प्रजातियों और उसके रूपों के विकास में वंशानुगत परिवर्तनशीलता की भूमिका। वंशानुगत परिवर्तनशीलता: विशेषताएं और महत्व

वंशानुगत परिवर्तनशीलता 2 प्रकार की होती है: उत्परिवर्तनात्मक और संयोजनात्मक।

संयुक्त परिवर्तनशीलता पुनर्संयोजन के गठन पर आधारित है, अर्थात। जीनों के ऐसे संयोजन जो माता-पिता के पास नहीं थे। फेनोटाइपिक रूप से, यह न केवल इस तथ्य में प्रकट हो सकता है कि माता-पिता के लक्षण कुछ संतानों में अन्य संयोजनों में पाए जाते हैं, बल्कि संतानों में नए लक्षणों के निर्माण में भी पाए जाते हैं जो माता-पिता में अनुपस्थित हैं। ऐसा तब होता है जब माता-पिता में भिन्न दो या दो से अधिक गैर-एलील जीन एक ही गुण के निर्माण को प्रभावित करते हैं।

संयोजनात्मक परिवर्तनशीलता के मुख्य स्रोत हैं:

पहले अर्धसूत्रीविभाजन में समजात गुणसूत्रों का स्वतंत्र विचलन;

गुणसूत्र क्रॉसिंग की घटना के आधार पर जीन पुनर्संयोजन (पुनर्संयोजन गुणसूत्र, युग्मनज में एक बार, उन संकेतों की उपस्थिति का कारण बनता है जो माता-पिता के लिए विशिष्ट नहीं हैं);

निषेचन के दौरान युग्मकों का आकस्मिक मिलन।

महत्वपूर्ण या मुख्य स्थान पर उत्परिवर्तनीय परिवर्तनशीलताउत्परिवर्तन झूठ बोलते हैं - जीनोटाइप में लगातार परिवर्तन जो संपूर्ण गुणसूत्रों, उनके भागों या व्यक्तिगत जीन को प्रभावित करते हैं।

1) शरीर पर प्रभाव के परिणामों के अनुसार उत्परिवर्तन के प्रकारों को लाभकारी, हानिकारक और तटस्थ में विभाजित किया गया है।

2) उत्पत्ति के स्थान के अनुसार, उत्परिवर्तन जननात्मक हो सकते हैं यदि वे रोगाणु कोशिकाओं में उत्पन्न होते हैं: वे स्वयं को उस पीढ़ी में प्रकट कर सकते हैं जो रोगाणु कोशिकाओं से विकसित होती है। दैहिक उत्परिवर्तन दैहिक (गैर-लिंग) कोशिकाओं में होते हैं। इस तरह के उत्परिवर्तन केवल अलैंगिक या वानस्पतिक प्रजनन के माध्यम से संतानों में फैल सकते हैं।

3) जीनोटाइप के किस भाग को वे प्रभावित करते हैं, इसके आधार पर उत्परिवर्तन हो सकते हैं:

जीनोमिक, जिससे गुणसूत्रों की संख्या में कई परिवर्तन होते हैं, उदाहरण के लिए, पॉलीप्लोइडी;

क्रोमोसोमल, गुणसूत्रों की संरचना में परिवर्तन, एक क्रॉसओवर के कारण एक अतिरिक्त खंड के जुड़ने, गुणसूत्रों के एक निश्चित खंड के 180 ° तक घूमने या व्यक्तिगत गुणसूत्रों की संख्या में परिवर्तन के साथ जुड़ा हुआ है। गुणसूत्र पुनर्व्यवस्था के लिए धन्यवाद, कैरियोटाइप का विकास होता है, और ऐसी पुनर्व्यवस्था के परिणामस्वरूप उत्पन्न होने वाले व्यक्तिगत उत्परिवर्ती अस्तित्व की स्थितियों के लिए अधिक अनुकूलित हो सकते हैं, गुणा कर सकते हैं और एक नई प्रजाति को जन्म दे सकते हैं;

जीन उत्परिवर्तन डीएनए अणु में न्यूक्लियोटाइड के अनुक्रम में बदलाव से जुड़े होते हैं। यह उत्परिवर्तन का सबसे सामान्य प्रकार है।

4) घटना की विधि के अनुसार, उत्परिवर्तन को सहज और प्रेरित में विभाजित किया गया है।

मानव हस्तक्षेप के बिना उत्परिवर्ती पर्यावरणीय कारकों के प्रभाव में प्राकृतिक परिस्थितियों में सहज उत्परिवर्तन होते हैं।

प्रेरित उत्परिवर्तन तब होते हैं जब उत्परिवर्तजन कारक शरीर की ओर निर्देशित होते हैं। भौतिक उत्परिवर्तनों में विभिन्न प्रकार के विकिरण, निम्न और उच्च तापमान शामिल हैं; रासायनिक के लिए - विभिन्न रासायनिक यौगिक; जैविक के लिए - वायरस।

तो, उत्परिवर्तन वंशानुगत परिवर्तनशीलता का मुख्य स्रोत है - जीवों के विकास में एक कारक। उत्परिवर्तन के कारण नए एलील प्रकट होते हैं (इन्हें उत्परिवर्ती कहा जाता है)। हालाँकि, अधिकांश उत्परिवर्तन जीवित प्राणियों के लिए हानिकारक होते हैं, क्योंकि वे उनकी फिटनेस, संतान पैदा करने की क्षमता को कम कर देते हैं। प्रकृति कई गलतियाँ करती है, उत्परिवर्तन के कारण, कई संशोधित जीनोटाइप बनाती है, लेकिन साथ ही, यह हमेशा असंदिग्ध रूप से और स्वचालित रूप से उन जीनोटाइप का चयन करती है जो फेनोटाइप को कुछ पर्यावरणीय परिस्थितियों के लिए सबसे अनुकूल बनाते हैं।

इस प्रकार, उत्परिवर्तन प्रक्रिया विकासवादी परिवर्तन का मुख्य स्रोत है।

2. देना सामान्य विशेषताएँवर्ग द्विबीजपत्री पौधे। प्रकृति, मानव जीवन में द्विबीजपत्री पौधों का क्या महत्व है?

वर्ग द्विबीजपत्री पौधेपौधे जिनमें बीज भ्रूण होता है

दो बीजपत्र.

द्विबीजपत्री वर्ग - 325 परिवार।

द्विबीजपत्री पौधों के बड़े परिवारों पर विचार करें.

परिवार	फूल, पुष्पक्रम की विशेषताएं	पुष्प सूत्र	भ्रूण	प्रतिनिधियों
Compositae	फूल - छोटे, ट्यूबलर और ईख के आकार के - असममित। पुष्पक्रम - टोकरी।	सीएच (5) एल 5 टीएन पी 1 - ट्यूबलर फूल सीएच (5) एल 5 टीएन पी 1 - ईख के फूल	बीज, अखरोट	जड़ी-बूटी वाले पौधे (औषधीय और तिलहन) - सिंहपर्णी, कासनी, कॉर्नफ्लावर, कैमोमाइल, एस्टर और कई अन्य।
cruciferous	पेरियनथ - चार सदस्यीय। पुष्पक्रम रेसमी, शायद ही कभी ढाल के रूप में होता है।	डब्ल्यू 4 एल 4 टी 4+2 आर 1	फली, फली	वार्षिक और बारहमासी शाकाहारी पौधे - शलजम, मूली, शलजम, मूली, स्वेड, गोभी और कई अन्य।
गुलाब	फूल एकान्त होते हैं	पी (5) एल 5 टीएन पी 1 पी 5+5 एल 5 टीएन पी 1	ड्रूप, कंपाउंड ड्रूप, पॉलीनटलेट, सेब	जड़ी-बूटियाँ, झाड़ियाँ, पेड़। गुलाब, रास्पबेरी, स्ट्रॉबेरी, बेर, सेब का पेड़, नाशपाती और कई अन्य।
फलियां	ब्रश सिर	डब्ल्यू 5 एल 1+2+(2) टी (9)+1 पी 1	सेम	झाड़ियां। शाकाहारी पौधे - सेम, मटर, दाल, मूंगफली, तिपतिया घास, अल्फाल्फा, ल्यूपिन और कई अन्य।
नैटशाइड	एकल फूल या पुष्पक्रम - ब्रश, कर्ल	डब्ल्यू (5) एल (5) टी (5) आर 1	बेरी, डिब्बा	पेड़। शाकाहारी पौधे - बैंगन, टमाटर, मिर्च, आलू, नाइटशेड, डोप, हेनबैन और कई अन्य। अन्य

प्रकृति में महत्व:- इस वर्ग के पौधे पारिस्थितिक तंत्र में उत्पादक होते हैं, अर्थात वे कार्बनिक पदार्थों का प्रकाश संश्लेषण करते हैं; - ये पौधे सभी की शुरुआत हैं आहार शृखला; - ये पौधे बायोजियोसेनोसिस (बर्च वन, फायरवीड स्टेपी) के प्रकार का निर्धारण करते हैं; वे पदार्थों और पानी के चक्र में सक्रिय भागीदार हैं।

मानव जीवन में महत्व: - डाइकोटाइलडोनस वर्ग के पौधों में, कई खेती वाले पौधे हैं जिनके अंगों का उपयोग मानव भोजन के लिए किया जाता है (रोसेसी परिवार - चेरी, सेब, प्लम, रास्पबेरी, परिवार कंपोजिटाई - सूरजमुखी, परिवार सोलानेसी - टमाटर, आलू) , काली मिर्च, परिवार। क्रुसिफेरस - गोभी की विभिन्न किस्में, फलियां - मटर, सोयाबीन, सेम) - कई पौधों का उपयोग पशुओं के चारे के लिए किया जाता है; - प्राकृतिक धागे (लिनन, कपास) के उत्पादन में; - सांस्कृतिक और सजावटी (बबूल, गुलाब) के रूप में; - औषधीय (सरसों, कैमोमाइल, बिछुआ, थर्मोप्सिस)। इस वर्ग में कई मसाले भी हैं, वे तम्बाकू, कॉफी, चाय, कोको, रंग, रस्सियाँ, रस्सियाँ, कागज, लकड़ी के बर्तन, फर्नीचर, का उत्पादन करते हैं। संगीत वाद्ययंत्र; - कुछ डाइकोटाइलडॉन (ओक, हॉर्नबीम, लिंडेन) की लकड़ी निर्माण के लिए अमूल्य है।

वंशानुगत परिवर्तनशीलता- यह जीनोटाइप में परिवर्तन के कारण होने वाली परिवर्तनशीलता का एक रूप है, जो उत्परिवर्तनीय या संयोजनात्मक परिवर्तनशीलता से जुड़ा हो सकता है।

उत्परिवर्तनीय परिवर्तनशीलता

जीन में समय-समय पर परिवर्तन होते रहते हैं, जिन्हें कहा जाता हैउत्परिवर्तन. ये परिवर्तन यादृच्छिक होते हैं और अनायास ही प्रकट हो जाते हैं। उत्परिवर्तन के कारण बहुत विविध हो सकते हैं। उपलब्ध पूरी लाइनऐसे कारक जो उत्परिवर्तन की संभावना को बढ़ाते हैं। इसका असर जरूर हो सकता है रासायनिक पदार्थ, विकिरण, तापमान, आदि। इन साधनों की सहायता से उत्परिवर्तन पैदा करना संभव है, हालांकि, उनकी घटना की यादृच्छिक प्रकृति संरक्षित है और किसी विशेष उत्परिवर्तन की उपस्थिति की भविष्यवाणी करना असंभव है।

परिणामी उत्परिवर्तन वंशजों को प्रेषित होते हैं, यानी, वंशानुगत परिवर्तनशीलता निर्धारित करते हैं, जिसमें उत्परिवर्तन कहां हुआ उससे संबंधित एक महत्वपूर्ण चेतावनी है। यदि किसी रोगाणु कोशिका में उत्परिवर्तन होता है, तो उसमें वंशजों को हस्तांतरित होने, यानी विरासत में मिलने की क्षमता होती है। यदि किसी दैहिक कोशिका में उत्परिवर्तन होता है, तो यह केवल उन्हीं कोशिकाओं में संचारित होता है जो इस दैहिक कोशिका से उत्पन्न होती हैं। ऐसे उत्परिवर्तनों को दैहिक कहा जाता है, ये वंशानुगत नहीं होते।

उत्परिवर्तन के कई मुख्य प्रकार हैं:

1. जीन उत्परिवर्तन जिसमें व्यक्तिगत जीन के स्तर पर परिवर्तन होते हैं, यानी डीएनए अणु के अनुभाग। यह न्यूक्लियोटाइड का नुकसान हो सकता है, एक आधार का दूसरे के साथ प्रतिस्थापन, न्यूक्लियोटाइड की पुनर्व्यवस्था, या नए का जुड़ाव।
2. गुणसूत्र उत्परिवर्तन गुणसूत्रों की संरचना के उल्लंघन से जुड़े हैं। वे गंभीर परिवर्तन लाते हैं जिनका पता माइक्रोस्कोप से भी लगाया जा सकता है। इस तरह के उत्परिवर्तन में गुणसूत्र अनुभागों का नुकसान (विलोपन), अनुभागों का जुड़ना, गुणसूत्र अनुभाग का 180° तक घूमना और दोहराव की उपस्थिति शामिल है।
3. गुणसूत्रों की संख्या में परिवर्तन के कारण होने वाले जीनोमिक उत्परिवर्तन। अतिरिक्त समजात गुणसूत्र प्रकट हो सकते हैं, गुणसूत्र समुच्चय में दो समजात गुणसूत्रों के स्थान पर तीन होते हैं - ट्राइसॉमी। मोनोसॉमी के मामले में, एक जोड़े से एक गुणसूत्र का नुकसान होता है। पॉलीप्लोइडी के साथ, जीनोम में कई गुना वृद्धि होती है। जीनोमिक उत्परिवर्तन का एक अन्य प्रकार अगुणित है, जिसमें प्रत्येक जोड़ी से केवल एक गुणसूत्र रहता है।

जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, उत्परिवर्तन की आवृत्ति विभिन्न कारकों से प्रभावित होती है। जब कई जीनोमिक उत्परिवर्तन होते हैं बडा महत्वविशेष रूप से, माँ की उम्र होती है।

आनुवंशिकता एवं परिवर्तनशीलता. संयोजन परिवर्तनशीलता

इस प्रकार की परिवर्तनशीलता यौन प्रक्रिया की प्रकृति से निर्धारित होती है। संयोजनात्मक परिवर्तनशीलता के साथ, जीनों के नए संयोजनों के कारण नए जीनोटाइप उत्पन्न होते हैं। इस प्रकार की परिवर्तनशीलता रोगाणु कोशिकाओं के निर्माण के चरण में ही प्रकट हो जाती है। जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, प्रत्येक सेक्स कोशिका (गैमीट) में प्रत्येक जोड़ी से केवल एक समजात गुणसूत्र होता है। गुणसूत्र बिल्कुल यादृच्छिक तरीके से युग्मक में आते हैं, इसलिए एक व्यक्ति की रोगाणु कोशिकाएं गुणसूत्रों में जीन के सेट में काफी भिन्न हो सकती हैं। संयुक्त परिवर्तनशीलता के उद्भव के लिए एक और भी महत्वपूर्ण चरण निषेचन है, जिसके बाद एक नए उभरे जीव में 50% जीन एक माता-पिता से और 50% दूसरे से विरासत में मिलते हैं।

इतिहास से

यह विचार कि जीवित प्राणियों की विशेषता आनुवंशिकता और परिवर्तनशीलता है, प्राचीन काल में विकसित हुई। यह देखा गया कि पीढ़ी-दर-पीढ़ी जीवों के प्रजनन के दौरान, एक विशेष प्रजाति (आनुवंशिकता की अभिव्यक्ति) में निहित संकेतों और गुणों का एक जटिल संचारित होता है। हालाँकि, यह भी उतना ही स्पष्ट है कि एक ही प्रजाति के व्यक्तियों (परिवर्तनशीलता की अभिव्यक्ति) के बीच कुछ अंतर हैं।

इन गुणों की उपस्थिति के ज्ञान का उपयोग खेती वाले पौधों की नई किस्मों और घरेलू पशुओं की नस्लों के विकास में किया गया था। इस्तरी में कृषिसंकरण का उपयोग किया गया, अर्थात, ऐसे जीवों का संकरण जो किसी न किसी तरह से एक दूसरे से भिन्न होते हैं। हालाँकि, पहले देर से XIXवी ऐसा कार्य परीक्षण और त्रुटि द्वारा किया गया था, क्योंकि जीवों के ऐसे गुणों की अभिव्यक्ति के अंतर्निहित तंत्र ज्ञात नहीं थे, और इस संबंध में मौजूद परिकल्पनाएं पूरी तरह से काल्पनिक थीं।

1866 में, एक चेक शोधकर्ता ग्रेगर मेंडल का काम, "प्लांट हाइब्रिड्स पर प्रयोग" प्रकाशित हुआ था। इसमें कई प्रजातियों के पौधों की पीढ़ियों में लक्षणों की विरासत के पैटर्न का वर्णन किया गया है, जिसे जी. मेंडल ने कई और सावधानीपूर्वक किए गए प्रयोगों के परिणामस्वरूप पहचाना। लेकिन उनके शोध ने उनके समकालीनों का ध्यान आकर्षित नहीं किया, जो उस समय के जैविक विज्ञान के सामान्य स्तर से आगे निकलने वाले विचारों की नवीनता और गहराई की सराहना करने में विफल रहे। केवल 1900 में, तीन शोधकर्ताओं (हॉलैंड में जी. डी व्रीस, जर्मनी में के. कोरेंस और ऑस्ट्रिया में ई. सेर्मक) द्वारा जी. मेंडल के नियमों की नए सिरे से और स्वतंत्र रूप से खोज के बाद, एक नए जैविक विज्ञान - आनुवंशिकी का विकास हुआ, जो आनुवंशिकता और परिवर्तनशीलता के पैटर्न का अध्ययन करता है। ग्रेगर मेंडल को इस युवा, लेकिन बहुत तेज़ी से विकसित होने वाले विज्ञान का संस्थापक माना जाता है।

जीवों की आनुवंशिकता

जीवों की आनुवंशिकता को पूर्वजों से संतानों तक संरचनात्मक विशेषताओं और कार्यों को संरक्षित और प्रसारित करने के लिए सभी जीवों की सामान्य संपत्ति कहा जाता है।

जीवों में माता-पिता और संतानों के बीच संबंध मुख्य रूप से प्रजनन के माध्यम से होता है। संतानें हमेशा माता-पिता और पूर्वजों की तरह होती हैं, लेकिन वे हूबहू नकल नहीं होतीं।

हर कोई जानता है कि ओक का पेड़ बलूत के फल से उगता है, और कोयल के बच्चे अंडे से निकलते हैं। एक निश्चित किस्म के खेती वाले पौधों के बीजों से, उसी किस्म के पौधे उगते हैं। घरेलू पशुओं में एक ही नस्ल के वंशज अपने गुण बरकरार रखते हैं।

संतान अपने माता-पिता की तरह क्यों दिखती हैं? डार्विन के समय में आनुवंशिकता के कारणों को बहुत कम समझा जाता था। अब यह ज्ञात है कि आनुवंशिकता का भौतिक आधार गुणसूत्रों पर स्थित जीन हैं। जीन एक अणु का एक भाग है कार्बनिक पदार्थडीएनए, जिसके प्रभाव में लक्षण बनते हैं। जीवों की कोशिकाओं में अलग - अलग प्रकारइसमें इकाइयों और दसियों गुणसूत्रों और सैकड़ों हजारों जीन होते हैं।

उनमें स्थित जीन वाले गुणसूत्र रोगाणु कोशिकाओं और शरीर की कोशिकाओं दोनों में पाए जाते हैं। लैंगिक प्रजनन के दौरान नर और मादा युग्मकों का संलयन होता है। भ्रूण की कोशिकाओं में नर और मादा गुणसूत्र संयुक्त होते हैं, इसलिए इसका निर्माण मातृ और पितृ दोनों जीवों के जीन के प्रभाव में होता है। कुछ लक्षणों का विकास मातृ जीव के जीन से अधिक प्रभावित होता है, अन्य - पैतृक जीव द्वारा, और मातृ और पितृ जीन का तीसरे लक्षण पर समान प्रभाव पड़ता है। इसलिए, संतान, कुछ मायनों में, माँ के जीव के समान होती है, दूसरों में - पिता के समान, तीसरे में - यह पिता और माता के लक्षणों को जोड़ती है, अर्थात इसमें एक मध्यवर्ती चरित्र होता है।

जीवों की परिवर्तनशीलता

जीवों की परिवर्तनशीलता को नई विशेषताओं को प्राप्त करने के लिए जीवों की सामान्य संपत्ति कहा जाता है - एक प्रजाति के भीतर व्यक्तियों के बीच अंतर।

जीवों के सभी लक्षण परिवर्तनशील हैं: बाहरी और की विशेषताएं आंतरिक संरचना, शरीर विज्ञान, व्यवहार, आदि। जानवरों की एक जोड़ी की संतानों में या एक फल के बीज से उगाए गए पौधों के बीच, पूरी तरह से समान व्यक्तियों को पूरा करना असंभव है। एक ही नस्ल की भेड़ों के झुंड में, प्रत्येक जानवर सूक्ष्म विशेषताओं में भिन्न होता है: शरीर का आकार, पैरों की लंबाई, सिर, रंग, ऊन की लंबाई और घनत्व, आवाज, आदतें। गोल्डन रॉड (मिश्रित परिवार) के पुष्पक्रम में सीमांत ईख के फूलों की संख्या 5 से 8 तक होती है। ओक एनीमोन (बटरकप परिवार) की पंखुड़ियों की संख्या 6, और कभी-कभी 7 और 8 होती है। एक ही प्रजाति के पौधे या फूल आने, फल पकने, सूखा प्रतिरोध की डिग्री आदि के मामले में विविधता एक-दूसरे से कुछ भिन्न होती है। व्यक्तियों की परिवर्तनशीलता के कारण, जनसंख्या विषम होती है।

डार्विन ने परिवर्तनशीलता के दो मुख्य रूपों को प्रतिष्ठित किया - गैर-वंशानुगत और वंशानुगत।

गैर-वंशानुगत या संशोधन परिवर्तनशीलता

यह लंबे समय से देखा गया है कि किसी नस्ल, किस्म या प्रजाति के सभी व्यक्ति, एक निश्चित कारण के प्रभाव में, एक दिशा में बदल जाते हैं। खेती की गई पौधों की किस्में, उन परिस्थितियों के अभाव में जिनमें वे मनुष्य द्वारा पैदा की गई थीं, अपने गुण खो देती हैं। उदाहरण के लिए, सफेद गोभी, जब गर्म देशों में खेती की जाती है, तो सिर नहीं बनता है। यह ज्ञात है कि अच्छे उर्वरक, पानी और प्रकाश व्यवस्था के साथ, पौधे प्रचुर मात्रा में उगते हैं और फल देते हैं। पहाड़ों या द्वीपों पर लाए गए घोड़ों की नस्लें समय के साथ कमजोर हो जाती हैं, जहां भोजन पौष्टिक नहीं होता है। बेहतर रखरखाव और देखभाल की स्थिति में बाहरी पशुओं की उत्पादकता बढ़ जाती है। ये सभी परिवर्तन गैर-वंशानुगत हैं, और यदि पौधों या जानवरों को उनके अस्तित्व की मूल स्थितियों में स्थानांतरित किया जाता है, तो संकेत फिर से अपने मूल में लौट आते हैं।

डार्विन के समय जीवों की गैर-वंशानुगत, या संशोधन, परिवर्तनशीलता के कारणों को कम समझा गया था। आज तक, यह पता चला है कि जीव का निर्माण जीन के प्रभाव और पर्यावरणीय परिस्थितियों के प्रभाव में होता है। ये स्थितियाँ गैर-वंशानुगत, संशोधन, परिवर्तनशीलता का कारण हैं। वे वृद्धि और विकास को तेज़ या धीमा कर सकते हैं, पौधों में फूलों का रंग बदल सकते हैं, लेकिन जीन नहीं बदलते हैं। करने के लिए धन्यवाद गैर वंशानुगत परिवर्तनशीलताजनसंख्या के व्यक्ति बदलती पर्यावरणीय परिस्थितियों के अनुकूल होते हैं।

वंशानुगत परिवर्तनशीलता

संशोधन के अलावा, परिवर्तनशीलता का एक और रूप है - जीवों की वंशानुगत परिवर्तनशीलता, जो गुणसूत्रों या जीनों को प्रभावित करती है, अर्थात आनुवंशिकता की भौतिक नींव। वंशानुगत परिवर्तन डार्विन को अच्छी तरह से ज्ञात थे, उन्होंने उन्हें विकास में एक बड़ी भूमिका सौंपी।

डार्विन के समय में वंशानुगत भिन्नता के कारणों की भी बहुत कम खोज की गई थी। अब यह ज्ञात है कि वंशानुगत परिवर्तन जीन में परिवर्तन या संतानों में उनके नए संयोजन के गठन के कारण होते हैं। तो, एक प्रकार की वंशानुगत परिवर्तनशीलता - उत्परिवर्तन - जीन में परिवर्तन के कारण होती है; एक अन्य प्रजाति - संयोजनात्मक परिवर्तनशीलता - संतानों में जीन के एक नए संयोजन के कारण होती है; तीसरा - सहसंबंधी परिवर्तनशीलता - इस तथ्य से जुड़ा है कि एक ही जीन एक नहीं, बल्कि दो या दो से अधिक लक्षणों के निर्माण को प्रभावित करता है। इस प्रकार, सभी प्रकार की वंशानुगत परिवर्तनशीलता का आधार एक जीन या जीन के समूह में परिवर्तन है।

उत्परिवर्तन मामूली हो सकते हैं और जीव की विभिन्न रूपात्मक और शारीरिक विशेषताओं को प्रभावित कर सकते हैं, उदाहरण के लिए, जानवरों में - आकार, रंग, प्रजनन क्षमता, दूधियापन, आदि। कभी-कभी उत्परिवर्तन स्वयं को अधिक महत्वपूर्ण परिवर्तनों में प्रकट करते हैं। इस तरह के परिवर्तनों का उपयोग भेड़ों की वसा-पूंछ, मेरिनो और अस्त्रखान नस्लों, कई सजावटी पौधों की टेरी किस्मों, रोने वाले पेड़ों और पिरामिडनुमा मुकुट बनाने के लिए किया गया था। सरल अंडाकार पत्तियों के साथ स्ट्रॉबेरी में ज्ञात वंशानुगत परिवर्तन, विच्छेदित पत्तियों के साथ कलैंडिन।

उत्परिवर्तन विभिन्न प्रभावों के कारण हो सकते हैं। जनसंख्या में संयोजनात्मक परिवर्तनशीलता का स्रोत पार हो रहा है। एक ही जनसंख्या के अलग-अलग व्यक्ति जीनोटाइप में एक-दूसरे से कुछ भिन्न होते हैं। मुक्त क्रॉसिंग के परिणामस्वरूप, जीन के नए संयोजन प्राप्त होते हैं।

यादृच्छिक कारणों से आबादी में दिखाई देने वाले वंशानुगत परिवर्तन धीरे-धीरे मुक्त क्रॉसिंग के कारण व्यक्तियों के बीच फैलते हैं, और आबादी उनसे संतृप्त हो जाती है। अपने आप में ये वंशानुगत परिवर्तन एक नई आबादी के उद्भव का कारण नहीं बन सकते हैं, एक नई प्रजाति की तो बात ही छोड़ दें, लेकिन वे हैं आवश्यक सामग्रीचयन के लिए, विकासवादी परिवर्तन के लिए एक पूर्व शर्त।

यहां तक ​​कि डार्विन ने भी वंशानुगत परिवर्तनशीलता की सहसंबंधी प्रकृति पर ध्यान दिया। उदाहरण के लिए, जानवरों के लंबे अंग लगभग हमेशा लम्बी गर्दन के साथ होते हैं; बाल रहित कुत्तों के दांत अविकसित होते हैं; पंख वाले पैरों वाले कबूतरों के पंजों के बीच में जाल होता है। चुकंदर की टेबल किस्मों में, जड़ की फसल, डंठल और पत्तियों के नीचे का रंग समन्वित तरीके से बदलता है। फूलों के हल्के कोरोला वाले स्नैपड्रैगन में हरे रंग का तना और पत्तियां होती हैं; गहरे कोरोला के साथ - तना और पत्तियाँ गहरे रंग की होती हैं। इसलिए, किसी एक वांछित गुण का चयन करते समय, संतान में उससे जुड़े अन्य, कभी-कभी अवांछनीय, लक्षणों के प्रकट होने की संभावना को ध्यान में रखना चाहिए।

आनुवंशिकता और परिवर्तनशीलता जीवों के विभिन्न गुण हैं जो माता-पिता और अधिक दूर के पूर्वजों के साथ संतानों की समानता और असमानता निर्धारित करते हैं। आनुवंशिकता कई पीढ़ियों में कार्बनिक रूपों की स्थिरता को व्यक्त करती है, और परिवर्तनशीलता - उन्हें बदलने की क्षमता को व्यक्त करती है।

डार्विन ने बार-बार परिवर्तनशीलता और आनुवंशिकता के नियमों के गहन विकास की आवश्यकता पर बल दिया। बाद में वे आनुवंशिकी के अध्ययन का विषय बन गये।

वंशागति- यह सबसे महत्वपूर्ण विशेषताजीवित जीव, जिसमें माता-पिता के गुणों और कार्यों को उनके वंशजों में स्थानांतरित करने की क्षमता होती है। यह संचरण जीन की मदद से होता है।

जीन वंशानुगत जानकारी के भंडारण, संचरण और प्राप्ति की एक इकाई है। जीन डीएनए अणु का एक विशिष्ट खंड है, जिसकी संरचना में एक निश्चित पॉलीपेप्टाइड (प्रोटीन) की संरचना एन्कोडेड होती है। संभवतः, कई डीएनए क्षेत्र प्रोटीन को एन्कोड नहीं करते हैं, बल्कि नियामक कार्य करते हैं। किसी भी मामले में, मानव जीनोम की संरचना में, केवल 2% डीएनए अनुक्रम होते हैं जिसके आधार पर मैसेंजर आरएनए को संश्लेषित किया जाता है (प्रतिलेखन प्रक्रिया), जो प्रोटीन संश्लेषण (अनुवाद प्रक्रिया) के दौरान अमीनो एसिड अनुक्रम निर्धारित करता है। वर्तमान में यह माना जाता है कि मानव जीनोम में लगभग 30,000 जीन हैं।

जीन गुणसूत्रों पर स्थित होते हैं, जो कोशिकाओं के नाभिक में स्थित होते हैं और विशाल डीएनए अणु होते हैं।

आनुवंशिकता का गुणसूत्र सिद्धांत 1902 में सेटटन और बोवेरी द्वारा तैयार किया गया था। इस सिद्धांत के अनुसार, गुणसूत्र आनुवंशिक जानकारी के वाहक होते हैं जो किसी जीव के वंशानुगत गुणों को निर्धारित करते हैं। मनुष्यों में, प्रत्येक कोशिका में 46 गुणसूत्र होते हैं, जो 23 जोड़ियों में विभाजित होते हैं। जोड़े बनाने वाले गुणसूत्रों को समजात कहा जाता है।

सेक्स कोशिकाएं (युग्मक) एक विशेष प्रकार के विभाजन - अर्धसूत्रीविभाजन का उपयोग करके बनाई जाती हैं। अर्धसूत्रीविभाजन के परिणामस्वरूप, प्रत्येक जोड़े से केवल एक समजात गुणसूत्र प्रत्येक रोगाणु कोशिका में रहता है, अर्थात। 23 गुणसूत्र. गुणसूत्रों के ऐसे एकल सेट को अगुणित कहा जाता है। निषेचन के समय, जब नर और मादा यौन कोशिकाएं विलीन हो जाती हैं और युग्मनज बनता है, तो दोहरा सेट, जिसे द्विगुणित कहा जाता है, बहाल हो जाता है। इससे विकसित होने वाले जीव के युग्मनज में प्रत्येक नारा से एक गुणसूत्र पैतृक जीव से, दूसरा मातृ से प्राप्त होता है।

जीनोटाइप किसी जीव को उसके माता-पिता से प्राप्त जीनों का एक समूह है।

आनुवंशिकी का अध्ययन करने वाली एक और घटना परिवर्तनशीलता है। परिवर्तनशीलता को जीवों की नई विशेषताएं प्राप्त करने की क्षमता के रूप में समझा जाता है - एक प्रजाति के भीतर अंतर। परिवर्तन दो प्रकार के होते हैं:
- वंशानुगत;
- संशोधन (गैर वंशानुगत).

वंशानुगत परिवर्तनशीलता- यह जीनोटाइप में परिवर्तन के कारण होने वाली परिवर्तनशीलता का एक रूप है, जो उत्परिवर्तनीय या संयोजनात्मक परिवर्तनशीलता से जुड़ा हो सकता है।

उत्परिवर्तनीय परिवर्तनशीलता.
जीन में समय-समय पर परिवर्तन होते रहते हैं, जिन्हें उत्परिवर्तन कहा जाता है। ये परिवर्तन यादृच्छिक होते हैं और अनायास ही प्रकट हो जाते हैं। उत्परिवर्तन के कारण बहुत विविध हो सकते हैं। ऐसे कई कारक हैं जो उत्परिवर्तन होने की संभावना को बढ़ाते हैं। यह कुछ रसायनों, विकिरण, तापमान आदि के संपर्क में हो सकता है। इन तरीकों से उत्परिवर्तन हो सकते हैं, लेकिन उनकी घटना की यादृच्छिक प्रकृति बनी रहती है, और किसी विशेष उत्परिवर्तन की उपस्थिति की भविष्यवाणी करना असंभव है।

परिणामी उत्परिवर्तन वंशजों को प्रेषित होते हैं, अर्थात, वे वंशानुगत परिवर्तनशीलता निर्धारित करते हैं, जो कि उत्परिवर्तन घटित होने के स्थान से जुड़ा होता है। यदि रोगाणु कोशिका में उत्परिवर्तन होता है, तो इसे वंशजों में प्रसारित होने का अवसर मिलता है, अर्थात। विरासत में मिले. यदि उत्परिवर्तन किसी दैहिक कोशिका में हुआ है, तो यह केवल उन लोगों में ही संचरित होता है जो इस दैहिक कोशिका से उत्पन्न होते हैं। ऐसे उत्परिवर्तनों को दैहिक कहा जाता है, ये वंशानुगत नहीं होते।

उत्परिवर्तन के कई मुख्य प्रकार होते हैं।
- जीन उत्परिवर्तन, जिसमें व्यक्तिगत जीन के स्तर पर परिवर्तन होते हैं, यानी डीएनए अणु के अनुभाग। यह न्यूक्लियोटाइड की बर्बादी, एक आधार का दूसरे के साथ प्रतिस्थापन, न्यूक्लियोटाइड की पुनर्व्यवस्था, या नए का जोड़ हो सकता है।
- गुणसूत्रों की संरचना के उल्लंघन से जुड़े गुणसूत्र उत्परिवर्तन से गंभीर परिवर्तन होते हैं जिन्हें माइक्रोस्कोप का उपयोग करके पता लगाया जा सकता है। इस तरह के उत्परिवर्तन में गुणसूत्र अनुभागों का नुकसान (विलोपन), अनुभागों का जुड़ना, गुणसूत्र अनुभाग का 180° तक घूमना और दोहराव की उपस्थिति शामिल है।
- जीनोमिक उत्परिवर्तन गुणसूत्रों की संख्या में परिवर्तन के कारण होते हैं। अतिरिक्त समजात गुणसूत्र प्रकट हो सकते हैं: गुणसूत्र सेट में, दो समजात गुणसूत्रों के स्थान पर तीन ट्राइसॉमी होते हैं। मोनोसॉमी के मामले में, एक जोड़े से एक गुणसूत्र का नुकसान होता है। पॉलीप्लोइडी के साथ, जीनोम में कई गुना वृद्धि होती है। जीनोमिक उत्परिवर्तन का एक अन्य प्रकार अगुणित है, जिसमें प्रत्येक जोड़ी से केवल एक गुणसूत्र रहता है।

जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, उत्परिवर्तन की आवृत्ति विभिन्न कारकों से प्रभावित होती है। जब कई जीनोमिक उत्परिवर्तन होते हैं, तो विशेष रूप से मां की उम्र का बहुत महत्व होता है।

संयोजन परिवर्तनशीलता.
इस प्रकार की परिवर्तनशीलता यौन प्रक्रिया की प्रकृति से निर्धारित होती है। संयोजनात्मक परिवर्तनशीलता के साथ, जीनों के नए संयोजनों के कारण नए जीनोटाइप उत्पन्न होते हैं। इस प्रकार की परिवर्तनशीलता रोगाणु कोशिकाओं के निर्माण के चरण में ही प्रकट हो जाती है। जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, प्रत्येक सेक्स कोशिका (गैमीट) में प्रत्येक जोड़ी से केवल एक समजात गुणसूत्र होता है। गुणसूत्र युग्मक में अनियमित रूप से प्रवेश करते हैं, इसलिए एक व्यक्ति की रोगाणु कोशिकाएं गुणसूत्रों में जीन के सेट में काफी भिन्न हो सकती हैं। संयुक्त परिवर्तनशीलता के उद्भव के लिए एक और भी महत्वपूर्ण चरण निषेचन है, जिसके बाद नए उभरे जीव के 50% जीन एक माता-पिता से और 50% दूसरे से विरासत में मिलते हैं।

संशोधन परिवर्तनशीलता जीनोटाइप में परिवर्तन से जुड़ी नहीं है, बल्कि विकासशील जीव पर पर्यावरण के प्रभाव के कारण होती है।

वंशानुक्रम के सार को समझने के लिए संशोधन परिवर्तनशीलता की उपस्थिति बहुत महत्वपूर्ण है। गुण विरासत में नहीं मिलते. आप बिल्कुल एक ही जीनोटाइप वाले जीव ले सकते हैं, उदाहरण के लिए, एक ही पौधे से कटिंग उगाएं, लेकिन उन्हें अलग-अलग परिस्थितियों (प्रकाश, आर्द्रता, खनिज पोषण) में रखें और विभिन्न गुणों (विकास, उपज, पत्ती का आकार) के साथ बिल्कुल अलग पौधे प्राप्त करें। . इत्यादि.) किसी जीव के वास्तव में बने लक्षणों का वर्णन करने के लिए "फेनोटाइप" की अवधारणा का उपयोग किया जाता है।

फेनोटाइप किसी जीव के वास्तविक रूप से घटित होने वाले लक्षणों का संपूर्ण परिसर है, जो जीव के विकास के दौरान जीनोटाइप और पर्यावरणीय प्रभावों की परस्पर क्रिया के परिणामस्वरूप बनता है। इस प्रकार, वंशानुक्रम का सार किसी गुण की विरासत में नहीं है, बल्कि विकासात्मक स्थितियों के साथ बातचीत के परिणामस्वरूप, एक निश्चित फेनोटाइप देने के लिए जीनोटाइप की क्षमता में निहित है।

चूँकि संशोधन परिवर्तनशीलता जीनोटाइप में परिवर्तन से जुड़ी नहीं है, इसलिए संशोधन विरासत में नहीं मिलते हैं। आमतौर पर किसी कारण से इस स्थिति को स्वीकार करना कठिन होता है। ऐसा लगता है कि यदि, मान लीजिए, माता-पिता कई पीढ़ियों तक वजन उठाने का प्रशिक्षण लेते हैं और उनकी मांसपेशियाँ विकसित हो गई हैं, तो ये गुण बच्चों को भी दिए जाने चाहिए। इस बीच, यह एक विशिष्ट संशोधन है, और प्रशिक्षण पर्यावरण का प्रभाव है जिसने विशेषता के विकास को प्रभावित किया है। संशोधन के दौरान जीनोटाइप में कोई परिवर्तन नहीं होता है, और संशोधन के परिणामस्वरूप प्राप्त लक्षण विरासत में नहीं मिलते हैं। डार्विन ने इस प्रकार की भिन्नता को गैर-वंशानुगत कहा।

संशोधन परिवर्तनशीलता की सीमाओं को चिह्नित करने के लिए, प्रतिक्रिया मानदंड की अवधारणा का उपयोग किया जाता है। किसी व्यक्ति के कुछ लक्षण पर्यावरणीय प्रभावों के कारण नहीं बदले जा सकते, जैसे रक्त प्रकार, लिंग, आंखों का रंग। इसके विपरीत, अन्य लोग पर्यावरण के प्रभावों के प्रति बहुत संवेदनशील हैं। उदाहरण के लिए, सूरज के लंबे समय तक संपर्क में रहने के परिणामस्वरूप, त्वचा का रंग गहरा हो जाता है और बाल हल्के हो जाते हैं। किसी व्यक्ति का वजन पोषण, बीमारी, की उपस्थिति की विशेषताओं से काफी प्रभावित होता है बुरी आदतें, तनाव, जीवनशैली।

पर्यावरणीय प्रभाव न केवल मात्रात्मक, बल्कि फेनोटाइप में गुणात्मक परिवर्तन भी ला सकते हैं। प्राइमरोज़ की कुछ प्रजातियों में, कम हवा के तापमान (15-20 सी) पर, लाल फूल दिखाई देते हैं, लेकिन अगर पौधों को 30 डिग्री सेल्सियस के तापमान के साथ आर्द्र वातावरण में रखा जाता है, तो सफेद फूल बनते हैं।

इसके अलावा, हालांकि प्रतिक्रिया दर परिवर्तनशीलता (संशोधन परिवर्तनशीलता) के एक गैर-वंशानुगत रूप की विशेषता है, यह जीनोटाइप द्वारा भी निर्धारित की जाती है। यह प्रावधान बहुत महत्वपूर्ण है: प्रतिक्रिया दर जीनोटाइप पर निर्भर करती है। जीनोटाइप पर पर्यावरण का समान प्रभाव इसके लक्षणों में से एक में मजबूत बदलाव ला सकता है और दूसरे को किसी भी तरह से प्रभावित नहीं कर सकता है।

पाठ्यपुस्तक माध्यमिक (पूर्ण) सामान्य शिक्षा के लिए संघीय राज्य शैक्षिक मानक का अनुपालन करती है, रूसी संघ के शिक्षा और विज्ञान मंत्रालय द्वारा अनुशंसित है और पाठ्यपुस्तकों की संघीय सूची में शामिल है।

पाठ्यपुस्तक कक्षा 10 के छात्रों को संबोधित है और प्रति सप्ताह 1 या 2 घंटे विषय पढ़ाने के लिए डिज़ाइन की गई है।

आधुनिक डिज़ाइन, बहु-स्तरीय प्रश्न और कार्य, अतिरिक्त जानकारीऔर इलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोग के साथ समानांतर कार्य की संभावना शैक्षिक सामग्री को प्रभावी ढंग से आत्मसात करने में योगदान करती है।

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याद करना!

उन संकेतों के उदाहरण दीजिए जो प्रभाव में बदलते हैं बाहरी वातावरण.

उत्परिवर्तन क्या हैं?

परिवर्तनशीलता- जीवित चीजों के सबसे महत्वपूर्ण गुणों में से एक, जीवित जीवों की अन्य प्रजातियों और उनकी अपनी प्रजातियों दोनों के व्यक्तियों से मतभेद हासिल करने की क्षमता।

परिवर्तनशीलता दो प्रकार की होती है: गैर वंशानुगत(फेनोटाइपिक, या संशोधन) और वंशानुगत(जीनोटाइपिक)।

गैर वंशानुगत (संशोधन) परिवर्तनशीलता.इस प्रकार की परिवर्तनशीलता पर्यावरणीय कारकों के प्रभाव में नए लक्षणों के उद्भव की प्रक्रिया है जो जीनोटाइप को प्रभावित नहीं करती है। नतीजतन, इस मामले में उत्पन्न होने वाले संकेतों के संशोधन - संशोधन - विरासत में नहीं मिले हैं (चित्र 93)। दो समान (मोनोज़ाइगस) जुड़वाँ, बिल्कुल एक जैसे जीनोटाइप वाले, लेकिन भाग्य की इच्छा से अलग-अलग परिस्थितियों में बड़े हुए, एक-दूसरे से बहुत भिन्न हो सकते हैं। लक्षणों के विकास पर बाहरी वातावरण के प्रभाव को साबित करने वाला एक उत्कृष्ट उदाहरण एरोहेड है। यह पौधा बढ़ती परिस्थितियों के आधार पर तीन प्रकार की पत्तियाँ विकसित करता है - हवा में, पानी के स्तंभ में या इसकी सतह पर।

चावल। 93. तेज रोशनी में उगाए गए ओक के पत्ते (ए) और छायादार जगह पर (बी)

चावल। 94. विभिन्न तापमानों के प्रभाव में हिमालयी खरगोश के कोट का रंग बदलना

तापमान के प्रभाव में पर्यावरणहिमालयन खरगोश के कोट का रंग बदल जाता है। गर्भ में विकसित हो रहा भ्रूण ऊंचे तापमान की स्थिति में होता है, जो वर्णक संश्लेषण के लिए आवश्यक एंजाइम को नष्ट कर देता है, इसलिए खरगोश पूरी तरह से सफेद पैदा होते हैं। जन्म के कुछ समय बाद, शरीर के कुछ उभरे हुए हिस्से (नाक, कान के सिरे और पूंछ) काले पड़ने लगते हैं, क्योंकि वहां तापमान अन्य स्थानों की तुलना में कम होता है, और एंजाइम नष्ट नहीं होता है। यदि आप सफेद ऊन के एक क्षेत्र को निकालकर त्वचा को ठंडा कर दें, तो इस स्थान पर काला ऊन उग आएगा (चित्र 94)।

आनुवंशिक रूप से करीबी जीवों में समान पर्यावरणीय परिस्थितियों में, संशोधन परिवर्तनशीलता होती है समूह चरित्र, उदाहरण के लिए, में ग्रीष्म कालज्यादातर लोगों में, यूवी किरणों के प्रभाव में, त्वचा में एक सुरक्षात्मक रंगद्रव्य, मेलेनिन जमा हो जाता है, लोग धूप सेंकते हैं।

पर्यावरणीय परिस्थितियों के प्रभाव में जीवों की एक ही प्रजाति में परिवर्तनशीलता होती है विभिन्न संकेतपूरी तरह से अलग हो सकता है. उदाहरण के लिए, मवेशियों में, दूध की उपज, वजन और प्रजनन क्षमता भोजन और रखरखाव की स्थितियों पर बहुत निर्भर होती है, और, उदाहरण के लिए, बाहरी परिस्थितियों के प्रभाव में दूध की वसा सामग्री बहुत कम बदलती है। प्रत्येक गुण के लिए संशोधन परिवर्तनशीलता की अभिव्यक्तियाँ उनकी प्रतिक्रिया दर द्वारा सीमित होती हैं। प्रतिक्रिया की दर- ये वे सीमाएँ हैं जिनमें किसी दिए गए जीनोटाइप में किसी गुण में परिवर्तन संभव है। संशोधन परिवर्तनशीलता के विपरीत, प्रतिक्रिया दर विरासत में मिली है, और इसकी सीमाएं अलग-अलग लक्षणों और व्यक्तिगत व्यक्तियों के लिए अलग-अलग हैं। सबसे कम प्रतिक्रिया दर उन संकेतों के लिए विशिष्ट है जो महत्वपूर्ण प्रदान करते हैं महत्वपूर्ण गुणजीव।

इस तथ्य के कारण कि अधिकांश संशोधनों में एक अनुकूली मूल्य होता है, वे अनुकूलन में योगदान करते हैं - बदलती परिस्थितियों में अस्तित्व की प्रतिक्रिया के मानक की सीमा के भीतर जीव का अनुकूलन।

वंशानुगत (जीनोटाइपिक) परिवर्तनशीलता।इस प्रकार की परिवर्तनशीलता जीनोटाइप में परिवर्तन से जुड़ी होती है, और इसके परिणामस्वरूप प्राप्त लक्षण विरासत में मिलते हैं। अगली पीढ़ियाँ. जीनोटाइपिक परिवर्तनशीलता के दो रूप हैं: संयोजनात्मक और उत्परिवर्तनात्मक।

संयोजन परिवर्तनशीलता संतानों के जीनोटाइप में पैतृक जीन के अन्य संयोजनों के गठन के परिणामस्वरूप नए लक्षणों की उपस्थिति शामिल है। इस प्रकार की परिवर्तनशीलता पहले अर्धसूत्रीविभाजन में समजात गुणसूत्रों के स्वतंत्र विचलन पर आधारित है, सभा के मौकेनिषेचन के दौरान एक ही पैतृक जोड़े में युग्मक और पैतृक जोड़े का यादृच्छिक चयन। यह आनुवंशिक सामग्री के पुनर्संयोजन की ओर भी ले जाता है और समजात गुणसूत्रों के वर्गों के आदान-प्रदान की परिवर्तनशीलता को बढ़ाता है, जो अर्धसूत्रीविभाजन के पहले चरण में होता है। इस प्रकार, संयोजन परिवर्तनशीलता की प्रक्रिया में, जीन और गुणसूत्रों की संरचना नहीं बदलती है, लेकिन एलील के नए संयोजन से नए जीनोटाइप का निर्माण होता है और परिणामस्वरूप, नए फेनोटाइप के साथ संतानों की उपस्थिति होती है।

उत्परिवर्तनीय परिवर्तनशीलता यह उत्परिवर्तन के गठन के परिणामस्वरूप जीव के नए गुणों के प्रकट होने में व्यक्त होता है। "उत्परिवर्तन" शब्द पहली बार 1901 में डच वनस्पतिशास्त्री ह्यूगो डी व्रीस द्वारा पेश किया गया था। के अनुसार आधुनिक विचार उत्परिवर्तन- ये आनुवंशिक सामग्री में अचानक प्राकृतिक या कृत्रिम रूप से प्रेरित वंशानुगत परिवर्तन हैं, जिससे जीव की कुछ फेनोटाइपिक विशेषताओं और गुणों में परिवर्तन होता है। प्रकृति में उत्परिवर्तन अप्रत्यक्ष अर्थात् यादृच्छिक होते हैं और वंशानुगत परिवर्तनों का सबसे महत्वपूर्ण स्रोत होते हैं, जिनके बिना जीवों का विकास असंभव है। XVIII सदी के अंत में। अमेरिका में, छोटे अंगों वाली एक भेड़ का जन्म हुआ, जिसने एक नई एंकॉन नस्ल को जन्म दिया (चित्र 95)। 20वीं सदी की शुरुआत में स्वीडन में। प्लैटिनम फर वाला एक मिंक एक फर फार्म पर पैदा हुआ था। कुत्तों और बिल्लियों में लक्षणों की विशाल विविधता उत्परिवर्तनीय भिन्नता का परिणाम है। उत्परिवर्तन अचानक होते हैं, नये उत्परिवर्तन की तरह गुणात्मक परिवर्तन: काले गेहूं से गेहूं का निर्माण हुआ, ड्रोसोफिला में छोटे पंख और धारीदार आंखें दिखाई दीं, उत्परिवर्तन के परिणामस्वरूप एगाउटी के प्राकृतिक रंग से खरगोशों में सफेद, भूरा, काला रंग दिखाई दिया।

उत्पत्ति के स्थान के अनुसार, दैहिक और जनन उत्परिवर्तन को प्रतिष्ठित किया जाता है। दैहिक उत्परिवर्तनशरीर की कोशिकाओं में उत्पन्न होते हैं और यौन प्रजनन के माध्यम से अगली पीढ़ियों तक प्रसारित नहीं होते हैं। ऐसे उत्परिवर्तन के उदाहरण उम्र के धब्बे और त्वचा पर मस्से हैं। जनरेटिव उत्परिवर्तनरोगाणु कोशिकाओं में दिखाई देते हैं और विरासत में मिलते हैं।

चावल। 95. एंकोना भेड़

आनुवंशिक सामग्री में परिवर्तन के स्तर के अनुसार, जीन, क्रोमोसोमल और जीनोमिक उत्परिवर्तन को प्रतिष्ठित किया जाता है। जीन उत्परिवर्तनव्यक्तिगत जीन में परिवर्तन का कारण बनता है, डीएनए श्रृंखला में न्यूक्लियोटाइड के क्रम को बाधित करता है, जिससे एक परिवर्तित प्रोटीन का संश्लेषण होता है।

गुणसूत्र उत्परिवर्तनगुणसूत्र के एक महत्वपूर्ण हिस्से को प्रभावित करते हैं, एक साथ कई जीनों के कामकाज को बाधित करते हैं। गुणसूत्र का एक अलग टुकड़ा दोगुना हो सकता है या नष्ट हो सकता है, जो शरीर के कामकाज में गंभीर गड़बड़ी का कारण बनता है, विकास के प्रारंभिक चरण में भ्रूण की मृत्यु तक।

जीनोमिक उत्परिवर्तनअर्धसूत्रीविभाजन में गुणसूत्रों के विचलन के उल्लंघन के परिणामस्वरूप गुणसूत्रों की संख्या में परिवर्तन होता है। एक गुणसूत्र की अनुपस्थिति या एक अतिरिक्त की उपस्थिति प्रतिकूल परिणाम देती है। अधिकांश प्रसिद्ध उदाहरणडाउन सिंड्रोम एक जीनोमिक उत्परिवर्तन है, एक विकास संबंधी विकार जो तब होता है जब एक अतिरिक्त 21वां गुणसूत्र प्रकट होता है। ऐसे लोगों के पास है कुल गणनागुणसूत्र 47 है.

प्रोटोजोआ और पौधों में, गुणसूत्रों की संख्या में वृद्धि, अगुणित सेट का एक गुणक, अक्सर देखा जाता है। गुणसूत्र समुच्चय में होने वाले इस परिवर्तन को कहते हैं बहुगुणिता(चित्र 96)। पॉलीप्लोइड्स का उद्भव, विशेष रूप से, अर्धसूत्रीविभाजन के दौरान समरूप गुणसूत्रों के गैर-विच्छेदन के साथ जुड़ा हुआ है, जिसके परिणामस्वरूप द्विगुणित जीवों में अगुणित नहीं, बल्कि द्विगुणित युग्मक बन सकते हैं।

उत्परिवर्तजन कारक.उत्परिवर्तन करने की क्षमता जीन के गुणों में से एक है, इसलिए उत्परिवर्तन सभी जीवों में हो सकता है। कुछ उत्परिवर्तन जीवन के साथ असंगत होते हैं, और उन्हें प्राप्त करने वाला भ्रूण गर्भ में ही मर जाता है, जबकि अन्य ऐसे लक्षणों में लगातार परिवर्तन का कारण बनते हैं जो व्यक्ति के जीवन के लिए अलग-अलग डिग्री तक महत्वपूर्ण होते हैं। सामान्य परिस्थितियों में, किसी व्यक्तिगत जीन की उत्परिवर्तन दर बेहद कम (10-5) होती है, लेकिन ऐसे पर्यावरणीय कारक हैं जो इस मूल्य को महत्वपूर्ण रूप से बढ़ाते हैं, जिससे जीन और गुणसूत्रों की संरचना को अपरिवर्तनीय क्षति होती है। वे कारक जिनके जीवित जीवों पर प्रभाव से उत्परिवर्तन की आवृत्ति में वृद्धि होती है, उत्परिवर्तजन कारक या उत्परिवर्तजन कहलाते हैं।

चावल। 96. पॉलीप्लोइडी। गुलदाउदी फूल: ए - द्विगुणित रूप (2 एन); बी - पॉलीप्लोइड रूप

सभी उत्परिवर्ती कारकों को तीन समूहों में विभाजित किया जा सकता है।

भौतिक उत्परिवर्तजनसभी प्रकार के आयनकारी विकिरण (?-किरणें, एक्स-रे), पराबैंगनी विकिरण, उच्च और निम्न तापमान हैं।

रासायनिक उत्परिवर्तजनअनुरूप हैं. न्यूक्लिक एसिड, पेरोक्साइड, भारी धातुओं के लवण (सीसा, पारा), नाइट्रस एसिड और कुछ अन्य पदार्थ। इनमें से कई यौगिक डीएनए प्रतिकृति में गड़बड़ी पैदा करते हैं। कीटों और खरपतवारों (कीटनाशकों और शाकनाशियों) को नियंत्रित करने के लिए कृषि में उपयोग किए जाने वाले पदार्थ, औद्योगिक उद्यमों के अपशिष्ट उत्पाद, कुछ खाद्य रंग और संरक्षक, कुछ दवाएं, तंबाकू के धुएं के घटकों में उत्परिवर्तजन प्रभाव होता है।

उत्परिवर्तन के लिए सभी नए संश्लेषित रासायनिक यौगिकों का परीक्षण करने के लिए रूस और दुनिया के अन्य देशों में विशेष प्रयोगशालाएं और संस्थान स्थापित किए गए हैं।

समूह को जैविक उत्परिवर्तजनइसमें विदेशी डीएनए और वायरस शामिल हैं, जो मेजबान के डीएनए में शामिल होकर जीन के काम को बाधित करते हैं।

प्रश्नों और असाइनमेंट की समीक्षा करें

1. आप किस प्रकार की परिवर्तनशीलता जानते हैं?

2. प्रतिक्रिया दर क्या है?

3. बताएं कि फेनोटाइपिक परिवर्तनशीलता विरासत में क्यों नहीं मिलती है।

4. उत्परिवर्तन क्या हैं? उत्परिवर्तन के मुख्य गुणों का वर्णन करें।

5. वंशानुगत सामग्री में परिवर्तन के स्तर के अनुसार उत्परिवर्तन का वर्गीकरण दीजिए।

6. उत्परिवर्तजन कारकों के मुख्य समूहों के नाम बताइए। प्रत्येक समूह से संबंधित उत्परिवर्तनों के उदाहरण दीजिए। मूल्यांकन करें कि क्या आपके वातावरण में उत्परिवर्तजन कारक हैं। वे उत्परिवर्तजनों के किस समूह से संबंधित हैं?

सोचना! अमल में लाना!

1. आपकी राय में, क्या पर्यावरणीय कारक घातक उत्परिवर्तन वाले जीव के विकास को प्रभावित कर सकते हैं?

2. क्या यौन प्रक्रिया की अनुपस्थिति में संयोजनात्मक परिवर्तनशीलता स्वयं प्रकट हो सकती है?

3. कक्षा में चर्चा करें कि आज की दुनिया में उत्परिवर्तजन कारकों के प्रति मानव जोखिम को कम करने के क्या तरीके हैं।

4. क्या आप ऐसे संशोधनों के उदाहरण दे सकते हैं जो प्रकृति में अनुकूली नहीं हैं?

5. जीव विज्ञान से अपरिचित किसी व्यक्ति को समझाएं कि उत्परिवर्तन संशोधनों से कैसे भिन्न होते हैं।

6. अध्ययन करें: "छात्रों में संशोधन परिवर्तनशीलता का अध्ययन (उदाहरण के लिए, शरीर का तापमान और नाड़ी की दर, समय-समय पर 3 दिनों के लिए मापा जाता है)"।

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