Основные закономерности наследственности и изменчивости организмов и их цитологические основы

3.5 Закономерности наследственности, их цитологические основы

Основные закономерности наследственности и изменчивости организмов и их цитологические основы

урок 1: Решение задач на Первый закон Менделя

урок 2: Второй закон Менделя. Пример типичной задачи

урок 3: Третий закон Менделя

урок 4: Генетическая задача на дигибридное скрещивание

Лекция: Закономерности наследственности, их цитологические основы

Г. Мендель стал основоположником науки, впоследствии названной генетикой. Этот немецкий ученый занимался изучением принципов проявления у поколений гороха наследуемых фенотипических признаков.

Ему удалось сформулировать базовые закономерности наследования у нескольких поколений вариантов проявления моногенных (определяемых одним и тем же геном ) качеств.

Впоследствии были установлены границы действия этих законов, например, случаи, когда наследуемый признак определяется двумя или большим количеством генов.

Закон единообразия гибридов первого поколения

Все представители прямого потомства чистых линий (гомозиготных по изучаемому признаку) будут фенотипически обладать этим признаком, подобно какому-либо из родителей.

На практике получалось, что скрещивание двух линий гороха, гомозиготных по цвету цветков — то есть, обладающих либо генами пурпурности, либо их белизны – давало потомков, обладающих исключительно красными, с желтыми и зелеными плодами – потомков только с желтыми, ровными и морщинистыми плодами – потомков с ровными.

Чаще проявляющийся в фенотипе у потомства признак стал называться доминантным, подавляемый и проявляющийся у меньшей части потомства – рецессивным.

Скрещивание представителей чистых линий с целью изучения единственной фенотипической черты, за которую ответственны аллели одного гена, называется моногибридным.

Закон расщепления признаков

Дальнейшее размножение гетерозиготных особей, являющихся потомками чистых линий, приводит к фенотипическому расщеплению изучаемых черт у нового поколения, которые распределились в долевом распределении как 3:1, генотипическому — в долях 1:2:1.

Гетерозиготность полученных ранее гибридов первого поколения, то есть наличие в их генотипе обоих вариантов аллеля — и доминантного, и рецессивного, обуславливает, при дальнейшем их размножении, проявление всех унаследованных возможных комбинаций 2 генов, которых математически может быть 4 и получению потомства, имеющего:

* исключительно доминантные гены АА;

* исключительно рецессивные гены аа;

* две возможных комбинации доминантных и рецессивных генов Аа и аА.

В результате – доминантный ген, полученный тремя четвертями потомков, определит фенотипическое проявление доминантного признака – то есть, три четверти из полученных растений гороха второго поколения будут иметь только пурпурные цветки. И у одной четверти потомков, которым не достался доминантный ген, проявится в фенотипе рецессивный, и они будут обладать белыми цветками.

Расщепление – это закономерное соотношение фенотипических признаков в потомстве, несущем различные комбинации доминантного и рецессивного генов.

Подавленный фенотипически, но присутствующий скрыто у потомства первой генерации, рецессивный ген фенотипически проявится у четверти потомков второго поколения.

Г. Мендель правильно предполагал, и впоследствии это подтвердилось в результате цитогенетических исследований, что наследуемые признаки в последующих генерациях не смешиваются, а либо подавляются, либо проявляются. Подтверждением этого является:

Закон чистоты гамет

Любая из гамет может обладать только одним аллельным геном из пары возможных.

Объясняется это тем, что при мейотическом делении получаются гаплоидные гаметы, каждая из которых обладает половинным набором хромосом, ведь в его ходе гомологичные хромосомы попадают в разные половые клетки.

Получается, что гетерозиготная (имеющая в генотипе оба признака) особь дает своим потомкам либо один ген, либо другой, а они, в комбинации с генами второго родителя, приводят к фенотипическому расхождению признаков.

Закон независимого наследования

Скрещивание родительских особей, обладающих двумя или более исследуемыми чертами, приводит к реализации в фенотипе потомства всех математически возможных их сочетаний.


Проявления этого закона очень схожи с результатами выполнения закона о единообразии – все, полученное при исследовании потомство первой генерации, обладало фенотипически исключительно доминантными чертами, однако эти черты различались – цвет плодов и цветков, форма плодов. В следующем, втором поколении, у новой генерации потомков обнаружилось расхождение внешних черт в долевом распределении как 9:3:3:1. На практике это выразилось в том, что:

9:16 растений обладало плодами желтого цвета и цветками красного;

3:16 – плодами желтого цвета, цветками белого;

3:16 – плодами зеленого цвета, цветками красного;

1:16 – плодами зеленого цвета и цветками белого.

Данный закон выполняется, если исследуемые признаки не являются сцепленными — когда гены, определяющие их, располагаются в разных хромосомах или в одной, но на максимально большом расстоянии. Одновременное изучение порядка наследования двух признаков путем получения и исследования следующих генераций называется дигибридным скрещиванием. 

Статистика и результаты исследований зависят от пространственного расположения генов в хромосомах.

Закономерности сцепленного наследования

Принципиальные закономерности сцепленного наследования генов обнаружил в начале ХХ в ученый Т. Морган.

Ему удалось доказать, что вероятность наследования генов будет разной из-за возможности расцепления генов кроссинговером в ходе мейотического деления.

Он также открыл существование определенной математической и практической вероятности кроссинговера между разными парами генов, для чего реализовал идею создания генных карт, иллюстрирующих частоту произошедших фактов разнесения и схождения признаков.

Он обнаружил, что гомологичные хромосомы довольно часто обмениваются генами. На основе статистического материала исследования Морган вывел правило:

Располагающиеся в одной хромосоме гены будут наследоваться вместе, вероятность этого зависит от расстояния между ними.

Чем меньше расстояние между генами – тем больше вероятность, что их унаследует один потомок. Чем оно больше — тем для них более вероятно оказаться в разных хромосомах после кроссинговера и разойтись потом в разные гаметы.

Сцепленное с полом наследование – это получение потомками гена, располагающегося в половых хромосомах.

Генетически, оба пола животных могут быть:

  • гомогаметными – обладать парой половых одинаковых хромосом, например, самки млекопитающих обладают хромосомами ХХ, а у птиц половыми хромосомами ZZ обладают самцы;
  • гетерогаметными – имеющими разные половые хромосомы – у млекопитающих гетерогаметны самцы, они имеют хромосомы ХУ, а у птиц – самки, имеющие хромосомы ZW.

При этом, рецессивный ген, наследующийся сцепленно с полом, будет проявляться у всех организмов, относящихся к гетерогаметному полу и гомозиготных представителей гомогаметного пола.

Именно поэтому, генетическими заболеваниями, вызываемыми рецессивными генными аллелями, чаще болеют мужчины, в то время как женщины являются носительницами этих генов.

Изучение генома человека сопряжено с различными факторами, одни из которых упрощают исследования, другие – осложняют.

Так, социально-этические факторы не позволяют проводить целенаправленные скрещивания, люди обитают в различных условиях, что затрудняет сравнение влияния изменчивости.

С другой стороны – склонность человека к сбору и накоплению информации помогает исследователям в сборе статистики, дает возможность исследования генеалогических линий. В исследованиях также применяются такие методы, как: биохимические исследования, пренатальная диагностика, гистологические, моделирование, статистический и многие другие.

Предыдущий урокСледующий урок

Источник: https://cknow.ru/knowbase/660-35-zakonomernosti-nasledstvennosti-ih-citologicheskie-osnovy.html

Конспект

Основные закономерности наследственности и изменчивости организмов и их цитологические основы

Раздел ЕГЭ 3.4. Генетика, ее задачи. Наследственность и изменчивость — свойства организмов. Методы генетики. Основные генетические понятия и символика. Хромосомная теория наследственности. Современные представления о гене и геноме

Генетика: задачи, методы, понятия, символика

Генетика — наука о закономерностях наследственности и изменчивости организмов. Наследственность и изменчивость являются фундаментальными свойствами всех живых организмов. Они обеспечивают постоянство и многообразие видов и являются основой эволюции живой природы.

Задачи генетики:

  • Исследование механизмов хранения и передачи генетической информации от родительских форм дочерним.
  • Изучение механизма реализации генетической информации в процессе онтогенеза под контролем генов и влиянием условий внешней среды.
  • Исследование типов, причин и механизмов изменчивости всех живых существ.
  • Изучение взаимосвязи процессов наследственности, отбора и изменчивости как движущих факторов эволюции органического мира.

Методы генетики:

  • Гибридологический — анализ наследования признаков при скрещиваниях.
  • Цитологический — изучение хромосом: подсчёт их числа, описание структуры, поведения при делении клетки, а также связь между изменением структуры хромосом с изменчивостью признаков.
  • Биохимические и физико-химические методы — изучение структуры и функции генетического материала и выяснение этапов пути лен — признак» и механизмов взаимодействия различных молекул на атом пути.
  • Популяционный — изучение генетической структуры популяций и характера распределения в них генных частот для установления факторов, которые влияют на эти процессы.
  • Близнецовый и онтогенетический — анализ и сравнение изменчивости признаков в пределах различных групп близнецов позволяют оценить роль генотипа и среды и наблюдаемой изменчивости.
  • Генеалогический (метод анализа родословных) даёт возможность изучить наследование признаков и семьях.

Основные генетические понятия

Ген — структурная и функциональная единица наследственности живых организмов; участок ДНК, задающий последовательность определённого белка либо функциональной РНК.

Аллели — различные формы одного и того же гена, расположенные в одинаковых локусах гомологичных хромосом и определяющие альтернативные варианты развития одного и того же признака.
Доминирование — форма взаимоотношений между аллелями одного гена, при которой один из них (доминантный) подавляет проявление другого (рецессивного).

Доминантный признак проявляется у гетерозигот и доминантных гомозигот.
Доминантный ген — аллель, определяющий развитие признака не только в гомозиготном, но и в гетерозиготном состоянии; такой признак будет называться доминантным.

Рецессивный ген — аллель, определяющий развитие признака только в гомозиготном состоянии; такой признак будет называться рецессивным.
Гомозигота — диплоидный организм, несущий идентичные аллели гена в гомологичных хромосомах.

Гетерозигота — диплоидный организм, копии генов которого в гомологичных хромосомах представлены разными аллелями.
Локус — участок хромосомы, в которой расположен определённый ген.

Гены эукариот состоят из нескольких элементов: регуляторная часть (влияние на активность гена в разные периоды жизни организма) и структурная часть (информация о первичной структуре кодируемого белка). Гены эукариот прерывисты, их ДНК содержит кодирующие участки — экзоны, чередующиеся с некодирующими — нитронами.

Генотип — совокупность генов организма.
Фенотип — совокупность всех внешних и внутренних признаков организма, сформировавшегося на базе генотипа во время индивидуального развития.
Геном — совокупность генов, свойственных для гаплоидного набора хромосом данного биологического вида. Геном, в отличие от генотипа, является характеристикой вида, а не особи, поскольку описывает набор генов, свойственных данному виду, а не их аллели, обусловливающие индивидуальные отличия отдельных организмов. Степень сходства геномов разных видов отражает их эволюционное родство.

Генетическая символика

АА ⇒ Доминантная гомозигота (даёт один тип гамет (А))
аа ⇒ Рецессивная гомозигота (один тип гамет (а))
Аа ⇒ Гетерозигота (два типа гамет (А; а))
Р ⇒ Родители
G ⇒ Гаметы
F ⇒ Потомство, число внизу или сразу после буквы указывает на порядковый номер поколения
F1 ⇒ Гибриды первого поколения
F2 ⇒ Гибриды второго поколения
⇒ Материнский организм
⇒ Отцовский организм
× ⇒ Значок скрещивания

Наследственность и изменчивость

Наследственность проявляется в способности организма передавать свои признаки и свойства из поколения в поколение.

Материальной единицей наследственности являются гены, расположенные у прокариот в нуклеоиде, а у эукариот — в генетическом материале ядра и двумембранных органелл.

 Совокупность генов организма называют генотипом. Именно он обуславливает развитие большинства его признаков.

Изменчивость — это способность организмов приобретать новые признаки под действием условий среды. Различают генотипическую и фенотипическую изменчивость.

Генотипическая (наследственная) изменчивость затрагивает наследственную информацию организма и проявляется в двух формах: мутационной и комбинативной.

 В основе комбинативной изменчивости лежат половой процесс, кроссинговер и случайный характер встреч гамет в процессе оплодотворения. Это создаёт огромное разнообразие генотипов.

 Мутационная связана с возникновением мутаций, которые могут затрагивать как отдельные гены, так и целые хромосомы или даже весь их набор. В зависимости от природы возникновения мутации делят на спонтанные и индуцированные.

Мутации делят на соматические и генеративные в зависимости от типа клеток, в которых они возникают. Наблюдения показывают, что многие мутации вредны для организма. Лишь некоторые из них могут оказаться полезными. Вещества и воздействия, приводящие к возникновению мутаций, называются мутагенными факторами, или мутагенами.

Фенотипическая (ненаследственная, или модификационная) изменчивость связана с возникновением модификационных изменений признаков организма, не затрагивающих его геном. Исследования модификационной изменчивости доказывают, что наследуется не сам признак, а способность проявлять этот признак в определённых условиях.

 Модификационная изменчивость не имеет эволюционного значения, т. к. не связана с образованием новых генов. Так, размеры листьев одного дерева варьируют в довольно широких пределах, хотя генотип их одинаков.

Если листья расположить в порядке нарастания или убывания их длины, то получится вариационный ряд изменчивости данного признака.

Хромосомная теория наследственности

Т. Морган с учениками сформулировал хромосомную теорию наследственности в начале XX в. Основные её положения:

  1. Гены находятся в хромосомах, располагаются в них линейно на определённом расстоянии друг oi друга и не перекрываются.
  2. Гены, расположенные в одной хромосоме, относятся к одной группе сцепления. Число групп сцепления соответствует гаплоидному числу хромосом.
  3. Признаки, гены которых находятся в одной хромосоме, наследуются сцепленно.
  4. В потомстве гетерозиготных родителей новые сочетания генов, расположенных в одной паре хромосом, могут возникать в результате кроссинговера.
  5. Частота кроссинговера, определяемая по проценту кроссоверных особей, зависит от расстояния между генами.
  6. На основании линейного расположения генов в хромосоме и частоты кроссинговера как показателя расстояния между генами можно построить карты хромосом.

Это конспект для 10-11 классов по теме «Генетика. Наследственность и изменчивость». Выберите дальнейшее действие:

Источник: https://uchitel.pro/%D0%BD%D0%B0%D1%81%D0%BB%D0%B5%D0%B4%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%8C-%D0%B8-%D0%B8%D0%B7%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D1%87%D0%B8%D0%B2%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%8C/

Закономерности наследственности и изменчивости. урок. Биология 10 Класс

Основные закономерности наследственности и изменчивости организмов и их цитологические основы

К изучению предлагается тема «Закономерности наследственности и изменчивости». На этом уроке мы обобщим знания об основных генетических понятиях: наследственности и изменчивости.

Сформулируем определение основных генетических понятий: ген, локус, аллель, гомозигота и гетерозигота. Повторим три закона наследственности Менделя.

А также поговорим об основных видах изменчивости: наследственной, модификационной и мутационной, обсудим их роль в эволюции.

Наследственность – это способность живых организмов передавать неизменными свои признаки в поколениях.

Изменчивость – способность живых организмов приобретать признаки, отличающие их от родителей.

В середине XIX века ученые предположили в клетке наличие материального носителя наследственной информации о признаках (рис. 1), этот носитель получил название ген.

Рис. 1. Цепочка ДНК и хромосомы

Современная формулировка: ген – участок ДНК, кодирующий матричную РНК, содержащую информацию о первичной последовательности одного полипептида, или кодирующий функциональную РНК – рибосомальную, транспортную и другие.

Каждый ген имеет свою позицию в хромосоме, так называемый локус (рис. 2).

Рис. 2. Локус

Диплоидный организм (человек) содержит удвоенный набор хромосом, одна из которых поступает из материнского организма, а другая из отцовского, таким образом, в клетке имеется по две копии каждого гена (рис. 3).

Рис. 3. Удвоенный набор хромосом

Соответственно, в организме может быть одновременно два варианта генов, расположенных в одинаковых локусах гомологичных хромосом, такие варианты генов называются аллелями.

Организм, содержащий одинаковые аллели, называется гомозиготным, а содержащий разные аллели – гетерозиготным.

Потомки получают признаки от своих родителей в соответствии с основными законами наследования.

1-й закон Менделя. Закон единообразия гибридов первого поколения

При скрещивании двух гомозиготных организмов, которые отличаются одной парой признаков, все первое поколение будет единообразным по фенотипу и генотипу.

                P  AA x aa

                F1 Aa

2-й закон Менделя. Закон расщепления

При скрещивании двух гетерозиготных организмов у потомков наблюдается расщепление по фенотипу в соотношении 3 : 1 и по генотипу в соотношении 1 : 2 : 1.

                 P Aa x Aa

                 F1 1AA : 2Аа : 1Аа

3-й закон Менделя. Закон независимого наследования признаков при дигибридном скрещивании:

При скрещивании гомозиготных особей, которые отличаются двумя и большим количеством пар независимых признаков, фиксируют комбинирование признаков.

                  P AaBb x AaBb

                  F1 9AB : 3Abb : 3aaB : 1aabb

Нередко независимые признаки могут наследоваться вместе, это происходит, если соответствующие гены находятся в одной хромосоме, такое наследование называется сцепленным.

Изменчивость (рис. 4) требуется для лучшей приспособляемости к изменчивым факторам среды. Выделяют наследственную и модификационную изменчивость. Модификационная изменчивость не наследуется. Наследственная изменчивость может быть обусловлена половым процессом, тогда она будет называться комбинативной.

Основное предназначение разделения полов – это и есть обеспечение комбинативной изменчивости.

Рис. 4. Виды изменчивости

Второй тип наследственной изменчивости – мутационная. Мутация – это нарушение нуклеотидной последовательности молекулы ДНК – носителя генетической информации.

Мутации возникают случайно и ненаправленно, чаще всего они не приносят пользы организму, а оказываются губительными.

Иногда мутации приводят к остро необходимым изменениям, такие особи получают конкурентное преимущество, и заменившийся признак закрепляется в потомстве.

Комбинативная и мутационная изменчивость создают основу для естественного отбора. Модификационная изменчивость не закрепляется в потомстве, она представляет собой колебания значения признака в некоторых рамках (рис. 5), чаще всего модификациям подвержены количественные признаки – рост, вес, плодовитость.

Рис. 5. Колебание значения признака 

Листовые пластины могут в зависимости от условий среды достигать разных размеров, но эти размеры будут ограничены так называемой нормой реакции. Норма реакции обусловлена генетически и наследуется.

Аналогично цвет кожи европейца в зависимости от загара может меняться от молочно-белого до смуглого.

Величина модификационной изменчивости важна только для удобства конкретной особи, потомству она не передается, поэтому роль модификационной изменчивости в эволюционном процессе невелика.  

Список литературы

  1. Мамонтов С.Г., Захаров В.Б., Агафонова И.Б., Сонин Н.И.  Биология 11 класс. Общая биология. Профильный уровень. – 5-е издание, стереотипное. – Дрофа, 2010.
  2. Беляев Д.К. Общая биология. Базовый уровень. – 11 издание, стереотипное. – М.: Просвещение, 2012.
  3. Пасечник В.В., Каменский А.А., Криксунов Е.А. Общая биология, 10-11 класс.-  М.: Дрофа, 2005.
  4. Агафонова И. Б., Захарова Е. Т., Сивоглазов В. И. Биология 10-11 класс. Общая биология. Базовый уровень. – 6-е изд., доп. – Дрофа, 2010. 

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

  1. Интернет портал «prirodakem.narod.ru» (Источник)
  2. Интернет портал «intranet.tdmu.edu.ua» (Источник)
  3. Интернет портал «побиологии.рф» (Источник)

Домашнее задание

  1. Назовите основные генетические понятия.
  2. По каким законам Менделя мы получаем признаки от своих родителей?
  3. Что такое изменчивость и из каких видов она состоит?

Источник: https://interneturok.ru/lesson/biology/10-klass/osnovy-genetiki/zakonomernosti-nasledstvennosti-i-izmenchivosti

Наследственность и изменчивость

Основные закономерности наследственности и изменчивости организмов и их цитологические основы

Наследственность — это свойство организмов передавать потомству и воспроизводить родительские признаки в других поколениях.

Основной путь наследования называется геномным, так как информация передается непосредственно через ген.

При зачатии материнская яйцеклетка в десятки раз превышающая по размеру сперматозоид, передает дополнительную информацию дочерней клетке, такое наследование называется цитоплазматическим или митахондриальным.

Открытие последнего типа наследования принадлежит молекулярному генетику А.К. Уилсону. Он пришел к поразительному даже для современной науки выводу, что все человечество произошло от одной женщины, жившей в восточной Африке 200-150 тысяч лет назад.

Данные Уилсона о «митохондриальной Еве», хотя и вызвали естественное возрождение ученых, были многократно подтверждены. Итак, при рождении ребенок получает 50% генов от матери, 50% от отца и дополнительную информацию, хранящуюся в материнской яйцеклетки.

Существует еще так же эпигеномкая наследственность, информация, которая передается другими путями. Для млекопитающих характерно воздействие на плод на эмбриональном уровне. Любая инфекция, болезнь, перенесённая матерью, влияет на плод.

Например, если мать на первых месяцах переболела краснухой (достаточно безобидным, в общем, то заболеванием), у плода с 90% гарантией будут наблюдаться серьезные отклонения в физическом и психическом развитии.

Или, если мать во время беременности страдает от так называемого диабета беременных, у ребенка тоже будет нарушен глюкагоновый обмен.

В природе постоянно происходит колебание численности полуляций: число особей в полулящш то сокращается, то увеличивается. Эти процессы сменяют друг друга более или менее регулярно, поэтому их называют волнами жизни или популяционными волнами.

В одних случаях они связаны с сезоном года (у многих насекомых, у однолетних растений). В других случаях волны наблюдаются через более длительные сроки и связаны с колебаниями климатических условий или урожаев кормов (массовое размножение белок, зайцев, мышей, насекомых).

Иногда причиной изменения численности популяций являются лесной пожар, наводнение, очень сильные морозы или засухи.

Волны эти совершенно случайно и резко изменяют в популяция концентрации редко встречающихся генов и генотипов. В период спада волн одни гены и генотипы могут исчезнуть полностью, притом случайно и независимо от их биологической чёткости. А другие также случайно останутся и при том новом нарастании численности полуляций резко повысят свою концентрацию.

Популяционные волны, как и мутацыонный процесс, поставляют случайный, ненаправленный наследственный материал для борьбы за существование и естественного отбора. Дарвин отметил соотносительный характер наследственной изменчивости: длинные конечности животных почти всегда сопровождаются удлинённой шеей, у бесшерстных собак наблюдаются недоразвитые зубы.

Связал с тем, что один и тот же ген оказывает влияние на формирование не одного, а двух и более признаков. В основе всех видов наследственной изменчивости лежит изменение гена или совокупности генов. Поэтому, говорят отбор по одному, нужному признаку, следует учитывать возможность появления в потомстве других, иногда нежелательных признаков, соотносительно с ним связанных.

Неопределенная изменчивость, которая затрагивает хромосомы или гены, т.е. материальные основы наследственности, она обусловлена изменением генов или образованием новых комбинаций их в потомстве.

Мутации — обусловлены изменением генов комбинативная — вызвал новой комбинацией генов в потомстве соотносительнно — связала с тем, что один и тот же ген оказывает влияние на формирование не одного, а двух и более признаков.

Наследственность и изменчивость, — разные свойства организмов, обусловливающие сходство и несходство потомства с родителями и с более отдаленными предками. Наследственность выражает устойчивость органических форм в ряду поколений, а изменчивость — их способность к преобразованию дивергеция (от ср. – век. Лат.

диверго — отклоняюсь), расхождение признаков и свойств у первоначально близких групп организмов в ходе эволюции. Результат обитания в разных условиях и неодинаково направленного Е.О.

Понятие дивергеция введено Дарвином для объяснения многообразия сортов культурных растений, пород домашних животных и биологических видов В неопределенную изменчивость входит мутация.

Особенности передачи наследственной информации определяются внутриклеточными процессами: митозом и мейозом. Митоз — это процесс распределения хромосом по дочерним клеткам в ходе клеточного деления.

В результате мвтоза каждая хромосома родительской клетки удваивается, и вдевтичлые копия расходятся по дочерним клеткам; при этом наследственная информация полностью передается от одной клетки к двум дочерним. Так происходит деление клеток в ортогенезе, т.е. процессе индивидуального развития.

Мейоз — это специфическая форма клеточного деления, которая имеет место только при образовании половых клеток, или гамет (спермотозоев и яйцеклеток).

В отличие от метоза, число хромосом в ходе мейоза уменьшается вдвое; в каждую дочернюю клетку попадает лишь одна из двух гомологичных хромосом каждой пары, так что в половине дочерних клеток присутствует один гомолог, в другой половине — другой; при этом хромосомы распределяются в гаметах независимо друг от друга. (Гены митохондрий и хлоропластов не следуют закону равного распределения при делении.) При слиянии двух галоидных гамет вновь восстанавливается число хромосом — образуется диплоидная зигота, которая от каждого из родителей получила по одинарному набору хромосом.

Едва ли найдутся люди, которым совершенно безразлична судьба их собственных детей. Забота о ближайших потомках должна начинаться не после их появления на свет, а задолго до этого момента, еще во время формирования семьи.

По статистическим данным, из каждых 200 младенцев один появляется на свет с хромосомными аномалиями, некоторые из которых в состояния исковеркать всю его будущую жизнь.

Более того, практически у каждого взрослого человека во всех клетках тела, включая половые, существуют несколько измененных генов, мутация в которых негативно влияют на их работу.

Как скажутся такие гены на умственные способностях и на внешнем облике ребенка, если он получит другие дефектные гены от второго родителя? В США свыше 20 млн. человек, то есть почти каждый десятый, уже страдают от унаследованных расстройств здоровья, которые в разных условиях и по-разному могут проявляться в течение всей жизни. В других странах, независимо от экономического статуса, положение наверняка не лучше.

Единственное, что мы можем сделать, чтобы что-то противопоставить сложившейся ситуация — отдавать себе отчет в серьезности положения и предпринимать разумные усилия для того, чтобы на свет не появлялись дети с тяжелыми наследственными патологиями.

Реальный шанс для этого существует, но для этого надо быть, прежде всего, хорошо информированным о возможности собственных генетических заболеваниях или мутативных генах, которые могут стать их причиной у потомства. Подобную информацию можно получить в центрах медико-генетического консультирования.

При этом врач не в праве навязывать свою волю пациентам, он может и должен лишь информировать их о возможных опасностях и последствиях проявления генетически врождённых заболеваний у потомства.

Любопытно, что первая в мире подобная консультативная служба была организована именно в России, в Институте нервно- психиатрической профилактики еще в конце 20-х годов ХХ века.

К сожалению, трагические последствия геноцида, который осуществляла гитлеровская Германия во время второй мировой войны, несколько затормозила развитие сети подобных консультаций, поскольку политика нацизма долгие годы бросала зловещую тень на любые попытки исправления наследственности человека.

На всем протяжении существования психогенетики как науки исследователи проявляли особый интерес к природе так называемых неадекватных форм развития.

Спектр исследуемых феноменов простирался от тяжелых, редко встречающихся расстройств: например, аутизм и детская шизофрения, до часто встречающихся типов поведения, незначительно отклоняющихся от нормы: например, специфическая неспособность к математике.

Современная статистика, собранная Всемирной Организацией Здоровья, свидетельствует о том, что каждый десятый ребенок, проживающий в развитых странах, подвержен риску.

Результаты психогенетических исследований, проведенные разными методами, говорят о существования первичной, «исходной», индивидуальность, задаваемой нашей наследственностью.

Необходимо помнить, что психогенетические данные говорят о причинах именно различий между людьми, то есть о происхождении популяционной изменчивости, и ее выводы не могут быть перенесены на оценки индивидуально- психологических особенностей конкретного человека.

Все это говорит о существенной роли генотипа в формировании самых разных компонентов и уровней в структуре человеческой индивидуальности. Не спрашивай, что наследуемо, спрашивай, что не наследуется» – так пишут авторы знаменитой книги «Генетика поведения».

Источник: https://vuzlit.ru/1168448/nasledstvennost_izmenchivost

Основные закономерности наследственности и изменчивости организмов и их цитологические основы

Основные закономерности наследственности и изменчивости организмов и их цитологические основы

Еще в древности появились предположения о присущих живым существам изменчивости и наследственности. Было обращено внимание на тот факт, что при репродукции из одного поколения к другому передается ряд признаков, которые типичны для данного вида. Это было названо наследственностью.

Наряду с этим между представителями одного вида есть некоторые отличия, что было названо изменчивостью. Закономерности наследственности и изменчивости применялись уже тогда для создания иных пород животных и сортов растений благодаря Г.

Менделю, который после многих экспериментов сумел их описать. В 1900 году начинает развиваться новая наука – генетика, что изучает закономерности этих двух фундаментальных свойств организмов.

Данный вид мутаций характеризуется изменением количества хромосом. У некоторых особей наблюдается полиплоидия – изменение кратного количества хромосом.

Так, у таких организмов хромосомный набор в клетках повторяется не два, а намного больше раз. Это происходит в результате нарушения протекания митоза или мейоза, когда разрушается цепь деления, двойные хромосомы не расходятся, а остаются внутри клетки, вследствие этого образуются гаметы с двойным набором информации.

На этом закономерности изменчивости не исчерпываются. Бывает, что у особи наблюдается перестройка хромосом. Некоторые ее участки изменяют свое положение, они или теряются, или удваиваются. Так происходит мутация хромосом.

Данный вид мутаций связан с изменением состава или порядка нуклеотидов в границах гена. Он может быть потерян или заменен другим, также может наблюдаться образование лишнего нуклеотида.

Такие мутации приводят к остановке работы гена, в результате чего не появляются определенные РНК и белок, или же белок приобретает другие свойства, что приводит к изменению фенотипа.

Закономерности изменчивости организмов заключаются и в том, что некоторые мутации происходят только в клетках половых, поэтому фенотипы образуются только у потомства. Они именуются генеративными.

В клетках соматические мутации также могут образовываться. В этом случае они не передаются потомкам при размножении. Но если размножение бесполое, то мутации потомству могут быть переданы. Они именуются соматическими.

Мутациям свойственно стойко передаваться по наследству. Их значение в процессе эволюции очень велико. Закономерности изменчивости заключаются в том, что только наследственные мутации могут быть переданы следующим поколениям, если они будут благополучно размножаться и выживать с этими признаками.

Все изменения могут быть вызваны как внешними, так и внутренними факторами. Скачки температуры, увядание клеток, влияние различных веществ, ультрафиолета – все это может спровоцировать мутации ДНК и даже хромосом.

Изменения появляются внезапно, в некоторых случаях это представляет вред для организма, поскольку вмешиваются в генотип, который устанавливался большое количество времени.

Мутации не имеют направления, они могут повторяться, при этом подвергаться изменению может любой ген, приводя к трансформации как небольших, так и жизненно важных признаков.

Один и тот же фактор внешней среды может приводить к самым разным изменениям, которые предвидеть практически невозможно. Поэтому важное значение для нас сегодня имеет генетика, закономерности изменчивости и наследственности играют немалую роль в процессе эволюции.

Таким образом, носителями наследственной информации являются гены. При этом конкретный ген отвечает за определенные признаки. Последний определяет какое-либо качество организма: физиологическое, биохимическое или морфологическое.

В природе существуют определенные закономерности изменчивости и наследственности, благодаря которым живые организмы приспосабливаются к быстроменяющимся условиям окружающей среды.

Мутации могут образовываться на разных участках ДНК, затрагивать гены и хромосомы. В результате этого мы имеет огромную классификацию живых организмов.

16. Живая масса свиноматок — молочность (масса гнезда при отъеме),кг

115
— 55 235 — 45 222 — 60 180 — 48 220 — 77

204
— 50 216 — 65 183 — 44 156 — 41 198 — 63

173

— 40 195 — 53 180 — 48 144 — 58 166 — 52

250
— 55 191 — 46 156 — 50 181 — 55 169 — 35

196
— 43 172 — 50 144 — 58 157 — 50 215 — 59

221
— 37 235 — 70 181 — 54 168 — 47 223 — 52

210
— 57 221 — 49 161 — 51 158 — 50 200 — 51

185
— 56 153 — 49 211 — 50 144 — 49 185 — 41

Понятие генетики

Наследственностью именуют совокупность признаков, которые организмы повторяют из поколения в поколение. Особую роль здесь уделяют физиологии, химическому составу, внешнему строению и характеру обменных процессов организмов.

Изменчивостью именуют явление, что противоположно наследственности и выражается в изменении комплекса признаков или образования новых свойств у организмов одного и того же вида.

Сочетание этих двух свойств способствует эволюции, в результате которой у особей образуются новые признаки, которые сохраняются в следующем поколении.

Большое количество новых признаков ведет к образованию новых видов. Именно поэтому генетика направлена на изучение закономерностей изменчивости и наследственности, чтобы понять развитие эволюции, создавать новые виды живых организмов, более приспособленных к постоянно изменяющимся условиям внешней среды.

19. Высота в холке овец, см — живая масса, кг

66
— 4,3 71 — 4,4 62 — 3,6 76 — 5,7 67 — 4,5

65
— 3,7 70 — 4,6 55 — 3,7 72 — 3,8 74 — 5,2

71
— 4,1 69 — 4,4 61 — 4,0 56 — 3,1 77 — 4,6

67
— 3,9 68 — 4,2 73 — 6,0 70 — 4,5 74 — 4,7

67
— 4,3 72 — 3,8 64 — 3,2 64 — 3,7 67 — 4,7

68
— 3,8 73 — 3,9 75 — 4,9 78 — 5,2 75 — 6,0

74
— 5,4 75 — 4,5 67 — 3,7 61 — 3,5 66 — 4,1

74

— 4,4 73 — 4,1 64 — 3,9 73 — 5,1 70 — 4,5

70
— 4,0 62 — 4,1 63 — 3,8 56 — 3,3 60 — 3,4

62
— 3,6 61 — 4,0 65 — 4,2 65 — 4,0 48 — 3,0

4,4
— 44,3 7,2 — 46,6 5,5 — 45,6 8,3 — 44,1

6,4
— 45,6 8,5 — 48,0 6,2 — 48,3 10,1 — 45,4

7,1
— 45,7 9,2 — 43,4 7,3 — 48,3 10,5 — 46,0

8,5
— 46,2 7,6 — 46,0 9,4 — 45,0 8,5 — 45,0

8,8
— 47,4 6,5 — 46,5 9,0 — 47,8 7,8 — 45,7

7,0
— 46,2 4,5 — 48,6 8,1 — 43,3 5,2 — 49,0

6,6

— 45,8 5,2 — 45,1 7,0 — 44,2 6,3 — 43,2

4,1
— 46,5 6,4 — 47,0 5,6 — 46,3 7,2 — 45,5

4,0
— 47,8 7,7 — 46,4 5,7 — 46,8 8,6 — 46,4

6,1
— 46,2 9,5 — 44,5 7,3 — 44,6 9,4 — 43,3

4,9
— 47,0 7,0 — 46,8 8,1 — 45,3 5,2 — 46,1

6,3
— 45,5 4,8 — 46,3 6,5 — 46,1 7,0 — 45,9

69
— 55 72 — 60 75 — 63 73 — 61 76 — 69

74

— 69 75 — 66 76 — 65 77 — 70 69 — 59

65
— 56 72 — 59 73 — 62 71 — 60 75 — 63

79
— 68 76 — 69 75 — 63 74 — 61 72 — 58

72
— 59 74 — 62 75 — 67 73 — 65 72 — 60

70
— 62 72 — 63 74 — 62 69 — 58 64 — 56

73
— 64 74 — 59 70 — 61 72 — 65 69 — 60

70
— 60 66 — 53 69 — 61 73 — 62 68 — 56

Изменчивость наследственная

В генетике принято различать наследственную (генотипическую) и модификационную изменчивость. Генотипическая изменчивость характеризуется тем изменением признаков, что задает генотип и которые сохраняются несколько поколений.

Ненаследственная изменчивость характеризуется теми изменениями признаков, которые вызваны влиянием внешней среды и передаются по наследству от родителей к потомству.

Закономерности модификационной изменчивости заключаются и в том, что она имеет групповую направленность. У всех представителей определенного вида обстоятельства окружающей среды способствуют возникновению похожих изменений.

Модификации имеют направление, в отличие от мутаций, они подчинены закономерности, поэтому их можно предугадать. Например, при распустившихся на деревьях листьях температура воздуха в ночное время была отрицательной, в результате этого утром все они приобретут красноватый оттенок.

Благодаря модификациям у особей происходит адекватная реакция на изменения факторов окружающей среды, поэтому они быстрее к ней адаптируются, чтобы уцелеть и оставить приплод.

Наследственная делится на мутационную (МИ) и комбинированную (КИ). Здесь вступают в силу основные закономерности изменчивости. КИ характеризуется тем, что при спаривании отличных друг от друга по генотипу гамет появляются новые генотипы, которых не было у родителей.

Например, дети никогда не повторяют полностью родителей, они получают генотип, который состоит из комбинации генов двух предков. Происходит это четырьмя путями.

Первый путь – расставание хромосом при редукционном делении клетки, второй – физический обмен участками хромосом в мейозе, и третий путь – невольные комбинации гамет при оплодотворении, и последний – взаимодействие генов.

Нормы реакции

Ненаследственная изменчивость подчиняется закономерностям. Статистические закономерности модификационной изменчивости заключаются в том, что ее границы зависят от генотипа, они именуются нормами реакции (НР).

Она имеет границы для каждого из признаков. Узкая НР обуславливает те признаки, от которых зависит жизнеспособность организма, а широкая НР играет немаловажную роль для спасения вида.

Особью наследуется, скорее всего, способность его генотипа вследствие взаимодействия с окружающей средой создавать определенный фенотип. Также статистические закономерности изменчивости ненаследственной обуславливают наличие признаков, которые практически в полном объеме определяет генотип. Например, количество конечностей, расположение глаз и так далее.

На определение количественных признаков оказывает влияние окружающая среда. Для того чтобы изучить изменчивость определенного признака, генетиками составляется так называемый вариационный ряд, который состоит из последовательных количественных показателей определенного признака, что расположены по возрастанию или убыванию.

Организм являет собой открытую конструкцию, наследственность реализуется здесь при помощи взаимодействия генотипа с внешней средой. У представителей одинаковых генотипов в разных условиях внешней среды могут образовываться различные фенотипы.

21. Живая масса кроликов, кг — площадь их шкурок, дм

4,2

— 22,4 4,9 — 26,4 5,8 — 30,1 5,1 — 26,2

4,3
— 23,1 4,8 — 27,6 5,0 — 25,4 5,3 — 26,2

4,4
— 24,7 6,0 — 29,8 5,8 — 29,1 5,6 — 28,8

4,6
— 24,6 6,1 — 30,9 5,6 — 29,5 5,2 — 29,0

4,7
— 24,3 5,6 — 31,0 5,4 — 25,4 5,0 — 26,6

4,6
— 25,3 6,2 — 31,2 5,3 — 27,9 5,1 — 27,3

4,8
— 24,5 5,3 — 28,6 5,2 — 26,3 5,4 — 28,3

4,9

— 25,4 5,5 — 29,6 5,7 — 29,8 5,2 — 27,7

4,8
— 25,2 5,0 — 26,0 5,5 — 27,5 5,2 — 26,3

4,8
— 25,3 5,2 — 27,7 5,0 — 27,4 5,1 — 28,7

23. Живая масса кур, кг — яйценоскость, шт

256
— 60 255 — 61 292 – 55 290 — 61 280 — 61

260
— 70 298 — 56 273 — 60 275 — 54 283 — 61

270
— 60 250 — 71 263 — 65 270 — 55 240 — 71

270
— 54 294 — 55 288 — 63 233 — 68 285 — 60

300
— 57 259 — 69 276 — 63 270 — 62 267 — 63

260
— 60 291 — 58 315 — 56 278 — 66 277 — 68

242

— 70 291 — 57 288 — 61 270 — 62 310 — 56

270
– 65 293 — 58 286 – 59 300 – 60 290 — 60

2,1
— 225 2,0 — 193 2,4 — 271 2,2 — 201 1,7 — 212

2,0
— 189 1,8 — 200 2,5 — 256 1,9 — 183 1,9 — 191

2,0
— 261 2,0 — 260 2,1 — 210 2,1 — 220 2,3 — 246

1,7
— 163 2,0 — 201 1,8 — 230 1,9 — 194 1,7 — 205

2,2

— 215 2,2 — 189 1,9 — 193 2,3 — 241 2,2 — 207

2,4
— 242 2,1 — 180 2,5 — 220 2,0 — 198 2,1 — 240

2,3
— 207 2,3 — 205 2,0 — 213 1,9 — 190 2,0 — 256

2,2
— 203 2,1 — 234 2,3 — 210 2,2 — 190 2,1 — 225

59
— 35,9 58 — 36,3 60 — 39,5 59 — 34,9 61 — 36,9

55
— 36,1 53 — 34,6 63 — 40,7 53 — 33,4 54 — 35,0

58
— 38,3 58 — 39,0 61 — 41,0 59 — 36,8 61 — 39,8

58
— 37,6 58 — 36,2 50 — 32,8 60 — 41,8 58 — 37,4

53

— 34,8 62 — 41,5 58 — 35,6 60 — 38,3 61 — 37,9

61
— 38,8 57 — 35,7 60 — 36,4 57 — 34,7 63 — 41,3

59
— 37,8 59 — 36,5 61 — 40,3 60 — 37,7 57 — 36,0

55
— 37,0 56 — 34,3 65 — 42,0 57 — 36,5 56 — 35,8

25. в крови альбуминов, % — масса утят, кг

1,4
— 1,75 1,8 — 2,22 2,1 — 2,45 1,8 — 2,07

1,6
— 2,50 2,1 — 2,10 1,9 — 1,97 1,6 — 2,05

1,8

— 2,15 2,1 — 2,15 1,7 — 2,60 1,6 — 2,24

2,0
— 1,91 1,8 — 2,25 1,5 — 2,30 1,8 — 2,09

2,0
— 2,11 1,7 — 2,27 1,6 — 1,25 1,9 — 2,54

1,8
— 2,17 1,5 — 1,81 1,8 — 1,86 2,2 — 2,35

1,7
— 1,79 1,5 — 2,07 1,9 — 2,10 1,6 — 1,71

1,4
— 2,04 1,7 — 1,73 2,1 — 2,50 2,0 — 1,83

1,4
— 2,45 1,8 — 2,09 2,2 — 2,06 1,8 — 2,03

1,7

— 1,93 2,1 — 2,24 1,9 — 2,23 1,6 — 2,15

26. При обследовании крупного рогатого скота на лейкоз в хозяйстве, неблагополучном по этому заболеванию, в стаде симментальской породы было обнаружено из 365 коров 15 больных, а в стаде черно-пестрой породы

— 30 из 270 голов.

Источник: https://kono-pizza.ru/tsitologiya/osnovnye-zakonomernosti-nasledstvennosti-izmenchivosti-organizmov-tsitologicheskie-osnovy/

Консультация доктора
Добавить комментарий