Фенотиптің өзгеруінің биологиялық маңызы қандай. §46. Ағзалардың өзгергіштігі, оның түрлері. модификациялық өзгергіштік. Аралық тұқым қуалау мәселесі

Барлық тірі организмдер қоршаған ортаның әртүрлі факторларына бейімделуімен сипатталады. Олардың ішінде көптеген геологиялық дәуірлерде денеге әсер ететіндері (тартылыс күші, күн мен түннің өзгеруі, магнит өрісі және т.б.) және тек қысқа уақытқа және қатаң түрде жергілікті әсер ететіндері (тамақ жетіспеушілігі, гипотермия, қызып кету, шу және т.б.).

Кезінде адамда тарихи дамуыжұмыс істеді жоғары деңгейгендер тек соңғы белгіні ғана емес, сонымен қатар белгілі бір орта факторларына байланысты белгілердің өзгеру шегін де анықтауына байланысты қоршаған ортаға бейімделу. Бұл тәуелділікті азайтып қана қоймайды қоршаған орта, бірақ генетикалық аппараттың құрылымы мен белгілердің дамуын бақылау күрделене түседі. Қасиеттің дамуы үшін, яғни. генотип фенотипте жүзеге асырылды, сәйкес қоршаған орта жағдайлары қажет, оны келесі диаграммамен көрсетуге болады:

ОНТОГЕНЕЗ

ГЕНОТИП ФЕНОТИП

ҚОРШАҒАН ОРТА ЖАҒДАЙЫ

Онтогенезде жеке гендер емес, күрделі қатынастары бар интегралды интеграцияланған жүйе ретінде бүкіл генотип әрекет етеді. Мұндай жүйе тоқырау емес, ол динамикалық. Сонымен, нүктелік мутация нәтижесінде үнемі жаңа гендер пайда болады, хромосомалық мутацияға байланысты жаңа хромосомалар, геномдық мутацияларға байланысты жаңа геномдар түзіледі. Жаңа гендер бұрыннан барлармен әрекеттеседі немесе олардың жұмыс істеу тәсілін өзгерте алады. Осылайша, генотип біртұтас, тарихи белгілі бір сәтуақыт жүйесі.

Геннің әрекетінің көріну сипаты әртүрлі генотиптерде және әртүрлі сыртқы орта факторларының әсерінен әртүрлі болуы мүмкін. Бір белгіге көптеген гендер (полимерия) әсер ете алатыны және керісінше, бір геннің көптеген белгілерге (плеиотропия) жиі әсер ететіні анықталды. Сонымен қатар, геннің әрекеті басқа гендердің жақындығы немесе қоршаған орта жағдайлары арқылы өзгеруі мүмкін. Мендель заңдары келесі жағдайларда тұқым қуалау заңдылықтарын көрсетеді: гендер гомологиялық хромосомалардың әртүрлі жұптарында локализацияланған және әрбір белгіге бір ген жауап береді. Дегенмен, бұл әрдайым бола бермейді.

Гендердің көріну сипаты әртүрлі және көбінесе гендердің қасиеттеріне байланысты.

1. Ген дискретті өз әрекетінде: ол белгілі бір биохимиялық реакцияның жүруін, белгілі бір белгінің даму дәрежесін немесе басылуын анықтайды.

2. Әрбір ген нақты: ол синтезге жауапты бастапқы құрылымақуыз молекуласы.

3. Ген бірнеше жолмен әрекет ете алады. Бірнеше эффект немесе плейотропия көптеген белгілердің дамуына жанама әсер етеді.

4. Хромосомалардың әртүрлі жұптарында орналасқан әртүрлі гендер бір белгінің дамуына әсер ете алады, күшейеді немесе әлсірейді - полимерия.

5. Ген өзара әрекетке түседі басқа гендермен, осыған байланысты оның әсері әртүрлі болуы мүмкін.

6. Гендер әрекетінің көрінісі сыртқы орта факторларына байланысты

Мендель ережелерін талдай отырып, біз доминантты геннің рецессивті геннің көрінісін толығымен басатындығынан шықтық.

Генотиптің фенотипке енуін мұқият талдау белгілердің көрінісін өзара әрекеттесу арқылы анықтауға болатынын көрсетті. аллельді гендер: толық үстемдік, рецессивтілік, толық емес үстемдік, кодоминанттылық, артықшылық.

Доминанттылық – гетерозиготалы күйдегі геннің белгінің дамуын тудыратын қасиеті. Бұл рецессивті аллельдің толығымен басылғанын және мүлдем жұмыс істемейтінін білдіре ме? Шықты - жоқ. Рецессивті ген гомозиготалы күйде пайда болады.

Егер Мендель олардың асбұршақтағы тұқым қуалау заңдылықтарын талдай отырып, бірнеше жұп белгілерді ескерсе, онда адамдарда қазірдің өзінде мыңдаған әртүрлі биологиялық белгілер мен қасиеттер бар, олардың тұқым қуалауы Мендель ережелеріне бағынады. Бұл көздің, шаштың түсі, мұрынның, еріннің, тістің, иектің пішіні, саусақтардың пішіні, жүрекше және т.б. сияқты мендельдік белгілер. Көптеген тұқым қуалайтын ауруларсонымен қатар Мендель ережелері бойынша ұрпақтан-ұрпаққа өткен: ахондроплазия, альбинизм, саңырау-мутизм, түнгі соқырлық, қант диабеті, ұйқы безінің фиброзы, глаукома және т.б. (3 кестені қараңыз).

Жануарлар мен адамдардағы белгілердің көпшілігіне тән аралық тұқым қуалаушылық немесе толық емес үстемдік .

Геннің толық емес экспрессиясы кезінде гибрид ата-аналық белгілердің ешқайсысын толығымен қайта шығармайды. Белгінің көрінісі басым немесе рецессивті күйге қарай үлкен немесе аз ауытқумен аралық болып шығады.

Адамдардағы толық емес доминанттылыққа мысал ретінде орақ жасушалы анемияның тұқым қуалауын, анофтальмияны, лейкоциттер ядроларының сегментациясының Пельгер аномалиясы, акаталазияны (қанда каталазаның болмауы) келтіруге болады. Африка тұрғындарында орақ жасушалы анемияның басым гені бар Сгомозиготалы күйде SSанемиядан адамдардың өліміне әкеледі. Генотипі бар адамдар ссанемиямен ауырмайды, бірақ жергілікті жағдайларда олар безгектен өледі. Гетерозиготалар Сс аман қалады, өйткені олар анемиямен ауырмайды және безгекпен ауырмайды.

3-кесте – Толық үстемдік принципі бойынша адам бойындағы белгілердің тұқым қуалауы

Мендель заңдары бойынша күтілетін бөлінуден ауытқу себеп болады өлімге әкелетін гендер. Сондықтан екі гетерозиготты кесіп өткенде Ах, күтілетін 3:1 бөлудің орнына, гомозиготалар болса, 2:1 алуға болады. А.Ақандай да бір себептермен өміршең емес. Сонымен, адамдарда брахидактилияның басым гені тұқым қуалайды ( қысқа саусақтар). Гетерозиготаларда патология байқалады, ал гомозиготаларда, демек, гендер эмбриогенездің ерте кезеңдерінде өледі. Мұндай тұқым қуалаушылық, доминантты қасиет толық емес көрініске ие болған кезде, деп аталады аралық. Адамда гомозиготалы күйдегі көптеген аурулар өлімге әкеліп соғады, ал гетерозиготалы күйде организмнің өміршеңдігін қамтамасыз етеді.

Жоғарыда айтылғандай, гибридтің ұрпақтарындағы белгілердің бөлінуін анықтайтын механизм мейоз болып табылады. Мейоз гаметалар түзілу кезінде хромосомалардың тұрақты дивергенциясын қамтамасыз етеді, яғни. бөлінуі гаплоидты гаметаларда, хромосомалар мен гендер деңгейінде жүзеге асады, ал нәтиже диплоидты организмдерде белгілер деңгейінде талданады.

Осы екі моменттің арасында көп уақыт өтеді, оның барысында гаметалар, зиготалар және дамып келе жатқан организмдер көптеген тәуелсіз қоршаған орта жағдайларына әсер етеді. Сондықтан, егер бөлу процесі негізделген болса биологиялық механизмдер, содан кейін бұл механизмдердің көрінісі, яғни. байқалған бөліну кездейсоқ немесе статистикалық сипатта болады.

Аралық тұқым қуалаушылық мәселесі.

6-тапсырма.Цистинурия аутосомды-рецессивті белгі ретінде тұқым қуалайды. Гетерозиготаларда несепте цистин мөлшерінің жоғарылауы, ал гомозиготаларда бүйрек тастарының түзілуі байқалады. Балалардағы цистинурия көріністерін анықтаңыз, онда отбасында ерлі-зайыптылардың бірі аурудан зардап шекті, ал екіншісінде зәрде цистин мөлшері жоғары болды.

Сағат артық үстемдік гетерозиготалы күйдегі доминантты ген гомозиготалы күйге қарағанда күштірек көрінеді: Аа > АА. Дрозофиланың рецессивті летальды гені бар ( А) және гомозиготалар ( аа) өліп жатыр. Генотипі бар шыбындар А.Ақалыпты өміршеңдігі бар. Гетерозиготалар ( Ах) доминантты гомозиготаларға қарағанда ұзағырақ өмір сүреді және құнарлы. Бұл құбылысты гендік белсенділік өнімдерінің өзара әрекеттесуімен түсіндіруге болады.

Гетерозиготалы күйдегі бір аллельдің гендері бір мезгілде пайда болуы мүмкін. Бұл құбылыс аталды бірлескен үстемдік . Мысалы: аллельдердің әрқайсысы белгілі бір ақуыздың синтезін кодтайды, содан кейін екі ақуыздың синтезі гетерозиготаларда белгіленеді, оны биохимиялық жолмен анықтауға болады. Бұл әдіс молекулалық метаболикалық ауруды (холинэстераза изоферменттері) тудыратын гендердің гетерозиготалы тасымалдаушыларын анықтау үшін медициналық генетикалық консультацияларда қолдануды тапты. Мысал ретінде I A I B генотипімен төртінші қан тобының тұқым қуалауын келтіруге болады.

Бөліну кезінде фенотиптік класстардың сандық қатынасынан айтарлықтай ауытқу аллельді емес гендер арасындағы өзара әрекеттесу салдарынан болуы мүмкін.

Аллельді емес гендердің өзара әрекеттесуінің келесі түрлері бар: эпистаз, гипостаз, комплементарлық және полимерия.

Аллельді емес гендердің өзара әрекеттесуінде бір аллельді жұптың гені екінші аллельді жұптың генінің әрекетін басады. эпистаз. Басқа геннің экспрессиясын басатын ген деп аталады эпистатикалық немесе супрессорлық ген. Экспрессиясы басылған ген деп аталады гипостатикалық. Эпистаз әдетте 2 түрге бөлінеді: доминантты және рецессивті.

астында басым эпистаз доминантты ген эпистатикалық ген болып табылатын аллельді емес гендердің әрекеттесуі ретінде түсініледі: A->B-, C->D-, A->cc. Доминантты эпистазбен бөліну - 13:3 немесе 12:3:1 . астында рецессивті эпистаз деп бір геннің гомозиготалы күйдегі рецессивті аллелі басқа геннің доминантты немесе рецессивті аллельінің пайда болуына мүмкіндік бермеген кездегі өзара әрекеттесу түрі ретінде түсініледі: аа>Б- немесе аа>б.б. Бөлу - 9:4:3 .

7-тапсырма.Адамда миопияның 2 түрі бар: орташа және жоғары, олар екі басым аллельді емес гендермен анықталады. Екі нысаны бар адамдарда миопияның жоғары түрі бар. Анасы шолақ (ата-анасының бірі зардап шекті), әке - қалыпты жағдай. Балалар: қызы – орташа формалы, ұлы – жоғары формалы. Ата-аналар мен балалардың генотиптері қандай?

Адамдардағы рецессивті эпистаздың көрінісі мысалы болып табылады бомбалық құбылыс.

f- эпистатикалық ген. Гомозиготалы күйде ген ффдоминантты аллельдердің әрекетін басады I A, I B.

Нәтижесінде генотиптер I A I 0 ff, I B I 0 ff фенотиптік түрде бірінші қан тобын көрсетеді.

Фқалыпты аллель болып табылады. FF, FF.

Генотипте I A I 0 F-, I B I 0 F-фенотиптік түрде II және III қан топтарын көрсетеді.

Тұқым қуалайтын метаболикалық ауруларда – бір ген басқа геннің белсенді ферменттерінің түзілуін басатын ферментопатияда гендердің эпистатикалық өзара әрекеттесуі үлкен рөл атқарады.

Қосымшалық -аллельді емес гендердің мұндай әрекеттесуі, генотипте бірге орналасқан екі басым ген ( A-B-) әрбір геннің жеке әрекетімен салыстырғанда жаңа белгінің дамуын тудырады ( A-bb немесе aa-B).

Адамның есту қабілетінің дамуы гендердің комплементарлы әрекетінің мысалы болып табылады. Қалыпты есту үшін адам генотипінде әртүрлі аллельді жұптардың доминантты гендер болуы керек. DЖәне Е.

Ген D- ұлудың, геннің дамуына жауапты Е- есту нервінің дамуы үшін.

Қалыпты генотип: D-E-;саңырау: ddE-, D-her, ddee.

ҚосымшаАдамдардағы екі аллельді емес гендердің өзара әрекеттесуі екінші және бесінші хромосомаларда орналасқан доминантты гендермен басқарылатын интерферон ақуызының синтезін анықтайды.

Гемоглобин синтезіне төрт комплементарлы гендер де қатысады.

Осы уақытқа дейін қарастырылған гендердің өзара әрекеттесу түрлері сапалы балама белгілер болды. Бірақ өсу қарқыны, салмақ, дене ұзындығы, қан қысымы және пигментация дәрежесі сияқты ағзаның белгілерін фенотиптік кластарға бөлуге болмайды. Олар әдетте шақырылады сандық. Бұл белгілердің әрқайсысы әдетте бірден бірнеше эквивалентті гендердің әсерінен қалыптасады. Бұл құбылыс полимерлену деп аталады, ал гендер деп аталады полимерлі. Бұл жағдайда гендердің белгінің дамуына эквивалентті әсер ету принципі қабылданады.

Адамдағы полимерлік тұқым қуалаушылық сандық белгілер мен кейбір қасиеттердің ұрпаққа берілуін қамтамасыз етеді.

Бұл белгілердің көріну дәрежесі генотиптегі доминантты гендердің санына және қоршаған орта жағдайларының әсеріне байланысты. Адамның ауруларға бейімділігі болуы мүмкін: гипертония, семіздік, қант диабеті, шизофрения және т.б. Бұл белгілер қолайлы орта жағдайында көрінбеуі немесе жұмсақ болуы мүмкін, бұл полигендік тұқым қуалайтын белгілерді моногенділерден ажыратады.

Қоршаған ортаның жағдайын өзгерту және алдын алу шараларын қолдану арқылы кейбір көп факторлы аурулардың жиілігін және ауырлығын айтарлықтай төмендетуге болады. Полимерлі гендердің «дозаларының» қосындысы және қоршаған ортаның әсері сандық өзгерістердің үздіксіз қатарының болуын қамтамасыз етеді.

Адам терісінің пигментациясы 5-6 полимер генімен анықталады. Африкалықтарда доминантты аллельдер басым, ал кавказдық нәсілдерде рецессивті.

Қара адамның генотипі А 1 A 1 A 2 A 2 A 3 A 3 A 4 A 4 A 5 A 5

Еуропалық адам - ​​а 1 а 1 а 2 а 2 а 3 а 3 а 4 а 4 а 5 а 5.

F 1: A 1 a 1 A 2 a 2 A 3 a 3 A 4 a 4 A 5 a 5 - мулат.

Мулаттардың бір-бірімен некеге тұруында қара түсті адамның да, еуропалық типтің де туу мүмкіндігі бар.

Қарастырылған аллельді емес гендердің өзара әрекеттесуінің үш түрі (эпистаза, комплементарлық, полимерия) классикалық бөліну формуласын фенотипке сәйкес өзгертеді, бірақ бұл генетикалық бөліну механизмінің бұзылуының салдары емес, өзара әрекеттесу нәтижесі. онтогенездегі гендердің бір-бірімен байланысы.

Генотиптегі геннің әрекеті оған байланысты дозалар . Әдетте, бір ағзадағы әрбір белгі гомо- (2-доза) немесе гетеро-аллельді (1-доза) болуы мүмкін екі аллельді генмен бақыланады. Трисомия кезінде геннің дозасы 3, моносомия кезінде - 1. Гендер дозасы 16 күн ішінде жатырішілік дамудан кейін әйел эмбрионында бір Х хромосома инактивацияланған кезде әйел денесінің қалыпты дамуын қамтамасыз етеді.

Плейотроптыгендердің әрекеті – бір геннің бір емес, бірнеше белгілердің дамуын бір мезгілде анықтайтын көп әрекеті. Мысалы, Марфан синдромы Бұл бір геннен туындаған мендельдік ауру. Бұл синдром келесі белгілермен сипатталады: аяқ-қолдардың ұзын болуына байланысты жоғары өсу, жіңішке саусақтар (арахнодактилия), линзаның сублаксациясы, жүрек ауруы, қандағы катехоламиндердің жоғары деңгейі.

орақ жасушалы анемиягеннің плейотропты әрекетінің тағы бір мысалы болып табылады. Орақ тәрізді жасуша генінің гетерозиготалары өмір сүреді және безгек плазмодийіне төзімді.

Геннің әрекетінің көрінісі белгілі бір сипаттамаларға ие, өйткені әр түрлі организмдердегі бір ген өз әсерін әртүрлі жолдармен көрсете алады. Бұл организмнің генотипіне және оның онтогенезі жүретін орта жағдайларына байланысты.

Тест тапсырмалары

* Бірнеше дұрыс жауаптары бар тест тапсырмалары

1. Моногибридті айқастыруда бірінші ұрпақ будандары фенотиптік және

генотиптік біркелкі – Мендель заңы: 1) 1; 2) 2; 3) 3; 4) 4.

2. * Моногетерозигота дегеніміз: 1) Аа; 2) АА; 3) AaBB; 4) Aavv; 5) aa; 6) AABB; 7) AaBb.

3. *Талдау кроссы: 1) ♀Аа× ♂Аа; 2)♀ Аа × ♂ аа; 3) ♀аа× ♂аа; 4)♀ аа × ♂ Аа.

4. *Гетерозиготалы сиырдың сұрыпталған (доминант белгісі) мүйізді бұқамен айқасқан ұрпақтарының мүмкін болатын генотиптері: 1) барлық bb; 2) BB; 3) Bb; 4) барлық ББ; 5) bb.

5. Анализдік крестте F гибриді қиылысады 1 гомозиготалы: 1) доминантты; 2) рецессивті.

6. Ұрпақтағы екі гетерозиготаның айқасуы (толық басымдық) фенотип бойынша бөліну байқалады: 1) 9:3:3:1; 2) 1:1; 3) 3:1; 4) 1:2:1.

7. Жасушадағы гендердің жиынтығы: 1) генотип; 2) геном; 3) кариотип; 4) фенотип; 5) генофонд.

8. *Қасиет доминантты деп аталады, егер: 1) F гибридтерінде тұқым қуалайтын болса 1 2) гетерозиготаларда көрінеді; 3) гетерозиготаларда пайда болмайды; 4) популяциядағы особьтардың көпшілігінде кездеседі.

9. F-де фенотиптің бөлінуі 2 моногибридті қиылысуда толық емес басымдықпен: 1) 9:3:3:1; 2) 1:1; 3) 3:1; 4) 1:2:1.

10. * Қоян пальтосының сұр түсі ақ түске қарағанда басым. Сұр қоян генотипі: 1) аа; 2) АА; 3) Аа; 4) AB.

11. Құлпынай өсімдіктерін (толық емес басымдық – жемістердің қызыл, ақ және қызғылт түсті) Аа және аа генотиптерімен айқастыру нәтижесінде ұрпақтардың фенотиптік қатынасы: 1) 1 қызыл: 1 ақ; 2) 1 қызыл: 1 қызғылт; 3) 1 ақ:

1 қызғылт; 4) 1 қызыл: 2 қызғылт: 1 ақ.

12. Тауықтарды кесіп өту нәтижесінде (толық емес үстемдік:қара-көк-ақ қауырсын) Аа және Аа генотиптері бар ұрпақтардың фенотиптік қатынасы: 1) 1 қара: 1 ақ; 2) 3 қара: 1 көк; 3) 3 қара: 1 ақ; 4) 1 қара: 2 көк: 1 ақ; 5) 1 көк: 1 ақ; 6) 3 көк: 1 ақ.

13. * Доминант гомозигота: 1) AaBB; 2) aabb; 3) AABB; 4) AABb; 5) AABCCC.

14. ABCD гаметасы генотип бойынша түзіледі: 1) AabbCcDD; 2) AABbCcdd; 3) AaBbccDd; 4) aaBbCCDd.

15. * Дрозофила қара (рецессивті белгі) денесі және қалыпты қанаттары (доминантты белгі) – генотипі: 1) ААББ; 2) AaBb; 3) aabb; 4) AaBB; 5) aaBb; 6) AABb; 7) Аабб; 8) aaBB.

16. *Қоянның жүнді (доминантты) ақ (рецессивті) жүні бар – генотипі: 1) AAbb; 2) AaBb; 3) aabb; 4) AaBB; 5) aaBb; 6) AABb; 7) Аабб; 8) aaBB.

17. *Бұршақта биік өсімдіктер(басымды қасиет) және қызыл гүлдер

(доминантты белгі) – генотип: 1) аабб; 2) AABb; 3) Аабб; 4) AABB; 5) AaBb; 6) AaBB; 7) Аб.

3.7. Өзгергіштіктің негізгі үлгілері

IN қайталауға және талқылауға арналған сауалнамалар

1. Қандай процестер комбинативті өзгергіштікке әкеледі?

2. Әрбір тірі организмнің генотип пен фенотип деңгейіндегі бірегейлігінің негізі неде?

3. Қандай орта факторлары мутация процесін белсендіруі мүмкін және неге?

4. Соматикалық мутациялардың тұқым қуалауының генеративтілерден несімен ерекшеленеді және олардың организм мен түр үшін маңызы қандай?

5. Қандай қозғалыс механизмдері жылжымалы элементтерСіз геном бойынша атай аласыз ба?

6. Неліктен адам әрекеті қоршаған ортаның мутагендік әсерін күшейтеді?

7. Қайсы биологиялық маңызыгенотипті өзгертпестен фенотиптің өзгеруі мүмкін бе?

8. Неліктен модификациялар негізінен денеге пайдалы?

Бақылау тапсырмалары

сұр дене түсі (АА) үшін доминантты ген үшін олардың гомозиготалығы туралы rya; б) рудиментарлы қанаттардың (bb) рецессивті гені бойынша гомозиготалы особьтарда 15°С температурада қанаттар рудиментті болып қалады, ал 31°С температурада қалыпты қанаттар өседі. Осы фактілерге сүйене отырып, генотиптің, қоршаған ортаның және фенотиптің байланысы туралы не айта аласыз? Бұл жағдайларда рецессивті геннің доминанттыға айналуы орын ала ма, әлде керісінше ме?

3. Кез келген белгі белгілі бір шектерде өзгеруі мүмкін. Реакция жылдамдығы дегеніміз не? Реакция нормасы кең және тар организмдердің белгілеріне мысалдар келтіріңіз. Реакция нормасының кеңдігі немен анықталады?

4. Орташа мәнді (M) есептеп, келесі мәліметтерге сәйкес вариациялық қисық сызығын құрыңыз (3.8-кесте; 3.9).

3.8-кесте.

Хризантема гүлшоғырындағы қамыс гүлдерінің санының өзгермелілігі

5. Чернобыль аймағында атом электр станциясындағы апаттан кейін мутант жануарлар пайда бола бастады және адамдарда қалқанша безінің қатерлі ісігімен ауыратындар көбейді. Бұл фактілер нені көрсетеді? Неліктен өнеркәсіп қалдықтарымен ластанған ірі қалалардағы өзендерде басы үлкен, қабыршақсыз, бір көзді, түсі жоқ мутант балықтар пайда болады? Бұл құбылысқа түсініктеме беріңіз.

бор тағамы артық, ал екіншісі өте нашар жеді.

7. Қарастырыңыз әртүрлі формаларЖебенің ұшы жапырақтары, (3.100-сурет), бұл классикалық мысалмодификациялық өзгергіштік. Әртүрлі жағдайда өсірілген жебе ұшты өсімдіктерде жапырақтардың пішінінің айырмашылығы неден туындағанын анықтаңыз.

8. Әртүрлі температураның әсерінен ермексаз қоянының жүнінің түсінің өзгеруін қарастырайық (3.101-сурет). Өзгергіштік түрін анықтаңыз.

Күріш. 3.100. жапырақ пішіні

әртүрлі ортада даму кезінде жебенің ұшы

Күріш. 3.101. Гималай пальтосының түсінің өзгеруі

әр түрлі температураның әсерінен қоян

Зертханалық шеберхана

1. Көп аллельдер қатары – беде жапырақтарындағы сұр дақтардың үлгісі. Беде жапырағының гербарийімен танысып, сұр дақ белгісінің тұқым қуалау сипатын қадағалаңыз. Бұл белгіні анықтайтын ген ең көп таралған сегіз аллельмен ұсынылған. Гербарий парағындағы сызбаны диаграммада (3.102-сурет) көрсетілген сызбалармен салыстырыңыз және генотипін анықтаңыз.

Толық емес үстемдік бар. Екі аллельмен анықталған дақтық үлгілер біріктірілген немесе толық басымдылық бар формалардың ғана генотипін анықтау мүмкін емес. Мысалы, VBVH және VHVH бірдей фенотипке ие, VBVP және VBVB де фенотиптік тұрғыдан ажыратылмайды, өйткені VB VH және VP-де басым; VFVP және VFVL үлгі синтезіне байланысты VFVF-тен ажыратылмайды. Cv гетерозиготаларының да доминантты гомозиготалардан айырмашылығы жоқ.

Сізге ұсынылған үлгілердің сызбасын сызыңыз және олардың генотиптерін немесе фенотиптік радикалдарын анықтаңыз, белгілерді жазыңыз. Кездескен барлық аллельдердің қатарын жасаңыз.

Күріш. 3.102. Көрсететін беде жапырақтарындағы сұр дақтардың сызбалары

генотип

(vv - дақ жоқ; VV - тұтас ^-тәрізді дақ; VHVH - қатты жоғары ^-тәрізді дақ; VBVB - саңылауы бар ^-тәрізді дақ; VBhVBh - үзіліспен жоғары ^-тәрізді дақ; VPVP - ^-тәрізді дақ ортасында ;VFVF - негіздегі тұтас үшбұрышты нүкте; VLVL - негіздегі тұтас шағын үшбұрышты нүкте

2. Адамның фенилтимочевинаның ащы дәмін сезіну қабілетін анықтау (ФТМ). Пинцет көмегімен тілдің артқы жағына алдымен бақылауды, содан кейін сүзгі қағазының тәжірибелік жолағын орналастырыңыз, FTM ащы дәмін сезіну үшін жеке қабілетіңізді (қабілетсіздігін) анықтаңыз, яғни. FTM+ белгісі немесе FTM-. FTM+ белгісі доминантты генмен (Т) бақыланатынын ескере отырып, ықтимал генотипіңіз туралы қорытынды жасаңыз.

Студенттік топты жеке популяция ретінде шартты түрде қарастыра отырып, FTM+ (немесе FTM-) белгісінің популяция жиілігін осы белгінің тасымалдаушысы болып табылатын даралар санына қатынасы ретінде анықтаңыз. жалпы санысауалнама жүргізілді.

Популяцияның генетикалық құрылымын (аллельді гендердің және ықтимал генотиптердің жиілігі) Харди Вайнберг формуласы бойынша есептеңіз: p² + 2pq + q² = 1, мұндағы p² - доминантты аллель (ТТ генотипі) үшін гомозиготалардың жиілігі, 2pq - жиілігі гетерозиготалар (Tt), q²

- зерттелетін популяциядағы рецессивті аллель (tt) үшін гомозиготалардың жиілігі. Популяцияда болатын доминантты (T) және рецессивті аллельдің (t) жиіліктерін есептеу кезінде p + q = 1 формуласын қолдану керек.

Тест тапсырмалары

* Бірнеше дұрыс жауаптары бар викториналар

1. Мутация тудыратын химиялық қосылыстар: 1) метагендер; 2) метилендер; 3) мутагендер.

2. *Мутация процесінің негізгі механизмдері келесі матрицалық процестердің бұзылуы болып табылады: 1) трансляция; 2) репликация; 3) транскрипция; 4) өтемақылар.

3. Тұқым қуаламайтын өзгеріс деп аталады: 1) реверсия; 2) оқшаулау; 3) өзгерту.

4. *Сандық белгілердің жоғары өзгергіштігі: 1) тұқым қуалаудың полигендік сипаты; 2) қоршаған орта факторларының әсері; 3) генотиптік гетерогенділік; 4) селекция процесіндегі гомозиготизация.

5. *Келесі генетикалық факторлардың генетикалық белсенділігі анықталды: 1) электр тоғы; 2) рентгендік сәулелену; 3)гамма-сәулелену; 4) ультракүлгін сәулелену; 5) экстремалды температуралар.

6. Ол ата-анадан ұрпаққа беріледі: 1) қасиет; 2) өзгерту; 3) реакция жылдамдығы; 4) фенотип; 5) модификациялық өзгергіштік.

7. Өзгергіштік нысаны, нәтижесінде солақай көк көзді бала туған ата-анасы оң қолды айқас көзді: 1) мутациялы; 2) біріктіруші; 3) өзгерту; 4) кездейсоқ фенотиптік.

8. Өзгергіштік нысаны, соның нәтижесінде қыстың басталуымен жануардың шаш сызығының түсі мен тығыздығы өзгерді: 1) мутациялық; 2) біріктіруші; 3) өзгерту; 4) кездейсоқ фенотиптік.

9. Бес саусақты ата-ананың отбасында алты саусақты қолы бар бала туылған өзгергіштік формасы (рецессивті қасиет): 1) мутациялы; 2) біріктіруші; 3) өзгерту; 4) кездейсоқ фенотиптік.

10. *Адам популяциясында бірнеше патологиялық аллельдердің жиілігінің артуы (пайда болуы) себебі: 1) радиациялық ластану деңгейінің жоғарылауы;

2) қолайсыз аймақтардан иммиграция экологиялық жағдай; 3) туу көрсеткішінің артуы; 4) өмір сүру ұзақтығын арттыру; 5) медициналық көмек көрсету деңгейін көтеру.

11. Мутациялардан айырмашылығы модификацияларға тән белгі: 1) эволюцияға арналған материал; 2) олардың түзілуі генотиптің өзгеруімен бірге жүреді; 3) әдетте пайдалы; 4) мұрагерлік.

12. Табиғи жағдайда өмір сүретін ересек қояндарда, көп бөлігіденесінің шашы ақ, ал құйрығы, құлағы және тұмсығы қара, бұл терінің температурасына сәйкес дене бөліктерінің айырмашылығына байланысты - бұл өзгергіштік түрінің көрінісі: 1) мутациялық; 2) біріктіруші; 3) өзгерту; 4) кездейсоқ фенотиптік.

13. Өзгергіштік формасы, нәтижесінде жыныстық жетілудің басталуымен жас жігіттің дауысының тембрі өзгеріп, мұрты мен сақалы пайда болды: 1) мутациялық; 2) біріктіруші; 3) өзгерту; 4) кездейсоқ фенотиптік.

14. Типтік вариациялық қисық түрі: 1) түзу сызық; 2) күмбезді қисық; 3) көрмеге қатысушы; 4) шеңбер.

15. * Жануарлар популяциясындағы доминантты гендердің біреуінің жиілігінің тұрақты артуы келесі жағдайлармен байланыстыең ықтимал себептері: 1) тіршілік ету жағдайларының өзгеруі; 2) туу көрсеткішінің артуы 3) кейбір жануарлардың миграциясы;

4) адамдардың жануарларды жоюы; 5) болмауы табиғи сұрыпталу.

4-бөлім.

ПОППУЛЯЦИЯ ЖӘНЕ ҰЙЫМДАСТЫРУ ДЕҢГЕЙІ

Органикалық эволюция объективті процесс.

Популяция – эволюциялық элементарлық бірлік. Популяцияның экологиялық-генетикалық жүйе ретіндегі негізгі сипаттамалары (популяцияның ареалы, популяциядағы даралар саны, жас құрамы, жыныс құрамы, популяцияның негізгі морфо-физиологиялық белгілері, популяцияның генетикалық гетерогенділігі, популяцияның генетикалық бірлігі) . Мутациялар әртүрлі түрлері- элементар эволюциялық материал. Популяциялардағы генетикалық процестер. Элементарлы эволюциялық құбылыс.

Эволюцияның элементарлы факторлары. мутация процесі. популяциялық толқындар. Оқшаулау. Генетикалық-автоматты процестер. Табиғи іріктеу.

