Kalıtsal değişkenlik, türleri. Mutasyon türleri, nedenleri

• Evrim için değişkenliğin kalıplarını ve önemini incelemek.

Laboratuvar çalışması (15-17 dakika).

"Organizmaların değişkenliği".

Hedef: kalıtımı ve değişkenliği karakterize eder - en önemli faktörler evrim.

Bir herbaryum hazırlayın (ayrı tahmin edin!):

5 yaprak bir ağaçütüleyin (kurulayın) ve bir sayfada sabitleyin;

başka bir sayfada - farklı ağaçlardan 5 yaprak düzeltin bir tür .

İlerlemek:

1. Egzersiz. Toplanan yaprakları karşılaştırın bir bitki. Yapraklar arasındaki benzerlik ve farklılıkların nedenlerini açıklar. Organizmalar için kalıtsal olmayan (modifikasyon) değişkenliğin anlamını genişletin.

Görev 2. Aynı türün, ancak farklı bitkilerden koparılmış yapraklarını karşılaştırın. Yapraklar arasındaki benzerlik ve farklılıkların nedenlerini açıklar. Evrim için kalıtsal değişkenliğin (mutasyonel ve birleştirici) anlamını genişletin.

Değişkenlik

değişkenlik canlı organizmaların yeni işaretler ve özellikler edinme yeteneği denir. Değişkenlik nedeniyle, organizmalar değişen çevre koşullarına uyum sağlayabilir.

İki tür değişkenlik vardır:

kalıtsal olmayan, veya fenotipik, - genotipte herhangi bir değişikliğin olmadığı değişkenlik. O da denir grup , kesin .

kalıtsal, veya genotipik , kişisel, belirsiz- genotipteki bir değişiklik nedeniyle organizmanın özelliklerinde meydana gelen değişiklikler;

olur:

mutasyonel

birleştirici

• mutasyonel- genlerin veya kromozomların durumundaki ani bir değişiklikten kaynaklanan; birleştirici- germ hücrelerinin oluşumu ve füzyonundan kaynaklanan;

Darwin, iki ana değişkenlik biçimini birbirinden ayırır: grup, veya kesin(modern terminolojide değişiklik) ve bireysel, veya belirsiz .

Grup değişkenliği organizmaların bulunduğu koşullara bağlıdır, bireylerin genotiplerinde ise herhangi bir değişiklik olmaz ve özelliklerin kalıtımı gerçekleşmez. Örneğin, sığır kütlesi beslenmeye bağlıdır; iyi beslenmiş inekler daha fazla süt üretir.

Kalıtsal olmayan değişkenlik

Ok ucunun yaprakları su altında şerit şeklinde, suda kalp şeklinde, havada ok şeklindedir;

Su düğünçiçeğinde su altı yaprakları ipliksi, yüzeydekiler geniş yapraklı bir bıçağa sahiptir.

Güneşte insanlar güneşlenir, bu da belli bir değişkenliktir.

Doğadaki önemi?

kalıtsal değişkenlik

Evrim ve seçilim için, sadece kalıtsal değişkenlik, sadece fenotipte değil, aynı zamanda genotipte de bir değişiklikle ilişkili değişkenlik.

Kalıtsal değişkenlik, doğal veya yapay seçilim için malzeme sağlar.

Kalıtsal değişkenlik şunlar olabilir:

mutasyonel- genetik materyalin durumundaki ani bir değişiklikten kaynaklanır.

birleştirici- eşeyli üreme sonucu.

kalıtsal değişkenlik

Mutasyonlar evrimin materyalidir. Mutasyonlar rastgele ve yönsüzdür. Genleri, kromozomları ve kromozom sayısını değiştirebilirler.

Örneğin, poliploidi, haploid olanın katları olan kromozom sayısında bir artışın olduğu bir mutasyon türüdür. Bitkilerdeki poliploidler, diploid organizmalardan daha canlıdır.

kalıtsal değişkenlik

Mutasyonlar şunlar olabilir:

baskın (baskın bir genin varlığında kendini gösterir);

resesif (baskın bir genin varlığında görünmezler).

Baskın mutasyonlar hemen seçilimin kontrolü altına girer.

kalıtsal değişkenlik

Ancak mutasyonların çoğu zararlı ve resesiftir, resesif mutasyonlara sahip eşey hücreler birleşene kadar ortaya çıkmazlar ve seçilimin kontrolü altına girmezler.

kalıtsal değişkenlik

Kombinasyon değişkenliği.

Germ hücreleri oluştuğunda, organizmanın zaten var olan genetik materyali yeniden birleştirilir; bir organizmada iki özdeş germ hücresi yoktur.

Eşsiz gametler birleştiğinde, seçimin kontrolü altına giren benzersiz bir genotip oluşur.

Tekrarlama:

• Charles Darwin'i ayırt eden değişkenlik türleri nelerdir?
• Bir ağacın aynı yaştaki yaprakları farklıdır. Bu değişkenlik nedir? Cevabı açıklayın.
• Organizmalar için belirli değişkenliğin önemi nedir?
• Erkek ve kız kardeşler ne tür bir değişkenliğe sahiptir? Cevabı açıklayın.
• Kombinatif değişkenliğin anlamı nedir?
• Hangi değişkenliğe mutasyon denir?
• Mutasyonel varyasyonun önemi nedir?
• Temel evrimsel malzeme nedir?

Tekrarlama:

Kombinasyon değişkenliği:

• Ebeveyn bireylerin genetik materyalinin rekombinasyonu ne zaman gerçekleşir?
• Genotip üzerindeki etkisi?
• Fenotip üzerindeki etkisi?
• Vücut için önemi?

Mutasyon değişkenliği:

• Belirli bir değişkenlik olarak kabul edilebilir mi?
• Grup değişkenliği olarak kabul edilebilir mi?
• Genotip üzerindeki etkisi?
• Fenotip üzerindeki etkisi?
• Alınan değişikliklerin kalıtımı?
• Vücut için önemi?

Tekrarlama:

Modifikasyon değişkenliği

• Belirli bir değişkenlik olarak kabul edilebilir mi?
• Grup değişkenliği olarak kabul edilebilir mi?
• Genotip üzerindeki etkisi?
• Fenotip üzerindeki etkisi?
• Alınan değişikliklerin kalıtımı?
• Vücut değeri?
• Değer görüntülensin mi?

Değişkenlik, bir organizmanın çevre ile ilişkisini yansıtan bir süreçtir.

Genetik açıdan değişkenlik, organizmanın bireysel gelişimi sürecinde genotipin koşullara tepkisinin sonucudur. dış ortam.

Organizmaların değişkenliği evrimin ana faktörlerinden biridir. Yapay ve doğal seçilim için bir kaynak görevi görür.

Biyologlar kalıtsal ve kalıtsal olmayan değişkenliği birbirinden ayırırlar. Kalıtsal değişkenlik, bir organizmanın özelliklerinde genotip tarafından belirlenen ve birkaç nesil boyunca devam eden bu tür değişiklikleri içerir. İLE kalıtsal olmayan değişkenlik Darwin'in kesin olarak adlandırdığı ve şimdi değişiklik veya fenotipik değişkenlik, organizmanın özelliklerindeki değişiklikleri ifade eder; cinsel üreme sırasında korunmaz.

kalıtsal değişkenlik genotipte bir değişikliktir kalıtsal olmayan değişkenlik- organizmanın fenotipindeki değişiklik.

Sırasında bireysel yaşamÇevresel faktörlerin etkisi altındaki bir organizma iki tür değişiklik yaşayabilir: bir durumda, özellik oluşumu sürecinde genlerin işleyişi, eylemi değişir, diğerinde genotipin kendisi değişir.

Gen kombinasyonları ve bunların etkileşiminden kaynaklanan kalıtsal değişkenlik ile tanıştık. Genlerin kombinasyonu iki işlem temelinde gerçekleştirilir: 1) kromozomların mayozda bağımsız dağılımı ve bunların döllenme sırasında rastgele kombinasyonları; 2) kromozom geçişi ve gen rekombinasyonu. Genlerin kombinasyonu ve rekombinasyonundan kaynaklanan kalıtsal değişkenliğe genel olarak denir. birleştirici değişkenlik. Bu tür değişkenlik ile genlerin kendileri değişmez, kombinasyonları ve genotip sistemindeki etkileşimin doğası değişir. Bununla birlikte, bu tür kalıtsal değişkenlik ikincil bir fenomen olarak düşünülmeli ve gendeki mutasyonel değişiklik birincil olarak kabul edilmelidir.

için kaynak Doğal seçilim kalıtsal değişikliklerdir - hem genlerin mutasyonları hem de rekombinasyonları.

Modifikasyon değişkenliği, organik evrimde sınırlı bir rol oynar. Yani, çilek gibi aynı bitkiden vejetatif sürgünler alıp onları yetiştirirseniz çeşitli koşullar nem, sıcaklık, aydınlatma, farklı topraklarda, o zaman aynı genotipe rağmen farklı olacaktır. Çeşitli aşırı faktörlerin etkisi, aralarında daha da büyük farklılıklara neden olabilir. Ancak bu tür bitkilerden toplanıp aynı koşullarda ekilen tohumlar, ilk nesilde olmasa da sonraki nesillerde aynı tip yavru verecektir. Ontogenezde çevresel faktörlerin etkisiyle organizmanın belirtilerinde meydana gelen değişiklikler, organizmanın ölümü ile ortadan kalkar.

Aynı zamanda, organizmanın genotipinin normal tepkime sınırlarıyla sınırlı olan bu tür değişikliklere yönelik kapasite, önemli bir evrimsel öneme sahiptir. 1920'lerde Vladimirsky, 1930'larda V.S. Kirpichnikov ve I.I. , değişikliklerin kalıtsal olarak sabitlendiği izlenimi edinilebilir.

Mutasyonel değişiklikler zorunlu olarak germ ve somatik hücrelerin üreme yapılarının yeniden düzenlenmesi ile ilişkilidir. temel fark Modifikasyonlardan kaynaklanan mutasyonlar, ontogenezin gerçekleştiği çevresel koşullardan bağımsız olarak, mutasyonların uzun bir hücre nesilleri serisinde doğru bir şekilde yeniden üretilebileceği gerçeğine indirgenir. Bu, mutasyonların ortaya çıkmasının, hücrenin benzersiz yapılarındaki - kromozomdaki bir değişiklikle ilişkili olduğu gerçeğiyle açıklanmaktadır.

Değişkenliğin evrimdeki rolü sorusu üzerine, 1809'da J. Lamarck tarafından ortaya atılan, Charles Darwin tarafından kısmen kabul edilen ve hala desteklenen sözde kazanılmış özelliklerin kalıtımı sorunuyla bağlantılı olarak biyolojide uzun bir tartışma vardı. bir dizi biyolog tarafından Ancak bilim adamlarının büyük çoğunluğu, bu sorunun formülasyonunun bilim dışı olduğunu düşündü. Aynı zamanda, vücuttaki kalıtsal değişikliklerin yeterince çevresel bir faktörün etkisine göre ortaya çıktığı fikrinin tamamen saçma olduğu söylenmelidir. Mutasyonlar çeşitli şekillerde meydana gelir; tek hücrelerde ortaya çıktıklarından organizmanın kendisine uyum sağlayamazlar.

Ve eylemleri sadece yavrularda gerçekleşir. Mutasyona neden olan faktör değil, sadece seçilim mutasyonun uyarlanabilir bilgisini değerlendirir. Evrimin yönü ve hızı doğal seçilim tarafından belirlendiğinden ve ikincisi iç ve dış çevrenin birçok faktörü tarafından kontrol edildiğinden, kalıtsal değişkenliğin başlangıçta yeterli uygunluğu hakkında yanlış bir fikir yaratılır.

Tek mutasyona dayalı seçilim, türün var olduğu kalıcı koşulların gereksinimlerini karşılayan genotip sistemlerini "inşa eder".

Dönem " mutasyon"ilk olarak G. de Vries tarafından klasik eseri Mutasyon Teorisi"nde (1901-1903) önerildi. Mutasyon, kalıtsal bir özellikte spazmodik, süreksiz bir değişiklik fenomeni olarak adlandırdı. De Vries teorisinin ana hükümleri şimdiye kadar önemini kaybetmedi ve bu nedenle burada verilmeleri gerekiyor:

1. mutasyon herhangi bir geçiş olmaksızın aniden meydana gelir;
2. yeni biçimler tamamen sabittir, yani sabittirler;
3. Mutasyonlar, kalıtsal olmayan değişikliklerden (dalgalanmalar) farklı olarak sürekli seriler oluşturmazlar, ortalama bir tip (mod) etrafında gruplanmazlar. Mutasyonlar niteliksel değişimlerdir;
4. mutasyonlar farklı yönlere gider, hem faydalı hem de zararlı olabilirler;
5. mutasyon tespiti, mutasyon tespiti için analiz edilen bireylerin sayısına bağlıdır;
6. aynı mutasyonlar tekrar tekrar meydana gelebilir.

Ancak G. de Vries, mutasyon teorisini doğal seleksiyon teorisinin karşısına koyarak temel bir hata yaptı. Yanlış bir şekilde, mutasyonların, seçimin katılımı olmadan, dış ortama uyarlanmış yeni türlerin hemen ortaya çıkmasına neden olabileceğine inanıyordu. Aslında, mutasyonlar yalnızca seçilim için malzeme görevi gören kalıtsal değişikliklerin bir kaynağıdır. Daha sonra göreceğimiz gibi, gen mutasyonu sadece genotip sisteminde seçilim ile değerlendirilir. G. de Vries'in hatası kısmen, akşam çuha çiçeği (Oenothera Lamarciana) üzerinde çalıştığı mutasyonların daha sonra karmaşık bir melezin bölünmesinin sonucu olduğu gerçeğiyle bağlantılıdır.

Ancak H. de Vries'in mutasyon teorisinin ana hükümlerinin formülasyonu ve seçilim için önemi konusunda yaptığı bilimsel öngörüye hayran olmamak mümkün değil. 1901'de şöyle yazmıştı: “...mutasyon, mutasyonun kendisi çalışmanın konusu haline gelmeli. Ve eğer mutasyon yasalarını açıklamayı başarırsak, o zaman sadece canlı organizmaların karşılıklı ilişkisine ilişkin görüşümüz çok daha derinleşmekle kalmayacak, aynı zamanda üreyenlerin baskın olduğu kadar değişkenliğin üstesinden gelme olasılığının da ortaya çıkacağını ummaya cesaret edeceğiz. değişkenlik, değişkenlik. Tabii ki, bireysel mutasyonlarda ustalaşarak yavaş yavaş buna geleceğiz ve bu aynı zamanda tarım ve bahçecilik uygulamalarına birçok fayda sağlayacaktır. Türlerin mutasyonunun dayandığı yasaları öğrenebilirsek, şu anda ulaşılmaz görünen çoğu şey bizim gücümüz dahilinde olacaktır. Açıkçası, burada sınırsız bir kalıcı çalışma alanı bekliyoruz. yüksek değer Hem bilim hem de uygulama için. Bu, mutasyonlara hükmetmek için umut verici bir alandır.” Daha sonra göreceğimiz gibi, modern doğa bilimi, gen mutasyonunun mekanizmasını anlamanın eşiğindedir.

Mutasyon teorisi ancak Mendel yasalarının ve Morgan gen bağı okulunun deneylerinde oluşturulan yasaların ve bunların çaprazlama sonucu rekombinasyonlarının keşfedilmesinden sonra gelişebildi. Sadece kromozomların kalıtsal ayrıklığının kurulmasından bu yana, mutasyon teorisi bilimsel araştırma için bir temel aldı.

Şu anda genin doğası sorunu tam olarak açıklığa kavuşturulmamış olsa da, yine de bir dizi genel gen mutasyonu modeli kesin olarak oluşturulmuştur.

Gen mutasyonları, tüm hayvan sınıflarında ve türlerinde, yüksek ve düşük bitkilerde, çok hücreli ve tek hücreli organizmalarda, bakteri ve virüslerde meydana gelir. Niteliksel spazmodik değişikliklerin bir süreci olarak mutasyonel değişkenlik, tüm organik formlar için evrenseldir.

Tamamen geleneksel olarak, mutasyon süreci spontane ve indüklenmiş olarak ikiye ayrılır. Mutasyonların olağan doğal çevre faktörlerinin etkisi altında veya organizmanın kendisinde meydana gelen fizyolojik ve biyokimyasal değişiklikler sonucunda meydana geldiği durumlara spontan mutasyonlar denir. Özel etkilerin etkisi altında ortaya çıkan mutasyonlar (iyonlaştırıcı radyasyon, kimyasal maddeler, aşırı koşullar vb.) denir. uyarılmış. Kendiliğinden ve uyarılmış mutasyonlar arasında temel bir fark yoktur, ancak ikincisinin incelenmesi, biyologları kalıtsal değişkenlikte ustalaşmaya ve genin gizemini çözmeye yönlendirir.

Değişkenlik, türleri ve biyolojik önemi

kalıtsal değişkenlik

Değişkenlik- bu, dış çevrenin etkisi altında veya kalıtsal materyaldeki değişikliklerin bir sonucu olarak ortaya çıkan fenotip ve genotipteki değişikliklerle ilişkili canlı sistemlerin evrensel bir özelliğidir. Kalıtsal ve kalıtsal olmayan değişkenliği ayırt eder.

Kalıtsal değişkenlik birleştirici, mutasyonel, belirsizdir.

Kombinasyon değişkenliği eşeyli üreme sürecindeki yeni gen kombinasyonları, çaprazlama ve genlerin rekombinasyonlarının eşlik ettiği diğer süreçlerin bir sonucu olarak ortaya çıkar. Kombinatif değişkenliğin bir sonucu olarak, genotip ve fenotip bakımından ebeveynlerinden farklı olan organizmalar ortaya çıkar. Kombinatif değişkenlik, yeni gen kombinasyonları yaratır ve hem organizmaların çeşitliliğini hem de her birinin benzersiz genetik bireyselliğini sağlar.

mutasyon değişkenliği DNA moleküllerindeki nükleotid dizilimindeki değişiklikler, DNA moleküllerindeki büyük bölümlerin silinmesi ve eklenmesi, DNA moleküllerinin (kromozomlar) sayısındaki değişiklikler ile ilişkilidir. Bu tür değişikliklerin kendilerine mutasyon denir. Mutasyonlar kalıtsaldır.

Mutasyonlar:

. belirli bir gende değişikliklere neden olan genler. Gen mutasyonları hem baskın hem de resesiftir. Organizmanın hayati aktivitesini destekleyebilir veya tersine engelleyebilirler;

Generatif, germ hücrelerini etkileyen ve cinsel üreme sırasında bulaşan;

Somatik, eşey hücrelerini etkilemez. Hayvanlar kalıtsal değildir;

Hücrelerin karyotipindeki kromozom sayısındaki bir değişiklikle ilişkili genomik (poliploidi ve heteroploidi);

Kromozomal, kromozomların yapısındaki yeniden düzenlemelerle ilişkili, bölümlerinin pozisyonundaki bir değişiklik, kırılmalardan, ayrı bölümlerin kaybından vb. En yaygın gen mutasyonları, bunun sonucunda gende DNA nükleotidlerinin değişmesi, kaybı veya eklenmesi. Mutant genler, protein sentezi bölgesine farklı bilgiler iletir ve bu da diğer proteinlerin sentezine ve yeni özelliklerin ortaya çıkmasına yol açar.Radyasyon, ultraviyole radyasyon ve çeşitli kimyasal ajanların etkisi altında mutasyonlar meydana gelebilir. Tüm mutasyonlar etkili değildir. Bazıları DNA onarımı sırasında düzeltilir. Fenotipik olarak, organizmanın ölümüne yol açmadıysa mutasyonlar kendini gösterir. Gen mutasyonlarının çoğu resesiftir. Evrimsel öneme sahip olan, ya bireylere varoluş mücadelesinde avantajlar sağlayan ya da tersine, doğal seçilimin baskısı altında ölümlerine neden olan fenotipik olarak tezahür eden mutasyonlardır.

Mutasyon süreci, evrimsel süreç için ön koşulları oluşturan popülasyonların genetik çeşitliliğini arttırır.

Bilimsel ve pratik amaçlar için kullanılan yapay olarak mutasyonların sıklığı artırılabilir.

Kalıtsal olmayan veya modifikasyon değişkenliği

Kalıtsal olmayan veya grup (kesin) veya modifikasyon değişkenliği- bunlar, çevresel koşulların etkisi altında fenotipteki değişikliklerdir. Modifikasyon değişkenliği, bireylerin genotipini etkilemez. Fenotipin değişebileceği sınırlar genotip tarafından belirlenir. Bu sınırlara reaksiyon hızı denir. Tepki normu, belirli bir özelliğin değişebileceği sınırları belirler. Farklı işaretlerin farklı reaksiyon hızları vardır - geniş veya dar.

Bir özelliğin fenotipik tezahürleri, genlerin ve çevresel koşulların kümülatif etkileşiminden etkilenir. Bir özelliğin tezahür derecesine ifade denir. Tüm bireylerinin bu geni taşıdığı bir popülasyonda bir özelliğin (%) tezahür sıklığına penetrans denir. Genler, değişen derecelerde ifade ve nüfuz ile kendilerini gösterebilirler.

Değişiklik değişiklikleriçoğu durumda kalıtsal değildir, ancak mutlaka bir grup karakterine sahip değildir ve türün tüm bireylerinde aynı çevresel koşullar altında her zaman görülmez. Değişiklikler, bireyin bu koşullara uyum sağlamasını sağlar.

C. Darwin, belirli (veya grup) ve belirsiz (veya bireysel) değişkenliği birbirinden ayırdı. modern sınıflandırma sırasıyla kalıtsal olmayan ve kalıtsal değişkenlik ile çakışmaktadır. Bununla birlikte, kalıtsal olmayan değişkenliğin sınırları genotip tarafından belirlendiğinden, bu bölünmenin bir dereceye kadar keyfi olduğu unutulmamalıdır.

Kalıtımın yanı sıra değişkenlik, tüm canlıların temel bir özelliğidir ve evrimin faktörlerinden biridir. organik dünya. Çeşitli yollar Yeni evcil hayvan ırklarının yaratılmasının temelinde değişkenliğin amaçlı kullanımı (farklı melezleme türleri, yapay mutasyonlar vb.) yatmaktadır.

2 tip kalıtsal değişkenlik vardır: mutasyonel ve birleştirici.

Birleştirici değişkenlik, rekombinasyonların oluşumuna dayanır, örn. ebeveynlerin sahip olmadığı bu tür gen kombinasyonları. Fenotipik olarak, bu, yalnızca ebeveyn özelliklerinin bazı yavrularda diğer kombinasyonlarda bulunması gerçeğinde değil, aynı zamanda ebeveynlerde bulunmayan yavrularda yeni özelliklerin oluşumunda da kendini gösterebilir. Bu, ebeveynlerde farklılık gösteren iki veya daha fazla alelik olmayan gen aynı özelliğin oluşumunu etkilediğinde olur.

Kombinatif değişkenliğin ana kaynakları şunlardır:

Birinci mayotik bölünmede homolog kromozomların bağımsız ayrışması;

Kromozom geçişi fenomenine dayanan gen rekombinasyonu (bir kez zigotta bulunan rekombinasyon kromozomları, ebeveynler için tipik olmayan belirtilerin ortaya çıkmasına neden olur);

şans toplantısı Döllenme sırasında gametler.

Mutasyonlar, mutasyonel değişkenliğin temelidir - genotipte tüm kromozomları, bunların parçalarını veya tek tek genleri etkileyen kalıcı değişiklikler.

1) Vücut üzerindeki etkinin sonuçlarına göre mutasyon türleri yararlı, zararlı ve nötr olarak ayrılır.

2) Menşe yerine göre, mutasyonlar üreme hücrelerinde meydana geliyorsa üretken olabilir: eşey hücrelerinden gelişen nesilde kendilerini gösterebilirler. Somatik mutasyonlar, somatik (cinsiyet dışı) hücrelerde meydana gelir. Bu tür mutasyonlar yavrulara yalnızca eşeysiz veya vejetatif üreme yoluyla bulaşabilir.

3) Genotipin hangi bölümünü etkilediklerine bağlı olarak mutasyonlar şunlar olabilir:

Genomik, örneğin poliploidi gibi kromozom sayısında çoklu bir değişikliğe yol açan;

Kromozomal, kromozomların yapısındaki bir değişiklikle, bir geçiş nedeniyle fazladan bir bölümün eklenmesiyle, belirli bir kromozom bölümünün 180 ° döndürülmesiyle veya tek tek kromozomların sayısındaki bir değişiklikle ilişkilidir. Kromozomal yeniden düzenlemeler sayesinde karyotipin evrimi gerçekleşir ve bu tür yeniden düzenlemeler sonucunda ortaya çıkan tek tek mutantlar, varoluş koşullarına daha fazla uyum sağlayabilir, çoğalabilir ve yeni bir türün ortaya çıkmasına neden olabilir;

Gen mutasyonları, bir DNA molekülündeki nükleotid dizisindeki bir değişiklikle ilişkilidir. Bu en yaygın mutasyon türüdür.

4) Oluşum yöntemine göre, mutasyonlar spontane ve indüklenmiş olarak ayrılır.

Spontan mutasyonlar, insan müdahalesi olmaksızın mutajenik çevresel faktörlerin etkisi altında doğal koşullarda meydana gelir.

İndüklenen mutasyonlar, mutajenik faktörler vücuda yönlendirildiğinde ortaya çıkar. Fiziksel mutajenler arasında çeşitli radyasyon türleri, düşük ve yüksek sıcaklıklar; kimyasal - çeşitli kimyasal bileşikler; biyolojik - virüslere.

Dolayısıyla mutasyonlar, organizmaların evriminde bir faktör olan kalıtsal değişkenliğin ana kaynağıdır. Mutasyonlar nedeniyle yeni aleller ortaya çıkar (bunlara mutant denir). Bununla birlikte, çoğu mutasyon canlılar için zararlıdır, çünkü zindeliklerini, yavru üretme yeteneklerini azaltırlar. Doğa birçok hata yapar, mutasyonlar sayesinde birçok değiştirilmiş genotip yaratır, ancak aynı zamanda, belirli çevresel koşullara en uygun fenotipi veren genotipleri her zaman hatasız ve otomatik olarak seçer.

Dolayısıyla mutasyon süreci, evrimsel değişimin ana kaynağıdır.

2. Ver Genel özellikleri sınıf Çift çenekli bitkiler. Çift çenekli bitkilerin doğadaki, insan yaşamındaki önemi nedir?

Sınıf çift çenekli bitkiler Tohum embriyosunun bulunduğu bitkiler

iki kotiledon.

Dicot sınıfı - 325 aile.

Büyük dikotiledon bitki ailelerini düşünün.

Aile	Bir çiçeğin özellikleri, çiçeklenme	çiçek formülü	fetüs	temsilciler
Bileşikler	Çiçekler - küçük, boru şeklinde ve kamış şeklinde - asimetrik Çiçeklenme - sepet.	Ch (5) L 5 Tn P 1 - tübüler çiçekler Ch (5) L 5 Tn P 1 - kamış çiçekleri	tohum, fındık	Otsu bitkiler (tıbbi ve yağlı tohumlar) - karahindiba, hindiba, peygamber çiçeği, papatya, dalya ve diğerleri.
turpgillerden	Periant - dört üyeli. Çiçek salkımına salkım, nadiren bir kalkan şeklinde.	G 4 L 4 T 4+2 R 1	bakla, bakla	Yıllık ve çok yıllık otsu bitkiler - şalgam, turp, şalgam, turp, İsveçli, lahana ve diğerleri.
Gülgiller	Çiçekler yalnız	P (5) L 5 Tn P 1 P 5+5 L 5 Tn P 1	Drupe, bileşik drupe, polynutlet, elma	Otlar, çalılar, ağaçlar. Kuşburnu, ahududu, çilek, erik, elma ağacı, armut ve diğerleri.
bakliyat	fırça kafası	W 5 L 1+2+(2) T (9)+1 P 1	Fasulye	Çalılar. Otsu bitkiler - fasulye, bezelye, mercimek, yer fıstığı, yonca, yonca, acı bakla ve diğerleri.
İtüzümü	Tek çiçekler veya çiçek salkımları - fırça, kıvırmak	G (5) L (5) T (5) R 1	dut, kutu	ağaçlar. Otsu bitkiler - patlıcan, domates, biber, patates, itüzümü, uyuşturucu, henbane ve diğerleri. diğerleri

DOĞADAKİ ÖNEM: - bu sınıftaki bitkiler ekosistemlerdeki üreticilerdir, yani fotosentez yapar organik madde; - bu bitkiler her şeyin başlangıcıdır yemek zinciri; - bu bitkiler biyojeosinoz tipini belirler (huş ormanı, ateş otu bozkır); Madde ve su döngüsünde aktif katılımcılardır.

İNSAN HAYATINDAKİ ÖNEMİ: - Dicotyledonous sınıfı bitkiler arasında organları insan gıdası olarak kullanılan birçok kültür bitkisi vardır (Rosaceae familyası - kiraz, elma, erik, ahududu, Compositae familyası - ayçiçeği, Solanaceae familyası - domates, patates , biber, aile Turpgiller - çeşitli lahana türleri, baklagiller - bezelye, soya fasulyesi, fasulye) - birçok bitki hayvan yemi için kullanılır; - doğal ipliklerin (keten, pamuk) üretiminde; - kültürel ve dekoratif olarak (akasya, güller); - Tıbbi (hardal, papatya, ısırgan otu, termopsis). Bu sınıfa giren baharatlar da çoktur, tütün, kahve, çay, kakao, boya, ip, ip, kağıt, tahta mutfak eşyaları, mobilya, müzik Enstrümanları; - bazı dikotiledonların (meşe, gürgen, ıhlamur) ahşabı inşaat için çok değerlidir.

kalıtım- Bu en önemli özellik ebeveynlerin özelliklerini ve işlevlerini torunlarına aktarma yeteneğinden oluşan canlı organizmalar. Bu aktarım genler yardımıyla gerçekleşir.

Bir gen, kalıtsal bilginin depolanması, iletilmesi ve gerçekleştirilmesi birimidir. Bir gen, yapısında belirli bir polipeptitin (protein) yapısının kodlandığı bir DNA molekülünün belirli bir bölümüdür. Muhtemelen, birçok DNA bölgesi proteinleri kodlamaz, ancak düzenleyici işlevler gerçekleştirir. Her halükarda, insan genomunun yapısında, DNA'nın sadece yaklaşık %2'si, daha sonra protein sentezi (çeviri işlemi) sırasında amino asit dizisini belirleyen haberci RNA'nın sentezlendiği (transkripsiyon işlemi) temelindeki dizilerdir. Şu anda insan genomunda yaklaşık 30.000 gen olduğuna inanılmaktadır.

Genler, hücrelerin çekirdeklerinde bulunan ve dev DNA molekülleri olan kromozomlar üzerinde bulunur.

Kalıtımın kromozomal teorisi 1902'de Setton ve Boveri tarafından formüle edildi. Bu teoriye göre kromozomlar, bir organizmanın kalıtsal özelliklerini belirleyen genetik bilginin taşıyıcılarıdır. İnsanlarda, her hücrede 23 çifte bölünmüş 46 kromozom vardır. Bir çift oluşturan kromozomlara homolog denir.

Cinsiyet hücreleri (gametler), özel bir bölünme türü olan mayoz kullanılarak oluşturulur. Mayozun bir sonucu olarak, her germ hücresinde her çiftten sadece bir homolog kromozom kalır, yani. 23 kromozom. Böyle tek bir kromozom setine haploid denir. Döllenme sırasında, erkek ve dişi eşey hücreleri birleşip bir zigot oluştuğunda, diploid adı verilen ikili set eski haline döner. Ondan gelişen organizmanın zigotunda, her naradan bir kromozom baba organizmadan, diğeri anne organizmasından alınır.

Bir genotip, bir organizma tarafından ebeveynlerinden alınan bir dizi gendir.

Genetiğin incelediği bir başka olgu da değişkenliktir. Değişkenlik, organizmaların yeni özellikler - bir tür içindeki farklılıklar - edinme yeteneği olarak anlaşılır. İki tür değişiklik vardır:
- kalıtsal;
- modifikasyon (kalıtsal olmayan).

kalıtsal değişkenlik- bu, genotipteki değişikliklerin neden olduğu, mutasyonel veya birleştirici değişkenlikle ilişkilendirilebilen bir değişkenlik biçimidir.

mutasyonel değişkenlik.
Genler zaman zaman mutasyon adı verilen değişikliklere uğrarlar. Bu değişiklikler rastgeledir ve kendiliğinden ortaya çıkar. Mutasyonların nedenleri çok çeşitli olabilir. Mevcut bütün çizgi Mutasyon riskini artıran faktörler. Bu, belirli kimyasallara, radyasyona, sıcaklığa vb. maruz kalma olabilir. Mutasyonlara bu araçlar neden olabilir, ancak oluşumlarının rastgele doğası devam eder ve belirli bir mutasyonun görünümünü tahmin etmek imkansızdır.

Ortaya çıkan mutasyonlar torunlara aktarılır, yani mutasyonun meydana geldiği yerle ilişkili kalıtsal değişkenliği belirlerler. Bir germ hücresinde bir mutasyon meydana gelirse, o zaman torunlara, yani nesillere aktarılma şansı vardır. miras kalmak Mutasyon bir somatik hücrede meydana geldiyse, o zaman sadece bu somatik hücreden çıkanlara iletilir. Bu tür mutasyonlara somatik denir, kalıtsal değildirler.

Birkaç ana mutasyon türü vardır.
- Değişikliklerin bireysel genler seviyesinde, yani DNA molekülünün bölümlerinde meydana geldiği gen mutasyonları. Bu, nükleotit israfı, bir bazın diğeriyle yer değiştirmesi, nükleotitlerin yeniden düzenlenmesi veya yenilerinin eklenmesi olabilir.
- Kromozom yapısının ihlali ile ilişkili kromozomal mutasyonlar, mikroskop kullanılarak tespit edilebilecek ciddi değişikliklere yol açar. Bu tür mutasyonlar arasında kromozom bölümlerinin kaybı (delesyonlar), bölümlerin eklenmesi, bir kromozom bölümünün 180° döndürülmesi ve tekrarların ortaya çıkması yer alır.
- Genomik mutasyonlar, kromozom sayısındaki değişiklikten kaynaklanır. Ekstra homolog kromozomlar görünebilir: kromozom setinde iki homolog kromozom yerine üç trizomi vardır. Monozomi durumunda, bir çiftten bir kromozom kaybı vardır. Poliploidi ile genomda çoklu bir artış meydana gelir. Genomik mutasyonun başka bir varyantı, her bir çiftten yalnızca bir kromozomun kaldığı haploididir.

Mutasyonların sıklığı, daha önce bahsedildiği gibi, çeşitli faktörlerden etkilenir. Bir dizi genomik mutasyon meydana geldiğinde büyük önemözellikle annenin yaşı vardır.

Kombinasyon değişkenliği.
Bu tür bir değişkenlik, cinsel sürecin doğası tarafından belirlenir. Kombinatif değişkenlik ile, yeni gen kombinasyonları nedeniyle yeni genotipler ortaya çıkar. Bu tür bir değişkenlik, germ hücrelerinin oluşum aşamasında zaten kendini gösterir. Daha önce bahsedildiği gibi, her eşey hücresi (gamet), her bir çiftten yalnızca bir homolog kromozom içerir. Kromozomlar gamete rastgele girer, bu nedenle bir kişinin eşey hücreleri, kromozomlardaki gen dizisinde oldukça farklı olabilir. Kombinatif değişkenliğin ortaya çıkması için daha da önemli bir aşama, yeni ortaya çıkan organizmanın genlerinin% 50'sinin bir ebeveynden ve% 50'sinin diğerinden miras alındığı döllenmedir.

Modifikasyon değişkenliği, genotipteki değişikliklerle ilişkili değildir, ancak çevrenin gelişmekte olan organizma üzerindeki etkisinden kaynaklanır.

Kalıtımın özünü anlamak için modifikasyon değişkenliğinin varlığı çok önemlidir. Özellikler kalıtsal değildir. Tam olarak aynı genotipe sahip organizmaları alabilir, örneğin, aynı bitkiden çelikler yetiştirebilir, ancak bunları farklı koşullara (ışık, nem, mineral beslenmesi) yerleştirebilir ve farklı özelliklere (büyüme, verim, yaprak şekli) sahip oldukça farklı bitkiler elde edebilirsiniz. . ve benzeri.). Bir organizmanın fiilen oluşan belirtilerini tanımlamak için "fenotip" kavramı kullanılır.

Fenotip, organizmanın gelişimi sırasında genotip ve çevresel etkilerin etkileşiminin bir sonucu olarak oluşan, organizmanın fiilen ortaya çıkan belirtilerinin bütün kompleksidir. Dolayısıyla kalıtımın özü, bir özelliğin kalıtımında değil, genotipin gelişim koşullarıyla etkileşiminin bir sonucu olarak belirli bir fenotip verme yeteneğinde yatmaktadır.

Modifikasyon değişkenliği genotipteki değişikliklerle ilişkili olmadığından, modifikasyonlar kalıtsal değildir. Genellikle bu pozisyonu kabul etmek nedense zordur. Görünüşe göre, ebeveynler birkaç nesildir ağırlık kaldırma konusunda eğitim alıyorsa ve kasları geliştirmişse, o zaman bu özellikler çocuklara aktarılmalıdır. Bu arada, bu tipik bir değişikliktir ve eğitim, özelliğin gelişimini etkileyen çevrenin etkisidir. Modifikasyon sırasında genotipte herhangi bir değişiklik olmaz ve modifikasyon sonucunda kazanılan özellikler kalıtsal değildir. Darwin bu tür varyasyonları kalıtsal olmayan olarak adlandırdı.

Modifikasyon değişkenliğinin sınırlarını karakterize etmek için reaksiyon normu kavramı kullanılır. Bir insandaki bazı özellikler kan grubu, cinsiyet, göz rengi gibi çevresel etkilerle değiştirilemez. Diğerleri ise tam tersine çevrenin etkilerine karşı çok hassastır. Örneğin, güneşe uzun süre maruz kalmanın bir sonucu olarak, ten rengi koyulaşır ve saç rengi açılır. Bir kişinin ağırlığı, beslenme, hastalık, varlığın özelliklerinden güçlü bir şekilde etkilenir. Kötü alışkanlıklar, stres, yaşam tarzı.

Çevresel etkiler sadece niceliksel değil, aynı zamanda nitel değişiklikler fenotip. Bazı çuha çiçeği türlerinde düşük hava sıcaklıklarında (15-20 C) kırmızı çiçekler görülür, ancak bitkiler 30 ° C sıcaklıkta nemli bir ortama yerleştirilirse beyaz çiçekler oluşur.

ayrıca, reaksiyon normu kalıtsal olmayan bir değişkenlik biçimini karakterize etse de ( değişiklik değişkenliği), ayrıca genotip tarafından belirlenir. Bu hüküm çok önemlidir: reaksiyon hızı genotipe bağlıdır. Çevrenin genotip üzerindeki aynı etkisi, özelliklerinden birinde güçlü bir değişikliğe yol açabilir ve diğerini hiçbir şekilde etkilemeyebilir.