Изменчивость Наследственная (генотипическая) Наследственная (генотипическая) Фенотипическая 2 Мутационная (наследственная, неопределенная, индивидуальная). Соотносительная. Комбинативная (изменчивость, возникающая путем скрещивания). Ненаследственная определенная, групповая
6
Виды фенотипической изменчивости Модификации – это ненаследственные изменения генотипа, которые возникают под действием фактора среды, носят адаптивный характер и чаще всего обратимы (например: увеличение эритроцитов в крови при недостатке кислорода). Морфозы – это ненаследственные изменения фенотипа, которые возникают под действием экстремальных факторов среды, не носят адаптивный характер и необратимы (например: ожоги, шрамы). 12 Фенокопии – это ненаследственное изменение генотипа, которое напоминает наследственные заболевания (увеличение щитовидной железы на территории, где в воде или земле не хватает йода).
15
Построение вариационной кривой средняя величина выраженности признака где М – средняя величина, V – варианта, P – частота встречаемости вариант, n – общее число вариант вариационного ряда. 16 Вариационная кривая – это графическое изображение зависимости между размахом изменчивости признака и частотой встречаемости отдельных вариант данного признака.
Вариационный ряд Вариационный ряд представляет ряд вариант, (значений признака) расположенных в порядке убывания или возрастания 17 (например: если собрать листья с одного и того же дерева и расположить их по мере увеличения длины листовой пластинки, то получается вариационный ряд изменчивости данного признака).
Комбинативная изменчивость изменчивость, в основе которой лежит образование рекомбинаций, т. е. таких комбинаций генов, которых не было у родителей. 20 В основе комбинативной изменчивости лежит половое размножение организмов, вследствие которого возникает огромное разнообразие генотипов.
Источники генетической изменчивости Независимое расхождение гомологичных хромосом в первом мейотическом делении. Взаимный обмен участками гомологичных хромосом, или кроссинговер. Рекомбинантные хромосомы, оказавшись в зиготе, способствуют появлению признаков, нетипичных для каждого из родителей. Случайное сочетание гамет при оплодотворении. 22
Мутационная теория Мутации возникают внезапно, скачкообразно, как дискретные изменения признаков. Это качественные изменения, которые передаются из поколения в поколение. Мутации проявляются по-разному и могут быть как полезными, так и вредными. Вероятность обнаружения мутаций зависит от числа исследованных особей. Сходные мутации могут возникать повторно. Мутации ненаправленны (спонтанны), т. е. мутировать может любой участок хромосомы. 24 Г. Де Фриз в гг.
Классификация мутаций: 25 Генные (изменение структуры гена) - изменение ДНК - нарушение порядка нуклеотидов Геномные (изменение количества хромосом в кариотипе) - эуплоидия - анеуплоидия: * трисомия * моносомия Хромосомные (изменение структуры хромосом) - потеря участка хромосом -Удвоение фрагмента хромосом - поворот части хромосом на 180* Мутации 1. По характеру изменения генома
Возникают при повреждении или нарушениях в порядке или замене нуклеотидов, появлении внутренней дупликации или делеции в молекуле ДНК. Эти изменения отдельных генов часто приводят к тяжелым дегенеративным заболеваниям, в частности, многочисленным болезням обмена веществ через нарушения синтеза белков, ферментов. Генные мутации
Наследственное заболевание, приводящее к смерти детей и подростков. В эритроцитах вместо нормального гемоглобина A содержится аномальный гемоглобин S. Аномалию вызывает мутация в шестом нуклеотидном триплете ДНК гена гемоглобина, что приводит к замене в альфа-цепи белка гемоглобина глутаминовой (ГЛУ) кислоты на валин (ВАЛ). 27 Серповидноклеточная анемия (ГЛУ) (ВАЛ)
28 Наследственное заболевание обнаруживающаяся у одного из новорожденных. Заболевание характеризуется резко выраженной умственной отсталостью, развивающейся вследствие нарушения нормальных биохимических процессов в мозге из-за накопления в организме фенилаланина. фенилкетонурия Генные мутации
34 Генеративные (в половых клетках) Обнаруживаются только в следующем поколении Генеративные (в половых клетках) Обнаруживаются только в следующем поколении Соматические (в клетках тела) Проявляются у данного организма и не передаются потомству при половом размножении Соматические (в клетках тела) Проявляются у данного организма и не передаются потомству при половом размножении Классификация мутаций: 2. По месту возникновения:
Спонтанные В естественных условиях Под действием мутагенных факторов Без вмешательства человека Являются исходным материалом для естественного отбора Индуцированные При направленном воздействии мутагенного фактора С Вмешательством человека Является исходным материалом для искусственного отбора 37 Классификация мутаций: 5. По причинам:
Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости Виды и роды, генетически сходные, характеризуются сходными рядами наследственной изменчивости с такой правильностью, что зная ряд форм в пределах одного вида, можно предвидеть нахождение таких же форм у других родов и видов. Н.И. Вавилов, 1920 г.
Наследственная изменчивость
организмов
Изменчивость присуща всем организмам и наблюдается даже у генетически близкородственных особей, имеющих сходные или общие условия жизни и развития. например у близнецов, членов одной семьи, штаммов микроорганизмов и вегетативно размножающихся организмов.
Изменчивости подвержены любые особенности организма, будь то морфологические, физиологические или биохимические признаки. Она может затрагивать как количественные (метрические) признаки (например, число пальцев, позвонков, массу и размеры тела), так и качественные (например, цвет глаз, окраску кожных покровов)
Различают несколько типов изменчивости:
Наследственную (генотипическую) и ненаследственную (фенотипическую, паратипическую).
- Индивидуальную (различие
между отдельными особями) и групповую (между группами особей, например, различными популяциями данного вида).
Качественную и количественную.
Направленную и ненаправленную.
Наследственная и ненаследственная изменчивость
Наследственная изменчивость обусловлена возникновением разных типов мутаций и их комбинаций в последующих скрещиваниях.
В каждой достаточно длительно существующей совокупности особей спонтанно и ненаправленно возникают различные мутации, которые в дальнейшем комбинируются более или менее случайно с разными уже имеющимися в совокупности наследственными свойствами.
Комбинативная изменчивость - изменчивость, которая возникает вследствие рекомбинации генов во время слияния гамет. Основные причины:
независимое расхождение хромосом во время мейоза;
случайная встреча половых гамет, а вследствие этого и сочетания хромосом во время оплодотворения;
рекомбинация генов вследствие кроссинговера.
Мутационная изменчивость - изменчивость, вызванная действием на организм мутагенов, вследствие чего возникают мутации (реорганизация репродуктивных структур клетки). Мутагены бывают физические (радиационное излучение), химические (гербициды) и биологические (вирусы).
Индивидуальная и групповая изменчивость
Индивидуальная изменчивость - изменчивость, свойственная данному индивиду (особи), проявляющаяся одномоментно (в разных тканях и т.п.) или в процессе индивидуального развития.
Групповая изменчивость
Различия между отдельными группами в пределах одного вида (напр., между биотипами, жорда-нонами и т. д.).
Качественная и количественная изменчивость
Качественная изменчивость - изменчивость, обусловленная варьированием качественных признаков (окраска и т.п.), кодируемых, как правило, одним или несколькими генами (олигогенами)
Количественная изменчивость - изменчивость количественных (полигенных) признаков, характеризующаяся, как правило, непрерывным набором значений этих признаков.
Ненаправленная, или неопределенная, изменчивость возникает независимо от природы вызвавшего ее фактора, причем изменяющийся признак может изменяться и в сторону усиления, и в сторону ослабления. При этом она не массовая, а единичная. Различают два типа неопределенной изменчивости комбинативную и мутационную.
Спасибо за внимание!!!
Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com
Подписи к слайдам:
Изменчивость
Наследственность – способность живых организмов передавать свои признаки по наследству Изменчивость – способность живых организмов приобретать новые признаки
Изменчивость модификационная наследственная
Модификационная изменчивость – зависит от условий жизни и условий окружающей среды
Разная форма листьев у стрелолиста
Разный размер у коров
Есть признаки, которые она затрагивает (рост, вес, размер, форма, плодовитость) Есть признаки, которые она не затрагивает (цвет волос/глаз, особенности внутр.органов) Модификационная изменчивость
Все признаки проявляются в пределах «нормы реакции» Норма реакции – способность проявления признака
Модификационная изменчивость не передается по наследству зависит от условий возможна в пределах нормы реакции
Наследственная изменчивость – зависит от изменений в генах Бывает 2 типов:
Комбинативная изменчивость (разная комбинация попавших генов) половина от папы кроссинговер случайность половина от мамы оплодотворения гамет Перекрещивание участков хромосом
Мутационная изменчивость – нарушение структуры генов
Мутационная изменчивость Генная (внутри одного гена) А-Т-Т-А- Г -Ц-А-А-Ц-Ц-Г-А-А-Т Т-А-А-Т- Т -Г-Т-Т-Г-Г-Ц-Т-Т-А НЕПРАВИЛЬНЫЙ ГЕН НЕПРАВИЛЬНЫЙ БЕЛОК Нарушение обмена веществ (например, фенилкетонурия)
Мутационная изменчивость 2. Хромосомная (внутри хромосомы) часть хромосомы пропадает (делеция) часть хромосомы дублируется(дупликация) часть хромосомы переворачивается (инверсия) часть хромосомы перескакивает на другую хромосому (транслокация)
Делеция Дупликация Инверсия Транслокация
Мутационная изменчивость 3. Геномная (в количестве хромосом) недостающая хромосома лишняя хромосома (синдром Дауна полиплоидия у растений +)
Мутационная изменчивость 4. Соматическая (в неполовых клетках уже после оплодотворения) не передается по наследству
Мутационная изменчивость 5. Цитоплазматическая (в ДНК митохондрий или рибосом) Передается только по материнской линии
Наследственная изменчивость передается по наследству зависит от генов возможны любые проявления
Мутационные факторы: причины, увеличивающие частоту мутаций радиация химия вирусы
Репарация – способность клетки к устранению повреждений и восстановлению молекулы ДНК. С помощью ферментов распознаются поврежденные участки, отделяются, по 2 цепочке строится нужный участок, встраивается в молекулу.
Мутации: вредные нейтральные (если участок ДНК не отвечал за образование белка) полезные*
1 слайд
Тема: «Модификационная изменчивость» Пименов А.В. Задачи: Дать характеристику ненаследственной изменчивости
2 слайд
Изменчивость Генетика изучает не только наследственность, но и изменчивость организмов. Изменчивостью называют способность живых организмов приобретать новые признаки и свойства. Благодаря изменчивости, организмы могут приспосабливаться к изменяющимся условиям среды обитания. Различают два типа изменчивости: Ненаследственная, или фенотипическая, - изменчивость, при которой изменений генотипа не происходит. Ее также называют групповой, определенной, модификационной. Наследственная, или генотипическая, индивидуальная, неопределенная - изменения признаков организма, обусловленные изменением генотипа; она бывает: комбинативной - возникающей в результате перекомбинации хромосом в процессе полового размножения и участков хромосом в процессе кроссинговера; мутационной - возникающей в результате внезапного изменения состояния генов;
3 слайд
4 слайд
5 слайд
Заяц-беляк летом и зимой. Изменчивость? Модификационная, генотип не изменяется. Горностаевый кролик при повышенной температуре остается белым. Изменчивость? Модификационная, генотип не изменяется.
6 слайд
7 слайд
Модификационная изменчивость Большую роль в формировании признаков организмов играет среда его обитания. 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. Классическим примером изменчивости признаков под действием факторов внешней среды является разнолистность у стрелолиста: погруженные в воду листья имеют лентовидную форму, листья, плавающие на поверхности воды, - округлую, а находящиеся в воздушной среде, - стреловидные. Если же все растение оказывается полностью погруженным в воду, его листья только лентовидные.
8 слайд
Модификационная изменчивость Под действием ультрафиолетовых лучей у людей (если они не альбиносы) возникает загар в результате накопления в коже меланина, причем у разных людей интенсивность окраски кожи различна. Таким образом, изменения ряда признаков организмов вызывается действием факторов внешней среды. Причем эти изменения не наследуются. Так, если получить потомство от тритонов, выращенных на темном грунте, и поместить их на светлый, то все они будут иметь светлую окраску, а не темную, как их родители. То есть, данный вид изменчивости не затрагивает генотип и поэтому не передается потомкам.
9 слайд
10 слайд
Модификационная изменчивость Изменчивость организмов, возникающая под влиянием факторов внешней среды и не затрагивающая генотипа, называется модификационной. Модификационная изменчивость носит групповой характер, то есть все особи одного вида, помещенные в одинаковые условия, приобретают сходные признаки. Например, если сосуд с эвгленами зелеными поместить в темноту, то все они утратят зеленую окраску, если же вновь выставить на свет - все опять станут зелеными. Модификационная изменчивость является определенной, то есть всегда соответствует факторам, которые ее вызывают. Так, ультрафиолетовые лучи изменяют окраску кожи человека, усиленные физические нагрузки влияют на степень развития мышц.
11 слайд
Модификационная изменчивость Неадаптивные модификации: морфозы и фенокопии. Морфозы – ненаследственные изменения, вызванные экстремальными или необычными факторами среды (ренгеноморфозы, хемоморфозы), изменяющие соматические клетки. Морфозы рассматривают как «уродства», которые ненаследуются и не носят адаптивного характера. Например, при облучении личинок дрозофилы получают имаго с вырезками в различных частях крыла, которые являются следствием гибели части клеток имагинальных дисков крыла вследствии облучения. Фенокопии – ненаследственные изменения, сходные с известными мутациями. Фенокопии являются результатом действия физических и химических агентов на генетически нормальный организм. Например, при использовании талидомида часто рождались дети с фекомелией – укороченными ластовидными руками, которую могут вызвать и мутантные аллели.
12 слайд
Модификационная изменчивость Несмотря на то, что под влиянием условий внешней среды признаки могут изменяться, эта изменчивость не беспредельна. Так, на поле пшеницы можно обнаружить растения с крупными колосьями (20 см и более) и очень мелкими (3-4 см). Это объясняется тем, что генотип определяет определенные границы, в пределах которых может происходить изменение признака. Степень варьирования признака, или пределы модификационной изменчивости, называют нормой реакции.
13 слайд
14 слайд
Модификационная изменчивость 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, нежели качественные признаки (цвет шерсти, жирность молока, строение цветка, группа крови). Знание нормы реакции имеет большое значение для практики сельского хозяйства Таким образом, модификационная изменчивость характеризуется следующими основными свойствами: 1. Ненаследуемость; 2. Групповой характер изменений; 3. Соответствие изменений действию фактора среды.
15 слайд
Модификационная изменчивость Для оценки степени выраженности изучаемого признака используют понятие: ЭКСПРЕССИВНОСТЬ – степень фенотипического проявления гена. Этот показатель зависит от взаимодействия гена с другими генами, или от воздействия внешних условий. Наличие данного гена не всегда означает, что он проявится в фенотипе. Для оценки количества особей, у которых этот признак фенотипически проявился используют термин ПЕНЕТРАНТНОСТЬ. Пенетрантность – частота фенотипического проявления признака у особей с одинаковым генотипом по этому гену. Пенетрантность врожденного вывиха бедра составляет, например, 20%, у сахарного диабета – 65%.
16 слайд
Модификационная изменчивость Статистические закономерности модификационной изменчивости. Модификационная изменчивость многих признаков растений, животных и человека подчиняется общим закономерностям. Эти закономерности выявляются на основании анализа проявления признака у группы особей (n). Степень выраженности изучаемого признака у членов выборочной совокупности различна. Каждое конкретное значение изучаемого признака называют вариантой и обозначают буквой v. При изучении изменчивости признака в выборочной совокупности составляется вариационный ряд, в котором особи располагаются по возрастанию показателя изучаемого признака.
17 слайд
Модификационная изменчивость На основании вариационного ряда строится вариационная кривая - графическое отображение частоты встречаемости каждой варианты Частота встречаемости отдельных вариант обозначается буквой p. Например, если взять 100 колосьев пшеницы (n) и подсчитать число колосков в колосе, то это количество будет от 14 до 20 - это численное значение вариант (v). Вариационный ряд: v = 14 15 16 17 18 19 20 Частота встречаемости каждой варианты p = 2 7 22 32 24 8 5 Среднее значение признака встречается чаще, а вариации, значительно отличающиеся от него, - значительно реже. Это называется нормальным распределением. Кривая на графике бывает, как правило, симметричной. Вариации, как большие, чем средние, так и меньшие, встречаются одинаково часто.
18 слайд
Модификационная изменчивость Легко посчитать и среднее значение данного признака. Для этого используют формулу: (v p) М = n где М - средняя величина признака, в числителе сумма произведений вариант на их частоту встречаемости, в знаменателе - количество вариант. Для данного признака среднее значение равно 17,13. Знание закономерностей модификационной изменчивости имеет большое практическое значение, поскольку позволяет предвидеть и заранее планировать степень выраженности многих признаков организмов в зависимости от условий внешней среды.
Изменчивость
Слайд 2
Изменчивость - способность живых организмов приобретать новые признаки и свойства. Благодаря изменчивости, организмы могут приспосабливаться к изменяющимся условиям среды обитания.
Слайд 3
Слайд 4
Различают два типа изменчивости: Ненаследственная, или фенотипическая, - изменчивость, при которой изменений генотипа не происходит. Ее также называют групповой, определенной, модификационной. Наследственная, или генотипическая, индивидуальная, неопределенная - изменения признаков организма, обусловленные изменением генотипа; она бывает: комбинативной - возникающей в результате перекомбинации хромосом в процессе полового размножения и участков хромосом в процессе кроссинговера; мутационной - возникающей в результате внезапного изменения состояния генов;
Слайд 5: Модификационная изменчивость- изменчивость организмов, возникающая под влиянием факторов внешней среды и не затрагивающая генотипа
Закономерности изменчивости Модификационная изменчивость- изменчивость организмов, возникающая под влиянием факторов внешней среды и не затрагивающая генотипа. Изменение ненаследственное для нас несущественно. Чарльз Дарвин
Слайд 6: Признаки организма
качественные (их можно описать): окраска (цвет); форма; группа крови; жирность молока и т.д. количественные (их можно измерить): длина (рост); масса; объем; количество семян и т.д.
Слайд 7
Какие признаки (качественные или количественные) в большей степени подвержены изменчивости? Будут ли эти изменения проявляться в следующих поколениях? Почему? Одинакова ли степень изменчивости признака у всех особей данного вида? Почему?
Слайд 8: Качественные и количественные признаки: качественные – устанавливаемые описательным путём: - масть животных, окраска семян, рост. Подвержены влиянию среды меньше. Количественные определяемые путём измерения: - урожайность с/ х культур, удойность коров, яйценоскость кур. Подвержены влиянию среды больше
Слайд 9
Пределы модификационной изменчивости признака называют его нормой реакции Норма реакции - наследуемый признак
10
Слайд 10: Странный объект на речке растет, Нижние листья вода изовьет, Средний – на воду уложит как плот, Верхний же – к небу стрелою скользнет
11
Слайд 11
Закономерности изменчивости Один и тот же генотип может в разных условиях давать разное значение признака. Одни признаки обладают широкой нормой реакции, другие – гораздо более узкой. Стрелолист имеет два типа листьев: - подводные надводные Главный фактор отвечающий за развитие формы листьев – степень освещенности. ! Приведите примеры признаков с узкой и широкой нормой реакции.
12
Слайд 12
Модификационная изменчивость 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, нежели качественные признаки (цвет шерсти, жирность молока, строение цветка, группа крови). Знание нормы реакции имеет большое значение для практики сельского хозяйства Таким образом, модификационная изменчивость характеризуется следующими основными свойствами: 1. Ненаследуемость; 2. Групповой характер изменений; 3. Соответствие изменений действию фактора среды.
13
Слайд 13
Статистические закономерности модификационной изменчивости. Модификационная изменчивость многих признаков растений, животных и человека подчиняется общим закономерностям. Эти закономерности выявляются на основании анализа проявления признака у группы особей (n). Степень выраженности изучаемого признака у членов выборочной совокупности различна. Каждое конкретное значение изучаемого признака называют вариантой и обозначают буквой v. При изучении изменчивости признака в выборочной совокупности составляется вариационный ряд, в котором особи располагаются по возрастанию показателя изучаемого признака.
14
Слайд 14
На основании вариационного ряда строится вариационная кривая - графическое отображение частоты встречаемости каждой варианты Частота встречаемости отдельных вариант обозначается буквой p. Например, если взять 100 колосьев пшеницы (n) и подсчитать число колосков в колосе, то это количество будет от 14 до 20 - это численное значение вариант (v). Вариационный ряд: v = 14 15 16 17 18 19 20 Частота встречаемости каждой варианты p = 2 7 22 32 24 8 5 Среднее значение признака встречается чаще, а вариации, значительно отличающиеся от него, - значительно реже. Это называется нормальным распределением. Кривая на графике бывает, как правило, симметричной. Вариации, как большие, чем средние, так и меньшие, встречаются одинаково часто.
15
Слайд 15
Легко посчитать и среднее значение данного признака. Для этого используют формулу: (v ּ p) М = n где М - средняя величина признака, в числителе сумма произведений вариант на их частоту встречаемости, в знаменателе - количество вариант. Для данного признака среднее значение равно 17,13. Знание закономерностей модификационной изменчивости имеет большое практическое значение, поскольку позволяет предвидеть и заранее планировать степень выраженности многих признаков организмов в зависимости от условий внешней среды.
16
Слайд 16: Закономерности изменчивости
Наследственная Ненаследственная Изменение генотипа Изменение фенотипа Наследуется Не наследуются Индивидуальная Массовая Независимы, вредны или полезны Приспособительны Не адекватны среде Адекватны среде Приводит к образованию комбинаций и мутаций Приводит к образованию модификаций Причины – ионизирующее излучение, токсические вещества и др. Причины – климатические, пищевые и др. изменения
17
Слайд 17: Комбинативная наследственная изменчивость
Возможности возникновения комбинаций: Профаза I мейоза – кроссинговер; Анафаза I – независимое расхождение гомологичных хромосом; Анафаза II – независимое расхождение хроматид Случайное слияние гамет
18
Слайд 18: ВЫВОДЫ:
Закономерности изменчивости ВЫВОДЫ: Изменчивость проявляется у всех организмов и является их свойством. Различают наследственную и ненаследственную (модификационную) изменчивость. Пределы модификационной изменчивости признака называются нормой реакции. Модификации (модификационные изменения) не затрагивают генотипа; не передаются по наследству; возникают под действием факторов окружающей среды; проявляются сходным образом у многих особей вида; могут исчезать со временем. Возможны только в пределах нормы реакции, т.е. определяются генотипом. Наследуется не сам признак, а способность проявлять этот признак в определенных условиях, т.е. наследуется норма реакции организма на внешние условия.
Загрузка...
