Поняття про мінливість.

Лекція № 11.

Розділ: Спадковість і мінливість.

Тема: Поняття про мінливість. Спадкова мінливість. Модифікаційна мінливість.

Мета вивчення:

• сформувати знання про закономірності спадкової та не спадкової мінливості людини;
• з’ясувати значення спадкової мінливості для людського організму;
• сформувати особливості мутаційної мінливості людини.

Література:

1. Біологія і екологія: підруч. для 10 кл. закладів загальної середньої освіти: рівень стандарту/О. А. Андерсон, М. А. Вихренко, А. О. Чернінський. – К.: Школяр, 2018. – 216 с.: іл.

2. Біологія і екологія (рівень стандарту): підруч. для 10 кл. закл. заг. серед. освіти / В. І. Соболь. – Кам’янець-Подільський: Абетка, 2018. – 272 с.: іл.

3. Задорожний К.М. Біологія і екологія (рівень стандарту): підруч. для 10 кл. закл. загал. серед. освіти / К.М. Задорожний. — Харків: Вид-во «Ранок», 2018. — 208 с.: іл.

План

1. Комбінативна, мутаційна мінливість.

2. Типи мутацій.

3. Наслідки мутацій для організмів.

4. Захист від мутацій.

5. Властивості модифікаційної мінливості.

Основний зміст

Мінливість – властивість живих організмів набувати нових ознак у  межах виду.

Види мінливості:

1. Спадкова - зумовлена зміною генетичного матеріалу.

Розрізняють:

•   Комбінативну - зумовлена утворенням різних наборів, комбінацій наявних алелів.
•   Мутаційну. Мутації – це стійкі зміни спадкової інформації, що призводять до появи нових або зміни наявних ознак і можуть передаватися наступним поколінням.

Мутагенез - процес виникнення мутацій називають мутагенезом.

Мутації можуть виникати: спонтанно (мимовільно) або під дією різних чинників – мутагенів.

Мутагени поділяють:

•   хімічні (йони важких металів),
•   фізичні (йонізуюче та ультрафіолетове випромінювання),
•   біологічні (віруси).

2. Не спадкова - мінливість, що характеризується зміною фенотипу під дією умов навколишнього середовища.

Типи мутацій.

1. Генні, або точкові – це зміна структури лише одного гена (заміна одного нуклеотиду, рис. 1). Деякі амінокислоти кодуються більше ніж одним триплетом. Зміну кодону ДНК, унаслідок якої кодована амінокислота не змінюється, називають синонімічною. Більшість замін змінює зміст мутованого кодону порівняно з оригінальним. За таких умов у синтезованому білку з’явиться інша амінокислота, що може спричинити погіршення або повну втрату його функціональності.

Рисунок 1. Механізм виникнення точкової мутації.

2. Хромосомні мутації – перебудови в структурі однієї чи кількох хромосом, коли зміни стосуються фрагментів ДНК. Зміни можуть бути втрати частин ДНК, перестановки ділянок, подвоєння фрагментів тощо. У такому разі частини хромосом можуть переміщатися до інших, не гомологічних.

3. Геномні мутації пов’язані зі зміною числа хромосом. Виникають як наслідок помилок у розходженні хромосом під час анафази. Розрізняють анеуплоїдію – зміну кількості окремих хромосом, і поліплоїдію – кратне збільшення всього хромосомного набору. Приклад: в людини є трисомія по 21-й парі хромосом – замість нормальної пари в каріотипі існують три такі хромосоми (синдром Дауна).

Наслідки мутацій для організмів.

•   негативні (спричиняють захворювання, погіршення функціонування або загибель);
•   нейтральні та корисні (надають більші переваги, ніж вихідні форми);
•   корисні мутації виникають рідко, але вони мають значення для еволюції; якщо мутація виникла в генеративних клітинах, вона може передатися наступним поколінням;
•   мутантні клітини швидко й неконтрольовано діляться, формуючи пухлини, які перетискають кровоносні судини, нерви тощо, через що погіршується здоров’я. Такі захворювання називаються раковими, а процес виникнення ракових пухлин – канцерогенезом. Його можуть запускати різні чинники, що називаються канцерогенами. До них належать різноманітні хімічні сполуки

Захист від мутацій.

•   Ядерна оболонка запобігає потраплянню всередину шкідливих сполук, контролюючи транспортування через ядерні пори.
•   Гістонові білки захищають молекули ДНК від пошкоджень, від дії іонізувального випромінювання.
•   Процес відновлення цілісності структури молекули ДНК після ушкоджень називається репарацією.
•   Існують і системні механізми захисту. Є спеціалізовані клітини, що контролюють стан інших клітин та в разі виявлення порушення знищують їх. Це є частиною імунітету.

Неспадкова мінливість – це зміни в будові чи функціонуванні організмів, що відбуваються впродовж їхнього індивідуального розвитку й не передаються наступним поколінням. Її називають також модифікаційною. Графічне зображення залежності частот зустрічальності різних варіантів ознаки називається варіаційною кривою.

Модифікації є результатом взаємодії середовища та генів.

Модифікаційні зміни зумовлені впливом на організм середовища існування. Вони частково обмежені генетичною програмою індивідуального розвитку. Ознаки можуть змінюватися залежно від умов існування (зріст, маса, кількість і розміри листків тощо). Інші ознаки практично не залежать від них (наприклад група крові в людини).

Властивості модифікаційної мінливості.

Ступінь модифікаційних змін різних ознак зумовлені його генотипом: широкими для одних ознак і вузькими – для інших. Так, змінюючи характер харчування людини в дорослому віці, зазвичай легко змінити масу тіла (наприклад, набрати зайву масу за незбалансованого харчування).

Неможливо суттєво змінити зріст чи довжину кінцівок. Модифікаційні зміни є оборотними: у разі повернення умов існування до вихідних ознака змінюється відповідно.

Питання для самостійної роботи:

1. Дайте означення понять комбінативна мінливість, мутаційна мінливість, мутації.

2. Порівняйте типи мутацій.

3. Що таке мутагени?

4. Які впливи навколишнього середовища вважають мутагенами?

5. Поясніть наслідки мутацій для організму.

6. Які фактори захисту від мутацій?

7. Як ви вважаєте: чому шкідливі мутації виникають частіше за корисні?

8. Що таке неспадкова мінливість?

9. Поясніть біологічне значення неспадкової мінливості.

10. Наведіть приклади модифікаційної мінливості в людини.