Файл: 1 вопрос. Понятие об изменчивости как свойстве живого.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 06.11.2023
Просмотров: 96
Скачиваний: 3
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
1 вопрос. Понятие об изменчивости как свойстве живого
Изменчивость – это свойство живых организмов, заключающееся в изменении наследственных задатков или в изменении их проявления в процессе онтогенеза. Различают наследственную, или генотипическую, изменчивость и ненаследственную, или модификационную, изменчивость.
2 вопрос. Основные формы изменчивости.
Формирование различных типов изменчивости является следствием взаимодействия внешней среды, генотипа и фенотипа. Наследственная изменчивость проявляется в двух формах — комбинативной и мутационной. Комбинативная изменчивость – наследственная изменчивость, обусловленная комбинаторикой генов.
Мутационная изменчивость. Мутации – качественные или количественные изменения ДНК клеток организма, приводящие к изменению его генотипа.
Модификационная (фенотипическая) изменчивость – представляет собой свойство организмов, приводящее к изменениям признаков, не затрагивающих генотип и, следовательно, не передающихся в ряду поколений. Онтогенетическая изменчивость - это постоянная смена признаков в процессе развития особи (онтогенез земноводных, насекомых, развитие морфофизиологических и психических признаков у человека). рос. Основные формы изменчивости и их характеристика
3 вопрос. Фенотипическая изменчивость. Понятие модификаций и их адаптивный характер. Норма реакции генетически детерминированных признаков. Гены с широкой и узкой нормой реакции. Фенокопии.
Модификационная (фенотипическая) изменчивость – представляет собой свойство организмов, приводящее к изменениям признаков, не затрагивающих генотип и, следовательно, не передающихся в ряду поколений. Большинство изменений имеет приспособительный характер, способствующий адаптации организма к окружающей среде. В основе модификационной изменчивости лежит способность организмов наследовать не сам признак, а предрасположенность к его развитию – норму реакции. Норма реакции – генетически детерминированный диапазон возможных изменений признака при данном неизменном генотипе. Выделяют признаки с узкой нормой реакции, которые мало зависят от условий внешней среды (группа крови, резус-фактор, пятипалость) и признаки с широкой нормой реакции – вес тела, артериальное давление и пр. Модификации не передаются по наследству и бывают сезонные и экологические.
Сезонные модификации - генетически детерминированная смена признаков в результате сезонных изменений климатических условий. Экологические модификации — адаптивные изменения фенотипа в ответ на изменение условий внешней среды. Фенотипически они проявляются в степени выраженности признака. Экологические модификации затрагивают количественные (масса животных, потомство) и качественные (цвет кожи у человека под влиянием УФ-лучей) признаки.
Свойства модификаций:
1. Модификации не передаются по наследству;
2. Возникают постепенно, имеют переходные формы;
3. Модификации — изменения количественные; они образуют непрерывные ряды и группируются вокруг среднего значения;
4. Возникают направленно – под влиянием одного и того же фактора среды группа организмов изменяется сходным образом;
5. Приспособительный (адаптивный) характер имеют все наиболее распространенные модификации.
Так повышение числа эритроцитов и содержание Hb в крови животных и человека в горах представляют приспособление для лучшего использования кислорода. Загар кожи — приспособление воздействия чрезмерной инсоляции. Установлено, что адаптивными бывают только те модификации, которые вызываются обычными изменениями природных условий. Не имеет приспособительного значения модификации, вызываемые различными химическими и физическими факторами. Так, воздействуя повышенной температурой на куколки дрозофилы, можно получить особи с закрученными крыльями, с вырезками на них, что напоминает мутации.
1. Экологические модификации обратимы и со сменой поколений при условии изменения внешней среды могут не проявляться (колебания удоев молока, смена количества эритроцитов и лейкоцитов при заболеваниях или изменениях условий обитания). Если в ряду поколений условия не меняются, то степень выраженности признака в потомстве сохраняется. Такие модификации называются длительными. При изменении условий развития длительные модификации не наследуются. Ошибочно мнение, что воспитанием и внешним воздействием можно закрепить в потомстве новый признак (пример дрессировки собак).
2. Модификации носят адекватный характер, т.е. степень выраженности признака находится в прямой зависимости от вида и продолжительности действия фактора. Так, улучшение условий содержания скота вызывает увеличение массы животных.
3. Одним из основных свойств модификаций является их массовость — один и тот же фактор вызывает одинаковое изменение особей, сходных генотипически. Предел и степень выраженности модификаций контролируется генотипом (пример с однояйцовыми близнецами).
4. Модификации обладают разной степенью стойкости: длительные и кратковременные. Так, загар у человека проходит по окончании действия инсоляции. Другие модификации, возникшие на ранних стадиях развития могут сохраняться в течение всей жизни (кривоногость после рахита). Модификации однозначны для самых примитивных и высокоорганизованных организмов. К числу таких модификаций относятся фенотипические изменения, связанные с питанием. Изменения не только количества, но и качества пищи могут обусловить возникновения следующих модификаций: авитаминоза человека, дистрофия, рахит. К наиболее частым модификациям человека относятся фенотипические признаки, вызываемые физическими нагрузками: увеличение объема мышц в результате тренировки, усиление кровоснабжения, обратные изменения при малоподвижном образе жизни. Поскольку модификации не наследуются, во врачебной практике является важным отличия их от мутации. Модификации, возникающие у человека, поддаются коррекции, в то время как мутационные изменения вызывают неизлечимые патологии.
Вариации в проявлении гена не являются беспредельными. Они ограничиваются нормой реакции организма.
Норма реакции — это предел модификационной изменчивости признака. Наследуется норма реакции, а не сами модификации, т.е. способность к развитию признака, а форма его проявления зависит от условий окружающей среды. Норма реакции — генетически детерминированный диапазон возможных изменений признака при данном неизменном генотипе. Выделяют признаки с узкой нормой реакции, которые мало зависят от условий внешней среды (группа крови, резус-фактор, пятипалость) и признаки с широкой нормой реакции – вес тела, артериальное давление и пр.
Однозначная норма реакции характерна так же для большинства качественных признаков — цвет волос, глаз. Под влиянием некоторых вредных факторов, с которыми человек не сталкивается в процессе эволюции, возможности модификационной изменчивости, определяющей нормы реакции, исключаются. Возникают уродства или аномалии, которые называются морфозами. Это изменения морфологических, биохимических, физиологических признаков у млекопитающих. Например, 4 сердца, один глаз, две головы; у человека отсутствие конечностей при рождении у детей, непроходимость кишечника, опухоль верхней губы. Причиной возникновения таких изменений являются тератогены: препарат талидомид, хинин, галлюциноген ЛСД, наркотики, алкоголь. Морфоз резко изменяет новый признак в отличие от модификаций, вызывающих изменение степени выраженности признака. Морфозы могут возникать в критические периоды онтогенеза и не носят приспособительного характера. Фенотипические морфозы сходны с мутациями и в таких случаях они называются фенокопиями. Механизмом фенокопий является нарушение реализации наследственной информации. Они возникают вследствие подавления функции определенных генов. По своему проявлению они напоминают функцию известных генов, но не наследуются.
Пластичность - способность популяции (сортов, клонов или форм селекционного материала) приспосабливаться к разнообразным почвенно-климатическим, погодным и агротехническим условиям. Различают генетическую Пластичность, проявляющуюся в изменении генетическими структуры популяций (у винограда она может наблюдаться только при семенном размножении), и фенотипическую Пластичность, реализующуюся в онтогенезе. Фенотипическая пластичность проявляется как пластичность развития, обусловливая формирование либо разных фенотипов, приспособленных каждый к конкретным условиям среды (адаптивная П.), либо одного фенотипа, приспособленного к различным условиям — канализация (гомеостаз) развития. Адаптивная П. и гомеостаз развития популяций зависят от физиолого-биохимических механизмов формирования признаков, из приспособительного и хозяйственного значения и обусловливаются нормой реакции генотипа.
Фенокопии — изменения фенотипа под влиянием неблагоприятных факторов среды, по проявлению похожие на мутации. Эти изменения проявляются только при определенных факторах (физических, химических или биологических), если воздействие прекращается, то фенотип возвращается к своему нормальному состоянию. Фенокопии сохраняются в течение всей жизни только тогда, когда преобразующий внешний фактор действует в период эмбрионального развития. Но и в таком случае изменённый признак не передаётся по наследству. 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).
4 вопрос. Вариационный ряд, графическое построение и основные характеристики. Случайная и непрерывная фенотипическая изменчивость.
Вариационный ряд - это числовые значения признака, представленные в ранговом порядке с соответствующими этим значениям частотами.
Основные обозначения вариационного ряда:
V — варианта, отдельное числовое выражение изучаемого признака;
р — частота ("вес") варианты, число ее повторений в вариационном ряду;
n — общее число наблюдений (т.е. сумма всех частот, n = Σр);
Vmax и Vmin — крайние варианты, ограничивающие вариационный ряд (лимиты ряда);
А — амплитуда ряда (т.е. разность между максимальной и минимальной вариантами,А = Vmax — Vmin)
Виды вариаций:
а) простой — это ряд, в котором каждая вариата встречается по одному разу (р=1);
6) взвешенный — ряд, в котором отдельные варианты встречаются неоднократно (с разной частотой).
Назначение вариационного ряда: необходим для определения средней величины (М) и критериев разнообразия признака, подлежащего изучению (σ, Сv).
Случайная фенотипическая изменчивость возникает под влиянием совокупности факторов на организм. При этом интенсивность воздействия каждого отдельного фактора незначительна. В медицинской практике знание закономерностей фенотипической изменчивости помогает оценить влияние факторов среды на процессы онтогенеза и формирование фенотипа организма.
Некоторые признаки в популяции представлены ограниченным числом вариантов. В этих случаях различия между особями четко выражены, а промежуточные формы отсутствуют; к таким признакам относятся, например, группы крови у человека, длина крыльев у дрозофилы, меланистическая и светлая формы у березовой пяденицы (Biston betularia), длина столбика у первоцвета (Primula) и пол у животных и растений. Признаки, для которых характерна дискретная изменчивость, обычно контролируются одним или двумя главными генами, у которых может быть два или несколько аллелей, и внешние условия относительно мало влияют на их фенотипическую экспрессию. Поскольку дискретная изменчивость ограничена некоторыми четко выраженными признаками, ее называют также качественной изменчивостью в отличие от количественной, или непрерывной, изменчивости.
По многим признакам в популяции наблюдается полный ряд переходов от одной крайности к другой без всяких разрывов. Наиболее яркими примерзлая служат такие признаки, как масса (вес), линейные размеры, форма и окраска организма в целом или отдельных его частей. Частотное распределение по признаку, проявляющему непрерывную изменчивость, соответствует кривой нормального распределения. Большинство членов популяции попадает в среднюю часть кривой, а на ее концах, соответствующих двум крайним значениям данного признака, находится примерное одинаковое (очень малое) число особей. Признаки, для которых характерна непрерывная изменчивость, обусловлены совместным воздействием многих генов (полигенов) и факторов среды. Каждый из этих генов в отдельности оказывает очень небольшое влияние на фенотип, но совместно они создают значительный эффект.