Урок Комбінаційна та мутаційна мінливості

Комбінаційна та мутаційна мінливість

Рекомендації  до самостійного вивчення:

1. Ознайомтеся з назвою теми, цілями заняття

2. Опрацюйте теоретичний матеріал заняття:

• зверніть увагу на: зміст необхідного повторення, біологічні поняття та терміни, основні закони;
• опрацюйте теоретичний матеріал;
• створить власний конспект;
• передивіться додатки за посиланнями до заняття.

3. Дайте відповіді на завдання для самоконтролю.

4. Виконайте контрольне завдання та результати надішліть на адресу електронної пошти.

5. Попрацюйте з джерелами Інтернету: знайдіть в  мережі Internet додаткову інформацію та опрацюйте її (за бажанням).

Цілі заняття:

• Ознайомитись з типами мінливості;
• вивчити механізми та наслідки мінливості організмів.

Основні питання заняття:

1.              Комбінаційна мінливість
2.         Мутаційна мінливість
3.    Мутації, типи мутацій
4.        Причини виникнення мутацій
5. Закон гомологічних рядів у спадковій мінливості (або Закон Вавілова)

• Метод генеологічного дослідження передачі спадкових ознак.

Необхідне повторення: згадайте що таке Спадкова мінливість? Що таке репарація? Виконайте завдання за посиланням (https://naurok.com.ua/test/minlivist-5818.html )

Біологічні поняття та терміни: Комбінаційна мінливість, мутаційна мінливість, закон гомологічних рядів спадковості

1. Комбінаційна мінливість

Комбінаційна (Комбінативна) мінливість – генотипна мінливість, в основі якої лежать комбінації спадкового матеріалу в процесі статевого розмноження організмів.

Основними джерелами комбінаційної мінливості є наступні процеси:

1. Незалежне розходження гомологічних хромосом при першому поділі мейозу;
2. Перехрест хромосом у ході мейозу, що приводить до комбінації генів (кросинговер);
3. Випадкова зустріч гамет при заплідненні;
4. Випадкова зустріч осіб в популяції.

Як наслідок:

• Завдяки незалежному та одночасному здійсненню цих процесів виникає велика різноманітність генотипів.
• Завдяки комбінаційній мінливості також реалізується механізм «знешкодження» фенотипного прояву мутацій шляхом переведення їх у гетерозиготний стан, в якому багато мутацій підвищують відносну життєздатність особин.
• Комбінаційна мінливість є елементарним матеріалом для природнього добору.

Прикладами комбінаційної мінливості може бути поява нащадків із новими, нетиповими для батьків комбінаціями ознак, як у дослідах Г. Менделя з горохом (насіння жовтого кольору зі зморшкуватою поверхнею і насіння зеленого кольору із гладенькою поверхнею) і Т. Моргана – з дрозофілами (сіре тіло й недорозвинені крила, чорне тіло та нормальні крила).

2. Мутаційна мінливість

Мутаційна мінливість – це форма спадкової мінливості, яка  пов’язана із змінами генотипу внаслідок мутацій.

Основне джерело мутаційної мінливості – мутації.

Загальні властивості мутаційної мінливості:

• Раптовість. Мутації виникають раптово, стрибкоподібно. Мутації – рідкі події;
• Стійкість. Мутації не зникають упродовж життя особини;
• Індивідуальність.  Мутаційні зміни проявляються лише у деяких особин;
• Неспрямованість. Один і той самий чинник може сприяти появі різних мутацій.
• Невизначеність. Мутації не можна передбачити під дією певного чинника.
• Не мають пристосувального характеру. Мутаційні зміни частіше є шкідливими, нейтральними і навіть летальними для організму.

3. Мутації, типи мутацій

Мутаційна теорія – це розділ генетики, що вивчає причини, різноманітність та наслідки мутацій. Основні положення мутаційної теорії були сформульовані голландським ботаніком Гуго де Фрізом.

(Положення сучасної мутаційної теорії вивчити. Підручник с. 172)

Типи мутацій:

• За характером клітин, в яких відбулися зміни:

1. Соматичні – виникають у соматичних (нестатевих клітинах)
2. Статеві – виникають у статевих клітинах і ПЕРЕДАЮТЬСЯ НАЩАДКАМ!

• За ступенем впливу на життєдіяльність:

1. Летальні – викликають загибель організму, а бо його смерть до моменту набуття ним здатності розмножуватись

• Напівлетальні – смертність складає 50-90%
• Сублетальні – смертність складає 10-50%

2. Нейтральні – не впливають на життєдіяльність. Дуже рідко, зазвичай при зміні умов існування, можуть виявитись корисними.
3. Корисні мутації – підвищують життєдіяльність виду.

• За характером змін у структурі спадкового матеріалу:

1. Генні мутації – стійкі зміни окремих генів, спричинені порушенням послідовності нуклеотидіву молекулах нуклеїнових кислот.

Ці мутації виникають у наслідок випадання, появи зайвих чи зміни порядку розташування певних нуклеотидів. Порушення у структурі ДНК призводять до мутації тільки тоді, коли не відбувається репарація.

Значення генних мутацій:

• Складають більшість еволюційних та селекційних мутацій
• Спричиняють генні захворювання: гемофілія, дальтонізм, альбінізм, фенілкетонурія, галактоземія, серпоподібно клітинна анемія та ін.

2. Хромосомні мутації (аберації) – це мутації, що виникають у результаті перебудови хромосом. Вони є наслідком розриву хромосом з утворенням фрагментів, які потім об’єднуються. Можуть виникати у межах однієї хромосоми, між гомологічними хромосомами або між негомологічними хромосомами.

Значення хромосомних мутацій:

Спричиняють, здебільшого, тяжкі аномалії несумісні з життям, є головним джерелом збільшення генів та підвищують мінливість організмів за рахунок рекомбінації генів. Викликають захворювання: Синдром «Котячого крику», синдром Дауна, синдром Едвардса, синдром Тернера, синдром Патау, синдром Кляйнфельтера та ін.

3. Геномні мутації -  мутації, що пов’язані зі зміною кількості наборів хромосом.

Види геномних мутацій:

• Поліпоїдія – збільшення кількості хромосомних наборів (3n,5n)
• Зменшення кількості хромосомних наборів
• Анеуплоїдія – зміна числа хромосом окремих пар:
• Полісомія – збільшення числа хромосом на одну – трисомія, на дві – тетрасомія, або більше хромосом
• Моносомія – зменшення числа хромосом на одну
• Нулісомія – повна відсутність однієї пари хромосом

Значення геномних мутацій:

Геномні мутації є одним із механізмів видоутворення (поліплоїдія), їх застосовують для створення поліплоїдних сортів, які відрізняються більшою врожайністю, для одержання форм, гомозиготних за всіма генами (зменшення кількості наборів хромосом).

4. Причини виникнення мутацій

Мутагени – це фактори (речовини, температура, випромінювання тощо), що викликають мутації. Мутації можна викликати штучно.

Різні види організмів і навіть різні особини одного виду відрізняються індивідуальною чутливістю до мутагенів.

Проте:

1. Частота мутацій зростає, якщо дія мутагену сильніша й триваліша;
2. Для мутагенів не існує нижньої межі їхньої дії.

5. Закон гомологічних рядів у спадковій мінливості (або Закон Вавілова)

У 1920—1921 pp. М. І. Вавилов сформував закон гомологічних рядів.

Види та роди, генетично близькі, характеризуються подібними рядами спадкової мінливості.

Генетично близькі родичі мають спільне походження шляхом дивергенції від спільного предка. У родинах видів, що мають спільне походження, виникають і подібні мутації.

Закон гомологічних рядів дає можливість передбачити характер мінливості в споріднених видів, що полегшує пошук матеріалу для селекції.

Повторіть матеріали уроків про види мінливості (Модифікаційна, Комбінаційна та мутаційна) та виконайте тест на посиланням (https://naurok.com.ua/test/minlivist-spadkova-i-ne-spadkova-80946.html )