Бейімделулердің қалыптасуы табиғи сұрыпталудың нәтижесі болып табылады. Адаптациялардың классификациясы және пайда болу механизмі. Бейімделулердің салыстырмалы сипаты.

Түр - эволюциялық процестің негізгі кезеңі. Түрдің түсінігі, критерийлері және құрылымы. Түрлену микроэволюцияның нәтижесі. Негізгі жолдары мен құралдары

түрлену.

Макроэволюцияның заңдылықтары. Онтогенездің эволюциясы (тұтастығы мен тұрақтылығы, онтогенездің эмбрионизациясы және автономизациясы, онтогенез филогенездің негізі). Филогенетикалық топтардың эволюциясы (филогенез формалары, эволюцияның негізгі бағыттары, топтардың жойылуы және оның себептері). Ағзалар мен функциялардың эволюциясы. эволюциялық прогресс.

Адамның пайда болуы және эволюциясы.

4.1. Органикалық эволюция объективті процесс

Бақылау тапсырмалары

1. Эволюцияның бір дәлелі органикалық дүниенің біртұтастығы болып табылады, онда үлкен жүйелі топтар арасында аралық орынды алатын бірқатар организмдер бар.- өтпелі формалар. Сурет бойынша

4.1 организмдердің қазіргі кездегі кейбір өтпелі формалары берілген. Осы организмдермен танысып, олардың құрылымында ұйымның әртүрлі типтерінің белгілерін көрсетіңіз.

2. Қосмекенділердің, бауырымен жорғалаушылардың, құстардың және сүтқоректілердің аяқ-қолдарының қаңқасы айтарлықтай үлкен айырмашылықтарға қарамастан сыртқы түріаяқ-қолдар мен олардың атқаратын қызметі ұқсас құрастырылған болып шығады (4.2-сурет). Омыртқалы жануарларда әр түрлі қызмет атқаратын мүшелердің құрылысындағы ұқсастық нені дәлелдейді?

Күріш. 4.1. Қазіргі уақытта қолданыстағы өтпелі формалар:

1 - қазіргі типтік буынаяқтылар мен қазбалы трилобиттер арасында аралық орынды иеленген тақа; 2 – буынаяқтылардың перипатусты белгілері және аннелидтер; 3 - жануарлар мен өсімдіктердің белгілерін байланыстыратын эвглена; 4 - жылқы шаянының личинкасы, трилобиттер дернәсіліне ұқсас; 5

- жорғалаушы ктенофор ішек жануарларының белгілерімен қатар жалпақ құрттардың белгілерін біріктіреді.

3. Кез келген дерлік ағзаның құрылымында салыстырмалы түрде дамымаған және филогенез процесінде бұрынғы маңыздылығын жоғалтқан мүшелерді немесе құрылымдарды кездестіруге болады - бұл рудиментті мүшелер. 4.3-суретте питонның рудиментарлы артқы аяқтары, киви қанаттарының рудименттерінің әрең көрінетін өсінділері және киттектестердің жамбас сүйектерінің рудименттері көрсетілген. Бұл органдар нені куәландырады?

Күріш. 4.2. Омыртқалылардың алдыңғы аяқтарының гомологиясы

(саламандр, теңіз тасбақасы, қолтырауын, құс, жарғанат, кит, мең, адам) гомологтық бөліктер бірдей әріптермен және сандармен белгіленеді.

4. Жануарлар арасында ең таңғаларлық реликті формалардың бірі туатара, бауырымен жорғалаушылардың тұтас бір класының жалғыз өкілі (4.4-сурет). Ол мезозойда жер бетінде өмір сүрген бауырымен жорғалаушылардың ерекшеліктерін көрсетеді.

Тағы бір белгілі жәдігер - девон дәуірінен бері аз өзгерген целакант балығы целакант.

5. Қазба өтпелі формалар жануарлардың жүйелі топтары арасында туыстық қатынастың болуына қызмет етеді. Бауырымен жорғалаушылар мен нағыз құстармен салыстырғандағы алғашқы құстардың кейбір ерекшеліктерімен 4.1 кестені толтырыңыз.

Күріш. 4.3. Вестигиалды мүшелердің мысалдары (A - питонның артқы аяқтары;

B - киви қанаты; B - тегіс киттің жамбас белдеуінің элементтері)

Сізге белгілі өтпелі формаларды көрсетіңіз. Неліктен аралық формалар эволюцияға жеткілікті дәлелдер келтірмейді?

7. Ерте кезеңдегі құс эмбриондары эмбриональды дамуолар азот алмасуының соңғы өнімі ретінде аммиакты, дамудың кейінгі кезеңдерінде мочевина, ал дамуының соңғы кезеңінде – несеп қышқылын бөледі. Дәл осылай, бақаның аққұбаларында соңғы өнімметаболизмі аммиак, ал ересек қосмекенділерде,

Құйрық омыртқалары

ұшу қабілеті

Өмір салты

көбею

8. Жоғары сатыдағы, құрлықтағы омыртқалы жануарлардың эмбрионалдық дамуын зерттеу оларда белгілі бір мүшелердің қалыптасып, белгілі бір даму деңгейіне жететінін көрсетті, олардың ересек жануарда ешқандай маңызы жоқ, бірақ ересек балықтарды сипаттайтын мүшелерге айтарлықтай ұқсас. 4.6-суретті қараңыз және жауап беріңіз

О Құрлық омыртқалыларының эмбриондарында желбезек аппаратының бөліктерінің жату фактісі нені дәлелдейді?

9. Жердегі тіршілік эволюциясының объективтілігін қалай дәлелдеуге болады?

Күріш. 4.5. Археоптерикс қаңқасының сүйектері мен қауырсындарының іздері

10. Алдарыңызда ат, тышқан, тасбақа, көбелек, қарағай. Бұл формалардың арақатынасын қандай әдістер ең сенімді түрде белгілей алады?

1. Фенотиптің қалыптасуында генотиптің және қоршаған орта жағдайларының рөлі қандай? Мысалдар келтіріңіз.

Кейбір белгілер тек генотиптің әсерінен ғана қалыптасады және олардың көрінісі организм дамитын орта жағдайларына байланысты емес. Мысалы, генотипінде I A және I B гендері бар адамда тіршілік жағдайына қарамастан IV қан тобы қалыптасады. Сонымен қатар бой, дене салмағы, қандағы эритроциттер саны және басқа да көптеген белгілер тек генотипке ғана емес, сонымен қатар қоршаған орта жағдайларына да байланысты. Сондықтан генотиптері бірдей организмдер (мысалы, монозиготалы егіздер) бір-бірінен фенотипі бойынша ерекшеленуі мүмкін.

1895 жылы француз ботанигі Г.Боньер мынадай тәжірибе жүргізді: ол жас одуванчик өсімдігін екі бөлікке бөліп, оларды әртүрлі жағдайда – жазық жерде және биік тауларда өсіре бастады. Бірінші өсімдік қалыпты биіктікке жетті, ал екіншісі ергежейлі болып шықты. Бұл тәжірибе фенотиптің (яғни белгілердің) қалыптасуына тек генотип қана емес, сонымен қатар қоршаған орта жағдайлары да әсер ететінін көрсетеді.

Қоршаған ортаның белгілердің көрінуіне әсерін көрсететін тағы бір мысал - Гималай қояндарының пальто түсінің өзгеруі. Әдетте 20 ° C температурада олардың шаштары қара құлақтарды, табандарды, құйрықты және мұрынды қоспағанда, бүкіл денесінде ақ болады. 30°C температурада қояндар толығымен ақ болып өседі. Гималай қоянының жүні бүйірінен немесе артқы жағынан қырылып, ауа температурасы 2 ° C-тан төмен болса, онда ақ жүннің орнына қара өседі.

2. Модификациялық өзгергіштік дегеніміз не? Мысалдар келтіріңіз.

Модификациялық өзгергіштік – реакцияның қалыпты диапазонында генотипті өзгертпей жүретін сыртқы орта факторларының әсерінен фенотиптің өзгеруі.

Мысалы, одуванчикте жапырақтардың ұзындығы мен олардың пішіні бір өсімдіктің өзінде айтарлықтай өзгереді. Жапырақтардың түзілу температурасы неғұрлым төмен болса, соғұрлым олар кішірек және жапырақ тақтасында үлкен кесінділер болатыны атап өтілді. Керісінше, жоғары температурада жапырақ тақтасының кішкене кесінділері бар үлкен жапырақтар пайда болады.

Ересек адамда тамақтану мен өмір сүру салтына байланысты дене салмағы өзгереді, сиырларда сүт өнімділігі, тауықта - жұмыртқа өнімділігі өзгеруі мүмкін. Биік тауда жүрген адамда дене жасушаларын оттегімен қамтамасыз ету үшін қандағы эритроциттердің мөлшері уақыт өте келе көбейеді.

3. Реакция жылдамдығы қандай? Белгінің өзі емес, оның реакция жылдамдығы деген тұжырымның дұрыстығын нақты мысалдармен дәлелдеңіз.

Реакция жылдамдығы - бұл белгінің модификациялық өзгергіштігінің шегі. Жапырақ ұзындығы, өсімдік биіктігі, малдың дене салмағы, ірі қараның сүті, тауық жұмыртқасының өнімділігі сияқты кейбір белгілердің реакция жылдамдығы кең. Басқалары, мысалы, гүлдердің мөлшері және олардың пішіні, тұқымдардың, гүлдер мен жемістердің түсі, жануарлардың түсі, сүттің майлылығы - тар реакция нормасы.

Реакция жылдамдығы генотиппен анықталады және тұқым қуалайды. Мысалы, адам тікелей күн сәулесінің астында неғұрлым көп уақыт өткізсе, соғұрлым терінің ашық жерлерінде меланин синтезделеді және сәйкесінше оның түсі қараңғы болады. Өздеріңіз білетіндей, тотығу қарқындылығы тұқым қуалайтын емес, белгілі бір адамның өмір сүруінің нақты жағдайларымен анықталады. Сонымен қатар, тіпті тұрақты астында тікелей күн сәулесіКавказдық адамның терісі, мысалы, негроид нәсілінің өкілдеріне тән меланин мөлшерін синтездей алмайды. Бұл мысал белгінің өзгергіштік диапазоны (реакция жылдамдығы) генотиппен алдын ала анықталатынын және тұқым қуалайтын белгінің өзі емес, қоршаған орта жағдайларының әсерінен организмнің белгілі бір фенотипті қалыптастыру қабілеті екенін көрсетеді.

4. Модификациялардың негізгі қасиеттерін сипаттаңыз. Неліктен тұқым қуалайтын емес вариация топтық вариация деп те аталады? белгілі?

Модификациялар келесі негізгі қасиеттерге ие:

● Қайтымдылық – жеке адамдарда сыртқы жағдайлардың өзгеруімен белгілі бір белгілердің көріну дәрежесі өзгереді.

● Көп жағдайда олар адекватты, яғни. симптомның көріну дәрежесі белгілі бір фактордың әрекетінің қарқындылығы мен ұзақтығына тікелей байланысты.

● Бейімделу (бейімделу) сипаты бар. Бұл қоршаған ортаның өзгеруіне жауап ретінде жеке адам оның өмір сүруіне ықпал ететін осындай фенотиптік өзгерістерді көрсетеді.

● Массалық сипат – бірдей фактор генотиптік жағынан ұқсас даралардағы шамамен бірдей өзгерістерді тудырады.

● Өзгерістер мұраға берілмейді, себебі модификациялық өзгергіштік генотиптің өзгеруімен қатар жүрмейді.

Тұқым қуалайтын емес (модификациялық) өзгергіштік топтық өзгергіштік деп аталады, өйткені қоршаған орта жағдайларының белгілі бір өзгерістері белгілі бір түрдің барлық дараларында ұқсас өзгерістерді тудырады (жаппай қасиет). Модификациялық өзгергіштікті белгілі деп те атайды, өйткені. модификациялар адекватты, болжамды және белгілі бір бағытта особьтардың фенотипінің өзгеруімен бірге жүреді.

5. Не статистикалық әдістерсандық белгілердің өзгергіштігін талдау үшін қолданылады?

Сандық белгілердің өзгергіштік дәрежесін сипаттау үшін вариациялық қатар мен вариациялық қисық сызығын құру сияқты статистикалық әдістер жиі қолданылады.

Мысалы, бір сортты бидайдың күрделі масақтарындағы масақшалардың саны айтарлықтай кең шектерде өзгереді. Құлақтарды спикелецтер санының өсу ретімен орналастырсаңыз, онда сіз жеке нұсқалардан тұратын осы белгінің өзгергіштігінің вариациялық қатарын аласыз. Белгілі бір нұсқаның пайда болу жиілігі вариациялық қатарбірдей емес: көбінесе спикелецтердің орташа саны бар және аз жиі - көп және аз.

Бұл қатардағы нұсқаның таралуын графикалық түрде бейнелеуге болады. Ол үшін (v) опциясының мәндері абсцисса осінде олардың өсу реті бойынша, ордината осінде - әрбір опцияның (р) пайда болу жиілігі белгіленеді. Вариация диапазонын да, жеке варианттардың пайда болу жиілігін де көрсететін белгінің өзгергіштігінің графикалық көрінісі вариациялық қисық деп аталады.

6. Өсімдіктердегі, жануарлардағы және адамдардағы белгілердің реакция жылдамдығын білудің тәжірибеде қаншалықты маңызы бар?

Модификацияның өзгергіштігі мен реакция жылдамдығының заңдылықтарын білудің маңызы зор. практикалық құндылығы, өйткені ол көптеген көрсеткіштерді алдын ала болжап, жоспарлауға мүмкіндік береді. Атап айтқанда, генотипті жүзеге асыру үшін оңтайлы жағдай жасау жануарлардың жоғары өнімділігі мен өсімдік өнімділігіне қол жеткізуге мүмкіндік береді. Адамның әртүрлі қасиеттерінің реакция жылдамдығын білу медицинада (белгілі бір физиологиялық көрсеткіштердің нормаға қаншалықты сәйкес келетінін білу маңызды), педагогикада (баланың қабілеті мен мүмкіндіктерін ескере отырып оқыту мен оқыту), жеңіл өнеркәсіпте (киім-кешек) қажет. , аяқ киім өлшемдері) және адам қызметінің басқа да көптеген салалары .

7*. Қалыпты жағдайда қызыл гүлдері бар примула температурасы 30-35ºС және ылғалдылығы жоғары жылыжайға ауыстырылса, бұл өсімдіктің жаңа гүлдері ақ болады. Егер бұл өсімдік салыстырмалы түрде төмен температураға (15-20ºC) қайтарылса, ол қызыл гүлдермен қайтадан гүлдей бастайды. Мұны қалай түсіндіруге болады?

Бұл модификациялық өзгергіштіктің типтік мысалы. Сірә, температураның жоғарылауы жапырақтардағы қызыл пигменттің синтезін қамтамасыз ететін ферменттердің белсенділігінің төмендеуіне әкеледі, олардың толық инактивациясына дейін (30-35ºС).

8*. Неліктен құс фабрикаларында жұмыртқалайтын тауықтарда күндізгі жарық уақыты жасанды түрде 20 сағатқа дейін ұзартылады, ал бройлер қораздарында тәулігіне 6 сағатқа дейін қысқартылады?

Күндізгі сағаттың ұзақтығы құстардың жыныстық мінез-құлқына әсер ететін маңызды фактор болып табылады. Күндізгі жарық уақытының ұлғаюы жыныстық гормондардың өндірісін белсендіреді - осылайша жұмыртқа өндіруді арттыру үшін тауықтар ынталандырылады. Қысқа күндізгі сағат жыныстық белсенділіктің төмендеуіне әкеледі, сондықтан бройлер еркектері аз қозғалады, бір-бірімен соғыспайды және дененің барлық ресурстары дене салмағын арттыруға бағытталған.

* Жұлдызшамен белгіленген тапсырмалар студенттерден әртүрлі гипотезаларды ұсынуды талап етеді. Сондықтан баға қою кезінде мұғалім тек осы жерде берілген жауапқа ғана тоқталып қоймай, әрбір гипотезаны ескеріп, оқушылардың биологиялық ойлауын, олардың пайымдау логикасын, идеяларының өзіндік ерекшелігін және т.б. берілген жауаппен студенттерді таныстыру ұсынылады.

ҚАЙТАЛАУҒА АРНАЛҒАН СҰРАҚТАР МЕН ТАПСЫРМАЛАР

1-сұрақ.Қасиеттің көрінуіне қоршаған ортаның әсеріне мысалдар келтір.

Кейде белгілі бір экологиялық факторлардың әсерінен тұрақты белгілер де өзгеруі мүмкін. Сонымен, ермин түсінің рецессивті гені бойынша гомозиготалы, денесі ақ және құлақтары, құйрығы, тұмсығының ұшы және аяқтарының ұштары қара қояндарда температура әсерінен түс үлгісі өзгеруі мүмкін. Н.А.Ильин ермин қояндарының ақ және қара шаштарының аймақтарын қырып, төмен немесе жоғары температураға жағдай жасады. Температураға байланысты дененің қырылған жерлерінде ақ немесе қара шаш өсті. Дененің әрбір бөлігі үшін тітіркену шегі белгіленді - жоғарыда ақ шаш пайда болған температура, ал төменде - қара. Сонымен, қара жүн қоянның бүйірінде 2 ° C төмен температурада, ақ жүн 30 ° C жоғары температурада құлағында өсті және т. , температураға байланысты шашта пигмент түзеді. Қоршаған орта жағдайлары өзгерген кезде кейде гендердің әсерінен белгі өзгереді, бірақ пайда болған белгілер тұқым қуалайтын емес. Мұндай өзгерістер фенокопиялар деп аталады. Мысалы, тауықтарда құйрықсыздықтың туа біткен ақауы тұқым қуалайды, бірақ кейбір жағдайларда инкубациялық кезеңдегі сыртқы ортаның әсерінен пайда болады.

2-сұрақ.Қоршаған орта жағдайларының әсерінен пайда болған белгілер өзгерістерінің тұқым қуаламайтындығын дәлелдейтін мысалдар келтіріңіз.

Қоршаған орта факторларының әсерінен өсу және даму процесінде көптеген белгілер өзгереді. Мұндай белгілердің өзгеруі тұқым қуаламайды.

Лотос пен су каштаны суға батып, жапырақтары пайда болды. әртүрлі пішін: судағы лотоста ланцет тәрізді ұзын жіңішке жапырақтары бар, ал су каштанының шегіністері бар - пиннат.

Ультракүлгін сәулелердің әсерінен барлық адамдарда (егер олар альбинос болмаса) теріде меланин пигменті түйіршіктерінің жиналуына байланысты тері тотығумен жабылған.

Сонымен, организмдердің әрбір түрі белгілі бір орта факторының әрекетіне арнайы реакция жасайды және реакция (белгісінің өзгеруі) берілген түрдің барлық дараларында ұқсас болып шығады.

Сұрақ 3. Неліктен тұқым қуаламайтын өзгергіштік топтық немесе спецификалық деп аталады?

Өзгерістер әрқашан белгілі бір экологиялық фактормен байланысты. Мысалы, ультракүлгін сәулеленудің әсерінен меланин пигменті адам терісінде синтезделеді және жинақталады, ал физикалық күш салу нәтижесінде бұлшықет тінінде, миоглобин ақуызында және ешқашан керісінше болмайды. Басқаша айтқанда, фенотиптік өзгерістер қоршаған ортаның берілген факторымен анықталады. Сонымен қатар, бір және бір экологиялық фактордың әрекеті нәтижесінде ұқсас өзгерістер белгілі бір түрдің барлық өкілдерінде болады, яғни олар топтық өзгерістер болып табылады.

Сұрақ 4. Реакция жылдамдығы қандай?

Сонымен бірге сыртқы орта жағдайларының әсерінен белгінің өзгергіштігі де шексіз емес. Белгінің өзгеру дәрежесі немесе басқаша айтқанда өзгергіштік шегі реакция нормасы деп аталады. Реакция нормасының кеңдігі генотиппен анықталады және организм тіршілігіндегі белгінің мәніне байланысты. Тар реакция жылдамдығы, мысалы, жүректің немесе мидың өлшемі сияқты маңызды белгілерге тән

Сұрақ 5. Модификациялардың қасиеттерін тізіп, сипаттаңыз.

Модификациялық өзгергіштік келесі негізгі қасиеттермен сипатталады: 1) тұқым қуаламайтын; 2) өзгерістердің топтық сипаты; 3) өзгерістердің белгілі бір экологиялық фактордың әрекетіне тәуелділігі; 4) генотип бойынша өзгергіштік шегінің шарттылығы, яғни өзгеру бағыты бірдей болса, олардың әртүрлі организмдердегі ауырлық дәрежесі әр түрлі болады.

Сұрақ 6. Мутациялар мен модификациялардың қасиеттерін салыстырыңыз. Өзгергіштік формаларының салыстырмалы сипаттамасы

ТАЛҚАЛАУҒА АРНАЛҒАН СҰРАҚТАР МЕН ТАПСЫРМАЛАР

Сұрақ 1. Қоршаған орта факторларының сапалық және сандық сипаттамалардың көрінуіне әсері қалай?

Сапалық белгілердің көрінуіне сандық белгілерге қарағанда сыртқы орта факторлары көбірек әсер етеді.

Сұрақ 2. Генотипті өзгертпей, фенотиптің сыртқы орта факторларының әсерінен өзгеруінің биологиялық маңызы қандай болуы мүмкін?

Мұндай биологиялық құбылысқа маусымдық өзгерістерді жатқызуға болады. Оларды, өз кезегінде, қоршаған ортаның модификациялар тобына жатқызуға болады. Соңғылары қоршаған орта жағдайларының өзгеруіне жауап ретінде фенотиптің адаптивті өзгерістері. Экологиялық модификациялар фенотиптік түрде белгінің көріну дәрежесінің өзгеруінде көрінеді. Олар дамудың басында пайда болуы мүмкін және өмір бойы сақталуы мүмкін. Мысал ретінде ортаның әсерінен жебе ұшының жапырағының әртүрлі формаларын келтіруге болады: жебе тәрізді беті, кең қалқымалы, су астындағы таспа тәрізді.

Сұрақ 3. Реакция нормасының кеңдігі тіршілік ету ортасының нақты жағдайларына бейімделуге қалай әсер етуі мүмкін?

МӘСЕЛЕЛЕР

Сұрақ 1. Соматикалық және генеративті мутациялардың тұқым қуалауында қандай айырмашылықтар бар? Олардың жеке организм және бүкіл түр үшін маңызы қандай?

Негізгі рөл жыныс жасушаларында болатын генеративті мутацияларға жатады. генеративті мутациялар, өзгерісін туғызадыағзаның белгілері мен қасиеттерін анықтауға болады, егер мутантты генді тасымалдаушы гамета зиготаның түзілуіне қатысса. Егер мутация доминантты болса, жаңа белгі немесе қасиет тіпті осы гаметадан шыққан гетерозиготалы дарада пайда болады. Егер мутация рецессивті болса, онда ол гомозиготалы күйге өткенде бірнеше ұрпақтан кейін ғана пайда болуы мүмкін. Адамдардағы генеративті доминантты мутацияның мысалы ретінде аяқ терісінің көпіршіктерінің пайда болуы, көздің катарактасы, брахифалангия (фалангтардың жеткіліксіздігі бар қысқа саусақтар). Адамдардағы стихиялық рецессивті генеративті мутацияның мысалы - жеке отбасылардағы гемофилия.

Соматикалық мутациялар табиғаты бойынша генеративтік мутациялардан еш айырмашылығы жоқ, бірақ олардың эволюциялық мәні әртүрлі және организмнің көбею түрімен анықталады. Жыныссыз көбеюі бар организмдерде соматикалық мутациялар рөл атқарады. Сонымен вегетативті жолмен көбейетін жеміс-жидек өсімдіктерінде соматикалық мутация жаңа мутант қасиеті бар өсімдіктерді тудыруы мүмкін. Қазіргі уақытта соматикалық мутациялардың тұқым қуалауы сатып алынады маңыздылығыадамдағы қатерлі ісік ауруының себептерін зерттеу. Қатерлі ісіктер үшін қалыпты жасушаның ісік жасушасына айналуы соматикалық мутация түріне сәйкес жүреді деп болжанады.

Сұрақ 2. Тірі ағзалардағы мутациялардың пайда болуының негізінде қандай механизмдер жатуы мүмкін?

Мутациялар тірі жасушада болатын процестер барысында үнемі пайда болады. Мутацияның пайда болуына әкелетін негізгі процестер - ДНҚ репликациясы, бұзылған ДНҚ жөндеу және генетикалық рекомбинация.

3-сұрақ. Тұқым қуалайтын өзгергіштікті жіктеудің қандай принциптері бар?

Вариация тұқым қуалайтын емес және тұқым қуалайтын.

Тұқым қуалайтын өзгергіштік комбинативті және мутациялық болып екіге бөлінеді. Комбинациялық өзгергіштік ата-аналық гендердің рекомбинациясымен байланысты.

