Підручник Біологія 9 клас - В. І. Соболь - Абетка 2017

Тема 5. ЗАКОНОМІРНОСТІ УСПАДКУВАННЯ ОЗНАК

§ 40. КОМБІНАЦІЙНА ТА МУТАЦІЙНА МІНЛИВІСТЬ

Все має змінюватися для того, щоб все залишилося по-старому.

Д. Лампедуза

Основні поняття й ключові терміни: КОМБІНАЦІЙНА МІНЛИВІСТЬ. МУТАЦІЙНА МІНЛИВІСТЬ. Закон гомологічних рядів спадкової мінливості.

Пригадайте! Що таке спадкова мінливість?

Поміркуйте!

«Коли відкрили гробницю єгипетського фараона Тутанхамона, то присутніх найбільше схвилювали не коштовності, а китичка польових квітів, яку поклала чиясь любляча рука. Серед них можна було впізнати волошки, які синіють на полях так, як і тисячоліття тому. Зберігаючи сталість форм та ознак, жодна жива система не повторює свою попередницю: отак досконало поєднала природа спадковість і мінливість».

А яке значення форм спадкової мінливості?

ЗМІСТ

Яке значення комбінаційної мінливості?

КОМБІНАЦІЙНА МІНЛИВІСТЬ — це форма спадкової мінливості, що виникає завдяки перерозподілу генетичного матеріалу в нащадків. За комбінаційної мінливості успадковуються нові поєднання генів, а самі гени не змінюються. Завдяки комбінативній мінливості також реалізується механізм «знешкодження» фенотипного прояву мутацій шляхом переведення їх у гетерозиготний стан.

Причиною виникнення проявів комбінаційної мінливості є рекомбінації (від лат. re- префікс, що вказує на повторну дію, combinatio - поєднання) - перерозподіл генетичного матеріалу. Це універсальний біологічний механізм, властивий всім живим істотам. Рекомбінація в еукаріотів відбувається під час статевого розмноження, у прокаріотів - завдяки статевим процесам (наприклад, кон’югації).

Джерелами комбінаційної мінливості є:

• кросинговер - обмін ділянками гомологічних хромосом, що відбувається під час мейозу;

• незалежне розходження гомологічних хромосом під час мейозу;

• випадкове злиття гамет під час запліднення.

Завдяки незалежному та одночасному здійсненню цих процесів виникає велика різноманітність генотипів.

Отже, комбінаційна мінливість сприяє спадковій різноманітності організмів, що є основою для виведення нових порід й сортів у селекції та історичного розвитку живої природи.

Які властивості та значення мутаційної мінливості?

МУТАЦІЙНА МІНЛИВІСТЬ - це форма спадкової мінливості, яка пов’язана із змінами генотипу внаслідок мутацій. Цю мінливість зумовлюють зміни генотипу особин на рівні генів, хромосом та кількості хромосом, тому її відносять до генотипної. Виникають мутаційні зміни під дією внутрішніх та зовнішніх чинників.

Загальними властивостями мутаційної мінливості є:

• стійкість (мутації не зникають упродовж життя особини);

• індивідуальність (мутаційні зміни проявляються в окремих особин);

• неспрямованість (один і той самий чинник може сприяти появі різних мутаційних змін);

• невизначеність (не можна передбачити появу мутації під дією того чи іншого чинника);

• незалежність (прояв мутацій у фенотипі не залежить від сили чи тривалості дії чинника);

• не мають пристосувального характеру (мутаційні зміни у більшості випадків є шкідливими, нейтральними і навіть летальними, тобто смертельними для організмів).

Мутаційні зміни генотипу ведуть до появи ознак, які можуть мати різне значення. Більшість мутацій, що проявляються в організмів, мають шкідливий характер, оскільки знижують пристосованість до умов середовища. Так, у дрозофіл можуть з’являтися короткі крила, у людини - гемофілія. Серед проявів мутаційної мінливості є й нейтральні прояви ознак, що не впливають на пристосованість, але за певних змін середовища існування можуть виявитися корисними. Прикладами таких змін можна назвати появу трьох чи п’яти пелюсток у бузку, різне забарвлення очей у дрозофіли (іл. 109). Мутаційні зміни можуть мати й адаптивне значення, забезпечуючи пристосування до умов середовища. Але загалом у живій природі мутації є джерелом появи нових ознак, джерелом генетичної різноманітності, що є умовою історичного розвитку життя.

Отже, мутаційна мінливість пов'язана зі зміною генотипу і сприяє появі нових ознак, які можуть мати шкідливе, нейтральне та адаптивне значення.

У чому сутність закону гомологічних рядів спадкової мінливості?

Досліджуючи спадкову мінливість ознак різних сортів культурних рослин і близьких до них диких видів, М. І. Вавилов виявив багато спільних спадкових змін.

Іл. 109. Мутації забарвлення очей у дрозофіли: 1 - червоні очі дикого типу; 2 - мутація рожевих очей; 3 - мутація білих очей;

4 - мутація червонокрапкових очей

Це дало змогу йому сформулювати у 1920 р. закон гомологічних рядів у спадковій мінливості (закон Вавилова): генетично близькі види та роди характеризуються подібними рядами спадкової мінливості з такою правильністю, що вивчивши ряд форм у межах одного виду чи роду, можна передбачити наявність форм із подібними поєднаннями ознак у межах близьких видів чи родів.

Прикладами, що ілюструють цю закономірність, є: у пшениці, ячменю і вівса трапляюються білий, червоний і чорний кольори колосу; у злакових відомі форми з довгими і короткими остюками та ін.

Іл. 110. М. І. Вавилов (1887 - 1943)

М. І. Вавилов указував, що гомологічні ряди часто виходять за межі родів і навіть родин. Короткопалість відмічено у представників багатьох рядів ссавців: у великої рогатої худоби, овець, собак, людини. Альбінізм (від лат. albus - білий) спостерігається в усіх класів хребетних тварин (і не лише серед хребетних) (іл. 111).

Іл. 111. Альбінізм серед молюсків

Для селекції закон гомологічних рядів дає змогу передбачити мутації, що їх можна використовувати для створення нових форм. Так, було передбачено ознаки озимої форми твердої пшениці, безостість у м’якої, твердої пшениці та ячменю, голі зерна у пшениці, ячменю, вівса.

Для медичної генетики закон гомологічних рядів полегшує пошуки спадкових відхилень. Питання лікування і профілактики спадкових захворювань не можна розв’язати без дослідження на тваринах зі спадковими аномаліями, які подібні до тих, що спостерігаються в людини. Так, у собак спостерігається гемофілія, альбінізм зареєстрований у багатьох видів гризунів, кішок, собак й птахів. Для вивчення м’язової дистрофії слугують миші, велика рогата худоба, коні, епілепсії - кролі, пацюки, миші. Вади будови обличчя людини, що гомологічні «заячій губі» та «вовчій пащі», спостерігаються в лицьовому відділі черепа миші, собак, свиней.

Для систематики закон Вавилова дає змогу знаходити ще не відкриті форми й доповнювати природну систему органічного світу.

Отже, закон гомологічних рядів спадкової мінливості має значення для селекції, генетики, систематики.

ДІЯЛЬНІСТЬ

Завдання на порівняння

За допомогою таблиці «Порівняльна характеристика модифікаційної та мутаційної мінливості» зробіть порівняльний аналіз. Сформулюйте висновок про подібність та відмінності модифікаційної й мутаційної мінливості.

Ознака

Мінливість

модифікаційна

мутаційна

Чи передаються наступному поколінню?

Який характер збереження після появи?

Який характер прояву серед особин виду?

Який характер прояву відносно чинника?

Який характер за передбачуваністю проявів?

Чи залежить прояв від сили й тривалості дії чинника?

Який характер проявів за значенням для організму?

Біологія + Фразеологізми

«Біла ворона» - цей вираз вживається для характеристики людини, яка вирізняється серед інших своєю поведінкою, зовнішнім виглядом. Фразеологізму майже дві тисячі років. Його автор - давньоримський поет Ювенал, який писав: «Доля наділяє царство різним людям, тільки щасливців таких менше, ніж білих ворон». Яка причина альбінізму, що трапляється не лише серед ворон?

СТАВЛЕННЯ

Біологія + Мистецтво

Нікколо Паганіні (1782 - 1840) - італійський скрипаль, композитор та гітарист. Одна з найяскравіших особистостей музичної історії XVIII - XIX ст.

Його віртуозне виконання музичних творів стало легендою. Ціною надзвичайного успіху скрипаля була мутація, яка зумовлює, окрім й інших ознак, неймовірну гарячковитість й довжелезні «павукові» пальці (арахнодактилія). Прослухайте один із відомих творів композитора (наприклад, «Каприс № 24. Ля мінор») та опишіть свої почуття. Підготуте повідомлення про синдром Марфана, що його мав Н. Паганіні.

РЕЗУЛЬТАТ

Оцінка

Завдання для самоконтролю

1 - 6

1. Що таке комбінаційна мінливість? 2. Назвіть джерела комбінаційної мінливості? 3. Що таке мутаційна мінливість? 4. Наведіть приклади мутаційної мінливості. 5. Хто сформулював закон гомологічних рядів спадкової мінливості? 6. Наведіть приклади, що підтверджують закон гомологічних рядів спадкової мінливості.

7 - 9

7. Яке значення комбінаційної мінливості? 8. Які властивості та значення мутаційної мінливості? 9. У чому сутність закону гомологічних рядів спадкової мінливості?

10 - 12

10. Порівняйте модифікаційну й мутаційну мінливість.







Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити