قانون سری همولوگ تنوع ارثی. نکات آزمون دولتی برای دانش آموزان زیست شناسی

سریال همولوگ در تنوع ارثیقانون، روسی باز کنید ژنتیک N.I. واویلوف در سال 1920، الگوی ایجاد موازی (شباهت) در تنوع ارثی (ژنوتیپی) در موجودات مرتبط. در فرمول واویلف، قانون می گوید: «گونه ها و جنس هایی که از نظر ژنتیکی به یکدیگر نزدیک هستند با سری های یکسانی از تنوع ارثی با چنان نظمی مشخص می شوند که با دانستن سری اشکال برای یک گونه، می توان وجود اشکال یکسان را در آن پیش بینی کرد. گونه ها و جنس های دیگر.» علاوه بر این، هر چه رابطه بین گونه‌ها نزدیک‌تر باشد، تشابه (همسانی) در سری تنوع آنها کامل‌تر است. این قانون مقدار زیادی از مواد را در مورد تنوع گیاهان (غلات و سایر خانواده ها) خلاصه می کند، اما معلوم شد که برای تنوع حیوانات و میکروارگانیسم ها نیز معتبر است.

پدیده تغییرپذیری موازی در جنس‌ها و گونه‌های نزدیک به هم با منشأ مشترک آنها و بنابراین وجود ژن‌های یکسان در بخش قابل توجهی از آنها توضیح داده می‌شود که از یک اجداد مشترک به دست آمده و در این فرآیند تغییری نکرده‌اند. زمانی که این ژن ها جهش می یابند، ویژگی های مشابهی تولید می کنند. توازی در تنوع ژنوتیپی در گونه های مرتبط با موازی بودن در تنوع فنوتیپی، یعنی ویژگی های مشابه (فنوتیپ ها) آشکار می شود.

قانون واویلف یک مبنای نظری برای انتخاب جهت ها و روش ها برای به دست آوردن ویژگی ها و ویژگی های با ارزش اقتصادی است. گیاهان کشت شدهو حیوانات خانگی

جهش هایی که به طور طبیعی و بدون تأثیر عوامل مختلف در بدن رخ می دهند نامیده می شوند خود جوش. ویژگی اصلی تظاهرات جهش های خود به خودیاین است که گونه ها و جنس های نزدیک به ژنتیک با وجود اشکال مشابهی از تنوع مشخص می شوند. الگوی حضور سری های همولوگ در تنوع ارثی توسط ژنتیک و پرورش دهنده برجسته، آکادمیسین N.I. واویلف (1920). او فاش کرد که سری‌های همولوگ نه تنها در سطح گونه‌ها و جنس‌ها در گیاهان وجود دارند، بلکه می‌توانند در پستانداران و انسان نیز یافت شوند.

اصل قانون این است که جنس ها و گونه های نزدیک ژنتیکی با سری های همولوگ (مشابه) در تنوع ارثی مشخص می شوند.. تنوع ژنوتیپی مشابه بر اساس یک ژنوتیپ مشابه در اشکال نزدیک به هم (به عنوان مثال، مجموعه ای از ژن ها، موقعیت آنها در جایگاه های همولوگ) است. بنابراین، با دانستن اشکال تغییرپذیری، به عنوان مثال، تعدادی جهش در گونه های یک جنس، می توانیم وجود همان جهش ها را در گونه های دیگر از یک جنس یا خانواده فرض کنیم. جهش های مشابه در گونه های مرتبط ژنتیکی N.I. واویلف سری های همولوژیک را در تنوع ارثی نامید. مثال ها:

1) نمایندگان خانواده غلات دارای ژنوتیپ مشابه هستند. در جنس های این خانواده (گندم، چاودار، جو و غیره) جهش های مشابهی مشاهده می شود. اینها شامل موارد زیر است: دانه خالی، بدون سایه، محل اقامت، قوام و رنگ متفاوت دانه و غیره. اشکال بدون چرمی از گندم، چاودار، جو دوسر و برنج به ویژه رایج است.

2) جهش های مشابه در انسان و پستانداران رخ می دهد: انگشت کوتاه (گوسفند، انسان)، آلبینیسم (موش، سگ، انسان)، دیابت(موش، انسان)، آب مروارید (سگ، اسب، انسان)، ناشنوایی (سگ، گربه، انسان) و غیره.

قانون سری همولوژیکی تنوع ارثی جهانی است. ژنتیک پزشکی از این قانون برای مطالعه بیماری ها در حیوانات و توسعه روش های درمان آنها در رابطه با انسان استفاده می کند. مشخص شده است که ویروس های انکوژن از طریق سلول های زاینده منتقل می شوند و در ژنوم آنها ادغام می شوند. در این مورد، فرزندان به بیماری های مشترک مشابه والدین مبتلا می شوند. توالی نوکلئوتیدها در DNA در بسیاری از گونه های نزدیک مطالعه شده است و درجه شباهت آنها بیش از 90٪ است. این بدان معنی است که می توان همان نوع جهش را در گونه های مرتبط انتظار داشت.

این قانون در اصلاح نباتات کاربرد وسیعی دارد. با دانستن ماهیت تغییرات ارثی در برخی از واریته‌ها، می‌توان با تأثیرگذاری بر جهش‌زاها یا استفاده از ژن‌درمانی، تغییرات مشابه را در واریته‌های مرتبط پیش‌بینی کرد. به این ترتیب می توانید تغییرات مفیدی در آنها ایجاد کنید.

تغییرپذیری اصلاح(طبق نظر Ch. داروین – یک تنوع معین) – اینها تغییرات فنوتیپی هستندتحت تأثیر عوامل محیطی که ارثی نیستند و ژنوتیپ بدون تغییر باقی می ماند.

تغییرات فنوتیپ تحت تأثیر عوامل محیطی در افراد ژنتیکی یکسان نامیده می شود اصلاحات. تغییرات در غیر این صورت تغییر در درجه بیان یک مشخصه نامیده می شود. ظهور تغییرات به این دلیل است که عوامل محیطی (دما، نور، رطوبت و غیره) بر فعالیت آنزیم ها تأثیر می گذارد و در محدوده های معین، روند واکنش های بیوشیمیایی را تغییر می دهد. تنوع تغییر ماهیت تطبیقی ​​دارد، برخلاف تنوع جهشی.

نمونه هایی از اصلاحات:

1) سر پیکان دارای 3 نوع برگ است که بسته به عملکرد عامل محیطی از نظر شکل متفاوت است: فلش شکل ، واقع در بالای آب ، بیضی - روی سطح آب ، خطی - غوطه ور در آب.

2) در خرگوش هیمالیا، به جای خز سفید تراشیده شده، هنگامی که در شرایط جدید قرار می گیرد (دمای 2 درجه سانتیگراد)، پشم سیاه رشد می کند.

3) هنگام استفاده از انواع خاصی از خوراک، وزن بدن و تولید شیر گاو به طور قابل توجهی افزایش می یابد.

4) سوسن دره برگ می کند خاک های رسیپهن، سبز تیره و روی شنی های ضعیف - رنگ باریک و کم رنگ.

5) گیاهان قاصدک که به ارتفاعات کوهستانی یا مناطقی با آب و هوای سرد منتقل می شوند، به اندازه طبیعی نمی رسند و کوتوله می شوند.

6) اگر مقدار پتاسیم اضافی در خاک وجود داشته باشد، رشد گیاه افزایش می یابد و اگر مقدار زیادی آهن در خاک وجود داشته باشد، رنگ قهوه ای روی گلبرگ های سفید ظاهر می شود.

ویژگی های اصلاح:

1) تغییرات می تواند در کل گروهی از افراد رخ دهد، زیرا اینها تغییرات گروهی در شدت علائم هستند.

2) تغییرات کافی هستند، یعنی. با نوع و مدت قرار گرفتن در معرض یک عامل محیطی خاص (دما، نور، رطوبت خاک و غیره) مطابقت دارد.

3) تغییرات یک سری تغییرات را تشکیل می دهند، بنابراین آنها به عنوان تغییرات کمی در ویژگی ها طبقه بندی می شوند.

4) تغییرات در یک نسل برگشت پذیر هستند، یعنی با تغییر در شرایط خارجی در افراد، درجه بیان ویژگی ها تغییر می کند. به عنوان مثال، در گاوها، با تغییر در تغذیه، تولید شیر ممکن است تغییر کند؛ در انسان، تحت تأثیر اشعه ماوراء بنفش، برنزه، کک و مک و غیره ظاهر می شود.

5) تغییرات ارثی نیستند.

6) تغییرات ماهیت تطبیقی ​​دارند، به عنوان مثال، در پاسخ به شرایط محیطی در حال تغییر، افراد تغییرات فنوتیپی را نشان می دهند که به بقای آنها کمک می کند. به عنوان مثال، موش های خانگی با سموم سازگار می شوند. خرگوش ها رنگ های فصلی را تغییر می دهند.

7) حول مقدار متوسط ​​گروه بندی می شوند.

تحت تأثیر محیط خارجی تا حد زیادی طول و شکل برگها، قد، وزن و ... تغییر می کند.

با این حال، تحت تأثیر محیط، علائم می توانند در محدوده خاصی تغییر کنند. هنجار واکنش- اینها حدهای بالا و پایین هستند که در آن مشخصه می تواند تغییر کند. این حدود که فنوتیپ می تواند در آن تغییر کند توسط ژنوتیپ تعیین می شود. مثال 1: تولید شیر از یک گاو 4000-5000 لیتر در سال است. این نشان می دهد که تنوع این صفت در چنین محدوده هایی مشاهده می شود و سرعت واکنش 4000-5000 لیتر در سال است. مثال 2: اگر ارتفاع ساقه انواع جو دوسر بلند از 110 تا 130 سانتی متر متغیر باشد، هنجار واکنش برای این صفت 110-130 سانتی متر است.

علائم مختلف هنجارهای واکنش متفاوتی دارند - گسترده و باریک. سرعت واکنش گسترده- طول برگ، وزن بدن، تولید شیر گاو و غیره هنجار واکنش باریک– محتوای چربی شیر، رنگ دانه ها، گل ها، میوه ها و غیره. صفات کمی دارای سرعت واکنش گسترده و صفات کیفی دارای سرعت واکنش باریکی هستند.

تجزیه و تحلیل آماری تغییرپذیری اصلاح با استفاده از مثال تعداد سنبلچه در خوشه گندم

از آنجایی که اصلاح یک تغییر کمی در یک مشخصه است، می توان یک تحلیل آماری از تغییرپذیری اصلاح انجام داد و میانگین مقدار متغیر تغییر یا سری تغییرات را استخراج کرد. سری واریاسیونتغییرپذیری صفت (یعنی تعداد سنبلچه ها در گوش) - آرایش گوش ها در یک ردیف در افزایش تعداد سنبلچه ها. سری تغییرات شامل گزینه های فردی (تغییرات) است. اگر تعداد انواع مختلف را در یک سری تغییرات بشمارید، می بینید که فراوانی وقوع آنها یکسان نیست. گزینه ها ( تغییرات)تعداد سنبلچه ها در خوشه های گندم است (یک بیان منفرد از صفت). اغلب، میانگین شاخص های سری تغییرات یافت می شود (تعداد سنبلچه ها از 14 تا 20 متغیر است). به عنوان مثال، در 100 خوشه ذرت، باید فراوانی وقوع انواع مختلف را تعیین کنید. نتایج محاسبات نشان می‌دهد که شایع‌ترین گوش‌ها گوش‌هایی هستند که میانگین تعداد سنبلچه‌ها (16-18) دارند:

ردیف بالا گزینه ها را نشان می دهد - از کوچکترین به بزرگ. ردیف پایین تعداد دفعات وقوع هر گزینه است.

توزیع انواع در یک سری تغییرات را می توان به صورت بصری با استفاده از یک نمودار نشان داد. بیان گرافیکی تغییرپذیری یک مشخصه نامیده می شود منحنی تغییرات، که منعکس کننده محدودیت های تنوع و فراوانی وقوع تغییرات خاص یک صفت است (شکل 36) .

V

برنج. 36 . منحنی تغییرات تعداد سنبلچه ها در خوشه گندم

به منظور تعیین میانگین مقدار تغییرپذیری اصلاح خوشه گندم، لازم است پارامترهای زیر در نظر گرفته شود:

P - تعداد گوش با تعداد مشخصی سنبلچه (تکرار وقوع صفت).

n - تعداد کل انواع سری.

V - تعداد سنبلچه ها در گوش (انواعی که یک سری تغییرات را تشکیل می دهند).

M - مقدار متوسط ​​تغییرپذیری اصلاح یا میانگین حسابی سری تغییرات خوشه گندم با فرمول تعیین می شود:

M=––––––––––– (متوسط ​​مقدار تغییرپذیری اصلاح)

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

M=–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––= 17، 1.

میانگین مقدار تغییرپذیری اصلاح در حل مشکل افزایش بهره وری گیاهان و جانوران کشاورزی کاربرد عملی دارد.

قانون سری همسانی واویلف

یک تعمیم نظری مهم تحقیقات N.I. Vavilov دکترین سری های همسانی است که او ایجاد کرد. طبق قانون سری همسانی تنوع ارثی فرموله شده توسط وی، نه تنها گونه های نزدیک به ژنتیک، بلکه جنس های گیاهان نیز سری های همولوژیکی از اشکال را تشکیل می دهند، یعنی توازی خاصی در تنوع ژنتیکی گونه ها و جنس ها وجود دارد. گونه های نزدیک به دلیل شباهت زیاد ژنوتیپ هایشان (تقریبا مجموعه ژن های مشابه)، تنوع ارثی مشابهی دارند. اگر همه تغییرات شناخته شده شخصیت ها در یک گونه به خوبی مطالعه شده در یک ترتیب خاص قرار گیرند، تقریباً همه تغییرات مشابه در تنوع شخصیت را می توان در سایر گونه های مرتبط یافت. به عنوان مثال، تنوع ستون فقرات بلال تقریباً در گندم نرم، دوروم و جو یکسان است.

تفسیر N.I. Vavilov. گونه‌ها و جنس‌هایی که از نظر ژنتیکی به هم نزدیک هستند، با سری‌های مشابهی از تنوع ارثی مشخص می‌شوند، با چنان نظمی که با دانستن سری اشکال در یک گونه، می‌توان وجود اشکال موازی را در گونه‌ها و جنس‌های دیگر پیش‌بینی کرد. هر چه رابطه نزدیکتر باشد، شباهت در سری متغیرها کاملتر است.

تفسیر مدرن از قانون

گونه‌ها، جنس‌ها، خانواده‌های مرتبط دارای ژن‌های همولوگ و ردیف‌های ژنی در کروموزوم‌ها هستند که شباهت آن‌ها هر چه کامل‌تر باشد، هر چه گونه‌های مورد مقایسه نزدیک‌تر باشند از نظر تکاملی به هم نزدیک‌تر هستند. همسانی ژن ها در گونه های مرتبط در شباهت سری تنوع ارثی آنها آشکار می شود (1987).

معنی قانون

1. قانون سری های همسانی تنوع ارثی یافتن ویژگی ها و گونه های لازم را در انواع تقریبا بی نهایت از اشکال ممکن می سازد. انواع مختلفهم گیاهان کشت شده و حیوانات اهلی و هم خویشاوندان وحشی آنها.

2. این امکان جستجوی موفقیت آمیز برای انواع جدید گیاهان کشت شده و نژادهای حیوانات اهلی با ویژگی های خاص مورد نیاز را فراهم می کند. این اهمیت عملی عظیم قانون برای تولید محصولات زراعی، پرورش دام و اصلاح نژاد است.

3. نقش آن در جغرافیای گیاهان کشت شده با نقش قابل مقایسه است جدول تناوبیعناصر D.I. مندلیف در شیمی. با اعمال قانون سری های همسانی می توان مرکز پیدایش گیاهان را با توجه به گونه های مرتبط با خصوصیات و اشکال مشابه که احتمالاً در یک محیط جغرافیایی و اکولوژیکی رشد می کنند، تعیین کرد.

بلیط 4

وراثت ویژگی ها در هنگام واگرایی کروموزوم های جنسی (عدم تفکیک اولیه و ثانویه کروموزوم های X در مگس سرکه)

همانطور که قبلا ذکر شد، هنگامی که یک مگس سرکه ماده چشم سفید با یک مرد چشم قرمز تلاقی می شود. F1همه دختران چشم قرمز دارند و همه پسرانی که تنها چشمانشان را می گیرند ایکس-کروموزوم مادر، سفیدی چشم. با این حال، گاهی اوقات در چنین عبوری نرهای تک چشم قرمز و ماده سفید چشم ظاهر می شوند، به اصطلاح مگس های استثنایی با فراوانی 0.1-0.001٪. بریج پیشنهاد کرد که ظهور چنین "افراد استثنایی" با این واقعیت توضیح داده می شود که در مادر آنها، در طول میوز، هر دو کروموزوم X به یک تخمک ختم می شوند، یعنی. عدم واگرایی رخ داده است ایکس-کروموزوم ها هر یک از این تخمک ها را می توان یا توسط اسپرم یا ایکس-کروموزوم، یا Y-کروموزوم در نتیجه، 4 نوع زیگوت می تواند تشکیل شود: 1) با سه ایکس-کروموزوم ها - XXX; 2) با دو مادر ایکس-کروموزوم ها و Y-کروموزوم XXY; 3) با یک پدر ایکس-کروموزوم؛ 4) بدون ایکس-کروموزوم، اما با Y-کروموزوم

XXYزنان بارور طبیعی هستند. XO- نر، اما عقیم. این نشان می دهد که در مگس سرکه Y-کروموزوم حاوی ژن های تعیین کننده جنسیت نیست. هنگام عبور XXYزنان با نرهای چشم قرمز معمولی ( XY) پل در بین فرزندان 4٪ ماده چشم سفید و 4٪ مرد چشم قرمز یافت می شود. بقیه فرزندان را ماده های چشم قرمز و نرهای چشم سفید تشکیل می دادند. نویسنده ظاهر چنین افراد استثنایی را با عدم واگرایی ثانویه توضیح داده است ایکس- کروموزوم ها در میوز، زیرا ماده های متقاطع گرفته شده ( XXY)، در نتیجه عدم تفکیک کروموزوم اولیه ایجاد شد. عدم تفکیک کروموزوم ثانویه در چنین زنانی در میوز 100 برابر بیشتر از اولیه مشاهده می شود.

در تعدادی از موجودات دیگر، از جمله انسان، عدم تفکیک کروموزوم های جنسی نیز شناخته شده است. از 4 نوع فرزندان حاصل از عدم واگرایی ایکس-کروموزوم در زنان، افرادی که هیچ ایکس- کروموزوم ها در طول رشد جنینی می میرند. زیگوت ها XXXدر زنانی ایجاد می شود که بیشتر از حد معمول در معرض نقص های روانی و ناباروری هستند. از زیگوت ها XXYمردان معیوب ایجاد می شوند - سندرم کلاین فلتر - ناباروری، عقب ماندگی ذهنی، هیکل eunuchoid. نوادگان یکی ایکسکروموزوم ها اغلب در رشد جنینی می میرند؛ بازماندگان نادر زنان مبتلا به سندرم شرشفسکی-ترنر هستند. آنها کوتاه قد، کودکانه و عقیم هستند. در انسان Y-کروموزوم ها حاوی ژن هایی هستند که رشد ارگانیسم نر را تعیین می کنند. با غیبت Y- کروموزوم ها بر اساس نوع ماده رشد می کنند. عدم تفکیک کروموزوم های جنسی در انسان بیشتر از مگس سرکه رخ می دهد. به طور متوسط ​​از هر 600 پسر متولد شده، یک پسر مبتلا به سندرم کلاین فلتر وجود دارد.

N.I. واویلوف، با مطالعه تنوع ارثی در گیاهان کشت شده و اجداد آنها، تعدادی الگو را کشف کرد که امکان فرموله کردن قانون سری های همسانی تنوع ارثی را فراهم می کند: "گونه ها و جنس هایی که از نظر ژنتیکی نزدیک هستند با سری های مشابهی از تنوع ارثی با چنین ویژگی هایی مشخص می شوند. صحت آن است که با دانستن تعدادی اشکال در یک گونه، می توان یافت اشکال موازی را در گونه ها و جنس های دیگر پیش بینی کرد. هر چه آنها از نظر ژنتیکی نزدیکتر باشند سیستم مشترکجنس ها و گونه ها، شباهت در رتبه های تنوع آنها کامل تر است. خانواده‌های کامل گیاهان معمولاً با چرخه خاصی از تغییرات مشخص می‌شوند که از تمام جنس‌ها و گونه‌هایی که خانواده 30 را تشکیل می‌دهند، مشخص می‌شود.

این قانون را می توان با مثال خانواده پوا که شامل گندم، چاودار، جو، جو، ارزن و غیره است، نشان داد. به این ترتیب رنگ سیاه کاریوپسیس در چاودار، گندم، جو، ذرت و سایر گیاهان و شکل کشیده آن در تمام گونه های مورد مطالعه خانواده یافت شد. قانون سری های همسانی در تنوع ارثی به خود N.I. Vavilov اجازه داد تا تعدادی از اشکال چاودار را که قبلاً ناشناخته بودند، بر اساس وجود این ویژگی ها در گندم بیابد. اینها عبارتند از: بلالهای سایه دار و بدون سایه، دانه های قرمز، سفید، سیاه و بنفش، دانه های آرد آلود و شیشه ای و غیره.

قانون کشف شده توسط N.I. Vavilov نه تنها برای گیاهان، بلکه برای حیوانات نیز معتبر است. بنابراین، آلبینیسم نه تنها در گروه های مختلف پستانداران، بلکه در پرندگان و سایر حیوانات نیز رخ می دهد. کوتاهی انگشت در انسان، گاو، گوسفند، سگ، پرندگان، عدم وجود پر در پرندگان، فلس در ماهی، پشم در پستانداران و غیره مشاهده می شود.

قانون سری همولوگ تنوع ارثی از اهمیت زیادی برای تمرین اصلاحی برخوردار است. این به ما امکان می دهد حضور اشکالی را که در یک گونه خاص یافت نمی شوند، اما مشخصه گونه های نزدیک به هم هستند، پیش بینی کنیم، یعنی قانون جهت جستجوها را نشان می دهد. علاوه بر این، شکل مورد نظر را می توان در طبیعت یافت یا از طریق جهش زایی مصنوعی به دست آورد. به عنوان مثال، در سال 1927، ژنتیک آلمانی E. Baur، بر اساس قانون سری های همسانی، احتمال وجود نوعی لوپین بدون آلکالوئید را پیشنهاد کرد که می تواند به عنوان خوراک حیوانات استفاده شود. با این حال، چنین اشکالی شناخته شده نبود. پیشنهاد شده است که جهش یافته های بدون آلکالوئید نسبت به گیاهان تلخ لوپین نسبت به آفات مقاومت کمتری دارند و بیشتر آنها قبل از گلدهی می میرند.

بر اساس این فرضیات، R. Zengbusch جستجو برای جهش یافته های بدون آلکالوئید را آغاز کرد. او 2.5 میلیون گیاه لوپین را مورد بررسی قرار داد و در بین آنها 5 گیاه با محتوای کم آلکالوئید را شناسایی کرد که اجداد لوپین علوفه ای بودند.

مطالعات بعدی تأثیر قانون سری های همسانی را در سطح تنوع ویژگی های مورفولوژیکی، فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی طیف گسترده ای از موجودات - از باکتری ها تا انسان ها نشان داد.

جهش های مصنوعی

جهش زایی خود به خودی به طور مداوم در طبیعت رخ می دهد. با این حال، جهش های خود به خودی نادر هستند. به عنوان مثال، در مگس سرکه، جهش چشم سفید با فرکانس 1:100000 گامت تشکیل می شود؛ در انسان ژن های بسیاری با فرکانس 1:200000 گامت جهش می یابند.

در سال 1925، G.A. Nadson و G.S. Filippov اثر جهش زایی پرتوهای رادیوم را بر تنوع ارثی در سلول های مخمر کشف کردند. از اهمیت ویژه ای برای توسعه جهش زایی مصنوعی، کارهای G. Meller (1927) بود که نه تنها اثر جهش زایی پرتوهای رادیوم را در آزمایشات بر روی مگس سرکه تایید کرد، بلکه نشان داد که تابش فراوانی جهش ها را صدها بار افزایش می دهد. در سال 1928، L. Stadler از اشعه ایکس برای بدست آوردن جهش استفاده کرد. بعداً اثر جهش زایی مواد شیمیایی نیز ثابت شد. این آزمایش ها و آزمایش های دیگر وجود تعداد زیادی از عوامل به نام را نشان داد جهش زا، قادر به ایجاد جهش در موجودات مختلف است.

تمام جهش زاهای مورد استفاده برای تولید جهش به دو گروه تقسیم می شوند:

فیزیکی -تابش، دمای بالا و پایین، ضربه مکانیکی، اولتراسوند؛

شیمیایی- ترکیبات آلی و معدنی مختلف: کافئین، گاز خردل، نمک های فلزات سنگین، اسید نیتروژن و غیره.

جهش زایی القا شده است پراهمیت. این امکان ایجاد منبع با ارزش برای پرورش، صدها گونه بسیار پربار از نژادهای گیاهی و جانوری، افزایش بهره وری تعدادی از تولیدکنندگان مواد فعال بیولوژیکی را 10-20 برابر می کند و همچنین راه هایی برای ایجاد وسایل حفاظتی را نشان می دهد. انسان از عمل عوامل جهش زا.

تغییر جهش

طرح

تفاوت بین جهش ها و تغییرات

طبقه بندی جهش ها

قانون N.I.Vavilov

جهش ها مفهوم جهش. عوامل جهش زا

جهش -تغییرات ناگهانی، دائمی، طبیعی یا مصنوعی در ماده ژنتیکی است که تحت تأثیر عوامل جهش زا .

انواع عوامل جهش زا:

آ) فیزیکی- تابش، دما، تابش الکترومغناطیسی.

ب) عوامل شیمیایی -موادی که باعث مسمومیت بدن می شوند: الکل، نیکوتین، فرمالدئید.

که در) بیولوژیکی- ویروس ها، باکتری ها.

تفاوت بین جهش ها و تغییرات

طبقه بندی جهش ها

چندین طبقه بندی از جهش وجود دارد.

طبقه بندی جهش ها بر اساس معنی: مفید، مضر، خنثی.

مفیدجهش منجر به افزایش مقاومت ارگانیسم می شود و ماده ای برای انتخاب طبیعی و مصنوعی است.

جهش های مضرکاهش نشاط و منجر به ایجاد بیماری های ارثی: هموفیلی، کم خونی سلول داسی شکل.

II طبقه بندی جهش ها بر اساس محلی سازی یا محل وقوع: جسمی و زایشی.

جسمیدر سلول های بدن پدید می آیند و تنها بخشی از بدن را تحت تأثیر قرار می دهند، در حالی که افراد موزاییک رشد می کنند: چشم های مختلف، رنگ مو. این جهش ها فقط در طی تکثیر رویشی (در مویز) به ارث می رسند.

مولد – در سلول‌های زایا یا در سلول‌هایی که گامت‌ها از آن‌ها تشکیل می‌شوند، رخ می‌دهند. آنها به هسته ای و خارج هسته ای (میتوکندری، پلاستید) تقسیم می شوند.

III جهش بر اساس ماهیت تغییر ژنوتیپ: کروموزومی، ژنومی، ژن.

ژنتیکی (یا نقطه) در زیر میکروسکوپ قابل مشاهده نیستند، با تغییرات در ساختار ژن مرتبط هستند. این جهش ها در نتیجه از دست دادن نوکلئوتید، قرار دادن یا جایگزینی یک نوکلئوتید با نوکلئوتید دیگر رخ می دهد. این جهش ها منجر به بیماری های ژنی می شوند: کوررنگی، فنیل کتونوری.

کروموزومی (پرسترویکا) با تغییرات در ساختار کروموزوم همراه است. چه اتفاقی ممکن است بیفتد:

حذف: -از دست دادن بخشی از کروموزوم؛

تکثیر. مضاعف شدن -دو برابر شدن بخش کروموزوم؛

وارونگی -چرخش بخشی از کروموزوم 180 0؛

جابجایی -تبادل مقاطع کروموزوم های غیر همولوگ و ادغامدو کروموزوم غیر همولوگ در یک کروموزوم.

علل جهش های کروموزومی: وقوع دو یا چند شکست کروموزوم به دنبال پیوستن آنها، اما به ترتیب اشتباه.

ژنومیک جهش ها منجر به تغییر در تعداد کروموزوم ها می شود. تمیز دادن هتروپلویدیو پلی پلوئیدی

هتروپلویدی همراه با تغییر در تعداد کروموزوم ها، در چندین کروموزوم - 1.2.3. علل: عدم تفکیک کروموزوم ها در میوز:

- مونوسومی –کاهش تعداد کروموزوم ها به اندازه 1 کروموزوم. فرمول کلی مجموعه کروموزوم 2n-1 است.

- تریسونومی –افزایش تعداد کروموزوم ها به میزان 1. فرمول عمومی 2n+1 (47 کروموزوم سندرم Clanfeather؛ تریسونومی 21 جفت کروموزوم - سندرم داون (علائم متعدد نقائص هنگام تولدکاهش نشاط بدن و اختلال در رشد ذهنی).

پلی پلوئیدی – تغییر چندگانه در تعداد کروموزوم ها در ارگانیسم های پلی پلوئید، مجموعه کروموزوم هاپلوئید (n) در سلول ها نه 2 بار مانند دیپلوئیدها، بلکه 4-6 بار، گاهی اوقات بسیار بیشتر - تا 10-12 بار تکرار می شود.

وقوع پلی پلوئیدها با نقض میتوز یا میوز همراه است. به طور خاص، عدم واگرایی کروموزوم های همولوگ در میوز منجر به تشکیل گامت هایی با افزایش تعداد کروموزوم ها می شود. در موجودات دیپلوئیدی، این فرآیند می تواند گامت های دیپلوئیدی (2n) تولید کند.

به طور گسترده در گیاهان کشت شده یافت می شود: گندم سیاه، آفتابگردان و غیره، و همچنین در گیاهان وحشی.

قانون N.I. Vavilov (قانون سری همولوگ تنوع ارثی).

/از قدیم الایام محققان وجود ویژگی های مشابه را در انواع متفاوتو تیره های هم خانواده مانند خربزه که شبیه خیار است یا هندوانه که شبیه خربزه است. این حقایق اساس قانون سری های همسانی در تغییرپذیری ارثی را تشکیل دادند./

آللیسم چندگانه. تنوع موازی. یک ژن می تواند در بیش از دو حالت وجود داشته باشد. تنوع آلل های یک ژن نامیده می شود آللیسم چندگانه. آلل های مختلف درجات مختلفی از یک صفت را تعیین می کنند. هرچه تعداد آلل های بیشتری در افراد یک جمعیت حمل شود، گونه پلاستیکی بیشتری داشته باشد، بهتر با شرایط محیطی متغیر سازگار می شود.

همگرایی چندگانه زیربنای آن است تنوع موازی - پدیده ای که در آن شخصیت های مشابه در گونه ها و جنس های مختلف از یک خانواده ظاهر می شوند. حقایق تغییرپذیری موازی را سیستماتیک N.I. Vavilov./

N.I. Vavilov گونه های خانواده غلات را مقایسه کرد. او دریافت که اگر گندم نرم دارای اشکال زمستانه و بهاره، سایبان و بدون ریشک باشد، در گندم دوروم نیز حتماً همین اشکال وجود دارد. علاوه بر این، ترکیب ویژگی ها. با توجه به اینکه اشکال در یک گونه و جنس متفاوت است، اغلب معلوم می شود که در سایر جنس ها یکسان است. به عنوان مثال، اشکال چاودار و جو اشکال انواع مختلف گندم را تکرار می کنند، و یک سری موازی یا همولوگ از تنوع ارثی را تشکیل می دهند.

سیستم سازی حقایق به N.I. Vavilov اجازه داد تا فرموله کند قانون سری های همولوگ در تنوع ارثی (1920): گونه ها و جنس هایی که از نظر ژنتیکی به هم نزدیک هستند با سری های مشابهی از تنوع ارثی با چنین نظمی مشخص می شوند. که با دانستن تعدادی اشکال در یک گونه، می توان وجود اشکال موازی را در گونه ها و جنس های دیگر پیش بینی کرد.

همسانی صفات ارثی گونه‌ها و جنس‌های نزدیک به هم با همسانی ژن‌های آنها توضیح داده می‌شود، زیرا آنها از یک گونه اجدادی منشا گرفته‌اند. علاوه بر این، فرآیند جهش در گونه های ژنتیکی نزدیک به طور مشابه پیش می رود. بنابراین، آنها سری مشابهی از آلل های مغلوب و در نتیجه صفات موازی ایجاد می کنند.

نتیجه گیری از قانون واویلف: هر گونه دارای مرزهای خاصی از تنوع جهش است. هیچ فرآیند جهشی نمی تواند منجر به تغییراتی شود که فراتر از طیف تنوع ارثی گونه باشد.بنابراین، در پستانداران، جهش می تواند رنگ پوشش را از سیاه به قهوه ای تغییر دهد، قرمز، سفید، راه راه و لکه بینی ممکن است رخ دهد، اما ظاهر رنگ سبز منتفی است.