Мутациялық өзгергіштік мутациялардан туындайды – генетикалық материалдағы тұрақты өзгерістер және сәйкесінше тұқым қуалайтын белгі.

ҚОЛДАНЫЛҒАН АСПЕКТІЛЕР

1-сұрақ. Зертханада туындаған индукцияланған мутацияларды алу үшін қалай пайдалануға болады? адамға қажетмикроорганизмдердегі белгілер?

Химиялық мутагендерді қолданудың жарқын мысалы өсімдіктің полиплоидты сорттарын жасау болып табылады. Адамдар әрқашан әсіресе үлкен жемістері бар немесе үлкен өнім беретін өсімдіктерді өсіруге тырысты. Көп жағдайда полиплоидтар осындай қасиеттерге ие. Белгілі болғандай, олардың көпшілігі мәдени өсімдіктер: бидай, сұлы, картоп, қант қамысы, қара өрік, шие және т.б. Химиялық мутагендер полиплоидтарды жасанды түрде алуға мүмкіндік берді. Мәселен, мысалы, В.В.Сахаров тетраплоидты қарақұмық, ірі тұқымды жоғары өнімді сорт алды.

Сұрақ 2. Табиғи жағдайда тіршілік ететін тірі ағзалардың мутация процесін қандай орта факторлары белсендіруі мүмкін?

Мутациялардың жиілігін арттыру үшін әртүрлі мутагендік факторлары бар жасушаларға әсер ету керек, мысалы:

1. Ультракүлгін сәулелену;

2. Табиғи текті органикалық және бейорганикалық қосылыстар (азот оксидтері, нитраттар, радиоактивті қосылыстар, алкалоидтар).

Сұрақ 3. Комбинациялық өзгергіштік нәтижесінде пайда болған құнды белгілер мен қасиеттерді қалай бекітуге болады?

Комбинациялық өзгергіштік нәтижесінде пайда болған құнды белгілер табиғи және жасанды сұрыптау барысында бекітіледі.

Тапсырмалар

Сұрақ 1. Жануарлар мен өсімдіктердегі гендік, хромосомалық және геномдық мутацияларға мысалдар келтіріңіз.

Геномдық мутацияның мысалы полиплоидия болып табылады. Ол өсімдіктерде кең тараған, ал жануарларда (аскаридтерде, жібек құрттарында, кейбір қосмекенділерде) әлдеқайда аз таралған. Полиплоидты организмдер, әдетте, үлкен өлшемдермен, күшейтілген синтезмен сипатталады органикалық заттар, бұл оларды әсіресе асыл тұқымды жұмыс үшін құнды етеді. Мысал: Адамдардағы Даун синдромы – 21-ші жұп үшін трисомия, жасушада барлығы 47 хромосома бар. Мутацияларды радиацияның, рентген сәулелерінің, ультракүлгін сәулелердің, химиялық заттардың, термиялық әсердің көмегімен жасанды түрде алуға болады.

Сұрақ 2. Кең және тар реакция нормасымен сипатталатын белгілерге мысалдар келтіріңіз. Организмдердің қоршаған ортаға бейімделуіне қалай әсер ететінін түсіндіріңіз.

Ағзаның реакциясының нормасын, оның өзгергіштік өзгергіштік шегін білу үлкен мәнселекциялық тәжірибеде адамға пайдалы өсімдіктердің, жануарлардың және микроорганизмдердің жаңа формаларын «жобалауда». Бұл әсіресе ауыл шаруашылығы тәжірибесі үшін өте маңызды, оның мақсаты өсімдіктер мен жануарлардың жаңа тұқымдық нысандарын - тұқымдар мен сорттарды енгізу арқылы ғана емес, сонымен қатар қолданыстағы тұқымдар мен сорттардың мүмкіндіктерін барынша пайдалану арқылы өсіру болып табылады. . Модификациялық өзгергіштік заңдылықтарын білу адам ағзасын реакция нормасы шегінде сақтау және дамыту үшін медицинада да қажет.

Генотип – организмнің тұқым қуалаушылық негізі болып табылатын барлық гендердің жиынтығы.

Фенотип – организмнің процесте ашылатын барлық белгілері мен қасиеттерінің жиынтығы жеке дамуосы жағдайларда және генотиптің ішкі және сыртқы орта факторларының кешенімен әрекеттесуінің нәтижесі болып табылады.

Әрбір түрдің өзіне тән фенотипі бар. Ол гендерге енген тұқым қуалайтын ақпаратқа сәйкес қалыптасады. Бірақ сыртқы ортаның өзгеруіне байланысты белгілердің күйі әр организмге қарай өзгеріп отырады, нәтижесінде жеке айырмашылықтар – өзгергіштік пайда болады.

Организмдердің өзгергіштігі негізінде формалардың генетикалық әртүрлілігі пайда болады. Модификациялық өзгергіштік немесе фенотиптік, генетикалық немесе мутациялық өзгергіштік бар.

Модификациялық өзгергіштік генотипте өзгерістер туғызбайды, ол берілген, бір генотиптің сыртқы ортаның өзгеруіне реакциясымен байланысты: оңтайлы жағдайларда берілген генотипке тән мүмкіндіктердің максимумы ашылады. Модификациялық өзгергіштік тұқым қуалайтын емес, тек бейімділік сипаты бар бастапқы нормадан сандық және сапалық ауытқуда көрінеді, мысалы, ультракүлгін сәулелердің әсерінен адам терісінің пигментациясының жоғарылауы немесе бұлшықет жүйесінің әсерінен бұлшықет жүйесінің дамуы. дене жаттығулары және т.б.

Ағзадағы белгінің өзгеру дәрежесі, яғни модификациялық өзгергіштік шегі реакция нормасы деп аталады. Сонымен фенотип генотип пен сыртқы орта факторларының әрекеттесуі нәтижесінде қалыптасады.Фенотиптік белгілер ата-анадан ұрпаққа берілмейді, тек реакция нормасы ғана тұқым қуалайды, яғни қоршаған орта жағдайларының өзгеруіне жауап беру сипаты. .

Генетикалық өзгергіштік комбинативті және мутациялы.

Комбинациялық өзгергіштік мейоз кезінде гомологиялық хромосомалардың гомологиялық аймақтарының алмасуы нәтижесінде пайда болады, бұл генотипте жаңа гендік ассоциациялардың пайда болуына әкеледі. Үш процестің нәтижесінде пайда болады: 1) мейоз процесінде хромосомалардың тәуелсіз дивергенциясы; 2) ұрықтандыру кезінде олардың кездейсоқ қосылуы; 3) гомологиялық хромосомалардың бөлімдерінің алмасуы немесе конъюгациясы. .

Мутациялық өзгергіштік (мутациялар). Мутациялар тұқым қуалаушылық белгілердің өзгеруіне әкелетін тұқым қуалаушылық бірліктері – гендердегі спазмодикалық және тұрақты өзгерістер деп аталады. Олар міндетті түрде генотипте ұрпақтарға тұқым қуалайтын және гендердің айқасуымен және рекомбинациясымен байланысты емес өзгерістерді тудырады.

Хромосомалық және гендік мутациялар бар. Хромосомалық мутациялар хромосомалардың құрылымының өзгеруімен байланысты. Бұл гаплоидты жиынтыққа еселік немесе еселік емес хромосома санының өзгеруі (өсімдіктерде – полиплоидия, адамдарда – гетероплоидия) болуы мүмкін. Адамдардағы гетероплоидияға мысал ретінде Даун синдромын (кариотипте бір қосымша хромосома және 47 хромосома), Шерешевский-Тернер синдромын (бір Х-хромосома жоқ, 45) келтіруге болады. Адамның кариотипіндегі мұндай ауытқулар денсаулықтың бұзылуымен, психика мен дене бітімінің бұзылуымен, өміршеңдіктің төмендеуімен және т.б.

Гендік мутациялар- геннің құрылымына әсер етеді және ағзаның қасиеттерінің өзгеруіне әкеледі (гемофилия, түс соқырлығы, альбинизм және т.б.). Гендік мутациялар соматикалық жасушаларда да, жыныс жасушаларында да кездеседі.

Жыныс жасушаларында болатын мутациялар тұқым қуалайды. Оларды генеративті мутациялар деп атайды. Өзгерістер соматикалық жасушалардененің өзгерген жасушадан дамитын бөлігіне таралатын соматикалық мутацияларды тудырады. Жыныстық жолмен көбейетін түрлер үшін олар маңызды емес, өсімдіктердің вегетативті көбеюі үшін маңызды.