Рождение ребенка со светлыми волосами у гетерозиготных темноволосых родителей какая изменчивость
Опубликовано: 17.09.2024
59.ru поговорил с экспертом о генетике
Многим людям говорят, что они похожи на своих родственников
Как часто вы слышите о том, что похожи на маму или папу? Или о том, что ваш скверный характер — «подарок» от деда? А говорили ли вам, что ваши умственные способности — это целиком и полностью заслуга бабушки-профессора?
Генетика — наука, которая изучает наследственность и изменчивость организмов. О том, правда ли, что онкология обязательно передаётся по наследству, темперамент изменить нельзя, а генетические аномалии распространяются на весь род, 59.ru поговорил с Олегом Долгих, профессором кафедры экологии человека и безопасности жизнедеятельности ПГНИУ.
Олег Долгих считает, что на человека в равной мере влияют наследственность, окружение и воспитание
Фото: Тимофей Калмаков
Миф № 1: если человек болел онкологией, то его потомки тоже будут болеть
— У каждого человека есть две линии наследования: отцовская и материнская. Если по одной линии есть заболевание, а по другой — нет, то опасность возникновения онкологии уменьшается, — говорит Олег Долгих. — Если есть и с той, и с другой стороны, то риск выше. Нужно знать, какая именно онкология была у предков, потому что по обеим линиям она может быть разной. Но даже если одинаковое заболевание есть и с материнской, и с отцовской стороны, это не значит, что заболевание появится и у вас.
Существует множество факторов, которые могут способствовать возникновению рака: химические, биологические и физические. Химические — это профессиональные факторы, с которыми человек встречается на производстве. Биологические факторы, например, вирус герпеса, ослабляют иммунитет, из-за чего вероятность возникновения рака увеличивается. К физическим факторам в первую очередь относится радиация.
Но паниковать не нужно, даже если есть генетическая предрасположенность: она не означает, что болезнь обязательно появится. Если у родственников была онкология, а вас окружают факторы, которые могут спровоцировать заболевание, то нужно время от времени проверяться у врача. Существуют гены, которые отвечают за онкозаболеваемость, желательно сделать соответствующие анализы и узнать, в каком состоянии эти гены находятся.
Гены, отвечающие за умственные способности, связаны с Х-хромосомой, которая у женщины представлена в двух экземплярах, а у мужчины — в одном
Фото: Тимофей Калмаков
Миф № 2: умственные способности передаются от матери
— Чаще всего, но не всегда. Дело в том, что гены, которые отвечают за умственные способности, связаны с Х-хромосомой, которая у женщины представлена в двух экземплярах — ХХ, а у мужчины – в одном — ХУ. Поэтому и вероятность передачи умственных способностей от матери выше.
Если светловолосый и голубоглазый человек является единственным представителем своей ветки, его дети не унаследуют такую внешность
Фото: Тимофей Калмаков
Миф № 3: у кареглазых и темноволосых людей не могут родиться светленькие дети. И наоборот
— Это утверждение имеет смысл. Гены, которые отвечают за тёмную окраску, являются доминантными, поэтому если один родитель — кареглазый брюнет, а другой — синеглазый блондин, скорее всего, дети пойдут в более тёмного родителя. Вероятность того, что у тёмненьких родителей появятся светлые дети, есть, но она невысока. Это зависит от того, были ли светловолосые родственники с обеих сторон. Если же оба родители блондины, то вероятность рождения тёмненького ребёнка ещё меньше.
Часто бывают смешанные варианты: например, у папы-брюнета и мамы-блондинки рождаются дети-шатены. А от смеси карих и голубых глаз могут родиться зеленоглазые. Но в этом случае вероятность передачи зелёного цвета глаз следующему поколению крайне невелика.
Если у родителей разный цветотип, то цвет глаз и волос у их детей может быть смешанным. Например, глаза будут зелёными
Изменчивость — это разнообразие признаков среди представителей данного вида, а также свойство потомков приобретать отличия от родительских форм. Изменчивость вместе с наследственностью представляют собой два неразрывных свойства живых организмов, являющихся предметом изучения науки генетики.
Таблица формы изменчивости - генотипическая, фенотипическая, комбинативная
Изменчивость может быть двух видов — ненаследуемой (например, загар у светлокожих людей) или наследуемой (например, цвет кожи у разных рас). Наиболее существенным для эволюции является второй тип, связанный с генетическими изменениями.
Ненаследственная (модификационная или фенотипическая)
Изменения признаков организма под воздействием среды и не связанные с изменением генотипа. Модификации не наследуются и проявляются в границах определенных нормой реакции.
Загар у человека, различия а размерах растений, растущих в разных условиях среды, и тому подбное
Наследственная изменчивость (генотипическая)
Наследственная изменчивость, вызывающая изменения в генотипе, передается по наследству.
Цвет волос, плодов, форма листьев и тому подбное.
Тип наследственной изменчивости, обусловленной различными перекомбинациями уже имеющихся генов и хромосом. Не сопровождается изменениями структуры генов и хромосом. Ее источниками являются следующие процессы, происходящие в ходе мейоза и в результате оплодотворения:
— рекомбинация генов в результате кроссинговера;
— рекомбинация хромосом в ходе мейоза;
— комбинации хромосом, возникающие в результате слияния гамет при оплодотворении.
Рождение детей с I или IV группой крови у гетерозиготных родителей, имеющих II и III группы крови (у потомков появились новые признаки, отличные от родительских)
Тип наследственной изменчивости, обусловленной появлением различных изменений в структуре генов, хромосом или генома. Фенотипически мутации проявляются только тогда, когда становятся гомозиготными.
Изменчивость при обмене генетической информации
Наследственные изменения, возникающие в результате встраивания в генетический аппарат про- или эукариотической клетки фрагмента чужеродной ДНК, несущего определенные гены. В отличие от мутагенеза (когда в результате какого-либо воздействия может измениться любой ген или несколько генов одновременно и результат этих изменений невозможно предсказать заранее) при обмене генетической информацией происходит направленное изменение определенных генов, и результат этих изменений заранее известен. Обмен генетической информацией осуществляется в виде трансформации и трансдукции. Используется в генной инженерии.
Наблюдается, когда признак либо присутствует, либо отсутствует (не существует промежуточных форм). Такую изменчивость нельзя описать с помощью непрерывной кривой распределения. Признак, для которого характерна дискретная изменчивость, обычно контролируется одним геном, существующим в форме двух или более аллелей.
Группы крови у человека (система АВО - О, А, В или АВ), базовые формы отпечатков пальцев (петля, арка или завиток) и сворачивание языка трубочкой (может или не может).
Наблюдается, когда признак выражен в разной степени у разных индивидуумов (т.е. существуют переходные формы между крайними вариантами). Графическое отображение распределения частот такого признака дает кривую нормального распределения или Гаусса. Признаки, демонстрирующие прерывистую изменчивость, совместно контролируются несколькими генами, называемыми полигенами. Соответственно, они называются полигенными признаками.
Рост, масса, размах рук, количество листьев у растения.
Сравнительная характеристика форм изменчивости таблица
Модификационная изменчивость (ненаследственная)
Мутационная изменчивость (наследственная)
Фенотип в пределах нормы реакции
Изменение условий окружающей среды
Изменение условий окружающей среды
Подверженность изменениям хромосом
Подвергаются при хромосомной мутации
Подверженность изменениям молекул ДНК
Подвергаются в случае генной мутации
Значение для особи
Повышает или понижает жизнеспособность, продуктивность, адаптацию
Полезные изменения приводят к победе в борьбе за существование, вредные — к гибели
Значение для вида
Приводит к образованию новых популяций, видов и т. д. в результате дивергенции
Роль в эволюции
Приспособление организмов к условиям среды
Материал для естественного отбора
Статистическая закономерность вариационных рядов
Закон гомологических рядов наследственной изменчивости
_______________
Источник информации:
1. Биология человека в диаграммах / В.Р. Пикеринг — 2003.
2. Биология: Справочник для старшеклассников и поступающих в вузы/ Т.Л.Богданова —М.: 2012.
3. Весь курс школьной программы в схемах и таблицах: биология /-СПб.: 2007.
При моногибридном скрещивании изучается
- один признак;
- один ген;
- одна пара альтернативных генов;
- одна пара альтернативных признаков (все это одно и то же).
Моногибридные расщепления
1) Расщепления нет (все дети одинаковые) – скрещивали двух гомозигот АА х аа (первый закон Менделя).
2) Расщепление 3:1 (75% / 25%) – скрещивали двух гетерозигот Аа х Аа (второй закон Менделя).
3) Расщепление 1:2:1 (25% / 50% / 25%) – скрещивали двух гетерозигот Аа х Аа при неполном доминировании.
4) Расщепление 1:1 (50% / 50%) – скрещивали гетерозиготу и рецессивную гомозиготу Аа х аа (анализирующее скрещивание).
Первый закон Менделя
(закон единообразия, закон доминирования)
При скрещивании чистых линий (гомозигот) все потомство получается одинаковое (единообразие первого поколения, расщепления нет).
У всех потомков первого поколения (F1) проявляется доминантный признак (желтый горох), а рецессивный признак (зеленый горох) находится в скрытом состоянии.
Второй закон Менделя (закон расщепления)
При самоопылении гибридов первого поколения (при скрещивании двух гетерозигот) в потомстве получается расщепление 3:1 (75% доминантного признака, 25% рецессивного признака).
Анализирующее скрещивание
При скрещивании гетерозиготы Aa с рецессивной гомозиготой aa получается расщепление 1:1 (50% / 50%).
Еще можно почитать
Задания части 1
Выберите один, наиболее правильный вариант. Определите генотип родительских растений гороха, если при их скрещивании образовалось 50% растений с желтыми и 50% - с зелеными семенами (рецессивный признак)
1) АА х аа
2) Аа х Аа
3) АА х Аа
4) Аа х аа
Выберите один, наиболее правильный вариант. При скрещивании мух дрозофил с длинными и короткими крыльями получено равное число длиннокрылых и короткокрылых потомков (длинные крылья В доминируют над короткими b). Каковы генотипы родителей
1) bb х Bb
2) BB x bb
3) Bb x Bb
4) BB x BB
Выберите один, наиболее правильный вариант. Каков генотип родителей, если при анализирующем скрещивании наблюдалось соотношение фенотипов 1:1?
1) Аа и аа
2) Аа и Аа
3) АА и аа
4) Аа и АА
Выберите один, наиболее правильный вариант. От гибридов первого поколения во втором поколении рождается 1/4 особей с рецессивными признаками, что свидетельствует о проявлении закона
1) сцепленного наследования
2) расщепления
3) независимого наследования
4) промежуточного наследования
Выберите один, наиболее правильный вариант. Какое число фенотипов образуется в потомстве при скрещивании Aa x Aa в случае полного доминирования?
1) 1
2) 2
3) 3
4) 4
Выберите один, наиболее правильный вариант. «При скрещивании двух гомозиготных организмов, различающихся по одной паре признаков, новое поколение гибридов окажется единообразным и будет похоже на одного из родителей». Это формулировка
1) закона расщепления
2) гипотезы чистоты гамет
3) правила доминирования
4) закона независимого распределения генов
Выберите один, наиболее правильный вариант. По закону расщепления соотношение фенотипов в F2 (при полном доминировании) равно
1) 1:1
2) 3:1
3) 1:2:1
4) 1:1:1:1
Выберите один, наиболее правильный вариант. Определите, какие генотипы могут иметь дети, если у гетерозиготной матери волнистые волосы, а у отца прямые (полное доминирование признака).
1) BB, Bb, bb
2) Bb, bb
3) BB, Bb
4) BB, bb
Выберите один, наиболее правильный вариант. При самоопылении гетерозиготного растения гороха с желтой окраской семян расщепление по фенотипу составит
1) 1:1
2) 3:1
3) 1:2:1
4) 9:3:3:1
Выберите один, наиболее правильный вариант. При моногибридном скрещивании гетерозиготной особи с гомозиготной рецессивной в их потомстве происходит расщепление признаков по фенотипу в соотношении
1) 3:1
2) 9:3:3:1
3) 1:1
4) 1:2:1
Выберите один, наиболее правильный вариант. Если при скрещивании двух гомозиготных организмов во втором поколении у 1/4 потомства обнаружится рецессивный признак, значит проявился закон
1) сцепленного наследования
2) независимого наследования
3) промежуточного характера наследования
4) расщепления признаков
Выберите один, наиболее правильный вариант. Расщепление по фенотипу во втором поколении в отношении 3:1 характерно для скрещивания
1) дигибридного
2) анализирующего
3) моногибридного
4) полигибридного
АА х аа: ВЕРОЯТНОСТЬ ГФ, СООТНОШЕНИЕ ГФ, КОЛИЧЕСТВО ГФ
КОЛИЧЕСТВО ГЕНОТИПОВ АА х аа
Сколько генотипов получится в анализирующем скрещивании гомозиготного по доминантному признаку организма? Ответ запишите в виде числа.
Аа х Аа: ВЕРОЯТНОСТЬ ГФ, СООТНОШЕНИЕ ГФ, КОЛИЧЕСТВО ГФ
ВЕРОЯТНОСТЬ ГЕНОТИПА ПРИ СКРЕЩИВАНИИ Аа х Аа
1. Определите вероятность в процентах появления рецессивной гомозиготы в потомстве от скрещивания гетерозиготных растений при полном доминировании. Ответ запишите в виде числа.
ВЕРОЯТНОСТЬ ДОМИНАНТНОГО ФЕНОТИПА ПРИ СКРЕЩИВАНИИ Аа х Аа
1. Определите вероятность (%) получения потомков с доминантным проявлением признака в моногибридном скрещивании гетерозиготных гибридов между собой при полном доминировании этого признака. Ответ запишите в виде числа.
2. Фенилкетонурия наследуется как рецессивный признак. Определите вероятность рождения здоровых детей у гетерозиготных по этому признаку родителей. Ответ запишите в %.
ВЕРОЯТНОСТЬ РЕЦЕССИВНОГО ФЕНОТИПА ПРИ СКРЕЩИВАНИИ Аа х Аа
1. Какова процентная доля карликовых форм при самоопылении гетерозиготного высокорослого растения гороха (высокий стебель – А)? В ответе запишите только число процентов.
2. Какова вероятность рождения у темноволосых родителей (Аа) детей со светлыми волосами (темный цвет доминирует над светлым)? Ответ запишите в виде только числа.
3. У кур наличие гребня (С) доминирует над его отсутствием (с). При скрещивании гетерозиготных петуха и курицы, имеющих гребни, какой процент цыплят будет без гребня? В ответе укажите только число.
4. Какова вероятность (в %) появления потомства с рецессивным признаком при самоопылении гетерозиготных растений? В ответе запишите только соответствующее число.
СООТНОШЕНИЕ ГЕНОТИПОВ Аа х Аа
1. Какое соотношение генотипов получится при скрещивании двух гетерозигот при полном доминировании? Ответ запишите в виде последовательности цифр в порядке их убывания.
2. Определите соотношение генотипов в потомстве при скрещивании Аа х Аа. В ответе запишите последовательность цифр в порядке уменьшения.
3. Определите соотношение генотипов у потомства, образовавшегося при скрещивании двух гетерозиготных растений тыквы с желтыми плодами при полном доминировании. Ответ запишите в виде последовательности цифр, расположенных в порядке уменьшения.
4. Определите соотношение по генотипу в потомстве при моногибридном скрещивании двух гетерозиготных организмов. Ответ запишите в виде последовательности цифр в порядке их убывания.
5. Определите соотношение по генотипу в потомстве при моногибридном скрещивании двух гетерозиготных организмов. Ответ запишите в виде последовательности цифр в порядке их убывания.
СООТНОШЕНИЕ ФЕНОТИПОВ Аа х Аа
1. Определите соотношение фенотипов у гибридов, полученных в результате скрещивания родительских форм с генотипами Аа х Аа. Ответ запишите в виде последовательности цифр, расположенных в порядке убывания.
2. Определите соотношение фенотипов у потомства, образовавшегося при скрещивании двух гетерозиготных растений тыквы с желтыми плодами при полном доминировании. Ответ запишите в виде последовательности цифр, показывающих соотношение фенотипов, в порядке их убывания.
3. Определите соотношение фенотипов у потомков при моногибридном скрещивании двух гетерозиготных организмов при полном доминировании. Ответ запишите в виде последовательности цифр, показывающих соотношение получившихся фенотипов, в порядке их убывания.
КОЛИЧЕСТВО ГЕНОТИПОВ Аа х Аа
Сколько разных генотипов может получиться у потомков при моногибридном скрещивании двух гетерозиготных черных кроликов. Ответ запишите в виде числа.
КОЛИЧЕСТВО ФЕНОТИПОВ Аа х Аа
1. Какое число фенотипов образуется в потомстве при скрещивании Aa x Aa в случае полного доминирования? В ответе укажите только число.
2. Сколько фенотипов у потомков может получиться при самоопылении растения душистого горошка, гетерозиготного по признаку окраски плодов, при полном доминировании этого признака? Ответ запишите в виде числа.
Аа х аа: ВЕРОЯТНОСТЬ ГФ, СООТНОШЕНИЕ ГФ, КОЛИЧЕСТВО ГФ
ВЕРОЯТНОСТЬ ГЕНОТИПА ПРИ СКРЕЩИВАНИИ Аа х аа
1. Какова вероятность (в %) рождения гомозиготного потомства при скрещивании гомозиготного и гетерозиготного организмов? В ответе запишите только целое число.
2. Определите вероятность (%) получения гомозиготного по рецессивному аллелю потомства в моногибридном анализирующем скрещивании гетерозиготных растений флокса с белыми цветками. Ответ запишите в виде числа.
ВЕРОЯТНОСТЬ ФЕНОТИПА ПРИ СКРЕЩИВАНИИ Аа х аа
1. С какой вероятностью у потомков может проявиться патологический ген, если скрещивается организм, гетерозиготный по данному признаку (гены не сцеплены), с организмом, имеющим рецессивный генотип по данному признаку? Ответ запишите в виде числа (в %), показывающего искомую вероятность.
2. Исследуемая особь имеет темный цвет волос и является гомозиготной по данному признаку. При проведении анализирующего скрещивания, какова вероятность рождения потомства со светлым цветом волос (А - темный цвет волос, а - светлый цвет волос)? В ответе укажите только число.
3. Какова вероятность (%) получения коричневых щенков в моногибридном анализирующем скрещивании гетерозиготной чёрной собаки при полном доминировании признака? Ответ запишите в виде числа.
4. Миоплегия (приступы паралича конечностей) передается по наследству как доминантный признак. Определите (в %) вероятность рождения детей с аномалиями в семье, где отец гетерозиготен, а мать не страдает миоплегией. В ответе запишите только соответствующее число.
СООТНОШЕНИЕ ГЕНОТИПОВ Аа х аа
1. Определите соотношение генотипов у потомков при скрещивании гетерозиготного и гомозиготного по рецессивному аллелю организмов при полном доминировании. Ответ запишите в виде последовательности цифр, расположенных в порядке убывания.
2. Определите соотношение генотипов при скрещивании гетерозиготного растения гороха с гладкими семенами и растения с морщинистыми семенами. Ответ запишите в виде цифр, показывающих соотношение получившихся генотипов, расположенных в порядке уменьшения.
3. Определите соотношение генотипов у потомков при моногибридном скрещивании гомо- и гетерозиготного организмов при полном доминировании. Ответ запишите в виде последовательности цифр, показывающих соотношение получившихся генотипов.
СООТНОШЕНИЕ ФЕНОТИПОВ Аа х аа
1. У морских свинок ген черной окраски доминирует над геном белой окраски. Определите соотношение фенотипов у потомков, полученных в результате скрещивания гетерозиготной самки и белого самца. Ответ запишите в виде последовательности цифр, показывающих соотношение получившихся фенотипов.
2. Определите соотношение фенотипов у потомков при моногибридном скрещивании гетерозиготной особи с гомозиготной особью, имеющей фенотипическое проявление рецессивного признака. Ответ запишите в виде последовательности цифр, расположенных по убыванию.
КОЛИЧЕСТВО ФЕНОТИПОВ Аа х аа
1. Сколько фенотипов получится у потомства при анализирующем моногибридном скрещивании гетерозиготного организма? В ответе запишите только соответствующее число.
2. Сколько разных фенотипов получится при скрещивании черной гетерозиготной самки и белого самца кролика? В ответе запишите только соответствующее число.
3. Сколько фенотипов может получиться в потомстве у овса при моногибридном скрещивании, если скрестить рецессивное (раннеспелое) растение с гетерозиготной (позднеспелой) особью? Ответ запишите в виде числа.
СЛОЖНО
Скрестили растения чистых линий томата с округлыми и грушевидными плодами (А – округлая форма плодов). Получившихся потомков в F1 скрестили между собой. Определите соотношение потомков по фенотипу во втором (F2) поколении при полном доминировании признака. Ответ запишите в виде последовательности цифр, показывающих соотношение получившихся фенотипов, в порядке их убывания.
От скрещивания чёрных кроликов в потомстве появились семь чёрных и два белых кролика. Какая вероятность получения белых кроликов от последующих скрещиваний этих же родителей? Ответ запишите в виде числа, показывающего вероятность получения белых кроликов в последующих поколениях в %.
Определите соотношение фенотипов у гибридов второго поколения при моногибридном скрещивании (полное доминирование). В ответе запишите последовательность цифр, показывающую соотношение полученных фенотипов, в порядке убывания.
Определите вероятность (в %) рождения ребенка со II группой крови, если родители имеют IV группу крови. В ответе запишите только соответствующее число.
Определите вероятность в процентах рождения ребёнка с I группой крови у гетерозиготных родителей со II и III группами. Ответ запишите в виде числа.
Какое количество различных групп крови может быть у детей в браке гетерозиготных мужчины и женщины со второй и третьей группами крови? В ответе запишите число вариантов.
Рассмотрите схемы скрещиваний, представленных на рисунке, и определите соотношение фенотипов в F2. В ответе запишите последовательность цифр, показывающих соотношение получившихся фенотипов, в порядке убывания.
МОНОГИБРИДНОЕ КРОМЕ
1. Все приведённые ниже характеристики, кроме двух, используют для описания моногибридного скрещивания гетерозигот при полном доминировании. Определите две характеристики, «выпадающие» из общего списка, и запишите цифры, под которыми они указаны.
1) потомство является фенотипически однообразным
2) наблюдается расщепление по генотипу 1 : 2 : 1
3) родительские особи образуют по два типа гамет
4) в потомстве 25% имеют гетерозиготный генотип
5) в потомстве 75% имеют доминантный фенотип
2. Все перечисленные ниже характеристики, кроме двух, используются для описания методов моногибридного скрещивания. Определите два метода, «выпадающие» из общего списка, и запишите цифры, под которыми они указаны.
1) Отбирают особей, отличающихся по двум и более признакам.
2) Отбирают особей, отличающихся по двум разным признакам.
3) Отбирают особей, отличающихся по одному признаку.
4) Для получения гибридов первого поколения отбирают чистые линии растений.
5) Для получения гибридов первого поколения проводится перекрёстное опыление растений.
Аа х Аа
Приведенные ниже утверждения, кроме двух, используются для описания результатов скрещивания особей с генотипами Аа х Аа при полном доминировании. Определите эти два утверждения, выпадающие из общего списка, и запишите цифры, под которыми они указаны.
1) 75% потомков имеют в фенотипе рецессивный признак
2) соотношение фенотипов составило 3:1
3) проявляется закон расщепления признаков
4) расщепление по генотипу составило 1:2:1
5) 25% потомков имеют доминантный признак в фенотипе
АНАЛИЗИРУЮЩЕЕ
1. Все приведённые ниже характеристики, кроме двух, используются для описания результатов анализирующего скрещивания особи с генотипом Аа. Определите эти две характеристики, «выпадающие» из общего списка, и запишите цифры, под которыми они указаны.
1) число потомков с рецессивным генотипом составляет 75%
2) соотношение фенотипов составило 1 : 1
3) проявляется сцепление генов
4) вторая родительская особь имеет генотип - аа
5) среди потомков 50% имеют доминантный признак в фенотипе
2. Все приведённые ниже характеристики, кроме двух, используют для описания анализирующего скрещивания. Найдите две характеристики, «выпадающие» из общего списка, и запишите цифры, под которыми они указаны.
1) скрещивание проводится с рецессивными особями по всем генам
2) наблюдается расщепление по фенотипу в соотношении 9:3:3:1
3) исследуются генотипы особей с доминантными признаками
4) если исследуемая особь гетерозиготна, то наблюдается расщепление
5) проявление признаков обусловлено несколькими генами
Людмила Микушева
Изменчивость считается одной из самых запутанных тем в ЕГЭ по биологии. В этой статье мы разберем все типы изменчивости и рассмотрим нюансы ЕГЭ по биологии, связанные ней.
Что такое изменчивость?
Изменчивость — свойство живых организмов: потомки приобретают признаки, отличающие их от предков. Этот термин достаточно общий, поэтому поделим его на типы и охарактеризуем каждый из них. Это позволит лучше разобраться, какой может быть изменчивость в ЕГЭ по биологии. Обратите на эту тему внимание: профессии, связанные с генетикой, явно будут востребованы в ближайшие годы!
Не знаете, какой вуз выбрать? Воспользуйтесь бесплатной консультацией в нашем центре. Что это такое? Все просто: вы расскажете о себе и о своих интересах. А специалист посоветует, на какие специальности обратить внимание, в какой вуз поступать, какие ЕГЭ сдавать. Так вы сэкономите время на подготовку и сможете выбрать образование, которое точно окажется для вас интересным и полезным!
Ненаследственная изменчивость
Признаки не передаются потомкам по наследству. Подумайте: если хорошо кормить домашнюю кошку, родятся ли ее котята самыми упитанными? Конечно, нет.
У этой разновидности изменчивости есть еще несколько синонимичных названий. Например, фенотипическая, так как изменения затрагивают только фенотип (внешнее проявление признака). Еще одно название — групповая, она проявляется сходно у всех особей группы, допустим, целая группа людей поехала в отпуск к морю, и все члены этой группы долгое время провели под солнечными лучами. У каждого из них кожа изменит цвет: кто-то обгорит, кто-то сразу загорит, но изменит у всех. Так же эту изменчивость называют модификационной, а все изменения, не затрагивающие генотип — модификациями.
Еще одно название предложил Чарльз Дарвин, который не знал почти ничего о наследовании генов. Он ввел термин «определенная изменчивость». Такие изменения можно предугадать. Безусловно, если мы будем лежать на диване дни напролет, то процент жировой ткани в организме увеличится, а если каждый день будем выходить на пробежку, увеличится процент мышечной ткани.
Наследственная изменчивость
Второй тип изменчивости является абсолютной противоположностью модификационной. Она называется наследственной, так как передается от предков потомкам. По аналогии с первым типом, ее еще называют генотипической: она затрагивает генотип. Такая изменчивость проявляется у каждого организма по-своему, индивидуально, поэтому есть термин «индивидуальная изменчивость». Например, в одной семье, у одних родителей могут родиться два сына: один дальтоник, а второй с нормальным цветовым зрением. Ну и разве мог Дарвин остаться в стороне? Для этой изменчивости он предложил название — неопределенная, ведь нельзя однозначно предсказать у какого организма какие изменения проявятся.
Но на этом разновидности изменчивости не заканчиваются. Наследственную изменчивость можно разделить еще на два типа.
1. Комбинативная изменчивость
Представьте себе калейдоскоп, внутри которого несколько цветных стеклышек. Когда вы смотрите в него, то каждый раз видите разные узоры, но новые стеклышки внутрь не досыпаются. Вот и такая изменчивость возникает при сочетании уже имеющихся генов. В случае, если у темноволосых родителей рождается светловолосый ребенок, перед нами пример комбинативной изменчивости.
Перечислим основные причины, в результате которых происходят комбинации. Первая причина — это кроссинговер (обмен участками гомологичных хромосом), происходящий в профазе первого деления мейоза. А вторая — это случайный подбор родительских пар. Нельзя точно предсказать какой из самцов павлина победит в половом отборе, чей хвост в этом году будет самым красивым. Третья причина — это случайная встреча гамет, никто не знает, какой именно сперматозоид оплодотворит каждую из яйцеклеток и оплодотворит ли вообще. Четвертая причина – это расхождение хромосом в мейозе.
Мутационная изменчивость
Второй тип наследственной изменчивость – это мутационная изменчивость. Она бывает вызвана воздействием на организм мутагенов, а в основе ее лежит изменение структуры ДНК или хромосом.
Мутационная изменчивость тоже делится на несколько типов. Она бывает генной, хромосомной и геномной. Генные мутации связаны с изменением нуклеотидов в гене (выпадение, удвоение, замена и т.д.). Хромосомные мутации связаны с изменением в структуре в хромосом (утрата плеча, выпадение участка, поворот участка на 180 градусов, удвоение участков и т.д. ). Геномные мутации связаны с изменением числа хромосом.
Только что мы повторили всю теорию, затрагивающую изменчивость в ЕГЭ по обществознанию! Теперь я предлагаю перейти к практике и разобрать задания, аналогичные тем, которые могут встретиться на ЕГЭ.
Примеры заданий на изменчивость в ЕГЭ по биологии
Пример 1. Рассмотрите таблицу «Форма изменчивости» и заполните пустую ячейку, вписав соответствующий термин.
| Форма изменчивости | Пример изменчивости |
| обмен участками гомологичных хромосом | |
| мутационная | рождение ребенка с синдромом Дауна |
Синдром Дауна — трисомия по 21 паре хромосом, в кариотипе у человека с таким синдромом 47 хромосом, а не 46. Синдром Дауна — это мутация, изменчивость — мутационная. Обмен участками гомологичных хромосом (кроссинговер) происходит в интерфазе первого деления мейоза и, как мы теперь знаем, относится к комбинативной изменчивости.
Ответ: комбинативная
Пример 2. Выберите два верных ответа из пяти. Примером генной мутации может служить
2) синдром Дауна
3) серповидно-клеточная анемия
4) синдром кошачьего крика
5) синдром Клайнфельтера
Генные мутации связаны с изменениями в нуклеотидах. Из представленных вариантов к генными мутациям относятся гемофилия и серповидно — клеточная анемия. Синдром кошачьего крика связан с выпадением фрагмента 5-й хромосомы, а все что связанно с изменениями в структуре хромосом — это хромосомные мутации. Синдром Дауна и синдром Клайнфельтера связаны с изменением количества хромосом в кариотипе и являются результатами геномных мутаций.
Ответ: 13
Пример 3. От одного растения бегонии взяли несколько листьев, укоренили их и получили взрослые растения, которые пересадили в другие горшки. Однако цветы у некоторых дочерних растения оказались более крупными, чем на материнском растении. Назовите используемый способ размножения бегонии. Объясните причину появления крупных цветов.
Ответ: Растения были получены в результате бесполого вегетативного размножения. Различия растений обусловлены модификационной изменчивостью, связанной с различием условий внешней среды, в которых выращивались дочерние и материнские растения
Обратите внимание! Эта тема встречается в заданиях, которые оцениваются в 1, 2 и 3 балла.
Как видите, этот раздел оказался не таким сложным. Теперь вы хорошо знаете все типы изменчивости и их различия, а значит можете решать задания на изменчивость в ЕГЭ по биологии. Удачи!
Хочешь круто подготовиться к ЕГЭ? Тебе поможет учебный центр MAXIMUM! Все наши преподаватели сами сдавали этот экзамен на хороший балл, мы ежегодно изучаем изменения ФИПИ и корректируем курсы, исходя из этого. Читай подробнее про наши курсы и выбирай подходящий!
Изменчивость – это совокупность различий по тому или иному признаку между особями одного вида или популяции. Это свойство живых организмов наряду с наследственностью является предметом изучения генетики. Морфологические различия популяций поразили Дарвина и Уоллеса во время их путешествий и стали одной из причин возникновения теории эволюции. Предсказуемый результат передачи признаков по наследству послужил основой для работ Менделя.
Дарвин сделал вывод, что признаки могут развиваться в результате отбора, а Мендель объяснил механизм, благодаря которому ведётся этот отбор. Но не все признаки передаются по наследству.
Одни из них формируются только под влиянием генотипа и наследуются, на другие оказывает влияние внешняя и внутренняя среда, как в том случае про сиамских кошек и гималайских кроликов, который мы рассматривали в уроке про отклонения от законов Менделя. По причине зависимости и независимости от генотипа изменчивость делят на группы (рис.1).
Рис. 1. Виды изменчивости в живой природе
Модификационная изменчивость
Модификация (от лат. modificatio) – видоизменение, преобразование, усовершенствование. Модификационная изменчивость, или фенотипическая пластичность (по Дарвину – определённая изменчивость) – это изменение фенотипа в пределах нормы реакции под влиянием окружающей среды, не затрагивающее генотипа.
Лучшие примеры – различия однояйцовых близнецов, особенно живущих в разных условиях и выращивание деревьев в форме бонсай. Рассмотрим другие примеры.
Бонсай
Изображение BUMIPUTRA с сайта Pixabay
Вегетативное размножение растений
При вегетативном размножении картофеля всё поколение генотипически полностью идентично. Но растения не будут одинаковыми. Отличия в кустистости, в величине клубней и др. будут присутствовать между всеми клонами.
Это будет вызвано разным количеством влаги, света, качеством почвы, сорняками, вредителями и др. От года к году все эти признаки меняются. В один год клубни крупные, в другой мелкие, а генотип тот же.
Изображение Jing с сайта Pixabay
Листья разной формы у стрелолиста
Другой распространённый и часто встречающийся в итоговых заданиях ОГЭ и ЕГЭ пример – листья стрелолиста (Sagittaria), рода водных растений семейства Частуховые. У этого растения развивается 3 типа листьев, которые зависят от среды:
- под водой;
- на поверхности воды;
- на воздухе.
Если посадить стрелолист на мелководье, то и листья у него будут одинаковыми.
Стрелолист обыкновенный (Sagittaria sagittifolia L)
Ботаническая иллюстрация К. А. М. Линдмана из книги Bilder ur Nordens Flora, 1917—1926
Влияние температуры на окраску цветков примулы
Ещё один пример классической реакции растений на условия окружающей среды. Если одно из растений примулы с красными цветками перенести в оранжерею с постоянной температурой 30-35°С и повышенной влажностью, то новые цветки окажутся белыми.
Если эти растения вновь вернуть в условия низких температур (15-20°С), то они опять начинают цвести красными цветками. Очевидно, что сам по себе цвет не наследуется, а наблюдается его изменчивость в зависимости от изменения окружающей среды.
Primula varia
Автор: TeunSpaans
Изменение окраски гималайского кролика
У этой породы кроликов глаза лишены пигмента, поэтому кажутся красными. Они имеют белую окраску шерсти, но остаются окрашенными ноги, хвост и уши. Оказалось, что для проявления этого признака необходимо строгое соответствие генотипа и условий среды. Генотип этих кроликов таков, что пигмент начинает вырабатываться в условиях пониженных температур. Поэтому в тех участках тела кроликов, где кровоснабжение понижено, может развиваться чёрный пигмент (меланин).
Если выбрить волосы и переместить кролика в условия пониженной температуры, то вновь выращенные волосы окажутся пигментированными. В данном случае наследуется не окраска, а способность синтезировать пигмент в зависимости от температурных условий.
Гималайский кролик (Himalayan rabbit).
Изображение RoboMichalec с сайта Pixabay
Зависимость яйценоскости несушек от длины светового дня
Длина светового дня влияет на выработку половых гормонов у кур. Поэтому для кур-несушек увеличивают световой день за счёт искусственного освещения.
Влияние условий среды на число эритроцитов у человека
У людей, которые живут в горах и у людей, которые живут ближе к морю, разное число эритроцитов в крови. При смене места жительства может наблюдаться изменение этого числа. В 1 мл крови у людей, живущих в местностях на уровне моря, эритроцитов в два раза меньше, чем у людей, живущих высоко в горах. Число эритроцитов растет пропорционально подъему над уровнем моря.
Это явление можно легко объяснить, если вспомнить, что главная функция эритроцитов – перенос кислорода от легких к тканям и углекислого газа от тканей к легким. Увеличение высоты над уровнем моря сопровождается снижением концентрации кислорода в атмосфере, что приводит к недостатку его в тканях. Поэтому насущная потребность в кислороде заставляет человека и животных адаптивно реагировать путем изменения числа эритроцитов на разных высотах. Эта реакция обратима: переезд в места, расположенные на уровне моря, приводит к снижению числа эритроцитов в крови.
Автор загрузки: CFCF
Изменчивость и норма реакции
Но могут ли признаки изменяться бесконечно? Меланин у человека вырабатывается в коже под действием солнечных лучей. Значит ли это, что мы можем превратиться в негров? А развивая скорость бега, сможем ли мы когда-либо обогнать несущегося гепарда?
В генотипе заложен предел изменчивости признака, он называется нормой реакции. Характеристики изменяются в разной степени, в зависимости от типа признаков норма реакции бывает узкой и широкой.
Формирование фенотипа происходит в результате онтогенеза при взаимодействии генотипа и окружающей среды. Одна из центральных проблем генетики – выяснение соотносительной роли генотипа и условий среды обитания. Например, развитие таких человеческих качеств как индивидуальность, интеллект, темперамент зависят как от наследственных, так и от средовых факторов.
Признаки модификационной изменчивости. Таб. 1.
· К зиме у всех волков шерсть становится гуще, но только при условии жизни на улице. В тёплом зоопарке они утрачивают такую способность.
Статистический анализ модификационной изменчивости
Количественные признаки поддаются определённому описанию. Для характеристики степени их изменчивости, нахождения среднего, максимального и минимального значений, применяют статистические методы – построение вариационного ряда и вариационной кривой. При этом каждый признак и его конкретное число называется вариантой. Чтобы охарактеризовать количественный признак, нужно произвести измерения и составить вариационный ряд.
Вариационный ряд – это свойство организма, которое состоит из отдельных видоизменений, расположенных в порядке увеличения или уменьшения. Для объективной характеристики изменчивости признака нужно исследовать большое количество особей, статистические закономерности выводятся только при наличии большого количества данных.
Алгоритм построения вариационного ряда и установления предела изменчивости на примере размера семян тыквы:
- Измеряем длину семян от вершины до основания. Все данные записываем в ряд.
2. Располагаем данные числа в порядке увеличения.
3. Определяем частоту встречаемости каждой варианты. Для этого подсчитываем количество семян, имеющих одинаковую длину, и записываем данные в таблицу.
4. На основании данных таблицы строим вариационную кривую: по оси абцисс отмечаем длину семян, по оси ординат – частоту встречаемости. Соединяем точки на графике.
Иллюстрация из учебника А. В. Теримова «Биология»
5. Анализируем график. Максимальная возможная величина семян тыквы равна 19 мм, минимальная — 8 мм, средняя — 13-14 мм. Варианты со средним значением встречаются чаще, а с крайними – реже. Они являются отклонениями от нормы – от среднего значения. Чем сильнее отклонение, тем меньше частота встречаемости.
Чтобы точно определить среднее значение изменчивости признака, нужно высчитать его по формуле:
где M – среднее значение, Ʃ – знак суммирования, ʋ — значение варианты, p – частота встречаемости этой варианты, n – общее число вариант ряда. Это формула нахождения среднего значения вам знакома из математики.
Наследственная изменчивость
Все виды наследственной изменчивости связаны с генами, не важно где они расположены: в хромосомах ядра, в нуклеоидах или плазмидах бактерий или в пластидах и митохондриях клеток эукариот. Изменение в этих структурах приводят к исчезновению старых или появлению новых признаков. Наследственная (она же генетическая, она же неопределённая — по Дарвину) изменчивость делится на две группы: мутации и комбинации.
Комбинативная изменчивость
О комбинативной изменчивости мы говорили в уроке про хромосомное наследование. Почему у темнокожих родителей могут появиться на свет дети со светлой кожей (но не наоборот)? Пигментация кожи у человека определяется 4-6 парами полимерных генов. В генотипе коренных жителей Африки имеются преимущественно доминантные аллели (Р1Р1Р2Р2Р3Р3Р4Р4), у представителей европеоидной рассы – рецессивные (p1p1p2p2p3p3p4p4). От брака темнокожего и белой женщины рождаются дети с промежуточным цветом кожи – мулаты (Р1р1P2р2P3р3P4р4). Если супруги – мулаты, то возможно рождение детей с пигментацией кожи от максимально светлой к максимально темной.
Если в семье темнокожих отца и матери были белые родственники, то аллели, отвечающие за белый цвет могут сохраниться. Белый цвет рецессивный и может проявиться только в гомозиготном состоянии. Поэтому надо, чтобы рецессивные аллели попали в зиготу как от отца, так и от матери, а доминантные при этом отсутствовали. Эти единичные случаи встречаются крайне редко и только при выпадании нескольких счастливых случайностей.
Редкий аллель при половом размножении проходит 3 этапа отбора:
- перетасовку во время кроссинговера, происходящего в профазе I мейоза;
- помещение в одну из гамет при расхождении хромосом во время анафазы I мейоза;
- попадание в зиготу при случайном сочетании гамет при оплодотворении.
Одним из примеров комбинативной изменчивости может служить рождение детей с I или IV группой крови у гетерозиготных родителей, имеющих II и III группы крови (у потомков появляются новые признаки, отличные от родительских).
Другим примером может быть появление мух с серым телом и зачаточными крыльями, с черным телом и нормальными крыльями при скрещивании дигетерозиготной дрозофилы (серое тело, нормальные крылья) с черным самцом, имеющим зачаточные крылья. В данном случае у потомства вследствие кроссинговера возникают новые сочетания признаков родителей.
Таким образом, комбинативная изменчивость — важнейший источник разнообразия живых организмов и их возможности к адаптации.
Об изменениях в генах, хромосомах и генотипе (мутациях) речь пойдёт в следующем уроке.
Вам будет интересно
Из всех известных нам веществ только вода может находиться в жидком состоянии при относительно низкой…
При селекционной и экспериментальной работе часто бывает нужно определить генотип особи с доминантными признаками. При…
Концентрация ионов водорода и гидроксид-ионов в растворе описывается терминами кислотность и щёлочность среды. При температуре…
Хромосомная теория объясняет большую часть наследования признаков, но и из неё бывают исключения. Причина –…
Подумайте! Когда нужно начинать ориентироваться – до похода или тогда, когда уже заблудился? Какие способы…
Читайте также: