Биология

Наследственная изменчивость

Наследственная (генотипическая) изменчивость связана с изменениями в геноме или возникновением новых комбинаций генетического материала и передается следующим поколениям в отличие от модификационной.

Она обусловлена изменениями в генетическом материале, является основой для разнообразия живых организмов и главной причиной эволюционного процесса, так как поставляет материал для естественного отбора.

Наследственная изменчивость проявляется в двух формах: комбинативной и мутационной.

Комбинативная изменчивость

В основе комбинативной изменчивости лежит половой процесс, в результате которого образуется множество разнообразных генотипов. Генотип представляет собой сочетание генов обоих родителей, число генов организма исчисляется тысячами или десятками тысяч. При половом размножении комбинации генов приводят к формированию нового генотипа и фенотипа, у любого ребенка можно обнаружить признаки, типичные для его матери или отца (рис. 1), тем не менее даже среди близких родственников не найти двух абсолютно одинаковых людей.

Рис. 1. Формирование нового генотипа и фенотипа

Причины такого огромного разнообразия лежат в явлении комбинативной изменчивости (рис. 2).

Рис. 2. Независимое расщепление

Появление зеленых гладких и желтых морщинистых семян во втором поколении от скрещивания растений с зелеными гладкими и желтыми морщинистыми семенами является примером комбинативной изменчивости.

Рекомбинация генов, основанная на явлении перекреста хромосом, или явление кроссинговера – второй важный признак комбинативной изменчивости (рис. 3).

Рис. 3. Кроссинговер

Каждая наша клетка несет хромосомы дедушек и бабушек, определенная часть этих хромосом получила в результате кроссинговера часть своих генов от гомологичных хромосом, принадлежавших ранее другой линии предков, такие хромосомы называют рекомбинантными.

Рекомбинантные хромосомы – хромосомы, вызывающие в зиготе появление признаков, нетипичных для родителей.

Случайная встреча гамет при оплодотворении является третьим очень важным  признаком комбинативной  изменчивости, в моногибридном скрещивании (рис. 4) возможны три генотипа: АА, Аа, аа.

Рис. 4. Моногибридное скрещивание

Каким именно генотипом будет обладать зигота, зависит от случайной комбинации гамет.

Все три источника комбинативной изменчивости действуют независимо и одновременно, создавая большое разнообразие новых генотипов и фенотипов. Новые комбинации генетического материала легко образуются и легко разрушаются при переходе из поколения в поколение, поэтому в потомстве у родителей, которые имеют какие-то особенные признаки, появляются особи, явно уступающие родителям.

Мутационная изменчивость

Возникновение изменений в наследственном материале, то есть в молекулах ДНК, как раз и является мутационной изменчивостью. Изменения могут возникать как в отдельных молекулах ДНК (хромосомах), так и в числе этих молекул (числе хромосом).

Мутации или их проявление в первую очередь связаны с условиями внешней и внутренней среды. Впервые термин «мутация» был предложен голландским ученым Гуго де Фризом (рис. 5).

Рис. 5. Гуго де Фриз

В 1901 году Гуго де Фриз исследовал признаки у растения ослинник (энотера), который произрастал на юге Голландии (рис. 6). Он обнаружил, что, хотя у этого растения способ наследования был четким и предсказуемым, тем не менее в потомстве случайно появлялись признаки, ранее не проявляющиеся ни в одной из родительских линий.  

Рис. 6. Ослинник, или энотера

Де Фриз предположил, что эти новые признаки были фенотипическим проявлением видоизмененного гена или изменением гена, который передается по наследству совместно с остальными генами. Он предложил назвать эти наследственные изменения мутациями, а сам организм – мутантом.  

 

Список литературы

1. Мамонтов С.Г., Захаров В.Б., Агафонова И.Б., Сонин Н.И. Биология 11 класс. Общая биология. Профильный уровень. – 5-е издание, стереотипное. – Дрофа, 2010.
2. Беляев Д.К. Общая биология. Базовый уровень. – 11 издание, стереотипное. – М.: Просвещение, 2012.
3. Пасечник В.В., Каменский А.А., Криксунов Е.А. Общая биология, 10-11 класс. – М.: Дрофа, 2005.
4. Агафонова И.Б., Захарова Е.Т., Сивоглазов В.И. Биология 10-11 класс. Общая биология. Базовый уровень. – 6-е изд., доп. – Дрофа, 2010. 

 

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

1. Интернет портал «sbio.info» (Источник)
2. Интернет портал «schools.keldysh.ru» (Источник)
3. Интернет портал «activestudy.info» (Источник)

 

Домашнее задание

1. Какие существуют формы наследственной изменчивости?
2. Что является основой комбинативной изменчивости?
3. Что такое мутационная изменчивость?