Модификационная изменчивость, её сущность и значение

53. Модификационная изменчивость, её сущность и значение.

Модификациями называются фенотипические изменения, возникающие под влиянием условий среды. Размах модификационной изменчивости ограничен нормой реакции. Возникшее конкретное модификационное изменение признака не наследуется, но диапазон модификационной изменчивости, норма реакции, генетически обусловлеы (наследуеются). Модификационные изменения не влекут за собой изменений генотипа. Модификационная изменчивость, как правило, целесообразна. Она соответствует условиям обитания, является приспособительной. Возникновение модификационных изменений связано с тем, что условия среды воздействуют на ферментивные реакции, протекающие в развивающемся орг-ме, и в известной мере изменяют их течение. Примерами модификационной изменчивости у человека может служить усиление пигментации под влиянием ультрафиолетового облучения, развитие мышечной и костной систем в р-те физических нагрузок. К модификационной изменчивости следует отнести также фенокопии. Они обусловлены тем, что в процессе развития под влиянием внешних факторов признак, зависящий от определённого генотипа, может измениться; при этом копируются признаки, хар-ные для другого генотипа. Некоторые инфекционные болезни (краснуха, токсоплазмоз), которые перенесла мать, также могут стать причиной фенокопий ряда наследственных болезней и пороков развития. Наличие фенокопий нередко затрудняет постановку диагноза, поэтому существование их врач всегда должен иметь в виду. Особую группу модификационной изменчивости составляют длиетльные модификации. Эти изменения возникают под влиянием внешних условий, этот признак держится в нескольких поколениях. Длительные модификации наследуются по типу цитоплазматической наследственноти. Под влиянием внешнего фактора происходят изменения в тех частях цитоплазмы, которые затем могут ауторепродуцироваться.

54. Лёха

55. Лёха

56. Лёха

57. Генетические процессы популяциях. Формы естественного отбора: движущий и стабилизирующий.

Генетические процессы популяциях подчиняются закону Харди-Вайнберга. Идеальная популяция должна характеризоваться следующими особенностями: бесконечно большой величиной, свободным скрещиванием (панмиксия), отсутствие мутаций по данному гену, отсутствием миграций в популяцию и из неё, отсутствие отбора (по признаку, кодируемому данным геном). В идеальной популяции соотношение генотипов доминантных гомозигот (АА), доминантных гетерозигот (Аа) и рецессивных гомозигот остаётся постоянным.

Использование формул закона Харди-Вайнберга позволяет рассчитать генетический состав популяции в данное время и определить возможные тенденции его изменений.

Используя закон Харди-Вайнберга, можно вычислить насыщенность популяции определёнными генами, рассчитать частоты гетерозиготного носительства аллелей у людей.

При медико-генетических исследованиях популяций подобные расчёты нашли широкое распространение. Но в тех случаях, когда популяции ограничены по численности, закон Харди-Вайнберга не действует, так как основан на статистических закономерностях, которые не играют роли в случае малых чисел. Установлено, что в небольших популяциях гетерозиготные особи рано или поздно исчезают. Вся популяция становится гомозиготной. При этом одна популяция будет состоять из особей с доминантным генотипом (АА), а другая с рецессивным (аа).

Если в генофонде популяции присутствуют летальные гены, это может иметь роковые последствия - наступит вымирание всей популяции.

Главный эволюционный фактор - естественный отбор. Генетическая гетерогенность популяций , насыщенность мутациями обеспечивают их пластичность, лучшую приспособленность к изменяющимся условиям, что имеет очень большое значение для жизни вида. При изменении условий существования в популяциях выявляется резерв большой наследственной изменчивости, из которой ряд признаков могут оказаться приспособительными и будут поддержаны отбором.

Различают 3 основные формы естественного отбора: движущий, стабилизирующий и дизруптивный (дивергентный).

Движущий отбор. Действие этой формы отбора особенно заметно при изменении условий среды. Начинает создаваться новая форма, а прежняя подвергается уничтожению, так как недостаточно соответствует новым условиям существования. Движущий отбор может происходить в 2 направлениях: в сторону либо смены нормы реакции, либо её расширения.

Классическим примером движущего отбора, вызывающего изменение нормы реакции, является то, что произошло с микроорганизмами - возбудителями многих инфекционных болезней после начала применения антибиотиков. Отбор привёл к выживанию штаммов микроорганизмов, устойчивых к ряду антибиотиков. Так появились штаммы стафилококков, устойчивых к пенициллину и др. нередко первоначально вредный фактор при длительном присутствии в окр. среде может привести к отбору форм, для которых он не только перестаёт быть вредным, но становится необходимым. Так появились штаммы патогенных микроорганизмов, нуждающихся для своего существования в антибиотиках, например в пенициллине.

Нередко условия внешней среды быстро и часто меняются. В таких случаях отбор ведёт к расширению номы реакции: один и тот же генотип кодирует ряд приспособительных фенотипов, наиболее отвечающих конкретным условиям существования. Каждый орг-м даёт индивидуальный приспособительный ответ на конкретные изменения условий среды.

Разумеется, широкая нома реакции яв-ся р-том естественного отбора у тех видов, которые длиетльно существуют в колеблющихся, часто и нерегулярно меняющихся условиях внешней среды. У тех видов, которые обитают в условиях, длительно остающихся однотипными, широкой нормы реакции не вырабатывается. В таких случаях в силу вступает стабилизирующий отбор.

Стабилизирующий отбор направлен на закрепление той узкой нормы р-ии, кот-я оказалась наиболее благоприятной при данных условиях существования. Действием стабилизирующего отбора нома реакции сужается, благодаря чему целесообразные реакции становятся менее зависимыми от внешней среды.

Стабилизирующий отбор направлен на сохранение средних вариантов и ведёт к гибели в первую очередь крайних вариантов. В таких условиях мутации, уменьшающие норму реакции, оказываются полезными, сохраняются отбором и вытесняют прежний ген, кодирующий более широкую амплитуду изменчивости. Создаётся определённая типичная форма, отклонения от формы отсеиваются при отборе.

58. Ненадо.

59. Биотехнология, её основные направления. Генная и клеточная инженерия.

Биотехнология и её направления. Биотехнология - наука об использовании биологических объектов в народном хоз-ве. Направления: микробиологический синтез, клеточная инженерия, генная инженерия.

Микробиологический синтез - использование микроорганизмов для получения белков, аминокислот и др. создание микроорганизмов, обладающих высокой продуктивностью. Получение с помощью микроорганизмов кормового белка (дрожжи), аминокислоты лизина, витаминов, орг. кислот, антибиотиков, ферментов.

Использование микроорганизмов для решения энергетической проблемы и охраны природы. Применение микроорганизмов с целью получения биогаза - смеси метана и углекислого газа: в контейнеры получают навоз, отходы от переработки продуктов сельского хозяйства и культуры бактерий, выделяющие биогаз; биогаз собирают в емкости и используют для обогрева помещений, приготовления пищи. Использование микроорганизмов для очистки сточных вод, извлечения из них урана, меди, кобальта.

Клеточная инженерия - культирование на питательных средах клеток и тканей высших организмов (растений и животных). Метод гибридизации соматических клеток: получение гибридных клеток мыши и человека, кошки и собаки, табака и картофеля. Получение растений путем выращивания их из одной соматической клетки для быстрого размножения сортов. Клон - масса генетически однородных клеток, полученных в р-те деления одной клетки. Выращивание биомассы женьшеня путём клонирования.

Генная инженерия связана с перестройкой генотипа. Выведение гена человека, определяющего выработку гормона инсулина, в генотип кишечной палочки. Исследования по введению гена, способствующего усвоению азота из атмосферного воздуха, в генотип злаков.

60. Резус-фактор. Причины и последствия несовместимости по резус-фактору.

В 1940 был обнаружен белок в крови обезьян макак Резус, который назвали резус фактор, а при тщательном обследовании обнаружили, что Rh⁺ есть не у всех людей (около 80%) p. rr x RR т.г.r R F. Rr (согласно закону Менделя). Существует несовместимость по Rh, 5% выкидышей из за несовместимости матери и плода (мертворождение и уродство). Если у Rh^- матери Rh^- - плод, то всё в порядке. Если же плод Rh⁺, то в организме матери вырабатываются антитела к чужеродному белку - Rh ребёнка. Эти антитела атакуют эритроциты плода, вызывая эритробластоз и ведя к выкидашам и мёртворождениям. Это называется Rh-конфликт. Если же Rh^- женщине переливали Rh⁺кровь, то в её организме циркулируют антирезусные антитела. В таком случае Rh - конфликт усугубляется.

61. Лёха

62. Лёха

63. Методы изучения наследственности у человека:

1. генеалогический (метод родословных) - сбор данных о наследовании признаков в ряду поколений

2. близнецовый - выявление наследования признаков у монозиготных и дизиготных близнецов

3. цитологический (анализ кариотипа) - определение полового хроматина.

4. биохимический - выявление хода нарушений нормального обмена веществ, например увеличение содержания сахара в крови при сахарном диабете

5. популяционный - изучение распространения отдельных признаков в популяции