МОУ «Железнодорожная СОШ 1» Учитель биологии Назарова Н.Г. Назарова Н.Г. Основные закономерности явлений изменчивости

Задачи: сформировать знания об изменчивости, типах изменчивости, причинах и закономерностях ее проявления Содержание:1. Изменчивость 2. Фенотипическая изменчивость 3. Онтогенетическая изменчивость 4. Наследственная изменчивость 5. Соотносительная изменчивость 6. Сравнение модификационной и мутационной изменчивости (таблица по итогам лекции) (таблица по итогам лекции)

Изменчивость – это универсальное свойство живых организмов приобретать новые признаки под действием среды (как внешней, так и внутренней ). Изменчивость – это универсальное свойство живых организмов приобретать новые признаки под действием среды (как внешней, так и внутренней ).

ген белок признак генотип фенотип Факторы окружающей среды

Изменчивость ненаследственная онтогенетическая наследственная соотносительная

Фенотипическая Фенотипическая Модификационная Модификационная Определенная Определенная Групповая Групповая Подчиняется статистической закономерности вариационных рядов Растение, разделенное и выращенное в разных в разных условиях, отличают друг от друга. ненаследственная Листья (цветки, плоды), выросшие на одном растении, редко бывают одного размера.

Характеристика модификационной изменчивости Фенотипическая изменчивость– это изменение организмов под действием факторов среды и эти изменения не наследуются. Фенотипическая изменчивость– это изменение организмов под действием факторов среды и эти изменения не наследуются. Эта изменчивость не затрагивает гены организма, наследственный материал не изменяется. Эта изменчивость не затрагивает гены организма, наследственный материал не изменяется.

Модификационная изменчивость признака может быть очень велика, но она всегда контролируется генотипом организма. Модификационная изменчивость признака может быть очень велика, но она всегда контролируется генотипом организма. Характеристика модификационной изменчивости

Границы фенотипической изменчивости, контролируемые генотипом организма, называют нормой реакции. Границы фенотипической изменчивости, контролируемые генотипом организма, называют нормой реакции. Широкая норма реакции приводит к повышению выживаемости. Широкая норма реакции приводит к повышению выживаемости. Интенсивность модификационной изменчивости можно регулировать. Интенсивность модификационной изменчивости можно регулировать. Модификационная изменчивость направлена. Модификационная изменчивость направлена. Характеристика модификационной изменчивости Плотность меха у млекопитающих меняется два раза в год, этому способствуют весенняя и осенняя линьки: в холодное время года мех более густой, чем в теплое. Плотность меха у млекопитающих меняется два раза в год, этому способствуют весенняя и осенняя линьки: в холодное время года мех более густой, чем в теплое. Число эритроцитов у людей, живущих на разных высотах относительно уровня моря, различно; при переезде с равнины в горы количество эритроцитов у человека увеличивается.

Статистические закономерности модификационной изменчивости Вариационный ряд представляет ряд вариант, (есть значений признака) расположенных в порядке убывания или возрастания Вариационный ряд представляет ряд вариант, (есть значений признака) расположенных в порядке убывания или возрастания Вариационный ряд модификационной изменчивости пшеницы Число колосков в одном колосе (варианта) Количество колосьев пшеницы (кол-во вариант)

Статистические закономерности модификационной изменчивости Вариационная кривая – это графическое изображение зависимости между размахом изменчивости признака и частотой встречаемости отдельных вариант данного признака. Наиболее типичный показатель признака – это его средняя величина, то есть среднее арифметическое вариационного ряда. Вариационная кривая – это графическое изображение зависимости между размахом изменчивости признака и частотой встречаемости отдельных вариант данного признака. Наиболее типичный показатель признака – это его средняя величина, то есть среднее арифметическое вариационного ряда.

Виды фенотипической изменчивости модификации, модификации, модификации, морфозы морфозыморфозы фенокопии. фенокопии.фенокопии.

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). - 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 ожоги, шрамы

Фенокопии – это ненаследственное изменение генотипа, которое напоминает наследственные заболевания (увеличение щитовидной железы на территории, где в воде или земле не хватает йода).

Отражает закономерные изменения в ходе индивидуального развития организма. Причина в функционировании различных наборов генов на разных этапах онтогенеза. Отражает закономерные изменения в ходе индивидуального развития организма. Причина в функционировании различных наборов генов на разных этапах онтогенеза. Онтогенетическая

Генотипическая (неопределенная, Генотипическая (неопределенная, индивидуальная) индивидуальная) Цитоплазматическая наследственная

Цитоплазматическая наследственность внеядерная наследственность, которая осуществляется с помощью молекул ДНК, расположенных в пластидах и митохондриях. Генетическое влияние цитоплазмы проявляется, как следствие взаимодействия плазмона с ядерными генами. внеядерная наследственность, которая осуществляется с помощью молекул ДНК, расположенных в пластидах и митохондриях. Генетическое влияние цитоплазмы проявляется, как следствие взаимодействия плазмона с ядерными генами. Признак, определяемый цитоплазмой, передается только по материнской линии Признак, определяемый цитоплазмой, передается только по материнской линии

Генотипическая изменчивость происходит изменение наследственного материала и эти изменения наследуются. Это основа разнообразия живых организмов. происходит изменение наследственного материала и эти изменения наследуются. Это основа разнообразия живых организмов.

Виды генотипической изменчивости Комбинативная мутационная новые комбинации генов возникают в результате слияния родительских гамет, однако сами гены и хромосомы остаются неизменными в основе этой изменчивости лежит изменение структуры гена, хромосомы или изменения числа хромосом.

Комбинативная изменчивость Механизмы комбинативной изменчивости: 1. Независимое расхождение хромосом в анафазу І мейоза. 2. Кроссинговер 3. Случайное слияние гамет 4. Случайный подбор родительских пар

Мутационная изменчивость Мутация – это спонтанное изменение генетического материала. Мутации возникают под действием мутагенных факторов: А) физических (радиация, температура, электромагнитное излучение); Б) химических (вещества, которые вызывают отравление организма: алкоголь, никотин, колхицин, формалин); В) биологических (вирусы, бактерии). Термин "мутация" впервые ввел в науку голландский генетик Гуго де Фриз. Процесс возникновения мутаций называют мутагенез, организмы, у которых произошли мутации, – мутантами, а факторы среды, вызывающие появление мутаций, – мутагенами. мутагенезмутантамимутагенами классификация мутаций

Генеративные (они наследуются, т.к. происходят в половых клетках): эти мутации происходят в половых клетках. Генеративные мутации делятся на ядерные и внеядерные (или митохондриальные Генеративные (они наследуются, т.к. происходят в половых клетках): эти мутации происходят в половых клетках. Генеративные мутации делятся на ядерные и внеядерные (или митохондриальные Классификация мутаций по месту возникновения Соматические Генеративные Соматические (чаще всего они не наследуются) возникают в соматических клетках и затрагивают лишь часть тела. Они будут наследоваться следующим поколениям при вегетативном размножении.

Соматические мутации, вызванные у растений ионизирующей радиацией появление белой окраски в красных цветках табака (1) появление белой окраски в красных цветках табака (1) львиного зева (2 и 3); львиного зева (2 и 3); на рис. 3 (слева) нормальный цветок, на рис. 3 (слева) нормальный цветок, справа мутировавший после облучения. справа мутировавший после облучения.

Классификация мутаций по адаптивному значению полезные нейтральные вредные приводят к повышенной устойчивости организма (устойчивость тараканов к ядохимикатам) глухота, дальтонизм никак не отражаются на жизнеспособности организма (цвет глаз, группа крови).

Классификация мутаций по характеру проявления доминантные рецессивные Проявляющие ся в первом поколении у гетерозигот Не проявляется у гетерозигот, длительное время сохраняются в популяции, образуя резерв наследственной изменчивости

Классификация мутаций по изменению в генотипе хромосомные генные геномные

Генные мутации (точковые) не видны в микроскоп, связаны с изменением структуры гена (генные мутации изменяют последовательность нуклеотидов в молекуле ДНК и ген перестаёт работать) не видны в микроскоп, связаны с изменением структуры гена (генные мутации изменяют последовательность нуклеотидов в молекуле ДНК и ген перестаёт работать) происходят в результате потери нуклеотида, вставки нуклеотида, замены одного нуклеотида другим происходят в результате потери нуклеотида, вставки нуклеотида, замены одного нуклеотида другим могут приводить к генным болезням: дальтонизм, гемофилия могут приводить к генным болезням: дальтонизм, гемофилия

Мутации окраски шерсти у домовой мыши: 1 дикий тип серая окраска; мутантные формы: 2 белая, 3 желтая, 4 чёрная, 5 коричневая, 6 мелкокрапчатая.

Хромосомные мутации Связаны с изменением структуры хромосом. делеция – потеря участка хромосомы делеция – потеря участка хромосомы дупликация – удвоение участка хромосомы инверсия – поворот участка хромосомы на транслокация – это перенос части или целой хромосомы на другую хромосому

Геномные мутации приводят к изменению числа хромосом. Геномные мутации Анеуплоидия Полиплоидия некратное геному увеличение или уменьшение числа хромосом. моносомия общая формула 2n-1 (45, Х0), болезнь – синдром Шерешевского-Тернера. трисомия общая формула 2n+1 (47, ХХХ или 47, ХХУ) болезнь – синдром Клайнфельтра. полисомия это изменение числа хромосом, кратное гаплоидному набору (например: 3n 69). Организмы могут быть автоплоидными (одинаковые хромосомы) и аллоплоидными (разные наборы хромосом).

Анеуплоидия Кариотип при синдроме Дауна представлен 47 хромасомами вместо нормальных 46, поскольку хромосомы 21-й пары вместо нормальных двух, представлены тремя копиями. Кариотип при синдроме Дауна представлен 47 хромасомами вместо нормальных 46, поскольку хромосомы 21-й пары вместо нормальных двух, представлены тремя копиями.

Полиплоидия Земляника 2n=14 4n=28 6n=42 8n=56 Земляника 2n=14 4n=28 6n=42 8n=56 Малина 2n 4n Малина 2n 4n

Свойства мутаций 1. В озникают внезапно, не направлены(т.е. мутировать может любая часть организма) 2. Ч аще бывают рецессивными, реже – доминантными. 3. П ередаются из поколения в поколение. 4. В ызываются внешними и внутренними факторами. 5. П редставляют собой стойкие изменения наследственного материала. 6. М огут повторяться. 7. М утационный процесс – источник резерва наследственной изменчивости популяций.

Мутационные факторы среды: Химические: 1.пестициды; 2.лекарства; 3.алкоголь; 4. наркотики и т.д. Физические: 1. ионизирующее излучение; 2. ультрафиолетовое излучение; 3.температура; Биологические: 1.вирусы; 2. молекулы ДНК.

Мутагенные факторы Мутации Изменение структуры генов и хромосом Изменение строения и свойств организмов Химические вещества

соотносительная ИЗМЕНЧИВОСТЬ КОРРЕЛЯТИВНАЯ, по Ч. Дарвину (1859), относительная изменчивость, изменчивость, при которой изменение структуры или функции одной части организма нередко обусловливает изменение другой или других, например, связь изменения окраски кожи и шерсти у животных, длины шеи и ног у болотных птиц, длины клюва и языка, связь между развитием мышц и размерами гребней на костях, к которым они прикреплены.

обусловленная множественным действием наследственных факторов (плейотропия) обусловленная множественным действием наследственных факторов (плейотропия) соотносительная

Заполните таблицу Характеристика Модификационная изменчивость Мутационная изменчивость Объект изменения Отбирающий фактор Наследование признаков Подверженность изменениям хромосом Подверженность изменениям молекул ДНК Значение для особи Значение для вида Роль в эволюции Форма изменчивости Подчиненность закономерности

Источники информации html html html Биология. 10 класс 6 поурочные планы по учбникам В,К. Шумского, Г.М. Дымшица, А.О. Рувинского, В.Б. Захарова, С.Г. Мамонтова, Н.И. Сонина. Профильный уролвень/ авт.- сост. О.Л. Ващенко. – Волгоград: Учитель, Биология. 10 класс 6 поурочные планы по учбникам В,К. Шумского, Г.М. Дымшица, А.О. Рувинского, В.Б. Захарова, С.Г. Мамонтова, Н.И. Сонина. Профильный уролвень/ авт.- сост. О.Л. Ващенко. – Волгоград: Учитель, Образовательый комплекс 1С: Школа. Основы общей биологии.9 класс – Изд.центр «Вентана – Граф»,2007 Образовательый комплекс 1С: Школа. Основы общей биологии.9 класс – Изд.центр «Вентана – Граф»,2007