Изменчивость и ее формы

Министерство образования и  науки Российской Федерации

 

Федеральное государственное  бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального  образования

 

«САРАТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  УНИВЕРСИТЕТ

ИМЕНИ Н.Г. ЧЕРНЫШЕВСКОГО»

 

 

Контрольная работа

 

Тема: «Изменчивость и ее формы»

 

 

 

студентка 1 курса заочного отделения

 

педагогики  начального и специального образования  факультета СГУ

 

группа № 174 город Балаково

 

дата сдачи  работы в учебную часть «15» апреля 2013 г.

 

Работу проверил (ф.и.о. преподавателя) ____________________________________________

 

оценка ______________ подпись_______________ дата проверки __________

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Тема «Основные  формы изменчивости. Генотипическая  изменчивость»

 

СОДЕРЖАНИЕ 

 

Введение …………………………………………………………………………стр.1

1. Основные формы изменчивости ……………………………………………..стр.2

1.1. Генотипическая

1.2. Фенотипическая

2. Мутагенты

2.1. Физические

2.2. Химические

2.3. Биологические

3. Мутагенез …………………………………………………………………….....стр.4

3.1. Естественный

3.2. Индуцированный

4. Классификация мутаций

4.1. По действию на организм

4.2. По проявлению

4.3. По влиянию на жизнеспособность и плодовитость

4.4. По месту возникновения

4.5. По степени фенотипического проявления

4.6. По интенсивности

4.7. По действию на наследственные структуры

Заключение ………………………………………………………………………… стр.13

Литература …………………………………………………………………………..стр.14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.

ВВЕДЕНИЕ 

Случаи внезапных  изменений в растительном и животном мире отмечались еще ХVII-ХVIII вв. Эти  случаи рассматривались как курьезы, игра природы. В это время люди были уверены в неизменности видов, созданных Богом. В 1590 г. в саду аптекаря Шпренгера в городе Гейдельберге среди растений обыкновенного чистотела была найдена форма, отличавшаяся глубокоперисторассеченными листьями. Раньше она никем и нигде в диком состоянии не обнаруживалась, но, разосланная по европейским ботаническим садам, за полтораста лет широко распространялась в одичавшем состоянии в окрестностях наших городов.

Очень давно  были обнаружены и описаны деревья  с красными листьями. В начале прошлого столетия во Франции, вблизи Версаля, среди сеянцев обыкновенного барбариса была обнаружена краснолистная форма. Она дала начало потомству с совершенно красными листьями. В середине прошлого столетия у дурмана нашли форму, семенные коробочки у которой не имели шипов, и этот признак стойко передавался последующим поколениям особей.

Дарвин первый оценил значение этих изменений. Но решающее значение в разработке теории мутационного процесса сыграл голландский ботаник  Хуго де Фриз.

Хуго де Фриз родился 16.02.1848 г. в Харлеме, умер 21.05.1935 г. в Люнтерне. Образование получил  в Лейдене, Гейдельберге и Вюрцбурге.

В 1878-1918 гг. он профессор  Амстердамского университета и директор Ботанического сада. Позднее работал  в своем имении в Люнтерне. Один из ученых, вторично открывший законы Менделя. Один из основателей учения об изменчивости и эволюции, датированного 1900 г. В 1887 г. де Фриз разработал метод определения осмотического давления у растений и показал, что оно зависит от числа молекул вещества в данном объеме.

Де Фриз, начиная  с 1886 г., в течение многих лет проводил опыты с энотерой и случайно обнаружил  у нее экземпляры, отличающиеся очень  большим ростом и другими резкими  наследственными изменениями. Одно из этих растений имело очень короткие столбики цветков, у другого были гладкие, узкие и длинные листья. Другое отличалось особенно большим ростом, крупными цветками и семенами. Им же было обнаружено растение, имеющее красные жилки листьев и широкую красную полосу на чашечке цветка. Он назвал эти изменения мутациями и создал мутационную теорию. По этой теории, каждый организм состоит из наследственных единиц, которые в то время он называл пангенами и считал, что изменение организма зависит от изменения пангенов. Огромная заслуга де Фриза в том, что он первый непосредственно наблюдал мутации и точно регистрировал их. Именно он явился основоположником мутационной теории.

Но у де Фриза  были и ошибочные представления  о мутационном процессе. В частности, он считал, что в жизни любого организма существуют два периода: длинный - предмутационный, когда вид не изменяется, и короткий - мутационный, когда вид подвергается внезапным наследственным

2.

изменениям. Длительный период длится примерно 6000 лет, т. к. пангены  в это время пребывают в стабильном состоянии, устойчивы. Лишь после этого наступает короткий мутационный период. Но, несмотря на эти представления, де Фриз внес большой вклад в создание теории мутационного процесса.

1. ОСНОВНЫЕ ФОРМЫ ИЗМЕНЧИВОСТИ

Генетика - область  биологии, изучающая наследственность и изменчивость.

Благодаря наследственности родители и потомки имеют сходный  тип биосинтеза, определяющий сходство в химическом составе тканей, характере  обмена веществ, физиологических отправлениях, морфологических признаках и других особенностях.

Изменчивость - это явление, противоположное наследственности. Изменчивость заключается в различиях  между особями по признакам тела или отдельных его органов (размеры, форма, окраска) и функциям. Различия между особями одного вида могут зависеть от изменения самих наследственных факторов - генов - и внешних условий, в которых реализуется генотип и происходит развитие организма. В соответствии с этим изменчивость организмов выражается в двух формах: генотипической и фенотипической.

1.1. Генотипическая изменчивость связана с изменением клеточных структур, обеспечивающих воспроизведение новообразований, с изменением генотипа организма. Генотипическая изменчивость подразделяется на комбинативную и мутационную.

