В чем различие между модификационной и мутационной изменчивостью кратко

Обновлено: 04.07.2024

1) Мутации – это наследственная изменчивость (передаётся по наследству), модификации – ненаследственная.

2) Мутации – это генотипическая изменчивость (изменяется генотип, т.е. ДНК), модификации – фенотипическая (изменяется только фенотип, т.е. признаки)

3) Мутации – это неопределенная изменчивость, потому что нельзя заранее определить, какая именно будет мутация. Модификация – определенная изменчивость, потому что её можно заранее предсказать.

4) Мутации – это индивидуальная изменчивость, потому что у каждого организма происходят свои мутации. Модификации – групповая изменчивость, потому что в одинаковых условиях все изменяются одинаково.

Пример мутаций: обработаем мешок пшеницы радиацией. Во всех семенах произойдут мутации, но какие именно – неизвестно (неопределенная), в каждом семени будет своя мутация (индивидуальная).
Пример модификаций: отправим 100 человек на юг. Все они загорят (групповая), и мы это заранее знаем (определенная).

5) Мутации – это неприспособительная изменчивость, мутации не приспосабливают организм к условиям жизни. Большинство мутаций – вредные. Мутации поставляют материал для естественного отбора, а уже ЕО приспосабливает организмы к условиям. Модификации – это приспособительная изменчивость, потому что они соответствуют окружающей среде.

Пример мутаций: тысячи лет подряд в результате мутаций рождались темные березовые пяденицы, они были более заметны на белом фоне (неприспособительная), поэтому погибали.
Пример модификаций: загар помогает коже задерживать ультрафиолетовый свет (приспособительная).

Еще можно почитать

Задания части 1

ГЕНОТИПИЧЕСКАЯ
Выберите два верных ответа из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны. Какие понятия используются для характеристики генотипической изменчивости?
1) искусственный мутагенез
2) вариационная кривая
3) модификация признаков
4) норма реакции
5) геномные мутации

1) групповая изменчивость
2) может быть генной, хромосомной и геномной

МОДИФИКАЦИОННАЯ ПРИЗНАКИ
1. Выберите три варианта. Укажите особенности модификационной изменчивости
1) возникает внезапно
2) проявляется у отдельных особей вида
3) изменения обусловлены нормой реакции
4) проявляется сходно у всех особей вида
5) носит адаптивный характер
6) передается потомству

2. Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Какими свойствами характеризуется модификационная изменчивость?
1) имеет массовый характер
2) имеет индивидуальный характер
3) не наследуется
4) наследуется
5) ограничена нормой реакции
6) не имеет пределов изменчивости

СОБИРАЕМ 9:
1) увеличивается число хромосом

МОДИФИКАЦИОННАЯ ПРИМЕРЫ
1. Выберите три варианта. Какие из приведенных примеров относят к модификационной изменчивости?
1) варьирование размеров клубней одного растения картофеля
2) различный цвет глаз у людей в одной семье
3) разные формы подводных и надводных листьев стрелолиста
4) рождение детей с синдромом Дауна
5) различие длины листьев у березы с северной и южной сторон
6) появление в стаде овец отдельных особей с короткими ногами

СОБИРАЕМ 2:
А) появление белоглазых мух дрозофил у красноглазых родителей

ГЕНОТИПИЧЕСКАЯ - МОДИФИКАЦИОННАЯ ПРИЗНАКИ
1. Установите соответствие между характеристиками и видами изменчивости: 1) модификационная, 2) мутационная. Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке.
А) передается по наследству
Б) вызывает одинаковые изменения у всех особей вида
В) адекватна к изменениям условий среды
Г) вызывает случайные индивидуальные изменения
Д) проявляется в пределах нормы реакции признака
Е) поддается ранжированию в виде вариационного ряда

2. Установите соответствие между характеристиками и видами изменчивости: 1) мутационная, 2) модификационная. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) имеет индивидуальный характер
Б) исчезает при отсутствии воздействия фактора
В) не наследуется
Г) ограничена нормой реакции
Д) связана с изменением генотипа
Е) может иметь обратимый характер

3. Установите соответствие между характеристиками изменчивости и ее видами: 1) мутационная, 2) модификационная. Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке.
А) изменяет фенотип в пределах нормы реакции
Б) передается по наследству
В) затрагивает гены, хромосомы
Г) вызывает одинаковые изменения у всех особей вида
Д) вызывает индивидуальные изменения

4. Установите соответствие между характеристикой и видом изменчивости: 1) мутационная, 2) модификационная. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) появляется лишь у отдельных особей
Б) проявляется у многих особей вида
В) называется также фенотипической
Г) передается по наследству
Д) приводит к внезапному изменению генетического материала
Е) возможна в пределах нормы реакции

5. Установите соответствие между характером изменчивости и её видом: 1) мутационная, 2) модификационная. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) определяется нормой реакции
Б) изменения касаются фенотипа
В) изменения наследуются
Г) изменения всегда адаптивны
Д) изменения случайны
Е) изменения индивидуальны

6. Установите соответствие между характеристикой и видом изменчивости: 1) наследственная, 2) модификационная
А) Связана с изменением генов и хромосом
Б) Не затрагивает генотипа
В) Проявляется у отдельных особей
Г) Изменения проявляются у всех особей вида
Д) Изменения имеют случайный характер
Е) Изменения имеют приспособительный характер

7. Установите соответствие между примерами и видами изменчивости: 1) генотипическая, 2) модификационная. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) различные фенотипы одуванчиков одного генотипа
Б) увеличение числа хромосом в кариотипе свёклы
В) изменение окраски тела хамелеона в различных условиях
Г) проявление гемофилии у человека
Д) различие формы подводных и надводных листьев у стрелолиста

8. Установите соответствие между характеристикой изменчивости организмов и её видом: 1) ненаследственная, 2) наследственная
А) возникает в результате изменений генотипа
Б) соответствует условиям среды и является приспособительной
В) проявляется в пределах нормы реакции
Г) возникает случайно у единичных особей
Д) обусловлена комбинацией генов и мутациями

9. Установите соответствие между характеристиками и видами изменчивости: 1) наследственная, 2) ненаследственная. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) изменения адекватны условиям среды
Б) может быть вредной, полезной или нейтральной
В) изменения определяются нормой реакции признака
Г) носит групповой характер
Д) носит внезапный скачкообразный характер
Е) затрагивает только изменения фенотипа

10. Установите соответствие между характеристиками и видами изменчивости: 1) определенная, 2) неопределенная. Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке.
А) возможна в пределах нормы реакции
Б) фенотип изменяется под действием факторов внешней среды
В) непредсказуема и необратима
Г) носит массовый характер
Д) по наследству не передается
Е) изменяется генотип

11. Установите соответствие между характеристиками и видами изменчивости: 1) наследственная, 2) модификационная. Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке.
А) групповая изменчивость
Б) связана с перестроением генетического материала
В) может приводить к изменению в последовательности нуклеотидов ДНК
Г) бывает мутационной и комбинативной
Д) изменения в генетическом материале возникают спонтанно
Е) изменения возможны в генетически заданных пределах

СОБИРАЕМ 12
А) изменения возникают при половом размножении
Б) в результате создаются новые сочетания аллелей

ГЕНОТИПИЧЕСКАЯ - МОДИФИКАЦИОННАЯ ПРИМЕРЫ
Установите соответствие между признаком растений и видом изменчивости, к которому его относят: 1) мутационная, 2) модификационная
А) появление в отдельных соцветиях цветков с пятью лепестками вместо четырех
Б) усиление роста побегов в благоприятных условиях
В) появление единичных листьев, лишенных хлорофилла
Г) угнетение роста и развития побегов при сильном затенении
Д) появление махровых цветков среди растений одного сорта

2. Установите соответствие между характеристиками и видами изменчивости: 1) ненаследственная, 2) наследственная. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) выживание небольшого процента всходов от общего числа семян, пораженных грибковым заболеванием
Б) истончение скорлупы вследствие недостаточного содержания кальция в рационе волнистого попугайчика
В) рождение птенца-альбиноса у пары серых ворон
Г) устойчивость бактерий к постоянно принимаемому антибиотику
Д) появление пятилепесткового цветка у четырехлепестковой сирени
Е) повышение урожайности моркови при прореживании всходов

3. Установите соответствие между примерами и видами изменчивости: 1) наследственная, 2) ненаследственная. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) появление в потомстве здоровых родительских особей щенка с гемофилией
Б) наличие у стрелолиста листьев разной формы
В) развитие потомства разной массы в одном помете у животных в зависимости от рациона кормления
Г) формирование листьев разного размера на южной и северной сторое одного дерева
Д) рождение птенца-альбиноса у нормально окрашенных родительских особей

4. Установите соответствие между примером биологического явления и формой изменчивости, которую он иллюстрирует: 1) генотипическая, 2) фенотипическая. Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке.
А) появление коротконогой овцы в стаде овец с нормальными конечностями
Б) появление мыши-альбиноса среди серых мышей
В) формирование у стрелолиста разных форм листьев в воде и на воздухе
Г) проявление у детей цвета глаз одного из родителей
Д) изменение размера кочана капусты при недостатке влаги

5. Установите соответствие между примерами и видами изменчивости: 1) фенотипическая, 2) генотипическая. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) появление в одном соцветии сирени цветков с пятью лепестками вместо четырех
Б) рождение ребенка-дальтоника у родителей с нормальным цветовым зрением
В) угнетение роста у травянистых растений при недостатке света
Г) усиление роста листьев и стеблей при внесении в почву удобрений
Д) рождение альбиносов у млекопитающих
Е) появление тюльпанов с пестрыми лепестками у растений одного сорта

6. Установите соответствие между примерами и видами изменчивости: 1) генотипическая, 2) фенотипическая. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) появление белоглазого потомства у красноглазых дрозофил
Б) рождение щенка-гемофилика у здоровых особей
В) различное количество зубчиков на листьях одной берёзы
Г) снижение яйценоскости кур при недостаточном питании
Д) рождение резус-отрицательного ребёнка у резус-положительных родителей

7. Установите соответствие между примерами и видами изменчивости: 1) генотипическая, 2) фенотипическая. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) появление полиплоидных растений

Б) изменение массы тела у овец при различном рационе питания

В) появление в соцветиях сирени махровых цветков
Г) рождение ребёнка с синдромом Дауна
Д) появление разной окраски шерсти горностаевого кролика в зависимости от температуры
Е) рождение у здоровых родителей ребёнка с генотипом ХХУ

Проанализируйте таблицу. Заполните пустые ячейки таблицы, используя понятия и термины, примеры, приведенные в списке.
1) наследственная
2) рождение белоглазой особи у красноглазых родительских организмов дрозофилы
3) изменение окраски шерсти у зайца-беляка в зависимости от температуры
4) комбинативная
5) ненаследственная

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.

Модификационные изменения не передаются из поколения в поколение.

2. Что такое генотип и фенотип?

Совокупность всех генов какого-либо организма называют генотипом.

Совокупность всех внешних и внутренних признаков и свойств организма называют фенотипом.

Вопросы

1. В чём основные различия между модицикациями и мутациями?

Мутации наследуются и передаются из поколения в поколение, а модификации - нет.

2. Какие виды мутаций вы знаете?

Мутации могут затрагивать генотип в различной степени, и поэтому их делят на генные, хромосомные и геномные. Среди них встречаются следующие виды мутаций: утрата, делеция, дупликация, инверсия, полиплоидия.

3. Чем можно искусственно увеличить число мутаций?

Общее количество мутаций можно резко увеличить, используя различные способы воздействия на организм. Факторы, вызывающие мутации, получили название мутагенных.

Во-первых, сильнейшим мутагенным действием обладает ионизирующее излучение. Радиация увеличивает число мутаций в сотни раз.

Во-вторых, мутации вызывают мутагенные вещества, которые действуют, например, на ДНК, разрывая цепочку нуклеотидов. Есть вещества, действующие и на другие молекулы, но также дающие мутации. Выше уже упоминался колхицин, приводящий к одному из видов мутаций - полиплоидии.

В-третьих, к мутациям приводят и различные физические воздействия, например повышение температуры окружающей среды.

4. Какие мутации встречаются чаще - полезные или вредные?

Подавляющее число мутаций неблагоприятны или даже смертельны для организма, так как они разрушают отрегулированный на протяжении миллионов лет естественного отбора целостный генотип.

Задания

Подумайте, в чём может заключаться практическое значение исследования причин мутаций. Обсудите эту проблему в классе.

Знание причин мутаций позволяет избежать или свести к минимуму появление их у человека, что служит причиной уродств и многих заболеваний.

Зная причины мутаций можно повысить их количество для выведения новых штаммов микроорганизмов, сортов растений и пород животных.

Принципиальное различие мутационной изменчивости от изменчивости модификационной заключается в том, что в первом случае изменения генетического материала сводятся к точечным, спонтанным и ничем не контролируемым изменениям. Модификационная изменчивость регулируется несколькими биологическими механизмами. Важно отметить, что она приносит пользу популяции, оставляя только наиболее ценный генетический материал. А вот мутации практически никогда не бывают полезными - за редким исключением. Как правило, они идут в "генетический груз" популяции.

Читайте также: