قانون السلسلة المتماثلة من التباين الوراثي. ملاحظات لامتحانات الدولة لطلاب الأحياء

سلسلة متجانسة في التقلب الوراثيقانون، افتح الروسية عالم الوراثة ن. فافيلوف في عام 1920، وهو نمط يؤسس للتوازي (التشابه) في التباين الوراثي (النمط الوراثي) في الكائنات الحية ذات الصلة. في صياغة فافيلوف، ينص القانون على ما يلي: "تتميز الأنواع والأجناس القريبة وراثيًا من بعضها البعض بسلسلة متطابقة من التباين الوراثي مع مثل هذا الانتظام، وذلك من خلال معرفة سلسلة الأشكال لنوع واحد، يمكن للمرء التنبؤ بوجود أشكال متطابقة في الأنواع والأجناس الأخرى." علاوة على ذلك، كلما اقتربت العلاقة بين الأنواع، كلما كان التشابه (التماثل) أكثر اكتمالا في سلسلة تقلباتها. يلخص القانون كمية هائلة من المواد المتعلقة بتنوع النباتات (الحبوب والعائلات الأخرى)، لكنه تبين أيضًا أنه صالح لتنوع الحيوانات والكائنات الحية الدقيقة.

يتم تفسير ظاهرة التباين الموازي في الأجناس والأنواع ذات الصلة الوثيقة بأصلها المشترك، وبالتالي وجود جينات متطابقة في جزء كبير منها، تم الحصول عليها من سلف مشترك ولم تتغير في العملية. عند حدوث طفرة، تنتج هذه الجينات خصائص مماثلة. يتجلى التوازي في التباين الوراثي في ​​​​الأنواع ذات الصلة من خلال التوازي في التباين المظهري، أي الخصائص المتشابهة (الأنماط الظاهرية).

قانون فافيلوف هو الأساس النظري لاختيار الاتجاهات والأساليب للحصول على خصائص وخصائص ذات قيمة اقتصادية النباتات المزروعةوالحيوانات الأليفة.

تسمى الطفرات التي تحدث بشكل طبيعي دون تأثير العوامل المختلفة على الجسم تلقائي. السمة الرئيسية لمظهر الطفرات العفويةهو أن الأنواع والأجناس القريبة وراثيا تتميز بوجود أشكال مماثلة من التباين. تم تحديد نمط وجود السلاسل المتماثلة في التباين الوراثي من قبل عالم الوراثة والمربي المتميز الأكاديمي ن. فافيلوف (1920). وكشف أن السلسلة المتماثلة لا توجد فقط على مستوى الأنواع والأجناس في النباتات، ولكن يمكن العثور عليها أيضًا في الثدييات والبشر.

جوهر القانون هو ذلك تتميز الأجناس والأنواع القريبة وراثيا بسلسلة متماثلة (مشابهة) في التباين الوراثي. يعتمد التباين الوراثي المماثل على النمط الجيني المماثل في أشكال وثيقة الصلة (أي مجموعة من الجينات وموقعها في المواقع المتماثلة). لذلك، بمعرفة أشكال التباين، على سبيل المثال، عدد من الطفرات في الأنواع داخل جنس واحد، يمكننا افتراض وجود نفس الطفرات في الأنواع الأخرى من جنس أو عائلة معينة. طفرات مماثلة في الأنواع ذات الصلة وراثيا N.I. أطلق فافيلوف على السلسلة المتماثلة اسم التباين الوراثي. أمثلة:

1) ممثلو عائلة الحبوب لديهم نمط وراثي مماثل. وقد لوحظت طفرات مماثلة ضمن أجناس هذه العائلة (القمح والجاودار والشوفان وغيرها). وتشمل هذه ما يلي: الحبوب العارية، والعفن، والسكن، واختلاف تناسق ولون الحبوب، وما إلى ذلك. الأشكال غير المرغوب فيها من القمح والجاودار والشوفان والأرز شائعة بشكل خاص؛

2) تحدث طفرات مماثلة في البشر والثدييات: قصيرة الأصابع (الأغنام، البشر)، المهق (الجرذان، الكلاب، البشر)، السكري(الفئران، البشر)، إعتام عدسة العين (الكلاب، الخيول، البشر)، الصمم (الكلاب، القطط، البشر)، إلخ.

قانون السلسلة المتماثلة للتقلب الوراثي عالمي. يستخدم علم الوراثة الطبية هذا القانون لدراسة الأمراض في الحيوانات وتطوير طرق علاجها بالنسبة للإنسان. لقد ثبت أن الفيروسات المسرطنة تنتقل عبر الخلايا الجرثومية، وتندمج في الجينوم الخاص بها. في هذه الحالة، يصاب النسل بأمراض مشتركة مشابهة للوالدين. تمت دراسة تسلسل النيوكليوتيدات في الحمض النووي في العديد من الأنواع ذات الصلة الوثيقة، ووصلت درجة التشابه إلى أكثر من 90%. وهذا يعني أنه يمكن توقع نفس النوع من الطفرات في الأنواع ذات الصلة.

القانون له تطبيق واسع النطاق في تربية النباتات. وبمعرفة طبيعة التغيرات الوراثية في بعض الأصناف، يمكن التنبؤ بتغيرات مماثلة في الأصناف ذات الصلة من خلال التأثير عليها بالمطفرة أو استخدام العلاج الجيني. بهذه الطريقة يمكنك إحداث تغييرات مفيدة فيها.

تقلب التعديل(بحسب الفصل داروين – تقلب معين) – هذه هي التغييرات المظهريةتحت تأثير العوامل البيئية غير الموروثة، ويبقى النمط الجيني دون تغيير.

تسمى التغييرات في النمط الظاهري تحت تأثير العوامل البيئية في الأفراد المتطابقين وراثيا التعديلات. تسمى التعديلات أيضًا تغييرات في درجة التعبير عن الخاصية. يرجع ظهور التعديلات إلى حقيقة أن العوامل البيئية (درجة الحرارة والضوء والرطوبة وما إلى ذلك) تؤثر على نشاط الإنزيمات وتغير مسار التفاعلات الكيميائية الحيوية ضمن حدود معينة. تقلب التعديل هو تكيفي بطبيعته، على عكس التقلب الطفري.

أمثلة على التعديلات:

1) يحتوي رأس السهم على 3 أنواع من الأوراق، تختلف في الشكل اعتمادًا على عمل العامل البيئي: على شكل سهم، يقع فوق الماء، بيضاوي - على سطح الماء، خطي - مغمور في الماء؛

2) في أرنب الهيمالايا، بدلاً من الفراء الأبيض المحلوق، عند وضعه في ظروف جديدة (درجة الحرارة 2 درجة مئوية)، ينمو الصوف الأسود؛

3) عند استخدام أنواع معينة من الأعلاف، يزيد وزن الجسم وإنتاج الحليب للأبقار بشكل ملحوظ؛

4) أوراق زنبق الوادي التربة الطينيةواسعة، خضراء داكنة، وعلى الرملية الفقيرة - ضيقة وباهتة اللون؛

5) تنتقل نباتات الهندباء إلى أعالي الجبال، أو إلى المناطق ذات المناخ البارد، ولا تصل إلى أحجامها الطبيعية وتنمو بشكل متقزم.

6) إذا كان هناك نسبة زائدة من البوتاسيوم في التربة، يزداد نمو النبات، وإذا كان هناك الكثير من الحديد في التربة، يظهر لون بني على البتلات البيضاء.

خصائص التعديل:

1) يمكن أن تحدث التعديلات في مجموعة كاملة من الأفراد، وذلك لأن وهي عبارة عن تغيرات جماعية في شدة الأعراض؛

2) التغييرات كافية، أي. تتوافق مع نوع ومدة التعرض لعامل بيئي معين (درجة الحرارة، الضوء، رطوبة التربة، إلخ)؛

3) تشكل التعديلات سلسلة من الاختلافات، وبالتالي يتم تصنيفها على أنها تغييرات كمية في الخصائص؛

4) التعديلات قابلة للعكس خلال جيل واحد، أي مع تغير الظروف الخارجية لدى الأفراد، تتغير درجة التعبير عن الخصائص. على سبيل المثال، في الأبقار، مع تغيير في التغذية، قد يتغير إنتاج الحليب، في البشر، تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية، تظهر تان، النمش، وما إلى ذلك؛

5) التعديلات غير موروثة؛

6) التعديلات تكيفية بطبيعتها، أي استجابة للظروف البيئية المتغيرة، يظهر الأفراد تغيرات ظاهرية تساهم في بقائهم على قيد الحياة. على سبيل المثال، تتكيف الفئران الأليفة مع السموم؛ يغير الأرانب البرية الألوان الموسمية؛

7) يتم تجميعها حول القيمة المتوسطة.

تحت تأثير البيئة الخارجية، يتغير طول وشكل الأوراق والطول والوزن وما إلى ذلك إلى حد كبير.

ومع ذلك، تحت تأثير البيئة، يمكن أن تتغير العلامات ضمن حدود معينة. معيار رد الفعل- هذه هي الحدود العليا والدنيا التي يمكن أن تتغير فيها الخاصية. يتم تحديد هذه الحدود التي يمكن أن يختلف فيها النمط الظاهري من خلال النمط الجيني. مثال 1: إنتاج الحليب من بقرة واحدة هو 4000-5000 لتر/سنة. وهذا يدل على أن تباين هذه الصفة لوحظ ضمن هذه الحدود، وأن معدل التفاعل هو 4000-5000 لتر/سنة. مثال 2: إذا كان ارتفاع ساق صنف الشوفان طويل القامة يتراوح من 110 إلى 130 سم، فإن معدل التفاعل لهذه السمة هو 110-130 سم.

العلامات المختلفة لها معايير رد فعل مختلفة - واسعة وضيقة. معدل رد فعل واسع- طول الورقة، وزن الجسم، إنتاج الحليب من الأبقار، الخ. معيار رد الفعل الضيق– محتوى الدهن في الحليب، ولون البذور، والأزهار، والفواكه، وغيرها. والصفات الكمية لها معدل تفاعل واسع، في حين أن الصفات النوعية لها معدل تفاعل ضيق.

التحليل الإحصائي لتقلب التعديل باستخدام مثال عدد السنيبلات في سنبلة القمح

نظرًا لأن التعديل هو تغيير كمي في إحدى الخصائص، فمن الممكن إجراء تحليل إحصائي لتباين التعديل واستخلاص القيمة المتوسطة لتباين التعديل، أو سلسلة التباين. سلسلة الاختلافتباين السمة (أي عدد السنيبلات في الأذنين) - ترتيب الأذنين على التوالي في عدد متزايد من السنيبلات. تتكون سلسلة الاختلافات من خيارات فردية (اختلافات). إذا قمت بحساب عدد المتغيرات الفردية في سلسلة التباينات، يمكنك أن ترى أن تكرار حدوثها ليس هو نفسه. خيارات ( الاختلافات)هو عدد السنابل في سنابل القمح (تعبير واحد عن السمة). في أغلب الأحيان، يتم العثور على متوسط ​​\u200b\u200bمؤشرات سلسلة التباين (يتراوح عدد السنيبلات من 14 إلى 20). على سبيل المثال، في 100 كوز ذرة، تحتاج إلى تحديد تكرار حدوث متغيرات مختلفة. تظهر نتائج الحساب أن الآذان الأكثر شيوعًا هي تلك التي تحتوي على متوسط ​​عدد السنيبلات (16-18):

يعرض الصف العلوي الخيارات - من الأصغر إلى الأكبر. الصف السفلي هو تكرار حدوث كل خيار.

يمكن إظهار توزيع المتغيرات في سلسلة الاختلافات بشكل مرئي باستخدام الرسم البياني. يسمى التعبير الرسومي لتغير الخاصية منحنى الاختلاف، والذي يعكس حدود التباين وتكرار حدوث اختلافات معينة في السمة (الشكل 36) .

الخامس

أرز. 36 . منحنى التباين لعدد السنيبلات في سنبلة القمح

من أجل تحديد متوسط ​​قيمة تقلب تعديل آذان القمح، من الضروري مراعاة المعلمات التالية:

P - عدد الآذان التي تحتوي على عدد معين من السنيبلات (تكرار حدوث السمة)؛

ن - العدد الإجمالي لصيغة السلسلة؛

V - عدد السنيبلات في الأذن (المتغيرات التي تشكل سلسلة متنوعة)؛

M – يتم تحديد متوسط ​​قيمة تقلب التعديل، أو الوسط الحسابي لسلسلة تباين سنابل القمح، بالصيغة:

M=–––––––––– (متوسط ​​قيمة تقلب التعديل)

2x14+7x15+22x16+32x17+24x18+8x19+5x20

م=–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––= 17، 1.

إن متوسط ​​قيمة تقلب التعديل له تطبيق عملي في حل مشكلة زيادة إنتاجية النباتات والحيوانات الزراعية.

قانون فافيلوف للسلسلة المتماثلة

من التعميمات النظرية المهمة لأبحاث N. I. Vavilov هي عقيدة السلسلة المتماثلة التي طورها. وفقًا لقانون السلسلة المتماثلة من التباين الوراثي الذي صاغه، لا تشكل الأنواع القريبة وراثيًا فحسب، بل أيضًا أجناس النباتات سلسلة متماثلة من الأشكال، أي أن هناك توازيًا معينًا في التباين الوراثي للأنواع والأجناس. الأنواع القريبة، بسبب التشابه الكبير في أنماطها الجينية (تقريبا نفس مجموعة الجينات)، لديها تقلب وراثي مماثل. إذا تم وضع جميع الاختلافات المعروفة في السمات في الأنواع المدروسة جيدًا في ترتيب معين، فيمكن العثور على جميع الاختلافات نفسها تقريبًا في تقلبات الشخصية في الأنواع الأخرى ذات الصلة. على سبيل المثال، تباين شوكية الأذن هو نفسه تقريبًا في القمح الناعم والقمح الصلب والشعير.

تفسير إن آي فافيلوف. تتميز الأنواع والأجناس المتقاربة وراثيا بسلسلة متشابهة من التباين الوراثي، مع انتظام بحيث يمكن للمرء، بمعرفة سلسلة الأشكال داخل نوع واحد، التنبؤ بوجود أشكال متوازية في الأنواع والأجناس الأخرى. كلما كانت العلاقة أقرب، كلما كان التشابه في سلسلة التباين أكثر اكتمالا.

التفسير الحديث للقانون

الأنواع ذات الصلة، والأجناس، والعائلات لها جينات متماثلة وترتيبات جينية في الكروموسومات، ويكون التشابه أكثر اكتمالا، وكلما كانت الأصناف التي تتم مقارنتها أقرب إلى بعضها البعض من الناحية التطورية. يتجلى تماثل الجينات في الأنواع ذات الصلة في تشابه سلسلة تباينها الوراثي (1987).

معنى القانون

1. يتيح قانون السلسلة المتماثلة للتباين الوراثي العثور على الخصائص والمتغيرات الضرورية في مجموعة لا حصر لها تقريبًا من الأشكال أنواع مختلفةكل من النباتات المزروعة والحيوانات الأليفة وأقاربها البرية.

2. إنه يجعل من الممكن البحث بنجاح عن أنواع جديدة من النباتات المزروعة وسلالات الحيوانات الأليفة ذات الخصائص المطلوبة المحددة. هذه هي الأهمية العملية الهائلة للقانون فيما يتعلق بإنتاج المحاصيل وتربية الماشية وتربيتها.

3. دورها في جغرافية النباتات المزروعة يشبه الدور الجدول الدوريعناصر D. I. Mendeleev في الكيمياء. ومن خلال تطبيق قانون السلسلة المتماثلة، من الممكن تحديد مركز أصل النباتات وفقًا للأنواع المرتبطة ذات الخصائص والأشكال المماثلة، والتي ربما تتطور في نفس البيئة الجغرافية والإيكولوجية.

تذكرة 4

وراثة الخصائص أثناء انحراف الكروموسومات الجنسية (عدم الانفصال الأولي والثانوي للكروموسومات X في ذبابة الفاكهة)

كما ذكرنا سابقاً، عندما يتم تهجين أنثى ذبابة الفاكهة ذات العيون البيضاء مع ذكر ذو عيون حمراء F1جميع البنات عيونهن حمراء، وجميع الأبناء ينالون وحيداتهم X- كروموسوم من الأم، العيون بيضاء. ومع ذلك، في بعض الأحيان في مثل هذه المعابر يظهر ذكور ذو عيون حمراء واحدة وإناث ذات عيون بيضاء، ما يسمى بالذباب الاستثنائي بتردد 0.1-0.001٪. اقترح بريدجز أن ظهور مثل هؤلاء "الأفراد الاستثنائيين" يرجع إلى حقيقة أنه في أمهاتهم، أثناء الانقسام الاختزالي، انتهى كلا الكروموسومين X في بيضة واحدة، أي. حدث عدم الاختلاف X-الكروموسومات. يمكن تخصيب كل واحدة من هذه البويضات إما عن طريق الحيوانات المنوية أو X- الكروموسوم، أو ي-كروموسوم. ونتيجة لذلك، يمكن تشكيل 4 أنواع من الزيجوتات: 1) بثلاثة أنواع X-الكروموسومات - XXX; 2) مع والدتين X-الكروموسومات و ي-كروموسوم XXY; 3) بأب واحد X-كروموسوم؛ 4) بدون X-الكروموسومات، ولكن مع ي-كروموسوم.

XXYهي إناث خصبة طبيعية. XO- ذكور ولكن عقيمين. وهذا يدل على ذلك في ذبابة الفاكهة ي- الكروموسوم لا يحتوي على جينات محددة للجنس. عند العبور XXYالإناث مع الذكور ذوي العيون الحمراء العادية ( س ص) وجدت الجسور بين النسل 4% إناث بيضاء العينين و 4% ذكور حمراء العينين. وتتكون بقية النسل من إناث ذات عيون حمراء وذكور ذوي عيون بيضاء. وقد فسر المؤلف ظهور هؤلاء الأفراد الاستثنائيين بعدم التباعد الثانوي X- الكروموسومات في الانقسام الاختزالي لأن الإناث تؤخذ في الصليب ( XXY) ، نشأت نتيجة لعدم انفصال الكروموسوم الأساسي. لوحظ عدم انفصال الكروموسوم الثانوي في مثل هؤلاء الإناث في الانقسام الاختزالي 100 مرة أكثر من الابتدائي.

في عدد من الكائنات الحية الأخرى، بما في ذلك البشر، من المعروف أيضًا عدم انفصال الكروموسومات الجنسية. من بين 4 أنواع من النسل الناتجة عن عدم التباعد X-الكروموسومات لدى النساء، الأفراد الذين ليس لديهم أي منها X- تموت الكروموسومات أثناء التطور الجنيني. الزيجوت XXXتتطور لدى النساء الأكثر عرضة للإصابة بعيوب عقلية والعقم أكثر من المعتاد. من الزيجوت XXYيتطور الرجال المعيبون - متلازمة كلاينفلتر - العقم، التخلف العقلي، اللياقة البدنية المخصي. احفاد من واحد Xغالبًا ما تموت الكروموسومات أثناء التطور الجنيني، والناجون النادرون هم النساء المصابات بمتلازمة شيرشيفسكي-تيرنر. فهي قصيرة، طفولية، وعقيمة. في البشر ي- تحتوي الكروموسومات على جينات تحدد تطور الكائن الذكري. مع الغياب ي- تتطور الكروموسومات حسب نوع الأنثى. يحدث عدم انفصال الكروموسومات الجنسية بشكل متكرر عند البشر أكثر من ذبابة الفاكهة؛ في المتوسط، من بين كل 600 ولد، هناك طفل مصاب بمتلازمة كلاينفلتر.

إن آي. اكتشف فافيلوف، الذي يدرس التباين الوراثي في ​​النباتات المزروعة وأسلافها، عددًا من الأنماط التي مكنت من صياغة قانون السلسلة المتماثلة للتقلب الوراثي: "تتميز الأنواع والأجناس القريبة وراثيًا بسلسلة مماثلة من التباين الوراثي مع مثل هذا من الصحيح أنه، بمعرفة عدد من الأشكال داخل نوع واحد، يمكن للمرء أن يتوقع العثور على أشكال موازية في الأنواع والأجناس الأخرى. كلما اقتربوا من موقعهم وراثيا النظام المشتركالأجناس والأنواع، وأكثر اكتمالا التشابه في صفوف تقلبها. تتميز فصائل النباتات بأكملها عمومًا بدورة معينة من التنوع تمر عبر جميع الأجناس والأنواع التي تشكل الفصيلة.

ويمكن توضيح هذا القانون من خلال مثال عائلة بوا، التي تشمل القمح والجاودار والشعير والشوفان والدخن وغيرها. وهكذا، تم العثور على اللون الأسود للcaryopsis في الجاودار والقمح والشعير والذرة وغيرها من النباتات، كما تم العثور على الشكل الممدود للcaryopsis في جميع الأنواع المدروسة من الفصيلة. سمح قانون السلسلة المتماثلة في التقلب الوراثي لـ N. I. فافيلوف نفسه بالعثور على عدد من أشكال الجاودار، غير المعروفة سابقًا، بناءً على وجود هذه الخصائص في القمح. وتشمل هذه: الأذنين المظللة وغير المظللة، والحبوب ذات اللون الأحمر والأبيض والأسود والبنفسجي، والحبوب الدقيقة والزجاجية، وما إلى ذلك.

القانون الذي اكتشفه N. I. Vavilov صالح ليس فقط للنباتات، ولكن أيضا للحيوانات. وهكذا، فإن المهق لا يحدث فقط في مجموعات مختلفة من الثدييات، ولكن أيضًا في الطيور والحيوانات الأخرى. ويلاحظ قصر الأصابع عند البشر والأبقار والأغنام والكلاب والطيور وغياب الريش في الطيور والقشور في الأسماك والصوف في الثدييات وما إلى ذلك.

يعد قانون السلسلة المتماثلة من التباين الوراثي ذا أهمية كبيرة لممارسة التربية. فهو يسمح لنا بالتنبؤ بوجود أشكال غير موجودة في نوع معين، ولكنها مميزة للأنواع ذات الصلة الوثيقة، أي أن القانون يشير إلى اتجاه عمليات البحث. علاوة على ذلك، يمكن العثور على الشكل المطلوب في البرية أو الحصول عليه من خلال الطفرات الاصطناعية. على سبيل المثال، في عام 1927، اقترح عالم الوراثة الألماني إي. بور، بناءً على قانون السلسلة المتماثلة، احتمال وجود شكل من أشكال الترمس الخالي من القلويدات، والذي يمكن استخدامه كعلف للحيوانات. ومع ذلك، لم تكن مثل هذه الأشكال معروفة. وقد اقترح أن الطفرات الخالية من القلويدات أقل مقاومة للآفات من نباتات الترمس المر، ويموت معظمها قبل الإزهار.

بناءً على هذه الافتراضات، بدأ R. Zengbusch البحث عن طفرات خالية من القلويدات. قام بفحص 2.5 مليون نبات ترمس وحدد من بينها 5 نباتات ذات محتوى منخفض من القلويدات، والتي كانت أسلاف الترمس العلفي.

أظهرت الدراسات اللاحقة تأثير قانون السلسلة المتماثلة على مستوى تباين الخصائص المورفولوجية والفسيولوجية والكيميائية الحيوية لمجموعة واسعة من الكائنات الحية - من البكتيريا إلى البشر.

الطفرات الاصطناعية

تحدث الطفرات العفوية باستمرار في الطبيعة. ومع ذلك، فإن الطفرات العفوية نادرة. على سبيل المثال، في ذبابة الفاكهة، تتشكل طفرة العين البيضاء بتردد 1:100000 أمشاج، وفي البشر، تتحور العديد من الجينات بتردد 1:200000 أمشاج.

في عام 1925، اكتشف جي إيه نادسون وجي إس فيليبوف التأثير الطفري لأشعة الراديوم على التباين الوراثي في ​​خلايا الخميرة. كانت أعمال جي ميلر (1927) ذات أهمية خاصة لتطوير الطفرات الاصطناعية، الذي لم يؤكد فقط التأثير الطفري لأشعة الراديوم في التجارب على ذبابة الفاكهة، ولكنه أظهر أيضًا أن التشعيع يزيد من تكرار الطفرات مئات المرات. في عام 1928، استخدم L. Stadler الأشعة السينية لإنتاج الطفرات. وفي وقت لاحق، تم إثبات التأثير الطفري للمواد الكيميائية أيضًا. وأظهرت هذه التجارب وغيرها وجود عدد كبير من العوامل تسمى مطفرة، قادرة على إحداث طفرات في الكائنات الحية المختلفة.

تنقسم جميع المطفرات المستخدمة لإنتاج الطفرات إلى مجموعتين:

بدني -الإشعاع، ودرجات الحرارة العالية والمنخفضة، والتأثير الميكانيكي، والموجات فوق الصوتية؛

المواد الكيميائية- مركبات عضوية وغير عضوية متنوعة: الكافيين، غاز الخردل، أملاح المعادن الثقيلة، حمض النيتروز، وغيرها.

الطفرات المستحثة لديها أهمية عظيمة. إنه يجعل من الممكن إنشاء مواد مصدرية قيمة للتربية، ومئات من الأصناف عالية الإنتاجية من النباتات والسلالات الحيوانية، وزيادة إنتاجية عدد من منتجي المواد النشطة بيولوجيًا بمقدار 10-20 مرة، ويكشف أيضًا عن طرق لإنشاء وسائل للحماية الإنسان من عمل العوامل المطفرة.

التقلبات الطفرية

يخطط

الفرق بين الطفرات والتعديلات.

تصنيف الطفرات.

قانون نيفافيلوف

الطفرات. مفهوم الطفرة. العوامل المطفرة.

الطفرات –هي تغيرات مفاجئة ودائمة وطبيعية أو اصطناعية في المادة الوراثية التي تحدث تحت تأثير العوامل المطفرة .

أنواع العوامل المطفرة:

أ) بدني- الإشعاع ودرجة الحرارة والإشعاع الكهرومغناطيسي.

ب) العوامل الكيميائية –المواد التي تسبب تسمم الجسم: الكحول، النيكوتين، الفورمالديهايد.

في) بيولوجي- الفيروسات والبكتيريا.

الفرق بين الطفرات والتعديلات

تصنيف الطفرات

هناك عدة تصنيفات للطفرات.

ط تصنيف الطفرات حسب المعنى: نافعة، ضارة، محايدة.

مفيدتؤدي الطفرات إلى زيادة مقاومة الكائن الحي وهي مادة للانتقاء الطبيعي والاصطناعي.

الطفرات الضارةتقليل الحيوية ويؤدي إلى تطور الأمراض الوراثية: الهيموفيليا وفقر الدم المنجلي.

II تصنيف الطفرات حسب التوطين أو مكان حدوثها: جسدية وتوليدية.

جسديةتنشأ في خلايا الجسم وتؤثر على جزء فقط من الجسم، بينما تتطور أفراد الفسيفساء: عيون مختلفة، وألوان شعر. يتم توريث هذه الطفرات فقط أثناء التكاثر الخضري (في الكشمش).

توليدي – تحدث في الخلايا الجرثومية أو في الخلايا التي تتكون منها الأمشاج. وهي مقسمة إلى نووية وخارجية (الميتوكوندريا والبلاستيدات).

III الطفرات حسب طبيعة تغير النمط الجيني: الكروموسومات، الجينوم، الجين.

وراثية (أو النقطة) غير مرئية تحت المجهر، وترتبط بالتغيرات في بنية الجينات. تحدث هذه الطفرات نتيجة لفقد النوكليوتيدات أو إدخالها أو استبدال نيوكليوتيد بآخر. تؤدي هذه الطفرات إلى أمراض جينية: عمى الألوان، بيلة الفينيل كيتون.

الكروموسومات (البيريسترويكا) المرتبطة بالتغيرات في بنية الكروموسوم. ماذا قد يحدث:

حذف: -فقدان جزء من الكروموسوم.

الازدواجية –مضاعفة قسم الكروموسوم.

الانقلاب –دوران جزء من الكروموسوم بمقدار 180 0؛

النقل -تبادل أقسام الكروموسومات غير المتماثلة و الاندماجاثنين من الكروموسومات غير المتماثلة في واحد.

أسباب الطفرات الكروموسومية: حدوث انكسار كروموسومين أو أكثر ثم انضمامهما ولكن بالترتيب الخاطئ.

الجينومية الطفرات يؤدي إلى تغير في عدد الكروموسومات. يميز صيغة صبغية متغايرةو تعدد الصبغيات.

الصيغة الصبغية المتغايرة يرتبط بتغيير في عدد الكروموسومات، على عدة كروموسومات – 1.2.3. الأسباب: عدم انفصال الكروموسومات في الانقسام الاختزالي:

- الصبغي الأحادي –انخفاض في عدد الكروموسومات بمقدار كروموسوم واحد. الصيغة العامة لمجموعة الكروموسوم هي 2n-1.

- علم التثليث –زيادة في عدد الكروموسومات بمقدار 1. الصيغة العامة 2ن+1 (47 كروموسومًا متلازمة كلانفيذر؛ تثليث 21 زوجًا من الكروموسومات - متلازمة داون (علامات متعددة عيوب خلقية، تقليل حيوية الجسم وضعف النمو العقلي).

تعدد الصبغيات – تغيرات متعددة في عدد الكروموسومات. في الكائنات متعددة الصبغيات، تتكرر مجموعة الكروموسومات أحادية الصيغة الصبغية (n) في الخلايا ليس مرتين، كما هو الحال في الكائنات ثنائية الصيغة الصبغية، ولكن 4-6 مرات، وأحيانًا أكثر من ذلك بكثير - حتى 10-12 مرة.

يرتبط حدوث polyploids بانتهاك الانقسام أو الانقسام الاختزالي. على وجه الخصوص، يؤدي عدم تباعد الكروموسومات المتماثلة في الانقسام الاختزالي إلى تكوين الأمشاج مع زيادة عدد الكروموسومات. في الكائنات ثنائية الصيغة الصبغية، يمكن لهذه العملية أن تنتج أمشاج ثنائية الصيغة الصبغية (2n).

يوجد على نطاق واسع في النباتات المزروعة: الحنطة السوداء، وعباد الشمس، وغيرها، وكذلك في النباتات البرية.

قانون NI Vavilov (قانون السلسلة المتماثلة من التباين الوراثي).

/ منذ العصور القديمة لاحظ الباحثون وجود خصائص مشابهة في أنواع مختلفةوالأجناس من نفس العائلة، مثل البطيخ الذي يشبه الخيار، أو البطيخ الذي يشبه البطيخ. شكلت هذه الحقائق أساس قانون السلسلة المتماثلة في التباين الوراثي.

أليلية متعددة. التقلب الموازي. يمكن أن يوجد الجين في أكثر من حالتين. يسمى تنوع الأليلات لجين واحد أليلية متعددة. تحدد الأليلات المختلفة درجات مختلفة من نفس السمة. كلما زاد عدد الأليلات التي يحملها الأفراد في مجتمع ما، كلما زادت كمية البلاستيك في هذا النوع، وأصبح أكثر تكيفًا مع الظروف البيئية المتغيرة.

التعددية المتعددة تكمن وراءها التقلب الموازي - ظاهرة تظهر فيها شخصيات متشابهة في أنواع وأجناس مختلفة من نفس العائلة. تنظيم حقائق التقلب الموازي N. I. Vavilov./

N. I. قارن فافيلوف أنواع عائلة الحبوب. واكتشف أنه إذا كان القمح اللين له أشكال شتوية وربيعية، مظللة وغير مظللة، فإن نفس الأشكال توجد بالضرورة في القمح القاسي. علاوة على ذلك، تكوين الميزات. وباختلاف الأشكال داخل النوع والجنس، غالبًا ما يتبين أنها هي نفسها في الأجناس الأخرى. على سبيل المثال، تكرر أشكال الجاودار والشعير أشكال أنواع مختلفة من القمح، وتشكل نفس السلسلة الموازية أو المتجانسة من التباين الوراثي.

سمح تنظيم الحقائق لـ N. I. Vavilov بصياغة قانون السلسلة المتماثلة في التقلب الوراثي (1920): تتميز الأنواع والأجناس القريبة وراثيًا بسلسلة مماثلة من التباين الوراثي مع هذا الانتظام. أنه بمعرفة عدد من الأشكال داخل النوع الواحد، يمكن التنبؤ بوجود أشكال موازية في الأنواع والأجناس الأخرى.

يتم تفسير تماثل السمات الوراثية للأنواع والأجناس ذات الصلة الوثيقة من خلال تماثل جيناتها، لأنها نشأت من نفس الأنواع السلف. بالإضافة إلى ذلك، فإن عملية الطفرة في الأنواع القريبة وراثيًا تسير بالمثل. ولذلك، فإنها تطور سلسلة مماثلة من الأليلات المتنحية، ونتيجة لذلك، سمات متوازية.

الاستنتاج من قانون فافيلوف: كل نوع له حدود معينة من التقلبات الطفرية. لا يمكن لأي عملية طفرة أن تؤدي إلى تغييرات تتجاوز نطاق التباين الوراثي للأنواع.وهكذا، في الثدييات، يمكن للطفرات تغيير لون المعطف من الأسود إلى البني والأحمر والأبيض، وقد تحدث خطوط وإكتشاف، ولكن يتم استبعاد ظهور اللون الأخضر.