Изменчивость

1.

ИЗМЕНЧИВОСТЬ
- способность организмов приобретать признаки и свойства отличные от родительских, характерных
для данного вида.
НЕНАСЛЕДСТВЕННАЯ
НАСЛЕДСТВЕННАЯ (генотипическая)
(фенотипическая)
МОДИФИКАЦИОННАЯ
КОМБИНАТИВНАЯ
МУТАЦИОННАЯ
НЕНАСЛЕДСТВЕННАЯ (фенотипическая) ИЗМЕНЧИВОСТЬ
МОДИФИКАЦИОННАЯ (фенотипическая) изменчивость
- изменения фенотипа организма, обусловленные влиянием факторов внешней среды. Данный вид
изменчивости не приводит к изменениям генотипа особи - все изменения касаются только фенотипа.
1. Причина изменения - влияние факторов внешней среды;
2. Изменения признаков организма не затрагивают генотип, происходят в соматических клетках и не
передаются потомкам;
3. Изменение признаков ограничено в пределах нормы реакции, которая определяется генотипом;
4. Изменчивость носит групповой характер, характерна для многих особей (к примеру, сезонная
изменчивость).
Нормой реакции называют генетически (наследственно) закрепленные пределы (границы)
изменчивости признака.
узкая (качественные признаки)
широкая (количественные признаки)
окраска глаз, размеры органов, форма плодов,
яйценоскость кур, удойность коров, масса семян,
половые различия
рост, вес, размер стопы, кисти, количество
эритроцитов
ПРИМЕРЫ: листья стрелолиста, сформированные в разных средах обитания (стреловидные, округлые,
лентовидные); физические нагрузки влияют на степень развития мышц; усиление пигментации кожи (загар)
под действие УФ-излучения; изменение количества эритроцитов у человека при пребывании на разных
высотах над уровнем моря.
Примером модификационной изменчивости служит изменение окраски
шерсти у гималайских кроликов. Они рождаются полностью белыми, так
как их эмбриональное развитие протекает в условиях повышенной
температуры. Однако в результате воздействия холода на разные участки
их тела, шерсть начинает темнеть.
В естественных условиях шерсть темная на ушах, носе, лапах и хвосте.
В эксперименте лед привязывают к спине, и через некоторое время шерсть
на этом месте начинает темнеть. Это наглядно демонстрирует влияние
внешней среды на проявление признака.
ПРИМЕР ЗАДАНИЯ: На рисунке изображено растение стрелолист с разными формами листьев,
обозначенных цифрами 1,2 и 3. Какая форма изменчивости способствовала формированию таких листьев?
Объясните причину их появления. Какую форму листьев будет иметь стрелолист, выросший на отмели?

2.

ОТВЕТ: 1) Модификационная изменчивость способствовала формированию
разных форм листьев. 2) Листья развиваются в разных средах при различных
условиях, поэтому формируются: 1 – стреловидные (воздушные) листья, 2 –
надводные плавающие (округлые) листья, 3 – водные (длинные и узкие)
листья. 3) На отмели листья будут иметь стреловидную форму (1),так все они
будут находиться в наземновоздушной среде. ПС: Если же все растение
оказывается полностью погруженным в воду, его листья только лентовидные
(3).
НАСЛЕДСТВЕННАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ
(неопределенная, индивидуальная, генотипическая) - форма изменчивости, вызванная
изменениями генотипа организма, которые могут быть связаны с мутационной или комбинативной
изменчивостью.
1. Затрагивает генотип;
2. Передается по наследству;
3. Носит индивидуальный характер;
4. Не зависит от условий среды (изменения могут быть неадекватны условиям);
5. Может привести к образованию новых популяций (поэтому являются движущей
силой эволюции);
6. Бывает двух видов: комбинативной и мутационной.
КОМБИНАТИВНАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ
– это изменение генотипа, которое связано с перекомбинацией генов родителей. Комбинативная
изменчивость изменяет норму реакции организма и тем самым обеспечивает выживание или
гибель организма.
Механизмы комбинативной изменчивости:
Конъюгация и Кроссинговер
Случайное распределение
Случайная встреча гамет при
хромосом в анафазе мейозе
оплодотворении
Комбинативная изменчивость - это полная неопределенность: мы не знаем, какие комбинации возникнут
между генами при кроссинговере, не знаем, какие хромосомы образуются и в какие гаметы они разойдутся,
и, наконец, не знаем какие половые клетки (гаметы) встретятся при оплодотворении.
То, что мы отличаемся от своих родителей, и есть результат этих неопределенностей.
МУТАЦИОННАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ
это быстрое, скачкообразное изменение генотипа организма, которое проявляется фенотипически
(внешне).
Термин "мутация" ввел голландский генетик Гуго де Фриз.
Мутагены - причины мутаций - факторы химической, физической или биологической природы.
Мутагенез (мутационный процесс) - изменения, приводящие к возникновению мутаций.
Мутанты – организмы, в которых произошла мутация.
МУТАГЕНЫ
I. ЭКЗОГЕННЫЕ
ФИЗИЧЕСКИЕ
ХИМИЧЕСКИЕ
БИОЛОГИЧЕСКИЕ
Ионизирующее облучение,
Отравляющие вещества, алкалоиды,
Вирусы,
УФО, радиоактивный распад,
сильные окислители, восстановители,
бактерии,
экстремальная температура
органические растворители, компоненты
грибы
табачного дыма, лекарственные средства
пищевые добавки, пестициды и т.д.

3.

II. ЭНДОГЕННЫЕ – продукты окисления липидов, свободные радикалы.
КЛАССИФИКАЦИЯ МУТАЦИИ
Мутации по месту их возникновения:
Генеративные
Соматические
возникшие в половых клетках. Они не
— возникающие в соматических клетках. Эти мутации
влияют на признаки данного
проявляются у данного организма и не передаются потомству
организма, а проявляются только в
при половом размножении (черное пятно на фоне коричневой
следующем поколении.
окраски шерсти у каракулевых овец). Сохранить соматические
мутации можно только путем бесполого размножения (прежде
всего вегетативного).
Мутации по адаптивному значению:
полезные —
нейтральные— не
Вредные:
повышающие
летальные — вызывающие гибель особей;
влияющие на
жизнеспособность
полулетальные — снижающие жизнеспособность особи
жизнеспособность
(у мужчин рецессивный ген гемофилии носит
особей;
особей.
полулетальный характер, а гомозиготные женщины
оказываются нежизнеспособными);
Мутации по характеру проявления:
доминантные, которые могут делать
рецессивные — мутации, не проявляющиеся у
обладателей этих мутаций нежизнеспособными
гетерозигот, поэтому длительное время
и вызывать их гибель на ранних этапах
сохраняющиеся в популяции и образующие резерв
наследственной изменчивости (при изменении
онтогенеза (если мутации являются вредными);
условий среды обитания носители таких мутаций
могут получить преимущество в борьбе за
существование).
Мутации по степени фенотипического проявления:
крупные — хорошо заметные мутации, сильно
малые — мутации, практически не дающие
фенотипического проявления (незначительное
изменяющие фенотип (махровость у цветков);
удлинение остей у колоса).
Мутации по характеру их появления:
спонтанные — мутации, возникшие
индуцированные — мутации, искусственно
естественным путем под действием факторов
вызванные действием мутагенов.
среды обитания;
Мутации по месту их проявления:
цитоплазматические – мутации митохондриальной
ядерные генные, хромосомные, геномные;
ДНК и ДНК пластид — хлоропластов.
КЛАССИФИКАЦИЯ МУТАЦИИ ПО ИЗМЕНЕНИЮ ГЕНЕТИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА
ГЕННЫЕ МУТАЦИИ изменение структуры молекулы ДНК на участке определенного гена
1. Точковые – потеря, вставка, замена нуклеотида;
2. Динамическая мутация - нарастание числа повторных
триплетов в гене (атаксия Фридрейха);
3. Дупликация – удвоение фрагментов ДНК;
4. Инверсия – поворот фрагмента ДНК размером от 2х
нуклеотидов;
5. Инсерсия - перемещение фрагментов ДНК;
6. Миссенс мутация – возникает кодон, соответствующий
другой аминокислоте (серповидно-клеточная анемия);
7. Нонсенс-мутация – мутация, с заменой нуклеотида в
кодирующей части гена, приводящая к образованию стопкодона;
8. Регуляторная мутация - изменения в 5' или 3'
нетранслируемых областях гена нарушают его экспрессию;
9. Сплайсинговые мутации – точечные, замена
нуклеотидов на границе экзон-интрон, при этом происходит
блокирование сплайсинга (вырезания).

4.

ХРОМОСОМНЫЕ МУТАЦИИ — мутации, вызывающие изменения структуры хромосом.
Внутрихромосомные мутации:
делеция — утрата части хромосомы
(АВСD AB);
инверсия — поворот участка хромосомы на
180˚(ABCD ACBD)
перицентрическая – разрыв в q и p плечах;
парацентрическая – разрыв в одном плече;
дупликация — удвоение одного и того же
участка хромосомы; (ABCD ABCBCD);
изохромосома – соединение плеч pp и qq;
кольцевая хромосома – утрата теломер и
замыкание хромосом в одно кольцо.
Межхромосомные мутации:
Транслокация — перенос участка или целой
хромосомы на другую (гомологичную или
негомологичную):
1.Реципрокная (сбалансированная) –
взаимный обмен участками между двумя
негомологичными хромосомами;
2. Нереципрокная (несбалансированная) –
перемещение участка хромосомы либо внутри
той же хромосомы, либо в другую хромосому;
3.Робертсоновская – центрическое слияние q
(длинных) плеч двух акроцентрических
хромосом.
ГЕНОМНЫЕ МУТАЦИИ - изменение числа (количества) хромосом.
Автополиплоидия – кратное увеличение числа
хромосом (у растений 12n → 24n).В селекции
полиплоидию у растений вызывают добавлением
специального химического вещества
- колхицина, который блокирует образование
нитей веретена деления. Вследствие этого
хромосомы не расходятся и остаются в одной
клетке - набор хромосом увеличивается в 2 раза.
Аллополиплоидия (греч. állos — другой и
polýploos — многократный) - объединение в
организме хромосомных наборов от разных
видов или родов.
Анеуплоидия – некратное увеличение \
уменьшение числа хромосом:
- Синдром Дауна (трисомия по 21 паре
хромосом, геном – 47 хромосом),
- Синдром Клайнфельтера (47 хромосом,
половые – ХХУ),
- Синдром Шерешевского- Тернера (45
хромосом, половые – ХО).

5.

НАСЛЕДСТВНЕННЫЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ ЧЕЛОВЕКА
Любые заболевания (эндокринные, урологические, кожные и др.) имеют свои характерные черты. Точно так
же и наследственные болезни имеют свои особенности:
1. Ранняя манифестация. Врожденный характер. Около 25% наследственных заболеваний проявляются
непосредственно после рождения ребенка; около 70% - к трем годам жизни, 90% - к концу пубертатного
периода.
2. Хроническое прогредиентное течение. Прогредиентным называется течение заболевания с постоянным
ухудшением общего состояния и с нарастанием негативных симптомов у пациента. Хронический характер
течения наследственных болезней определяется постоянным функционированием мутантного гена. Степень
хронизации и прогредиентности для одного и того же заболевания может различаться.
3. Относительная резистентность к терапии. Об абсолютной резистентности к терапии наследственных
заболеваний в настоящее время говорить уже не приходится. Хорошие результаты достигнуты в лечении
определенных форм наследственной патологии.
4. Множественность поражения. Известно, что более чем при 60% наследственных заболеваний в
патологический процесс вовлекается более одной системы органов. Например, при синдроме Марфана
поражаются опорно-двигательный аппарат, сердечно-сосудистая система и органы зрения. У больных с
синдромом Дауна выявляются симптомы поражения сердечно-сосудистой системы, желудочно-кишечного
тракта, опорно-двигательного аппарата, нервной, дыхательной и иммунной систем.
5. Семейный характер заболевания. Если при сборе анамнеза выясняются сходные случаи заболевания в
семье, то это служит прямым указанием на наследственный характер болезни. В то же время наличие
заболевания только у одного из членов родословной не исключает наследственного характера этой болезни,
поскольку заболевание может быть результатом новой доминантной мутации у одного из родителей или
гетерозиготности обоих родителей по рецессивному заболеванию.
6. Клинический полиморфизм. Например, у части больных с синдромом Марфана можно
диагностировать со стороны сердечно-сосудистой системы пролапс митрального клапана, а у других –
аневризму аорты. Со стороны органов зрения может отмечаться подвывих хрусталика, миопия слабой
степени и т.д.
КЛАССИФИКАЦИЯ НАСЛЕДСТВЕННЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ ЧЕЛОВЕКА
МОНОГЕННЫЕ
МУЛЬТИФАКТОРИАЛЬНЫЕ
ХРОМОСОМНЫЕ
– причиной их развития является или болезни с наследственным могут
быть
обусловлены
поражение
генетического предрасположением,
являются изменениями числа (геномные
материала на уровне ДНК, в полигенными,
и
для
их мутации)
и
структуры
результате чего повреждается проявления требуется влияние (хромосомные мутации)
только один ген. Наследуются в определенных факторов внешней 1) аномалии половых хромосом
соответствии с законами Менделя среды.
а)числовые:
и по типу наследования могут а) Дыхательной системы:
-синдром Клайнфельтера
быть разделены на:
бронхиальная астма,
-синдром трисомия-Х
1)Аутосомно – доминантные
аллергический альвеолит;
-синдром Шершевского-Тернера
(синдром Марфана, ахондроплазия); б) ЦНС: эпилепсия, шизофрения; б) структурные:
2) Аутосомно – рецессивные
в) Сердечно-сосудистые:
-различные варианты синдрома
(почти все болезни обмена
ревматизм, атеросклероз;
Шершевского-Тернера с
веществ);
г) Кожные: атопический
перестройкой Х-хромосомы
3) Х–сцепленные рецессивные
дерматит, псориаз;
(изохромосома короткого плеча,
(гемофилия, дальтонизм и др.);
д) Выделительной системы:
кольцевая хромосома, делеция
4) Х–сцепленные доминантные
нефриты, мочекаменная болезнь;
длинного или короткого плеча Х(витамин Д-резистентный рахит)
е) Пищеварительной системы:
хромосомы).
5) Y- сцепленные заболевания.
язвенная болезнь, цирроз печени.
2) Заболевания, связанные с
аберрациями аутосом:
а) числовые:
-болезнь Дауна
-синдром Патау
-синдром Эдвардса и др.
б) структкрные:
-синдром «кошачьего крика».

6.

ХРОМОСОМНЫЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ
(у всех причина: не расхождение половых хромосом в гаметогенезе).
Синдром Шершевского-Тернера
Рожается девочка.
Частота синдрома составляет 1 : 3 000.
Болеют женщины, низкий рост, короткая шея,
двусторонняя перепонка шеи (весьма характерный, но
необязательный симптом); рост волос на нижней границе
шеи; отсутствие большинства вторичных половых
признаков, бесплодие, умственная отсталость
Кариотип:
45 XO (моносомия по Ххромосоме).
Синдром Клайнфельтера
Рождается мальчик.
Частота встречаемости составляет 1 : 500.
Неполная маскулинизация (недостаточное развитие по
мужскому типу), снижение либидо, остеопороз (разрежение
костной ткани), тауродонтизм (особая патология зубов),
венозная патология, проблемы психического развития,
аутоиммунные системные проявления, низкий уровень
энергетики, низкая самооценка, трудности общения.
Кариотип:
- чаще всего – 47, ХХУ;
- 48, ХХХУ;
- 49, ХХХХУ. Чем больше
число Х-хромосом, тем больше
умственная отсталость;
- 47, ХУУ;
- 48, ХХУУ, у этих лиц помимо
клинических черт синдрома в
поведении могут наблюдаться
агрессивность,
немотивированные поступки.
- также встречается мозаицизм.
Кариотип:
- чаще – 47, ХХХ;
- 48, ХХХХ (тетрасомия);
- 49, ХХХХХ (пентасомия).
Синдром трисомии – Х
Рождается девочка.
Частота встречаемости составляет 1: 1500.
Специфических признаков этот синдром не имеет. В 75%
случаев отмечается умственная отсталость. Могут иметь
высокий рост. Нарушена функция яичников, бесплодны. Но
иногда могут иметь детей. Чем больше в генотипе
содержится Х-хромосом, тем тяжелее нарушения функций
головного мозга.
Болезнь Дауна
Частота: 1: 650
Плоское лицо, брахицефалия (аномальное укорочение черепа),
кожная складка на шее у новорожденных монголоидный
разрез глаз, эпикант (вертикальная кожная складка,
прикрывающая медиальный угол глазной щели),
гиперподвижность суставов, мышечная гипотония,
плоский затылок, короткие конечности, брахимезофалангия
(укорочение всех пальцев за счет недоразвития средних
фаланг), катаракта в возрасте старше 8 лет, открытый
рот , зубные аномалии плоская переносица, поперечная
ладонная складка , короткая широкая шея, врожденный
порок сердца косоглазие, деформация грудной клетки.
Синдром Патау
Частота: 1: 6000
Тяжелые врожденные пороки, умеренная микроцефалия,
нарушение развития различных отделов ЦНС, низкий
скошенный лоб, суженные глазные щели, расстояние между
которыми уменьшено, микрофтальмия, помутнение
роговицы, запавшая переносица, широкое основание носа,
деформированные ушные раковины, расщелина верхней губы
и нёба, полидактилия, флексорное положение кистей,
короткая шея, характерна задержка умственного развития.
Синдром Эдвардса
Частота синдрома составляет 1: 7000, у девочек в 3 раза чаще,
чем у мальчиков.
Аномалии мозгового и лицевого черепа, нижняя челюсть и
ротовое отверстие маленькие, глазные щели узкие и
короткие, ушные раковины деформированы, аномальное
развитие стопы, пороки сердца, гипоплазия мозжечка и
мозолистого тела, изменения структур олив, выраженная
умственная отсталость, снижение мышечного тонуса.
Кариотип:
47, ХХ, 21+ (трисомия по 21-й
паре хромосом)
Кариотип:
47, ХХ, 13+ (трисомия по 13-й
паре хромосом).
Продолжительность жизни
резко снижена, 95% таких
детей погибают до года.
- 47, ХХ, 18+ (трисомия по 18й паре)
60 % детей умирают в возрасте
до 3 мес, до года доживает
лишь 5-10 %

7.

Синдром «Крика кошки»
Частота составляет 1: 45000
Специфический плач, напоминающий кошачье мяуканье,
лунообразное лицо, мышечная гипотония, умственное и
физическое недоразвитие, микроцефалия, низко
расположенные, иногда деформированные ушные раковины,
эпикант, антимонголоидный разрез глазных щелей,
косоглазие, пороки сердца.
делеция короткого плеча 5-й
хромосомы (5р-).
Продолжительность жизни у
больных с этим синдромом
значительно снижена, только
около 14% из них переживают
возраст 10 лет
ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ ПО ИЗМЕНЧИВОСТИ
1. Чем различаются соматические и генеративные мутации и как они передаются по наследству?
ОТВЕТ:
1) Соматические мутации возникают в клетках тела, а генеративные – в половых;
2) Соматические мутации могут передаваться потомкам только при вегетативном размножении;
3) Генеративные мутации передаются потомкам при половом размножении.
2. У части людей образуется аномальный гемоглобин S. Эритроциты, несущие гемоглобин S больных
людей вместо нормального гемоглобина А, под микроскопом имеют характерную форму серпа, за что
эта форма заболевания получила название серповидноклеточной анемии. О каком виде мутации идёт
речь? Поясните, какой фактор вызывает синтез аномального гемоглобина S.
ОТВЕТ:
1) Это заболевание вызвано генной мутацией;
2) Происходит изменение нуклеотидной последовательности гена, кодирующего первичную структуру
молекулы гемоглобина, изменяется первичная структура белка, синтезируется аномальный гемоглобин S.
3. С какой целью в селекции растений производят скрещивание особей разных сортов?
ОТВЕТ:
1) Чтобы получить новые комбинации генов – создать наследственное разнообразие, которое является
материалом для искусственного отбора.
2) Чтобы получить эффект гетерозиса.
4. В чем проявляется значение мутаций для эволюции органического мира? Укажите не менее трех
значений.
ОТВЕТ:
1) Мутации создают наследственное разнообразие популяции.
2) Мутации являются материалом для естественного отбора.
3) Редкие рецессивные мутации являются скрытым резервом изменчивости.
5. Объясните, в чем заключается сходство и различие мутационной и комбинативной изменчивости.
ОТВЕТ:
Сходство: мутационная и комбинативная изменчивость относятся к наследственной изменчивости.
Различие: мутации – это возникновение новых последовательностей ДНК, а комбинации – это
перекомбинации старых.
6. Окраска шерсти зайца-беляка изменяется в течение года: зимой заяц белый, а летом серый.
Объясните, какой вид изменчивости наблюдается у животного и чем определяется проявление
данного признака.
ОТВЕТ:
Это модификационная изменчивость. Изменение окраски определяется длиной светового дня и
температурой воздуха.
7. Приведите три примера модификационной изменчивости.
ОТВЕТ:
А) Отправим 100 человек на юг. Все они загорят.
Б) Заставим поднимать гантели 100 человек. Степень развития мускулатуры будет различной в зависимости
от частоты и интенсивности тренировок.
В) Посадим растения из одного корня в разных условиях, например, на унавоженном огороде и на
каменистой почве в горах. Растения вырастут разного размера в пределах нормы реакции.

8.

