18.04.2020
Лекция
Генетические закономерности наследственности и изменчивости.
ЦЕЛЬ: Сформировать представления о наследственности и изменчивости и мутагенной активности некоторых факторов.
Задания:
1. Выписать определения изменчивости в тетрадь, привести примеры
2. Посмотреть фильм об изменчивости, написать выводы по фильму.
https://www.youtube.com/watch?v=J4MEEeJ0cfg
3. Что такое мутагены – дать определение.
4. Классификация мутагенов
5. Привести примеры влияния мутагенов на организм человека.
За все правильные ответы – 5 баллов!
Одно из важнейших свойств живых организмов — способность изменять признаки в зависимости от условий окружающей среды.
Изменчивость — это возникновение индивидуальных различий между особями одного вида.
Благодаря изменчивости популяции становятся генетически разнородными, и у вида появляется больше шансов приспособиться к изменению внешних условий.
Существуют два вида изменчивости:
· ненаследственная (фенотипическая);
· наследственная (генотипическая).
Ненаследственная (фенотипическая) изменчивость — это способность живого организма (фенотипа) подстраиваться под факторы внешней среды в пределах своего генотипа.
Фенотипическая изменчивость способствует приспособлению организмов к изменению условий внешней среды. Так, у домашних животных при улучшении условий содержания увеличивается продуктивность: надои и жирность молока, яйценоскость и др. Зайцы меняют окрас шерсти зимой и летом, а растения одуванчика, выросшие на бедной и плодородной почве, различаются размерами, числом листьев и соцветий.
Примеры фенотипической изменчивости можно наблюдать в повседневной жизни: кожа человека под воздействием ультрафиолетовых лучей становится тёмной; в результате физических нагрузок развиваются мышцы.
Наследственная изменчивость
Наследственная (генотипическая) изменчивость — способность живого организма изменять свой генотип.
Благодаря генотипической изменчивости особь может приобретать признаки, ранее не свойственные её виду. По Дарвину, генотипическая изменчивость является основным двигателем эволюции.
Различают следующие виды наследственной изменчивости:
· мутационная;
· комбинативная.
Мутационная изменчивость — случайные скачкообразные наследуемые изменения признаков.
Примером мутационной наследственности может служить появление животных-альбиносов, растений с изменённой формой листьев или необычной окраской лепестков. Так, иногда встречаются растения одуванчика с белой или оранжевой окраской цветков в соцветии.
У человека мутационной изменчивостью обусловлены фенилкетонурия, полидактилия (шестипалость), сидром Дауна и т. д.
Комбинативная изменчивость — возникновение у особей различий, обусловленных новым сочетанием родительских генов.
Возникает при половом размножении. При этом признаки родительских особей случайным образом комбинируются в ряду поколений, повышая разнообразие организмов в популяции.
Щенки одного помёта
В результате действия разных форм изменчивости каждая природная популяция характеризуется высокой степень генетической разнородности и благодаря этому способна приспосабливаться к постоянно изменяющейся среде обитания.
Мутагены
Ежедневно человеческий организм подвергается воздействию неблагоприятных факторов окружающей среды. Многие из них так или иначе сказываются на состоянии здоровья и, что очень важно, влияют на будущее поколение. Одним из самых пагубных факторов является мутаген. Что такое мутаген? И какое влияние он оказывает на человека или иной организм? Давайте рассмотрим это.
Определение
Это понятие довольно часто находится на слуху у современного человека, но мало кто знает, что такое мутаген.
Так называют некоторую совокупность факторов, которая оказывает серьезное влияние на организм и влечет за собой определенные мутации, иными словами — наследственные изменения.
Мутагены — физические и химические факторы воздействие которых на живые организмы вызывает изменения наследственных свойств (генотипа).
Впервые мутации были получены во время экспериментальной работы, в процессе которой на дрожжи воздействовали изучением такого радиоактивного элемента, как радий.
Мутагены — это определенный набор факторов, который воздействует на организм, внося изменения в структуру генетического аппарата. Эти изменения могут наблюдаться на разных уровнях: от генных до хромосомных.
Учитывая то, что мутагены — это множество факторов, их можно подразделить на:
· Физические.
· Биологические.
· Химические.
Физические
Что такое мутагены физического характера? Это определенные факторы, которые включают в себя воздействия различного рода излучений. Последние могут быть как электромагнитными, так и ионизирующими.
В природе существуют свои собственные фоны излучений, которые, не превышая определенный уровень, не приносят вреда организму. Однако, если порог подобного процесса в окружающей среде поднимется, это может привести к мутациям. Кроме того, сильное радиоактивное излучение провоцирует лучевую болезнь и даже летальный исход.
Также к физическим факторам можно отнести температурный режим, а точнее, его резкие перепады, аномально высокие или низкие показатели.
Химические
Химические факторы, среди прочих, наиболее распространены в окружающей среде. Источниками мутагенов такого характера могут служить:
- Продукты нефтяной переработки.
- Некоторые из лекарственных препаратов.
- Многие химические пищевые добавки.
- Некоторые представители пестицидной группы.
- Растворители органического происхождения.
- Кислоты и щелочи.
Также к химическим факторам можно отнести определенную группу вирусов, нуклеиновые кислоты которых оказывают мутагенное воздействие.
Пагубное влияние многих соединений было обнаружено сравнительно недавно, менее ста лет назад. За этот период было открыто огромное количество веществ, которые окружают человека в повседневной жизни и приводят к мутационным изменениям.
Химические мутагены опасны также и тем, что одновременно с развитием мутаций они могут оказывать канцерогенное влияние, то есть провоцировать образование злокачественных и доброкачественных опухолей.
Биологические
Биологические мутагены представлены зачастую многими вирусами, проникающими в организм и влияющими на образование мутаций. К таким факторам можно отнести такие распространенные вирусы, как корь и грипп. Они могут провоцировать такое явление, как наследственная изменчивость.
К мутагенам биологического характера можно отнести продукты распада и обмена веществ и некоторые антигены, попадающие в организм.
Биологические мутагены могут быть представлены так называемыми транспозонами. Это определенные участки ДНК, способные к такому явлению, как передвижение и размножение вне генетической структуры.
Также к биологическим факторам, воздействующим на организм, можно отнести некоторых представителей растительного мира. Например, безвременник осенний.
Луковицы и семена, а в меньшей мере и цветки дикорастущего безвременника осеннего используются для медицинских целей, в частности, как лекарство от лейкемии, послеинфекционного нефрита, астмы, колхицин — для лечения подагры[2].
Исходя из способности колхицина подавлять деление клеток, изучали противоопухолевое действие ряда алкалоидов, выделенных из безвременника осеннего.
В эксперименте на моделях злокачественных опухолей колхицин оказался малоактивным, по-видимому, из-за близости токсической и терапевтической доз.
В больших дозах колхицин вызывает угнетение общего состояния животных, изменения ткани кроветворных органов, в результате чего развивается лейкопения. Обнаруживаются также желудочно-кишечные расстройства (диарея). Колхицин в эксперименте на мышах и кроликах обладает абортивным действием[2].
Колхицин используется для исследований полиплоидии у растений благодаря способности влиять на хромосомный аппарат ядра клетки прорастающих семян.
В Греции и Германии, а также — в виде эксперимента — во Франции и Индонезии выращивается искусственно, как лекарственное сырьё[3].