БИОЛОГИЯ · 11 КЛАСС
Проект «Педагагічная скарбонка»
Молекулы, наследственность и эволюция

§ 37. Генотипическая изменчивость

Генотипическая изменчивость включает комбинативные изменения и мутации. Первые создают новые сочетания вариантов, вторые меняют сам наследственный материал.

Интерактивное исследование6 выводов2 интересных факта
37
Главный вопрос

Чем создание нового наследственного варианта отличается от перестановки уже существующих?

Биологическая лаборатория

Исследуйте ключевые связи темы

Выберите смысловой раздел карты. Пояснение и связанные понятия помогут разобраться в теме до чтения конспекта.

Исследуйте изменения и читайте объяснения. Учебные схемы и числовые модели упрощены.

Разбираемся в теме

Четыре смысловых раздела
01

Два источника разнообразия

Генотипическая изменчивость включает комбинативные изменения и мутации. Первые создают новые сочетания вариантов, вторые меняют сам наследственный материал. Независимое расхождение хромосом, кроссинговер и случайное оплодотворение перераспределяют аллели. Мутации дают новые последовательности или перестройки, которые могут затем включаться в комбинации. Наследование потомками зависит от того, в каких клетках возникло изменение и каким способом размножается организм.

Выделяем главное

Генотипическая изменчивость
Изменчивость, связанная с изменением наследственного материала или сочетаний его вариантов
Комбинация аллелей
Определённое сочетание уже существующих наследственных вариантов
Мутация
Устойчивое изменение последовательности или организации генетического материала
Выделяем главное
02

Масштаб изменений различается

Генные мутации меняют последовательность внутри относительно небольшого участка ДНК. Хромосомные затрагивают организацию крупных участков, а геномные — число хромосом или наборов.

Замены, вставки и удаления могут по-разному влиять на продукт гена. Перестройки изменяют дозу генов, их положение или регуляторное окружение. Сам масштаб ещё не определяет тяжесть результата: маленькая замена иногда существенно влияет на функцию, а крупное изменение может иметь менее заметный эффект.

Масштабы изменения материала
1
Последовательность

Замена, вставка или удаление нуклеотидов.

2
Структура хромосомы

Потеря, удвоение, разворот или перенос участка.

3
Число хромосом

Добавление или потеря отдельных хромосом.

4
Число наборов

Полиплоидия — дополнительные полные комплекты.

Генная мутация
Изменение нуклеотидной последовательности отдельного гена или небольшого участка
Хромосомная перестройка
Изменение структуры хромосомы, например потеря, удвоение или перенос участка
Геномная мутация
Изменение числа отдельных хромосом или полных наборов
От схемы — к объяснению

Модель двойной спирали ДНК

Zephyris · CC BY-SA 3.0
Wikimedia Commons · источник

Хромосомы: упаковка наследственного материала

SadiesBurrow · CC BY-SA 4.0
Wikimedia Commons · источник

Дрозофила — модельный объект генетики

Sanjay Acharya · CC BY-SA 4.0
Wikimedia Commons · источник

03

Где возникло изменение

Кому может передаться изменение?
Кому может передаться изменение?

Клетки тела

Дочерним клеткам изменённой линии

Соматическое изменение

Половая линия

Возможна передача через гамету

Генеративное изменение

При вегетативном размножении возможны иные пути передачи.

Соматическая мутация появляется в клетках тела и может передаваться их клеточным потомкам. Генеративная затрагивает линию, способную образовать гаметы, и может перейти следующему поколению.

У растений и организмов с вегетативным размножением граница последствий устроена иначе, чем у животных с обособленной половой линией. Возникновение мутации не означает обязательное проявление признака сразу. Важны доминирование, мозаичность, функция участка и условия среды.

Соматическая мутация
Изменение генетического материала клетки тела
Генеративная мутация
Изменение в половой линии, потенциально передаваемое через гаметы
Мозаицизм
Наличие в организме клеточных линий с различающимся генетическим составом
От схемы — к объяснению
04

Причины и эволюционное значение

Мутации возникают спонтанно или под действием мутагенных факторов. Они не направлены на удовлетворение текущих потребностей организма.

Последствия бывают вредными, нейтральными или полезными в определённых условиях. Репарация уменьшает число сохраняющихся повреждений, но не устраняет изменчивость полностью. Для эволюции важны наследуемые варианты и изменение их частот, а не предположение, будто среда заранее создаёт именно нужную мутацию.

Выделяем главное

Мутаген
Фактор, повышающий вероятность мутаций
Анеуплоидия
Изменение числа отдельных хромосом, не равное добавлению полного набора
Полиплоидия
Наличие более двух полных хромосомных наборов
Выделяем главное
Думаем как биологи

Разберите ситуацию

Бактерия с устойчивостью появилась до добавления антибиотика, а затем стала преобладать. Создал ли препарат нужную мутацию?

Сверить рассуждение

Из этого наблюдения следует отбор уже существовавшего варианта. Препарат изменил условия выживания и размножения, но не был причиной появления именно нужного аллеля в данном опыте.

Собираем главное

Шесть опорных выводов

01

Генотипическая изменчивость включает комбинативные изменения и мутации. Первые создают новые сочетания вариантов, вторые меняют сам наследственный материал.

02

Генные мутации меняют последовательность внутри относительно небольшого участка ДНК. Хромосомные затрагивают организацию крупных участков, а геномные — число хромосом или наборов.

03

Соматическая мутация появляется в клетках тела и может передаваться их клеточным потомкам. Генеративная затрагивает линию, способную образовать гаметы, и может перейти следующему поколению.

04

Мутации возникают спонтанно или под действием мутагенных факторов. Они не направлены на удовлетворение текущих потребностей организма.

05

Мутации создают новые варианты, а рекомбинация формирует их сочетания. Эти процессы вносят разные вклады в разнообразие.

06

Последствие изменения зависит от клетки, участка и среды. Наследуемость и полезность нельзя установить только по слову «мутация».

Проверьте себя10 вопросов · проверяем понимание темы
1. Какое понятие соответствует описанию? «Изменчивость, связанная с изменением наследственного материала или сочетаний его вариантов»
2. Какое понятие соответствует описанию? «Определённое сочетание уже существующих наследственных вариантов»
3. Какое понятие соответствует описанию? «Изменение нуклеотидной последовательности отдельного гена или небольшого участка»
4. Какое понятие соответствует описанию? «Изменение структуры хромосомы, например потеря, удвоение или перенос участка»
5. Какое понятие соответствует описанию? «Изменение генетического материала клетки тела»
6. Какое понятие соответствует описанию? «Изменение в половой линии, потенциально передаваемое через гаметы»
7. Какое понятие соответствует описанию? «Фактор, повышающий вероятность мутаций»
8. Какое понятие соответствует описанию? «Изменение числа отдельных хромосом, не равное добавлению полного набора»
9. Какое понятие соответствует описанию? «Устойчивое изменение последовательности или организации генетического материала»
10. Какое понятие соответствует описанию? «Наличие в организме клеточных линий с различающимся генетическим составом»

Источники и иллюстрации

Основа: предоставленный параграф учебника «Биология. 11 класс», § 37 «Генотипическая изменчивость», издательство «Народная асвета». Материал переработан в учебный конспект по структуре и терминологии курса. Подписи, авторы и лицензии изображений приведены рядом с ними.

Конспект, схемы и задания работают без подключения к сети. Для внешних изображений требуется интернет.

↑

Загрузка прогресса…