Подробное решение Параграф § 47 по биологии для учащихся 10 класса, авторов Н.Д. Лисов, В.В. Шевердов, Г.Г. Гончаренко, М.Л. Дашков 2014
1. Что такое комбинативная изменчивость? Приведите примеры. Назовите источники комбинативной изменчивости.
Комбинативная изменчивость — изменчивость потомства, обусловленная возникновением новых сочетаний (комбинаций) генов родителей. Источники комбинативной изменчивости: кроссинговер, независимое расхождение хромосом в анафазе I мейоза, случайное сочетание гамет при оплодотворении.
2. Дайте определение понятиям «мутация», «мутагенез», «мутаген». На какие группы принято делить мутагены? Приведите примеры.
Мутации — наследуемые изменения генетического материала организмов. Процесс возникновения мутаций получил название мутагенеза, а организмы, изменившие свой фенотип в результате мутации, называются мутантами. Физические, химические и биологические факторы, воздействие которых на живые организмы приводит к появлению мутаций, называются мутагенными факторами или мутагенами.
3. Охарактеризуйте основные типы генных, хромосомных и геномных мутаций.
Генные мутации — это изменения нуклеотидной последовательности ДНК в пределах одного гена вследствие вставки, выпадения или замены нуклеотидов. Различают внутрихромосомные и межхромосомные мутации. К внутрихромосомным мутациям относят: выпадение участка хромосомы (делеция), двукратный или многократный повтор фрагмента хромосомы (дупликация), поворот участка хромосомы на 180 градусов, из-за чего гены этого участка располагаются в обратной последовательности (инверсия). К межхромосомным мутациям относят обмен участками между двумя негомологичными хромосомами (транслокация). Геномные мутации — это изменение количества хромосом в клетках. В основе таких нарушений лежит нерасхождение хромосом к полюсам клеток при мейозе или митозе. Среди геномных мутаций выделяют полиплоидию и гетероплоидию. Полиплоидия — это увеличение числа хромосом в клетках, кратное гаплоидному набору. При полиплоидии возникают триплоидные (3n), тетраплоидные (4n), гексаплоидные (6n), октаплоидные (8n) клетки и т. д. Гетероплоидия (анеуплоидия) — это изменение числа хромосом, не кратное гаплоидному набору.
4. Какие типы мутаций выделяют по происхождению? По типу мутировавших клеток? По влиянию на жизнеспособность и плодовитость организмов?
По происхождению различают спонтанные и индуцированные мутации. Спонтанные мутации возникают самопроизвольно на протяжении всей жизни организма в нормальных для него условиях окружающей среды. Индуцированными называют мутации, искусственно вызванные при помощи мутагенных факторов в экспериментальных условиях.
В зависимости от того, в каких клетках произошли мутации, их подразделяют на соматические и генеративные. Соматические мутации происходят в соматических клетках. Они могут проявляться у самой особи и передаваться потомству при вегетативном размножении. Генеративные мутации происходят в половых клетках и передаются при половом размножении.
По влиянию на жизнеспособность и плодовитость особей различают: летальные мутации - приводят к гибели организма; полулетальные мутации снижают жизнеспособность мутантов (гемофилия, врожденная форма сахарного диабета и др.); нейтральные мутации не оказывают существенного влияния на жизнеспособность и плодовитость особей (появление веснушек); полезные мутации повышают приспособленность организмов к условиям среды.
5. В чем состоит принципиальное различие между комбинативной и мутационной изменчивостью? Чем отличается мутационная изменчивость от модификационной?
Источниками комбинативной изменчивости служат три процесса: кроссинговер, происходящий в профазе I мейоза; независимое расхождение хромосом в анафазе I мейоза; случайное сочетание гамет при оплодотворении. В основе же мутационной изменчивости лежит воздействие на гены мутационных факторов: физических, химических, биологических
6. В чем суть и практическое значение закона гомологических рядов наследственной изменчивости?
Сущность закона гомологических рядов заключается в том, что виды и роды, близкие генетически, связанные единством происхождения, характеризуются сходными рядами наследственной изменчивости. Зная, какие формы изменчивости встречаются у одного вида, можно предвидеть нахождение сходных форм у других видов.
7. У пшеницы-однозернянки гаметы содержат по 7 хромосом. Сколько хромосом содержится в соматических клетках мутантов пшеницы-однозернянки, если к возникновению мутантной формы привела нуллисомия? Моносомия? Триплоидия? Трисомия? Тетраплоидия? Тетрасомия?
У гамет гаплоидный набор n, у пшеницы он равен n=7. В соматических клетках набор диплоидный 2n, у пшеницы 2n=14. Нуллисомия 2n – 2= 2*7 -2 = 12, моносомия 2n – 1= 2*7 – 1=13, триплоидия 3n=3*7=21, трисомия 2n+1=2*7+1=15, тетраплоидия 4n=4*7=28, тетрасомия 2n+2=2*7+2=16.
8. Черная окраска шерсти у кошек доминирует над рыжей, гетерозиготные кошки обладают черепаховой окраской — черные пятна чередуются с рыжими. Гены, контролирующие цвет шерсти, расположены в Х-хромосоме. Теоретически котов, т. е. самцов, с черепаховой окраской не должно быть (почему?), однако иногда они рождаются. Как объяснить это явление? Как вы считаете, какие еще особенности (кроме необычной окраски) характерны для черепаховых котов?
У кошачьих женский пол определяется XX хромосомами, а мужской пол XY. Если ген, отвечающий за черепаший окрас расположен в Х хромосоме, и такая окраска проявляется в гетерозиготном состоянии, то такое сочетание может проявится и у самцов.