8. Представьте, что вам необходимо исследовать какую-либо изменчивость. Какие эксперименты
необходимо провести, чтобы определить, мутационная она или модификационная?
ОТВЕТ:
Поместим потомство (лучше однояйцевых близнецов или потомство от вегетативного размножения) в
разные условия и посмотрим на проявление признака. Мутация в разных условиях среды проявится
одинаково, модификация - по-разному.
9.Найдите ошибки в приведенном тексте. Укажите номера предложений, в которых они сделаны,
исправьте их. (1) Изменчивость - одно из свойств живых систем. (2) Различают изменчивость
ненаследственную, наследственную и комбинативную. (3) Наследственную изменчивость ещё
называют генотипической. (4) Ненаследственная изменчивость связана с изменением генотипа. (5)
Пределы генотипической изменчивости называют нормой реакции, которая контролируется
генотипом. (6) Ч.Дарвин назвал наследственную изменчивость неопределенной. (7) Примером
неопределенной изменчивости является полиплоидия.
ОТВЕТ:
2. Различают ненаследственную и наследственную изменчивость. Комбинативная изменчивость –
разновидность наследственной.
4. Ненаследственная изменчивость связана с изменением только фенотипа, с изменением генотипа связана
наследственная изменчивость.
5. Нормой реакции называют пределы модификационной (ненаследственной) изменчивости.
10. Чем отличаются мутации от модификаций?
ОТВЕТ:1) Мутации – это наследственная изменчивость (передаётся по наследству), модификации –
ненаследственная.
2) Мутации – это генотипическая изменчивость (изменяется генотип, т.е. ДНК), модификации –
фенотипическая (изменяется только фенотип, т.е. признаки).
3) Мутации – это неопределенная изменчивость, потому что нельзя заранее определить, какая именно будет
мутация. Модификация – определенная изменчивость, потому что её можно заранее предсказать.
4) Мутации – это индивидуальная изменчивость, потому что у каждого организма происходят свои мутации.
Модификации – групповая изменчивость, потому что в одинаковых условиях все изменяются одинаково.
11. Какое значение имеет кроссинговер при образовании гамет для организмов и в эволюции? Ответ
поясните.
ОТВЕТ:
1) кроссинговер приводит к появлению комбинативной изменчивости признаков у организмов;
2) повышаются адаптационные возможности организмов в изменяющихся условиях среды
3) разнообразие комбинаций признаков усиливает естественный отбор, что приводит к совершенствованию
приспособленности организмов
12. Найдите три ошибки в приведённом тексте. Укажите номера предложений, в которых они
допущены, объясните их. (1) Белый цвет шерсти у горностаевых кроликов — это пример
модификационной изменчивости, так же как у кроликов-альбиносов. (2) Однако, когда горностаевых
кроликов отсадили в более холодное помещение, у них изменилась белая окраска кончиков ушей,
хвостика и мордочки на чёрную. (3) Этого не происходило с кроликами-альбиносами. (4) Когда у
горностаевого кролика выщипывали на небольшом участке кожи шерсть и охлаждали это место при
температуре ниже 2 °С, то там вырастала чёрная шерсть. (5) Этот признак наследовался и
потомством горностаевых кроликов. (6) Следовательно, возникновение чёрной шерсти у популяции
горностаевых кроликов после охлаждения — это проявление наследственной изменчивости.
ОТВЕТ:
1) (1) Альбинизм — это результат мутации.
2) (5) Признак чёрной окраски участков шерсти у горностаевых кроликов не передаётся по наследству.
3) (6) Этот признак — проявление модификационной изменчивости под влиянием факторов внешней среды.

9.

СЕЛЕКЦИЯ
- наука о создании новых и улучшении существующих пород животных, сортов растений, штаммов
микроорганизмов. Теоретической основой является генетика.
Задачи селекции:
повышение продуктивности организмов;
улучшение качества продукции (вкуса, внешнего вида, химического состава);
улучшение хозяйственно важных физиологических свойств (устойчивости к болезням и вредителям,
отзывчивости на удобрения или корм).
Учение о центрах происхождения культурных растений.
Каждая с\х культура лучше развивается в тех условиях, которые соответствуют экологическим
условиям той местности, откуда произошло это растение.
Н. И. Вавилов выделил 7 центров происхождения культурных растений.
Центр
Средиземно­морский
Переднеазиатский
Географическое положение
Средиземноморье (Италия, Испания,
Греция)
Иран, Кавказ, Малая Азия
Среднеазиатский
Афганистан и Средняя Азия
Восточно-Азиатский
(Китайский)
Южно-Азиатский (Индийский)
Восточный и Южный Китай, Корея
Индо-Малайский
Индокитай и Малакка
Абиссинский (Эфиопский)
Эфиопия
Мексиканский (Центральноамериканский)
Мексика и Центральная Америка
Андский (Южноамериканский)
Перу, Эквадор, Боливия Материал с
сайта http://worldofschool.ru
Центральное Чили
Южная Бразилия и Парагвай
Чилийский
Бразильский
устье Ганга
Закон гомологических рядов
наследственной изменчивости - общий
принцип реализации наследуемых признаков,
согласно которому родственные виды, роды и
семейства, имеющие гомологичные гены и
порядки генов в хромосомах, обладают и
сходной наследственной изменчивостью
(закон Н. И. Вавилова).
Растения
Маслина, свёкла, редька, репа, капуста, лук, укроп,
петрушка, мята, конопля, лён.
Мягкая пшеница, рожь, ячмень, овёс, бобовые, виноград, яблоня, груша, вишня, гранат, хурма, дыня, роза.
Горох, чечевица, тыква, шпинат, морковь, репчатый
лук, персик, абрикос, грецкий орех, миндаль.
Просо, ячмень, гаолян, гречиха, соя, киви, корица, чай.
Рис, баклажан, огурец, манго, лимон, апельсин, сахарный тростник, джут, коротковолокнистый хлопчатник.
Ямс, банан, кокосовая пальма, хлебное дерево, чёрный
перец, мускатный орех.
Твёрдая пшеница, сорго, горчица, кунжут, кофейное
дерево.
Кукуруза (маис), томаты, батат, подсолнечник, стручковый перец, длинноволокнистый хлопчатник, какао,
табак.
Картофель, маниок, фасоль, ананас, арахис, гевея.
Картофель, садовая земляника.
Маниок, арахис, ананас, какао, гевея.
Гомологические ряды изменчивости у пшеницы и ячменя по признаку
остистости: а—в — формы мягких пшениц; г—е — формы твердых
пшениц; ж—и — формы шестирядного ячменя (а, г, ж — остистые, б,
д, з — короткоостые, в, е, и —безостые
МЕТОДЫ СЕЛЕКЦИИ
ЖИВОТНЫЕ
РАСТЕНИЯ
I. ПОДБОР РОДИТЕЛЬСКИХ ПАР
По хозяйственно ценным признакам и по экстерьеру
По месту их происхождения (географически
(совокупности фенотипических
удаленных) или генетически отдаленных
признаков).
(неродственных).
II. ГИБРИДИЗАЦИЯ
ИНБРИДИНГ (близкородственное скрещивание)
Ведет к повышению гомозиготности. Способствует закреплению наследственных свойств. Ведет к
снижению жизнеспособности и продуктивности (проявляются скрытые рецессивные \ мутантные гены).
Скрещивание между близкими родственниками для
Самоопыление у перекрестноопыляющихся
получения гомозиготных (чистых) линий с
растений путем искусственного воздействия для
желательными признаками
получения гомозиготных (чистых) линий

10.

АУТБРИДИНГ (неродственное скрещивание)
Это скрещивание разных видов, позволяющее получить гетерозисные высокоурожайные гибриды (сочетают
ценные признаки родителей). Обычно отдаленные гибриды бесплодны (т.к. отличаются хромосомы
родителей – невозможен кроссинговер и мейоз).
Скрещивание отдаленных пород, отличающихся
Внутривидовое, межвидовое, межродовое
контрастными признаками, для получения
скрещивание, ведущее к гетерозису, для получения
гетерозиготных популяций и проявления гетерозиса.
гетерозиготных популяций, а также высокой
Получается бесплодное потомство.
продуктивности.
капуста
+
редька
= рафанобрассик
кобыла + осёл = мул;
• пшеница + пырей;
• пшеница + рожь = тритикале
• ослица + конь = лошак;
• стерлядь + белуга = бестер;
• овца-меринос + баран
(архар)=архаромеринос
III. ОТБОР
МАССОВЫЙ
не применяется
Применяется в отношении
перекрестноопыляющихся растений
ИНДИВИДУЛЬНЫЙ
Применяется жесткий индивидуальный отбор по
Применяется в отношении самоопыляющихся
хозяйственно ценным признакам, выносливости,
растений, выделяются чистые линии – потомство
экстерьеру.
одной самоопыляющейся особи.
IV. МЕТОД ИСПЫТАНИЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЕЙ ПО ПОТОМСТВУ
Используют метод искусственного осеменения от
лучших самцов-производителей, качества которых
Не применяется
проверяют по многочисленному потомству
V. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ПОЛУЧЕНИЕ ПОЛИПЛОИДОВ
Это кратное увеличение числа хромосом. Позволяет избежать бесплодия межвидовых гибридов
(только растений).
В основе лежит: 1) Удвоение хромосом в неделящихся клетках; 2) Слияние соматических клеток (или
их ядер); 3) Нарушение мейоза – образование гамет с 2n.
Не применяется
Применяется в генетике и селекции для получения
более продуктивных, урожайных форм.
ЗАПОМНИ!
Искусственно полиплоидию вызывают колхицином (разрушает
нити веретена деления и препятствует равномерному
расхождению гомологичных хромосом).
Г. Д. Карпеченко в 1924 г. – на основе полиплоидии преодолел
бесплодие и создал межродовой капустно-редечный гибрид –
рафанобрассик. Он скрестил редьку (2n = 18 редечных хромосом)
и капусту (2n = 18 капустных хромосом). У гибрида 2n = 18
хромосом: 9 редечных и 9 капустных, но он стерилен и не
образует семян. С помощью колхицина ученый получил
полиплоид (яйцеклетки и пыльца была с 2n набором хромосом),
зигота соответственно 36 хромосом, теперь при мейозе редечные
(9+9) хромосомы конъюгировали с редичными, а капустные (9+9)
– с капустными.

11.

VI. ИНДУЦИРОВАННЫЙ МУТАГЕНЕЗ
(используют для растений, грибов и бактерий)
Это воздействие на организм в условиях эксперимента мутагенным фактором для возникновения
мутации с целью изучения влияния фактора на организм и получения нового признака. Мутации
носят ненаправленных характер, поэтому селекционер сам отбирает организмы с новыми
полезными свойствами.
Применяют в селекции тутового шелкопряда, при
применяется
этом получают самцов, образующих коконы на 2530% более продуктивно, чем самки.
VII. МЕТОД МЕНТОРА \ ВОСПИТАТЕЛЯ
(опыты И.В. Мичурина) прививка гибрида к взрослому растению, передающему свои качества
выводимому сорту.
Алыча + Тёрн дикий = слива домашняя.
Вишня +черёмуха = церападус.
Селекция животных имеет ряд особенностей:
животные размножаются только половым путём;
число особей в потомстве небольшое;
половозрелость наступает через несколько лет после рождения;
затруднено выведение чистых линий, так как невозможно самооплодотворение;
некоторые признаки (молочность, яйценоскость) проявляются только у самок.
МЕТОДЫ БИОТЕХНОЛОГИИ
Биотехнология — использование живых организмов и их биологических процессов в производстве
необходимых человеку веществ. Объектами биотехнологии являются бактерии, грибы, клетки растительных
и животных тканей.
ПРИМЕНЕНИЕ: в хлебопечении, пивоварении, виноделии, при приготовлении многих молочных
продуктов, получение антибиотиков, аминокислот, белков, гормонов, различных ферментов, витаминов и
многое другое. Микроорганизмы используют для биологической очистки сточных вод, улучшений
качеств почвы. В настоящее время разработаны методы получения марганца, меди, хрома при
разработке отвалов старых рудников с помощью бактерий, где обычные методы добычи экономически
невыгодны.
МЕТОДЫ СЕЛЕКЦИИ МИКРООРГАНИЗМОВ
I. ГЕННАЯ ИНЖЕНЕРИЯ
— совокупность методик, позволяющих выделять нужный ген из генома одного организма и вводить его в
геном другого организма.
Традиционным объектом генной инженерии является кишечная палочка, бактерия, живущая в
кишечнике человека. Именно с ее помощью получают гормон роста — соматотропин, гормон инсулин
(раньше получали из поджелудочных желез коров и свиней), белок интерферон, помогающий справиться с
вирусной инфекцией.
Растения и животные, в геном которых внедрены «чужие» гены, называются трансгенными, бактерии и
грибы — трансформированными.

12.

1. Рестрикция — «вырезание» нужных генов.
2. Создание
вектора —
специальной
генетической конструкции, в составе которой
намеченный ген будет внедрен в геном другой
клетки. Основой для создания вектора являются
плазмиды. Ген вшивают в плазмиду с помощью
другой группы ферментов — лигаз.
3. Трансформация — внедрение вектора в
бактерию.
4. Скрининг — отбор тех бактерий, в которых
внедренные гены успешно работают.
5. Клонирование трансформированных
бактерий.
II. ХРОМОСОМНАЯ ИНЖЕНЕРИЯ
— совокупность методик, позволяющих осуществлять манипуляции с хромосомами.
1. Введение в генотип или замещение одной
пары гомологичных хромосом на другую.
Создание «идеального сорта».
2. Получение полиплоидных растений.
Например, из пыльцевых зерен кукурузы
выращивают гаплоидные растения, содержащие 10
хромосом (n = 10), затем хромосомы удваивают и
получают диплоидные (n = 20), полностью
гомозиготные растения всего за 2–3 года вместо 6–
8-летнего инбридинга.
III. КЛЕТОЧНАЯ ИНЖЕНЕРИЯ
— конструирование клеток нового типа на основе их культивирования, гибридизации и
реконструкции.
Клетки растений и животных, помещенные в питательные среды, содержащие все необходимые для
жизнедеятельности вещества, способны делиться, образуя клеточные культуры.
1. Клетки растений обладают еще и
свойством тотипотентности, то есть при
определенных условиях они способны
сформировать полноценное растение (культура
клеток женьшеня).
2. Метод пересадки ядер (клонирование)
соматических клеток в яйцеклетки позволяет
получить генетическую копию животного. В
настоящее время получены клонированные
лягушки, получены первые результаты
клонирования млекопитающих.
3. Гибридизация протопластов соматических
клеток, относящихся к разным видам
(картофеля и томата, яблони и вишни). Основа
для создания новых безвирусных сортов
растений.

13.

4. Метод слияния эмбрионов на ранних
стадиях делает возможным
создание химерных животных. Таким
способом были получены химерные мыши
(слияние эмбрионов белых и черных мышей),
химерное животное овца-коза.
5.Создание гибридом: гибридизация
лимфоцитов и раковых
клеток.Моноклональные антитела — это
антитела, разработанные в лаборатории и
вводимые пациентам в рамках
специализированной терапии.Эти антитела
обладают двумя основными
фармакологическими свойствами: с одной
стороны, это способность с высокой степенью
специфичности связываться с антигеном, а с
другой — характер взаимодействия с иммунной
системой. Эти два свойства дополняют друг
друга, обеспечивая оптимальную
терапевтическую эффективность.Сегодня во
всем мире различные моноклональные антитела
(более 75) получили регистрационные
удостоверения для применения при трудно
поддающихся лечению состояниях, таких как
злокачественные новообразования,
воспалительные и неврологические
заболевания. Моноклональные антитела
расширили терапевтический арсенал средств,
доступных врачам для лечения пациентов.
ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ ПО СЕЛЕКЦИИ
1. В результате межвидового скрещивания рыб белуги и севрюги получается межвидовой гибрид –
бестер. Эта рыба отличается ценными пищевыми свойствами, повышенной жизнеспособностью.
Однако бестеры, как и все межвидовые гибриды животных, не дают потомства. Объясните, почему
они бесплодны. Возможно, ли преодолеть их бесплодие?
ОТВЕТ:
1) Бестеры бесплодны, так как в их клетках содержатся хромосомы белуги и севрюги, которые
негомологичны, что приводит к нарушению мейоза при образовании половых клеток; 2) Преодолеть
бесплодие у межвидовых гибридов невозможно, так как его преодолевают путем получения полиплоидов,
что не применимо к животным.
2. Чем культурные растения и домашние животные отличаются от своих диких предков? Приведите
не менее трех отличий.
ОТВЕТ:
1) Значительным разнообразием сортов растений и пород животных; 2) Признаками, интересующими
человека; 3) Более высокой, как правило, продуктивностью.
3. Яйценоская порода кур леггорн несет яйца почти круглый год – свыше 300 яиц, в отличие от
других банкивских кур. Как человек добился таких результатов? Ответ поясните.
ОТВЕТ:
1) Человек проводил искусственный отбор, отбирал кур с высокой яйценоскостью; 2) Кур с высокой
яйценоскостью скрещивали между собой для закрепления этого признака в природе.
4. Каким образом методами генной инженерии получают инсулин в промышленныхмасштабах?
ОТВЕТ:
1) Ген, кодирующий инсулин, пересаживают в кольцевые молекулы ДНК (плазмиды). 2)

14.

Рекомбинантные плазмиды вводят в бактериальные клетки. Культура таких клеток синтезирует
инсулин в промышленных масштабах. (В настоящее время для получения инсулина используют
дрожжи).
5. Различные отрасли народного хозяйства и медицины потребляют ежегодноболее 200 тонн
женьшеня. Сбор этого растения в лесах даёт не более 150 килограмм в год. Культурные
плантации не могут удовлетворить потребности человека. Каким способом удаётся получить
необходимое количество сырья и сохранить это растение в природе? Объясните, в чём
заключается этот метод размножения.
ОТВЕТ:
1) Растение размножают микроклональным методом.
2) Методом культуры ткани, культивируемой на питательной среде, выращивают биомассу женьшеня в
необходимом количестве для получения его экстракта.
6. Благодаря каким особенностям бактерии широко применяются в биотехнологии? Назовите не
менее трех признаков.
ОТВЕТ:
1) Большой скорости размножения и образования биомассы;
2) Высокой скорости мутирования, формированияприспособлений;
3) Высокой продуктивности биосинтеза (благодаря содержанию ферментов).
7. Как получают потомство от растений, у которых нет пестиков и тычинок?Какой современный
метод биотехнологии используется для массового размножения таких растений?
ОТВЕТ:
1) Так как у данных растений отсутствуют органы полового размножения – пестики и тычинки, то
ихможно размножать вегетативными частями тела (например, стеблями, листьями); 2) Данные растения
можноразмножать с помощью метода культуры тканей \ микроклонального размножения в лабораторных
условиях.Метод позволяет в короткие сроки и в больших количествах размножить клетки (и органы),
способные к вегетативному размножению.
8. Найдите три ошибки в приведенном тексте «Методы селекции». Укажите номера предложений, в
которых сделаны ошибки, исправьте их. Дайте правильную формулировку. (1) В селекции растений
применяют метод межвидовой гибридизации. (2) Биологически отдаленная гибридизация – это
скрещивание растений, которые относятся к разным видам и даже родам. (3) В результате такого
скрещивания получаются гибриды, которые, как правило, бесплодны. (4) Причина бесплодия
связана с нарушением конъюгации хромосом в митозе. (5) Для преодоления бесплодия гибридов
растений используют инбридинг. (6) В селекции животных преодолеть бесплодие межвидовых
гибридов не удается. (7) При выведении новой породы животных, как правило, используют массовый
отбор и внутривидовую гибридизацию.
ОТВЕТ:
1) 4 – причина бесплодия связана с нарушением процесса конъюгации хромосом в мейозе;
2) 5 – для
преодоления бесплодия у гибридных растений используют метод полиплоидизации (аллополиплоидии); 3) 7
– при выведении новой породы животных используют индивидуальный отбор
9.В последние годы стало модным держать кошек и собак, у которых отсутствует шерсть. Можно ли
объяснить её отсутствие с точки зрения закона гомологических рядов наследственной изменчивости?
ОТВЕТ:
1) Кошки и собаки — представители класса Млекопитающие.
2) Млекопитающие произошли от одного или небольшого количества предков.
3) Можно предположить, что в классе млекопитающих у представителей разных семейств могут появиться
сходные мутации, в том числе и вызывающие облысение.
4) Селекционеры, зная это, выводили лысые породы животных.
10. В чём заключается преимущество некоторых полиплоидов перед обычными диплоидными
организмами?
ОТВЕТ:
1) Полиплоидные формы более устойчивы к новым условиям среды.
2) Полиплоидия позволяет преодолеть бесплодие гибридов.

15.

3) Полиплоидные формы дают большие урожаи (злаки, паслёновые и др.).
11. Почему не удаётся получить плодовитое потомство при скрещивании разных видов, например
осла и лошади?
ОТВЕТ:
1) У осла и лошади разные кариотипы. (У осла 62 хромосомы, у лошади 64.)
2) Хромосомы лошади не гомологичны хромосомам осла.
3) Разные хромосомы в мейозе не конъюгируют друг с другом. Поэтому гибриды-мулы бесплодны.
12. В настоящее время в птицеводстве нашли широкое применение гетерозисные бройлерные
цыплята. Почему именно их широко используют для решения продовольственных задач? Как их
выводят?
ОТВЕТ:
1) бройлерные цыплята отличаются интенсивным ростом, они быстро набирают массу;
2) бройлерных цыплят получают при скрещивании чистых линий, у гибридов первого поколения
проявляется эффект гетерозиса.
13. Почему эффект гетерозиса проявляется только в первом поколении?
ОТВЕТ:
1) Эффект гетерозиса обеспечивается определенным сочетанием генов (большим количеством генов,
находящихся в гетерозиготном состоянии).
2) В следующем поколении при половом размножении это сочетание генов исчезает из-за комбинативной
изменчивости.
14. Среди сортов культурных растений, таких как томаты, баклажаны, сладкие перцы, тыквы,
наблюдается большое разнообразие плодов, но не встречается разнообразие листьев. У
многочисленных сортов огородной капусты, наоборот, очень изменчивы листья. Объясните, почему.
ОТВЕТ:
1) многочисленные сорта культурных растений – это результат деятельности человека, который включает
оценку мелких изменений у исходных особей, подбор родительских пар, скрещивание, отбор и отбраковку;
многократное повторение этих операций приводит к выведению нового сорта;
2) многочисленные сорта томатов, баклажанов, перцев и др. были получены из исходных диких видов путем
отбора в направлении формы, размера и окраски плодов;
3) многочисленные сорта огородной капусты получены в результате селекции исходного дикого вида, отбор
велся в направлении таких признаков, как форма и количество листьев.
15. Каково значение закона гомологических рядов в наследственной изменчивости Н. И. Вавилова?
ОТВЕТ:
1) Виды и роды, генетически близкие, характеризуются сходными рядами наследственной изменчивости.
2) Закон позволяет прогнозировать наличие сходных мутаций у родственных видов.
3) Закон позволяет целенаправленно искать определенную мутацию у какого-либо вида, если эта мутация
есть у близкородственого вида.
16. Известно, что хвост самца японского петуха декоративной породы достигает 10 метров. Поясните,
как эта порода была выведена человеком. Почему птицы с такой длиной хвоста не встречаются в
природе?
ОТВЕТ:
1) человек вывел породу в результате искусственного отбора;
2) на основе наследственной изменчивости;
3) в природе птицы с длинными перьями в хвосте не имеют возможности выжить, так как длинный хвост
мешает летать, уходить от преследований хищников
17. Что послужило материалом для искусственного отбора при
выведении представленных на рисунке разновидностей капусты?
Какие органы видоизменились в каждом случае?
ОТВЕТ:
Материалом для искусственного отбора послужили мутации и комбинации.
У разновидности 1 видоизменилось соцветие, у разновидности 2
видоизменилась почка, у разновидности 3 видоизменился стебель.

16.

18. Что служит исходным материалом для выведения представленных
на рисунке пород голубей? Изменения каких органов взяты за основу
выведения каждой породы?
ОТВЕТ:
1) наследственная изменчивость (мутационная, комбинативная);
2) у дутыша – изменение величины зоба;
3) у павлиньева голубя – изменения количества и формы перьев хвоста;
4) у мохноногого голубя – оперенность ног.