Цитоплазматическая изменчивость егэ

Выберите два признака из пяти, характеризующие цитоплазматическую изменчивость. Цитоплазматическая изменчивость связана с тем, что

1)  нарушается мейотическое деление

2)  ДНК митохондрий способна мутировать

3)  появляются новые аллели в аутосомах

4)  образуются гаметы, неспособные к оплодотворению

5)  ДНК хлоропласта способна мутировать

Пояснение.

Цитоплазматическая (нехромосомная) изменчивость – изменчивость признаков, контролируемых генами ДНК митохондрий (митохондриальная изменчивость) и хлоропластов.

Характерные особенности цитоплазматической изменчивости: 1) гены в одном экземпляре в составе одной кольцевой молекулы ДНК митохондрии и хлоропласта; 2) отсутствуют аллели и, соответственно, взаимодействие аллельных генов (доминирование, неполное доминирование, кодоминирование); 3) отсутствуют закономерности расщепления признаков в соответствии с законами Г.Менделя; 4) наследование признаков по женской линии.

Цитоплазматическая (неядерная) изменчивость связана только с мутациями в ДНК митохондрий (2) и хлоропластов (пластид) (5).

Мейотическое деление (1), наличие аллельных генов (3) и образование гамет, неспособных к оплодотворению, (4) связаны с ядерной ДНК (ядерной наследственностью и изменчивостью).

Ответ: 25.

Под изменчивостью понимают способность организмов приобретать признаки и свойства, отличные от родительских, характерных для данного вида. Изменчивость
является общим свойством всех живых систем и может выражаться в изменении как генотипа, так и фенотипа.

Традиционно различают ненаследственную и наследственную изменчивость.

Модификационная изменчивость

Модификационная (фенотипическая) изменчивость — изменения фенотипа организма, обусловленные влиянием факторов внешней среды. Данный вид изменчивости не
приводит к изменениям генотипа особи — все изменения касаются только фенотипа.

Напомню, что генотипом называют генетическую конституцию — совокупность генов одного организма, полученных от родителей. Фенотип (греч. phаino — обнаруживаю) —
совокупность наблюдаемых характеристик организма (любой морфологический, гистологический, биохимический, поведенческий признак).

Для модификационной изменчивости характерен групповой характер, она часто (но не всегда) служит приспособлением к условиям внешней среды. Известным примером модификационной изменчивости является изменение окраски шерсти у зайца-беляка в зависимости от сезона года.

Такое изменение окраски делает их более приспособленными, повышает выживаемость: заяц сливается с внешней средой и становится незаметен для хищников.

Однако не стоит забывать об относительности любой приспособленности: если среда резко изменится, то белый заяц на фоне темной земли станет легкой добычей для
хищников.

Еще одним примером модификационной изменчивости служит изменение окраски шерсти у гималайских кроликов. Они рождаются полностью белыми, так как их эмбриональное
развитие протекает в условиях повышенной температуры.

Однако в результате воздействия холода на разные участки их тела, шерсть начинает темнеть. В естественных условиях шерсть темная на ушах, носе, лапах и хвосте.

В эксперименте лед привязывают к спине, и через некоторое время шерсть на этом месте начинает темнеть. Это наглядно демонстрирует влияние внешней среды на проявление
признака.

Вам известно, что человек, побывавший на солнце, получает его «отпечаток» — загар. Потемнение цвета кожи в данном случае связано с активной выработкой
пигмента меланина, который защищает кожу и внутренние органы от УФ излучения.

Загар также является типичным примером модификационной изменчивости. Одни люди загорают быстро, у других этот процесс занимает гораздо больше времени
— все дело в норме реакции.

Норма реакции

Нормой реакции называют генетически (наследственно) закрепленные пределы (границы) изменчивости признака. Принято говорить, что у каждого признака существует определенная норма реакции: она может быть узкой или широкой.

Узкая норма реакции характерна для признаков, которые относятся к качественным: форма глаза, желудка, сердца, размеры головного мозга, рост.

Количественные признаки имеют широкую норму реакцию и достаточно вариабельны в течение жизни: яйценоскость кур, удойность коров, вес, размер листьев.

Итак, подведем итоги. Для фенотипической (ненаследственной, групповой, определенной) изменчивости характерно:

• Причина изменения — влияние факторов внешней среды
• Изменения признаков организма не затрагивают генотип, происходят в соматических клетках и не передаются потомкам
• Изменение признаков ограничено в пределах нормы реакции, которая определяется генотипом
• Изменчивость носит групповой характер, характерна для многих особей (к примеру, сезонная изменчивость)

Наследственная изменчивость

Наследственная изменчивость (неопределенная, индивидуальная, генотипическая) — форма изменчивости, вызванная изменениями генотипа организма,
которые могут быть связаны с мутационной или комбинативной изменчивостью.

В отличие от модификационной изменчивости, где затрагивается только фенотип (внешние проявления), генотипическая изменчивость затрагивает генотип, а
это означает, что генетические изменения затрагивают и половые клетки, которые передаются потомству. Поэтому и называется она — наследственная.

Комбинативная изменчивость

Комбинативная изменчивость возникает в результате появления у потомков новых сочетаний генов (комбинаций). Эти комбинации возникают во время
мейоза в результате хорошо вам знакомого (я надеюсь!) кроссинговера — обмена участками между гомологичными хромосомами.

Запомните, что в основе комбинативной изменчивости лежит три краеугольных момента:

• Случайная комбинация генов в ходе кроссинговера
• Независимое расхождение хромосом в мейозе
• Случайная встреча гамет при оплодотворении

Я всегда говорю ученикам, что комбинативная изменчивость — это полная неопределенность: мы не знаем, какие комбинации возникнут между генами при кроссинговере,
не знаем, какие хромосомы образуются и в какие гаметы они разойдутся, и, наконец, не знаем какие половые клетки (гаметы) встретятся при оплодотворении.

То, что мы отличаемся от своих родителей, и есть результат этих неопределенностей.

Мутационная изменчивость

Мутационная изменчивость связана с возникновением мутаций. Мутации (лат. mutatio — изменение) — внезапные, возникающие спонтанно или вызванные мутагенами
наследуемые изменения генетического материала, приводящие к изменению тех или иных признаков организма.

Для того, чтобы понять суть мутационной изменчивости, давайте дадим характеристику мутациям:

• Мутации — резкие спонтанные изменения генотипа
• Стойкие, передаются потомкам через половые клетки (гаметы)
• Ненаправленные. Большинство мутаций — вредные (часть из них летальные), лишь очень небольшая часть носит полезный приспособительный характер, мутации также могут быть безразличными (нейтральными) для организма
• Носят индивидуальный характер

Среди мутаций различают следующие виды:

• Генные (точечные)

Изменения при генных мутациях происходят в последовательности нуклеотидов молекулы ДНК. Может случаться такое, что один или несколько
нуклеотидов выпадают из ДНК (делеция), вставляются новые нуклеотиды, удваиваются имеющиеся нуклеотиды (дупликация).

Изменения ДНК ведут к тому, что в результате на рибосомах синтезируется белок с иной аминокислотной последовательностью. К примеру:
изначально триплет ДНК «ТАЦ» кодировал аминокислоту «Мет», нуклеотид «Т» выпал из триплета произошла вставка нуклеотида «Г». В результате
вместо аминокислоты «Мет» теперь синтезируется аминокислота Вал.

Новые аминокислоты могут поменять свойства белка, так что признак, за который он отвечает, будет меняться. Только что вы узнали об универсальной
схеме — изменении фенотипа в результате изменений генотипа.



• Хромосомные

В результате хромосомных мутаций происходят структурные изменения хромосом (не следует путать с кроссинговером, который происходит в норме
и подразумевает обмен участками между гомологичными хромосомами). Последствия хромосомных мутаций часто оказываются летальны.

В результате таких мутаций может происходить утрата (делеция) участка хромосомы, его удвоение (дупликация), поворот на 180° (инверсия),
перенос участка одной хромосомы на другую (транслокация), перенос участка внутри одной хромосомы (транспозиция).



• Геномные мутации

Данный тип мутаций проявляется в изменении числа хромосом. Выделяют:

• Автополиплоидию — кратное увеличение числа наборов хромосом

В результате таких мутаций количество хромосом увеличивается в кратное количество раз (2,3,4 и т.д.). В результате получаются организмы триплоиды, тетраплоиды и т.д. Иногда такие мутации вызывают искусственно, к примеру, в селекции растений. Известно, что у полиплоидов
более крупные и сочные плоды.

В селекции полиплоидию у растений вызывают добавлением специального химического вещества — колхицина, который блокирует образование
нитей веретена деления. Вследствие этого хромосомы не расходятся и остаются в одной клетке — набор хромосом увеличивается в 2 раза.



• Аллополиплоидия (греч. állos — другой и polýploos — многократный) — объединение в организме хромосомных наборов от разных видов или родов

Имеет значение в процессе видообразования. Примером данной мутации может послужить отдаленная гибридизация (аутбридинг) пшеницы и
ржи. Их генотип состоит из гаплоидного набора пшеницы (n) и гаплоидного набора ржи (m).

В результате такого скрещивания в 1875 году в Шотландии был получен первый искусственный стерильный гибрид — тритикале. Тритикале дает отличный урожай, в дальнейшем путем полиплоидии стерильность данного гибрида была преодолена.



Также примером отдаленной гибридизации, соответственно и аллополиплоидии, является гибрид осла (самца) и лошади (самки) — мул. Это животное отличается большой выносливостью, но опять-таки бесплодное вследствие геномной мутации.



• Анеуплоидия (греч. ἀν- — отрицательная приставка + εὖ — полностью + πλόος — кратный + εἶδος — вид

Анеуплоидия — изменение кариотипа (совокупность признаков хромосом), при котором число хромосом в клетках не кратно
гаплоидному набору (n). Таким образом, в результате анеуплоидии отсутствует одна (или несколько) хромосом, либо же хромосомы имеются в избытке («лишние» хромосомы).

В случае отсутствия в хромосомном наборе одной хромосомы говорят о моносомии, двух хромосом — нуллисомии. Если к паре хромосом
добавляется одна лишняя, говорят о трисомии.

Наследственные болезни, в том числе связанные с геномными мутациями: синдром Шерешевского-Тёрнера, Дауна — мы более детально обсудим
в следующей статье, которая посвящена наследственным заболеваниям.

Раз уж мы затронули аутбридинг, то следует коснуться явления инбридинга и гетерозиса для их полного понимания.

Инбридинг (англ. in — в, внутри + breeding — разведение) — скрещивание близкородственных форм, в результате которого в ряду
поколений увеличивается гомозиготность. С помощью инбридинга выводят чистые линии (AA, aa, BB, bb). Однако известно, что близкородственное
скрещивание может приводить к проявлению рецессивных генов заболеваний и ослаблению потомства.

Гетерозис (греч. ἕτερος — другой + -ωσις — состояние) — явление увеличения жизнеспособности гибридов, вследствие унаследования ими различных
вариантов аллельных генов от своих разнородных родителей. Увеличение жизнеспособности связывают с переходом генов в гетерозиготное состояние.

Наследственная (генотипическая) изменчивость проявляется в изменении генотипа особи, поэтому передается при половом размножении потомкам.

Наследственная изменчивость обусловлена возникновением разных типов мутаций и их комбинаций в последующих скрещиваниях. В каждой достаточно длительно существующей совокупности особей спонтанно и ненаправленно возникают различные мутации, которые в дальнейшем комбинируются более или менее случайно с уже имеющимися вариантами генов.

Виды наследственной изменчивости:

• комбинативная: обусловленная перекомбинированием генов в результате мейоза и оплодотворения;
• мутационная: обусловленная возникновением мутаций. 

Комбинативная изменчивость

Комбинативной называют изменчивость, в основе которой лежит образованиерекомбинаций, т. е. таких комбинаций генов, которых не было у родителей.

В основе комбинативной изменчивости лежит половое размножение организмов, вследствие которого возникает огромное разнообразие генотипов. Практически неограниченными источниками генетической изменчивости в ходе полового размножения эукариот служат три процесса:

1. Независимое расхождение гомологичных хромосом в анафазе первого деления мейоза. Именно независимое комбинирование хромосом при мейозе является основой третьего закона Менделя. Появление зеленых гладких и желтых морщинистых семян гороха во втором поколении от скрещивания растений с желтыми гладкими и зелеными морщинистыми семенами — пример комбинативной изменчивости.
2. Взаимный обмен участками гомологичных хромосом, или кроссинговер, в профазе первого деления мейоза. Он создает новые группы сцепления, т. е. служит важным источником генетической рекомбинации аллелей. Рекомбинантные хромосомы, оказавшись в зиготе, способствуют появлению признаков, нетипичных для каждого из родителей.
3. Случайное сочетание гамет при оплодотворении.

Эти источники комбинативной изменчивости действуют независимо и одновременно, обеспечивая при этом постоянную «перетасовку» генов, что приводит к появлению организмов с другими генотипом и фенотипом (сами гены при этом не изменяются). Однако новые комбинации генов довольно легко распадаются при передаче из поколения в поколение. Комбинативная изменчивость является важнейшим источником всего колоссального наследственного разнообразия, характерного для живых организмов. Однако она, как правило, не порождает  стабильных изменений в генотипе, которые необходимы, согласно эволюционной теории, для возникновения новых видов. Стабильные, долгоживущие изменения возникают в результате мутаций.

Мутационная изменчивость

Мутация — это устойчивое и ненаправленное изменение в геноме.

Мутация сохраняется неограниченно долго в ряду поколений.

Значение мутаций в эволюции огромно — благодаря им возникают новые варианты генов. Говорят, что мутации — это сырой материал эволюции. Мутации носят индивидуальный (каждая мутация в отдельной молекуле ДНК возникает случайно) и ненаправленный характер.

Мутации могут как приводить, так и не приводить к изменению признаков и свойств организма.

Мутации возникают постоянно на протяжении всего онтогенеза человека. Чем на более раннем этапе развития организма возникнет конкретная мутация, тем большее влияние она может оказать на развитие организма (рис. 1).

Рис. 1. Влияние мутаций в разные периоды онтогенеза

Мутации делятся на:

• нейтральные;
• вредные;
• полезные.

Современные генетики считают, что большинство вновь возникающих мутацийнейтральны, то есть никак не отражаются на приспособленности организма. Нейтральные мутации происходят в межгенных участках — интронах (участках ДНК, не кодирующих белки); либо это синонимичные мутации в кодирующей части гена — мутации, которые приводят к возникновению кодона, обозначающего ту же аминокислоту (это возможно из-за вырожденности генетического кода).

Следующими по частоте являются вредные мутации. Вредоносное действие мутаций объясняется тем, что изменения касаются наследственных признаков, имеющих чаще всего адаптивное значение, т. е. признаков, полезных в данных условиях среды.

Лишь небольшая часть мутаций повышает приспособленность организма, то есть является полезной («ломать не строить»).

Однако вредность и полезность мутаций — понятия относительные, т. к. то, что полезно (вредно) в данных условиях, может оказать обратное действие при изменении условий среды. Именно поэтому мутации являются материалом для эволюции.

Мутагенез — процесс возникновения мутаций.

Мутации могут появиться как в соматических, так и в половых клетках (рис. 2).

Рис. 2. Результат мутаций

Соматические мутации	Генеративные мутации
Не всегда передаются при половом размножении. Передаются при вегетативном (бесполом размножении).	Передаются по наследству.

Не смотря на то, что мутации возникают постоянно, существует ряд факторов, так называемых мутагенов, увеличивающих вероятность появления мутаций.

Мутагены — факторы, увеличивающие вероятность появления мутаций.

Мутагенами могут быть:

• химические вещества (кислоты, щелочи и т. п.);
• температурные воздействия;
• УФ-излучение;
• радиация;
• вирусы.

Канцерогены — факторы, повышающие вероятность возникновения злокачественных новообразований (опухолей) в организме животных и человека.

По характеру изменения генома различают мутации:

• генные (точечные)
• хромосомные
• геномные

ГЕННЫЕ МУТАЦИИ

Генные, или точечные мутации — результат изменения нуклеотидной последовательности в молекуле ДНК в пределах одного гена.

Если такая мутация происходит в гене, это приводит к изменению последовательности иРНК. А изменение последовательности иРНК может привести к изменению последовательности аминокислот в полипептидной цепи. В результате синтезируется другой белок, а в организме изменяется какой-либо признак.

Это наиболее распространённый вид мутаций и важнейший источник наследственной изменчивости организмов.

Существуют разные типы генных мутаций, связанных с добавлением, выпадением или перестановкой нуклеотидов в гене:

• дупликации — повторение участка гена,
• вставки — появление в последовательности лишней пары нуклеотидов,
• делеции — выпадение одной или более пар нуклеотидов,
• замены нуклеотидных пар — AT ^->_<- ГЦ; AT ^->_<- ЦГ; или AT ^->_<- ТА,
• инверсии — переворот участка гена на 180°.

Эффекты генных мутаций чрезвычайно разнообразны.

Большая часть из них — нейтральные мутации.

ХРОМОСОМНЫЕ МУТАЦИИ

Хромосомные мутации — это изменения в структуре хромосом. Как правило, их можно выявить и изучить под световым микроскопом.

Хромосомные мутации подразделяются на виды:

— делеция – выпадение участка хромосомы (рис. 6).

Рис. 6. Делеция

— дупликация – удвоение какого-то участка хромосом (рис. 7).

Рис. 7. Дупликация

— инверсия – поворот участка хромосомы на 1800, в результате чего в этом участке гены расположены в последовательности, обратной по сравнению с нормой (рис. 8).  

Рис. 8. Инверсия

— транслокация – перемещение какого либо участка хромосомы в другое место (рис. 9).

Рис. 9. Транслокация

При делециях и дупликациях изменяется общее количество генетического материала, степень фенотипического проявления этих мутаций зависит от размеров изменяемых участков, а также от того, насколько важные гены попали в эти участки.

При инверсиях и транслокациях изменение количества генетического материала не происходит, изменяется лишь его расположение. Подобные мутации нужны эволюционно, так как мутанты часто уже не могут скрещиваться с исходными особями.

ГЕНОМНЫЕ МУТАЦИИ

К геномным мутациям относится изменение числа хромосом:

• анеуплоидия;
• полиплоидия.

Анеуплоидия — увеличение или уменьшение числа хромосом в генотипе.

Она возникает при нерасхождении хромосом в мейозе или хроматид в митозе.

Анеуплоиды встречаются у растений и животных и характеризуются низкой жизнеспособностью.

Вследствие нерасхождения какой-либо пары гомологичных хромосом в мейозе одна из образовавшихся гамет содержит на одну хромосому меньше, а другая на одну хромосому больше, чем в нормальном гаплоидном наборе. При слиянии с другой гаметой возникает зигота с меньшим или большим числом хромосом по сравнению с диплоидным набором, характерным для вида. Пример — трисомия 21 (лишняя 21-я хромосома), приводящая к синдрому Дауна (рис. 3).

Рис. 3. Синдром Дауна

Полиплоидия — это кратное увеличение гаплоидного набора хромосом (Зn, 4n и т. д.).

Чаще всего появляется при нарушении расхождения хромосом к полюсам клетки в мейозе или митозе под действием мутагенных факторов.

Она широко распространена у растений и простейших и крайне редко встречается у животных. 

С увеличением числа хромосомных наборов в кариотипе возрастает надёжность генетической системы, уменьшается вероятность снижения жизнеспособности в случае мутаций. Поэтому полиплоидия нередко влечёт за собой повышение жизнеспособности, плодовитости и других жизненных свойств (рис. 4).

Рис. 4. Обычное и полиплоидное растение энотеры

В растениеводстве это свойство используют, искусственно получая полиплоидные сорта культурных растений, отличающиеся высокой продуктивностью.

У высших животных полиплоидия, как правило, не встречается (известны исключения среди амфибий, у скальных ящериц). 

В результате геномных мутаций происходит изменение числа хромосом внутри генома. Это связано с нарушением работы веретена деления, таким образом, гомологичные хромосомы не расходятся к разным полюсам клетки.

В результате одна клетка приобретает в два раза больше хромосом, чем положено (рис. 1):

Рис. 1. Геномная мутация

Гаплоидный набор хромосом остается прежним, изменяется только количество комплектов гомологичных хромосом(2n).

В природе такие мутации нередко закрепляются в потомстве, они встречаются чаще всего у растений, а также у грибов и водорослей (рис. 2).

Рис. 2. Высшие растения, грибы, водоросли

Такие организмы называются полиплоидными, полиплоидные растения могут содержать от трех до ста гаплоидных наборов. В отличие от большинства мутаций полиплоидность чаще всего приносит пользу организму, полиплоидные особи крупнее обычных. Многие культурные сорта растений являются полиплоидными (рис. 3).

Рис. 3. Полиплоидные культурные растения

Человек может вызывать полиплоидность искусственно, воздействуя на растения колхицином (рис. 4).

Рис. 4. Колхицин

Колхицин разрушает нити веретена деления и приводит к образованию полиплоидных геномов.

Иногда при делении может происходить нерасхождение в мейозе не всех, а только некоторых хромосом, такие мутации называются анеуплоидными. К примеру, для человека характерна мутация трисомия 21: в этом случае не расходится двадцать первая пара хромосом, в результате ребенок получает не две двадцать первые хромосомы, а три. Это приводит к развитию синдрома Дауна (рис. 5), в результате чего ребенок получается умственно и физически неполноценным и стерильным.

Рис. 5. Синдром Дауна

Разновидностью геномных мутаций является также разделение одной хромосомы на две и слияние двух хромосом в одну.

Наследственные заболевания

В диплоидном организме большинство новых мутаций фенотипически не проявляется, поскольку они рецессивны. Это очень важно для существования вида, так как в большинстве своём вновь возникающие мутации оказываются вредными. Однако их рецессивный характер позволяет им длительное время сохраняться у особей вида в гетерозиготном состоянии без вреда для организма и проявиться в будущем при переходе в гомозиготное состояние.

Наследственные заболевания:

• сцепленные с полом  (гены в половых хромосомах — дальтонизм, гемофилия);

  Синдром Клайнфельтера — патология, которая характеризуется наличием у мальчиков лишней X хромосомы (минимум одной), в результате чего нарушается их половое созревание. Заболевание в 1942 г. впервые было описано Клайнфельтером. У некоторых мальчиков может быть 3, 4 или 5 Х-хромосом с одной Y-хромосомой. При увеличении числа Х-хромосом также возрастает тяжесть пороков развития и умственной отсталости. Например, вариант набора хромосом 43 ХХХХV имеет столько характерных особенностей, что диагностировать его возможно в детском возрасте (рис. 5).

  

• • Рис. 5. Синдром Клайнфельтера

  • аутосомно-доминантные (в аутосомах, Аа и АА): чаще проявляются → больше подвергаются естественному отбору;
  • аутосомно-рецессивные (в аутосомах, только аа): реже проявляются → меньше подвергаются естественному отбору → дольше сохраняются в популяциях; чаще проявляются при близкородственных скрещиваниях (изолированные популяции, этнические и религиозные группы, правящие династии и т. п.).

  Многие аутосомно-рецессивные заболевания связаны с нарушение обмена веществ.

  Например, фенилкетонурия — 1 на 1000 случаев. Отсутствует фермент, превращающий аминокислоту фенилаланин в тирозин → накопление фенилаланина → поражение нервной системы → слабоумие (рис. 6).

  

  Рис. 6. Больной фенилкетонурией

  Лейциноз — тяжелое наследственное заболевание, которое связанно с нарушением аминокислотного обмена, имеет аутосомно-рецессивный тип наследования. Заболевание более известно как болезнь кленового сиропа. Заболевание получило такое название из-за специфического запаха мочи, который имеет схожесть с запахом сиропа из клёна. При данной патологии организм ребёнка неспособен усваивать аминокислоты: лейцин, изолейцин, валин. Специфический запах моча приобретает из-за наличия вещества, образующегося из лейцина. 

  Вместе с тем известен ряд случаев, когда изменение лишь одного основания в определённом гене оказывает заметное влияние на фенотип (генная мутация).

  Одним из примеров генной мутации служит серповидноклеточная анемия. Рецессивный аллель, вызывающий в гомозиготном состоянии это наследственное заболевание, выражается в замене всего одного аминокислотного остатка в β-цепи молекулы гемоглобина (глутаминовая кислота → валин). Это приводит к тому, что в крови эритроциты с таким гемоглобином деформируются (из округлых становятся серповидными) и быстро разрушаются (рис. 7). При этом развивается острая анемия и наблюдается снижение количества кислорода, переносимого кровью. Анемия вызывает физическую слабость, нарушения деятельности сердца и почек и может привести к ранней смерти людей, гомозиготных по мутантному аллелю.

  

  Рис. 7. Нормальный эритроцит и эритроцит при серповидноклеточной анемии
  

  Цитоплазматическая изменчивость

  Цитоплазматические мутации — связанные с мутациями, генов находящихся в митохондриальной ДНК и ДНК пластид.

  При половом размножении цитоплазматические мутациинаследуются по материнской линии, т. к. зигота при оплодотворении всю цитоплазму получает от яйцеклетки. 

  У высших растений пестролистные мутанты в ряде случаев являются примером возникновения пластидных мутаций.  Например: пестролистность ночной красавицы (рис. и львиного зева (рис. 9) связана с мутациями в хлоропластах.

      

  Рис. 8. Пестролистность у ночной красавицы           Рис. 9. Пестролистность у львиного зева

  Спонтанные цитоплазматические мутации выявляются реже, чем мутации хромосомных генов. Это можно объяснить рядом причин. Очевидно, одна из причин лежит во множественности цитоплазматических структур и органоидов. Всякая цитоплазматическая мутация, возникшая в одном из многих идентичных органоидов, не может проявиться до тех пор, пока она не размножится в цитоплазме клетки.

  Цитоплазматическая мутация может проявиться в двух случаях: если данный органоид в клетке является единичным или представлен малым и постоянным числом, либо если мутаген имеет специфическое действие на органоиды клетки, вызывая массовое изменение их.

  Для изучения цитоплазматических мутаций очень удобным объектом оказалась хламидомонада. Стрептомицин вызывает у неё большое количество мутаций нехромосомных генов. При обработке раствором стрептомицина штаммов, чувствительных к этому антибиотику, были выделены мутанты, устойчивые к стрептомицину. 

• Закон гомологических рядов наследственной изменчивости Н.И. Вавилова

  «Виды и роды, генетически близкие, характеризуются сходными рядами наследственной изменчивости с такой правильностью, что, зная ряд форм в пределах одного вида, можно предвидеть нахождение параллельных форм у других видов и родов. Чем ближе генетически расположены в общей системе роды и виды, тем полнее сходство в рядах их изменчивости. Целые семейства растений в общем характеризуются определенным циклом изменчивости, проходящей через все роды и виды, составляющие семейство».

  Этот закон можно проиллюстрировать на примере семейства Мятликовые, к которому относятся пшеница, рожь, ячмень, овес, просо и т.д. Так, черная окраска зерновки обнаружена у ржи, пшеницы, ячменя, кукурузы и других растений, удлиненная форма зерновки — у всех изученных видов семейства. Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости позволил самому Н.И. Вавилову найти ряд форм ржи, ранее не известных, опираясь на наличие этих признаков у пшеницы. К ним относятся: остистые и безостые колосья, зерновки красной, белой, черной и фиолетовой окраски, мучнистое и стекловидное зерно и т.д.

  Наследственное варьирование признаков*	Рожь	Пшеница	Ячмень	Овес	Просо	Сорго	Кукуруза	Рис	Пырей
  Зерно	Окраска	Черная	+	+	+	—	—	+	+	+	+
  Фиолетовая	+	+	+	—	—	+	+	+	—
  Форма	Округлая	+	+	+	+	+	+	+	+	+
  Удлиненная	+	+	+	+	+	+	+	+	+
  Биол. признаки	Образ жизни	Озимые	+	+	+	+				+
  Яровые	+	+	+	+	+	+	+	+

  ^*Примечание. Знак «+» означает наличие наследственных форм, обладающих указанным признаком.

  Открытый Н.И. Вавиловым закон справедлив не только для растений, но и для животных. Так, альбинизм встречается не только в разных группах млекопитающих, но и птиц, и других животных. Короткопалость наблюдается у человека, крупного рогатого скота, овец, собак, птиц, отсутствие перьев — у птиц, чешуи — у рыб, шерсти — у млекопитающих и т.д.

  Закон гомологических рядов наследственной изменчивости имеет большое значение для селекции, поскольку позволяет предугадать наличие форм, не обнаруженных у данного вида, но характерного для близкородственных видов. Причем искомая форма может быть обнаружена в дикой природе или получена путем искусственного мутагенеза

• https://bio-ege.sdamgia.ru/test?theme=72

Что представляет собой цитоплазматическая наследственность?

Гены имеются в митохондриях и хлоропластах, поэтому их наследование представляет собой цитоплазматическую наследственность. Пластиды бывают окрашенными и неокрашенными. Отсутствие окраски обусловлено генами цитоплазмы. Наследование цитоплазматических генов не регулируется законами Менделя. Данные гены расположены внутри пластид и митохондрий и распределяются случайно между дочерними клетками.

Почему в природе существует материнское наследование цитоплазматических генов?

Речь здесь идет о генах пластид растений. У растений гены пластид способны к передаче исключительно через яйцеклетку по материнской линии. Причина в том, что пластиды в зиготу попадают только с яйцеклеткой, а не со спермием. Спермий не содержит пластид, так как отбрасывает всю свою цитоплазму на стадии формирования.

Какие три вида мутаций классифицируют в зависимости от того, на каком уровне наследственного материала происходит мутация?

Эти три вида: генные, хромосомные и геномные мутации.

Генные (точковые) мутации характеризуются изменениями генной структуры. Поскольку ген является фрагментом молекулы ДНК, то генная мутация есть нарушения в нуклеотидном составе этого участка. Генные мутации случаются в результате разных факторов: замены одного или же нескольких нуклеотидов другими; вставки новых нуклеотидов или сбоя в порядке их чередования; утраты нуклеотидов или их удвоения.

Каковы два основных последствия генных мутаций?

1)      Генные мутации становятся причиной нарушения аминокислотного состава полипептидной цепи и, далее, сбоя функциональной активности молекулы белка.

2)      Вследствие генных мутаций возникают новые аллели генов или множественные аллели одного гена. Так, именно благодаря генным мутациям возникли аллели групп крови.

Назовите условия, при которых изменение последовательности нуклеотидов ДНК не способно повлиять на структуру и функции конкретного белка?

1)      Если при изъятии нуклеотида создается новый кодон, кодирующий ту же аминокислоту (реализуется свойство генетического кода «вырожденность»).

2)      Если новый кодон кодирует другую аминокислоту, но с похожими химическими свойствами (здесь аминокислота не меняет белковую структуру).

3)      Если изменение нуклеотида случается в межгенных участках или в тех участках ДНК, которые не функционируют.

Как называются болезни, вызванные генными мутациями? Приведите примеры.

Генные заболевания — это такие болезни, которые вызваны генными мутациями. К ним причисляют фенилкетонурию, серповидноклеточную анемию, гемофилию и прочие. Наследование генных заболеваний подчиняется законам, выявленным Менделем.

Хочешь сдать экзамен на отлично? Жми сюда — репетитор по биологии для подготовки к ОГЭ

Внимательно прочитайте текст задания и выберите верный ответ из списка

Задание 2215

Ответы:

образуются гаметы, неспособные к оплодотворению

нарушается мейотическое деление

ДНК митохондрий способна мутировать
— Правильный ответ

появляются новые аллели в аутосомах

В голове одиннадцатиклассника, который готовится к ЕГЭ, постоянно появляются новые вопросы: про оформление, процедуру экзамена, апелляцию, подготовку, поступление, планирование времени и, наконец, про теоретическую часть предмета, который он сдаёт. 

В этой статье собрали реальные вопросы выпускников по биологии, которые они стеснялись задавать в школе. Оказалось, зря. В каждом из этих вопросов обязательно нужно разобраться, чтобы сдать ЕГЭ на максимальный балл. 

Почему важно задавать вопросы перед ЕГЭ

Вопросы можно и нужно задавать учителям, репетиторам, наставникам, старшим товарищам. Но это не всегда комфортно. Ведь в ответ можно услышать: «А как ты ЕГЭ собираешься сдавать, не зная этого?». Так вопросы остаются незаданными, а теория неизученной. К сожалению, из-за этого часто страдают итоговые баллы.

В клубе вопросов есть только одно правило. Самый плохой вопрос — это вопрос, который вы не задали. Если есть человек, которому можно задать вопрос — обязательно задавайте! Не пытайтесь закопать вопрос в землю, разобраться сами. Наоборот, любой вопрос нужно вытащить на поверхность и понять его суть. 

Если не спрашивать такие вопросы, оправдываясь тем, что задавать их не круто и как-то некомфортно — держите в голове вот что: по-настоящему некомфортно станет на экзамене. Когда вы встретите ТОТ САМЫЙ вопрос и поймёте, что всё — затык. 

Поэтому в этой статье будем разбираться, какие вопросы всё-таки нужно задавать перед ЕГЭ по биологии. Для удобства разделим их на несколько блоков: про теорию, про экзамен и про подготовку. 

Начнём с вопросов по теории.

Теоретический блок: фотосинтез, эволюция, синтез белка, зоология

Как цитоплазматическая изменчивость может проявиться у человека? 

Сначала обратимся к теории. Цитоплазматическая изменчивость затрагивает внеядерные ДНК. В случае человека — ДНК митохондрий. Такие мутации передаются только по материнской линии, потому что на этапе оплодотворения будущий человек получает цитоплазму от яйцеклетки, а не от сперматозоида. И митохондрии, соответственно, передаются вместе с цитоплазмой. 

Учёные уже знают, что таким образом наследуются тоннельное зрение, рассеянный склероз и митохондриальный сахарный диабет.

Дискретность и иерархичность — это равносильные понятия? 

Дискретность — это одно из свойств живого, делимость на части. Она идёт рука об руку с целостностью. Например, органы состоят из тканей (дискретность), а ткани образуют органы (а вот это уже целостность).

Иерархичность — это соподчинение элементов. Этот термин используется, когда важно увидеть, что изменения и повреждения на низшем уровне (например, на уровне клеток) влияют на изменения в более масштабных структурах (в этом случае на изменения в тканях).

Что нужно знать по фотосинтезу для ЕГЭ?

Кто-то говорит: «Всё». Но выучить всё невозможно, да и не нужно. А что нужно? Сейчас разберёмся.

Знать подробно цикл Кальвина? 

Нет, подробно знать не надо. Иметь общее представление о том, как образуется глюкоза — конечно. Но учить большие формулы и вникать в каждую молекулу не нужно. 

Подробно знать фотосистемы? 

Тоже не нужно. Это будет изучаться в вузе. Почитать, если интересно что-то сверх программы, — отличный выбор. Но учить специально не нужно. 

Знать фазы? 

Да, конечно. Фазы, напомню на всякий случай, две: светозависимая и светонезависимая. 

Знать продукты фотосинтеза? 

Да!

Знать условия фотосинтеза? 

Да. Условия несложные: нужны углекислый газ, вода и субстраты (исходные вещества), свет и температура. Про температуру часто забывают, но на самом деле она очень важна. Фотосинтез — ферментативный процесс, а все ферменты крайне чувствительны к температуре. Без нужной температуры они вообще не будут работать.

Что такое интроны и экзоны? 

Экзоны — это кодирующие участки генов, а интроны — некодирующие. Во время синтеза мРНК происходит сплайсинг, в ходе которого копии интронов вырезаются из пре-мРНК, а участки, содержащие копии экзонов, сшиваются в мРНК. 

Почему крыло птицы и рука человека — гомологичные органы, а крыло птицы и бабочки — аналогичные? 

Аналогичные органы — органы неродственных организмов, которые имеют разное происхождения, но выполняют одну функцию. 

Гомологичные органы имеют сходное строение и общее происхождение, но выполняют разные функции.

Не понимаю, кто такие первично- и вторичноротые, а также полостные — они загадка. 

У первичноротых рот формируется из бластопора, а анальное отверстие прорывается с другой стороны. У вторичноротых всё происходит наоборот.

Кто относится к вторичноротым? Хордовые и иглокожие. К первичноротым — все остальные. Всё просто.
А полость тела — это заполненное чем-либо пространство между тканями. 

У плоских червей полости тела нет, всё заполнено паренхимой.

У круглых червей полость тела первичная, у кольчатых — вторичная. 

У моллюсков смешанная полость тела. Ещё её можно назвать мантийной.

Нужно ли знать центры происхождения культурных растений? 

Держать это в голове и пытаться запомнить сложно, да и не особо нужно. Вопросы по теории происхождения культурных растений встречаются редко (но всё-таки встречаются!) Возможно, эта та редкая тема, которую стоит вынести в шпаргалку.

Вопросы по оформлению и процедуре экзамена

Нужно ли писать генотип, когда есть решётка Пеннета? 

Решётка делается для себя, не для эксперта. Поэтому лучшим решением будет составить решетку, а потом перенести все данные в ответ и указать генотипы и фенотипы там. На всякий случай — пусть у эксперта не останется сомнений.

В 28 задании встречаются задачи на неаллельное взаимодействие генов? 

Их ещё ни разу не добавляли в экзамен и неизвестно, добавят ли и когда это сделают. В любом случае, разобрать и подстраховаться стоит. Но скорее всего, эти задачи ещё долго не появятся на ЕГЭ.

Снимут ли балл за черточку в молекулах ДНК и РНК?

Нет, не снимут. Но лучше писать, как в сборнике Рохлова: без чёрточек и вообще без каких-либо знаков между нуклеотидами. 

Финальный вопрос про подготовку к ЕГЭ по биологии

Не поздно начать готовиться сейчас? 

Во-первых, никогда не поздно, но чем быстрее, тем лучше. Ответ будет простым. Лучше не тянуть и скорее заняться подготовкой. Например, сразу же после прочтения этой статьи — тем более что вопрос про подготовку ставит в ней красивую точку. 

И ещё раз: самый плохой, глупый и вредный вопрос — это незаданный вопрос. А все остальные — абсолютно нормальные, и задавать их совершенно не стыдно.

Хотите подготовиться к ЕГЭ по биологии? Приходите на нескучные курсы в онлайн-школу Вебиум. Даниил Дарвин и Марк Ламарк — наши классные преподы, которые влюбляют в биологию раз и навсегда! А ещё они точно знают, как сдать биологию на ЕГЭ на 80+ баллов и выше.