее источники-
Процесс кроссинговера профазы мейоза I (возникновение рекомбинантных хромосом)
Явление
независимого расхождения гомологичных хромосом в анафазе мейоза I
Случайное сочетание гамет при оплодотворении.
Эти явления не способствуют изменению генов , лишь меняется характер их взаимодействия.
Мутационная
-внезапные изменения структуры генов, хромосом или числа хромосом в кариотипе.
Термин “мутация” ввел Г.Де Фриз
Слайд 14Геномные мутации –изменения числа хромосом.
Полиплоидия-кратное увеличение
Причины-радиация, высокая(низкая) температуры , химические
вещества (колхицин, хлороформ , эфир).
Характерна в основном для растений.
У животных встречается у тутового шелкопряда.
Получение ди-, три-,тетра-,полиплоидов.
Гетероплоидия ( = анэуплоидия)-некратное увеличение или уменьшение
Возникает в том случае, когда не происходит расхождение хроматид при митозе или отдельных хромосом в мейозе.
Варианты:
Трисомия 2n+1 (синдром Дауна)
Моносомия 2n-1 (синдром Шерешевского- Тернера)
Слайд 15Генные (=точковые) мутации.
Изменения нуклеотидной последовательности молекулы ДНК в определенном участке хромосомы.
Возникают
под действием химических мутагенов, ультрафиолетовых лучей.
Серповидноклеточная анемия — это наследственная гемоглобинопатия , связанная с таким нарушением строения белка гемоглобина, при котором он приобретает особое кристаллическое строение. Форма гемоглобина больных - так называемый гемоглобин S.
Слайд 16 Хромосомные мутации-изменения структуры хромосом.
1. Инверсия- поворот участка на 180 градусов
2.Делеция-выпадение
участка
3.Дупликация-удвоение участка
4.Транслокация –перемещение участка на негомологичную хромосому или перенос участка к другому концу той же хромосомы
5. Центрическое слияние-слияние негомологичных хромосом.
Слайд 17По месту возникновения мутации бывают:
Соматические
(возникают в соматических клетках)
Можно использовать при
вегетативном размножении
И.В. Мичурин использовал этот вид мутаций для выведения сорта яблони-антоновка полуторафунтовая.
Генеративные
( в клетках, из которых развиваются гаметы, или в самих половых клетках)
Слайд 18По адаптивному действию:
Вредные- снижают жизнеспособность;бывают летальными.
Полезные- материал для естественного и искусственного
отбора.
Слайд 19Закон гомологических рядов.
Николай Иванович Вавилов (1887-1943)
Виды и роды генетически близкие характеризуются
сходными рядами наследственной изменчивости, с такой правильностью, что, зная ряд форм в пределах одного вида можно предвидеть нахождение параллельных форм у других видов и родов. Чем ближе родство, тем полнее сходство в рядах изменчивости.
Зная мутации у одного вида, можно предсказать появление сходных мутаций у родственных ему видов. На примере семейства злаковых Н. И. Вавилов показал, что сходные мутации обнаруживаются у целого ряда видов этого семейства. Так, черная окраска семян встречается у ржи, пшеницы, ячменя, кукурузы и ряда других за исключением овса, проса и пырея, удлиненная форма зерна – у всех изученных видов. У животных также наблюдаются сходные мутации: альбинизм и отсутствие шерсти у млекопитающих, альбинизм и отсутствие перьев у птиц, короткопалость у крупного рогатого скота, овец, собак, птиц. Некоторые наследственные заболевания и уродства, встречающиеся у человека, отмечены и у некоторых животных. Животных с такими болезнями используют в качестве модели для изучения аналогичных дефектов у человека. Например, катаракта глаза бывает у мышей, крыс, собак, лошадей; гемофилия – у мыши и кошки; диабет – у крысы; врожденная глухота – у морской свинки, мыши, собаки и т.д.
Слайд 20Основные положения мутационной теории
Мутации возникают внезапно и скачкообразно.
Мутации не образуют непрерывных
рядов, они являются качественными изменениями.
Мутации бывают вредными и полезными.
Мутации наследственны и передаются из поколения в поколение.
Сходные мутации могут возникать повторно.
Мутации ненаправленны , так как мутировать может любой локус ,вызывая изменения как незначительные, так и жизненно важных признаков.
По характеру могут быть доминантными и рецессивными