Κληρονομική μεταβλητότητα, οι τύποι της. Τύποι μεταλλάξεων, αιτίες τους

• Να μελετήσει τα πρότυπα και τη σημασία της μεταβλητότητας για την εξέλιξη.

Εργαστηριακή εργασία (για 15-17 λεπτά).

«Η μεταβλητότητα των οργανισμών».

Στόχος: χαρακτηρίζει την κληρονομικότητα και τη μεταβλητότητα - τους σημαντικότερους παράγοντεςεξέλιξη.

Ετοιμάστε ένα βότανο (ξεχωριστή εκτίμηση!):

5 φύλλα με ένα δέντροσιδερώστε (στεγνό) και στερεώστε σε μια σελίδα.

σε άλλη σελίδα - διορθώστε 5 φύλλα από διαφορετικά δέντρα ένα είδος .

Πρόοδος:

Ασκηση 1.Συγκρίνετε φύλλα που έχουν αφαιρεθεί από ένα φυτό. Εξηγήστε τους λόγους για τις ομοιότητες και τις διαφορές μεταξύ των φύλλων. Αναπτύξτε την έννοια της μη κληρονομικής (τροποποίησης) μεταβλητότητας για τους οργανισμούς.

Εργασία 2.Συγκρίνετε φύλλα του ίδιου είδους, αλλά μαδημένα από διαφορετικά φυτά. Εξηγήστε τους λόγους για τις ομοιότητες και τις διαφορές μεταξύ των φύλλων. Αναπτύξτε την έννοια της κληρονομικής μεταβλητότητας (μεταλλακτική και συνδυαστική) για την εξέλιξη.

Μεταβλητότητα

μεταβλητότηταονομάζεται η ικανότητα των ζωντανών οργανισμών να αποκτούν νέα σημάδια και ιδιότητες. Λόγω της μεταβλητότητας, οι οργανισμοί μπορούν να προσαρμοστούν στις μεταβαλλόμενες περιβαλλοντικές συνθήκες.

Υπάρχουν δύο τύποι μεταβλητότητας:

μη κληρονομική, ή φαινοτυπικό, - μεταβλητότητα, στην οποία δεν υπάρχουν αλλαγές στον γονότυπο. Καλείται και αυτή ομάδα , βέβαιος .

κληρονομικός, ή γονότυπος , προσωπικός, αόριστος- αλλαγές στα χαρακτηριστικά του οργανισμού λόγω αλλαγής του γονότυπου.

συμβαίνει:

μεταλλακτική

συνδυαστική

• μεταλλακτική- που προκύπτει από μια ξαφνική αλλαγή στην κατάσταση των γονιδίων ή των χρωμοσωμάτων. συνδυαστική- που προκύπτει από το σχηματισμό και τη σύντηξη γεννητικών κυττάρων.

Ο Δαρβίνος διακρίνει δύο κύριες μορφές μεταβλητότητας: ομάδα, ή βέβαιος(τροποποίηση στη σύγχρονη ορολογία) και άτομο, ή αόριστος .

Μεταβλητότητα ομάδαςεξαρτάται από τις συνθήκες στις οποίες βρίσκονται οι οργανισμοί, ενώ δεν υπάρχει αλλαγή στους γονότυπους των ατόμων και δεν συμβαίνει η κληρονομικότητα των χαρακτηριστικών. Για παράδειγμα, η μάζα των βοοειδών εξαρτάται από τη διατροφή. οι καλοθρεμμένες αγελάδες παράγουν περισσότερο γάλα.

Μη κληρονομική μεταβλητότητα

Τα φύλλα της αιχμής του βέλους κάτω από το νερό είναι σε σχήμα κορδέλας, στο νερό έχουν σχήμα καρδιάς, στον αέρα έχουν σχήμα βέλους.

Στο υδάτινο ράμφος, τα υποβρύχια φύλλα είναι νηματοειδή, τα επιφανειακά έχουν φαρδιά φυλλική λεπίδα.

Στον ήλιο, οι άνθρωποι κάνουν ηλιοθεραπεία, αυτό είναι επίσης μια ορισμένη μεταβλητότητα.

Σημασία στη φύση;

κληρονομική μεταβλητότητα

Μόνο για εξέλιξη και επιλογή κληρονομική μεταβλητότητα, μεταβλητότητα που σχετίζεται με αλλαγή όχι μόνο στον φαινότυπο, αλλά και στον γονότυπο.

Η κληρονομική μεταβλητότητα παρέχει υλικό για φυσική ή τεχνητή επιλογή.

Η κληρονομική μεταβλητότητα μπορεί να είναι:

μεταλλακτική- που προκύπτει από μια ξαφνική αλλαγή στην κατάσταση του γενετικού υλικού.

συνδυαστική- που προκύπτει από τη σεξουαλική αναπαραγωγή.

κληρονομική μεταβλητότητα

Οι μεταλλάξεις είναι το υλικό για την εξέλιξη. Οι μεταλλάξεις είναι τυχαίες και μη κατευθυνόμενες. Μπορούν να αλλάξουν τα γονίδια, τα χρωμοσώματα και τον αριθμό των χρωμοσωμάτων.

Για παράδειγμα, η πολυπλοειδία είναι ένας τύπος μετάλλαξης στην οποία υπάρχει αύξηση στον αριθμό των χρωμοσωμάτων που είναι πολλαπλάσιο του απλοειδούς. Τα πολυπλοειδή στα φυτά είναι πιο βιώσιμα από τους διπλοειδείς οργανισμούς.

κληρονομική μεταβλητότητα

Οι μεταλλάξεις μπορεί να είναι:

κυρίαρχο (εκδηλώνεται με την παρουσία ενός κυρίαρχου γονιδίου).

υπολειπόμενα (παρουσία κυρίαρχου γονιδίου δεν εμφανίζονται).

Οι κυρίαρχες μεταλλάξεις εμπίπτουν αμέσως στον έλεγχο της επιλογής.

κληρονομική μεταβλητότητα

Όμως οι περισσότερες μεταλλάξεις είναι επιβλαβείς και υπολειπόμενες, δεν εμφανίζονται και δεν εμπίπτουν στον έλεγχο της επιλογής μέχρι να συνδυαστούν γεννητικά κύτταρα με υπολειπόμενες μεταλλάξεις.

κληρονομική μεταβλητότητα

Μεταβλητότητα συνδυασμού.

Όταν σχηματίζονται γεννητικά κύτταρα, το ήδη υπάρχον γενετικό υλικό του οργανισμού ανασυνδυάζεται· δεν υπάρχουν δύο πανομοιότυπα γεννητικά κύτταρα σε έναν οργανισμό.

Όταν συγχωνεύονται μοναδικοί γαμέτες, σχηματίζεται ένας μοναδικός γονότυπος, ο οποίος εμπίπτει στον έλεγχο της επιλογής.

Επανάληψη:

• Ποιοι τύποι μεταβλητότητας ξεχώρισαν τον Κάρολο Δαρβίνο;
• Τα φύλλα της ίδιας ηλικίας από ένα δέντρο είναι διαφορετικά. Τι είναι αυτή η μεταβλητότητα; Εξηγήστε την απάντηση.
• Ποια είναι η σημασία ορισμένης μεταβλητότητας για τους οργανισμούς;
• Τι είδους μεταβλητότητα έχουν ο αδερφός και η αδερφή; Εξηγήστε την απάντηση.
• Ποια είναι η έννοια της συνδυαστικής μεταβλητότητας;
• Ποια μεταβλητότητα ονομάζεται μεταλλακτική;
• Ποια είναι η σημασία της μεταλλακτικής παραλλαγής;
• Ποιο είναι το στοιχειώδες εξελικτικό υλικό;

Επανάληψη:

Μεταβλητότητα συνδυασμού:

• Πότε συμβαίνει ο ανασυνδυασμός του γενετικού υλικού των γονικών ατόμων;
• Επίδραση στον γονότυπο;
• Επίδραση στον φαινότυπο;
• Σημασία για το σώμα;

Μεταβλητή μεταβλητότητα:

• Μπορεί να θεωρηθεί μια συγκεκριμένη μεταβλητότητα;
• Μπορεί να θεωρηθεί ομαδική μεταβλητότητα;
• Επίδραση στον γονότυπο;
• Επίδραση στον φαινότυπο;
• Κληρονομικότητα των ληφθέντων αλλαγών;
• Σημασία για το σώμα;

Επανάληψη:

Μεταβλητότητα τροποποίησης

• Μπορεί να θεωρηθεί μια συγκεκριμένη μεταβλητότητα;
• Μπορεί να θεωρηθεί ομαδική μεταβλητότητα;
• Επίδραση στον γονότυπο;
• Επίδραση στον φαινότυπο;
• Κληρονομικότητα των ληφθέντων αλλαγών;
• Σωματική αξία;
• Προβολή αξίας;

Η μεταβλητότητα είναι μια διαδικασία που αντανακλά τη σχέση ενός οργανισμού με το περιβάλλον.

Από γενετικής άποψης, η μεταβλητότητα είναι το αποτέλεσμα της αντίδρασης του γονότυπου στη διαδικασία της ατομικής ανάπτυξης του οργανισμού σε συνθήκες εξωτερικό περιβάλλον.

Η μεταβλητότητα των οργανισμώνείναι ένας από τους κύριους παράγοντες της εξέλιξης. Χρησιμεύει ως πηγή τεχνητής και φυσικής επιλογής.

Οι βιολόγοι διακρίνουν μεταξύ κληρονομικής και μη κληρονομικής μεταβλητότητας. Η κληρονομική μεταβλητότητα περιλαμβάνει τέτοιες αλλαγές στα χαρακτηριστικά ενός οργανισμού που καθορίζονται από τον γονότυπο και επιμένουν για πολλές γενιές. ΠΡΟΣ ΤΗΝ μη κληρονομική μεταβλητότητα, που ο Δαρβίνος ονόμασε οριστική, και τώρα ονομάζεται τροποποίηση, ή φαινοτυπική, μεταβλητότητα, αναφέρονται σε αλλαγές στα χαρακτηριστικά του οργανισμού. δεν διατηρείται κατά τη σεξουαλική αναπαραγωγή.

κληρονομική μεταβλητότηταείναι μια αλλαγή στον γονότυπο μη κληρονομική μεταβλητότητα- αλλαγή στο φαινότυπο του οργανισμού.

Στη διάρκεια ατομική ζωήΈνας οργανισμός υπό την επίδραση περιβαλλοντικών παραγόντων μπορεί να βιώσει δύο τύπους αλλαγών: στη μία περίπτωση, τη λειτουργία, τη δράση των γονιδίων στη διαδικασία σχηματισμού χαρακτηριστικών, αλλαγές, στην άλλη, τον ίδιο τον γονότυπο.

Έχουμε εξοικειωθεί με την κληρονομική μεταβλητότητα που προκύπτει από συνδυασμούς γονιδίων και την αλληλεπίδρασή τους. Ο συνδυασμός των γονιδίων πραγματοποιείται με βάση δύο διαδικασίες: 1) ανεξάρτητη κατανομή των χρωμοσωμάτων στη μείωση και τυχαίος συνδυασμός τους κατά τη γονιμοποίηση. 2) Διασταύρωση χρωμοσωμάτων και γονιδιακός ανασυνδυασμός. Η κληρονομική μεταβλητότητα λόγω του συνδυασμού και του ανασυνδυασμού των γονιδίων ονομάζεται συνήθως συνδυαστική μεταβλητότητα. Με αυτόν τον τύπο μεταβλητότητας, τα ίδια τα γονίδια δεν αλλάζουν, ο συνδυασμός τους και η φύση της αλληλεπίδρασης στο σύστημα γονότυπου αλλάζουν. Ωστόσο, αυτός ο τύπος κληρονομικής μεταβλητότητας θα πρέπει να θεωρείται ως δευτερογενές φαινόμενο και η μεταλλακτική αλλαγή στο γονίδιο θα πρέπει να θεωρείται πρωταρχική.

Πηγή για ΦΥΣΙΚΗ ΕΠΙΛΟΓΗείναι κληρονομικές αλλαγές - τόσο μεταλλάξεις γονιδίων όσο και ανασυνδυασμός τους.

Η μεταβλητότητα τροποποίησης παίζει περιορισμένο ρόλο στην οργανική εξέλιξη. Έτσι, εάν πάρετε φυτικούς βλαστούς από το ίδιο φυτό, όπως φράουλες, και τους καλλιεργήσετε διάφορες συνθήκεςυγρασία, θερμοκρασία, φωτισμός, σε διαφορετικά εδάφη, τότε παρά τον ίδιο γονότυπο, θα είναι διαφορετικά. Η δράση διαφόρων ακραίων παραγόντων μπορεί να προκαλέσει ακόμη μεγαλύτερες διαφορές μεταξύ τους. Ωστόσο, οι σπόροι που συλλέγονται από τέτοια φυτά και σπέρνονται υπό τις ίδιες συνθήκες θα δώσουν τον ίδιο τύπο απογόνων, αν όχι στην πρώτη, τότε στις επόμενες γενιές. Οι αλλαγές στα σημάδια του οργανισμού, που προκαλούνται από τη δράση περιβαλλοντικών παραγόντων στην οντογένεση, εξαφανίζονται με το θάνατο του οργανισμού.

Ταυτόχρονα, η ικανότητα για τέτοιες αλλαγές, περιορισμένη από τα όρια της φυσιολογικής αντίδρασης του γονότυπου του οργανισμού, έχει σημαντική εξελικτική σημασία. Όπως έδειξε ο A.P. Vladimirsky στη δεκαετία του 1920, ο V.S. Kirpichnikov και ο I.I. Shmalgauzen στη δεκαετία του 1930, στην περίπτωση που συμβαίνουν αλλαγές στην προσαρμοστική τιμή με περιβαλλοντικούς παράγοντες που δρουν συνεχώς σε πολλές γενιές, οι οποίοι μπορούν να προκαλέσουν μεταλλάξεις που καθορίζουν τις ίδιες αλλαγές , μπορεί κανείς να έχει την εντύπωση της κληρονομικής στερέωσης των τροποποιήσεων.

Οι μεταλλάξεις συνδέονται αναγκαστικά με την αναδιοργάνωση των αναπαραγωγικών δομών των γεννητικών και σωματικών κυττάρων. Θεμελιώδης διαφοράΟι μεταλλάξεις από τροποποιήσεις μειώνονται στο γεγονός ότι οι μεταλλάξεις μπορούν να αναπαραχθούν με ακρίβεια σε μια μεγάλη σειρά γενεών κυττάρων, ανεξάρτητα από τις περιβαλλοντικές συνθήκες στις οποίες λαμβάνει χώρα η οντογένεση. Αυτό εξηγείται από το γεγονός ότι η εμφάνιση μεταλλάξεων σχετίζεται με μια αλλαγή στις μοναδικές δομές του κυττάρου - το χρωμόσωμα.

Σχετικά με το ζήτημα του ρόλου της μεταβλητότητας στην εξέλιξη, υπήρξε μια μακρά συζήτηση στη βιολογία σε σχέση με το πρόβλημα της κληρονομικότητας των λεγόμενων επίκτητων χαρακτηριστικών, που προτάθηκε από τον J. Lamarck το 1809, εν μέρει αποδεκτό από τον Charles Darwin και εξακολουθεί να υποστηρίζεται από μια σειρά βιολόγων. Όμως η συντριπτική πλειοψηφία των επιστημόνων θεώρησε την ίδια τη διατύπωση αυτού του προβλήματος αντιεπιστημονική. Ταυτόχρονα, πρέπει να πούμε ότι η ιδέα ότι οι κληρονομικές αλλαγές στο σώμα προκύπτουν επαρκώς στη δράση ενός περιβαλλοντικού παράγοντα είναι εντελώς παράλογη. Οι μεταλλάξεις συμβαίνουν με διάφορους τρόπους. δεν μπορούν να είναι προσαρμοστικά για τον ίδιο τον οργανισμό, αφού προκύπτουν σε μεμονωμένα κύτταρα

Και η δράση τους πραγματοποιείται μόνο σε απογόνους. Όχι ο παράγοντας που προκάλεσε τη μετάλλαξη, αλλά μόνο η επιλογή αξιολογεί την προσαρμοστική γνώση της μετάλλαξης. Δεδομένου ότι η κατεύθυνση και ο ρυθμός της εξέλιξης καθορίζονται από τη φυσική επιλογή και η τελευταία ελέγχεται από πολλούς παράγοντες του εσωτερικού και του εξωτερικού περιβάλλοντος, δημιουργείται μια λανθασμένη ιδέα για την αρχική επαρκή σκοπιμότητα της κληρονομικής μεταβλητότητας.

Η επιλογή με βάση μεμονωμένες μεταλλάξεις «κατασκευάζει» συστήματα γονότυπων που πληρούν τις απαιτήσεις εκείνων των μόνιμων συνθηκών στις οποίες υπάρχει το είδος.

Ο όρος " μετάλλαξη"προτάθηκε για πρώτη φορά από τον G. de Vries στο κλασικό του έργο "Theory Mutation Theory" (1901-1903). Μετάλλαξη ονόμασε το φαινόμενο μιας σπασμωδικής, ασυνεχούς αλλαγής σε ένα κληρονομικό χαρακτηριστικό. Οι κύριες διατάξεις της θεωρίας του de Vries δεν έχουν χάσει τη σημασία τους μέχρι τώρα, και ως εκ τούτου θα πρέπει να δοθούν εδώ:

1. η μετάλλαξη συμβαίνει ξαφνικά, χωρίς μεταβάσεις.
2. οι νέες μορφές είναι εντελώς σταθερές, δηλαδή είναι σταθερές.
3. Οι μεταλλάξεις, σε αντίθεση με τις μη κληρονομικές αλλαγές (διακυμάνσεις), δεν σχηματίζουν συνεχείς σειρές, δεν ομαδοποιούνται γύρω από έναν μέσο τύπο (τρόπο). Οι μεταλλάξεις είναι ποιοτικές αλλαγές.
4. οι μεταλλάξεις πηγαίνουν σε διαφορετικές κατευθύνσεις, μπορεί να είναι τόσο ωφέλιμες όσο και επιβλαβείς.
5. η ανίχνευση μεταλλάξεων εξαρτάται από τον αριθμό των ατόμων που αναλύονται για ανίχνευση μεταλλάξεων.
6. οι ίδιες μεταλλάξεις μπορούν να συμβούν επανειλημμένα.

Ωστόσο, ο G. de Vries έκανε ένα θεμελιώδες λάθος αντιτάσσοντας τη θεωρία των μεταλλάξεων στη θεωρία της φυσικής επιλογής. Πίστευε λανθασμένα ότι οι μεταλλάξεις θα μπορούσαν να δημιουργήσουν αμέσως νέα είδη προσαρμοσμένα στο εξωτερικό περιβάλλον, χωρίς τη συμμετοχή της επιλογής. Στην πραγματικότητα, οι μεταλλάξεις είναι μόνο μια πηγή κληρονομικών αλλαγών που χρησιμεύουν ως υλικό για επιλογή. Όπως θα δούμε αργότερα, η γονιδιακή μετάλλαξη αξιολογείται μόνο με επιλογή στο σύστημα γονότυπου. Το λάθος του G. de Vries συνδέεται, εν μέρει, με το γεγονός ότι οι μεταλλάξεις που μελέτησε στην νυχτολούλουδα (Oenothera Lamarciana) αποδείχθηκαν στη συνέχεια ότι ήταν το αποτέλεσμα της διάσπασης ενός πολύπλοκου υβριδίου.

Αλλά κανείς δεν μπορεί παρά να θαυμάσει την επιστημονική προνοητικότητα που έκανε ο H. de Vries σχετικά με τη διατύπωση των κύριων διατάξεων της θεωρίας της μετάλλαξης και τη σημασία της για την επιλογή. Το 1901 έγραψε: «...η μετάλλαξη, η ίδια η μετάλλαξη, θα έπρεπε να γίνει αντικείμενο μελέτης. Και αν καταφέρουμε ποτέ να αποσαφηνίσουμε τους νόμους της μετάλλαξης, τότε όχι μόνο θα γίνει πολύ βαθύτερη η άποψή μας για την αμοιβαία σχέση των ζωντανών οργανισμών, αλλά θα τολμήσουμε επίσης να ελπίζουμε ότι θα ανοίξει η δυνατότητα να κυριαρχήσουμε τη μεταβλητότητα καθώς θα κυριαρχήσει ο δημιουργός μεταβλητότητα, μεταβλητότητα. Φυσικά, θα φτάσουμε σε αυτό σταδιακά, κατακτώντας μεμονωμένες μεταλλάξεις, και αυτό θα φέρει επίσης πολλά οφέλη στη γεωργική και κηπευτική πρακτική. Πολλά από αυτά που τώρα φαίνονται ανέφικτα θα είναι στη δύναμή μας, μόνο αν μπορέσουμε να μάθουμε τους νόμους στους οποίους βασίζεται η μετάλλαξη των ειδών. Προφανώς, εδώ περιμένουμε ένα απεριόριστο πεδίο επίμονης δουλειάς. υψηλή αξίατόσο για την επιστήμη όσο και για την πράξη. Αυτή είναι μια πολλά υποσχόμενη περιοχή για κυριαρχία μεταλλάξεων». Όπως θα δούμε αργότερα, η σύγχρονη φυσική επιστήμη βρίσκεται στο κατώφλι της κατανόησης του μηχανισμού της γονιδιακής μετάλλαξης.

Η θεωρία των μεταλλάξεων θα μπορούσε να αναπτυχθεί μόνο μετά την ανακάλυψη των νόμων του Mendel και των νόμων που καθιερώθηκαν στα πειράματα της σχολής Morgan για τη γονιδιακή σύνδεση και τον ανασυνδυασμό τους ως αποτέλεσμα της διασταύρωσης. Μόνο από τότε που καθιερώθηκε η κληρονομική διακριτικότητα των χρωμοσωμάτων, η θεωρία των μεταλλάξεων έλαβε βάση για επιστημονική έρευνα.

Αν και προς το παρόν το ζήτημα της φύσης του γονιδίου δεν έχει διευκρινιστεί πλήρως, ένας αριθμός γενικών μοτίβων γονιδιακής μετάλλαξης έχουν ωστόσο εδραιωθεί σταθερά.

Γονιδιακές μεταλλάξεις συμβαίνουν σε όλες τις τάξεις και τύπους ζώων, ανώτερα και κατώτερα φυτά, πολυκύτταρους και μονοκύτταρους οργανισμούς, βακτήρια και ιούς. Η μεταλλακτική μεταβλητότητα ως διαδικασία ποιοτικών σπασμωδικών αλλαγών είναι καθολική για όλες τις οργανικές μορφές.

Καθαρά συμβατικά, η διαδικασία μετάλλαξης χωρίζεται σε αυθόρμητη και επαγόμενη. Σε περιπτώσεις όπου οι μεταλλάξεις συμβαίνουν υπό την επίδραση συνηθισμένων φυσικών περιβαλλοντικών παραγόντων ή ως αποτέλεσμα φυσιολογικών και βιοχημικών αλλαγών στον ίδιο τον οργανισμό, αναφέρονται ως αυθόρμητες μεταλλάξεις. Μεταλλάξεις που προκύπτουν υπό την επίδραση ειδικών επιρροών (ιονίζουσα ακτινοβολία, ΧΗΜΙΚΕΣ ΟΥΣΙΕΣ, ακραίες συνθήκεςκ.λπ.), ονομάζονται που προκαλείται. Δεν υπάρχουν θεμελιώδεις διαφορές μεταξύ αυθόρμητων και επαγόμενων μεταλλάξεων, αλλά η μελέτη των τελευταίων οδηγεί τους βιολόγους να κατακτήσουν την κληρονομική μεταβλητότητα και να ξετυλίξουν το μυστήριο του γονιδίου.

Η μεταβλητότητα, τα είδη και η βιολογική της σημασία

κληρονομική μεταβλητότητα

Μεταβλητότητα- αυτή είναι μια καθολική ιδιότητα των ζωντανών συστημάτων που σχετίζεται με παραλλαγές του φαινοτύπου και του γονότυπου που προκύπτουν υπό την επίδραση του εξωτερικού περιβάλλοντος ή ως αποτέλεσμα αλλαγών στο κληρονομικό υλικό. Διάκριση μεταξύ κληρονομικής και μη κληρονομικής μεταβλητότητας.

Η κληρονομική μεταβλητότητα είναι συνδυαστική, μεταλλακτική, αόριστη.

Μεταβλητότητα συνδυασμούπροκύπτει ως αποτέλεσμα νέων συνδυασμών γονιδίων στη διαδικασία της σεξουαλικής αναπαραγωγής, της διασταύρωσης και άλλων διεργασιών που συνοδεύονται από ανασυνδυασμούς γονιδίων. Ως αποτέλεσμα της συνδυαστικής μεταβλητότητας, εμφανίζονται οργανισμοί που διαφέρουν από τους γονείς τους σε γονότυπους και φαινότυπους. Η συνδυαστική μεταβλητότητα δημιουργεί νέους συνδυασμούς γονιδίων και διασφαλίζει τόσο την ποικιλομορφία των οργανισμών όσο και τη μοναδική γενετική ατομικότητα καθενός από αυτούς.

Μεταλλακτική μεταβλητότητασχετίζεται με αλλαγές στην αλληλουχία των νουκλεοτιδίων σε μόρια DNA, διαγραφές και παρεμβολές μεγάλων τμημάτων σε μόρια DNA, αλλαγές στον αριθμό των μορίων DNA (χρωμοσώματα). Τέτοιες αλλαγές ονομάζονται μεταλλάξεις. Οι μεταλλάξεις κληρονομούνται.

Οι μεταλλάξεις είναι:

. γονίδια που προκαλούν αλλαγές σε ένα συγκεκριμένο γονίδιο. Οι γονιδιακές μεταλλάξεις είναι τόσο κυρίαρχες όσο και υπολειπόμενες. Μπορούν να υποστηρίξουν ή, αντίθετα, να αναστείλουν τη ζωτική δραστηριότητα του οργανισμού.

Γεννητικό, που επηρεάζει τα γεννητικά κύτταρα και μεταδίδεται κατά τη σεξουαλική αναπαραγωγή.

Σωματικά, που δεν επηρεάζουν τα γεννητικά κύτταρα. Τα ζώα δεν κληρονομούνται.

Γονιδιωματικό (πολυπλοειδία και ετεροπλοειδία) που σχετίζεται με αλλαγή στον αριθμό των χρωμοσωμάτων στον καρυότυπο των κυττάρων.

Χρωμοσωμικό, που σχετίζεται με αναδιατάξεις στη δομή των χρωμοσωμάτων, αλλαγή στη θέση των τομών τους που προκύπτει από σπασίματα, απώλεια μεμονωμένων τμημάτων κ.λπ. Οι πιο συχνές γονιδιακές μεταλλάξεις, με αποτέλεσμα να υπάρχει αλλαγή, απώλεια ή εισαγωγή νουκλεοτιδίων DNA στο γονίδιο. Τα μεταλλαγμένα γονίδια μεταδίδουν διαφορετικές πληροφορίες στο σημείο της πρωτεϊνοσύνθεσης και αυτό με τη σειρά του οδηγεί στη σύνθεση άλλων πρωτεϊνών και στην εμφάνιση νέων χαρακτηριστικών.Μεταλλάξεις μπορεί να συμβούν υπό την επίδραση της ακτινοβολίας, της υπεριώδους ακτινοβολίας και διαφόρων χημικών παραγόντων. Δεν είναι όλες οι μεταλλάξεις αποτελεσματικές. Ορισμένα από αυτά διορθώνονται κατά την επιδιόρθωση του DNA. Φαινοτυπικά, οι μεταλλάξεις εκδηλώνονται εάν δεν οδήγησαν στον θάνατο του οργανισμού. Οι περισσότερες γονιδιακές μεταλλάξεις είναι υπολειπόμενες. Εξελικτικής σημασίας είναι οι φαινοτυπικά εκδηλωμένες μεταλλάξεις, είτε παρέχουν στα άτομα πλεονεκτήματα στον αγώνα για ύπαρξη, είτε, αντίθετα, προκαλούν το θάνατό τους υπό την πίεση της φυσικής επιλογής.

Η διαδικασία μετάλλαξης αυξάνει τη γενετική ποικιλότητα των πληθυσμών, γεγονός που δημιουργεί τις προϋποθέσεις για την εξελικτική διαδικασία.

Η συχνότητα των μεταλλάξεων μπορεί να αυξηθεί τεχνητά, κάτι που χρησιμοποιείται για επιστημονικούς και πρακτικούς σκοπούς.

Μη κληρονομική ή τροποποιητική μεταβλητότητα

Μη κληρονομική, ή ομαδική (ορισμένη) ή μεταβλητότητα τροποποίησης- πρόκειται για αλλαγές στον φαινότυπο υπό την επίδραση των περιβαλλοντικών συνθηκών. Η μεταβλητότητα τροποποίησης δεν επηρεάζει τον γονότυπο των ατόμων. Τα όρια στα οποία μπορεί να αλλάξει ο φαινότυπος καθορίζονται από τον γονότυπο. Αυτά τα όρια ονομάζονται ρυθμός αντίδρασης. Ο κανόνας αντίδρασης θέτει τα όρια εντός των οποίων ένα συγκεκριμένο χαρακτηριστικό μπορεί να αλλάξει. Διαφορετικά ζώδια έχουν διαφορετικό ρυθμό αντίδρασης - ευρύ ή στενό.

Οι φαινοτυπικές εκδηλώσεις ενός χαρακτηριστικού επηρεάζονται από τη αθροιστική αλληλεπίδραση γονιδίων και περιβαλλοντικών συνθηκών. Ο βαθμός εκδήλωσης ενός χαρακτηριστικού ονομάζεται εκφραστικότητα. Η συχνότητα εκδήλωσης ενός χαρακτηριστικού (%) σε έναν πληθυσμό όπου όλα τα άτομα του φέρουν αυτό το γονίδιο ονομάζεται διείσδυση. Τα γονίδια μπορούν να εκδηλωθούν με διάφορους βαθμούς εκφραστικότητας και διείσδυσης.

Αλλαγές τροποποίησηςδεν κληρονομούνται στις περισσότερες περιπτώσεις, αλλά δεν έχουν απαραίτητα ομαδικό χαρακτήρα και δεν εμφανίζονται πάντα σε όλα τα άτομα του είδους κάτω από τις ίδιες περιβαλλοντικές συνθήκες. Οι τροποποιήσεις διασφαλίζουν ότι το άτομο προσαρμόζεται σε αυτές τις συνθήκες.

Ο Γ. Δαρβίνος διέκρινε μεταξύ οριστικής (ή ομάδας) και αόριστης (ή ατομικής) μεταβλητότητας, η οποία, σύμφωνα με σύγχρονη ταξινόμησησυμπίπτει με μη κληρονομική και κληρονομική μεταβλητότητα, αντίστοιχα. Θα πρέπει να θυμόμαστε, ωστόσο, ότι αυτή η διαίρεση είναι σε κάποιο βαθμό αυθαίρετη, αφού τα όρια της μη κληρονομικής μεταβλητότητας καθορίζονται από τον γονότυπο.

Μαζί με την κληρονομικότητα, η μεταβλητότητα είναι θεμελιώδης ιδιότητα όλων των έμβιων όντων, ένας από τους παράγοντες της εξέλιξης οργανικός κόσμος. Διάφοροι τρόποιΗ σκόπιμη χρήση της μεταβλητότητας (διαφορετικοί τύποι διασταυρώσεων, τεχνητές μεταλλάξεις κ.λπ.) αποτελούν τη βάση της δημιουργίας νέων φυλών οικόσιτων ζώων.

Υπάρχουν 2 τύποι κληρονομικής μεταβλητότητας: η μεταλλακτική και η συνδυαστική.

Η συνδυαστική μεταβλητότητα βασίζεται στον σχηματισμό ανασυνδυασμών, δηλ. τέτοιους συνδυασμούς γονιδίων που δεν είχαν οι γονείς. Φαινοτυπικά, αυτό μπορεί να εκδηλωθεί όχι μόνο στο γεγονός ότι τα γονικά χαρακτηριστικά βρίσκονται σε ορισμένους από τους απογόνους σε άλλους συνδυασμούς, αλλά και στο σχηματισμό νέων χαρακτηριστικών στους απογόνους που απουσιάζουν στους γονείς. Αυτό συμβαίνει όταν δύο ή περισσότερα μη αλληλικά γονίδια που διαφέρουν στους γονείς επηρεάζουν το σχηματισμό του ίδιου χαρακτηριστικού.

Οι κύριες πηγές συνδυαστικής μεταβλητότητας είναι:

Ανεξάρτητη απόκλιση ομόλογων χρωμοσωμάτων στην πρώτη μειοτική διαίρεση.

Γονιδιακός ανασυνδυασμός με βάση το φαινόμενο της διασταύρωσης χρωμοσωμάτων (τα χρωμοσώματα ανασυνδυασμού, μόλις μπουν στο ζυγωτό, προκαλούν την εμφάνιση σημείων που δεν είναι τυπικά για τους γονείς).

τυχαία συνάντησηγαμετές κατά τη γονιμοποίηση.

Οι μεταλλάξεις αποτελούν τη βάση της μεταλλακτικής μεταβλητότητας - επίμονες αλλαγές στον γονότυπο που επηρεάζουν ολόκληρα χρωμοσώματα, μέρη τους ή μεμονωμένα γονίδια.

1) Οι τύποι μεταλλάξεων ανάλογα με τις συνέπειες της επιρροής στο σώμα χωρίζονται σε ωφέλιμες, επιβλαβείς και ουδέτερες.

2) Ανάλογα με τον τόπο προέλευσης, οι μεταλλάξεις μπορεί να είναι γενεσιουργές εάν προκύψουν σε γεννητικά κύτταρα: μπορούν να εκδηλωθούν στη γενιά που αναπτύσσεται από τα γεννητικά κύτταρα. Οι σωματικές μεταλλάξεις συμβαίνουν σε σωματικά (μη σεξουαλικά) κύτταρα. Τέτοιες μεταλλάξεις μπορούν να μεταδοθούν στους απογόνους μόνο μέσω ασεξουαλικής ή βλαστικής αναπαραγωγής.

3) Ανάλογα με το τμήμα του γονότυπου που επηρεάζουν, οι μεταλλάξεις μπορεί να είναι:

Γονιδιωματικό, που οδηγεί σε πολλαπλή αλλαγή στον αριθμό των χρωμοσωμάτων, για παράδειγμα, πολυπλοειδία.

Χρωμοσωμικό, που σχετίζεται με μια αλλαγή στη δομή των χρωμοσωμάτων, την προσθήκη ενός επιπλέον τμήματος λόγω διασταύρωσης, μια περιστροφή ενός συγκεκριμένου τμήματος χρωμοσωμάτων κατά 180 ° ή με μια αλλαγή στον αριθμό των μεμονωμένων χρωμοσωμάτων. Χάρη στις χρωμοσωμικές αναδιατάξεις, συμβαίνει η εξέλιξη του καρυότυπου και μεμονωμένα μεταλλάγματα που έχουν προκύψει ως αποτέλεσμα τέτοιων αναδιατάξεων μπορεί να προσαρμοστούν περισσότερο στις συνθήκες ύπαρξης, να πολλαπλασιαστούν και να δημιουργήσουν ένα νέο είδος.

Οι γονιδιακές μεταλλάξεις σχετίζονται με μια αλλαγή στην αλληλουχία των νουκλεοτιδίων σε ένα μόριο DNA. Αυτός είναι ο πιο κοινός τύπος μετάλλαξης.

4) Σύμφωνα με τη μέθοδο εμφάνισης, οι μεταλλάξεις χωρίζονται σε αυθόρμητες και επαγόμενες.

Οι αυθόρμητες μεταλλάξεις συμβαίνουν σε φυσικές συνθήκες υπό την επίδραση μεταλλαξιογόνων περιβαλλοντικών παραγόντων χωρίς ανθρώπινη παρέμβαση.

Οι επαγόμενες μεταλλάξεις συμβαίνουν όταν οι μεταλλαξιογόνοι παράγοντες κατευθύνονται στο σώμα. Τα φυσικά μεταλλαξιογόνα περιλαμβάνουν διάφορους τύπους ακτινοβολίας, χαμηλές και υψηλές θερμοκρασίες. σε χημικό - διάφορα χημικές ενώσεις; σε βιολογικούς - ιούς.

Έτσι, οι μεταλλάξεις είναι η κύρια πηγή κληρονομικής μεταβλητότητας - παράγοντας στην εξέλιξη των οργανισμών. Λόγω μεταλλάξεων, εμφανίζονται νέα αλληλόμορφα (ονομάζονται μεταλλαγμένα). Ωστόσο, οι περισσότερες μεταλλάξεις είναι επιβλαβείς για τα ζωντανά όντα, επειδή μειώνουν τη φυσική τους κατάσταση, την ικανότητα να παράγουν απογόνους. Η φύση κάνει πολλά λάθη, δημιουργώντας, χάρη σε μεταλλάξεις, πολλούς τροποποιημένους γονότυπους, αλλά ταυτόχρονα, πάντα αναμφισβήτητα και αυτόματα επιλέγει εκείνους τους γονότυπους που δίνουν στον φαινότυπο πιο προσαρμοσμένο σε ορισμένες περιβαλλοντικές συνθήκες.

Έτσι, η διαδικασία μετάλλαξης είναι η κύρια πηγή της εξελικτικής αλλαγής.

2. Δώστε γενικά χαρακτηριστικάκατηγορίας Δικοτυλήδονα φυτά. Ποια είναι η σημασία των δικοτυλήδονων φυτών στη φύση, στην ανθρώπινη ζωή;

Κατηγορία δικοτυλήδονων φυτώνΦυτά στα οποία περιέχει το έμβρυο του σπόρου

δύο κοτυληδόνες.

Τάξη Dicot - 325 οικογένειες.

Εξετάστε μεγάλες οικογένειες δικοτυλήδονων φυτών.

Οικογένεια	Χαρακτηριστικά ενός λουλουδιού, ταξιανθία	φόρμουλα λουλουδιών	Εμβρυο	εκπροσώπους
Compositae	Άνθη - μικρά, σωληνοειδή και σε σχήμα καλαμιού - ασύμμετρα Ταξιανθία - καλάθι.	Ch (5) L 5 Tn P 1 - σωληνωτά άνθη Ch (5) L 5 Tn P 1 - λουλούδια καλαμιών	σπόρος, καρύδι	Ποώδη φυτά (φαρμακευτικά και ελαιούχοι σπόροι) - πικραλίδα, κιχώριο, άνθος αραβοσίτου, χαμομήλι, αστέρας και πολλά άλλα.
σταυρανθή	Περίανθος - τετραμελής. Ταξιανθία φυλή, σπάνια σε μορφή ασπίδας.	W 4 L 4 T 4+2 R 1	λοβό, λοβό	Ετήσια και πολυετή ποώδη φυτά - γογγύλι, ραπανάκι, γογγύλι, ραπανάκι, σουηδικό, λάχανο και πολλά άλλα.
Rosaceae	Τα λουλούδια είναι μοναχικά	P (5) L 5 Tn P 1 P 5 + 5 L 5 Tn P 1	Drupe, σύνθετο drupe, polynutlet, μήλο	Βότανα, θάμνοι, δέντρα. Τριαντάφυλλο, βατόμουρο, φράουλα, δαμάσκηνο, μηλιά, αχλαδιά και πολλά άλλα.
Οσπρια	κεφαλή βούρτσας	W 5 L 1+2+(2) T (9)+1 P 1	Φασόλι	Θάμνοι. Ποώδη φυτά - φασόλια, μπιζέλια, φακές, φιστίκια, τριφύλλι, μηδική, λούπινα και πολλά άλλα.
Στρύχνος	Μονά λουλούδια ή ταξιανθίες - βούρτσα, μπούκλα	W (5) L (5) T (5) R 1	μούρο, κουτί	Δέντρα. Ποώδη φυτά - μελιτζάνες, ντομάτες, πιπεριές, πατάτες, νυχτολούλουδο, ντόπα, κολάν και πολλά άλλα. οι υπολοιποι

ΣΗΜΑΣΙΑ ΣΤΗ ΦΥΣΗ: - τα φυτά αυτής της κατηγορίας είναι παραγωγοί στα οικοσυστήματα, δηλαδή φωτοσυνθέτουν οργανική ύλη; - αυτά τα φυτά είναι η αρχή όλων τροφική αλυσίδα; - αυτά τα φυτά καθορίζουν τον τύπο της βιογεωκένωσης (δάσος σημύδας, στέπα με πυροσβεστικά φυτά). Είναι ενεργοί συμμετέχοντες στον κύκλο των ουσιών και του νερού.

ΣΗΜΑΣΙΑ ΣΤΗΝ ΑΝΘΡΩΠΙΝΗ ΖΩΗ: - Μεταξύ των φυτών της τάξης των Δικοτυλήδονων, υπάρχουν πολλά καλλιεργούμενα φυτά των οποίων τα όργανα χρησιμοποιούνται για ανθρώπινη τροφή (η οικογένεια Rosaceae - κεράσι, μήλο, δαμάσκηνο, βατόμουρο, οικογένεια Compositae - ηλίανθος, οικογένεια Solanaceae - ντομάτα, πατάτα , πιπέρι, οικογένεια Σταυρανθή - διάφορες ποικιλίες λάχανου, όσπρια - μπιζέλια, σόγια, φασόλια) - πολλά φυτά χρησιμοποιούνται για ζωοτροφές. - στην παραγωγή φυσικών νημάτων (λινό, βαμβάκι). - ως πολιτιστικά και διακοσμητικά (ακακία, τριαντάφυλλα). - Φαρμακευτικό (μουστάρδα, χαμομήλι, τσουκνίδα, thermopsis). Υπάρχουν επίσης πολλά μπαχαρικά σε αυτήν την κατηγορία, παράγουν καπνό, καφέ, τσάι, κακάο, βαφές, σχοινιά, σχοινιά, χαρτί, ξύλινα σκεύη, έπιπλα, μουσικά όργανα; - το ξύλο μερικών δικοτυλήδονων (βελανιδιάς, γαύρος, φλαμουριά) είναι ανεκτίμητο για την κατασκευή.

Κληρονομικότητα- Αυτό το πιο σημαντικό χαρακτηριστικόζωντανούς οργανισμούς, που συνίσταται στην ικανότητα μεταφοράς των ιδιοτήτων και των λειτουργιών των γονέων στους απογόνους τους. Αυτή η μετάδοση πραγματοποιείται με τη βοήθεια γονιδίων.

Ένα γονίδιο είναι μια μονάδα αποθήκευσης, μετάδοσης και υλοποίησης κληρονομικών πληροφοριών. Ένα γονίδιο είναι ένα συγκεκριμένο τμήμα ενός μορίου DNA, στη δομή του οποίου κωδικοποιείται η δομή ενός συγκεκριμένου πολυπεπτιδίου (πρωτεΐνης). Πιθανώς, πολλές περιοχές του DNA δεν κωδικοποιούν πρωτεΐνες, αλλά εκτελούν ρυθμιστικές λειτουργίες. Σε κάθε περίπτωση, στη δομή του ανθρώπινου γονιδιώματος, μόνο το 2% περίπου του DNA είναι αλληλουχίες βάσει των οποίων συντίθεται το αγγελιαφόρο RNA (διαδικασία μεταγραφής), το οποίο στη συνέχεια καθορίζει την αλληλουχία αμινοξέων κατά την πρωτεϊνοσύνθεση (διαδικασία μετάφρασης). Αυτή τη στιγμή πιστεύεται ότι υπάρχουν περίπου 30.000 γονίδια στο ανθρώπινο γονιδίωμα.

Τα γονίδια βρίσκονται σε χρωμοσώματα, τα οποία βρίσκονται στους πυρήνες των κυττάρων και είναι γιγάντια μόρια DNA.

Χρωμοσωμική θεωρία της κληρονομικότηταςδιατυπώθηκε το 1902 από τους Setton και Boveri. Σύμφωνα με αυτή τη θεωρία, τα χρωμοσώματα είναι φορείς γενετικής πληροφορίας που καθορίζει τις κληρονομικές ιδιότητες ενός οργανισμού. Στον άνθρωπο, κάθε κύτταρο έχει 46 χρωμοσώματα, χωρισμένα σε 23 ζεύγη. Τα χρωμοσώματα που σχηματίζουν ένα ζευγάρι ονομάζονται ομόλογα.

Τα σεξουαλικά κύτταρα (γαμήτες) σχηματίζονται χρησιμοποιώντας έναν ειδικό τύπο διαίρεσης - τη μείωση. Ως αποτέλεσμα της μείωσης, μόνο ένα ομόλογο χρωμόσωμα από κάθε ζεύγος παραμένει σε κάθε γεννητικό κύτταρο, δηλ. 23 χρωμοσώματα. Ένα τέτοιο μοναδικό σύνολο χρωμοσωμάτων ονομάζεται απλοειδές. Κατά τη γονιμοποίηση, όταν το αρσενικό και το θηλυκό φύλο συγχωνεύονται και σχηματίζεται ζυγώτης, αποκαθίσταται το διπλό σύνολο, που ονομάζεται διπλοειδές. Στο ζυγωτό του οργανισμού που αναπτύσσεται από αυτόν, ένα χρωμόσωμα από κάθε νάρα λαμβάνεται από τον πατρικό οργανισμό, το άλλο από τον μητρικό.

Ένας γονότυπος είναι ένα σύνολο γονιδίων που λαμβάνονται από έναν οργανισμό από τους γονείς του.

Ένα άλλο φαινόμενο που μελετά η γενετική είναι η μεταβλητότητα. Η μεταβλητότητα νοείται ως η ικανότητα των οργανισμών να αποκτούν νέα χαρακτηριστικά – διαφορές μέσα σε ένα είδος. Υπάρχουν δύο τύποι αλλαγής:
- κληρονομικό
- τροποποίηση (μη κληρονομική).

κληρονομική μεταβλητότητα- αυτή είναι μια μορφή μεταβλητότητας που προκαλείται από αλλαγές στον γονότυπο, η οποία μπορεί να συσχετιστεί με μεταλλακτική ή συνδυαστική μεταβλητότητα.

μεταλλακτική μεταβλητότητα.
Τα γονίδια υφίστανται αλλαγές κατά καιρούς, οι οποίες ονομάζονται μεταλλάξεις. Αυτές οι αλλαγές είναι τυχαίες και εμφανίζονται αυθόρμητα. Οι αιτίες των μεταλλάξεων μπορεί να είναι πολύ διαφορετικές. Διαθέσιμος ολόκληρη γραμμήπαράγοντες που αυξάνουν τον κίνδυνο μετάλλαξης. Αυτό μπορεί να είναι έκθεση σε ορισμένες χημικές ουσίες, ακτινοβολία, θερμοκρασία κ.λπ. Οι μεταλλάξεις μπορούν να προκληθούν με αυτά τα μέσα, αλλά η τυχαία φύση της εμφάνισής τους παραμένει και είναι αδύνατο να προβλεφθεί η εμφάνιση μιας συγκεκριμένης μετάλλαξης.

Οι μεταλλάξεις που προκύπτουν μεταδίδονται στους απογόνους, δηλαδή καθορίζουν την κληρονομική μεταβλητότητα, η οποία σχετίζεται με το πού συνέβη η μετάλλαξη. Εάν μια μετάλλαξη συμβεί σε ένα γεννητικό κύτταρο, τότε έχει τη δυνατότητα να μεταδοθεί σε απογόνους, δηλ. να κληρονομηθεί. Εάν η μετάλλαξη συνέβη σε ένα σωματικό κύτταρο, τότε μεταδίδεται μόνο σε εκείνα από αυτά που προκύπτουν από αυτό το σωματικό κύτταρο. Τέτοιες μεταλλάξεις ονομάζονται σωματικές, δεν κληρονομούνται.

Υπάρχουν διάφοροι κύριοι τύποι μεταλλάξεων.
- Γονιδιακές μεταλλάξεις, στις οποίες συμβαίνουν αλλαγές στο επίπεδο μεμονωμένων γονιδίων, δηλαδή τμημάτων του μορίου του DNA. Αυτό μπορεί να είναι σπατάλη νουκλεοτιδίων, αντικατάσταση μιας βάσης με άλλη, αναδιάταξη νουκλεοτιδίων ή προσθήκη νέων.
- Οι χρωμοσωμικές μεταλλάξεις που σχετίζονται με παραβίαση της δομής των χρωμοσωμάτων οδηγούν σε σοβαρές αλλαγές που μπορούν να ανιχνευθούν χρησιμοποιώντας μικροσκόπιο. Τέτοιες μεταλλάξεις περιλαμβάνουν απώλεια τμημάτων χρωμοσώματος (διαγραφές), προσθήκη τομών, περιστροφή τμήματος χρωμοσώματος κατά 180° και εμφάνιση επαναλήψεων.
- Οι γονιδιωματικές μεταλλάξεις προκαλούνται από μια αλλαγή στον αριθμό των χρωμοσωμάτων. Μπορεί να εμφανιστούν επιπλέον ομόλογα χρωμοσώματα: στο σύνολο των χρωμοσωμάτων, στη θέση δύο ομόλογων χρωμοσωμάτων, υπάρχουν τρεις τρισωμίες. Στην περίπτωση της μονοσωμίας, υπάρχει απώλεια ενός χρωμοσώματος από ένα ζευγάρι. Με την πολυπλοειδία, εμφανίζεται πολλαπλή αύξηση του γονιδιώματος. Μια άλλη παραλλαγή της γονιδιωματικής μετάλλαξης είναι η απλοειδία, στην οποία παραμένει μόνο ένα χρωμόσωμα από κάθε ζευγάρι.

Η συχνότητα των μεταλλάξεων επηρεάζεται, όπως ήδη αναφέρθηκε, από διάφορους παράγοντες. Όταν εμφανίζεται ένας αριθμός γονιδιωματικών μεταλλάξεων μεγάλης σημασίαςέχει ιδίως την ηλικία της μητέρας.

Μεταβλητότητα συνδυασμού.
Αυτός ο τύπος μεταβλητότητας καθορίζεται από τη φύση της σεξουαλικής διαδικασίας. Με τη συνδυαστική μεταβλητότητα, προκύπτουν νέοι γονότυποι λόγω νέων συνδυασμών γονιδίων. Αυτός ο τύπος μεταβλητότητας εκδηλώνεται ήδη στο στάδιο του σχηματισμού γεννητικών κυττάρων. Όπως ήδη αναφέρθηκε, κάθε φύλο (gamete) περιέχει μόνο ένα ομόλογο χρωμόσωμα από κάθε ζευγάρι. Τα χρωμοσώματα εισέρχονται στον γαμίτη τυχαία, επομένως τα γεννητικά κύτταρα ενός ατόμου μπορεί να διαφέρουν αρκετά στο σύνολο των γονιδίων στα χρωμοσώματα. Ένα ακόμη πιο σημαντικό στάδιο για την εμφάνιση της συνδυαστικής μεταβλητότητας είναι η γονιμοποίηση, μετά την οποία το 50% των γονιδίων του νεοεμφανιζόμενου οργανισμού κληρονομούνται από τον έναν γονέα και το 50% από τον άλλο.

Η μεταβλητότητα τροποποίησης δεν σχετίζεται με αλλαγές στον γονότυπο, αλλά προκαλείται από την επίδραση του περιβάλλοντος στον αναπτυσσόμενο οργανισμό.

Η παρουσία μεταβλητότητας τροποποίησης είναι πολύ σημαντική για την κατανόηση της ουσίας της κληρονομικότητας. Τα χαρακτηριστικά δεν κληρονομούνται. Μπορείτε να πάρετε οργανισμούς με ακριβώς τον ίδιο γονότυπο, για παράδειγμα, να καλλιεργήσετε μοσχεύματα από το ίδιο φυτό, αλλά να τα τοποθετήσετε σε διαφορετικές συνθήκες (φως, υγρασία, ορυκτή διατροφή) και να πάρετε αρκετά διαφορετικά φυτά με διαφορετικά χαρακτηριστικά (ανάπτυξη, απόδοση, σχήμα φύλλου) . και ούτω καθεξής.). Για να περιγράψουμε τα πραγματικά σχηματισμένα σημάδια ενός οργανισμού, χρησιμοποιείται η έννοια του «φαινότυπου».

Ο φαινότυπος είναι το όλο σύμπλεγμα των πραγματικά εμφανιζόμενων σημείων ενός οργανισμού, το οποίο σχηματίζεται ως αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης του γονότυπου και των περιβαλλοντικών επιδράσεων κατά την ανάπτυξη του οργανισμού. Έτσι, η ουσία της κληρονομικότητας δεν έγκειται στην κληρονομικότητα ενός χαρακτηριστικού, αλλά στην ικανότητα του γονότυπου, ως αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης με τις αναπτυξιακές συνθήκες, να δώσει έναν συγκεκριμένο φαινότυπο.

Δεδομένου ότι η μεταβλητότητα τροποποίησης δεν σχετίζεται με αλλαγές στον γονότυπο, οι τροποποιήσεις δεν κληρονομούνται. Συνήθως αυτή η θέση είναι για κάποιο λόγο δύσκολο να γίνει αποδεκτή. Φαίνεται ότι αν, ας πούμε, οι γονείς προπονούνται για αρκετές γενιές στην άρση βαρών και έχουν αναπτύξει μύες, τότε αυτές οι ιδιότητες πρέπει να μεταδοθούν στα παιδιά. Εν τω μεταξύ, αυτή είναι μια τυπική τροποποίηση και η εκπαίδευση είναι η επίδραση του περιβάλλοντος που επηρέασε την ανάπτυξη του χαρακτηριστικού. Δεν υπάρχουν αλλαγές στον γονότυπο κατά τη διάρκεια της τροποποίησης και τα χαρακτηριστικά που αποκτώνται ως αποτέλεσμα της τροποποίησης δεν κληρονομούνται. Ο Δαρβίνος ονόμασε αυτό το είδος παραλλαγής - μη κληρονομικό.

Για να χαρακτηριστούν τα όρια μεταβλητότητας τροποποίησης, χρησιμοποιείται η έννοια του κανόνα αντίδρασης. Ορισμένα χαρακτηριστικά σε ένα άτομο δεν μπορούν να αλλάξουν λόγω περιβαλλοντικών επιρροών, όπως ο τύπος αίματος, το φύλο, το χρώμα των ματιών. Άλλοι, αντίθετα, είναι πολύ ευαίσθητοι στις επιπτώσεις του περιβάλλοντος. Για παράδειγμα, ως αποτέλεσμα της παρατεταμένης έκθεσης στον ήλιο, το χρώμα του δέρματος γίνεται πιο σκούρο και τα μαλλιά ανοίγουν. Το βάρος ενός ατόμου επηρεάζεται έντονα από τα χαρακτηριστικά της διατροφής, της ασθένειας, της παρουσίας κακές συνήθειες, άγχος, τρόπος ζωής.

Οι περιβαλλοντικές επιρροές μπορούν να οδηγήσουν όχι μόνο σε ποσοτικές, αλλά και σε ποιοτικές αλλαγέςφαινότυπος. Σε ορισμένα είδη primrose, σε χαμηλές θερμοκρασίες αέρα (15-20 C), εμφανίζονται κόκκινα άνθη, αλλά εάν τα φυτά τοποθετηθούν σε υγρό περιβάλλον με θερμοκρασία 30 ° C, τότε σχηματίζονται λευκά άνθη.

Επιπλέον, αν και ο κανόνας αντίδρασης χαρακτηρίζει μια μη κληρονομική μορφή μεταβλητότητας ( μεταβλητότητα τροποποίησης), καθορίζεται και από τον γονότυπο. Αυτή η διάταξη είναι πολύ σημαντική: ο ρυθμός αντίδρασης εξαρτάται από τον γονότυπο. Η ίδια επίδραση του περιβάλλοντος στον γονότυπο μπορεί να οδηγήσει σε έντονη αλλαγή σε ένα από τα χαρακτηριστικά του και να μην επηρεάσει το άλλο με κανέναν τρόπο.