Prawo szeregów homologicznych o zmienności dziedzicznej. Notatki do egzaminów państwowych dla studentów biologii

Szereg homologiczny w zmienność dziedziczna prawo, otwórz rosyjski genetyk N.I. Wawiłowa w 1920 r., wzór ustanawiający równoległość (podobieństwo) w dziedzicznej (genotypowej) zmienności organizmów pokrewnych. W ujęciu Wawilowa prawo to stanowi: „Gatunki i rodzaje genetycznie sobie bliskie charakteryzują się jednakowym ciągiem dziedzicznej zmienności z taką regularnością, że znając szereg form jednego gatunku, można przewidzieć obecność form identycznych w inne gatunki i rodzaje.” Co więcej, im bliższe jest pokrewieństwo między gatunkami, tym pełniejsze jest podobieństwo (homologia) w szeregu ich zmienności. Prawo podsumowuje ogromną ilość materiału na temat zmienności roślin (zbóż i innych rodzin), ale okazało się, że obowiązuje także w przypadku zmienności zwierząt i mikroorganizmów.

Zjawisko równoległej zmienności blisko spokrewnionych rodzajów i gatunków tłumaczy się ich wspólnym pochodzeniem, a co za tym idzie obecnością w znacznej ich części identycznych genów, uzyskanych od wspólnego przodka i niezmienionych w tym procesie. Po zmutowaniu geny te wytwarzają podobne cechy. Równoległość zmienności genotypowej u gatunków pokrewnych objawia się równoległością zmienności fenotypowej, czyli podobnych cech (fenotypów).

Prawo Wawilowa stanowi teoretyczną podstawę wyboru kierunków i metod uzyskiwania cennych ekonomicznie cech i właściwości rośliny uprawne i zwierzęta.

Nazywa się mutacje zachodzące naturalnie bez wpływu różnych czynników na organizm spontaniczny. Główną cechą manifestacji spontanicznych mutacji jest to, że gatunki i rodzaje genetycznie bliskie charakteryzują się obecnością podobnych form zmienności. Wzorzec obecności serii homologicznych w zmienności dziedzicznej ustalił wybitny genetyk i hodowca, akademik N.I. Wawiłow (1920). Ujawnił, że serie homologiczne istnieją nie tylko na poziomie gatunku i rodzaju u roślin, ale można je również znaleźć u ssaków i ludzi.

Istota prawa jest taka genetycznie bliskie rodzaje i gatunki charakteryzują się homologicznymi (podobnymi) szeregami w dziedzicznej zmienności. Podobna zmienność genotypowa opiera się na podobnym genotypie w blisko spokrewnionych formach (tj. zestawie genów, ich pozycji w loci homologicznych). Znając zatem formy zmienności, np. liczbę mutacji u gatunku w obrębie jednego rodzaju, możemy założyć obecność tych samych mutacji u innych gatunków danego rodzaju lub rodziny. Podobne mutacje u gatunków spokrewnionych genetycznie N.I. Wawiłow nazwał szeregi homologiczne zmiennością dziedziczną. Przykłady:

1) przedstawiciele rodziny zbóż mają podobny genotyp. W obrębie rodzajów tej rodziny (pszenica, żyto, owies itp.) obserwuje się podobne mutacje. Należą do nich: gołe słoje, bezosie, wyleganie, różna konsystencja i barwa ziarna itp. Szczególnie powszechne są bezostrowe formy pszenicy, żyta, owsa i ryżu;

2) podobne mutacje występują u ludzi i ssaków: krótkopalce (owce, ludzie), albinizm (szczury, psy, ludzie), cukrzyca(szczury, ludzie), zaćma (psy, konie, ludzie), głuchota (psy, koty, ludzie) itp.

Prawo szeregów homologicznych dziedzicznej zmienności jest uniwersalne. Genetyka medyczna wykorzystuje to prawo do badania chorób zwierząt i opracowywania metod ich leczenia w odniesieniu do ludzi. Ustalono, że wirusy onkogenne przenoszone są przez komórki rozrodcze, integrując się z ich genomem. W tym przypadku u potomstwa rozwijają się choroby podobne do chorób rodziców. Sekwencję nukleotydów w DNA badano u wielu blisko spokrewnionych gatunków, a stopień podobieństwa przekracza 90%. Oznacza to, że tego samego rodzaju mutacji można spodziewać się u pokrewnych gatunków.

Ustawa ma szerokie zastosowanie w hodowli roślin. Znając charakter zmian dziedzicznych u niektórych odmian, można przewidzieć podobne zmiany u odmian pokrewnych, oddziałując na nie mutagenami lub stosując terapię genową. W ten sposób możesz wywołać w nich korzystne zmiany.

Zmienność modyfikacji(wg Ch. Darwina – pewna zmienność) – są to zmiany fenotypowe pod wpływem czynników środowiskowych, które nie są dziedziczone, a genotyp pozostaje niezmieniony.

Zmiany fenotypu pod wpływem czynników środowiskowych u osobników identycznych genetycznie nazywa się modyfikacje. Modyfikacje nazywane są inaczej zmianami w stopniu ekspresji cechy. Pojawienie się modyfikacji wynika z faktu, że czynniki środowiskowe (temperatura, światło, wilgoć itp.) wpływają na aktywność enzymów i w pewnych granicach zmieniają przebieg reakcji biochemicznych. Zmienność modyfikacji ma charakter adaptacyjny, w przeciwieństwie do zmienności mutacyjnej.

Przykłady modyfikacji:

1) grot strzały ma 3 rodzaje liści, różniących się kształtem w zależności od działania czynnika środowiskowego: strzałkowaty, umieszczony nad wodą, owalny – na powierzchni wody, liniowy – zanurzony w wodzie;

2) u królika himalajskiego w miejscu wygolonego białego futra po umieszczeniu w nowych warunkach (temperatura 2°C) wyrasta czarna wełna;

3) przy stosowaniu niektórych rodzajów pasz następuje znaczny wzrost masy ciała i wydajności mlecznej krów;

4) Liście konwalii dalej gleby gliniaste szerokie, ciemnozielone, a na ubogich piaszczystych - wąskie i blade;

5) rośliny mniszka przeniesione wysoko w góry lub na obszary o zimnym klimacie nie osiągają normalnych rozmiarów i wyrastają na karłowate.

6) jeśli w glebie występuje nadmiar potasu, wzrost roślin wzrasta, a jeśli w glebie jest dużo żelaza, na białych płatkach pojawia się brązowawy odcień.

Właściwości modyfikacji:

1) modyfikacje mogą zachodzić w całej grupie jednostek, ponieważ są to grupowe zmiany w nasileniu objawów;

2) zmiany są odpowiednie, tj. odpowiadają rodzajowi i czasowi narażenia na określony czynnik środowiskowy (temperatura, światło, wilgotność gleby itp.);

3) modyfikacje tworzą szereg zmian, dlatego zalicza się je do ilościowych zmian cech;

4) modyfikacje są odwracalne w ciągu jednego pokolenia, tj. wraz ze zmianą warunków zewnętrznych u osobników zmienia się stopień ekspresji cech. Na przykład u krów po zmianie karmienia wydajność mleka może się zmienić, u ludzi pod wpływem promieni ultrafioletowych pojawia się opalenizna, piegi itp.;

5) modyfikacje nie podlegają dziedziczeniu;

6) modyfikacje mają charakter adaptacyjny, tj. w odpowiedzi na zmieniające się warunki środowiskowe osobniki wykazują zmiany fenotypowe, które przyczyniają się do ich przetrwania. Na przykład szczury domowe przystosowują się do trucizn; Zające zmieniają sezonowe kolory;

7) grupują się wokół wartości średniej.

Pod wpływem środowiska zewnętrznego w większym stopniu zmienia się długość i kształt liści, wysokość, waga itp.

Jednak pod wpływem środowiska znaki mogą się zmieniać w pewnych granicach. Norma reakcji– są to górna i dolna granica, w obrębie której charakterystyka może się zmieniać. Te granice, w których fenotyp może się zmieniać, są określone przez genotyp. Przykład 1: wydajność mleka od jednej krowy wynosi 4000–5000 l/rok. Wskazuje to, że w tych granicach obserwuje się zmienność tej cechy, a szybkość reakcji wynosi 4000–5000 l/rok. Przykład 2: jeśli wysokość łodygi odmiany owsa wysokiego waha się od 110 do 130 cm, to norma reakcji dla tej cechy wynosi 110–130 cm.

Różne znaki mają różne normy reakcji - szerokie i wąskie. Szeroka szybkość reakcji– długość liści, masa ciała, wydajność mleczna krów itp. Wąska norma reakcji– zawartość tłuszczu w mleku, barwa nasion, kwiatów, owoców itp. Cechy ilościowe charakteryzują się szeroką szybkością reakcji, natomiast cechy jakościowe – wąską.

Analiza statystyczna zmienności modyfikacji na przykładzie liczby kłosków w kłosie pszenicy

Ponieważ modyfikacja jest ilościową zmianą cechy, możliwe jest przeprowadzenie analizy statystycznej zmienności modyfikacji i wyprowadzenie średniej wartości zmienności modyfikacji lub szeregu zmian. Seria odmian zmienność cechy (tj. liczba kłosków w uszach) - ułożenie uszu w rzędzie w rosnącej liczbie kłosków. Seria odmian składa się z indywidualnych opcji (wariantów). Jeśli policzysz liczbę poszczególnych wariantów w serii odmian, zobaczysz, że ich częstotliwość występowania nie jest taka sama. Opcje ( odmiany) to liczba kłosków w kłosach pszenicy (pojedynczy wyraz cechy). Najczęściej spotykane są średnie wskaźniki serii zmian (liczba kłosków waha się od 14 do 20). Przykładowo w 100 kłosach kukurydzy należy określić częstotliwość występowania poszczególnych wariantów. Wyniki obliczeń pokazują, że najczęstszymi uszami są te ze średnią liczbą kłosków (16–18):

Górny rząd pokazuje opcje - od najmniejszej do największej. Dolny rząd to częstotliwość występowania każdej opcji.

Rozkład wariantów w serii zmian można przedstawić wizualnie za pomocą wykresu. Graficzne wyrażenie zmienności cechy nazywa się krzywa zmienności, który odzwierciedla granice zmienności i częstotliwość występowania określonych zmian cechy (ryc. 36) .

V

Ryż. 36 . Krzywa zmienności liczby kłosków w kłosie pszenicy

W celu określenia średniej wartości zmienności modyfikacji kłosów pszenicy należy wziąć pod uwagę następujące parametry:

P – liczba kłosów z określoną liczbą kłosków (częstotliwość występowania cechy);

n – całkowita liczba wariantów serii;

V – liczba kłosków w uchu (warianty tworzące serię wariacyjną);

M – średnią wartość zmienności modyfikacji, czyli średnią arytmetyczną szeregu zmian kłosów pszenicy, wyznacza się ze wzoru:

M=–––––––––– (średnia wartość zmienności modyfikacji)

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

M=–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– = 17, 1 .

Średnia wartość zmienności modyfikacji ma praktyczne zastosowanie w rozwiązywaniu problemu zwiększania produktywności roślin i zwierząt rolniczych.

Prawo szeregów homologicznych Wawilowa

Ważnym teoretycznym uogólnieniem badań N. I. Wawiłowa jest opracowana przez niego doktryna szeregów homologicznych. Zgodnie z sformułowanym przez niego prawem serii homologicznych dziedzicznej zmienności, nie tylko gatunki bliskie genetycznie, ale także rodzaje roślin tworzą homologiczne serie form, tj. istnieje pewna paralelizm w zmienności genetycznej gatunków i rodzajów. Gatunki bliskie, ze względu na duże podobieństwo ich genotypów (prawie ten sam zestaw genów), charakteryzują się podobną zmiennością dziedziczną. Jeśli wszystkie znane odmiany cech dobrze zbadanego gatunku umieścimy w określonej kolejności, wówczas prawie wszystkie te same różnice w zmienności cech można znaleźć u innych pokrewnych gatunków. Na przykład zmienność kręgosłupa kłosowego jest w przybliżeniu taka sama u pszenicy miękkiej, pszenicy durum i jęczmienia.

Interpretacja N.I. Wawiłowa. Gatunki i rodzaje genetycznie bliskie charakteryzują się podobnym ciągiem zmienności dziedzicznej z taką regularnością, że znając szereg form w obrębie jednego gatunku można przewidzieć obecność form równoległych u innych gatunków i rodzajów. Im bliższa zależność, tym pełniejsze podobieństwo szeregu zmienności.

Nowoczesna interpretacja prawa

Pokrewne gatunki, rodzaje, rodziny mają homologiczne geny i porządki genów w chromosomach, których podobieństwo jest tym pełniejsze, im bliżej porównywanych taksonów są bliższe ewolucyjnie. Homologia genów u gatunków pokrewnych przejawia się w podobieństwie szeregów ich dziedzicznej zmienności (1987).

Znaczenie prawa

1. Prawo szeregów homologicznych dziedzicznej zmienności umożliwia znalezienie niezbędnych cech i wariantów w niemal nieskończonej różnorodności form różne rodzaje zarówno rośliny uprawne, jak i zwierzęta domowe, a także ich dzicy krewni.

2. Umożliwia skuteczne poszukiwanie nowych odmian roślin uprawnych i ras zwierząt domowych o określonych wymaganych cechach. Na tym polega ogromne praktyczne znaczenie prawa dla produkcji roślinnej, hodowli i hodowli zwierząt.

3. Jego rola w geografii roślin uprawnych jest porównywalna z rolą Układ okresowy elementy DI Mendelejewa w chemii. Stosując prawo serii homologicznych, można ustalić centrum pochodzenia roślin według spokrewnionych gatunków o podobnych cechach i formach, które prawdopodobnie rozwijają się w tym samym środowisku geograficznym i ekologicznym.

Bilet 4

Dziedziczenie cech podczas rozbieżności chromosomów płciowych (pierwotna i wtórna nondysjunkcja chromosomów X u Drosophila)

Jak zauważono wcześniej, gdy białooka samica Drosophila zostaje skrzyżowana z czerwonookim samcem F1 wszystkie córki mają czerwone oczy i wszyscy synowie, którzy otrzymują je tylko X-chromosom matki, oczy białe. Czasami jednak na takich skrzyżowaniach pojawiają się pojedyncze czerwonookie samce i białookie samice, tzw. muchy wyjątkowe z częstotliwością 0,1-0,001%. Bridges zasugerował, że pojawienie się takich „wyjątkowych osobników” tłumaczy się tym, że u ich matki podczas mejozy oba chromosomy X trafiły do ​​jednego jaja, tj. wystąpił brak rozbieżności X-chromosomy. Każde z tych jaj może zostać zapłodnione albo przez plemnik, albo X-chromosom lub Y-chromosom. W rezultacie można utworzyć 4 rodzaje zygot: 1) z trzema X-chromosomy – XXX; 2) z dwiema matkami X-chromosomy i Y-chromosom XXY; 3) z jednym ojcem X-chromosom; 4) bez X-chromosomy, ale z Y-chromosom.

XXY są normalnie płodnymi samicami. XO- samce, ale sterylne. To pokazuje, że u Drosophila Y-chromosom nie zawiera genów determinujących płeć. Podczas przekraczania XXY samice z normalnymi czerwonookimi samcami ( XY) Mostki stwierdzono u potomstwa 4% białookich samic i 4% czerwonookich samców. Reszta potomstwa składała się z czerwonookich samic i białookich samców. Autor wyjaśnił pojawienie się tak wyjątkowych osobników wtórną niezróżnicowaniem X-chromosomy w mejozie, ponieważ samice wzięte na krzyż ( XXY), powstały w wyniku pierwotnej nondysjunkcji chromosomów. Nondysjunkcja chromosomów wtórnych u takich kobiet w mejozie jest obserwowana 100 razy częściej niż pierwotna.

U wielu innych organizmów, w tym u ludzi, znany jest również brak rozłączenia chromosomów płciowych. Z 4 typów potomstwa powstałych w wyniku braku dywergencji X-chromosomy u kobiet, u osób, które ich nie posiadają X-chromosomy obumierają w trakcie rozwoju embrionalnego. Zygoty XXX rozwija się u kobiet, które są bardziej niż zwykle narażone na wady psychiczne i niepłodność. Z zygot XXY rozwijają się wadliwi mężczyźni - zespół Klinefeltera - niepłodność, upośledzenie umysłowe, budowa ciała eunuchoidalna. Potomkowie jednego X-chromosomy często umierają w rozwoju embrionalnym; rzadkością są kobiety z zespołem Shereshevsky'ego-Turnera, które przeżywają. Są krótkie, dziecinne i sterylne. W ludziach Y-chromosomy zawierają geny determinujące rozwój organizmu męskiego. Z nieobecnością Y-Chromosomy rozwijają się zgodnie z typem żeńskim. Nondysjunkcja chromosomów płciowych występuje częściej u ludzi niż u Drosophila; Średnio na 600 urodzonych chłopców przypada jeden z zespołem Klinefeltera.

NI Wawiłow, badając dziedziczną zmienność roślin uprawnych i ich przodków, odkrył szereg wzorców, które umożliwiły sformułowanie prawa szeregów homologicznych dziedzicznej zmienności: „Gatunki i rodzaje genetycznie bliskie charakteryzują się podobnym szeregiem dziedzicznej zmienności przy takich słuszność, że znając wiele form w obrębie jednego gatunku, można przewidzieć znalezienie form równoległych u innych gatunków i rodzajów. Im bliżej są genetycznie umiejscowieni wspólny system rodzajów i gatunków, tym pełniejsze jest podobieństwo w szeregach ich zmienności. Całe rodziny roślin charakteryzują się na ogół pewnym cyklem zmian obejmującym wszystkie rodzaje i gatunki tworzące rodzinę 30.

Prawo to można zilustrować na przykładzie rodziny Poa, do której zalicza się pszenicę, żyto, jęczmień, owies, proso itp. I tak czarną barwę ziarniaka stwierdzono u żyta, pszenicy, jęczmienia, kukurydzy i innych roślin, a wydłużony kształt ziarniaka stwierdzono u wszystkich badanych gatunków z rodziny. Prawo serii homologicznych w zmienności dziedzicznej pozwoliło samemu N.I. Wawiłowowi znaleźć szereg nieznanych wcześniej form żyta, w oparciu o obecność tych cech w pszenicy. Należą do nich: kłosy markizowe i bezosiekowe, ziarna koloru czerwonego, białego, czarnego i fioletowego, ziarna mączne i szkliste itp.

Prawo odkryte przez N.I. Wawiłowa obowiązuje nie tylko dla roślin, ale także dla zwierząt. Zatem bielactwo występuje nie tylko u różnych grup ssaków, ale także u ptaków i innych zwierząt. Krótkie palce obserwuje się u ludzi, bydła, owiec, psów, ptaków, brak piór u ptaków, łusek u ryb, wełny u ssaków itp.

Prawo szeregów homologicznych o zmienności dziedzicznej ma ogromne znaczenie w praktyce hodowlanej. Pozwala przewidzieć obecność form nie występujących u danego gatunku, ale charakterystycznych dla gatunków blisko spokrewnionych, czyli prawo wskazuje kierunek poszukiwań. Co więcej, pożądaną formę można spotkać w naturze lub uzyskać poprzez sztuczną mutagenezę. Przykładowo w 1927 roku niemiecki genetyk E. Baur w oparciu o prawo szeregów homologicznych zasugerował możliwość istnienia wolnej od alkaloidów formy łubinu, która mogłaby być wykorzystywana jako pasza dla zwierząt. Jednak takie formy nie były znane. Sugerowano, że mutanty wolne od alkaloidów są mniej odporne na szkodniki niż rośliny łubinu gorzkiego i większość z nich umiera przed kwitnieniem.

Bazując na tych założeniach R. Zengbusch rozpoczął poszukiwania mutantów wolnych od alkaloidów. Zbadał 2,5 miliona roślin łubinu i zidentyfikował wśród nich 5 roślin o niskiej zawartości alkaloidów, które były przodkami łubinu pastewnego.

Późniejsze badania wykazały wpływ prawa szeregów homologicznych na poziom zmienności cech morfologicznych, fizjologicznych i biochemicznych szerokiej gamy organizmów - od bakterii po człowieka.

Sztuczne mutacje

Spontaniczna mutageneza występuje w przyrodzie stale. Jednak spontaniczne mutacje są rzadkie. Na przykład u Drosophila mutacja białego oka powstaje z częstotliwością 1:100 000 gamet, u ludzi wiele genów mutuje z częstotliwością 1:200 000 gamet.

W 1925 roku G.A. Nadson i G.S. Filippov odkryli mutagenny wpływ promieni radu na dziedziczną zmienność komórek drożdży. Szczególne znaczenie dla rozwoju sztucznej mutagenezy miały prace G. Mellera (1927), który nie tylko potwierdził mutagenne działanie promieni radu w doświadczeniach na Drosophila, ale także wykazał, że napromienianie setki razy zwiększa częstotliwość mutacji. W 1928 r. L. Stadler użył promieni rentgenowskich do uzyskania mutacji. Później udowodniono także mutagenne działanie chemikaliów. Te i inne eksperymenty wykazały istnienie dużej liczby czynników tzw mutagenny, zdolny do wywoływania mutacji w różnych organizmach.

Wszystkie mutageny użyte do wytworzenia mutacji dzielą się na dwie grupy:

fizyczny - promieniowanie, wysoka i niska temperatura, uderzenia mechaniczne, ultradźwięki;

chemiczny- różne związki organiczne i nieorganiczne: kofeina, gaz musztardowy, sole metali ciężkich, kwas azotawy itp.

Indukowana mutageneza ma bardzo ważne. Umożliwia wytworzenie cennego materiału źródłowego do hodowli, setek wysoce produktywnych odmian roślin i ras zwierząt, 10-20-krotne zwiększenie produktywności wielu producentów substancji biologicznie czynnych, a także odkrywa sposoby tworzenia środków ochrony człowieka przed działaniem czynników mutagennych.

ZMIENNOŚĆ MUTACYJNA

Plan

Różnica między mutacjami a modyfikacjami.

Klasyfikacja mutacji.

Prawo N.I.Wawilowa

Mutacje. Pojęcie mutacji. Czynniki mutagenne.

Mutacje – to nagłe, trwałe, naturalne lub sztuczne zmiany w materiale genetycznym, które zachodzą pod wpływem czynniki mutagenne .

Rodzaje czynników mutagennych:

A) fizyczny– promieniowanie, temperatura, promieniowanie elektromagnetyczne.

B) czynniki chemiczne – substancje powodujące zatrucie organizmu: alkohol, nikotyna, formaldehyd.

W) biologiczny- wirusy, bakterie.

Różnica między mutacjami a modyfikacjami

Klasyfikacja mutacji

Istnieje kilka klasyfikacji mutacji.

I Klasyfikacja mutacji ze względu na znaczenie: korzystna, szkodliwa, neutralna.

Użyteczne mutacje prowadzą do wzrostu odporności organizmu i są materiałem do doboru naturalnego i sztucznego.

Szkodliwe mutacje zmniejszają witalność i prowadzą do rozwoju chorób dziedzicznych: hemofilii, anemii sierpowatokrwinkowej.

II Klasyfikacja mutacji ze względu na lokalizację lub miejsce występowania: somatyczne i generatywne.

Somatyczny powstają w komórkach ciała i wpływają tylko na część ciała, podczas gdy u osobników mozaikowych rozwijają się: różne oczy, kolor włosów. Mutacje te dziedziczą się wyłącznie podczas rozmnażania wegetatywnego (u porzeczek).

Generatywny – występują w komórkach rozrodczych lub komórkach, z których powstają gamety. Dzielą się na jądrowe i pozajądrowe (mitochondrialne, plastydowe).

III Mutacje ze względu na charakter zmiany genotypu: chromosomalne, genomowe, genowe.

Genetyczny (lub punkt) niewidoczne pod mikroskopem, wiążą się ze zmianami w strukturze genów. Mutacje te powstają w wyniku utraty, insercji lub podstawienia jednego nukleotydu na inny. Mutacje te prowadzą do chorób genetycznych: ślepoty barw, fenyloketonurii.

Chromosomalny (pieriestrojka) związane ze zmianami w strukturze chromosomów. Co może się wydarzyć:

Usunięcie: - utrata części chromosomu;

Powielanie – podwojenie sekcji chromosomu;

Inwersja – obrót części chromosomu o 180 0;

Translokacja – wymiana odcinków chromosomów niehomologicznych i połączenie dwa niehomologiczne chromosomy w jeden.

Przyczyny mutacji chromosomowych: wystąpienie dwóch lub więcej pęknięć chromosomów, po których następuje ich połączenie, ale w niewłaściwej kolejności.

Genomowy mutacje prowadzi do zmiany liczby chromosomów. Wyróżnić heteroploidalność I poliploidia.

Heteroploidia związany ze zmianą liczby chromosomów, na kilku chromosomach – 1.2.3. Powoduje: brak dysjunkcji chromosomów w mejozie:

- Monosomia – zmniejszenie liczby chromosomów o 1 chromosom. Ogólny wzór zestawu chromosomów to 2n-1.

- Trisonomia – wzrost liczby chromosomów o 1. Wzór ogólny 2n+1 (47 chromosomów Zespół Clanfeathera; trisonomia 21 par chromosomów - zespół Downa (wiele objawów wady wrodzone, zmniejszenie witalności organizmu i zaburzenia rozwoju umysłowego).

Poliploidia – wielokrotne zmiany liczby chromosomów. W organizmach poliploidalnych haploidalny (n) zestaw chromosomów w komórkach powtarza się nie 2 razy, jak w organizmach diploidalnych, ale 4-6 razy, czasem znacznie więcej - do 10-12 razy.

Występowanie poliploidów wiąże się z naruszeniem mitozy lub mejozy. W szczególności brak rozbieżności homologicznych chromosomów w mejozie prowadzi do powstawania gamet ze zwiększoną liczbą chromosomów. U organizmów diploidalnych proces ten może spowodować powstanie diploidalnych (2n) gamet.

Szeroko spotykany w roślinach uprawnych: gryce, słoneczniku itp., a także w roślinach dziko rosnących.

Prawo N.I. Wawilowa (prawo szeregów homologicznych o dziedzicznej zmienności).

/Od czasów starożytnych badacze obserwowali istnienie podobnych cech u różne rodzaje oraz rodzaje z tej samej rodziny, takie jak melony, które są podobne do ogórków lub arbuzy, które są podobne do melonów. Fakty te stworzyły podstawę prawa szeregów homologicznych w zmienności dziedzicznej./

Allelizm wielokrotny. Zmienność równoległa. Gen może występować w więcej niż dwóch stanach. Nazywa się to różnorodnością alleli jednego genu allelizm wielokrotny. Różne allele determinują różne stopnie tej samej cechy. Im więcej alleli posiadają osobniki w populacji, tym bardziej plastyczny jest gatunek i tym lepiej przystosowany jest do zmieniających się warunków środowiskowych.

U podstaw leży wielokrotny allelizm zmienność równoległa - zjawisko polegające na występowaniu podobnych cech u różnych gatunków i rodzajów tej samej rodziny. Usystematyzowano fakty dotyczące zmienności równoległej N.I. Vavilov./

N.I. Vavilov porównał gatunki z rodziny zbóż. Odkrył, że jeśli pszenica miękka ma formy ozime i jare, z osłonami i bez ości, to te same formy koniecznie występują w pszenicy durum. Co więcej, kompozycja cech. To, czym różnią się formy w obrębie gatunku i rodzaju, często okazuje się być takie samo w innych rodzajach. Na przykład formy żyta i jęczmienia powtarzają formy różnych rodzajów pszenicy, tworząc tę ​​samą równoległą lub homologiczną serię dziedzicznej zmienności.

Systematyzacja faktów pozwoliła na sformułowanie N.I. Wawiłowa prawo szeregów homologicznych w zmienności dziedzicznej (1920): gatunki i rodzaje genetycznie bliskie charakteryzują się podobnym ciągiem dziedzicznej zmienności z taką regularnością. Że znając liczbę form w obrębie jednego gatunku, można przewidzieć obecność form równoległych u innych gatunków i rodzajów.

Homologię dziedzicznych cech blisko spokrewnionych gatunków i rodzajów wyjaśnia się homologią ich genów, ponieważ pochodzą one od tego samego gatunku przodków. Ponadto proces mutacji u gatunków bliskich genetycznie przebiega podobnie. Dlatego rozwijają podobną serię alleli recesywnych, a w rezultacie cechy równoległe.

Wniosek z prawa Wawiłowa: każdy gatunek ma pewne granice zmienności mutacyjnej. Żaden proces mutacji nie może prowadzić do zmian wykraczających poza spektrum dziedzicznej zmienności gatunku. Zatem u ssaków mutacje mogą zmienić kolor sierści z czarnego na brązowy, czerwony, biały, mogą wystąpić paski i plamy, ale wykluczone jest pojawienie się koloru zielonego.