Модификационная или ненаследственная изменчивость кратко

Обновлено: 02.07.2024

2. Глоссарий по теме (перечень терминов и понятий, введенных на данном уроке);

Генотип, норма реакции, качественные признаки, количественные признаки, качественные признаки, модификационная изменчивость, комбинативная изменчивость, мутационная изменчивость, мутагены.

Изменчивость, свойство живых организмов существовать в различных формах (вариантах).

Наследственная, или генотипическая, изменчивость обусловлена возникновением новых генотипов и приводит, как правило, к изменению фенотипа.

Ненаследственная, или модификационная, изменчивость отражает изменения фенотипа под действием условий существования организма, не затрагивающих генотип, хотя степень изменчивости этого типа может определяться генотипом.

Мутагены (от мутации и греческого -genes — рождающий, рождённый), физические и химические факторы, воздействие которых на живые организмы приводит к появлению мутаций с частотой, превышающей уровень спонтанных мутаций

Мутации (от латинского mutatio — изменение), внезапные, естественные или вызванные искусственно наследуемые изменения генетического материала, приводящие к изменению тех или иных признаков организма.

Генные-мутации вызывающие изменения последовательности нуклеотидов ДНК в конкретном гене, а, следовательно, в и-РНК и белке, кодируемом этим геном. Генные мутации бывают как доминантными, так и рецессивными. Они могут привести к появлению признаков, поддерживающих или угнетающих жизнедеятельность организма.

Комбинативная изменчивость возникает в результате сочетание генов в процессе полового размножения, кроссинговера и других процессов сопровождающихся рекомбинацией генов. Комбинативная изменчивость создает новые сочетания генов и обеспечивает как всё разнообразие организмов, так и неповторимую генетическую индивидуальность каждого из них.

Генеративные мутации затрагивают половые клетки и передаются при половом размножении.

Соматические мутации не затрагивают половые клетки и у животных не наследуются, а у растений наследуются при вегетативном размножении.

Геномные мутации (полиплоидия и гетероплоидия) связаны с изменением числа хромосом в кариотипе клеток.

Хромосомные мутации связаны с перестройками структуры хромосом, изменением положения их участков, возникшего в результате разрывов, выпадением отдельных участков и т.д.

3. Основная и дополнительная литература по теме урока (точные библиографические данные с указанием страниц);

Обязательная литература:

Дополнительныеисточники:

1. Общая биология 10-11, дидактические материалы/ авт.-сост С.С. Красновидова, С. А. Павлов, А.Б. Павлов, - М. Просвещение, 2000г., стр.46-72

2. Общая биология 10-11 классы: подготовка к ЕГЭ. Контрольные и самостоятельные работы/ Г.И. Лернер. – М.:Эксмо, 2007.стр 99-101

3. Биология: общая биология. 10-11 классы: учебник/ А.А. Каменский, Е.А. Криксунов,В.В. Пасечник.- М.:Дрофа, 2018. Стр.159-163

4. Открытые электронные ресурсы по теме урока (при наличии);

5. Теоретический материал для самостоятельного изучения;

Модификационная изменчивость — это довольно важное свойство организмов приспосабливаться к внешней среде. Это комплекс реакций, которые являются физиологической адаптацией организма или целой популяции к изменению условий среды. Например, под солнцем кожа более или менее темнеет у каждого человека. Модификационная изменчивость и ее свойства Данное свойство организмов имеет некоторые характерные признаки: Модификационная изменчивость затрагивает исключительно фенотип (внешние признаки), но никак не влияет на генотип (индивидуальный набор генетической информации). Она носит групповой характер — если какие-то условия среды влияют на группу организмов, то у всех ее представителей наблюдается появление одних и тех же признаков. Обратимость — изменения появляются при постоянном влиянии определенных факторов. Если перенести организм в другие условия или устранить влияние фактора, то фенотипические изменения исчезают. Изменения, произошедшие под влиянием внешних факторов, не передаются по наследству. Стоит отметить, что модификационная изменчивость имеет огромное значение для процесса естественного отбора. Дело в том, что в природе выживают те организмы, которые более всего приспособлены к условиям, особенно при резком изменении внешних факторов. Комбинаторная и мутационная изменчивость далеко не полностью обеспечивает организм способностью к адаптациям.

Модификационная изменчивость: примеры.

В природе можно найти бесчисленное количество примеров подобных изменений организма. При подъеме в горы, где условия внешней среды изменяются, в крови человека или животного наблюдается увеличение количества эритроцитов, что обеспечивает нормальное кислородное питание. При воздействии ультрафиолетовых лучей в кожных тканях начинается усиленное выделение пигментов. В результате постоянных интенсивных тренировок мышечная масса значительно увеличивается. После прекращения занятий тело постепенно теряет упругость, мышцы уменьшаются в размере. Если белого гималайского зайца переместить в умеренные климатические условия и выбрить участок тела, то новая шерсть будет серого цвета. Если на деревьях уже имеются полностью распустившиеся листья, а ночью на них будет воздействовать минусовая температура, то утром можно будет заметить характерный красноватый оттенок. Для того чтобы понять природу модификационных приспособлений, необходимо рассмотреть и другие формы изменчивости.

Комбинаторная изменчивость Подобная изменчивость появляется в результате рекомбинации генов во время слияния гамет. Теперь рассмотрим пример: если у отца ребенка зеленые глаза и темные волосы, а у матери — светлые волосы и голубые глаза. Ребенок может родиться в зелеными глазами и светлыми волосами, или темными волосами и голубыми глазами. Именно такие фенотипические изменения потомства обеспечиваются комбинаторной изменчивостью. Мутационная изменчивость Изменения возникают при воздействии на организм мутагенов химической, физической или биологической природы.

Мутационная изменчивость в отличие от модификационной: возникает спонтанно, и предугадать ее практически невозможно; вызывает изменения в генетическом материале; мутационные изменения стойкие и передаются по наследству; мутации могут быть как доброкачественными, так и вызывать патологии вплоть до летального исхода; они не зависят от условий внешней среды; возникают у отдельных особей; Как можно заметить, изменчивость — это очень сложный процесс, который затрагивает как генотип, так и фенотипические характеристики. Именно благодаря модификациям, комбинациям и мутациям организмы постепенно изменялись, совершенствуясь и приспосабливаясь к изменениям.

6. Примеры и разбор решения заданий тренировочного модуля (не менее 2 заданий).

Заполните пропуски в тексте.

В 1930 г. в Швеции среди лисиц на ферме появилась одна _______особь так называемой платиновой окраски. Эта _______мутация была размножена и дала начало ценной коммерческой породе.
В настоящее время создано большое количество сортов культурных растений с помощью мутационной селекции, использующей _____и радиационные методы получения_____.

Правильный вариант/варианты (или правильные комбинации вариантов):мутантная, доминантная, химические, мутантов.

Установите соответствие между характеристикой изменчивости и её примерами: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию к рисунку из второго столбца.

А) изменчивость носит групповой характер;

Б) приводит к созданию новых генотипов;

Г) проявляется в новых комбинациях признаков;

Д) изменения носят только фенотипический характер;

Е) изменения определяются нормой реакции.

Правильный вариант/варианты (или правильные комбинации вариантов):

Ненаследственная (модификационная) изменчивость

Ключевые слова конспекта: Изменчивость ненаследственная (модификационная, фенотипическая); модификации.
Раздел ЕГЭ: 3.6. Закономерности изменчивости. Ненаследственная (модификационная) изменчивость…

В зависимости от характера воздействия факторов внешней среды на организм произошедшие с ним изменения могут наследоваться или не наследоваться. Если изменения затрагивают лишь фенотип, то они не наследуются. В этом случае генотип сохраняется и возникшие в процессе индивидуального развития изменения не передаются потомству. Если изменения затрагивают генотип, т. е. меняются какие-то гены организма, то изменения передаются по наследству. Исходя из этого, выделяют два вида изменчивости — ненаследственную и наследственную.

Ненаследственная (модификационная) изменчивость (или фенотипическая изменчивость) — это изменчивость, которая возникает у организмов под влиянием условий среды, но не приводит к изменению генотипа, а способствует формированию разнообразных фенотипов. Изменения фенотипа являются результатом реакции организма на изменяющиеся факторы среды, они не выходят за пределы нормы реакции и ограничены ею.

Различная форма листьев плюща, выросших в разных условиях

Рассмотрим примеры модификационной изменчивости. Если зёрна пшеницы посадить в хорошо удобренную почву, то выросшие растения дадут крупные колосья и хороший урожай. В противном случае колосья будут мельче и урожай хуже. Если двух бычков одного приплода содержать в разных условиях, то они по-разному будут прибавлять в весе, у них могут различаться и другие качества.

Если сорт примулы, имеющий при температуре 18—20 °С красные цветки, в период бутонизации поместить в теплицу с температурой 30—35 °С, то после распускания бутонов цветки у растения окажутся белыми. Если же растение вернуть в прежние условия, то вновь распускающиеся цветки будут красными. Аналогичный эксперимент, проведённый с сортом примулы, имеющим белые цветки, не даст такого результата: в любых условиях цветки будут иметь только белую окраску, так как в генотипе этого сорта имеются только рецессивные гены. Следовательно, для проявления доминантного признака красной окраски цветков примулы необходимы определённые температурные условия окружающей среды. Очевидно, что наследуется не признак как таковой, а только норма реакции признака.

Ещё одним примером модификационной изменчивости является изменение окраски шерсти у зайца-беляка в зависимости от температуры. Зимой при низких температурах у зайца вырастает белая шерсть, т. е. пигмент, обусловливающий окраску волос, не вырабатывается. Весной при повышении температуры окружающей среды пигмент вновь появляется и шерсть становится серо-бурой. Такая приспособительная изменчивость делает зайцев незаметными на фоне белого снега или серой земли соответственно.

Рассмотрим ещё один пример фенотипической изменчивости — изменение окраски шерсти у горностаевого кролика. Доминантный ген А определяет развитие окраски шерсти (серой) и пигментацию радужки. Рецессивный ген а в гомозиготном состоянии аа даёт горностаевую (белую) окраску шерсти и пигментацию радужки. Однако имеется ещё один рецессивный аллель с, который в гомозиготном состоянии сс определяет альбинизм. В связи с отсутствием гена, определяющего выработку какого-либо пигмента в организме, шерсть имеет белую окраску, но и радужка лишена пигмента, поэтому глаза у таких кроликов красные. При рождении горностаевые кролики и альбиносы совершенно неразличимы и имеют белую окраску шерсти. Позже у горностаевого кролика в связи с изменением температуры среды на отдельных участках тела развивается пигментация: лапки, кончик носа, хвост, края ушной раковины окрашиваются в чёрный цвет. Если такому кролику выщипать на определённом участке спины шерсть и воздействовать на него холодом (ниже 2 °С), то вместо белой шерсти в этом месте вырастет чёрная. Это значит, что пигмент вырабатывается в зависимости от температурного фактора. Кролику-альбиносу такие явления не свойственны из-за отсутствия гена окраски.

Можно сделать вывод о том, что генотип определяет норму реакции признака, т. е. способность организма реагировать на условия внешней среды.

Характеристика модификационной изменчивости

Модификационная изменчивость имеет следующие особенности.

Изменения не наследуются и носят фенотипический характер. Все модификационные изменения, которые возникают у организма в процессе индивидуального развития, не затрагивают его генотип, поэтому не передаются по наследству.
Изменения проявляются у многих особей, т. е. носят массовый характер. Если всех коров одного стада содержать в хороших условиях, то у них увеличиваются надои молока.
Изменения носят постепенный характер. Так, серо-бурая шерсть у зайцев-беляков осенью постепенно заменяется на белую; надои молока у коров при хорошем уходе постепенно повышаются.
Изменения адекватны условиям среды и являются приспособительными. Они способствуют выживанию особей, повышают жизнестойкость и приводят к образованию модификаций (от лат. modus — вид и facio — делаю).
Модификации образуют вариационный ряд изменчивости признака в пределах нормы реакции — от наименьшей до наибольшей величины. Причина вариаций — воздействие различных условий на развитие признака.

Таким образом, развитие признака у любого организма — это результат взаимодействия генотипа с внешней средой. Генотип и среда, взаимодействуя, определяют развитие признака, причём чем шире норма реакции признака, тем сильнее влияние среды на степень его проявления.

Под изменчивостью понимают способность организмов приобретать признаки и свойства, отличные от родительских, характерных для данного вида. Изменчивость является общим свойством всех живых систем и может выражаться в изменении как генотипа, так и фенотипа.

Традиционно различают ненаследственную и наследственную изменчивость.

Модификационная изменчивость

Модификационная (фенотипическая) изменчивость - изменения фенотипа организма, обусловленные влиянием факторов внешней среды. Данный вид изменчивости не приводит к изменениям генотипа особи - все изменения касаются только фенотипа.

Напомню, что генотипом называют генетическую конституцию - совокупность генов одного организма, полученных от родителей. Фенотип (греч. phаino - обнаруживаю) - совокупность наблюдаемых характеристик организма (любой морфологический, гистологический, биохимический, поведенческий признак).

Для модификационной изменчивости характерен групповой характер, она часто (но не всегда) служит приспособлением к условиям внешней среды. Известным примером модификационной изменчивости является изменение окраски шерсти у зайца-беляка в зависимости от сезона года.

Такое изменение окраски делает их более приспособленными, повышает выживаемость: заяц сливается с внешней средой и становится незаметен для хищников.

Однако не стоит забывать об относительности любой приспособленности: если среда резко изменится, то белый заяц на фоне темной земли станет легкой добычей для хищников.

Еще одним примером модификационной изменчивости служит изменение окраски шерсти у гималайских кроликов. Они рождаются полностью белыми, так как их эмбриональное развитие протекает в условиях повышенной температуры.

Однако в результате воздействия холода на разные участки их тела, шерсть начинает темнеть. В естественных условиях шерсть темная на ушах, носе, лапах и хвосте.

В эксперименте лед привязывают к спине, и через некоторое время шерсть на этом месте начинает темнеть. Это наглядно демонстрирует влияние внешней среды на проявление признака.

Вам известно, что человек, побывавший на солнце, получает его "отпечаток" - загар. Потемнение цвета кожи в данном случае связано с активной выработкой пигмента меланина, который защищает кожу и внутренние органы от УФ излучения.

Загар также является типичным примером модификационной изменчивости. Одни люди загорают быстро, у других этот процесс занимает гораздо больше времени - все дело в норме реакции.

Норма реакции

Нормой реакции называют генетически (наследственно) закрепленные пределы (границы) изменчивости признака. Принято говорить, что у каждого признака существует определенная норма реакции: она может быть узкой или широкой.

Узкая норма реакции характерна для признаков, которые относятся к качественным: форма глаза, желудка, сердца, размеры головного мозга, рост.

Количественные признаки имеют широкую норму реакцию и достаточно вариабельны в течение жизни: яйценоскость кур, удойность коров, вес, размер листьев.

Причина изменения - влияние факторов внешней среды
Изменения признаков организма не затрагивают генотип, происходят в соматических клетках и не передаются потомкам
Изменение признаков ограничено в пределах нормы реакции, которая определяется генотипом
Изменчивость носит групповой характер, характерна для многих особей (к примеру, сезонная изменчивость)

Наследственная изменчивость

Наследственная изменчивость (неопределенная, индивидуальная, генотипическая) - форма изменчивости, вызванная изменениями генотипа организма, которые могут быть связаны с мутационной или комбинативной изменчивостью.

В отличие от модификационной изменчивости, где затрагивается только фенотип (внешние проявления), генотипическая изменчивость затрагивает генотип, а это означает, что генетические изменения затрагивают и половые клетки, которые передаются потомству. Поэтому и называется она - наследственная.

Комбинативная изменчивость

Комбинативная изменчивость возникает в результате появления у потомков новых сочетаний генов (комбинаций). Эти комбинации возникают во время мейоза в результате хорошо вам знакомого (я надеюсь!) кроссинговера - обмена участками между гомологичными хромосомами.

Случайная комбинация генов в ходе кроссинговера
Независимое расхождение хромосом в мейозе
Случайная встреча гамет при оплодотворении

Я всегда говорю ученикам, что комбинативная изменчивость - это полная неопределенность: мы не знаем, какие комбинации возникнут между генами при кроссинговере, не знаем, какие хромосомы образуются и в какие гаметы они разойдутся, и, наконец, не знаем какие половые клетки (гаметы) встретятся при оплодотворении.

То, что мы отличаемся от своих родителей, и есть результат этих неопределенностей.

Мутационная изменчивость

Мутационная изменчивость связана с возникновением мутаций. Мутации (лат. mutatio - изменение) - внезапные, возникающие спонтанно или вызванные мутагенами наследуемые изменения генетического материала, приводящие к изменению тех или иных признаков организма.

Мутации - резкие спонтанные изменения генотипа
Стойкие, передаются потомкам через половые клетки (гаметы)
Ненаправленные. Большинство мутаций - вредные (часть из них летальные), лишь очень небольшая часть носит полезный приспособительный характер, мутации также могут быть безразличными (нейтральными) для организма
Носят индивидуальный характер

Изменения при генных мутациях происходят в последовательности нуклеотидов молекулы ДНК. Может случаться такое, что один или несколько нуклеотидов выпадают из ДНК (делеция), вставляются новые нуклеотиды, удваиваются имеющиеся нуклеотиды (дупликация).

Изменения ДНК ведут к тому, что в результате на рибосомах синтезируется белок с иной аминокислотной последовательностью. К примеру: изначально триплет ДНК "ТАЦ" кодировал аминокислоту "Мет", нуклеотид "Т" выпал из триплета произошла вставка нуклеотида "Г". В результате вместо аминокислоты "Мет" теперь синтезируется аминокислота Вал.

Новые аминокислоты могут поменять свойства белка, так что признак, за который он отвечает, будет меняться. Только что вы узнали об универсальной схеме - изменении фенотипа в результате изменений генотипа.

