Механизмы и биологическое значение комбинативной изменчивости

 

МИНОБРНАУКИ  РФ

Кафедра промышленной биотехнологии

 

 

 

Факультет пищевых технологий  
Кафедра промышленной биотехнологии 

 

Реферат 
по дисциплине «Общая биология  и микробиология»

на тему: «Механизмы и биологическое значение комбинативной изменчивости»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание.

 

 

• Термины и определения……………………………………………..3
• Краткая информация…………………………………………………4
• Введение………………………………………………………………5
• Изменчивость…………………………………………………………6
• Виды изменчивости:

• Фенотипическая………………………………………………7-8

• Генотипическая:

• Мутационная………………………………………………..8-10
• Комбинативная……………………………………………..10-11

• Комбинативная изменчивость:

• Источники комбинативной изменчивости…………………….11-12
• Значение комбинативной изменчивости……………………….13-14
• Механизмы комбинативной изменчивости………………………..14
• Сравнительная характеристика форм изменчивости……………...15
• Комбинативная изменчивость в селекции………………………16-17
• Эволюционное значение………………………………………….17-18
• Заключение……………………………………………………………19
• Список используемой литературы………………………………….20

 

 

 

                                                                                                                             Термины и определения.

 

     Изменчивость – это способность организмов приобретать отличия от других особей своего вида.

   Комбинативная изменчивость- возникает при перекомбинации (перемешивании) генов отца и матери.

  Рекон- элементарная (наименьшая) единица различных рекомбинаций наследственного материала, вызывающая образование новых генных сочетаний.

Трансформация-процесс поглощения клеткой организма свободной молекулы ДНК  из среды и встраивания её в геном, то приводит к появлению у такой клетки новых для неё наследуемых признаков, характерных для организма-донора ДНК.

Трансдукция-процесс переноса бактериальной ДНК из одной клетки в другую бактериофагом.

Инбридинг – скрещивание близкородственных форм в пределах одной популяции организмов.

Аутбридинг-один из методов разведения, представляющая собой, в отличие от инбридинга, непосредственное скрещивание.

 

 

 

 

 

 

 

Краткая информация.

 

Генетика изучает не только наследственность, но и изменчивость организмов. Изменчивостью называют способность живых организмов приобретать новые признаки и свойства. Благодаря изменчивости, организмы могут приспосабливаться к изменяющимся условиям среды обитания.

Комбинативная изменчивость - это процесс формирования рекомбинации. Другими словами, комбинации генов, отсутствующие у родителей.

Мутационная изменчивость-  это изменчивость возникающая при действии на организм мутагенов , в результате возникают мутации.

 

 

 

 

Введение

      Изменчивость – это одно из удивительных  свойств живых организмов. Явление изменчивости  известно уже давно,  как человек стал заниматься выведением культурных сортов растений и пород домашних животных. В результате изменчивости в процессе эволюции возникают разные формы организмов, которые могут сосуществовать в одном и том же пространстве за счет разнообразия потребностей. Так возрастает "сумма жизни", что доказал ещё английский натуралист и путешественник Чарлз Роберт Дарвин.

  Дарвин различал два главных типа изменчивости - определённую и неопределённую. Определённая изменчивость, впоследствии получила название модификационной изменчивости, а неопределённая, в современных терминах является наследственной, или генотипической, изменчивостью. Многообразные сочетания модификационной и генотипической изменчивостей дают огромный простор для действия главнейшего фактора эволюции - естественного отбора. В природе под влиянием отбора любой вид живых организмов может со временем измениться или дать начало новым видам, с иными признаками и свойствами.

   Генотипическая изменчивость – изменения, произошедшие в структуре генотипа и передаваемые по наследству. К этому типу изменчивости относят комбинативную и мутационную изменчивости, которые ведут к увеличению внутривидового разнообразие в природе. Предполагалось, что именно изменчивости таких типов мутаций и сыграли немаловажную роль в мировой эволюции.

 

 

 

 

 

 

Изменчивость

 

      Изменчивость — это возникновение индивидуальных различий. На основе изменчивости организмов появляется генетическое разнообразие форм, которые в результате действия естественного отбора преобразуются в новые подвиды и виды.

     Изменчивость может быть вызвана воздействиями факторов окружающей среды, не затрагивающих изменение генотипа. Изменчивость, вызванная изменениями в генотипе, сопровождается появлением новых признаков и качеств, наследуемых организмом. Это особенно часто наблюдается у особей, появившихся в результате скрещивания.

   Изменчивость —  противоположное наследственности, но то и другое (наследственность  и изменчивость) неразрывно связаны  между собой. Они обеспечивают  преемственность наследственных  свойств и возможность приспособиться к изменяющимся новым условиям среды, обусловливая поступательное развитие жизни.

   Наследственность  и изменчивость присущи всем  организмам.  Генетика, изучая закономерности  наследственности и изменчивости, выявляет методы

управления этими процессами.

 

 

 

Различают два вида изменчивости: фенотипическую (модификационная) и генотипическую.

   Фенотипическая изменчивость – это изменение организмов под действием факторов среды и эти изменения не наследуются. Эта изменчивость не затрагивает гены организма, наследственный материал не изменяется.

  Модификационная изменчивость признака может быть очень велика, но она всегда контролируется генотипом организма.

   Границы фенотипической изменчивости, контролируемые генотипом организма, называют нормой реакции. Широкая норма реакции приводит к повышению выживаемости. Интенсивность модификационной изменчивости можно регулировать. То есть модификационная изменчивость направлена.

К статистическим закономерностям модификационной изменчивости относятся вариационный ряд изменчивости признака и вариационная кривая.

Вариационный ряд представляет ряд вариантов, (есть значений признака) расположенных в порядке убывания или возрастания (например: если собрать листья с одного и того же дерева и расположить их по мере увеличения длины листовой пластинки, то получается вариационный ряд изменчивости данного признака).

Вариационная кривая – это графическое изображение зависимости между размахом изменчивости признака и частотой встречаемости отдельных вариант данного признака. Наиболее типичный показатель признака – это его средняя величина, то есть среднее арифметическое вариационного ряда.

Различают следующие виды фенотипической изменчивости: модификации, морфозы и фенокопии.

Модификации – это ненаследственные изменения генотипа, которые возникают под действием фактора среды, носят адаптивный характер и чаще всего обратимы (например: увеличение эритроцитов в крови при недостатке кислорода).

Морфозы – это ненаследственные изменения фенотипа, которые возникают под действием экстремальных факторов среды, не носят адаптивный характер и необратимы (например: ожоги, шрамы).

Фенокопии – это ненаследственное изменение генотипа, которое напоминает наследственные заболевания (увеличение щитовидной железы на территории, где в воде или земле не хватает йода).

   Генотипическая изменчивость - при генотипической изменчивости происходит изменение наследственного материала и, обычно, эти изменения наследуются. Это основа разнообразия живых организмов.

    Различают два вида генотипической изменчивости:

1)Мутационная 

2)Комбинативная.

   Комбинативная изменчивость основывается на возникновении новых комбинаций генов родителей. При комбинативной изменчивости в результате слияния родительских гамет возникают новые комбинации генов, однако сами гены и хромосомы остаются неизменными (пример: каждый новый организм является новый комбинацией генов родителей).

   Мутационная изменчивость в основе этой изменчивости лежит изменение структуры гена, хромосомы или изменения числа хромосом.

Мутация – это спонтанное изменение генетического материала. Мутации возникают под действием мутагенных факторов:

А) физических (радиация, температура, электромагнитное излучение);

Б) химических (вещества, которые вызывают отравление организма: алкоголь, никотин, колхицин, формалин);

В) биологических (вирусы, бактерии).

 

 

Различают несколько классификаций мутаций:

Классификация 1.

Мутации бывают полезные, вредные и нейтральные. Полезные мутации: мутации, которые приводят к повышенной устойчивости организма (устойчивость тараканов к ядохимикатам). Вредные мутации: глухота, дальтонизм. Нейтральные мутации: мутации никак не отражаются на жизнеспособности организма (цвет глаз, группа крови).

Классификация 2.

Мутации бывают соматические и генеративные. Соматические (чаще всего они не наследуются) возникают в соматических клетках и затрагивают лишь часть тела. Они будут наследоваться следующим поколениям при вегетативном размножении. Генеративные (они наследуются, т.к. происходят в половых клетках): эти мутации происходят в половых клетках. Генеративные мутации делятся на ядерные и внеядерные (или митохондриальные).

Классификация 3.

По характеру изменений в генотипе мутации подразделяются:

• Генные
• Хромосомные
• геномные.

    

Мутации имеют ряд свойств:

1. Возникают внезапно, и мутировать может любая часть организма, т.е. они не направлены.

2. Чаще бывают рецессивными, реже – доминантными.

3. Могут быть вредными, полезными, нейтральными.

4. Передаются из поколения  в поколение.

5. Вызываются внешними  и внутренними факторами.

6. Представляют собой  стойкие изменения наследственного  материала.

7. Это качественные изменения, которые, как правило, не образуют  непрерывного ряда вокруг средней  величины признака.

8. Могут повторяться.

9. Мутации являются и  элементарным эволюционным материалом и не направляющим элементарным эволюционным фактором.

10. Мутационный процесс  – источник резерва наследственной  изменчивости популяций.

Сходство между комбинативной и мутационной изменчивостью заключается в том, что в обоих случаях потомство получает набор генов каждого из родителей.

    Мутационная изменчивость является одним из главных факторов эволюционного процесса. В результате мутаций могут возникать полезные признаки, которые под действием естественного отбора дадут начало новым видам и подвидам.

    

 

Комбинативная изменчивость.

 

   Комбинативная изменчивость - изменчивость, возникающая в результате закономерной перекомбинации аллелей в генотипах потомков , вследствие полового размножения.

  Комбинативная изменчивость приводит к получению бесконечно большого количества новых , уникальных сочетаний (комбинаций) родительских генов в гибридных генотипах организмов, образующихся в результате полового процесса ( исключение составляют однояйцевые близнецы ).Комбинативная изменчивость объясняет, почему у детей обнаруживаются новые сочетания признаков родственников по материнской и отцовской линиям, причём в таких конкретных вариантах, которые не были свойственны ни отцу, ни матери, ни дедушке, ни бабушке и т.д.

Благодаря комбинативной изменчивости создаётся разнообразие генотипов в потомстве, что имеет большое значение для эволюционного процесса в связи с тем, что:

1) увеличивается разнообразие  материала для эволюционного  процесса без снижения жизнеспособности  особей;

2) расширяются возможности приспособления организмов к изменяющимся условиям среды, тем самым обеспечивается выживание группы организмов (популяции, вида) в целом.