SZERVEZETEK VÁLTOZATOSSÁGA.

A VÁLTOZTATÁSI JELENSÉGEK FŐ SZABÁLYOZÁSAI

A genetika nemcsak az öröklődés jelenségét vizsgálja, hanem a variabilitás jelenségét is.

Az organizmusok változatossága az egyedek közötti különbségekben fejeződik ki számos karakterben vagy tulajdonságban. Ezek a különbségek a szüleiktől kapott gének örökletes tényezőiben bekövetkezett változásoktól és a szervezet fejlődésének külső körülményeitől függhetnek.

Azt mondhatjuk, hogy a változékonyság az öröklődéssel ellentétes tulajdonság. A változatosság meghatározta az élő természet sokféleségét az evolúció során.

A tulajdonságok sokféleségének – változékonyságának – értékelése az egyedeknél mindig a fenotípusos megnyilvánulása szerint történik. Fenotípusos sokféleségük okai azonban eltérőek lehetnek: a genotípusok különbsége vagy a környezeti feltételek sokfélesége, amely meghatározta az azonos genotípusú szervezetekben a tulajdonságok megnyilvánulásának változatosságát.

A változékonyságnak két formája van (14. ábra):

ü örökletes (genotipikus);

ü nem örökletes (fenotipikus = módosulás).

Az örökletes variabilitás az örökletes tényezők változásaihoz kapcsolódik. Kétféle örökletes variabilitás létezik: kombinatív és mutációs.

A kombinált (hibrid) variabilitást a neoplazmák megjelenése jellemzi a szülői formák génjeinek kombinációja és kölcsönhatása következtében.

A mutációs variabilitás szerkezeti változásokat okoz a kromoszómákban, ami a szervezet új örökletes tulajdonságainak megjelenéséhez vezet.

A módosulási variabilitás nem okoz genotípus változást, ugyanazon genotípus reakciójával függ össze azon külső körülmények változására, amelyek között a szervezet fejlődése végbemegy, és amelyek megnyilvánulási formáiban eltéréseket okoznak.

14. ábra A variabilitás osztályozása.

módosítás variabilitása.

Módosítási variabilitás (= fenotípusos variabilitás)- ezek olyan változások az élőlények jellemzőiben, amelyek nem a genotípus változásából adódnak, és környezeti tényezők hatására következnek be.

Az élőhely fontos szerepet játszik az élőlények jellemzőinek kialakításában. Minden szervezet egy bizonyos környezetben fejlődik és él, megtapasztalva olyan tényezőinek hatását, amelyek megváltoztathatják az élőlények morfológiai és élettani tulajdonságait, pl. fenotípusukat.

Feltételezhető, hogy a módosítások okai egyes enzimek indukciója és elnyomása lehet.

A tulajdonságok környezeti tényezők hatására mutatkozó változékonyságára példa a nyílhegy leveleinek eltérő alakja: a vízbe merített levelek szalag alakúak, a víz felszínén lebegő levelek kerekek, a a levegő nyíl alakúak (15. ábra). Az ultraibolya sugárzás hatására az emberek (ha nem albínók) a melanin bőrben történő felhalmozódása következtében barnulást okoznak, és különböző embereknél eltérő a bőrszín intenzitása.

15. ábra Nyílhegy közönséges, vízben és parton növő.

A módosítások változékonyságát a következő főbb tulajdonságok jellemzik:

1) nem öröklődik;

2) a változások csoportos jellege van (azonos faj egyedei, azonos körülmények között helyezkednek el, hasonló tulajdonságokat szereznek);

3) a környezeti tényező hatásának változásai összhangban vannak;

4) a variabilitási határok a genotípustól függenek.

Annak ellenére, hogy a környezeti feltételek hatására a jelek változhatnak, ez a változékonyság nem korlátlan. Ez azzal magyarázható, hogy a genotípus határozza meg azokat a konkrét határokat, amelyeken belül a tulajdonság változása bekövetkezhet. Egy tulajdonság variációs fokát vagy a módosítási variabilitás határait nevezzük reakciósebesség.

A reakciósebesség az organizmusok fenotípusainak összességében fejeződik ki, amelyek egy bizonyos genotípus alapján, különböző környezeti tényezők hatására alakulnak ki. A mennyiségi tulajdonságok (növénymagasság, terméshozam, levélnagyság, tehéntejhozam, csirketojás-termelés) általában szélesebb reakciósebességgel bírnak, azaz széles körben eltérhetnek, mint a minőségi tulajdonságok (gyapjú színe, tejzsírtartalma, virágszerkezete, vércsoport) . A reakciósebesség ismerete nagy jelentőséggel bír a mezőgazdaság és az orvostudomány gyakorlatában.

A növények, állatok és emberek számos tulajdonságának módosítási változatossága általános mintákat követ. Ezek a mintázatok a tulajdonság megnyilvánulásának elemzése alapján derülnek ki egy egyedcsoportban ( n). A vizsgált tulajdonság kifejeződési foka a minta tagjai között eltérő. A vizsgált jellemző minden egyes konkrét értéke ún választási lehetőségés a betűvel jelöljük v . Az egyes változatok előfordulási gyakoriságát a betű jelzi p . A mintapopulációban egy tulajdonság variabilitásának vizsgálatakor egy variációs sorozatot állítunk össze, amelyben az egyedek a vizsgált tulajdonság mutatójának növekvő sorrendjében vannak elrendezve.

Például, ha veszünk 100 kalász búzát ( n\u003d 100), számolja meg a fülben lévő tüskék számát ( v) és az adott számú tüskés tüskék számát, akkor a variációs sorozat így fog kinézni.

Választási lehetőség ( v)
Előfordulási gyakoriság ( p)

16. ábra Változási görbe

A variációs sorozat alapján variációs görbe- az egyes opciók előfordulási gyakoriságának grafikus megjelenítése (16. ábra).

A tulajdonság átlagos értéke gyakrabban fordul elő, az ettől jelentősen eltérő variációk ritkábban fordulnak elő. Ez az úgynevezett "normális eloszlás". A grafikonon látható görbe általában szimmetrikus.

A jellemző átlagos értékét a következő képlet számítja ki:

Ahol M- a jel átlagértéke; ∑( v· p) - egy változat szorzatainak összege előfordulási gyakoriságuk szerint; n- mennyiségi opció.

Ebben a példában a tulajdonság átlagos értéke (a kalászok száma egy fülben) 17,13.

A módosítások típusai:

1. Adaptív módosítások - ezek nem öröklődő változások, amelyek előnyösek a szervezet számára, és hozzájárulnak a túléléshez a megváltozott körülmények között. Ezek a leghíresebb módosítások.

2. morfózisok- ezek nem öröklődő változások, amelyek bizonyos szerek intenzív hatására következnek be. Leggyakrabban a morfózisokat deformitások formájában fejezik ki - eltérések a standard fenotípustól.

Evolúciós értelemben a módosulási variabilitás jelentőségét a reakció normája határozza meg, amely lehetőséget ad a szervezetnek a túlélésre és az utód elhagyására. Ilyen variabilitás jelenlétében a módosítások genokópiái öröklődnek, vagyis olyan mutációk, amelyek fenotípusos megnyilvánulása a módosítási variabilitást kódolja. A természetes szelekció felveszi őket, és ezáltal nő az élőlények alkalmazkodóképessége az új változó körülményekhez.

A módosulási variabilitás mintázatainak ismerete nagy gyakorlati jelentőséggel bír a mezőgazdaságban, mivel lehetővé teszi az élőlények számos tulajdonságának megnyilvánulási fokának előreláthatóságát és előre megtervezését a környezeti feltételek függvényében.

Nem kevésbé fontos a módosítási variabilitás mintázatainak ismerete az orvostudományban, amelynek erőfeszítései nem a genotípus megváltoztatására, hanem az emberi szervezet fenntartására és fejlesztésére irányulnak a reakciónorma határain belül.

Megkülönböztetni kor, szezonálisÉs környezeti módosítások. Csak a tulajdonság kifejeződési fokán változtatnak; a genotípus szerkezetének megsértése nem fordul elő velük. Meg kell jegyezni, hogy lehetetlen egyértelmű határt húzni az életkor, az évszak és az ökológiai változások között.

Kor, vagy ontogenetikai módosulások az egyén fejlődési folyamatában a karakterek állandó változásaként fejeződnek ki. Ezt egyértelműen bizonyítja a kétéltűek (ebihalak, év alatti egyedek, imágók), rovarok (lárva, bábok, imágók) és más állatok, valamint növények ontogenezisének példája. Az emberben a fejlődés folyamatában a morfofiziológiai és mentális jelek módosulását figyelik meg. Például egy gyermek nem tud megfelelően fejlődni sem testileg, sem értelmileg, ha kora gyermekkorában nem befolyásolják normális külső, köztük társadalmi tényezők. Például egy gyermek hosszú ideig tartó szociálisan hátrányos környezetben való tartózkodása visszafordíthatatlan károsodást okozhat az intelligenciájában.

Az ontogenetikai variabilitást, akárcsak magát az ontogént, a genotípus határozza meg, ahol az egyed fejlődési programja kódolódik. Az ontogén fenotípus kialakulásának sajátosságai azonban a genotípus és a környezet kölcsönhatásából adódnak. Szokatlan külső tényezők hatására a normális fenotípus kialakulásában eltérések léphetnek fel.

szezonális változások, az egyedek vagy teljes populációk a tulajdonságok genetikailag meghatározott megváltozása formájában jelentkeznek (például a szőrzet színének megváltozása, a pehely megjelenése az állatoknál), amely az éghajlati viszonyok szezonális változásai következtében következik be [Kaminskaya E.A.].

Az ilyen változatosság szembetűnő példája a hermelinnyúllal végzett kísérlet. A hermelines nyúl hátán egy bizonyos területet kopaszra borotválnak (a hermelin nyúl hátát általában fehér gyapjú borítja), majd a nyulat hidegbe helyezik. Kiderül, hogy ebben az esetben az alacsony hőmérsékletnek kitett csupasz folton egy sötét pigmentált szőr jelenik meg, és ennek eredményeként egy sötét folt jelenik meg a háton. Nyilvánvaló, hogy a nyúl egyik vagy másik jelének fejlődése az övé fenotípus, ebben az esetben a hermelin elszíneződése, nem csak a genotípusától függ, hanem attól a teljes körülménytől is, amelyben ez a fejlődés bekövetkezik.

Iljin szovjet biológus kimutatta, hogy a hermelin nyúlban a pigment kialakulásában a környezeti hőmérséklet fontosabb, és a test minden területére van egy hőmérsékleti küszöb, amely felett fehér szőr nő, alatta pedig fekete. . 9).

9. ábra.

hermelin nyúl (S.M. Gershenzon szerint Iljinből, 1983)

A csoporthoz szezonális változások kapcsolhatók környezeti módosítások. Ez utóbbiak a fenotípus adaptív változásai a környezeti feltételek változásaira válaszul. Az ökológiai módosulások fenotípusosan egy tulajdonság kifejeződési fokának változásában nyilvánulnak meg. A fejlődés korai szakaszában megjelenhetnek, és egész életen át fennmaradhatnak. Példa erre a nyílhegy levelének különböző formái, a környezet hatására (10. kép): nyíl alakú felület, széles lebegés, szalag alakú víz alatt.

Rizs. 10.

víz alatti, lebegő és felszíni

Környezeti módosítások mennyiségi (virágban lévő szirmok száma, állatok utódai, állatok súlya, növény magassága, levélmérete stb.) és minőségi (virágszín a tüdőfűben, erdei rang, kankalin; emberi bőrszín ultraibolya sugárzás hatására, stb.). ) jelek. Így például Levakovsky, amikor egy szederágat virágzásig vízben termesztett, jelentős változásokat talált szövetének anatómiai szerkezetében. Hasonló kísérletben Constantin fenotípusos különbségeket tárt fel a boglárka levél felszíni és víz alatti részeinek szerkezetében (11. ábra).

Rizs. tizenegy.

A - vízbe merítve;

B - felület

1895-ben a francia botanikus, G. Bonnier végzett egy kísérletet, amely az ökológiai módosítás klasszikus példája lett. Egy pitypang növényt két részre osztott, és különböző körülmények között termesztette: síkságon és magasan a hegyekben. Az első növény elérte a normál magasságot, a második pedig törpének bizonyult. Ilyen változások az állatoknál is előfordulnak. Például R. Wolterk 1909-ben a sisak magasságának változásait figyelte meg Daphniában a táplálkozási körülményektől függően.

Az ökológiai módosulások általában generációváltással visszafordíthatók, feltéve, hogy a külső környezet változásai megnyilvánulhatnak. Például a jól trágyázott talajon alacsony növekedésű növények utódai normál magasságúak lesznek; a növény virágában lévő bizonyos számú szirm nem ismétlődhet meg az utódokban; egy angolkór miatt görbe lábú embernek egészen normális utódai vannak. Ha azonban a feltételek nem változnak több generáción keresztül, a tulajdonság kifejeződési foka az utódokban megmarad, gyakran összetévesztik egy tartós örökletes tulajdonsággal (hosszú távú módosulások).

Számos ágens intenzív hatására nem öröklődő változások figyelhetők meg, véletlenszerűen (megnyilvánulásukban) a hatáshoz képest. Az ilyen változásokat ún morfózisok. Nagyon gyakran hasonlítanak az ismert mutációk fenotípusos megnyilvánulására. Aztán hívják fenokópiák ezeket a mutációkat. A 30-as évek végén - a 40-es évek elején az I.A. Rapoport számos kémiai vegyület Drosophilára gyakorolt ​​hatását vizsgálta, kimutatva, hogy például az antimonvegyületek barnák (barna szemek); arzénsav és néhány más vegyület - a szárnyak változásai, a test pigmentációja; bórvegyületek - szemtelen (szemtelenség), aristopredia (ariszták lábakká alakítása), ezüstvegyületek - sárga (sárga test) stb. Ugyanakkor egyes morfózisok, amikor egy bizonyos fejlődési szakasznak voltak kitéve, nagy gyakorisággal (akár 100%) indukálódnak.

A módosítási változékonyság jellemzői:

1. Adaptív változtatások (példa, nyílhegy).

2. Adaptív karakter. Ez azt jelenti, hogy a változó környezeti feltételek hatására az egyed olyan fenotípusos változásokat mutat, amelyek hozzájárulnak a túléléshez. Egy példa a száraz és nedves területeken a növények leveleinek nedvességtartalmának, a kaméleon színének, a nyílhegyben lévő levél alakjának változása a környezeti feltételektől függően.

3. Reverzibilitás egy generáción belül, i.e. a külső körülmények megváltozásával felnőtteknél bizonyos jelek kifejeződési foka megváltozik. Például, szarvasmarhában a tartási körülményektől függően a tejhozam és a tej zsírtartalma ingadozhat, csirkéknél - tojástermelés).

4. A módosítások megfelelőek, pl. a tünet megnyilvánulásának mértéke közvetlenül függ egy adott tényező hatásának típusától és időtartamától. Így az állatállomány fenntartásának javítása hozzájárul az állatok élősúlyának, a termékenységnek, a tejhozam és a tej zsírtartalmának növekedéséhez; a műtrágyázott talajokon optimális éghajlati viszonyok mellett nő a szemes növények termése stb.

5. Tömegjelleg. A tömeg annak köszönhető, hogy ugyanaz a tényező megközelítőleg azonos változást okoz a genotípusosan hasonló egyedekben.

6. Hosszú távú módosítások. Ezeket először 1913-ban V. Iollos honfitársunk írta le. A cipőcsillósok irritálásával számos morfológiai jellemzőt alakított ki bennük, amelyek sok nemzedéken át fennmaradtak mindaddig, amíg a szaporodás ivartalan volt. Amikor a fejlődés feltételei megváltoznak, a hosszú távú módosítások nem öröklődnek. Ezért téves az a vélemény, hogy neveléssel és külső befolyással lehet egy új tulajdonságot rögzíteni az utódokban. Például azt feltételezték, hogy a jól képzett állatokból az utódok jobb „cselekvési” adatokkal születnek, mint a képzetlen állatoktól. A betanított állatok utódai valóban könnyebben nevelhetők, de ez azzal magyarázható, hogy nem a szülő egyedek által megszerzett készségeket, hanem az öröklött idegtevékenység miatti idomítási képességet örökli.

7. A reakciók sebessége (módosítási határ). A reakciósebesség öröklődik, és nem maguk a módosulások, pl. az egyik vagy másik tulajdonság fejlesztésének képessége öröklődik, megnyilvánulási formája a külső környezet viszonyaitól függ. A reakciósebesség a genotípus sajátos mennyiségi és minőségi jellemzője, pl. a genotípus gének bizonyos kombinációja és kölcsönhatásuk természete.

Ingatlan	Nem örökletes (adaptív módosítások)	örökletes
A változás tárgya	Fenotípus a reakciótartományban
Előfordulási tényező	A környezeti feltételek változásai	Génrekombináció ivarsejt-fúzió, keresztezés, mutáció miatt
Ingatlan öröklés	Nem örökölt	Örökölt
Egyéni értékek	Növeli a vitalitást, a környezeti feltételekhez való alkalmazkodóképességet	A jótékony változások a túléléshez, a károsak a szervezet halálához vezetnek.
Érték megtekintése	Elősegíti a túlélést	Új populációk, fajok kialakulásához vezet a divergencia következtében
Szerep az evolúcióban	Az élőlények alkalmazkodása a környezeti feltételekhez	Természetes szelekció anyaga
A változékonyság alakja	csoport	Egyedi
rendszeresség	Variációs sorozatok statisztikai szabályszerűsége	Az örökletes variabilitás homológ sorozatának törvénye

Rizs. 12. ? Összehasonlító jellemzői az örökletes és

nem örökletes változékonyság

Példák a módosítási változékonyságra

Egy személyben:

A vörösvértestek szintjének emelkedése hegymászás közben

Fokozott bőrpigmentáció intenzív ultraibolya sugárzás hatására.

A mozgásszervi rendszer fejlődése edzés hatására

Hegek (a morfózis példája).

Rovaroknál és más állatoknál:

Színváltozás a Colorado burgonyabogárban a bábjaik magas vagy alacsony hőmérsékletnek való hosszan tartó kitettsége miatt.

Egyes emlősöknél megváltozik a szőrzet színe, ha az időjárási viszonyok megváltoznak (például nyúlnál).

Különböző színű nimfalepkék (például Araschnia levana), amelyek különböző hőmérsékleteken fejlődtek ki.

A növényekben:

A víz alatti és felszíni levelek eltérő szerkezete a vízi boglárka, nyílhegy stb.

Alulméretezett formák fejlesztése a hegyekben termesztett alföldi növények magjából.

Baktériumokban:

Az Escherichia coli laktóz operon génjeinek munkája (glükóz hiányában és laktóz jelenlétében enzimeket szintetizálnak ennek a szénhidrátnak a feldolgozásához).

1. Mi a szerepe a genotípusnak és a környezeti feltételeknek a fenotípus kialakulásában? Adj rá példákat.

Egyes tulajdonságok csak a genotípus hatására alakulnak ki, és megnyilvánulásuk nem függ a környezeti feltételektől, amelyek között a szervezet fejlődik. Például egy olyan személyben, akinek genotípusában I A és I B gén található, életkörülményektől függetlenül IV vércsoport alakul ki. Ugyanakkor a magasság, a testtömeg, a vörösvértestek száma a vérben és sok más jel nemcsak a genotípustól, hanem a környezeti feltételektől is függ. Ezért az azonos genotípusú organizmusok (például egypetéjű ikrek) fenotípusukban különbözhetnek egymástól.

1895-ben G. Bonnier francia botanikus a következő kísérletet hajtotta végre: egy fiatal pitypang növényt két részre osztott, és különböző körülmények között kezdte termeszteni - síkságon és magasan a hegyekben. Az első növény elérte a normál magasságot, a második pedig törpének bizonyult. Ez a tapasztalat azt mutatja, hogy a fenotípus (azaz a tulajdonságok) kialakulását nemcsak a genotípus, hanem a környezeti feltételek is befolyásolják.

Egy másik példa, amely szemlélteti a környezetnek a tulajdonságok megnyilvánulására gyakorolt ​​hatását, a himalájai nyulak szőrszínének megváltozása. Általában 20 °C-on a szőrük az egész testükön fehér, a fekete fülek, mancsok, farok és fang kivételével. 30°C-on a nyulak teljesen fehérre nőnek. Ha a himalájai nyúl szőrét oldalról vagy hátulról leborotválják, és 2 ° C alatti hőmérsékleten tartják, akkor a fehér gyapjú helyett fekete nő.

2. Mi a módosítási variabilitás? Adj rá példákat.

A módosítási variabilitás a fenotípus változása környezeti tényezők hatására, amely a genotípus megváltoztatása nélkül következik be a reakció normál tartományán belül.

Például a pitypangnál a levelek hossza és alakja még ugyanazon a növényen belül is jelentősen eltér. Megállapították, hogy minél alacsonyabb a levelek képződésének hőmérséklete, annál kisebbek, és annál nagyobb kivágásokkal rendelkezik a levéllemez. Éppen ellenkezőleg, magasabb hőmérsékleten nagyobb levelek képződnek a levéllemez kis kivágásaival.

Felnőttnél a táplálkozástól és életmódtól függően változik a testsúly, teheneknél a tejhozam, csirkéknél a tojástermelés. Ha valaki magasan a hegyekben találja magát, a vér vörösvérsejt-tartalma idővel növekszik, hogy a szervezet sejtjeit oxigénnel láthassa el.

3. Mekkora a reakciósebesség? Konkrét példákkal igazolja az állítás érvényességét, hogy nem maga a tulajdonság öröklődik, hanem annak reakciósebessége.

A reakciósebesség egy tulajdonság módosulási változékonyságának határa. Egyes tulajdonságok, mint például a levél hossza, a növény magassága, az állatok testtömege, a szarvasmarha tejtermelése, a csirke tojástermelés, széles reakciósebességgel rendelkeznek. Mások, mint például a virágok mérete és alakja, a magvak, virágok és gyümölcsök színe, az állatok színe, a tej zsírtartalma szűkebb reakciósebességet jelentenek.

A reakció sebességét a genotípus határozza meg, és öröklődik. Például minél több időt tölt egy személy közvetlen napfényben, annál több melanin szintetizálódik a bőr nyílt területein, és ennek megfelelően a színe sötétebb. Mint ismeretes, a barnulás intenzitása nem öröklődik, hanem az adott személy sajátos életkörülményei határozzák meg. Ezenkívül még egy kaukázusi embernél is, aki folyamatosan közvetlen napfénynek van kitéve, a bőr nem tudja szintetizálni azt a mennyiségű melanint, amely jellemző például a negroid faj képviselőire. Ez a példa azt jelzi, hogy a tulajdonság variabilitásának tartományát (reakciósebességét) előre meghatározza a genotípus, és nem maga a tulajdonság öröklődik, hanem az élőlény azon képessége, hogy a környezeti feltételek hatására egy bizonyos fenotípust kialakítson.

4. Ismertesse a módosítások főbb tulajdonságait! Miért nevezik a nem örökletes variációt csoportvariációnak? bizonyos?

A módosítások a következő főbb tulajdonságokkal rendelkeznek:

● Reverzibilitás - az egyének külső körülményeinek megváltozásával bizonyos jelek kifejeződési foka megváltozik.

● A legtöbb esetben megfelelőek, pl. a tünet megnyilvánulásának mértéke közvetlenül függ egy adott tényező hatásának intenzitásától és időtartamától.

● Legyen adaptív (adaptív) karaktere. Ez azt jelenti, hogy a változó környezeti feltételekre reagálva az egyed olyan fenotípusos változásokat mutat, amelyek hozzájárulnak a túléléshez.

● Tömegjelleg – ugyanaz a tényező megközelítőleg ugyanazokat a változásokat okozza a genotípusosan hasonló egyedekben.

● A módosítások nem öröklődnek, mert A módosítási variabilitás nem jár együtt a genotípus változásával.

A nem öröklődő (módosító) variabilitást csoportvariabilitásnak nevezzük, mivel a környezeti feltételek bizonyos változásai egy adott faj összes egyedében hasonló változásokat okoznak (tömegtulajdonság). A módosítási változékonyságot határozottnak is nevezik, mert. a módosítások megfelelőek, előre jelezhetők, és az egyedek fenotípusának bizonyos irányú változásával járnak együtt.

5. Milyen statisztikai módszereket alkalmaznak a mennyiségi tulajdonságok változékonyságának elemzésére?

A kvantitatív tulajdonságok változékonyságának jellemzésére leggyakrabban olyan statisztikai módszereket alkalmaznak, mint a variációs sorozat és a variációs görbe felépítése.

Például az azonos fajtájú búza összetett kalászaiban a kalászok száma meglehetősen tág határok között változik. Ha a füleket a kalászok számának megfelelően növekvő sorrendbe rendezi, akkor ennek a tulajdonságnak a variabilitás variabilitási sorozatát kapja, amely egyedi változatokból áll. Egy-egy változat előfordulási gyakorisága a variációs sorozatban nem azonos: a leggyakoribbak az átlagos számú kalászú fülek, ritkábban a több és kevesebb.

A változat eloszlása ​​ebben a sorban grafikusan ábrázolható. Ehhez a (v) opció értékeit az abszcissza tengelyen ábrázolják növekedésük sorrendjében, az ordináta tengelyen - az egyes opciók előfordulási gyakorisága (p). Egy tulajdonság variabilitásának grafikus kifejezését, amely mind a variációk tartományát, mind az egyes változatok előfordulási gyakoriságát tükrözi, variációs görbének nevezzük.

6. Mennyire fontos a gyakorlatban a jelek reakciósebességének ismerete növényekben, állatokban és emberekben?

A módosulási variabilitás mintázatainak és a reakciósebességnek az ismerete nagy gyakorlati jelentőséggel bír, mivel számos mutató előreláthatóságát és tervezését teszi lehetővé. Különösen a genotípus megvalósításához szükséges optimális feltételek megteremtése teszi lehetővé a magas állati és növényi termelékenység elérését. Különböző emberi tulajdonságok reakciósebességének ismerete szükséges az orvostudományban (fontos tudni, hogy egyes élettani mutatók hogyan felelnek meg a normának), a pedagógiában (a gyermek adottságait és adottságait figyelembe vevő oktatás és képzés), a könnyűiparban (ruházat). , cipőméretek) és az emberi tevékenység számos más területe .

7*. Ha a normál körülmények között piros virágokkal rendelkező kankalint 30-35ºС hőmérsékletű és magas páratartalmú üvegházba helyezik, akkor ezen a növényen az új virágok már fehérek lesznek. Ha ezt a növényt viszonylag alacsony hőmérsékletű (15-20ºC) körülmények közé helyezzük, újra virágozni kezd piros virágokkal. Mivel magyarázható ez?

Ez a módosítási variabilitás tipikus példája. Valószínűleg a hőmérséklet emelkedése csökkenti azon enzimek aktivitását, amelyek biztosítják a vörös pigment szintézisét a szirmokban, egészen a teljes inaktiválásig (30–35 ° C-on).

8*. Miért hosszabbítják meg mesterségesen a nappali világos órákat a tojótyúkok esetében 20 órára a baromfitelepeken, és miért csökkentik le napi 6 órára a brojlerkakasoknál?

A nappali órák hossza fontos tényező, amely befolyásolja a madarak szexuális viselkedését. A nappali órák számának növekedése aktiválja a nemi hormonok termelődését – így a tojótyúkok serkentik a tojástermelés fokozását. A rövid nappali órák az ivaros aktivitás csökkenését okozzák, így a brojlerhímek kevesebbet mozognak, nem harcolnak egymással, és a test minden erőforrása a testtömeg növelésére irányul.

* A csillaggal jelölt feladatok különböző hipotézisek felállítását igénylik a tanulókkal. Ezért az osztályzat felállításakor a tanárnak nem csak az itt adott válaszra kell összpontosítania, hanem figyelembe kell vennie az egyes hipotéziseket, értékelve a tanulók biológiai gondolkodását, érvelésük logikáját, az ötletek eredetiségét stb. célszerű a hallgatókat megismertetni a kapott válasszal.

A genetika nemcsak az öröklődést, hanem az élőlények variabilitását is vizsgálja. A változékonyság az élő szervezetek azon képessége, hogy új tulajdonságokat és tulajdonságokat szerezzenek. A változékonyságnak köszönhetően az élőlények alkalmazkodni tudnak a változó környezeti feltételekhez.

A variabilitásnak két típusa van: örökletes, vagy genotípusos és nem örökletes, vagy fenotípusos, - variabilitás, amelyben a genotípus nem változik.

Az élőlények jeleinek kialakulásában fontos szerepet játszik az élőhely. Minden szervezet egy bizonyos környezetben fejlődik és él, megtapasztalva olyan tényezőinek hatását, amelyek megváltoztathatják az élőlények morfológiai és élettani tulajdonságait, pl. fenotípusukat.

Az organizmusok környezeti tényezők hatására fellépő, a genotípust nem befolyásoló variabilitását módosulásnak nevezzük.

A módosítási változékonyságot fenotípusosnak nevezzük Mivel a fenotípus a külső környezet hatására megváltozik, a genotípus változatlan marad. A tulajdonságok környezeti tényezők hatására való változékonyságának klasszikus példája a nyílhegy heterogenitása: a vízbe merülő levelek szalag alakúak, a víz felszínén lebegő levelek lekerekítettek, a levegőben lévők pedig nyíl alakúak. - alakú. Ha az egész növényt teljesen vízbe merítjük, a levelei csak szalagszerűek. Az ultraibolya sugarak hatására az emberekben (ha nem albínók) a bőrben a melanin felhalmozódása következtében barnaság lép fel, és a különböző emberekben a bőrszín intenzitása eltérő. Ha egy személyt megfosztanak az ultraibolya sugárzás hatásától, a bőr színe nem változik.

A módosítási variabilitás csoportos jellegű, vagyis egyazon faj minden egyede azonos körülmények közé kerülve hasonló tulajdonságokat szerez. Például, ha egy zöld euglenákat tartalmazó edényt sötétbe helyeznek, akkor mindegyik elveszti zöld színét, de ha ismét fény éri őket, mind újra zöld színűvé válik.

A módosítások változékonysága biztos, azaz mindig megfelel az azt okozó tényezőknek. Tehát az ultraibolya sugarak megváltoztatják az emberi bőr színét (mivel a pigmentszintézis fokozódik), de nem változtatják meg a test arányait, és a megnövekedett fizikai aktivitás befolyásolja az izomfejlődés mértékét, és nem a bőr színét.

Nem szabad azonban megfeledkezni arról, hogy bármely tulajdonság kialakulását elsősorban a genotípus határozza meg. Ugyanakkor a gének meghatározzák egy tulajdonság kialakulásának lehetőségét, megjelenését és kifejeződési fokát nagyban meghatározzák a környezeti feltételek. Így a növények zöld színe nemcsak a klorofill szintézisét szabályozó génektől függ, hanem a fény jelenlététől is. Fény hiányában a klorofill nem szintetizálódik.

Annak ellenére, hogy a környezeti feltételek hatására a jelek változhatnak, ez a változékonyság nem korlátlan. Egy tulajdonság normális fejlődése esetén is eltérő a súlyosságának mértéke. Tehát egy búzatáblán találhatók nagy fülű (20 cm vagy annál nagyobb) és nagyon kicsi (3-4 cm) növények. Ez azzal magyarázható, hogy a genotípus meghatároz bizonyos határokat, amelyeken belül a tulajdonság változása bekövetkezhet. Egy tulajdonság variációs fokát, vagy a módosulás variabilitásának határait reakciónormának nevezzük. A mennyiségi tulajdonságok (terméshozam, levélméret, tehenek tejhozama, csirkék tojástermelése) általában szélesebb reakciósebességgel rendelkeznek, mint a minőségi tulajdonságok (szőrzet színe, tejzsírtartalom, virágszerkezet, vércsoport).

A reakciósebesség ismerete nagy jelentőséggel bír a mezőgazdaság gyakorlatában

A növények, állatok és emberek számos tulajdonságának módosítási változatossága általános mintákat követ. Ezek a minták a tulajdonság egy egyedcsoportban való megnyilvánulásának elemzése alapján derülnek ki. A vizsgált attribútum minden egyes értékét változatnak nevezzük, és v betűvel jelöljük. Az egyes változatok előfordulási gyakoriságát p betűvel jelöljük. A mintapopulációban egy tulajdonság variabilitásának vizsgálatakor egy variációs sorozatot állítunk össze, amelyben az egyedek a vizsgált tulajdonság mutatójának növekvő sorrendjében vannak elrendezve. A variációs sorozatok alapján egy variációs görbe készül - az egyes változatok előfordulási gyakoriságának grafikus megjelenítése (8. ábra).

Például, ha vesz 100 kalász búzát (n), és megszámolja a kalászok számát, akkor ez a szám 14 és 20 között lesz - ez a (v) opció számértéke.

Változatsorozat: v = 14 15 16 17 18 19 20

Rizs. 8. Változási görbe.

Az egyes változatok előfordulási gyakorisága p = 2 7 22 32 24 8 5

Ahol M a jellemző átlagértéke, a számláló a változat előfordulási gyakorisága szerinti szorzatainak összege, a nevező pedig a változat száma. Ennél a funkciónál az átlagos érték 17,13.

A módosítási variabilitás nem örökletes, ezért fenotípusosnak is nevezik. Külső különbségeket hoz létre egy fajon belül. A módosulási változásokat, bár nem rögzültek a génekben, ezek határozzák meg, és határait a genotípus határozza meg.

Módosítások

A biológiában a módosításokat fenotípusos különbségeknek nevezik az azonos genotípusú szervezetek között.

Rizs. 1. Módosítások a növényekben

Az ilyen különbségeket környezeti tényezők okozzák, amelyek lehetnek:

• talaj termékenysége;
• éghajlati viszonyok;
• állatok takarmányozása;
• megvilágítás a növények számára és így tovább.

A módosítások adaptív válaszként jelentkeznek, és a legtöbb esetben hasznos adaptációk.

A módosítások különféle változtatások.
Példák a módosítási variabilitásra:

• színváltozás a fehér nyúlban (szezonális módosítások);
• szarvképződés felnőtt patás állatokban (életkor változásai);
• súlygyarapodás fokozott takarmányozással;
• az izomtömeg növekedése edzés közben;
• az emberi bőr sötétedése a napon és még sok más.

Minden fajhoz létrehozhat egy variációs sorozatot, amely az összes lehetséges módosítást mutatja.

TOP 2 cikkakik ezzel együtt olvastak

Rizs. 2. Variációs sorozat

morfózisok

Ha az élőlények nagy intenzitású káros tényezőknek vannak kitéve, akkor drámaian megváltozott jellemzők alakulhatnak ki, amelyeknek nincs adaptív jellegük. Az ilyen változásokat morfózisoknak nevezzük.

Külsőleg a morfózisok hasonlóak a mutációkhoz, és ilyen esetekben fenokópiáknak nevezik őket, mivel „másolják” az örökletes változások megnyilvánulását.

Rizs. 3. Fenokópiák

A morfózisok deformitások. A mutációkkal ellentétben nem rögzülnek a genotípusban.

A genotípus befolyása

Bár a módosulások a környezeti feltételek hatására következnek be, ezek egy adott genotípus következményei.

Például a hegyvidéken élőkben csaknem harmadával több vörösvérsejt található, mint a síkvidéken élőkben. De a vörösvértestek termelésének növelésének képességét az emberi genotípus határozza meg, vagyis a módosításoknak örökletes alapjuk van.

Egy szervezet nem egy tulajdonságot örököl, hanem egy bizonyos fenotípus kialakításának képességét. Ezért az egyének közötti különbségeket környezeti és genetikai tényezők egyaránt meghatározzák.

Azt az amplitúdót, amelyen belül egy tulajdonság változhat, reakciónormának nevezzük. A morfózis kívül esik a reakció normáján.

Tulajdonságok

Ez a fajta variabilitás csoportjellegű, és néha csoportvariabilitásnak is nevezik, mivel a módosulás a faj minden egyedében előfordul, azonos körülmények között.

Ha egy euglenákkal ellátott edényt sötét helyre helyeznek, akkor mindegyik elveszíti zöld színét. Ha visszaadja az euglenát a fénynek, akkor a szín is visszatér mindenkihez. Ez is jelzi a módosítások visszafordíthatóságát.

De az embereknél a fokozott táplálkozás nem mindenkinél okoz testsúlynövekedést, hanem azok számára, akik genetikailag hajlamosak erre.

Az egyik kísérletben egy kutató több mint 22 egérgenerációt eltávolított a farkukról, és keresztezte őket egymással. Az 1592 vizsgált állat közül egy sem adott utódokat, ahol a mesterséges módosítást rögzítenék.

Jelentése

A módosulási változások kialakulása adaptív értékkel bír a szervezet életében.

Például a bőr sötétedése a leégés során korlátozza az ultraibolya sugarak behatolását a testbe, ami lehetővé teszi, hogy hosszabb ideig maradjon a napon, negatív következmények nélkül.

A mezőgazdaságban az egyes fajták reakciósebességének ismeretében optimális termőképességi mutatókat lehet elérni.

Mit tanultunk?

A 11. évfolyamon az élőlények variabilitását vizsgálva leírást adtunk annak módosulási változatosságáról. A módosítási variabilitás az a tulajdonság, hogy a tulajdonságok variánsait képezze a reakciónorma határain belül. Jellemzői: visszafordíthatóság és csoportjelleg. A módosítások okai környezeti tényezők. A módosítás nem öröklődik.

Téma kvíz

Jelentés értékelése

Átlagos értékelés: 4.6. Összes értékelés: 83.