В результате хромосомных мутаций происходят структурные изменения хромосом (не следует путать с кроссинговером, который происходит в норме и подразумевает обмен участками между гомологичными хромосомами). Последствия хромосомных мутаций часто оказываются летальны.

В результате таких мутаций может происходить утрата (делеция) участка хромосомы, его удвоение (дупликация), поворот на 180° (инверсия), перенос участка одной хромосомы на другую (транслокация), перенос участка внутри одной хромосомы (транспозиция).

В результате таких мутаций количество хромосом увеличивается в кратное количество раз (2,3,4 и т.д.). В результате получаются организмы триплоиды, тетраплоиды и т.д. Иногда такие мутации вызывают искусственно, к примеру, в селекции растений. Известно, что у полиплоидов более крупные и сочные плоды.

В селекции полиплоидию у растений вызывают добавлением специального химического вещества - колхицина, который блокирует образование нитей веретена деления. Вследствие этого хромосомы не расходятся и остаются в одной клетке - набор хромосом увеличивается в 2 раза.

Имеет значение в процессе видообразования. Примером данной мутации может послужить отдаленная гибридизация (аутбридинг) пшеницы и ржи. Их генотип состоит из гаплоидного набора пшеницы (n) и гаплоидного набора ржи (m).

В результате такого скрещивания в 1875 году в Шотландии был получен первый искусственный стерильный гибрид - тритикале. Тритикале дает отличный урожай, в дальнейшем путем полиплоидии стерильность данного гибрида была преодолена.

Также примером отдаленной гибридизации, соответственно и аллополиплоидии, является гибрид осла (самца) и лошади (самки) - мул. Это животное отличается большой выносливостью, но опять-таки бесплодное вследствие геномной мутации.

Анеуплоидия - изменение кариотипа (совокупность признаков хромосом), при котором число хромосом в клетках не кратно гаплоидному набору (n). Таким образом, в результате анеуплоидии отсутствует одна (или несколько) хромосом, либо же хромосомы имеются в избытке ("лишние" хромосомы).

В случае отсутствия в хромосомном наборе одной хромосомы говорят о моносомии, двух хромосом - нуллисомии. Если к паре хромосом добавляется одна лишняя, говорят о трисомии.

Наследственные болезни, в том числе связанные с геномными мутациями: синдром Шерешевского-Тёрнера, Дауна - мы более детально обсудим в следующей статье, которая посвящена наследственным заболеваниям.

Раз уж мы затронули аутбридинг, то следует коснуться явления инбридинга и гетерозиса для их полного понимания.

Инбридинг (англ. in — в, внутри + breeding — разведение) - скрещивание близкородственных форм, в результате которого в ряду поколений увеличивается гомозиготность. С помощью инбридинга выводят чистые линии (AA, aa, BB, bb). Однако известно, что близкородственное скрещивание может приводить к проявлению рецессивных генов заболеваний и ослаблению потомства.

Гетерозис (греч. ἕτερος - другой + -ωσις - состояние) - явление увеличения жизнеспособности гибридов, вследствие унаследования ими различных вариантов аллельных генов от своих разнородных родителей. Увеличение жизнеспособности связывают с переходом генов в гетерозиготное состояние.

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Фенотипическая ( ненаследственная ) изменчивость возникает под действием факторов внешней среды и не затрагивает генотип.

Модификации — это ненаследственные изменения фенотипа, которые возникают под действием фактора среды, носят адаптивный характер и чаще всего обратимы.

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

Фенокопии — это ненаследственное изменение фенотипа, которое напоминает мутацию (увеличение щитовидной железы при недостатке йода). Обратимо.

не затрагивает генотип;
в сходных условиях проявляется у группы особей;
не передаётся по наследству;
часто обратима, т. е. при изменении условий признак не сохраняется.

Признаки в разной степени изменяются под влиянием внешних условий. Пределы модификационной изменчивости определяются нормой реакции признака, которая контролируется генотипом.

Норма реакции может быть широкой или узкой. Так, у кур масса тела и яйценоскость в зависимости от условий содержания может изменяться значительно (широкая норма реакции). Окраска оперения и форма гребня практически не зависят от условий (узкая норма реакции).

У бабочек одного вида можно наблюдать большие различия в размерах крыльев, но окраска крыльев изменяется мало.

Чаще модификационная изменчивость затрагивает количественные признаки (размеры, массу тела и т. п.) и реже — качественные.

Статистические закономерности модификационной изменчивости можно выразить вариационным рядом и вариационной кривой.

Вариационная кривая — это графическое отображение зависимости частоты проявления варианта от его интенсивности.

Модификационная изменчивость обеспечивает приспособление организма к изменяющимся условиям окружающей среды в пределах нормы реакции признака.

Читайте также: