Variabilità ereditaria, i suoi tipi. Tipi di mutazioni, loro cause

• Studiare i modelli e il significato della variabilità per l'evoluzione.

Lavoro di laboratorio (per 15-17 minuti).

"La variabilità degli organismi".

Bersaglio: caratterizzano ereditarietà e variabilità - i fattori più importanti Evoluzione.

Preparare un erbario (preventivo a parte!):

5 foglie con Un albero stirare (a secco) e fissare su una pagina;

in un'altra pagina - correggi 5 foglie di alberi diversi un tipo .

Progresso:

Esercizio 1. Confronta le foglie strappate da una pianta. Spiega le ragioni delle somiglianze e delle differenze tra le foglie. Espandi il significato di variabilità non ereditaria (modifica) per gli organismi.

Compito 2. Confronta foglie della stessa specie, ma strappate da piante diverse. Spiega le ragioni delle somiglianze e delle differenze tra le foglie. Espandi il significato di variabilità ereditaria (mutazionale e combinatoria) per l'evoluzione.

Variabilità

variabilità chiamato la capacità degli organismi viventi di acquisire nuovi segni e proprietà. A causa della variabilità, gli organismi possono adattarsi alle mutevoli condizioni ambientali.

Esistono due tipi di variabilità:

non ereditario, O fenotipico, - variabilità, in cui non ci sono cambiamenti nel genotipo. Viene anche chiamata gruppo , certo .

ereditario, O genotipico , personale, indefinito- cambiamenti nelle caratteristiche dell'organismo dovuti a un cambiamento nel genotipo;

succede:

mutazionale

combinatorio

• mutazionale- derivante da un improvviso cambiamento nello stato di geni o cromosomi; combinatorio- derivanti dalla formazione e fusione di cellule germinali;

Darwin distingue due forme principali di variabilità: gruppo, O certo(modifica nella terminologia moderna) e individuale, O indefinito .

Variabilità di gruppo dipende dalle condizioni in cui si trovano gli organismi, mentre non vi è alcun cambiamento nei genotipi degli individui e l'ereditarietà dei tratti non si verifica. Ad esempio, la massa del bestiame dipende dall'alimentazione; mucche ben nutrite producono più latte.

Variabilità non ereditaria

Le foglie della punta di freccia sott'acqua sono a forma di nastro, sull'acqua sono a forma di cuore, nell'aria sono a forma di freccia;

Nel ranuncolo d'acqua le foglie subacquee sono filiformi, quelle superficiali hanno un'ampia lamina fogliare.

Al sole, le persone prendono il sole, anche questa è una certa variabilità.

Significato in natura?

variabilità ereditaria

Solo per evoluzione e per selezione variabilità ereditaria, variabilità associata a un cambiamento non solo nel fenotipo, ma anche nel genotipo.

La variabilità ereditaria fornisce materiale per la selezione naturale o artificiale.

La variabilità ereditaria può essere:

mutazionale- derivante da un improvviso cambiamento nello stato del materiale genetico.

combinatorio- derivanti dalla riproduzione sessuata.

variabilità ereditaria

Le mutazioni sono il materiale per l'evoluzione. Le mutazioni sono casuali e non orientate. Possono cambiare geni, cromosomi e il numero di cromosomi.

Ad esempio, la poliploidia è un tipo di mutazione in cui vi è un aumento del numero di cromosomi che è un multiplo di quello aploide. I poliploidi nelle piante sono più vitali degli organismi diploidi.

variabilità ereditaria

Le mutazioni possono essere:

dominante (manifestato in presenza di un gene dominante);

recessivi (in presenza di un gene dominante non compaiono).

Le mutazioni dominanti cadono immediatamente sotto il controllo della selezione.

variabilità ereditaria

Ma la maggior parte delle mutazioni sono dannose e recessive, non compaiono e non cadono sotto il controllo della selezione fino a quando le cellule germinali con mutazioni recessive non vengono combinate.

variabilità ereditaria

Variabilità delle combinazioni.

Quando si formano le cellule germinali, il materiale genetico già esistente dell'organismo viene ricombinato; non ci sono due cellule germinali identiche in un organismo.

Quando i gameti unici si fondono, si forma un genotipo unico, che cade sotto il controllo della selezione.

Ripetizione:

• Quali tipi di variabilità distinguevano Charles Darwin?
• Le foglie della stessa età di un albero sono diverse. Cos'è questa variabilità? Spiega la risposta.
• Qual è il significato di una certa variabilità per gli organismi?
• Che tipo di variabilità hanno fratello e sorella? Spiega la risposta.
• Qual è il significato di variabilità combinatoria?
• Quale variabilità si chiama mutazionale?
• Qual è il significato della variazione mutazionale?
• Qual è il materiale evolutivo elementare?

Ripetizione:

Variabilità della combinazione:

• Quando avviene la ricombinazione del materiale genetico degli individui genitori?
• Impatto sul genotipo?
• Effetto sul fenotipo?
• Significato per il corpo?

Variabilità mutazionale:

• Può essere considerata una certa variabilità?
• Può essere considerata variabilità di gruppo?
• Impatto sul genotipo?
• Effetto sul fenotipo?
• Ereditarietà delle modifiche ricevute?
• Significato per il corpo?

Ripetizione:

Variabilità di modifica

• Può essere considerata una certa variabilità?
• Può essere considerata variabilità di gruppo?
• Impatto sul genotipo?
• Effetto sul fenotipo?
• Ereditarietà delle modifiche ricevute?
• Valore corporeo?
• Visualizzare il valore?

La variabilità è un processo che riflette la relazione di un organismo con l'ambiente.

Da un punto di vista genetico, la variabilità è il risultato della reazione del genotipo nel processo di sviluppo individuale dell'organismo alle condizioni ambiente esterno.

La variabilità degli organismiè uno dei principali fattori di evoluzione. Serve come fonte per la selezione artificiale e naturale.

I biologi distinguono tra variabilità ereditaria e non ereditaria. La variabilità ereditaria include tali cambiamenti nelle caratteristiche di un organismo che sono determinati dal genotipo e persistono per un certo numero di generazioni. A variabilità non ereditaria, che Darwin chiamava definito, ed è ora chiamato modifica, o variabilità fenotipica, si riferiscono a cambiamenti nelle caratteristiche dell'organismo; non conservato durante la riproduzione sessuata.

variabilità ereditariaè un cambiamento nel genotipo variabilità non ereditaria- cambiamento nel fenotipo dell'organismo.

Durante vita individuale Un organismo sotto l'influenza di fattori ambientali può subire due tipi di cambiamenti: in un caso, il funzionamento, l'azione dei geni nel processo di formazione dei tratti, cambia, nell'altro il genotipo stesso.

Abbiamo conosciuto la variabilità ereditaria risultante da combinazioni di geni e dalla loro interazione. La combinazione dei geni viene effettuata sulla base di due processi: 1) distribuzione indipendente dei cromosomi nella meiosi e loro combinazione casuale durante la fecondazione; 2) incrocio cromosomico e ricombinazione genica. Viene comunemente chiamata variabilità ereditaria dovuta alla combinazione e ricombinazione dei geni variabilità combinatoria. Con questo tipo di variabilità, i geni stessi non cambiano, la loro combinazione e la natura dell'interazione nel sistema genotipico cambiano. Tuttavia, questo tipo di variabilità ereditaria dovrebbe essere considerato un fenomeno secondario e il cambiamento mutazionale nel gene dovrebbe essere considerato primario.

Fonte per selezione naturale sono cambiamenti ereditari - sia le mutazioni dei geni che la loro ricombinazione.

La variabilità delle modifiche gioca un ruolo limitato nell'evoluzione organica. Quindi, se prendi dei germogli vegetativi dalla stessa pianta, come le fragole, e li fai crescere varie condizioni umidità, temperatura, illuminazione, su terreni diversi, quindi nonostante lo stesso genotipo, saranno diversi. L'azione di vari fattori estremi può causare differenze ancora maggiori tra loro. Tuttavia, i semi raccolti da tali piante e seminati nelle stesse condizioni daranno lo stesso tipo di prole, se non nella prima, poi nelle generazioni successive. I cambiamenti nei segni dell'organismo, causati dall'azione di fattori ambientali nell'ontogenesi, scompaiono con la morte dell'organismo.

Allo stesso tempo, la capacità di tali cambiamenti, limitata dai limiti della normale reazione del genotipo dell'organismo, ha un importante significato evolutivo. Come mostrato da A.P. Vladimirsky negli anni '20, V.S. Kirpichnikov e I.I. Shmalgauzen negli anni '30, nel caso in cui si verificano cambiamenti di modifica nel valore adattivo con fattori ambientali che agiscono costantemente in un numero di generazioni, che possono causare mutazioni che determinano gli stessi cambiamenti , si può avere l'impressione di una fissazione ereditaria delle modificazioni.

I cambiamenti mutazionali sono necessariamente associati alla riorganizzazione delle strutture riproduttive delle cellule germinali e somatiche. Differenza fondamentale mutazioni da modificazioni si riduce al fatto che le mutazioni possono essere accuratamente riprodotte in una lunga serie di generazioni cellulari, indipendentemente dalle condizioni ambientali in cui avviene l'ontogenesi. Ciò è spiegato dal fatto che il verificarsi di mutazioni è associato a un cambiamento nelle strutture uniche della cellula: il cromosoma.

Sulla questione del ruolo della variabilità nell'evoluzione ci fu una lunga discussione in biologia in relazione al problema dell'ereditarietà dei cosiddetti tratti acquisiti, avanzato da J. Lamarck nel 1809, in parte accolto da Charles Darwin e tuttora sostenuto da numerosi biologi. Ma la stragrande maggioranza degli scienziati considerava la formulazione stessa di questo problema non scientifica. Allo stesso tempo, va detto che l'idea che i cambiamenti ereditari nel corpo sorgano adeguatamente dall'azione di un fattore ambientale è del tutto assurda. Le mutazioni si verificano in vari modi; non possono essere adattativi per l'organismo stesso, poiché sorgono in singole cellule

E la loro azione si realizza solo nella prole. Non il fattore che ha causato la mutazione, ma solo la selezione valuta la conoscenza adattiva della mutazione. Poiché la direzione e il ritmo dell'evoluzione sono determinati dalla selezione naturale, e quest'ultima è controllata da molti fattori dell'ambiente interno ed esterno, si crea una falsa idea sull'opportunità iniziale adeguata della variabilità ereditaria.

La selezione sulla base di singole mutazioni "costruisce" sistemi di genotipi che soddisfano i requisiti di quelle condizioni permanenti in cui esiste la specie.

Il termine " mutazione"fu proposto per la prima volta da G. de Vries nella sua opera classica" Teoria della mutazione "(1901-1903). Mutazione ha chiamato il fenomeno di un cambiamento spasmodico e discontinuo in un tratto ereditario. Le principali disposizioni della teoria di de Vries non hanno perso il loro significato finora, e quindi dovrebbero essere riportate qui:

1. la mutazione avviene all'improvviso, senza transizioni;
2. le nuove forme sono del tutto costanti, cioè stabili;
3. Le mutazioni, a differenza dei cambiamenti non ereditari (fluttuazioni), non formano serie continue, non sono raggruppate attorno a un tipo medio (modalità). Le mutazioni sono cambiamenti qualitativi;
4. le mutazioni vanno in direzioni diverse, possono essere sia benefiche che dannose;
5. il rilevamento delle mutazioni dipende dal numero di individui analizzati per il rilevamento delle mutazioni;
6. le stesse mutazioni possono verificarsi ripetutamente.

Tuttavia, G. de Vries ha commesso un errore fondamentale opponendo la teoria delle mutazioni alla teoria della selezione naturale. Credeva erroneamente che le mutazioni potessero dare origine immediatamente a nuove specie adattate all'ambiente esterno, senza la partecipazione della selezione. In effetti, le mutazioni sono solo una fonte di cambiamenti ereditari che servono come materiale per la selezione. Come vedremo in seguito, la mutazione genica viene valutata solo mediante selezione nel sistema genotipico. L'errore di G. de Vries è connesso, in parte, al fatto che le mutazioni da lui studiate nell'enotera (Oenothera Lamarciana) si sono successivamente rivelate essere il risultato della scissione di un ibrido complesso.

Ma non si può non ammirare la lungimiranza scientifica che H. de Vries fece riguardo alla formulazione delle principali disposizioni della teoria della mutazione e al suo significato per la selezione. Già nel 1901 scriveva: “...la mutazione, la mutazione stessa, dovrebbe diventare oggetto di studio. E se mai riusciremo a chiarire le leggi della mutazione, allora non solo la nostra visione della relazione reciproca degli organismi viventi diventerà molto più profonda, ma oseremo anche sperare che la possibilità di dominare la mutabilità dovrebbe aprirsi così come l'allevatore domina variabilità, variabilità. Certo, arriveremo a questo gradualmente, padroneggiando le singole mutazioni, e questo porterà anche molti benefici alla pratica agricola e orticola. Molto di ciò che ora sembra irraggiungibile sarà in nostro potere, se solo potessimo apprendere le leggi su cui si basa la mutazione delle specie. Ovviamente, qui stiamo aspettando un campo sconfinato di lavoro persistente. alto valore sia per la scienza che per la pratica. Questa è un'area promettente per le mutazioni dominanti". Come vedremo in seguito, la moderna scienza naturale è sulla soglia della comprensione del meccanismo della mutazione genetica.

La teoria delle mutazioni ha potuto svilupparsi solo dopo la scoperta delle leggi di Mendel e delle leggi stabilite negli esperimenti della scuola Morgan sul legame genico e sulla loro ricombinazione a seguito di crossing over. Solo dall'istituzione della discretezza ereditaria dei cromosomi, la teoria delle mutazioni ha ricevuto una base per la ricerca scientifica.

Sebbene al momento la questione della natura del gene non sia stata completamente chiarita, un certo numero di modelli generali di mutazione genetica sono stati comunque fermamente stabiliti.

Le mutazioni geniche si verificano in tutte le classi e tipi di animali, piante superiori e inferiori, organismi multicellulari e unicellulari, batteri e virus. La variabilità mutazionale come processo di cambiamenti spasmodici qualitativi è universale per tutte le forme organiche.

Puramente convenzionalmente, il processo di mutazione è diviso in spontaneo e indotto. Nei casi in cui le mutazioni si verificano sotto l'influenza di normali fattori ambientali naturali o come risultato di cambiamenti fisiologici e biochimici nell'organismo stesso, vengono chiamate mutazioni spontanee. Mutazioni derivanti dall'influenza di influenze speciali (radiazioni ionizzanti, sostanze chimiche, condizioni estreme ecc.), sono chiamati indotto. Non ci sono differenze fondamentali tra mutazioni spontanee e indotte, ma lo studio di queste ultime porta i biologi a padroneggiare la variabilità ereditaria e svelare il mistero del gene.

Variabilità, sue tipologie e significato biologico

variabilità ereditaria

Variabilità- questa è una proprietà universale dei sistemi viventi associata a variazioni nel fenotipo e nel genotipo che sorgono sotto l'influenza dell'ambiente esterno o come risultato di cambiamenti nel materiale ereditario. Distinguere tra variabilità ereditaria e non ereditaria.

La variabilità ereditaria è combinativa, mutazionale, indefinita.

Variabilità delle combinazioni nasce come risultato di nuove combinazioni di geni nel processo di riproduzione sessuale, attraversamento e altri processi accompagnati da ricombinazioni di geni. Come risultato della variabilità combinatoria, sorgono organismi che differiscono dai loro genitori per genotipi e fenotipi. La variabilità combinativa crea nuove combinazioni di geni e garantisce sia la diversità degli organismi che l'individualità genetica unica di ciascuno di essi.

Variabilità mutazionale associato a cambiamenti nella sequenza dei nucleotidi nelle molecole di DNA, delezioni e inserzioni di grandi sezioni nelle molecole di DNA, cambiamenti nel numero di molecole di DNA (cromosomi). Tali cambiamenti stessi sono chiamati mutazioni. Le mutazioni sono ereditate.

Le mutazioni sono:

. geni che causano modifiche a un gene specifico. Le mutazioni geniche sono sia dominanti che recessive. Possono sostenere o, al contrario, inibire l'attività vitale dell'organismo;

Generativo, che colpisce le cellule germinali e trasmesso durante la riproduzione sessuale;

Somatico, non colpisce le cellule germinali. Gli animali non sono ereditati;

Genomico (poliploidia ed eteroploidia) associato a un cambiamento nel numero di cromosomi nel cariotipo delle cellule;

Cromosomico, associato a riarrangiamenti nella struttura dei cromosomi, un cambiamento nella posizione delle loro sezioni risultante da rotture, perdita di singole sezioni, ecc. Le mutazioni genetiche più comuni, a seguito delle quali si verifica un cambiamento, una perdita o un inserimento di nucleotidi del DNA nel gene. I geni mutanti trasmettono informazioni diverse al sito di sintesi proteica e questo, a sua volta, porta alla sintesi di altre proteine ​​​​e all'emergere di nuovi tratti.Le mutazioni possono verificarsi sotto l'influenza di radiazioni, radiazioni ultraviolette e vari agenti chimici. Non tutte le mutazioni sono efficaci. Alcuni di essi vengono corretti durante la riparazione del DNA. Fenotipicamente, le mutazioni si manifestano se non hanno portato alla morte dell'organismo. La maggior parte delle mutazioni genetiche sono recessive. Di importanza evolutiva sono le mutazioni fenotipicamente manifestate, che forniscono agli individui vantaggi nella lotta per l'esistenza o, al contrario, causano la loro morte sotto la pressione della selezione naturale.

Il processo di mutazione aumenta la diversità genetica delle popolazioni, che crea i prerequisiti per il processo evolutivo.

La frequenza delle mutazioni può essere aumentata artificialmente, che viene utilizzata per scopi scientifici e pratici.

Variabilità non ereditaria o modificativa

Variabilità non ereditaria, di gruppo (certa) o di modifica- questi sono cambiamenti nel fenotipo sotto l'influenza delle condizioni ambientali. La variabilità della modifica non influisce sul genotipo degli individui. I limiti in cui il fenotipo può cambiare sono determinati dal genotipo. Questi limiti sono chiamati velocità di reazione. La norma di reazione stabilisce i confini entro i quali una particolare caratteristica può cambiare. Segni diversi hanno una velocità di reazione diversa: ampia o stretta.

Le manifestazioni fenotipiche di un tratto sono influenzate dall'interazione cumulativa di geni e condizioni ambientali. Il grado di manifestazione di un tratto è chiamato espressività. La frequenza di manifestazione di un tratto (%) in una popolazione in cui tutti i suoi individui sono portatori di questo gene è chiamata penetranza. I geni possono manifestarsi con vari gradi di espressività e penetranza.

Modifica modifiche nella maggior parte dei casi non sono ereditari, ma non hanno necessariamente un carattere di gruppo e non sempre compaiono in tutti gli individui della specie nelle stesse condizioni ambientali. Le modifiche assicurano che l'individuo sia adattato a queste condizioni.

C. Darwin distingueva tra variabilità definita (o di gruppo) e indefinita (o individuale), che, secondo classificazione moderna coincide rispettivamente con la variabilità non ereditaria ed ereditaria. Va ricordato, tuttavia, che questa divisione è in una certa misura arbitraria, poiché i limiti della variabilità non ereditaria sono determinati dal genotipo.

Insieme all'ereditarietà, la variabilità è una proprietà fondamentale di tutti gli esseri viventi, uno dei fattori dell'evoluzione mondo organico. Vari modi l'uso mirato della variabilità (diversi tipi di incroci, mutazioni artificiali, ecc.) è alla base della creazione di nuove razze di animali domestici.

Esistono 2 tipi di variabilità ereditaria: mutazionale e combinatoria.

La variabilità combinatoria si basa sulla formazione di ricombinazioni, cioè tali combinazioni di geni che i genitori non avevano. Fenotipicamente, questo può manifestarsi non solo nel fatto che i tratti parentali si trovano in alcuni dei figli in altre combinazioni, ma anche nella formazione di nuovi tratti nella prole che sono assenti nei genitori. Ciò accade quando due o più geni non allelici che differiscono nei genitori influenzano la formazione dello stesso tratto.

Le principali fonti di variabilità combinatoria sono:

Divergenza indipendente dei cromosomi omologhi nella prima divisione meiotica;

Ricombinazione genica basata sul fenomeno dell'incrocio cromosomico (i cromosomi di ricombinazione, una volta nello zigote, provocano la comparsa di segni non tipici dei genitori);

incontro casuale gameti alla fecondazione.

Le mutazioni sono la base della variabilità mutazionale - cambiamenti persistenti nel genotipo che influenzano interi cromosomi, loro parti o singoli geni.

1) I tipi di mutazioni in base alle conseguenze dell'influenza sul corpo sono suddivisi in benefici, dannosi e neutri.

2) A seconda del luogo di origine, le mutazioni possono essere generative se nascono nelle cellule germinali: possono manifestarsi nella generazione che si sviluppa dalle cellule germinali. Le mutazioni somatiche si verificano nelle cellule somatiche (non sessuali). Tali mutazioni possono essere trasmesse alla prole solo attraverso la riproduzione asessuata o vegetativa.

3) A seconda di quale parte del genotipo colpiscono, le mutazioni possono essere:

Genomico, che porta a un cambiamento multiplo nel numero di cromosomi, ad esempio poliploidia;

Cromosomico, associato a un cambiamento nella struttura dei cromosomi, all'aggiunta di una sezione aggiuntiva dovuta a un crossover, a una rotazione di una determinata sezione di cromosomi di 180 ° o a una modifica del numero di singoli cromosomi. Grazie ai riarrangiamenti cromosomici si verifica l'evoluzione del cariotipo e i singoli mutanti sorti a seguito di tali riarrangiamenti possono essere più adattati alle condizioni di esistenza, moltiplicarsi e dare origine a una nuova specie;

Le mutazioni genetiche sono associate a un cambiamento nella sequenza dei nucleotidi in una molecola di DNA. Questo è il tipo più comune di mutazione.

4) Secondo il metodo di occorrenza, le mutazioni sono divise in spontanee e indotte.

Le mutazioni spontanee si verificano in condizioni naturali sotto l'influenza di fattori ambientali mutageni senza intervento umano.

Le mutazioni indotte si verificano quando i fattori mutageni sono diretti al corpo. I mutageni fisici includono vari tipi di radiazioni, basse e alte temperature; a chimico - vari composti chimici; a biologico - virus.

Quindi, le mutazioni sono la principale fonte di variabilità ereditaria, un fattore nell'evoluzione degli organismi. A causa delle mutazioni compaiono nuovi alleli (sono chiamati mutanti). Tuttavia, la maggior parte delle mutazioni sono dannose per gli esseri viventi, perché riducono la loro forma fisica, la capacità di produrre prole. La natura commette molti errori creando, grazie alle mutazioni, molti genotipi modificati, ma allo stesso tempo seleziona sempre in modo inequivocabile e automatico quei genotipi che danno il fenotipo più adatto a determinate condizioni ambientali.

Pertanto, il processo di mutazione è la principale fonte di cambiamento evolutivo.

2. Dai caratteristiche generali classe Piante dicotiledoni. Qual è il significato delle piante dicotiledoni in natura, nella vita umana?

Classe piante dicotiledoni Piante in cui l'embrione del seme contiene

due cotiledoni.

Classe Dicot - 325 famiglie.

Considera le grandi famiglie di piante dicotiledoni.

Famiglia	Caratteristiche di un fiore, infiorescenza	formula del fiore	Feto	Rappresentanti
Compositae	Fiori - piccoli, tubolari ea forma di canna - asimmetrici Infiorescenza - cesto.	Ch (5) L 5 Tn P 1 - fiori tubolari Ch (5) L 5 Tn P 1 - fiori di canna	seme, noce	Piante erbacee (medicinali e semi oleosi) - dente di leone, cicoria, fiordaliso, camomilla, aster e molti altri.
crocifere	Perianzio - quattro membri. Infiorescenza a racemo, raramente a forma di scudo.	W 4 L 4 T 4+2 R 1	Baccello, baccello	Piante erbacee annuali e perenni: rape, ravanelli, rape, ravanelli, rape, cavoli e molti altri.
Rosacee	I fiori sono solitari	P (5) L 5 Tn P 1 P 5+5 L 5 Tn P 1	Drupa, drupa composta, polynutlet, mela	Erbe, arbusti, alberi. Rosa canina, lampone, fragola, susino, melo, pero e molti altri.
Legumi	testa di spazzola	W 5 L 1+2+(2) T (9)+1 P 1	Fagiolo	Arbusti. Piante erbacee - fagioli, piselli, lenticchie, arachidi, trifoglio, erba medica, lupini e molti altri.
Belladonna	Fiori singoli o infiorescenze: pennello, arricciatura	W (5) L (5) T (5) R 1	bacca, scatola	Alberi. Piante erbacee - melanzane, pomodori, peperoni, patate, belladonna, droga, giusquiamo e molti altri. altri

SIGNIFICATO IN NATURA: - le piante di questa classe sono produttrici negli ecosistemi, cioè fotosintetizzano materia organica; - queste piante sono l'inizio di tutto catene alimentari; - queste piante determinano il tipo di biogeocenosi (bosco di betulle, steppa di fireweed); Sono partecipanti attivi nel ciclo delle sostanze e dell'acqua.

SIGNIFICATO NELLA VITA UMANA: - tra le piante della classe delle Dicotiledoni, vi sono molte piante coltivate i cui organi sono utilizzati per l'alimentazione umana (famiglia delle Rosaceae - ciliegio, melo, susino, lampone, famiglia Compositae - girasole, famiglia delle Solanacee - pomodoro, patata , pepe, famiglia Crocifere - varie varietà di cavoli, legumi - piselli, soia, fagioli) - molte piante sono utilizzate per l'alimentazione del bestiame; - nella produzione di fili naturali (lino, cotone); - come culturale e decorativo (acacia, rose); - Medicinali (senape, camomilla, ortica, thermopsis). Ci sono anche molte spezie in questa classe, producono tabacco, caffè, tè, cacao, coloranti, corde, corde, carta, utensili in legno, mobili, strumenti musicali; - il legno di alcune dicotiledoni (quercia, carpino, tiglio) è prezioso per la costruzione.

