Kebolehubahan keturunan, jenisnya. Jenis mutasi, puncanya

• Untuk mengkaji corak dan kepentingan kebolehubahan untuk evolusi.

Kerja makmal (selama 15-17 minit).

"Kebolehubahan organisma".

Sasaran: mencirikan keturunan dan kebolehubahan - faktor yang paling penting evolusi.

Sediakan herbarium (anggaran berasingan!):

5 daun dengan satu pokok seterika (kering) dan tetapkan pada satu muka surat;

pada halaman lain - betulkan 5 daun dari pokok yang berbeza satu jenis .

Kemajuan:

Latihan 1. Bandingkan daun yang dipetik satu tumbuhan. Terangkan sebab persamaan dan perbezaan antara daun. Kembangkan maksud kebolehubahan bukan keturunan (pengubahsuaian) bagi organisma.

Tugasan 2. Bandingkan daun spesies yang sama, tetapi dipetik dari tumbuhan yang berbeza. Terangkan sebab persamaan dan perbezaan antara daun. Kembangkan maksud kebolehubahan keturunan (mutasi dan gabungan) untuk evolusi.

Kebolehubahan

kebolehubahan dipanggil keupayaan organisma hidup untuk memperoleh tanda dan sifat baharu. Oleh kerana kebolehubahan, organisma boleh menyesuaikan diri dengan perubahan keadaan persekitaran.

Terdapat dua jenis kebolehubahan:

bukan keturunan, atau fenotip, - kebolehubahan, di mana tiada perubahan dalam genotip. Dia juga dipanggil kumpulan , pasti .

turun temurun, atau genotip , peribadi, tidak pasti- perubahan dalam ciri-ciri organisma disebabkan oleh perubahan dalam genotip;

ia berlaku:

mutasi

gabungan

• mutasi- akibat daripada perubahan mendadak dalam keadaan gen atau kromosom; gabungan- terhasil daripada pembentukan dan percantuman sel kuman;

Darwin membezakan dua bentuk utama kebolehubahan: kumpulan, atau pasti(pengubahsuaian dalam istilah moden) dan individu, atau tidak tentu .

Kebolehubahan kumpulan bergantung pada keadaan di mana organisma itu berada, sementara tidak ada perubahan dalam genotip individu, dan pewarisan sifat tidak berlaku. Sebagai contoh, jisim lembu bergantung kepada makanan; lembu yang diberi makan dengan baik menghasilkan lebih banyak susu.

Kebolehubahan bukan keturunan

Daun anak panah di bawah air adalah berbentuk reben, di atas air mereka berbentuk hati, di udara mereka berbentuk anak panah;

Dalam ranunculus air, daun bawah air adalah filiform, yang permukaannya mempunyai bilah daun yang lebar.

Di bawah sinar matahari, orang berjemur, ini juga merupakan kebolehubahan tertentu.

Kepentingan dalam alam semula jadi?

kebolehubahan keturunan

Untuk evolusi dan untuk pemilihan, sahaja kebolehubahan keturunan, kebolehubahan yang dikaitkan dengan perubahan bukan sahaja dalam fenotip, tetapi juga dalam genotip.

Kebolehubahan keturunan membekalkan bahan untuk pemilihan semula jadi atau buatan.

Kebolehubahan keturunan boleh:

mutasi- akibat daripada perubahan mendadak dalam keadaan bahan genetik.

gabungan- terhasil daripada pembiakan seksual.

kebolehubahan keturunan

Mutasi adalah bahan untuk evolusi. Mutasi adalah rawak dan tidak terarah. Mereka boleh menukar gen, kromosom, dan bilangan kromosom.

Sebagai contoh, poliploid ialah sejenis mutasi di mana terdapat peningkatan bilangan kromosom yang merupakan gandaan daripada haploid. Poliploid dalam tumbuhan lebih berdaya maju daripada organisma diploid.

kebolehubahan keturunan

Mutasi boleh:

dominan (dimanifestasikan dengan kehadiran gen dominan);

resesif (dengan kehadiran gen dominan mereka tidak muncul).

Mutasi dominan serta-merta berada di bawah kawalan pemilihan.

kebolehubahan keturunan

Tetapi kebanyakan mutasi adalah berbahaya dan resesif, tidak muncul dan tidak berada di bawah kawalan pemilihan sehingga sel-sel kuman dengan mutasi resesif digabungkan.

kebolehubahan keturunan

Kebolehubahan gabungan.

Apabila sel kuman terbentuk, bahan genetik organisma yang sedia ada akan digabungkan semula; tiada dua sel kuman yang sama dalam satu organisma.

Apabila gamet unik bergabung, genotip unik terbentuk, yang berada di bawah kawalan pemilihan.

Pengulangan:

• Apakah jenis kebolehubahan yang membezakan Charles Darwin?
• Daun yang sama umur dari satu pokok adalah berbeza. Apakah kebolehubahan ini? Terangkan jawapannya.
• Apakah kepentingan kebolehubahan tertentu untuk organisma?
• Apakah jenis kebolehubahan yang ada pada abang dan kakak? Terangkan jawapannya.
• Apakah maksud kebolehubahan gabungan?
• Apakah kebolehubahan yang dipanggil mutasi?
• Apakah kepentingan variasi mutasi?
• Apakah bahan evolusi asas?

Pengulangan:

Kebolehubahan gabungan:

• Bilakah penggabungan semula bahan genetik individu induk berlaku?
• Kesan kepada genotip?
• Kesan pada fenotip?
• Kepentingan untuk badan?

Kebolehubahan mutasi:

• Bolehkah ia dianggap sebagai kebolehubahan tertentu?
• Bolehkah ia dianggap kebolehubahan kumpulan?
• Kesan kepada genotip?
• Kesan pada fenotip?
• Warisan perubahan yang diterima?
• Kepentingan untuk badan?

Pengulangan:

Kebolehubahan pengubahsuaian

• Bolehkah ia dianggap sebagai kebolehubahan tertentu?
• Bolehkah ia dianggap kebolehubahan kumpulan?
• Kesan kepada genotip?
• Kesan pada fenotip?
• Warisan perubahan yang diterima?
• Nilai badan?
• Lihat nilai?

Kebolehubahan ialah proses yang menggambarkan hubungan organisma dengan persekitaran.

Dari sudut genetik, kebolehubahan adalah hasil tindak balas genotip dalam proses perkembangan individu organisma kepada keadaan. persekitaran luaran.

Kebolehubahan organisma merupakan salah satu faktor utama evolusi. Ia berfungsi sebagai sumber untuk pemilihan tiruan dan semula jadi.

Ahli biologi membezakan antara kebolehubahan keturunan dan bukan keturunan. Kebolehubahan keturunan termasuk perubahan dalam ciri-ciri organisma yang ditentukan oleh genotip dan berterusan selama beberapa generasi. KEPADA kebolehubahan bukan keturunan, yang Darwin panggil definite, dan kini dipanggil pengubahsuaian, atau fenotip, kebolehubahan, merujuk kepada perubahan dalam ciri-ciri organisma; tidak dipelihara semasa pembiakan seksual.

kebolehubahan keturunan ialah perubahan dalam genotip kebolehubahan bukan keturunan- perubahan dalam fenotip organisma.

semasa kehidupan individu Organisma di bawah pengaruh faktor persekitaran boleh mengalami dua jenis perubahan: dalam satu kes, fungsi, tindakan gen dalam proses pembentukan sifat, perubahan, dalam satu lagi, genotip itu sendiri.

Kami telah berkenalan dengan kebolehubahan keturunan yang terhasil daripada gabungan gen dan interaksinya. Gabungan gen dijalankan berdasarkan dua proses: 1) pengedaran bebas kromosom dalam meiosis dan gabungan rawaknya semasa persenyawaan; 2) persilangan kromosom dan penggabungan semula gen. Kebolehubahan keturunan disebabkan oleh gabungan dan penggabungan semula gen biasa dipanggil kebolehubahan gabungan. Dengan jenis kebolehubahan ini, gen itu sendiri tidak berubah, gabungannya dan sifat interaksi dalam sistem genotip berubah. Walau bagaimanapun, jenis kebolehubahan keturunan ini harus dianggap sebagai fenomena sekunder, dan perubahan mutasi dalam gen harus dianggap utama.

Sumber untuk pilihan semulajadi adalah perubahan keturunan - kedua-dua mutasi gen dan penggabungan semula mereka.

Kebolehubahan pengubahsuaian memainkan peranan terhad dalam evolusi organik. Jadi, jika anda mengambil pucuk vegetatif dari tumbuhan yang sama, seperti strawberi, dan menanamnya pelbagai syarat kelembapan, suhu, pencahayaan, pada tanah yang berbeza, maka walaupun genotip yang sama, mereka akan berbeza. Tindakan pelbagai faktor ekstrem boleh menyebabkan perbezaan yang lebih besar di kalangan mereka. Walau bagaimanapun, benih yang dikumpulkan dari tumbuhan tersebut dan disemai di bawah keadaan yang sama akan memberikan jenis keturunan yang sama, jika tidak pada yang pertama, kemudian pada generasi berikutnya. Perubahan dalam tanda-tanda organisma, yang disebabkan oleh tindakan faktor persekitaran dalam ontogenesis, hilang dengan kematian organisma.

Pada masa yang sama, kapasiti untuk perubahan sedemikian, terhad oleh had tindak balas normal genotip organisma, mempunyai kepentingan evolusi yang penting. Seperti yang ditunjukkan oleh A.P. Vladimirsky pada tahun 1920-an, V.S. Kirpichnikov dan I.I. Shmalgauzen pada tahun 1930-an, dalam kes apabila perubahan pengubahsuaian dalam nilai penyesuaian berlaku dengan faktor persekitaran yang sentiasa bertindak dalam beberapa generasi, yang boleh menyebabkan mutasi yang menentukan perubahan yang sama , seseorang mungkin mendapat gambaran penetapan keturunan pengubahsuaian.

Perubahan mutasi semestinya dikaitkan dengan penyusunan semula struktur pembiakan kuman dan sel somatik. Perbezaan asas mutasi daripada pengubahsuaian dikurangkan kepada fakta bahawa mutasi boleh dihasilkan semula dengan tepat dalam siri panjang generasi sel, tanpa mengira keadaan persekitaran di mana ontogenesis berlaku. Ini dijelaskan oleh fakta bahawa berlakunya mutasi dikaitkan dengan perubahan dalam struktur unik sel - kromosom.

Mengenai persoalan peranan kebolehubahan dalam evolusi, terdapat perbincangan panjang dalam biologi berkaitan dengan masalah pewarisan sifat yang dipanggil diperoleh, dikemukakan oleh J. Lamarck pada tahun 1809, sebahagiannya diterima oleh Charles Darwin dan masih menyokong oleh beberapa ahli biologi. Tetapi sebahagian besar saintis menganggap perumusan masalah ini tidak saintifik. Pada masa yang sama, mesti dikatakan bahawa idea bahawa perubahan keturunan dalam badan timbul secukupnya kepada tindakan faktor persekitaran adalah tidak masuk akal. Mutasi berlaku dalam pelbagai cara; mereka tidak boleh menyesuaikan diri untuk organisma itu sendiri, kerana ia timbul dalam sel tunggal

Dan tindakan mereka hanya disedari pada keturunan. Bukan faktor yang menyebabkan mutasi, tetapi hanya pemilihan menilai pengetahuan penyesuaian mutasi. Oleh kerana hala tuju dan kadar evolusi ditentukan oleh pemilihan semula jadi, dan yang terakhir dikawal oleh banyak faktor persekitaran dalaman dan luaran, idea palsu tercipta tentang kesesuaian awal yang mencukupi bagi kebolehubahan keturunan.

Pemilihan berdasarkan mutasi tunggal "membina" sistem genotip yang memenuhi keperluan keadaan kekal di mana spesies itu wujud.

istilah " mutasi"pertama kali dicadangkan oleh G. de Vries dalam karya klasiknya" Teori Mutasi "(1901-1903). Mutasi yang dia panggil fenomena perubahan yang tidak berkesudahan dan tidak berterusan dalam sifat keturunan. Peruntukan utama teori de Vries tidak kehilangan kepentingannya setakat ini, dan oleh itu ia harus diberikan di sini:

1. mutasi berlaku secara tiba-tiba, tanpa sebarang peralihan;
2. bentuk baru adalah malar sepenuhnya, iaitu, ia stabil;
3. Mutasi, tidak seperti perubahan bukan keturunan (turun naik), tidak membentuk siri berterusan, ia tidak dikumpulkan di sekitar jenis purata (mod). Mutasi ialah perubahan kualitatif;
4. mutasi pergi ke arah yang berbeza, mereka boleh memberi manfaat dan berbahaya;
5. pengesanan mutasi bergantung kepada bilangan individu yang dianalisis untuk pengesanan mutasi;
6. mutasi yang sama boleh berlaku berulang kali.

Walau bagaimanapun, G. de Vries membuat kesilapan asas dengan menentang teori mutasi kepada teori pemilihan semula jadi. Dia secara salah percaya bahawa mutasi boleh segera menimbulkan spesies baru yang disesuaikan dengan persekitaran luaran, tanpa penyertaan pemilihan. Sebenarnya, mutasi hanyalah sumber perubahan keturunan yang berfungsi sebagai bahan untuk pemilihan. Seperti yang akan kita lihat kemudian, mutasi gen hanya dinilai dengan pemilihan dalam sistem genotip. Kesilapan G. de Vries dikaitkan, sebahagiannya, dengan fakta bahawa mutasi yang dikajinya pada primrose petang (Oenothera Lamarciana) kemudiannya menjadi hasil pemisahan hibrid yang kompleks.

Tetapi seseorang tidak boleh tidak mengagumi pandangan saintifik yang dibuat oleh H. de Vries mengenai perumusan peruntukan utama teori mutasi dan kepentingannya untuk pemilihan. Kembali pada tahun 1901, beliau menulis: “...mutasi, mutasi itu sendiri, harus menjadi objek kajian. Dan jika kita berjaya menjelaskan undang-undang mutasi, maka bukan sahaja pandangan kita tentang hubungan antara organisma hidup menjadi lebih mendalam, tetapi kita juga berani berharap bahawa kemungkinan menguasai kebolehubahan harus terbuka serta penternak mendominasi. kebolehubahan, kebolehubahan. Sudah tentu, kita akan mencapai ini secara beransur-ansur, menguasai mutasi individu, dan ini juga akan membawa banyak faedah kepada amalan pertanian dan hortikultur. Banyak perkara yang kini kelihatan tidak dapat dicapai akan berada dalam kuasa kita, jika kita boleh mempelajari undang-undang yang menjadi asas mutasi spesies. Jelas sekali, di sini kita sedang menunggu bidang kerja gigih yang tidak terbatas. nilai tinggi untuk kedua-dua sains dan amalan. Ini adalah kawasan yang menjanjikan untuk mendominasi mutasi." Seperti yang akan kita lihat kemudian, sains semula jadi moden berada di ambang untuk memahami mekanisme mutasi gen.

Teori mutasi boleh berkembang hanya selepas penemuan undang-undang Mendel dan undang-undang yang ditubuhkan dalam eksperimen mazhab Morgan tentang kaitan gen dan penggabungan semula mereka sebagai hasil persilangan. Hanya sejak penubuhan diskret keturunan kromosom, teori mutasi mendapat asas untuk penyelidikan saintifik.

Walaupun pada masa ini persoalan tentang sifat gen belum dijelaskan sepenuhnya, beberapa pola umum mutasi gen telah ditetapkan dengan kukuh.

Mutasi gen berlaku dalam semua kelas dan jenis haiwan, tumbuhan yang lebih tinggi dan lebih rendah, organisma multisel dan unisel, bakteria dan virus. Kebolehubahan mutasi sebagai proses perubahan spasmodik kualitatif adalah universal untuk semua bentuk organik.

Secara konvensional, proses mutasi dibahagikan kepada spontan dan teraruh. Dalam kes di mana mutasi berlaku di bawah pengaruh faktor persekitaran semula jadi biasa atau akibat perubahan fisiologi dan biokimia dalam organisma itu sendiri, ia dirujuk sebagai mutasi spontan. Mutasi yang timbul di bawah pengaruh pengaruh khas (radiasi pengionan, bahan kimia, keadaan yang melampau dll.), dipanggil teraruh. Tiada perbezaan asas antara mutasi spontan dan teraruh, tetapi kajian yang terakhir membawa ahli biologi untuk menguasai kebolehubahan keturunan dan membongkar misteri gen.

Kebolehubahan, jenis dan kepentingan biologi

kebolehubahan keturunan

Kebolehubahan- ini adalah sifat universal sistem hidup yang dikaitkan dengan variasi dalam fenotip dan genotip yang timbul di bawah pengaruh persekitaran luaran atau akibat perubahan dalam bahan keturunan. Bezakan antara kebolehubahan keturunan dan bukan keturunan.

Kebolehubahan keturunan adalah gabungan, mutasi, tidak tentu.

Kebolehubahan gabungan timbul akibat gabungan gen baru dalam proses pembiakan seksual, persilangan dan proses lain yang disertai dengan penggabungan semula gen. Hasil daripada kebolehubahan gabungan, organisma timbul yang berbeza daripada ibu bapa mereka dalam genotip dan fenotip. Kebolehubahan gabungan mencipta kombinasi gen baharu dan memastikan kedua-dua kepelbagaian organisma dan keperibadian genetik unik setiap daripada mereka.

Kebolehubahan mutasi dikaitkan dengan perubahan dalam jujukan nukleotida dalam molekul DNA, penghapusan dan penyisipan bahagian besar dalam molekul DNA, perubahan dalam bilangan molekul DNA (kromosom). Perubahan sedemikian sendiri dipanggil mutasi. Mutasi diwarisi.

Mutasi ialah:

. gen yang menyebabkan perubahan kepada gen tertentu. Mutasi gen adalah dominan dan resesif. Mereka boleh menyokong atau, sebaliknya, menghalang aktiviti penting organisma;

Generatif, menjejaskan sel kuman dan dihantar semasa pembiakan seksual;

Somatik, tidak menjejaskan sel kuman. Haiwan tidak diwarisi;

Genomik (poliploid dan heteroploidi) yang dikaitkan dengan perubahan dalam bilangan kromosom dalam karyotype sel;

Kromosom, yang dikaitkan dengan penyusunan semula dalam struktur kromosom, perubahan dalam kedudukan bahagiannya akibat pecah, kehilangan bahagian individu, dsb. Mutasi gen yang paling biasa, akibatnya terdapat perubahan, kehilangan atau penyisipan nukleotida DNA dalam gen. Gen mutan menghantar maklumat yang berbeza ke tapak sintesis protein, dan ini, seterusnya, membawa kepada sintesis protein lain dan kemunculan ciri-ciri baru. Mutasi boleh berlaku di bawah pengaruh sinaran, sinaran ultraungu, dan pelbagai agen kimia. Tidak semua mutasi berkesan. Sebahagian daripada mereka diperbetulkan semasa pembaikan DNA. Secara fenotip, mutasi dimanifestasikan jika ia tidak membawa kepada kematian organisma. Kebanyakan mutasi gen adalah resesif. Kepentingan evolusi adalah mutasi yang dimanifestasikan secara fenotip, sama ada memberikan individu kelebihan dalam perjuangan untuk kewujudan, atau, sebaliknya, menyebabkan kematian mereka di bawah tekanan pemilihan semula jadi.

Proses mutasi meningkatkan kepelbagaian genetik populasi, yang mewujudkan prasyarat untuk proses evolusi.

Kekerapan mutasi boleh ditingkatkan secara buatan, yang digunakan untuk tujuan saintifik dan praktikal.

Kebolehubahan bukan keturunan atau pengubahsuaian

Bukan keturunan, atau kumpulan (tertentu), atau kebolehubahan pengubahsuaian- ini adalah perubahan dalam fenotip di bawah pengaruh keadaan persekitaran. Kebolehubahan pengubahsuaian tidak menjejaskan genotip individu. Had di mana fenotip boleh berubah ditentukan oleh genotip. Had ini dipanggil kadar tindak balas. Norma tindak balas menetapkan sempadan di mana ciri tertentu boleh berubah. Tanda yang berbeza mempunyai kadar tindak balas yang berbeza - lebar atau sempit.

Manifestasi fenotip sesuatu sifat dipengaruhi oleh interaksi kumulatif gen dan keadaan persekitaran. Tahap manifestasi sifat dipanggil ekspresitiviti. Kekerapan manifestasi sifat (%) dalam populasi di mana semua individunya membawa gen ini dipanggil penetrasi. Gen boleh menampakkan diri mereka dengan pelbagai tahap ekspresi dan penembusan.

Perubahan pengubahsuaian tidak diwarisi dalam kebanyakan kes, tetapi tidak semestinya mempunyai watak kumpulan dan tidak selalu muncul dalam semua individu spesies di bawah keadaan persekitaran yang sama. Pengubahsuaian memastikan bahawa individu disesuaikan dengan keadaan ini.

C. Darwin membezakan antara kebolehubahan pasti (atau kumpulan) dan tidak tentu (atau individu), yang, menurut klasifikasi moden bertepatan dengan kebolehubahan bukan keturunan dan keturunan, masing-masing. Walau bagaimanapun, harus diingat bahawa bahagian ini adalah sewenang-wenangnya pada tahap tertentu, kerana had kebolehubahan bukan keturunan ditentukan oleh genotip.

Bersama dengan keturunan, kebolehubahan adalah harta asas semua makhluk hidup, salah satu faktor evolusi dunia organik. Pelbagai cara penggunaan kebolehubahan yang bertujuan (jenis salib yang berbeza, mutasi buatan, dll.) mendasari penciptaan baka baharu haiwan domestik.

Terdapat 2 jenis kebolehubahan keturunan: mutasi dan gabungan.

Kebolehubahan gabungan adalah berdasarkan pembentukan gabungan semula, i.e. kombinasi gen sedemikian yang tidak dimiliki oleh ibu bapa. Secara fenotip, ini boleh nyata bukan sahaja dalam fakta bahawa ciri-ciri ibu bapa terdapat pada beberapa anak dalam kombinasi lain, tetapi juga dalam pembentukan sifat baru dalam anak yang tidak ada pada ibu bapa. Ini berlaku apabila dua atau lebih gen bukan alel yang berbeza pada ibu bapa mempengaruhi pembentukan sifat yang sama.

Sumber utama kebolehubahan gabungan ialah:

Perbezaan bebas kromosom homolog dalam bahagian meiotik pertama;

Penggabungan semula gen berdasarkan fenomena persilangan kromosom (kromosom penggabungan semula, sekali dalam zigot, menyebabkan kemunculan tanda-tanda yang tidak tipikal untuk ibu bapa);

pertemuan kebetulan gamet semasa persenyawaan.

Mutasi adalah asas kebolehubahan mutasi - perubahan berterusan dalam genotip yang mempengaruhi keseluruhan kromosom, bahagiannya atau gen individu.

1) Jenis mutasi mengikut akibat pengaruh pada tubuh dibahagikan kepada bermanfaat, berbahaya dan neutral.

2) Mengikut tempat asal, mutasi boleh menjadi generatif jika ia timbul dalam sel kuman: ia boleh menampakkan diri dalam generasi yang berkembang daripada sel kuman. Mutasi somatik berlaku dalam sel somatik (bukan jantina). Mutasi sedemikian boleh dihantar kepada keturunan hanya melalui pembiakan aseksual atau vegetatif.

3) Bergantung pada bahagian genotip yang mempengaruhinya, mutasi boleh:

Genomik, membawa kepada perubahan berganda dalam bilangan kromosom, contohnya, poliploidi;

Kromosom, dikaitkan dengan perubahan dalam struktur kromosom, penambahan bahagian tambahan akibat persilangan, putaran bahagian tertentu kromosom sebanyak 180 °, atau dengan perubahan dalam bilangan kromosom individu. Terima kasih kepada penyusunan semula kromosom, evolusi karyotype berlaku, dan mutan individu yang telah timbul akibat penyusunan semula sedemikian mungkin lebih disesuaikan dengan keadaan kewujudan, membiak dan menimbulkan spesies baru;

Mutasi gen dikaitkan dengan perubahan dalam jujukan nukleotida dalam molekul DNA. Ini adalah jenis mutasi yang paling biasa.

4) Mengikut kaedah kejadian, mutasi dibahagikan kepada spontan dan teraruh.

Mutasi spontan berlaku dalam keadaan semula jadi di bawah pengaruh faktor persekitaran mutagen tanpa campur tangan manusia.

Mutasi teraruh berlaku apabila faktor mutagenik diarahkan kepada badan. Mutagen fizikal termasuk pelbagai jenis sinaran, suhu rendah dan tinggi; kepada kimia - pelbagai sebatian kimia; kepada biologi - virus.

Jadi, mutasi adalah sumber utama kebolehubahan keturunan - faktor dalam evolusi organisma. Disebabkan mutasi, alel baru muncul (ia dipanggil mutan). Walau bagaimanapun, kebanyakan mutasi berbahaya kepada makhluk hidup, kerana ia mengurangkan kecergasan mereka, keupayaan untuk menghasilkan keturunan. Alam membuat banyak kesilapan, mencipta, terima kasih kepada mutasi, banyak genotip yang diubah suai, tetapi pada masa yang sama, ia sentiasa memilih secara automatik genotip yang memberikan fenotip yang paling disesuaikan dengan keadaan persekitaran tertentu.

Oleh itu, proses mutasi adalah sumber utama perubahan evolusi.

2. Memberi ciri umum Kelas tumbuhan Dikotiledon. Apakah kepentingan tumbuhan dikotiledon dalam alam semula jadi, kehidupan manusia?

Kelas tumbuhan dikotiledon Tumbuhan yang mengandungi embrio benih

dua kotiledon.

Kelas Dicot - 325 keluarga.

Pertimbangkan keluarga besar tumbuhan dikotiledon.

Keluarga	Ciri-ciri bunga, perbungaan	formula bunga	Janin	wakil rakyat
Komposit	Bunga - kecil, berbentuk tiub dan buluh - tidak simetri. Perbungaan - bakul.	Ch (5) L 5 Tn P 1 - bunga tiub Ch (5) L 5 Tn P 1 - bunga buluh	biji, kacang	Tumbuhan herba (ubat dan biji minyak) - dandelion, chicory, bunga jagung, chamomile, aster dan banyak lagi.
salib	Perianth - empat anggota. Perbungaan raceme, jarang dalam bentuk perisai.	W 4 L 4 T 4+2 R 1	Pod, pod	Tumbuhan herba tahunan dan saka - lobak, lobak, lobak, lobak, swede, kubis dan lain-lain lagi.
Rosaceae	Bunga bersendirian	P (5) L 5 Tn P 1 P 5+5 L 5 Tn P 1	Drupe, drupe kompaun, polinutlet, epal	Herba, pokok renek, pokok. Rosehip, raspberi, strawberi, plum, pokok epal, pir dan lain-lain lagi.
Kekacang	kepala berus	W 5 L 1+2+(2) T (9)+1 P 1	Kacang	pokok renek. Tumbuhan herba - kekacang, kacang, lentil, kacang tanah, semanggi, alfalfa, lupin dan lain-lain lagi.
Nightshade	Bunga tunggal atau perbungaan - berus, keriting	W (5) L (5) T (5) R 1	beri, kotak	pokok. Tumbuhan herba - terung, tomato, lada, kentang, nightshade, dope, henbane dan lain-lain lagi. yang lain

KEPENTINGAN DALAM ALAM: - tumbuhan kelas ini adalah pengeluar dalam ekosistem, iaitu fotosintesis bahan organik; - tumbuhan ini adalah permulaan kepada semua rangkaian makanan; - tumbuhan ini menentukan jenis biogeocenosis (hutan birch, padang rumput api); Mereka adalah peserta aktif dalam kitaran bahan dan air.

KEPENTINGAN DALAM KEHIDUPAN MANUSIA: - antara tumbuhan kelas Dicotyledonous, terdapat banyak tumbuhan yang ditanam yang organnya digunakan untuk makanan manusia (keluarga Rosaceae - ceri, epal, plum, raspberi, keluarga Compositae - bunga matahari, keluarga Solanaceae - tomato, kentang. , lada, keluarga Cruciferous - pelbagai jenis kubis, kekacang - kacang, kacang soya, kacang) - banyak tumbuhan digunakan untuk makanan ternakan; - dalam pengeluaran benang semula jadi (linen, kapas); - sebagai budaya dan hiasan (akasia, mawar); - Perubatan (mustard, chamomile, jelatang, thermopsis). Terdapat juga banyak rempah di kalangan kelas ini, mereka menghasilkan tembakau, kopi, teh, koko, pewarna, tali, tali, kertas, peralatan kayu, perabot, alat muzik; - kayu beberapa dikotiledon (oak, hornbeam, linden) tidak ternilai untuk pembinaan.

Keturunan- Ini ciri yang paling penting organisma hidup, yang terdiri daripada keupayaan untuk memindahkan sifat dan fungsi ibu bapa kepada keturunan mereka. Penghantaran ini dilakukan dengan bantuan gen.

Gen ialah unit penyimpanan, penghantaran dan realisasi maklumat keturunan. Gen ialah bahagian khusus molekul DNA, dalam strukturnya struktur polipeptida (protein) tertentu dikodkan. Mungkin, banyak kawasan DNA tidak mengekod protein, tetapi melaksanakan fungsi pengawalseliaan. Walau apa pun, dalam struktur genom manusia, hanya kira-kira 2% DNA adalah urutan berdasarkan RNA utusan disintesis (proses transkripsi), yang kemudiannya menentukan urutan asid amino semasa sintesis protein (proses terjemahan). Pada masa ini dipercayai terdapat kira-kira 30,000 gen dalam genom manusia.

Gen terletak pada kromosom, yang terletak di dalam nukleus sel dan merupakan molekul DNA gergasi.

Teori keturunan kromosom telah dirumuskan pada tahun 1902 oleh Setton dan Boveri. Menurut teori ini, kromosom adalah pembawa maklumat genetik yang menentukan sifat keturunan sesuatu organisma. Pada manusia, setiap sel mempunyai 46 kromosom, dibahagikan kepada 23 pasangan. Kromosom yang membentuk pasangan dipanggil homolog.

Sel seks (gamet) dibentuk menggunakan jenis pembahagian khas - meiosis. Hasil daripada meiosis, hanya satu kromosom homolog daripada setiap pasangan kekal dalam setiap sel kuman, i.e. 23 kromosom. Satu set kromosom sedemikian dipanggil haploid. Semasa persenyawaan, apabila sel jantina lelaki dan wanita bergabung dan zigot terbentuk, set berganda, yang dipanggil diploid, dipulihkan. Dalam zigot organisma yang berkembang daripadanya, satu kromosom dari setiap nara diterima daripada organisma paternal, yang lain dari maternal.

Genotip ialah satu set gen yang diterima oleh organisma daripada ibu bapanya.

Satu lagi fenomena yang dikaji genetik ialah kebolehubahan. Kebolehubahan difahami sebagai keupayaan organisma untuk memperoleh ciri baharu - perbezaan dalam spesies. Terdapat dua jenis perubahan:
- keturunan;
- pengubahsuaian (bukan keturunan).

kebolehubahan keturunan- ini ialah satu bentuk kebolehubahan yang disebabkan oleh perubahan dalam genotip, yang boleh dikaitkan dengan kebolehubahan mutasi atau gabungan.

kebolehubahan mutasi.
Gen mengalami perubahan dari semasa ke semasa, yang dipanggil mutasi. Perubahan ini adalah rawak dan muncul secara spontan. Punca mutasi boleh sangat pelbagai. Tersedia keseluruhan baris faktor yang meningkatkan risiko mutasi. Ini mungkin pendedahan kepada bahan kimia tertentu, sinaran, suhu, dsb. Mutasi boleh disebabkan oleh cara ini, tetapi sifat rawak kejadiannya kekal, dan adalah mustahil untuk meramalkan penampilan mutasi tertentu.

Mutasi yang terhasil dihantar kepada keturunan, iaitu, mereka menentukan kebolehubahan keturunan, yang dikaitkan dengan tempat mutasi berlaku. Jika mutasi berlaku dalam sel kuman, maka ia mempunyai peluang untuk dihantar kepada keturunan, i.e. diwarisi. Jika mutasi berlaku dalam sel somatik, maka ia dihantar hanya kepada mereka yang timbul daripada sel somatik ini. Mutasi sedemikian dipanggil somatik, ia tidak diwarisi.

Terdapat beberapa jenis utama mutasi.
- Mutasi gen, di mana perubahan berlaku pada tahap gen individu, iaitu bahagian molekul DNA. Ini boleh menjadi pembaziran nukleotida, penggantian satu bes dengan yang lain, penyusunan semula nukleotida, atau penambahan yang baru.
- Mutasi kromosom yang dikaitkan dengan pelanggaran struktur kromosom membawa kepada perubahan serius yang boleh dikesan menggunakan mikroskop. Mutasi tersebut termasuk kehilangan bahagian kromosom (penghapusan), penambahan bahagian, putaran bahagian kromosom sebanyak 180°, dan penampilan ulangan.
- Mutasi genomik disebabkan oleh perubahan bilangan kromosom. Kromosom homolog tambahan mungkin muncul: dalam set kromosom, sebagai ganti dua kromosom homolog, terdapat tiga trisomi. Dalam kes monosomi, terdapat kehilangan satu kromosom daripada sepasang. Dengan poliploidi, peningkatan berganda dalam genom berlaku. Satu lagi varian mutasi genomik ialah haploid, di mana hanya satu kromosom daripada setiap pasangan kekal.

Kekerapan mutasi dipengaruhi, seperti yang telah disebutkan, oleh pelbagai faktor. Apabila beberapa mutasi genomik berlaku sangat penting mempunyai, khususnya, umur ibu.

Kebolehubahan gabungan.
Kebolehubahan jenis ini ditentukan oleh sifat proses seksual. Dengan kebolehubahan gabungan, genotip baharu timbul disebabkan gabungan gen baharu. Kebolehubahan jenis ini telah ditunjukkan pada peringkat pembentukan sel kuman. Seperti yang telah disebutkan, setiap sel jantina (gamet) mengandungi hanya satu kromosom homolog daripada setiap pasangan. Kromosom memasuki gamet secara rawak, jadi sel-sel kuman seseorang boleh berbeza agak banyak dalam set gen dalam kromosom. Peringkat yang lebih penting untuk kemunculan kebolehubahan gabungan ialah persenyawaan, selepas itu 50% daripada gen organisma yang baru muncul diwarisi daripada satu induk, dan 50% daripada yang lain.

Kebolehubahan pengubahsuaian tidak dikaitkan dengan perubahan dalam genotip, tetapi disebabkan oleh pengaruh persekitaran terhadap organisma yang sedang membangun.

Kehadiran kebolehubahan pengubahsuaian adalah sangat penting untuk memahami intipati pewarisan. Sifat tidak diwarisi. Anda boleh mengambil organisma dengan genotip yang sama, contohnya, menanam keratan dari tumbuhan yang sama, tetapi letakkannya dalam keadaan yang berbeza (cahaya, kelembapan, pemakanan mineral) dan dapatkan tumbuhan yang agak berbeza dengan ciri yang berbeza (pertumbuhan, hasil, bentuk daun) . dan seterusnya.). Untuk menerangkan tanda-tanda organisma yang sebenarnya terbentuk, konsep "fenotip" digunakan.

Fenotip ialah keseluruhan kompleks tanda-tanda organisma yang sebenarnya berlaku, yang terbentuk hasil daripada interaksi genotip dan pengaruh persekitaran semasa perkembangan organisma. Oleh itu, intipati warisan bukan terletak pada pewarisan sifat, tetapi pada keupayaan genotip, sebagai hasil interaksi dengan keadaan perkembangan, untuk memberikan fenotip tertentu.

Oleh kerana kebolehubahan pengubahsuaian tidak dikaitkan dengan perubahan dalam genotip, pengubahsuaian tidak diwarisi. Biasanya jawatan ini atas sebab tertentu sukar diterima. Nampaknya jika, katakan, ibu bapa berlatih selama beberapa generasi dalam mengangkat berat dan telah mengembangkan otot, maka sifat-sifat ini mesti diteruskan kepada anak-anak. Sementara itu, ini adalah pengubahsuaian biasa, dan latihan adalah pengaruh persekitaran yang mempengaruhi perkembangan sifat. Tiada perubahan dalam genotip berlaku semasa pengubahsuaian, dan sifat yang diperoleh hasil daripada pengubahsuaian tidak diwarisi. Darwin memanggil variasi seperti ini - bukan keturunan.

Untuk mencirikan had kebolehubahan pengubahsuaian, konsep norma tindak balas digunakan. Sesetengah sifat pada seseorang tidak boleh diubah kerana pengaruh persekitaran, seperti jenis darah, jantina, warna mata. Yang lain, sebaliknya, sangat sensitif terhadap kesan alam sekitar. Sebagai contoh, akibat pendedahan yang berpanjangan kepada matahari, warna kulit menjadi lebih gelap, dan rambut menjadi cerah. Berat badan seseorang sangat dipengaruhi oleh ciri-ciri pemakanan, penyakit, kehadiran tabiat buruk, tekanan, gaya hidup.

Pengaruh alam sekitar boleh membawa bukan sahaja kepada kuantitatif, tetapi juga kepada perubahan kualitatif fenotip. Dalam sesetengah spesies primrose, pada suhu udara rendah (15-20 C), bunga merah muncul, tetapi jika tumbuhan diletakkan dalam persekitaran lembap dengan suhu 30 ° C, maka bunga putih terbentuk.

lebih-lebih lagi, walaupun norma tindak balas mencirikan bentuk kebolehubahan bukan keturunan ( kebolehubahan pengubahsuaian), ia juga ditentukan oleh genotip. Peruntukan ini sangat penting: kadar tindak balas bergantung kepada genotip. Pengaruh persekitaran yang sama pada genotip boleh membawa kepada perubahan yang kuat dalam salah satu sifatnya dan tidak menjejaskan yang lain dalam apa jua cara.