Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Лекция. Взаимодействие генотипа и среды при формировании признака





План.

1. Качественные и количественные признаки организма

2. Влияние условий среды на качественные признаки

3. Влияние условий среды количественные признаки.

4. Норма реакции

1. Качественные и количественные признаки.Все признаки ор­ганизма можно разделить на две группы — качественные и ко­личественные. Окраска цветков, форма плодов, масть живот­ных, цвет глаз, половые различия — все это качественные при­знаки. При изучении качественных признаков не возникает за­труднений в их классификации. Фенотипические классы потом- ков, появившиеся при расщеплении, легко различимы: черная или бурая корова, красная или черная лиса, белые или фиоле­товые цветки у душистого горошка и т. д.

Однако изменчивость (разнообразие) носит не только качест­венный, но и количественный характер. Яйценосность кур, мо­лочность коров, масса семян пшеницы — это примеры так на­зываемых количественных признаков. Большинство признаков, важных при разведении животных и выращивании растений, носит количественный характер. Количественные признаки мож­но изучать с помощью измерения и подсчета.

Живые организмы постоянно испытывают действие разно­образных факторов среды, в которой они обитают. Среда вли­яет на формирование и количественных, и качественных приз­наков.

2. Влияние условий среды на качественные признаки.Многие качественные признаки в меньшей степени, чем количествен­ные признаки, подвержены влиянию условий среды. Например, в семье, где отец и мать имеют голубой цвет глаз, рождаются только голубоглазые дети. При этом не имеет значения, в ка­ких условиях живет данная семья. Однако можно привести не­мало примеров, демонстрирующих влияние среды. У примулы окраска цветков определяется аллельной парой Rr. Гомозигот­ные растения RR обычно имеют красные цветки, но если в мо­мент формирования бутонов растение перенести из обычных ком­натных условий в теплую влажную оранжерею с температурой 30—35 °С, то появятся белые цветки. Возвращение в комнат­ные условия не изменяет их белой окраски, но вновь распус­тившиеся цветки будут красными. Понятно, что в этом случае изменился признак, а не ген.



Другим примером, показывающим влияние условий внешней среды на развитие качественных признаков, может служить из­менение окраски шерсти у горностаевого кролики. Горностаевые кролики (chch) и кролики-альбиносы (ее) при рождении не окрашены. Альбиносы остаются совершенно белыми в течение всей жизни, а у горностаевых кроликов лапки, хвост, уши и мор­дочка со временем окрашиваются в черный цвет.

Если у горностаевого кролика (рис. 40) сбрить шерсть на ка­ком-либо участке тела, то окраска вновь выросшей шерсти бу­дет зависеть от температуры среды. Так, если сбрить белую шерсть на боку или на спине и содержать животное при темпе­ратуре выше 2 °С, то на этом месте снова вырастет белая шерсть. При температуре воздуха ниже 2 °С вместо белой шерсти выра­стет черная. Но если сбрить шерсть на ухе, то в обычных ус­ловиях там снова вырастет черная шерсть; под согревающим компрессом (при температуре 30 °С) на выбритом участке выра­стет белая шерсть.

Эти опыты объясняют, почему горностаевые кролики рожда­ются совершенно белыми: в эмбриональный период они нахо­дятся в условиях высокой температуры.

3. Влияние условий среды на количественные признаки.Раз­витие количественных признаков очень сильно зависит от вли­яния условий среды. Масса тела у крупного рогатого скота, как и У Других животных, — типичный количественный признак. Установлено, что генотип оказывает важное влияние на форми­рование признака. Именно благодаря различиям в генотипе по­роды крупного рогатого скота резко отличаются по среднему значению, например, массы одного животного. Однако условия среды, например количество и качество корма, играют не ме­нее важную роль в формировании этого признака (рис. 41).

Известно, что количество и качество молока в сильной сте­пени зависят от правильности кормления коровы. Но значит ли это, что удой зависит только от кормления? Нет, такой вывод неверен. Известно, что некоторые породы скота дают в обыч­ных условиях в год 8001200кг молока. Улучшение кормле­ния и содержания этих животных может резко повысить их продуктивность до 2500 кг молока. Ухуд­шение условий может привести к тому, что ценная порода скота, дающая 4500— 5000 кг в год, снизит продуктивность до 2500 кг и даже ниже. Однако поднять продуктивность скота до 4000—5000 кг, улучшая только условия содержания, не­возможно.

4. Норма реакции.Итак, признаки раз­виваются в результате взаимодействия ге­нотипа и среды. Один и тот же генотип может в разных условиях среды давать разное значение признака. Пределы, в которых возможно изменение признаков у данного генотипа, называют нормой ре­акции. Иначе говоря, организм наследу­ет не признак как таковой, а способность формировать определенный фенотип в конкретных условиях среды, т. е. норму реакции (рис. 42).

На примере с молочным скотом мож­но отметить, что норма реакции молоч­ности местных пород скота колеблется от 1000 до 2500 кг, а у ценных пород она значительно выше — от 4000 до 6000кг молока в год и даже более. В таких случаях говорят, что приз­нак молочности у коров обладает широкой нормой реакции. Таким образом, фенотип каждой особи есть результат взаи­модействия ее генотипа с условиями окружающей среды.

Лекция. Закономерности изменчивости. Модификационная и наследственная изменчивость

План.

1. Модификационная изменчивость.

2. Типы наследственной изменчивости.

3. Применение наследственной изменчивости в с/ х.

1. Модификационная изменчивость.Разнообразие фенотипов, возникающих у организмов одинакового генотипа под влияни­ем условий среды, называют модификационной изменчивостью. Спектр модификационной изменчивости определяется нормой реакции. Примером модификационной изменчивости может слу­жить изменчивость генетически сходных (идентичных) особей. Многие виды растений, например картофель, обычно размножа­ются вегетативно, в этом случае все потомки обладают одина­ковым генотипом. Значит ли это, что все растения, выросшие на поле и происходящие от одного клубня, будут одинаковы? Нет, многие растения существенно отличаются по высоте, кус­тистости, количеству и форме клубней и другим показателям.

Эти фенотипические различия между генетически идентич­ными растениями обусловлены тем, что их развитие происхо­дило в различных условиях среды. Даже в пределах одной гряд­ки есть различия в уровне освещенности, увлажнения почвы, в количестве сорняков. Эти различия сказываются на развитии растений. Условия внешней среды изменяют особенности про­явления генов, но не сами гены. Многие гены отвечают за син­тез ферментов. Количество и набор микроэлементов в почве мо­гут сильно менять (модифицировать) активность ферментов и, следовательно, сказываться на росте и развитии растений. Од­нако эти модификации не наследуются, потому что гены, отве­чающие за развитие растений, не меняются в ответ на измене­ния температуры, влажности, характера питания. Вывод, что признаки, приобретенные в течение жизни организмов, не на­следуются, сделал крупный немецкий биолог А. Вейсман.

Иногда модификационная изменчивость называется ненаслед­ственной. Это верно в том смысле, что модификации не насле­дуются. Следует помнить, однако, что сама способность живых организмов к адаптивным модификациям — приспособительным изменениям — генетически обусловлена, выработана в резуль­тате естественного отбора.

2. Типы наследственной изменчивости.Наследственная измен­чивость — основа разнообразия живых организмов и главное условие их способности к эволюционному развитию. Механиз­мы наследственной изменчивости разнообразны. Основной вклад в наследственную изменчивость вносит генотипическая измен­чивость; существует также и цитоплазматическая изменчи­вость. Генотипическая изменчивость в свою очередь слагается из мутационной и комбинативной изменчивости. Ком­бинативная изменчивость — важнейший источник того беско­нечно большого наследственного разнообразия, которое наблю­дается у живых организмов.

В основе комбинативной изменчивости лежит половое раз­множение организмов, вследствие которого возникает огромное разнообразие генотипов. Генотип потомков, как известно, пред­ставляет собой сочетание генов, которые были свойственны ро­дителям. Число генов у каждого организма исчисляется тыся­чами. При половом размножении комбинации генов приводят к формированию нового уникального генотипа и фенотипа. У лю­бого ребенка можно обнаружить признаки, типичные для его матери и отца. Тем не менее даже среди близких родственни­ков не найти двух абсолютно одинаковых людей. Исключение составляют однояйцевые близнецы. В чем причины этого огром­ного разнообразия? Они лежат в явлении комбинативной измен­чивости. Рассмотрим основные ее истоки.

Независимое расхождение гомологичных хромосом в первом мейотическом делении — первая и важнейшая основа комбина­тивной изменчивости. Именно независимое расхождение хромо­сом, как вы помните (см. § 25), является основой третьего за­кона Менделя. Появление зеленых гладких и желтых морщи­нистых семян во втором поколении от скрещивания растений с желтыми гладкими и зелеными морщинистыми семенами — пример комбинативной изменчивости екомбинация генов, основанная на явлении перекреста хро­мосом, — второй, тоже очень важный источник комбинативной изменчивости. Рекомбинантные хромосомы, попав в зиготу, вы­зывают появление комбинаций признаков, нетипичных для ро­дителей.

Третий важный источник комбинативной изменчивости — случайная встреча гамет при оплодотворении. В моногибрид­ном скрещивании возможны три генотипа: АА, Аа и аа. Каким именно генотипом будет обладать данная зигота, зависит от слу­чайной комбинации гамет.

3. Все три основных источника комбинативной изменчивости действуют независимо и одновременно, создавая огромное раз­нообразие генотипов. Однако новые комбинации генов не толь­ко легко возникают, но также и легко разрушаются при пере­даче из поколения в поколение. Именно поэтому часто в потом­стве выдающихся по качествам жцвых организмов появляются особи, уступающие родителям.

Для закрепления желательных признаков селекционеры ис­пользуют близкородственные скрещивания. Благодаря таким скрещиваниям возрастает вероятность встречи одинаковых га­мет, и могут возникнуть потомки с комбинацией генов, близ­кой к родительской комбинации. Таким путем созданы некото­рые породы животных и сорта растений.

Лекция. Мутационная изменчивость.

План.

1. Геномные мутации.

2. Хромосомные мутации.

3. Генные мутации.

4. Экспериментальное получение мутаций.

Мутации — это случайно возникшие стойкие изменения ге­нотипа, затрагивающие целые хромосомы, их части или отдель­ные гены. Они могут быть и полезны, и вредны, и нейтральны для организмов.

Основные положения мутационной теории,осно­вы которой были заложены нидерландским ботани­ком и генетиком Де Фризом (1848—1935):

— мутации — это дискретные изменения наслед­ственного материала;

— мутации — редкие события;

— мутации могут устойчиво передаваться из поко­ления в поколение;

— мутации возникают ненаправленно (спонтанно) и, в отличие от модификаций, не образуют непрерыв­ных рядов изменчивости;

— мутации могут быть вредными, полезными и ней­тральными.

1. Геномные мутации.Геномными называют мутации, приво­дящие к изменению числа хромосом. Наиболее распространен­ным типом геномных мутаций является полиплоидия — крат­ное изменение числа хромосом. У полиплоидных организмов гаплоидный (п) набор хромосом в клетках повторяется не 2 ра­за, как у диплоидов, а 4—6 раз, иногда значительно больше — до 10—12 раз.

Возникновение полиплоидов связано с нарушением митоза или мейоза. В частности, нерасхождение гомологичных хромо­сом в мейозе приводит к формированию гамет с увеличенным числом хромосом. У диплоидных организмов в результате тако­го процесса могут образоваться диплоидные (2ге) гаметы. Полиплоидные виды растений довольно часто обнаружива­ются в природе; у животных полиплоидия редка. Некоторые по­липлоидные растения характеризуются более мощным ростом, крупными размерами и другими свойствами, что делает их цен­ными для генетико-селекционных работ.

2. Хромосомные мутации.Хромосомные мутации — это пере­стройки хромосомы. Многие из хромосомных мутаций доступ­ны изучению под микроскопом. Пути изменения структуры хро­мосом разнообразны. Участок хромосомы может удвоиться или, наоборот, выпасть, он может переместиться на другое место и т. д. Рассмотрим основные типы хромосомных мутаций:

Хромосомные мутации приводят к изменению функциониро­вания генов. Они играют серьезную роль в эволюционных пре­образованиях видов.

3. Генные мутации.Генные, или точковые, мутации — наибо­лее часто встречающийся класс мутационных изменений. Ген­ные мутации связаны с изменением последовательности нуклеотидов в молекуле ДНК. Они приводят к тому, что мутантный ген либо перестает работать и тогда не образуются соответству­ющие РНК и белок, либо синтезируется белок с измененными свойствами, что проявляется в изменении каких-либо призна­ков организма. Вследствие генной мутации образуются новые аллели. Это имеет важное эволюционное значение.

Мутации — редкие события. На 10 000 — 1 000 000генов оп­ределенного типа в среднем возникает одна новая мутация. Хо­тя мутационные события происходят редко, но благодаря посто­янству естественного мутационного процесса и способности ви­дов накапливать мутации генотипы всех без исключения особей содержат значительное количество генных мутаций.

Генные мутации следует рассматривать как результат «оши­бок», возникающих в процессе удвоения молекул ДНК.

Изучение мутационного процесса показало, что изменяться — мутировать — могут все гены, контролирующие развитие любо­го признака организма. Многие генные мутации вредны для ор­ганизма, часть нейтральны, а некоторые из них в определенных условиях жизни могут становиться полезными.

4. Экспериментальное получение мутаций.Отечественные гене­тики первыми обнаружили, что ультрафиолетовые лучи и неко­торые вещества — мощные факторы, способные' вызвать мута­ции у самых различных организмов. Резкое повышение числа вновь возникающих мутаций вы­зывает действие лучей Рентгена. Американский генетик Г. Мёллер, работавший несколько лет в нашей стране, разработал ме­тоды учета возникающих мутаций и впервые эксперименталь­но доказал эффективность лучей Рентгена для повышения час­тоты мутационного процесса в сотни раз.

Большую генетическую опасность для всех живых организ­мов несет радиоактивное излучение, что стало причиной заклю­чения договора о прекращении испытаний ядерного оружия в воздухе, на земле и в воде.

В настоящее время интенсивно ведутся работы по созданию методов направленного воздействия химических и физических факторов на определенные гены. Эти исследования очень важ­ны, так как искусственное получение мутаций нужных генов имеет большое практическое значение для селекции растений, животных и микроорганизмов.

Мутагенные факторы среды подразделяются на три группы: физические, химические и биологические. Ионизирующее излучение — самый эффективный фи­зический мутаген. Значительно меньшим мутагенным воздействием характеризуется ультрафиолетовое из­лучение. Слабым эффектом обладает повышенная тем­пература. Химические мутагены вызывают главным образом точковые, или генные, мутации. К биологиче­ским мутагенам относится воздействие некоторых ви­русов.

Общие свойства мутагенов:

— универсальность, т. е. способность вызывать му­тации во всех живых организмах;

—- отсутствие нижнего порога мутационного дей­ствия, т. е. способность вызывать мутации при дейст­вии в любых малых дозах;

— ненаправленность возникающих мутаций,









Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...

ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...

Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычис­лить, когда этот...





Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2021 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.