Eredità- Questo la caratteristica più importante organismi viventi, che consiste nella capacità di trasferire le proprietà e le funzioni dei genitori ai loro discendenti. Questa trasmissione viene effettuata con l'aiuto dei geni.

Un gene è un'unità di immagazzinamento, trasmissione e realizzazione di informazioni ereditarie. Un gene è una sezione specifica di una molecola di DNA, nella cui struttura è codificata la struttura di un certo polipeptide (proteina). Probabilmente, molte regioni del DNA non codificano proteine, ma svolgono funzioni regolatrici. In ogni caso, nella struttura del genoma umano, solo il 2% circa del DNA sono sequenze sulla base delle quali viene sintetizzato l'RNA messaggero (processo di trascrizione), che poi determina la sequenza amminoacidica durante la sintesi proteica (processo di traduzione). Attualmente si ritiene che ci siano circa 30.000 geni nel genoma umano.

I geni si trovano sui cromosomi, che si trovano nei nuclei delle cellule e sono molecole di DNA giganti.

Teoria cromosomica dell'ereditarietà fu formulato nel 1902 da Setton e Boveri. Secondo questa teoria, i cromosomi sono portatori di informazioni genetiche che determinano le proprietà ereditarie di un organismo. Nell'uomo ogni cellula ha 46 cromosomi, divisi in 23 coppie. I cromosomi che formano una coppia sono detti omologhi.

Le cellule sessuali (gameti) si formano usando un tipo speciale di divisione: la meiosi. Come risultato della meiosi, in ciascuna cellula germinale rimane un solo cromosoma omologo di ciascuna coppia, cioè 23 cromosomi. Tale singolo set di cromosomi è chiamato aploide. Alla fecondazione, quando le cellule sessuali maschili e femminili si uniscono e si forma uno zigote, viene ripristinato il doppio set, detto diploide. Nello zigote dell'organismo che da esso si sviluppa, un cromosoma di ogni nara è ricevuto dall'organismo paterno, l'altro da quello materno.

Un genotipo è un insieme di geni ricevuti da un organismo dai suoi genitori.

Un altro fenomeno che la genetica studia è la variabilità. La variabilità è intesa come la capacità degli organismi di acquisire nuove caratteristiche - differenze all'interno di una specie. Esistono due tipi di cambiamento:
- ereditario;
- modifica (non ereditaria).

variabilità ereditaria- è una forma di variabilità causata da cambiamenti nel genotipo, che può essere associata a variabilità mutazionale o combinatoria.

variabilità mutazionale.
I geni subiscono cambiamenti di volta in volta, che sono chiamati mutazioni. Questi cambiamenti sono casuali e appaiono spontaneamente. Le cause delle mutazioni possono essere molto diverse. Disponibile intera linea Fattori che aumentano il rischio di mutazione. Ciò può essere l'esposizione a determinate sostanze chimiche, radiazioni, temperatura, ecc. Le mutazioni possono essere causate da questi mezzi, ma la natura casuale del loro verificarsi rimane ed è impossibile prevedere l'aspetto di una particolare mutazione.

Le mutazioni risultanti vengono trasmesse ai discendenti, cioè determinano la variabilità ereditaria, che è associata al luogo in cui si è verificata la mutazione. Se una mutazione si verifica in una cellula germinale, allora ha l'opportunità di essere trasmessa ai discendenti, ad es. essere ereditato. Se la mutazione si è verificata in una cellula somatica, viene trasmessa solo a quelle che derivano da questa cellula somatica. Tali mutazioni sono chiamate somatiche, non sono ereditate.

Esistono diversi tipi principali di mutazioni.
- Mutazioni geniche, in cui si verificano cambiamenti a livello di singoli geni, cioè sezioni della molecola di DNA. Questo può essere uno spreco di nucleotidi, la sostituzione di una base con un'altra, un riarrangiamento di nucleotidi o l'aggiunta di nuovi.
- Le mutazioni cromosomiche associate a una violazione della struttura dei cromosomi portano a gravi cambiamenti che possono essere rilevati utilizzando un microscopio. Tali mutazioni includono la perdita di sezioni cromosomiche (delezioni), l'aggiunta di sezioni, la rotazione di una sezione cromosomica di 180° e la comparsa di ripetizioni.
- Le mutazioni genomiche sono causate da un cambiamento nel numero di cromosomi. Possono comparire cromosomi extra omologhi: nel set cromosomico, al posto di due cromosomi omologhi, ci sono tre trisomie. Nel caso della monosomia, vi è la perdita di un cromosoma da una coppia. Con la poliploidia si verifica un aumento multiplo del genoma. Un'altra variante della mutazione genomica è l'aploidia, in cui rimane solo un cromosoma per ogni coppia.

La frequenza delle mutazioni è influenzata, come già accennato, da una varietà di fattori. Quando si verificano una serie di mutazioni genomiche Grande importanza ha, in particolare, l'età della madre.

Variabilità delle combinazioni.
Questo tipo di variabilità è determinato dalla natura del processo sessuale. Con la variabilità combinatoria, sorgono nuovi genotipi a causa di nuove combinazioni di geni. Questo tipo di variabilità si manifesta già nella fase di formazione delle cellule germinali. Come già accennato, ogni cellula sessuale (gamete) contiene un solo cromosoma omologo di ciascuna coppia. I cromosomi entrano nel gamete in modo casuale, quindi le cellule germinali di una persona possono differire parecchio nell'insieme dei geni nei cromosomi. Una fase ancora più importante per l'emergere della variabilità combinatoria è la fecondazione, dopo la quale il 50% dei geni dell'organismo appena emerso viene ereditato da un genitore e il 50% dall'altro.

La variabilità della modifica non è associata a cambiamenti nel genotipo, ma è causata dall'influenza dell'ambiente sull'organismo in via di sviluppo.

La presenza della variabilità di modifica è molto importante per comprendere l'essenza dell'ereditarietà. I tratti non si ereditano. Puoi prendere organismi con esattamente lo stesso genotipo, ad esempio, coltivare talee dalla stessa pianta, ma collocarle in condizioni diverse (luce, umidità, nutrizione minerale) e ottenere piante abbastanza diverse con tratti diversi (crescita, resa, forma delle foglie) . e così via.). Per descrivere i segni effettivamente formati di un organismo, viene utilizzato il concetto di "fenotipo".

Il fenotipo è l'intero complesso di segni effettivamente presenti di un organismo, che si forma come risultato dell'interazione del genotipo e delle influenze ambientali durante lo sviluppo dell'organismo. Pertanto, l'essenza dell'ereditarietà non risiede nell'eredità di un tratto, ma nella capacità del genotipo, come risultato dell'interazione con le condizioni di sviluppo, di dare un certo fenotipo.

Poiché la variabilità delle modifiche non è associata ai cambiamenti nel genotipo, le modifiche non vengono ereditate. Di solito questa posizione è per qualche motivo difficile da accettare. Sembra che se, diciamo, i genitori si allenano per diverse generazioni nel sollevamento pesi e hanno sviluppato muscoli, allora queste proprietà devono essere trasmesse ai bambini. Nel frattempo, questa è una modifica tipica e l'allenamento è l'influenza dell'ambiente che ha influenzato lo sviluppo del tratto. Durante la modifica non si verificano cambiamenti nel genotipo e i tratti acquisiti come risultato della modifica non vengono ereditati. Darwin chiamò questo tipo di variazione - non ereditaria.

Per caratterizzare i limiti della variabilità della modifica, viene utilizzato il concetto di norma di reazione. Alcuni tratti di una persona non possono essere modificati a causa di influenze ambientali, come il gruppo sanguigno, il sesso, il colore degli occhi. Altri, al contrario, sono molto sensibili agli effetti dell'ambiente. Ad esempio, a seguito di un'esposizione prolungata al sole, il colore della pelle diventa più scuro e i capelli si schiariscono. Il peso di una persona è fortemente influenzato dalle caratteristiche dell'alimentazione, dalla malattia, dalla presenza di cattive abitudini, stress, stile di vita.

Le influenze ambientali possono portare non solo al quantitativo, ma anche a cambiamenti qualitativi fenotipo. In alcune specie di primula, a basse temperature dell'aria (15-20 C), compaiono fiori rossi, ma se le piante sono poste in un ambiente umido con una temperatura di 30 ° C, si formano fiori bianchi.

inoltre, sebbene la norma di reazione caratterizzi una forma di variabilità non ereditaria ( variabilità di modifica), è anche determinato dal genotipo. Questa disposizione è molto importante: la velocità di reazione dipende dal genotipo. La stessa influenza dell'ambiente sul genotipo può portare a un forte cambiamento in uno dei suoi tratti e non influenzare in alcun modo l'altro.