Наследственная изменчивость и ее типы, Биология

Урок с видеоматериалами разработан согласно требованиям ФГОС, подготовка к ЕГЭ. Оригинально организованный материал с учётом конкретных задач урока, с выделением опорных знаний, прикладных аспектов и проблемных моментов даёт возможность учителю использовать также данную методику для работы с любыми учебниками.

  • Методические разработки уроков 10-11класс
  • Тип урока – комбинированный
  • Методы: частично-поисковый, про­блемного изложения, объясни­тельно-иллюстративный.
  • Цель:
  • – формирование у учащихся целостной системы знаний о живой природе, ее системной организации и эволюции;
  • -умения давать аргументированную оценку новой информации по биоло­гическим вопросам;
  • -воспитание гражданской ответственности, самостоятельности, инициативности
  • Задачи:
  • Образовательные: о биологических системах (клетка, организм, вид, экосистема); истории развития современных представлений о живой природе; выдающихся открытиях в биологической науке; роли биологической науки в формировании современной естественнонаучной картины мира; методах научного познания;
  •  Развитие творческихспособностей в процессе изучения выдающихся достижений биологии, вошедших в общечеловеческую культуру; сложных и противоречивых путей развития современных научных взглядов, идей, теорий, концепций, различных гипотез (о сущности и происхождении жизни, человека) в ходе работы с различными источниками информации;
  • Воспитание убежденности в возможности познания живой природы, необходимости бережного отношения к природной среде, собственному здоровью; уважения к мнению оппонента при обсуждении биологических проблем
  • ТРЕБОВАНИЯ К РЕЗУЛЬТАТАМ ОБУЧЕНИЯ-УУД
  • Личностные результаты обучения биологии:
  • 1. воспитание российской гражданской идентичности: патриотизма, любви и уважения к Отечеству, чувства гордости за свою Родину; осознание своей этнической принадлежности; усвоение гуманистических и традиционных ценностей многонационального российского общества; воспитание чувства ответственности и долга перед Родиной;
  • 2. формирование ответственного отношения к учению, готовности и способности обучающихся к саморазвитию и самообразованию на основе мотивации к обучению и познанию, осознанному выбору и построению дальнейшей индивидуальной траектории образования на базе ориентировки в мире профессий и профессиональных предпочтений, с учётом устойчивых познавательных интересов;
  • Метапредметные результаты обучения биологии:
  • 1. умение самостоятельно определять цели своего обучения, ставить и формулировать для себя новые задачи в учёбе и познавательной деятельности, развивать мотивы и интересы своей познавательной деятельности;
  • 2. овладение составляющими исследовательской и проектной деятельности, включая умения видеть проблему, ставить вопросы, выдвигать гипотезы;
  • 3. умение работать с разными источниками биологической информации: находить биологическую информацию в различных источниках (тексте учебника, научно популярной литературе, биологических словарях и справочниках), анализировать и
  • оценивать информацию;
  • Познавательные: выделение существенных признаков биологических объектов и процессов; приведение доказательств (аргументация) родства человека с млекопитающими животными; взаимосвязи человека и окружающей среды; зависимости здоровья человека от состояния окружающей среды; необходимости защиты окружающей среды; овладение методами биологической науки: наблюдение и описание биологических объектов и процессов; постановка биологических экспериментов и объяснение их результатов.
  • Регулятивные:умение самостоятельно планировать пути достижения целей, в том числе альтернативные, осознанно выбирать наиболее эффективные способы решения учебных и познавательных задач; умение организовывать учебное сотрудничество и совместную деятельность с учителем и сверстниками; работать индивидуально и в группе: находить общее решение и разрешать конфликты на основе согласования позиций и учёта интересов; формирование и развитие компетентности в области использования информационно-коммуникационных технологий (далее ИКТ-компетенции).
  • Коммуникативные: формирование коммуникативной компетентности в общении и сотрудничестве со сверстниками, понимание особенностей гендерной социализации в подростковом возрасте, общественно полезной, учебно-исследовательской, творческой и дру­гих видов деятельности.
  • Технологии: Здоровьесбережения, проблем­ного, раз­вивающего обучения, групповой деятельно­сти
  • Приемы: анализ, синтез, умозаключение, перевод информации с одного вида в другой, обобщение.
  • Ход урока
  • Задачи
  • Восстановить в памяти учащихся значение тер­мина «изменчивость»,
  • Раскрыть сущность наследственной мутацион­ной изменчивости.
  • Познакомить учащихся с принципами класси­фикации мутаций.
  • Продолжить формирование умений сравнивать, делать вывод.
  • Терминология
  • Наследственная изменчивость, хромосомные мутации, генные мутации, геномные мутации
  • Основные положения
  • Изменчивость представляет собой всеобщее свойство живых организмов приобретать новь признаки и свойства.
  • Мутациями называют изменения структур наследственного материала на разных уровнях ею организации.
  • Комбинативная изменчивость приводит образованию уникальных генотипов.

Наследственная изменчивость и ее типы, Биология

НАСЛЕДСТВЕННАЯ (ГЕНОТИПИЧЕСКАЯ) ИЗМЕНЧИВОСТЬ

Изменчивость в биологии – это возникновение индивидуальных различий между особями одного вида.

Благодаря изменчивости популяция становится разнородной, а у вида появляется больше шансов приспособиться к меняющимся условиям окружающей среды. В такой науке, как биология, наследственность и изменчивость идут рука об руку.

Существуют два вида изменчивости: Ненаследственная (модификационная, фенотипическая). Наследственная (мутационная, генотипическая).

Ненаследственная изменчивость

Модификационная изменчивость в биологии – это способность единичного живого организма (фенотипа) подстраиваться под факторы внешней среды в пределах своего генотипа. Благодаря такому свойству особи приспосабливаются к изменениям климата и других условий существования.

Фенотипическая изменчивость лежит в основе адаптационных процессов, протекающих в любом организме. Так, у беспородных животных при улучшении условий содержания увеличивается продуктивность: надои молока, яйценоскость и прочее. А животные, завезенные в горные районы, вырастают низкорослыми и с хорошо развитым подшерстком.

Изменение факторов внешней среды и обуславливают изменчивость.

Примеры этого процесса можно легко найти в повседневной жизни: кожа человека под воздействием ультрафиолетовых лучей становится темной, в результате физических нагрузок развиваются мышцы, растения, выросшие в затененных местах и на свету, имеют разную форму листьев, а зайцы меняют окрас шерсти зимой и летом.

Наследственная изменчивость и ее типы, Биология

  1. Для ненаследственной изменчивости характерны следующие свойства:
  2. групповой характер изменений; не наследуется потомством;
  3. изменение признака в пределах генотипа;
  4. соотношение степени изменения с интенсивностью воздействия внешнего фактора. –
  5. Наследственная изменчивость

Наследственная или генотипическая изменчивость в биологии – это процесс, в результате которого изменяется геном организма. Благодаря ей особь приобретает признаки, ранее несвойственные ее виду. По Дарвину, генотипическая изменчивость является основным двигателем эволюции.

  • Различают следующие виды наследственной изменчивости:
  • мутационная;
  • комбинативная.

Комбинативная изменчивость возникает в результате обмена генами при половом размножении. При этом признаки родителей по-разному комбинируются в ряду поколений, повышая разнообразие организмов в популяции. Комбинативная изменчивость подчиняется правилам наследования Менделя.

Наследственная изменчивость и ее типы, Биология

Пример такой изменчивости – инбридинг и аутбридинг (близкородственное и неродственное скрещивание). Когда черты отдельного производителя хотят закрепить в породе животных, то применяют близкородственное скрещивание. Таким образом, потомство становится более однообразным и закрепляет качества основателя линии.

Инбридинг ведет к проявлению рецессивных генов и может приводить к вырождению линии. Для повышения жизнеспособности потомства применяют аутбридинг – неродственное скрещивание.

При этом нарастает гетерозиготность потомства и увеличивается разнообразие внутри популяции, и, как следствие, возрастает устойчивость особей к неблагоприятным воздействиям факторов внешней среды. –

Наследственная изменчивость и ее типы, Биология

  1. Мутации, в свою очередь, разделяются на:
  2. геномные;
  3. хромосомные;
  4. генные;
  5. цитоплазматические.

Изменения, затрагивающие половые клетки, передаются по наследству. Мутации в соматических клетках могут передаваться потомству, если особь размножается вегетативным способом (растения, грибы). Мутации могут быть полезными, нейтральными или вредными.

Геномные мутации

Изменчивость в биологии посредством геномных мутаций может быть двух видов:

Полиплоидия – мутация часто встречается у растений. Она вызвана кратным увеличением всего числа хромосом в ядре, образуется в процессе нарушения их расхождения к полюсам клетки при делении. Полиплоидные гибриды широко используются в сельском хозяйстве – в растениеводстве насчитывают более 500 полиплоидов (лук, гречка, сахарная свекла, редис, мята, виноград и другие).

Анеуплоидия – увеличение или уменьшение числа хромосом по отдельным парам. Такой вид мутации характеризуется низкой жизнеспособностью особи. Широко распространенная мутация у человека – одна лишняя хромосома по 21-ой паре вызывает синдром Дауна.

Хромосомные мутации Изменчивость в биологии путем хромосомных мутаций появляется при изменении структуры самих хромосом: потери концевого участка, повторение набора генов, поворот отдельного фрагмента, перенос сегмента хромосомы в другое место или к другой хромосоме. Такие мутации часто возникают под воздействием радиации и химического загрязнения окружающей среды

Генные мутации

Значительная часть таких мутаций не проявляется внешне, так как является рецессивным признаком. Обусловлены генные мутации изменением последовательности нуклеотидов – отдельных генов – и приводят к появлению молекул белка с новыми свойствами.

Наследственная изменчивость и ее типы, Биология

Генные мутации у человека обуславливают проявление некоторых наследственных заболеваний – серповидно-клеточная анемия, гемофилия. Цитоплазматические мутации Цитоплазматические мутации связаны с изменениями в структурах цитоплазмы клетки, содержащих ДНК-молекулы.

Это митохондрии и пластиды. Передаются такие мутации по материнской линии, так как зигота получает всю цитоплазму от материнской яйцеклетки.

Пример цитоплазматической мутации, вызвавшей изменчивость в биологии – это перистолистность растений, которая вызывается изменениями в хлоропластах.

  • Для всех мутаций характерны следующие свойства:
  • Они возникают внезапно.
  • Передаются по наследству.

У них нет какой-либо направленности. Мутации может подвергнуться как незначительный участок, так и жизненно важный признак.

  1. Возникают у отдельных особей, то есть индивидуальны.
  2. По своему проявлению мутации могут быть рецессивными или доминантными.
  3. Одна и та же мутация может повторяться.
Читайте также:  Учение вернадского о биосфере, биология

Каждая мутация вызывается определенными причинами. В большинстве случаев точно установить ее не удается. В экспериментальных условиях для получения мутаций используют направленный фактор воздействия внешней среды – радиационное облучение и тому подобное.

  • Презентация Хромосомные мутации PPTX / 1.68 Мб
  • Вопросы и задания для повторения
  • Какие формы изменчивости Вам известны?
  • Проведите классификацию мутаций по уровню изменений наследственного материала.
  • Что такое полиплоидия и каково ее значс-
  • Перечислите свойства мутаций.
  • На каких уровнях возникают новые комби­нации генов?
  • Наследственная (генотипическая) изменчивость
  • Наследственная изменчивость. Комбинативная и мутационная изменчивость
  • Наследственнаяизменчивость
  • Ресурсы

В. Б. ЗАХАРОВ, С. Г. МАМОНТОВ, Н. И. СОНИН, Е. Т. ЗАХАРОВА УЧЕБНИК «БИОЛОГИЯ» ДЛЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ УЧРЕЖДЕНИЙ (10-11класс) .

А. П. Плехов Биология с основами экологии. Серия «Учебники для вузов. Специальная литература».

Книга для учителя Сивоглазов В.И., Сухова Т.С. Козлова Т. А. Биология: общие закономерности.

Биология 100 самых важных тем В.Ю. Джамеев 2016 г.

Биология в схемах, терминах, таблицах” М.В. Железняк, Г.Н. Дерипаско, Изд. “Феникс”

Наглядный справочник. Биология. 10-11 классы. Красильникова

Образовательный портал http://cleverpenguin.ru/metabolizm-kletki

Школьный мир ИНФО http://www.shkolnymir.info/content/view/95/9

Природа мира

https://natworld.info/novosti/babochki-mogut-byt-starshe-cvetov-na-desjatki-millionov-let

FB.ru http://fb.ru/article/198783/hvostatyie-zemnovodnyie-samyie-yarkie-predstaviteli etogo-otryada

Биоуроки http://biouroki.ru/material/lab/2.html

Сайт YouTube: https://www.youtube.com /

Хостинг презентаций

– http://ppt4web.ru/nachalnaja-shkola/prezentacija-k-uroku-okruzhajushhego-mira-vo-klasse-chto-takoe-ehkonomika.html

Как решать задания на изменчивость в ЕГЭ по биологии?

Изменчивость считается одной из самых запутанных тем в ЕГЭ по биологии. В этой статье мы разберем все типы изменчивости и рассмотрим нюансы ЕГЭ по биологии, связанные ней.

Изменчивость в ЕГЭ по биологии

Что такое изменчивость?

Изменчивость — свойство живых организмов: потомки приобретают признаки, отличающие их от предков. Этот термин достаточно общий, поэтому поделим его на типы и охарактеризуем каждый из них. Это позволит лучше разобраться, какой может быть изменчивость в ЕГЭ по биологии. Обратите на эту тему внимание: профессии, связанные с генетикой, явно будут востребованы в ближайшие годы!

Не знаете, какой вуз выбрать? Воспользуйтесь бесплатной консультацией в нашем центре. Что это такое? Все просто: вы расскажете о себе и о своих интересах.

А специалист посоветует, на какие специальности обратить внимание, в какой вуз поступать, какие ЕГЭ сдавать.

Так вы сэкономите время на подготовку и сможете выбрать образование, которое точно окажется для вас интересным и полезным!

Ненаследственная изменчивость

Признаки не передаются потомкам по наследству. Подумайте: если хорошо кормить домашнюю кошку, родятся ли ее котята самыми упитанными? Конечно, нет.

У этой разновидности изменчивости есть еще несколько синонимичных названий. Например, фенотипическая, так как изменения затрагивают только фенотип (внешнее проявление признака).

Еще одно название — групповая, она проявляется сходно у всех особей группы, допустим, целая группа людей поехала в отпуск к морю, и все члены этой группы долгое время провели под солнечными лучами. У каждого из них кожа изменит цвет: кто-то обгорит, кто-то сразу загорит, но изменит у всех.

Так же эту изменчивость называют модификационной, а все изменения, не затрагивающие генотип — модификациями.

Еще одно название предложил Чарльз Дарвин, который не знал почти ничего о наследовании генов. Он ввел термин «определенная изменчивость». Такие изменения можно предугадать. Безусловно, если мы будем лежать на диване дни напролет, то процент жировой ткани в организме увеличится, а если каждый день будем выходить на пробежку, увеличится процент мышечной ткани.

Наследственная изменчивость и ее типы, Биология

Второй тип изменчивости является абсолютной противоположностью модификационной. Она называется наследственной, так как передается от предков потомкам. По аналогии с первым типом, ее еще называют генотипической: она затрагивает генотип.

Такая изменчивость проявляется у каждого организма по-своему, индивидуально, поэтому есть термин «индивидуальная изменчивость». Например, в одной семье, у одних родителей могут родиться два сына: один дальтоник, а второй с нормальным цветовым зрением.

Ну и разве мог Дарвин остаться в стороне? Для этой изменчивости он предложил название — неопределенная, ведь нельзя однозначно предсказать у какого организма какие изменения проявятся.

Но на этом разновидности изменчивости не заканчиваются. Наследственную изменчивость можно разделить еще на два типа.

1. Комбинативная изменчивость

Представьте себе калейдоскоп, внутри которого  несколько цветных стеклышек. Когда вы смотрите в него, то каждый раз видите разные узоры, но новые стеклышки внутрь не досыпаются. Вот и такая изменчивость возникает при сочетании уже имеющихся генов. В случае, если у темноволосых родителей рождается светловолосый ребенок, перед нами пример комбинативной изменчивости.

Перечислим основные причины, в результате которых происходят комбинации. Первая причина — это кроссинговер (обмен участками гомологичных хромосом), происходящий в профазе первого деления мейоза. А вторая — это случайный подбор родительских пар.

Нельзя точно предсказать какой из самцов павлина победит в половом отборе, чей хвост в этом году будет самым красивым. Третья причина — это случайная встреча гамет, никто не знает, какой именно сперматозоид оплодотворит каждую из яйцеклеток и оплодотворит ли вообще.

Четвертая причина – это расхождение хромосом в мейозе.

Наследственная изменчивость и ее типы, Биология

Второй тип наследственной изменчивость – это мутационная изменчивость. Она бывает вызвана воздействием на организм мутагенов, а в основе ее лежит изменение структуры ДНК или хромосом.

Мутационная изменчивость тоже делится на
несколько типов. Она бывает генной, хромосомной и геномной. Генные мутации связаны с изменением
нуклеотидов в гене (выпадение, удвоение, замена и т.д.).

Хромосомные мутации связаны с изменением в структуре в хромосом
(утрата плеча, выпадение участка, поворот участка на 180 градусов, удвоение
участков и т.д. ).

Геномные мутации
связаны с изменением числа хромосом.

Наследственная изменчивость и ее типы, Биология

Только что мы повторили всю теорию, затрагивающую изменчивость в ЕГЭ по обществознанию! Теперь я предлагаю перейти к практике и разобрать задания, аналогичные тем, которые могут встретиться на ЕГЭ.

Примеры заданий на изменчивость в ЕГЭ по биологии

Пример
1.
Рассмотрите таблицу
«Форма изменчивости» и заполните пустую ячейку, вписав соответствующий термин.

Форма изменчивости Пример изменчивости
обмен участками гомологичных хромосом
мутационная рождение ребенка с синдромом Дауна

Синдром Дауна — трисомия по 21 паре хромосом, в кариотипе у человека с таким синдромом 47 хромосом, а не 46. Синдром Дауна — это мутация, изменчивость — мутационная. Обмен участками гомологичных хромосом (кроссинговер) происходит в интерфазе первого деления мейоза и, как мы теперь знаем, относится к комбинативной изменчивости.

Ответ: комбинативная

Пример
2.
Выберите два верных ответа из пяти. Примером генной
мутации может служить

  • 1) гемофилия
  • 2) синдром Дауна
  • 3) серповидно-клеточная анемия
  • 4) синдром кошачьего крика
  • 5) синдром Клайнфельтера

Генные мутации связаны с изменениями в нуклеотидах. Из представленных вариантов  к генными мутациям  относятся гемофилия и серповидно — клеточная анемия.

Синдром кошачьего крика связан с выпадением фрагмента 5-й хромосомы, а все что связанно с изменениями в структуре хромосом — это хромосомные мутации.

Синдром Дауна и синдром Клайнфельтера  связаны с изменением количества хромосом в кариотипе и являются результатами геномных мутаций.

Ответ: 13

Пример
3
. От одного растения бегонии  взяли несколько листьев, укоренили их и
получили взрослые растения, которые пересадили в другие горшки. Однако цветы у
некоторых дочерних растения оказались более крупными, чем на материнском
растении. Назовите используемый способ размножения бегонии. Объясните причину
появления крупных цветов.

Ответ:  Растения были получены в результате бесполого
вегетативного размножения. Различия растений обусловлены модификационной
изменчивостью, связанной с различием условий внешней среды, в которых
выращивались дочерние и материнские растения

Обратите внимание! Эта тема встречается в заданиях, которые оцениваются в 1, 2 и 3 балла.

Как видите, этот раздел  оказался не таким сложным. Теперь вы хорошо знаете все типы изменчивости и их различия, а значит можете решать задания на изменчивость в ЕГЭ по биологии. Удачи!

Хочешь круто подготовиться к ЕГЭ? Тебе поможет учебный центр MAXIMUM! Все наши преподаватели сами сдавали этот экзамен на хороший балл, мы ежегодно изучаем изменения ФИПИ и корректируем курсы, исходя из этого. Читай подробнее про наши курсы и выбирай подходящий!

"Факторы эволюции. Наседственность,изменчивость

Урок 6: Факторы эволюции. Наследственность, изщменчивость.

Цель: знать о наследственной изменчивости и ее основных типах. Уметь давать характеристику комбинативной и мутационной изменчивости. Знать  причины возникновения и основные типы мутаций. 

Читайте также:  Значение воды в жизни организмов, Биология

Ожидаемые результаты: знают об основных типах наследственной изменчивости, причины возникновения и типы мутаций. 

Оборудование: учебник, раздаточный материал, видеофильм, листы оценивания с критериями. Проблема факторов эволюции составляет центральную проблему системы дарвинизма. Уже указывалось, что ведущими факторами эволюции являются: изменчивость, наследственность и отбор.

ХОД УРОКА

  1. Организационный момент.

  2. Актуализация опорных знаний

  3. Изучение нового материала.

Обратимся к рассмотрению изменчивости. Учение об изменчивости слагается из следующих подчиненных проблем:

  • Определение понятия об изменчивости.
  • Формы изменчивости.
  • Причины изменчивости.
  • Значение различных форм изменчивости в эволюционном процессе.

Вопросы изменчивости трактуются не только в системе дарвинизма, но также в пределах других биологических наук. Любое биологическое явление может быть освещено с различных сторон.

Задачей дарвинизма, как науки, должно быть изучение изменчивости, как первичного фактора эволюционного процесса. Решение этой задачи отчасти связано с точным определением явления изменчивости. В основу должны быть положены работы Ч. Дарвина.

Большое значение для выработки дарвинистского определения изменчивости имеют также работы К. Тимирязева.

Определение понятия изменчивости

Дарвин уделял изменчивости огромное внимание. Ей посвящена особая глава «Происхождения видов» и ряд глав другой его работы «Изменение животных и растений в состоянии одомашнения». Анализ дарвиновской постановки проблемы изменчивости выясняет следующие положения.

Во-первых, Дарвин рассматривал изменчивость, как процесс, который проявляется в результате полового и бесполового размножения. Во-вторых, Дарвин стремился показать, что изменчивость, сама по себе, не есть эволюционный процесс, т. е.

не адекватна ему, оставаясь лишь элементарным источником эволюционного процесса, в частности процесса видообразования. Эти представления легли также в основу взглядов К. А. Тимирязева. В последарвиновскую эпоху изменчивость изучалась многими исследователями в этом же освещении.

Однако, в начале XX века проблема изменчивости была вовлечена в русло антидарвинистических представлений. Это повлияло на общую оценку явления изменчивости. Учение об изменчивости было выделено из системы дарвинизма и вошло в состав генетики.

Органические связи между учением об изменчивости и системой дарвинизма были, таким образом, в значительной степени утрачены, а сам дарвинизм стал трактоваться, как прошлое науки.

Так, Иогансен (1903), обосновывая положение учения об изменчивости в системе генетики, пришел к выводу, что можно различать три группы явлений изменчивости:

1) Различия внутри наиболее узких систематических групп, т. е. внутри «чистых рас», входящих в состав вида; 2) различия видовые, характеризующие виды; 3) различия, наблюдаемые у бастардов, т. е. у форм, полученных в результате скрещивания.

По Иогансену, генетику интересуют только первая и третья группа изменений. Вторая группа изменений — предмет исследования систематиков.

О связях проблемы изменчивости с эволюционной теорией, а тем более с дарвинизмом, в этой классификационной схеме — ничего не говорится.

Иогансен указывает также, что учение о наследственности (куда включается и учение об изменчивости) лучше всего изучать независимо от эволюционного учения, тогда как последнее немыслимо без первого.

Из сказанного вытекают следующие выводы. Во-первых, изменчивость можно трактовать, как явление, как бы не имеющее обязательных связей с процессом эволюции. Во-вторых, в соответствии с этим положением, изменчивость можно рассматривать, как явление различий.

Такое понимание изменчивости получило широкое распространение и вошло в литературу, в том числе учебную.

Так, Филипченко (1915) предложил следующее определение изменчивости: «мы понимаем под изменчивостью наличие различий как между особями, так и между группами особей, относящимися к одному виду».

Им было также подчеркнуто, что изменчивость можно изучать двояко: как состояние (наличие различий) и как процесс. На возможность этих двух аспектов указал еще Дженнингс (1908). Филипченко считает, что первое понимание изменчивости статично, тогда как второе рассматривает динамику изменчивости.

Изучение «изменчивости, как статики», получило широкое распространение, и в ряде случаев оно удовлетворяло исследователей, изучавших изменчивость вне проблем эволюции. К. А.

Тимирязев тотчас обратил на это внимание и указал, что «нередко смешивают изменчивость с простым фактом наличности различий». По Тимирязеву, под изменчивостью «должно разуметь… превращения органических существ, возникающие во времени».

Таким образом, Тимирязев рассматривал изменчивость, как процесс. Именно это понимание изменчивости и должно быть положено в основу дарвинистской интерпретации ее.

Вторым вопросом, который был поднят Тимирязевым, является проблема содержания процесса изменчивости. Им было указано, что речь идет о возникновении «совершенно новых особенностей строения или отправления» организмов. Наконец, по Тимирязеву, в определение изменчивости должно быть включено представление о таких новых изменениях, которые означают «отклонения от видового типа».

Синтезируя сказанное выше, мы будем придерживаться следующего определения изменчивости: изменчивость есть процесс возникновения конкретных новых особенностей, представляющих отклонения от видового типа и ведущих к развитию различий между особями.

Это определение ближе к задачам дарвинизма, так как оно трактует изменчивость, как материал для эволюционного процесса.

С другой стороны, оно не закрывает и не может закрыть возможности и необходимости изучать различия, так как исследование последних остается главным источником наших знаний о самом процессе изменчивости и ее результатах. Однако не надо забывать, что явление различий есть не изменчивость, а ее результат.

Таким образом, различия безусловно нужно изучать. Однако, нужно помнить, что они возникли и возникают и, что то состояние различий, которое исследователь регистрирует, есть известный этап процесса изменчивости, засеченный в момент наблюдения.

  • Формы изменчивости:
  • Синтезируя данные современной ему науки, Дарвин предложил различать несколько форм изменчивости.
  • В таблице дается принятая классификационная схема форм изменчивости, сопоставленная с терминологией Дарвина.
Современная терминология Терминология Дарвина
1. Мутация 1. Наследственная неопределенная индивидуальная (единичная) изменчивость.
2. Модификация 2. Ненаследственные индивидуальные или массовые определенные изменения.
3. Корреляция 3. Коррелятивная или соотносительная (зависимая) изменчивость.
4. Комбинативная изменчивость 4. Изменчивость, возникающая вследствие скрещивания.

Таким образом, неверно ставить знак равенства между мутацией и дарвиновской неопределенной изменчивостью, что иногда делается.

Можно лишь поставить знак равенства между термином «мутация» и термином наследственная неопределенная изменчивость. Столь же неверна попытка приравнивать термин «модификация» к термину Дарвина «определенная изменчивость».

В этом случае необходимо оговорить, что модификация есть ненаследственная определенная изменчивость — индивидуальная или массовая.

Рассмотрев классификационную схему изменчивости, перейдем к систематическому изучению форм ее. Предварительно, однако, остановимся на некоторых важных терминологических понятиях, без которых излагать учение об изменчивости трудно.

Наследственность— это свойство живых организмов сохранять и передавать потомству особенности своего строения и развития. Благодаря наследственности из поколения в поколение сохраняются признаки вида, сорта, породы, штамма. Связь между поколениями осуществляется при размножении через гаплоидные или диплоидные клетки.

Из органоидов клетки ведущая роль в наследственности принадлежит хромосомам, способным к самоудвоению и формированию с помощьюгеноввсего комплекса характерных для вида признаков.В клетках каждого организма содержатся десятки тысяч генов. Вся их совокупность, характерная для особи вида, называетсягенотипом.

Изменчивостьпротивоположна наследственности, но неразрывно с ней связана. Она выражается в способности организмов изменяться. Благодаря изменчивости отдельных особей популяция оказывается разнородной. Дарвин различал два основных типа изменчивости.

Ненаследственная изменчивость возникает в процессе индивидуального развития организмов под влиянием конкретных условий среды, вызывающих у всех особей одного вида сходные изменения, поэтому Дарвин эту изменчивость назвалопределенной.

 Однако степень таких изменений у отдельных индивидуумов может быть различной. Например, у травяных лягушек низкие температуры вызывают темную окраску, но интенсивность ее у разных особей различна.

Дарвин считал модификации не существенными для эволюции, так как они, как правило, не наследуются.

Наследственная изменчивостьсвязана с изменением генотипа особи, поэтому возникшие изменения наследуются. В природе мутации появляются у единичных особей под влиянием случайных внешних и внутренних факторов. Характер их предсказать трудно, поэтому Дарвин эту изменчивость.

назвалнеопределенной. Мутации бывают незначительными и существенными и затрагивают различные признаки и свойства. Например, у дрозофилы под влиянием рентгеновских лучей изменяются крылья, щетинки, окраска глаз и тела, плодовитость и т. д.

Мутации могут быть полезными, вредными и безразличными для организма.

К наследственной изменчивости относитсякомбинативная изменчивость. Она возникает при свободных скрещиваниях в популяциях или при искусственной гибридизации. В результате рождаются особи с новыми сочетаниями признаков и свойств, отсутствовавшими у родителей (см.

о дигибридном скрещивании, новообразованиях при скрещиваниях, перекресте хромосом в главе «Основы генетики и селекции»). Соотносительная изменчивостьтакже наследственна; она выражается в том, что изменение одного органа вызывает зависимые изменения других.

Читайте также:  Образование растениями кислорода в процессе фотосинтеза, биология

Например, у гороха с пурпурными цветками всегда с таким же оттенком черешки и жилки листьев. У болотных птиц длинные конечности и шея всегда сопровождаются длинными клювом и языком.

Наследственную изменчивость Дарвин считал особенно важной для эволюции, так как она служит материалом для естественного и искусственного отборов при образовании новых популяций, видов, сортов, пород и штаммов.

Типы наследственной изменчивости.

   Наследственная – генотипическая, индивидуальная, мутационная. Она передается по наследству, проявляется лишь у отдельных особей, внезапно в результате мутаций.

Она бывает:

А) комбинативной– возникающей         в результате перекомбинации хромосом в процессе полового размножения и участков хромосом в процессе кроссинговера

Б) мутационной — возникающей в результате внезапного изменения состояния генов. Наследственные изменения генетического материала называют мутациями.

 Мутации — внезапные изменения генетического материала, приводящие к изменению тех или иных признаков организмов. Термин «мутация» впервые ввел в науку голландский генетик Г, Де Фриз.

Проводя опыты с энотерой (декоративное растение), он случайно обнаружил экземпляры, отличающиеся рядом признаков от остальных (большой рост, гладкие, узкие и длинные листья красные жилки листьев и широкая красна» полоса на чашечке цветка и г. д.).

Причем при семейном размножение растения из поколения в поколение стойко сохраняли эта признаки. В результате обобщения своих наблюдений

Де Фриз создал мутационную теорию,основные положения которой не утратили своего значения и по сей день:

1. Мутации возникают внезапно, скачкообразно, без вся­ких переходов.

2.  Мутации наследственны, т.е. стойко передаются из по­коления в поколение.

3.  Мутации не образуют непрерывных радов, не группируют­ся вокруг среднего типа (как при кодификационной измен­чивости), они являются качественными изменениями.

4. Мутации ненаправленны — мутировать может любой локус, вызывая изменения как незначительных, так и жизненно важных признаков в любом направлении.

5.  Одни и те же мутации могут возникать повторно.

6. Мутации индивидуальны,то есть возникают у отдель­ных  особей.Процесс возникновения мутаций называют мутагенез,

  1. организмы, у которых произошли мутации, — мутанта­ми,
  2. а факторы среды, вызывающие появление мутаций, — мутагенами.
  3. 4.   Мутации по характеру изменения генотипа:

А)  генные- изменение последовательности расположения нуклеотидов в ДНК на определенном участке гена. Ген кодирует синтез первичной структуры белка. При нарушении последовательности аденина, Тимина, цитозина и  гуанина нарушается  и синтез первичной структуры белка, что можно считать генной мутацией.

Б) хромосомные- мутации, вызывающие изменения структуры хромосом. Перестройки могут осуществляться внутри одной хромосомы- внутрихромосомные , так между негомологичными хромосомами- межхромосомные.

  • Внутрихромосмоные мутации:
  • •   Перенос хромосомы или ее участка на негомологичную хро­мосому — транслокация (АВСД-АВСД 1234)
  • •   Поворот участка хромосомы на 180° — инверсия (АВСД- АСВД)
  • •   Исчезновение участка хромосомы — деления (АВСД- АВ)
  • •   Дупликация- удвоение одного и того же участка (АВСД-АВСВСД)
  • г) Соматические мутации — мутации, происшедшие в соматиче­ских клетках.
  • •  Изменяется признак только части тела.
  • •  Не наследуются у животных, но могут наследоваться у рас­тений за счет вегетативного размножения.

В)  геномные- Мутации могут вызывать различные изменения генотипа, затрагивая отдельно взятые гены, целые хромосомы или весь геном.            .

 Геномныминазывают мутации, в результате которых  происходит изменение в клетке числа хромосом. Они возникают в результате нарушений митоза или мейоза, приводящих либо к неравномерному расхождению хромосом к полюсам клетки, либо к удвоению хромосом, но без деления цитоплазмы.

  1. К геномным относятся:
  2. Кратное увеличение числа хромосом — полиплоидия.
  3. Изменение числа хромосом  (геномная мутация) может произойти при мейозе и митозе. 
Тестовые задания (ключи) 1 вариант

  1. Наука о наследственности и изменчивости называется … генетика.

2 .Совокупность внешних и внутренних признаков организма…фенотип. 3 Совокупность всех генов, переданных от родителей потомству… генотип. 4. Свойство организма передавать признаки от родителей потомству…наследственность. 5 Свойство организмов приобретать новые признаки в процессе жизни…изменчивость. 6. Скрещивание организмов, отличающихся по одной паре признаков…моногибридное. 7 Скрещивание организмов, отличающихся по двум парам признаков…дигибридное 2 вариант 1. При скрещивании гетерозиготных организмов в потомстве наблюдается расщепление по фенотипу 3:2, по генотипу – 1:2:1 второй закон Менделя или закон ….расщепления. 2 . Организмы, имеющие одинаковые аллели одного гена…гомозиготные. 3. Организмы, имеющие разные аллели одного гена…гетерозиготные. 4. Метод скрещивания организмов, отличающихся по одной или нескольким парам признаков…гибридологический. 5 .Взаимоисключающие, контрастные, противоположные признаки…альтернативны 6. Совокупность всех генов, переданных от родителей потомству… генотип. 7. Участок молекула ДНК, кодирующий информацию об одной молекуле белка…ген.

Наследственная изменчивость – это… Что такое Наследственная изменчивость?

  • Наследственная изменчивость обусловлена возникновением разных типов мутаций и их комбинаций в последующих скрещиваниях.[1]
  • 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.
  • Изменчивость, обусловленную возникновением мутаций, называют мутационной, а обусловленную дальнейшим перекомбинированием генов в результате скрещивания — комбинационной.

Комбинативная изменчивость

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

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).

Основные положения мутационной теории в 1901—1903 годах разработал Гуго де Фриз:

  1. Мутации возникают внезапно, скачкообразно, как дискретные изменения признаков.
  2. В отличие от ненаследственных изменений мутации представляют собой качественные изменения, которые передаются из поколения в поколение.
  3. Мутации проявляются по-разному и могут быть как полезными, так и вредными, как доминантными, так и рецессивными.
  4. Вероятность обнаружения мутаций зависит от числа исследованных особей.
  5. Сходные мутации могут возникать повторно.
  6. Мутации ненаправленны (спонтанны), то есть мутировать может любой участок хромосомы, вызывая изменения как незначительных, так и жизненно важных признаков.

Почти любое изменение в структуре или количестве хромосом, при котором клетка сохраняет способность к самовоспроизведению, обусловливает наследственное изменение признаков организма. По характеру изменения генома, то есть совокупности генов, заключенных в гаплоидном наборе хромосом, различают генные, хромосомные и геномные мутации.

Роль в эволюции

На наследственной изменчивости основано всё разнообразие индивидуальных различий, которые включают:

  • Как резкие качественные различия, не связанные друг с другом переходными формами, так и чисто количественные различия, образующие непрерывные ряды, в которых близкие члены ряда могут отличаться друг от друга сколь угодно мало;
  • Как изменения отдельных признаков и свойств (независимая изменчивость), так и взаимосвязанные изменения ряда признаков (коррелятивная изменчивость);
  • Как изменения, имеющие приспособительное значение (адаптивная изменчивость), так и изменения «безразличные» или даже снижающие жизнеспособность их носителей (неадаптивная изменчивость).

Все эти типы наследственных изменений составляют материал эволюционного процесса (см. Микроэволюция).

В индивидуальном развитии организма проявление наследственных признаков и свойств всегда определяется не только основными, ответственными за данные признаки и свойства генами, но и их взаимодействием со многими другими генами, составляющими генотип особи, а также условиями внешней среды, в которой протекает развитие организма.

Неоспоримо важна точность при передаче генетической информации в ряду поколений, однако чрезмерная консервация генетической информации, заключенной в отдельных генетических локусах, может быть вредной для организма и вида в целом.

Эволюционно сложившиеся отношения между точностью функционирования генетических систем и частотой ошибок, возникающих при воспроизведении генетической информации отдельных генетических локусов, четко сбалансированы между собой, и уже установлено, что в ряде случаев являются регулируемыми. Запрограммированные и случайные наследуемые изменения генома, называемые мутациями, могут сопровождаться колоссальными количественными и качественными изменениями в экспрессии генов.

Примеры нормы генетических изменений

  • одним из механизмов, лежащих в основе возникновения разнообразия антител, являются запрограммированные изменения генов иммуноглобулинов, которые закрепляются в геноме лимфоцитов в результате их отбора в онтогенезе.
  • Высокий темп изменений некоторых генетических локусов у паразитических организмов, например, у трипаносом, в результате которых меняется структура антигенных детерминант на поверхности их клеток, необходим для их выживания, так как помогает этим организмам избежать нейтрализующего действия иммунной системы организма-хозяина.
  • абсолютный консерватизм в передаче генетической информации по вертикали сделал бы невозможным филогенетическое развитие организмов, их эволюционные преобразования, приведшие, в конечном счете, к тому разнообразию биологических видов, которое сегодня наблюдается в природе.

См. также

Примечания

  1. Большая советская энциклопедия
Ссылка на основную публикацию