Что такое реакция в биологии кратко

Обновлено: 05.07.2024

Диапазон изменчивости, в пределах которой в зависимости от условий среды один и тот же генотип способен давать различные фенотипы, получил название нормы реакции.

Но́рма реа́кции — способность генотипа формировать в онтогенезе, в зависимости от условий среды, разные фенотипы. Она характеризует долю участия среды в реализации признака. Чем шире норма реакции, тем больше влияние среды и тем меньше влияние генотипа в онтогенезе. Один и тот же ген в разных условиях среды может реализоваться в 1, 2, несколько или целый спектр значений признака (фенов) . В каждом конкретном онтогенезе, конечно, из этого спектра значений реализуется только одно. Точно так же один и тот же генотип в разных условиях среды может реализоваться в целый спектр, потенциально возможных фенотипов, но в каждом конкретном онтогенезе реализуется из этого спектра фенотипов только один. Под наследственной нормой реакции понимают максимально возможную ширину этого спектра: чем он шире, тем шире норма реакции.

Живые организмы постоянно испытывают влияние разнообразных факторов среды, в которой они обитают. При этом количественные признаки (масса тела крупного рогатого скота, молочность коров, яйценоскость кур и т. п. ) в большей степени подвержены влиянию среды, чем качественные признаки (цвет глаз, масть животных, форма и окраска цветков и т. п.) . Так, хорошо известно, что надой молока (количественный признак) в сильной степени зависят от условий содержания и кормления коров. Однако и генотип оказывает существенное влияние на развитие этого признака. Существуют малопродуктивные породы, дающие в естественных условиях 1000-1200 кг молока в год, и высокопродуктивные, дающие 4000 кг молока и больше. Улучшение кормления и содержания животных может резко повысить удои молока у малопродуктивных пород (до 2500 кг) . Наоборот, ухудшение условий может привести к тому, что ценные породы снизят свою продуктивность до 2000 кг и ниже. Однако, как ни улучшай условия содержания малопродуктивных пород, не удастся поднять их удои до 4000- 5000 кг молока. Таким образом, признаки развиваются в результате взаимодействия генотипа и среды. Пределы изменчивости признака называют его нормой реакции. Иначе говоря, наследуется не признак как таковой, а способность организма (его генотипа) в результате взаимодействия с условиями среды давать определенный фенотип. Широкая норма реакции в природных условиях имеет важное значение для сохранения и процветания вида.

Диапазон изменчивости, в пределах которой в зависимости от условий среды один и тот же генотип способен давать различные фенотипы, получил название нормы реакции

Реакция (лат. re… — против + лат. actio — действие) — действие, возникающее в ответ на какое-либо воздействие.

Содержание

В химии и физике

Химическая реакция — превращение одних веществ в другие, отличные от исходных по химическому составу и (или) строению. В отличие от ядерной реакции, не изменяет общее число атомов в реагирующей системе и изотопный состав химических элементов.

Ядерная реакция — превращение атомных ядер при их взаимодействии с элементарными частицами, гамма-квантами и друг с другом.

Термоядерная реакция

Цепная химическая реакция
Цепная ядерная реакция

В биологии и медицине

Реакция в биологии — ответ организма на внешние или внутренние раздражения:

иммунологическая реакция
физиологическая реакция
психологическая реакция

В электротехнике

Реакция якоря — воздействие магнитного поля, создаваемого электрическим током якоря электрической машины, на её главные полюса.

В общественных науках

Политическая реакция — движение за сохранение и укрепление существующих порядков и подавление революционных сил.

Список значений слова или словосочетания со ссылками на соответствующие статьи.
Если вы попали сюда из другой статьи Википедии, пожалуйста, вернитесь и уточните ссылку так, чтобы она указывала на статью.

Wikimedia Foundation . 2010 .

Полезное

Смотреть что такое "Реакция" в других словарях:

РЕАКЦИЯ — (фр. от лат. reagere противодействовать). 1) в химии действие одного тела на другое, а также внешние явления, сопровождающие это действие. 2) в фигуральном значении: противодействие. 3) в физике: противодействие, сопротивление тела, на которое… … Словарь иностранных слов русского языка

реакция — и, ж. reaction, нем. Reaktion 1. Действие, поступок, возникающие в ответ на то или иное воздействие. БАС 1. Откуда то вдруг явилось у всех платье нового французского покроя а l incroyable , представлявшее собой резкую и даже до каррикатуры… … Исторический словарь галлицизмов русского языка

РЕАКЦИЯ — РЕАКЦИЯ, реакции, жен. (лат. reactio) (книжн.). 1. только ед. Политика, государственный политический режим, осуществляющий возврат и защиту старых порядков путем борьбы с революционным движением и проявлениями всякого прогресса (полит.). После… … Толковый словарь Ушакова

реакция — – процесс взаимодействия. Словарь по аналитической химии [3] • реакция нейтрализации реакция обмена окислительно восстановительные реакции … Химические термины

реакция — РЕАКЦИЯ, и, жен. 1. см. реагировать. 2. Превращение одних веществ в другие (химическая реакция) или преобразование атомных ядер вследствие их взаимодействия с другими элементарными частицами (ядерная реакция). Цепная р. (саморазвивающийся процесс … Толковый словарь Ожегова

реакция — См … Словарь синонимов

Реакция — (reaction) Изменение тенденции развития рынка в результате чрезмерных продаж в условиях ухудшающейся конъюнктуры (когда некоторые покупатели привлечены низкими ценами) или чрезмерных закупок в условиях улучшающейся конъюнктуры (когда некоторые… … Словарь бизнес-терминов

реакция — 1. РЕАКЦИЯ, и; ж. [от лат. re противо и actio действие] 1. к Реагировать. Р. организма на холод. Р. глаза на свет. Р. зрителей. Р. против действий руководства. 2. только ед. Резкая перемена в самочувствии, упадок, слабость после напряжения. Что… … Энциклопедический словарь

РЕАКЦИЯ — (от ре. и лат. actio действие), 1) в аутэкологии ответная реакция организма на раздражения среды (акций). Например, организм может быть термофильным (по отношению к температуре) или психрофильным (по отношению к влаге); 2) в синэкологии… … Экологический словарь

РЕАКЦИЯ — (от ре. и латинского actio действие), действие, состояние, процесс, возникающие в ответ на какое либо воздействие … Современная энциклопедия

Биологические реакции

Всякий живой организм и все его клетки обладают раздражимостью, т. е. способностью отвечать на воздействия внешней среды или нарушения их состояния изменением своей структуры, возникновением, усилением или ослаблением своей активной деятельности, что неразрывно связано с качественными и количественными изменениями обмена веществ и энергии. Изменения структуры и функций организма и его клеток в ответ на различные воздействия называют биологическими реакциями , а воздействия, их вызывающие,— раздражителями, или стимулами.

Понятие биологической реакции чрезвычайно широко. Оно включает в себя все виды ответной деятельности организма, его органов и клеток на различные воздействия.

Реакции клеток проявляются в изменении их формы, структуры, их роста и процесса деления, в образовании в них различных химических соединений, преобразовании потенциальной энергии в кинетическую (электрическую, механическую, тепловую, световую), совершении тон или иной работы (перемещении в пространстве, выделении тех или иных веществ, осмотической работе по концентрированию в клетке определенных электролитов).

Реакции целостного организма, в особенности все сложные акты его поведения, чрезвычайно многообразны. В процессе их осуществления изменяется деятельность многих органов и бесчисленного множества клеток, ибо организм всегда реагирует на различные воздействия как целое, как единая сложная система. Поэтому хотя реакции организма и совершаются благодаря деятельности клеток, однако они не могут быть сведены к реакциям отдельных клеток. В этом проявляется общее правило, что закономерности системы не могут быть сведены к закономерностям отдельных образующих систему элементов.

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.

Организм естественно функционирует только тогда, когда находится в оптимальных условиях внешней среды. Допустимые пределы колебания параметров внешней среды, которые переносит организм высших животных, намного шире, чем для его клеток. Причина в том, что средой для клеток организма служит его внутренняя среда, которая является менее изменчивой, чем внешняя. К внутренней среде относятся кровь, лимфа и тканевая жидкость, омывающая клетки.

Живые организмы находятся под постоянным влиянием внешней среды. На изменение внешней среды организм способен отвечать изменением структуры и функций. Изменение структуры и функций организма и его клеток в ответ на различные воздействия называют биологическими реакциями, а воздействия, которые вызывают, — раздражителями, или стимулами.

Для живых организмов и их клеток свойственна раздражимость. Под этим термином понимают способность живого организма и его клеток отвечать на изменения во внешней или внутренней среде адаптивными, или приспособительными, реакциями.

Реакции клеток могут проявляться в различной форме: изменении структуры, роста, деления, образовании определенных химических соединений, преобразовании химической энергии в электрическую, механическую, тепловую, выполненные работы и т.п. Разнообразны и поведенческие реакции организма.

Итак, факторы, вызывающие переход живой клетки или организма из состояния покоя в состояние деятельности, называют раздражителями. Они могут быть внешними, когда их источник находится во внешней среде, так и внутренними, возникающих вследствие изменения в тканях, особенно в крови и межклеточной жидкости. Раздражителем может быть любое изменение внешней среды или внутреннего состояния, если она значительна, возникает быстро и продолжается достаточно долго.

Все раздражители можно распределить по своей природе на физические, физико-химические, химические и биологические. К физическим относятся: температурные, механические (удар, укол, давление, ускорение и др.), Электрические, световые, звуковые, излучения (радиоактивные, ультрафиолетовые и др.). Физико-химическими раздражителями являются изменения осмотического давления, pH, электролитного состава, коллоидного состояния. Химическим раздражителем может быть любое вещество, способное изменять обмен веществ, энергии или структуру клеток. Химические раздражители поступают извне (с пищей, лекарствами, ядами и т.д.), а также образуются в организме (гормоны, медиаторы и др.). К биологическим раздражителей относятся животные, растения, бактерии и вирусы, которые действуют на организм животных извне или проникают в их организм.

Раздражителями служат и нервные импульсы (потенциалы действия), которые переводят клетки в деятельное состояние. По механизмам генерирования и активации внутриклеточных процессов их следует рассматривать как физико-химические раздражители.

Весь комплекс раздражителей можно разделить на две группы: адекватные и неадекватные. Адекватный раздражитель может быть естественным для определенного вида клеток, которые специально приспособлены к его восприятия и характеризуются чрезвычайно высокой чувствительностью к нему. Например, адекватным раздражителем для фоторецепторов глаза это лучи света, для слуховых рецепторов — звук, для обонятельных рецепторов — пахучие вещества, для тактильных рецепторов — давление. Поскольку нервный импульс имеет электрическую природу, электрический ток следует расценивать как адекватный раздражитель для нервных, мышечных и железистых клеток.

Неадекватным называют такой раздражитель, к восприятию которого клетка специально не приспособлена. Так, скелетная мышца сокращается в ответ на действие кислоты или щелочи, растяжения, механического удара, быстрого нагрева и т.д., которые являются неадекватными для нее раздражителями.

Клетки более чувствительны к адекватным раздражителям, чем к неадекватным.

Раздражители через рецепторы или непосредственно действуют на различные компоненты клетки: плазматическую мембрану, внутриклеточные мембраны, сократительный аппарат клеток, ферменты, процессы транскрипции и трансляции. Многие факторы действует непосредственно на плазматическую мембрану, которая характеризуется разностью потенциалов и служит аппаратом раздражение клеток. Поэтому ведущей реакцией клетки является электрическая.

Среди многих форм клеточных реакций на внешние воздействия различают возбуждения. Возбуждением клетки называют ее реакцию на раздражение, которое проявляется в особенно выразительной внешней деятельности: генерирование потенциала действия, сокращении, выводе секрета. Такую трактовку возбуждения называют общебиологической; в специальной литературе сокращение клетки и вывод секрета часто рассматривают как следствие возбуждения.

Клетки, способные к возбуждению, называют возбудимыми. Российский физиолог А. Д. Ноздрачев (1991) считает, что к возбудимым клеткам относятся нервные, мышечные, секреторные, чувствительные нервные окончания и рецепторы. Возбудимость всех этих типов клеток обеспечивает реактивность высокоорганизованных организмов. Некоторые авторы (Р. Шмидт, 1988) возбудимыми считают только те клетки, которые могут генерировать потенциалы действия. То есть только нервные и мышечные клетки следует считать возбудимыми. Рецепторные клетки, экзокринные секреторные клетки, а также тонические мышечные волокна не генерируют потенциалов действия.

В электрофизиологии различают электрически возбудимые и электрически невозбудимые мембраны. Если мембрана меняет свою проводимость в ответ на электрический импульс, то ее относят к виду электрически возбудимых. Такая мембрана содержит потенциал-зависимые ионные каналы, проводимость которых определяется мембранным потенциалом.

Способность возбудимых клеток отвечать на раздражение возбуждением называют возбудимостью. Мерой возбудимости служит минимальная, или пороговая, сила раздражителя, которая вызывает возбуждение. Чем больше пороговая сила раздражителя, тем выше порог раздражения и ниже возбудимость. И, наоборот, чем ниже порог, тем выше возбудимость. Как мы помним, особенно высокая возбудимость клеток наблюдается для адекватных раздражителей.

Читайте также: