Взаимодействие генотипа и среды при формировании признаков

1. Взаимодействие генотипа и факторов среды - основа форми­рования фенотипа.

Схема, отражающая взаимоотношения между генотипом, фенотипом и средой.

Ген → фермент → признак (фенотип) среда

↑ ↑

среда

Вывод: Фенотип есть результат взаимоотношения между гено­типом и средой. Выявление генотипа через фенотип носит случайный характер и зависит от конкретных условий среды. Но даже есть и здесь закономерности, изучаемые статистикой и теорией вероятности.

2. Управление доминированием. (Работы Мичурина по управле­нию проявлением признаков у гибридов: При скрещивании Иволистной груши с Бессемянкой, гибриды в благоприятных условиях уклоня­лись в сторону Бассемянки, при плохих - в сторону Иволистной).

Вывод: чтобы было проявление признака, нужны соответст­вующие условия и, меняя их, можно управлять только степенью его проявления.

Генетика человека.

Изменчивость

↓ ↓

Наследственная (генотипическая) Ненаследственная (фенотипическая)

Модификационная изменчивость. (Ненаследственная, фенотипическая)

Изменчивость организмов, возникающая под влияни­ем факторов внешней среды и не затрагивающая геноти­па, называется модификациоиной.

Носит групповой ха­рактер, то есть все особи одного вида, помещенные в одинаковые условия, приобретают сходные признаки. Например, если сосуд с эвгленами зелеными поместить в темноту, то все они утратят зеленую окраску, если же вновь выставить на свет — все опять станут зелеными.

Является определенной, то есть всегда соответствует факторам, которые ее вызыва­ют. Так, ультрафиолетовые лучи изменяют окраску кожи человека (усиливается синтез пигмента), но не изменяют пропорций тела, а усиленные физические нагрузки влия­ют на степень развития мышц, но не на цвет кожи.

Но, развитие любого при­знака определяется прежде всего генотипом. Гены определяют возможность развития признака, а его появление и степень выраженности определя­ется условиями среды. Так, зеленая окраска растений зависит не только от генов, контролирующих синтез хлоро­филла, но и от наличия света. При отсутствии света хло­рофилл не синтезируется.

Эта изменчивость не бес­предельна. Даже в случае нормального развития признака степень его выраженности различна. Так, на поле пшеницы можно обнаружить растения с крупными колосьями (20 см и более) и очень мелкими (3—4 см). Это объясняется тем, что генотип определяет границы, в пределах которых мо­жет происходить изменение признака. Степень варьирова­ния признака, или пределы модификационной изменчиво­сти, называют нормой реакции. Как правило, количествен­ные признаки (урожайность, размер листьев, удойность коров, яйценоскость кур) имеют более широкую норму реакции, чем качественные признаки (цвет шерсти, жир­ность молока, строение цветка, группа крови)

Знание нормы реакции используется в практике сельского хозяйства

Модификационная изменчивость многих признаков растений, животных и человека подчиняется общим зако­номерностям. Эти закономерности выявляются на осно­вании анализа проявления признака у группы особей.

Каждое конкретное значение изучаемого признака на­зывают вариантой.

При изучении изменчивости признака в выборочной совокупности составляется вариационный ряд, в котором особи располагаются по возрастанию показателя изучае­мого признака.

На основании вариационного ряда строится вариаци­онная кривая — графическое отображение частоты встре­чаемости каждой варианты.

Наследственная (генотипическая) - обусловлена изменени­ем генотипа:

а) комбинативная — возникает в результате случайной встрече гамет во время оплодотворения, перекомбинации хромосом в процессе поло­вого размножения и участков хромосом в процессе кроссинговера;

б) мутационная — возникает в результате внезапного изменения состояния генов.

Наследственные изменения генетического материала на­зывают мутациями.

Мутации — внезапные изменения ге­нетического материала, приводящие к изменению тех или иных признаков организмов. Термин «мутация» впервые ввел в науку голландский генетик Г. Де Фриз.

Основные положения мутационной теории Де Фриза

1. Мутации возникают внезапно, скачкообразно, без вся­ких переходов.

2. Мутации наследственны, т.е. стойко передаются из по­коления в поколение.

3. Мутации не образуют непрерывных рядов, не группируют­ся вокруг среднего типа (как при модификационной измен­чивости), они являются качественными изменениями.

4. Мутации ненаправленны — мутировать может любой локус, вызывая изменения как незначительных, так и жизненно важных признаков в любом направлении.

5. Одни и те же мутации могут возникать повторно.

6. Мутации индивидуальны, то есть возникают у отдель­ных особей.

Процесс возникновения мутаций называют мутагенез, организмы, у которых произошли мутации, — мутанта­ми, а факторы среды, вызывающие появление мутаций, — мутагенами.