- Комбинативная  изменчивость

Комбинативная, или гибридная, изменчивость характеризуется  появлением новообразований в результате сочетания и взаимодействия генов  родительских форм. Хотя новых (измененных) генов при комбинативной изменчивости и не возникает, ее роль в селекции растений, животных и эволюционном процессе исключительно велика.

- Мутационная  изменчивость (от латинского mutatio - изменения) 

Мутации вызывают структурные изменения генов  и хромосом, ведущие к появлению  новых наследственных признаков  и свойств организма. Они представляют важнейший источник наследственной изменчивости, тот основной "строительный материал", который используется в эволюции организмов.

1.2. Фенотипическая (модификационная) изменчивость не вызывает изменения генотипа. Она связана с реакцией одного и того же генотипа на изменение внешних условий, в которых протекает развитие организмов и которые создают различия в формах его проявления. Хотя модификационная изменчивость обусловлена генотипом, но в то же время между ней и генотипической изменчивостью имеются коренные, качественные различия.

В этой работе мы более подробно рассмотрим один из видов генотипической изменчивости - мутации.

3.

2. МУТАГЕНТЫ

 

Мутациями называют прерывистое, внезапное, без переходных состояний изменение признаков  и свойств организма. Они устойчивы во времени и происходят применительно к одному признаку в различных направлениях.

Факторы, вызывающие мутации, называют мутагентами. Мутагенты  бывают физические, химические и биологические.

2.1. Физические мутагенты

К физическим мутагентам относят:

- электромагнитные  излучения (лучи Рентгена и  гамма-лучи);

- корпускулярные  излучения (протоны, нейтроны);

- действие низкой  температуры; 

- действие высокой  температуры; 

- ультразвук.

2.2. Химические мутагенты

К химическим относят:

- фармакологические  - различные лекарственные препараты  (раствор йодистого калия, аммиак);

- промышленные - используемые в промышленности  вещества- в производстве текстильных  тканей, формальдегид - в производстве  искусственных смол, натрий-бисульфит - в пищевой промышленности).

2.3. Биологические:

- вирусы;

- простейшие (различные  паразиты).

Физические  мутанты вызывают главным образом  хромосомные перестройки, сопровождающиеся резким изменением строения и функций  организмов.

3. МУТАГЕНЕЗ

Химические мутагенты вызывают преимущественно точковые (генные) мутации, влияющие на физиологические и количественные признаки. Биологические мутагенты вызывают также различные хромосомные мутации.

Мутации классифицируют в различных направлениях.

Процесс возникновения мутаций называется мутагенезом. По причине возникновения мутаций различают:

- естественный (спонтанный) мутагенез; 

- индуцированный (искусственный) мутагенез. 

4.

3.1. Естественный мутагенез возникает без видимых конкретных причин. На земную биосферу постоянно действуют ионизирующие излучения в виде космических лучей и находящихся в земной коре радиоактивных элементов - урана, тория, радия, радиоактивных изотопов (40)К, (90)С, а также различные химические вещества. Под их действием у животных, растений спонтанно постоянно происходят мутации.

3.2. Искусственным (индуцированным) называют мутагенез, возникающий под воздействием мутагенных факторов, но, в отличие от естественного, при искусственном мутагенезе различные мутагены применяют целенаправленно, для получения мутантных организмов с целью создания новых сортов и видов животных и растений.

4. КЛАССИФИКАЦИЯ МУТАЦИЙ

4.1. По действию на организм мутации подразделяют на:

- морфологические; 

- физиологические; 

- биохимические. 

Морфологические мутации изменяют проявление любого внешнего признака.

Физиологические мутации вызывают изменение функций  любого органа, рост и развитие организма.

Биохимические мутации вызывают различные изменения  химического состава клеток и  тканей.

4.2. По проявлению мутации могут быть:

- доминантные; 

- рецессивные. 

Мутационный процесс, как правило, идет от доминантности  к рецессивности. Доминантные мутации  проявляются сразу же, в гетерозиготном состоянии; рецессивные могут проявляться, только когда мутировавший ген окажется в гомозиготном состоянии.

4.3. По относительному влиянию на жизнеспособность и плодовитость организма мутации делятся на:

- полезные;

- нейтральные; 

- вредные. 

Полезные мутации  повышают устойчивость организма к  неблагоприятным внешним условиям.

Вредные тормозят нормальный ход жизнедеятельности, понижают жизнеспособность организма.

 

5.

Нейтральные мутации  не влияют на жизнестойкость и плодовитость, т. е. не понижают и не повышают их.

Вредные мутации  подразделяются на летальные и полулетальные. Летальные приводят организм к гибели на ранних стадиях развития (на стадии зиготы).

Полулетальные мутации приводят к снижению жизнеспособности, организм погибает на ранних стадиях, до достижения половой зрелости, т. е. не передает своих генов потомкам. (У растений полулетальные мутации выражаются, например, в неспособности образовывать корни, гибели зародыша, альбинизме и т. д.).

4.4. По месту возникновения в организме мутации подразделяют на:

- соматические;

- генеративные.

Мутационная изменчивость происходит на различных этапах развития организма и во всех его клетках.

Генеративными называют мутации, возникающие в  гаметах и клетках, из которых  они образуются.

Соматическими называют мутации, возникающие в  соматических клетках.

По своей  природе генеративные и соматические мутации ничем не отличаются: и те и другие связаны с изменением структуры хромосом. Но по характеру проявления и значимости для эволюции между этими видами мутаций различия очень существенны.

Генеративные  мутации при половом размножении передаются следующим поколениям организмов. Доминантные мутации проявляются уже в первом поколении, а рецессивные - только во втором и последующих поколениях, при переходе их в гомозиготное состояние.