ГДЗ: Параграф § 41 / Биология 9 класс Часть 2

К модификационной изменчивости относят ненаследственные изменения фенотипа, которые возникают под влиянием условий внешней среды. Эти изменения, называемые модификациями, зависят от нормы реакции, которая, в свою очередь, определяется генотипом конкретной особи. Генотип устанавливает пределы, в которых фенотипический признак может изменяться.

Норма реакции – это генетически детерминированные пределы, в которых может происходить изменение фенотипического признака у организма под влиянием окружающей среды. Чем шире норма реакции (например, для массы тела, роста), тем сильнее признак может варьировать в зависимости от условий, и наоборот, узкая норма реакции (например, для группы крови) означает, что признак практически не изменяется под воздействием среды.

Под комбинативной изменчивостью понимают наследственные изменения, которые обусловлены появлением у потомства новых сочетаний родительских генов в результате полового размножения. Это приводит к возникновению организмов с новыми сочетаниями признаков, отличными от родительских.

Биологическими основами комбинативной изменчивости являются процессы полового размножения:

• Независимое расхождение гомологичных хромосом во время мейоза.
• Рекомбинация генов (кроссинговер) – обмен участками гомологичных хромосом.
• Случайная встреча гамет при оплодотворении.

Мутации – это внезапные, устойчивые и ненаправленные изменения генотипа (наследственного материала), способные передаваться потомству. Они возникают под воздействием мутагенных факторов, которые могут быть физическими (ионизирующее, ультрафиолетовое излучение) или химическими (некоторые химические вещества, такие как никотин, пестициды).

Мутации классифицируются по уровню изменения наследственного материала:

• Генные: Изменения последовательности нуклеотидов в ДНК.
• Хромосомные: Изменения структуры хромосом (делеция, инверсия, дупликация, транслокация, слияние).
• Геномные: Изменения числа хромосом (полиплоидия, анеуплоидия).

Изучение однояйцевых близнецов, разлучённых после рождения и воспитанных в разных условиях, позволяет максимально чётко разделить влияние генотипа и среды на формирование признаков. Так как однояйцевые близнецы имеют идентичный генотип, любые различия в их фенотипе (например, в поведении, заболеваниях, склонностях) могут быть приписаны исключительно влиянию окружающей среды. Сходство же в признаках, несмотря на разную среду, указывает на доминирующее влияние генотипа.

Данное утверждение подтверждается фактами, описанными в параграфе:

• Влияние генотипа: Генотип определяет норму реакции, то есть возможные пределы развития признака. Например, группа крови (качественный признак) жёстко задана генотипом и практически не меняется (узкая норма реакции).
• Влияние условий среды: Условия среды в пределах нормы реакции вызывают модификационную изменчивость. Например, под воздействием солнечного света у человека с соответствующим генотипом появляется загар. Также однояйцевые близнецы, имея один генотип, могут отличаться по росту или массе тела, если их условия питания и физической активности были разными.

Сравнение Мутации и Модификации

Основные отличительные черты:

• Наследственность:
  • Мутация: Является наследственной (изменяет генотип, передаётся потомству).
  • Модификация: Является ненаследственной (изменяет только фенотип, не затрагивая генотип).
• Характер изменений:
  • Мутация: Изменения генотипа – устойчивые, индивидуальные, ненаправленные.
  • Модификация: Изменения фенотипа – временные, групповые, направленные (носят адаптивный характер).
• Примеры:
  • Мутация: Серповидноклеточная анемия (генная мутация), синдром Дауна (геномная мутация).
  • Модификация: Загар под солнцем, изменение окраски меха у горностаевых кроликов под влиянием температуры.

Комбинативная изменчивость основана на процессе полового размножения, ключевыми элементами которого являются: мейоз (независимое расхождение хромосом, кроссинговер) и оплодотворение (случайное слияние гамет). Эти процессы обеспечивают новые сочетания родительских генов. Организмы, размножающиеся бесполым путём (например, делением, почкованием), наследуют генетический материал от одного родителя без рекомбинации. Их потомки являются генетическими копиями (клонами) родительской особи, что исключает возникновение новых комбинаций генов.

• Фенотипическая: Потому что она выражается в изменениях внешних и внутренних признаков (фенотипа), но не затрагивает генотип.
• Массовая (групповая): Потому что она проявляется сходным образом у всех особей данного вида (при наличии соответствующего генотипа) в ответ на одинаковые изменения условий среды (например, все люди загорают под солнцем).
• Ненаследственная: Потому что изменения, вызванные средой (например, развитая мускулатура), не фиксируются в генотипе и не передаются по наследству потомству.

Мутации не всегда проявляются в фенотипе по нескольким причинам:

• Рецессивный характер: Большинство мутаций являются рецессивными. Они могут не проявиться, если организм гетерозиготен (имеет один нормальный доминантный аллель и один мутантный рецессивный). Проявление произойдёт только в гомозиготном состоянии (\( aa \)).
• Локализация: Мутации в соматических клетках (клетках тела) не передаются половым путём и могут проявиться только у самой особи (например, пигментное пятно), но не в следующем поколении.
• Нейтральность: Некоторые мутации могут быть нейтральными, то есть не оказывать существенного влияния на жизнедеятельность организма и синтез белка, например, если они расположены в некодирующих участках ДНК.