Половое размножение как источник комбинативной изменчивости и ее роль в эволюции.

Комбинативная изменчивостьЭто изменчивость, возникающая в результате перекомбинирования генов в процессе полового размножения. По Дарвину — это изменчивость вследствие скрещивания. Ее еще называют рекомбинативная изменчивость. Комбинативная изменчивость есть следствие трех процессов: независимого расхождения хромосом при мейозе; случайного сочетания хромосом при оплодотворении; рекомбинации генов при кроссинговере.

Гены при комбинативной изменчивости не изменяются, но возникают новые их сочетания, что и приводит к появлению организмов с новыми фенотипами. Особь гетерозиготная по одинаковым генам дает 2" типов гамет. Число различных фенотипов при моногибридном скрещивании и при полном доминировании равно двум, при дигибридном — 4, при тригибридном — 8 (23), при десятигибридном (п = 10) — 1024. В гаметах эукариотичес-ких организмов — десятки-сотни тысяч генов, и они могут дать чудовищное количество вариантов при скрещивании.

Комин измен имеет колоссальное значение для эволюционных процессов: –Она постоянно изменяет признаки.– При взаимодействии неаллельных генов создает новые признаки.

– Повышает жизнеспособность потомства. – Снижает и нейтрализует вредное действие мутаций.

Комбинативная изменчивость: значение для эволюции

Наследственная изменчивость усиливается благодаря комбинативной изменчивости. Возникнув, отдельные мутации оказываются в соседстве с другими мутациями, входят в состав новых генотипов, т.е. возникает множество сочетаний аллелей. Любая особь генетически уникальна (за исключением однояйцевых близнецов и особей, возникших за счет бесполого размножения клона, имеющего родоначальником одну клетку). Так, если допустить, что в каждой паре гомологичных хромосом имеется только одна пара аллельных генов, то для человека, у которого гаплоидный набор хромосом равен 23, число возможных генотипов составит 3 в 23 степени. Такое огромное количество генотипов в 20 раз превышает численность всех людей на Земле. Однако в действительности гомологичные хромосомы различаются по нескольким генам и в расчете не учтено явление кроссинговера . Поэтому количество возможных генотипов выражается астрономическим числом, и можно с уверенностью утверждать, что возникновение двух одинаковых людей практически невероятно (за исключением однояйцевых близнецов, возникших из одной оплодотворенной яйцеклетки). Отсюда, в частности, следует возможность достоверного определения личности по остаткам живых тканей, подтверждения или исключения отцовства. Таким образом, обмен генами вследствие перекреста хромосом в первом делении мейоза, независимая и случайная перекомбинация хромосом в мейозе и случайность слияния гамет в половом процессе - три фактора, обеспечивающие существование комбинативной изменчивости.



Закономерности моногенного наследования. Правило доминирования и чистоты гамет Г. Менделя. Цитологические основы расщепления. Значение реципрокных скрещиваний. Анализирующее скрещивание и его значение. Понятие о генотипе и фенотипе.

Моногенным называется такой тип наследования, когда наследственный признак контролируется одним геном. Закономерности моногенной наследственности изучал выдающийся ученый Г. Мендель. Он экспериментально обосновал наличие единиц наследственности (наследственных задатков, наследственных факторов) и описал их основные свойства - дискретность, стабильность, специфичность аллельного состояния.
Принципиально новым вкладом Г. Менделя в изучение наследования стал метод гибридизации(гибрид - это совокупность). Анализируя результаты моно-и дигибридного скрещивания гороха, он пришел к выводу, что:
1) развитие наследственных признаков зависит от передачи потомкам наследственных факторов;
2) наследственные единицы, которые контролируют развитие отдельного признака - парные: один происходит от отца, второй - от матери. В функциональном отношении факторы имеют свойства доминантного и рецессивного признаков, доминантный признак - которая проявляет себя, рецессивный признак - в одинарной дозе себя не проявляет.
3) наследственные факторы передаются в ряду поколений, не теряя своей индивидуальности, т.е. характеризуются постоянством;
4) в процессе образования половых клеток парные аллельные (формы, состояния) гены попадают в разные гаметы (закон чистоты гамет). Восстановление таких пар происходит в результате оплодотворения;
5) материнский и отцовский организмы в равной степени участвуют в передаче своих наследственных факторов потомкам.

Правило доминированияМендель сформулировал правило доминирования, или первый закон: при моногибридном скрещивании все потомство в первом поколении характеризуется единообразием по фенотипу и генотипу— цвет семян желтый, сочетание аллелей у всех гибридов Аа. Эта закономерность подтверждается и для тех случаев, когда нет полного доминирования: например, при скрещивании растения ночной красавицы, имеющего красные цветки (АА), с растением, имеющим белые цветки (аа), у всех гибридов fi (Аа) цветки оказываются не красными, а розовыми — их окраска имеет промежуточный цвет, но единообразие полностью сохраняется.

Закон чистоты гамет Г.Менделя -биологический закон, согласно к-му гамета диплоидного гибрида может нести лишь один из двух аллелей данного гена, принесенных при оплодотворении разными родителями. Согласно закону чистоты гамет, гамета не может быть гибридной, поскольку она несет аллель одного из родителей в чистом виде, в котором он был привнесен гаметой этого родителя в гибридную зиготу.

Закон чистоты гамет.Появление во втором поколении (Fo) рецессивного признака одного из родителей (Р) может иметь место только при соблюдении двух условий: 1) если у гибридов на­следственные факторы сохраняются в неизменном виде; 2) если половые клетки содержат только один наследственный фактор из аллельнои пары. Закон чистоты гамет можно сформулировать сле­дующим образом: «При образовании половых клеток в каждую гамету попадает только один ген из каждой аллельнои пары». Цитологическим обоснованием закона чистоты гамет, а следовательно и всех закономерностей наследования признаков, является поведение хромосом в мейозе, в результате к-го в клетках оказывается лишь одна хромо­сома из каждой гомологичной пары.

Цитологической основой расщепленияпризнаков при моногибридном скрещивании является расхождение гомологичных хромосом к разным полюсам клетки и образование гаплоидных половых клеток в мейозе.

Реципрокные скрещивания(от лат. reciprocus — взаимный), система двух скрещиваний, при которой каждая из генотипически различных родительских форм используется один раз в качестве материнской и др. — в качестве отцовской. Применяют в генетических исследованиях и в селекции.

Анализирующее скрещивание —скрещивание гибридной особи с особые, гомозиготной по рецессивным аллелям, т. е. «анализатором». Смысл А. с. заключается в том, что потомки от А. с. обязательно несут один рецессивный аллель от «анализатора», на фоне к-рого должны проявиться аллели, полученные от анализируемого организма. Для А. с. (исключая случаи взаимодействия генов) характерно совпадение расщепления по фенотипу с расщеплением по генотипу среди потомков. Т. о., А. с. позволяет oпределить генотип и соотношение гамет разного типа, образуемых анализируемой особью.

А с .Называют такие скрещивания, когда какое-либо растение гибридного поколения скрещивают с рецессивной гомозиготной по этому же гену исходной родительской формой. Значение их покажем на следующем примере.

При скрещивании двух красноцветковых растений гороха, имеющих генотипы АА И Аа, С белоцветковым растением получаются различные результаты. Скрещивание ААхаа Дает только красноцветковое потомство (получается один тип зигот), скрещивание АаХаа Дает половину красноцветковых и половину белоцветковых растений (получается два типа зигот — Аа И Аа). В данных схемах анализирующих скрещиваний мы заранее выписали генотипы анализируемых особей F2. Для объяснения вопроса это и нельзя было сделать иначе. Фактически анализ генотипов ведется на основе характера потомства: если все особи, полученные от анализирующего скрещивания, красноцветковые, то анализируемый генотип имеет структуру АА; Если половина растений красноцветковые и половина белоцветковые, то в этом случае был генотип Аа.

Генотип -совокупность генов организма, взаимодействующих между собой.Геноти́п — совокупность генов данного организма, которая, в отличие от понятий генома и генофонда, характеризует особь, а не вид.

Фенотип -совокупность внешних признаков организма, приобретенных в результате онтогенеза. Феноти́п —совокупность характеристик, присущих индивиду на определённой стадии развития. Фенотип формируется на основе генотипа, опосредованного рядом внешнесредовых факторов. У диплоидных организмов в фенотипе проявляются доминантные гены.




3484070556159101.html
3484088349260682.html
    PR.RU™