Слайд 1Наследственная изменчивость
Для эволюционного процесса имеет значение только наследственная изменчивость, которая,
возникнув у отдельной особи, передается по наследству
Виды наследственной изменчивости
– мутационная и комбинационная
Слайд 2Мутационная изменчивость
Внезапное и скачкообразное изменение наследственной программы называется мутацией.
В зависимости
от характера изменений, происходящих в хромосомах генотипа, мутации подразделяются на
генные, хромосомные и геномные.
Вызывая изменения наследственной программы, а следовательно и белкового синтеза, мутации приводят к изменчивости организмов, которая называется мутационной изменчивостью.
Слайд 3Свойства мутаций
Мутации:
могут происходить у любого организма,
на любой
стадии его развития,
в различных тканях и клетках,
они возникают внезапно,
без всяких переходов,
являются устойчивыми в ряду поколений.
Слайд 4Свойства мутаций
Мутации происходят под влиянием как внешних, так и внутренних
факторов. Мутации всегда случайны, разнонаправлены и не соответствуют факторам, их
вызывавшим.
Для организма они могут быть и полезными и вредными, но чаще всего они вредны, т.к. нарушают генный баланс, слаженность генотипа.
Мутации могут привести к гибели организма, и тогда они называются летальными.
Слайд 5Генные мутации
Генные мутации - изменения происходят в молекулярной структуре гена.
Они вызываются нарушением очередности нуклеотидов в ДНК вследствие вставок, выпадения
или замены отдельных нуклеотидов. В результате происходит изменение считывания наследственной программы с ДНК, что приводит к изменению очередности аминокислот или их состава в полипептидных цепочках белков и к возникновению мутаций.
Генные мутации имеют наибольшее значение в эволюционном процессе и представляют большой интерес для селекции.
Слайд 6Хромосомные мутации
Хромосомные мутации обуславливаются перестройками хромосом и нарушением
их структуры.
Происходят обычно при клеточном делении.
В
зависимости от характера возникающих перестроек различают:
нехватки, делеции, дупликации, инверсии и транслокации хромосом.
Слайд 7Хромосомные мутации
Нехватка – теряется концевая часть хромосомы и хромосома укорачивается.
Делеция
– теряется средняя часть хромосомы.
Дупликация – происходит удвоение какого-либо участка
хромосом.
Инверсия – хромосомы разрываются и срастаются вновь другими концами.
Транслокация – взаимный обмен частями негомологичных хромосом.
Слайд 9Геномные мутации –
это изменения числа хромосом в клетке, возникающие чаще
всего в результате нарушений клеточного деления. При этом может быть
уменьшение или увеличение числа хромосом полными гаплоидными наборами и тогда возникают гаплоиды и полиплоиды, или за счет отдельных хромосом в диплоидном наборе и образуются гетероплоиды.
Слайд 10Комбинационная изменчивость –возникающая в процессе полового размножения
Этапы возникновения комбинационной
изменчивости:
в профазе 1 в результате кроссинговера;
в анофазе 1
при независимом расхождении гомологичных хромосом каждой пары (материнских и отцовских) к различным полюсам клетки;
при оплодотворении может происходить случайное сочетание половых клеток.
Слайд 11Особенности комбинационной изменчивости
При комбинационной изменчивости происходит новая комбинация
генов. Сами гены, их молекулярная структура не изменяются. Изменяются лишь
их сочетания и характер взаимодействия в генотипе
Слайд 12Значение в эволюционном процессе
Комбинационная изменчивость связана только с новыми комбинациями
и рекомбинациями генов, и дает огромное разнообразие форм.
Генные мутации создают
новые наследственные единицы - гены и, тем самым представляет естественному отбору исходный материал. Именно генные мутации вызывают ту самую неопределенную изменчивость, которой Дарвин придавал главное значение в эволюции
Слайд 13Значение в эволюционном процессе
Естественный отбор оценивает качество мутаций. Он сохраняет
те формы, которые в результате мутаций оказались более приспособленными к
данным условиям и уничтожает формы с мутациями, снижающими их приспособленность.
Слайд 14Методы изучения изменчивости
В основу методов изучения генетической изменчивости положено определение
степени влияния наследственности и среды в проявлении фенотипа.
При изучении
внутривидовой изменчивости применяются статистические методы обработки количественных признаков отдельных выборок групп особей, относящихся к разным видам, подвидам или сортам.
Слайд 15Методы изучения изменчивости
Исследование изменчивости древесных растений проводятся последовательно в три
этапа.
На первом этапе дается оценка характера и степени варьирования
признаков в пределах организма, т.е. дается характеристика эндогенной изменчивости.
На втором этапе производится оценка различных форм внутривидовой изменчивости - индивидуальная, половая экологическая.
На третьем этапе изучается межпопуляционная изменчивость, к которой относится географическая изменчивость.
Слайд 16Методы изучения изменчивости
Использование коэффициента вариации С, % при сравнительном изучении
изменчивости.
Шкала уровней изменчивости признаков С.А. Мамаева.
Уровень изменчивости:
очень высокий
- более 40%;
высокий - 21-40%;
средний - 13-20%;
низкий - 7-12%;
очень низкий - менее 7%.
Слайд 17Методы изучения изменчивости
Математические методы направлены на определение наследственных
и ненаследственных факторов в изменчивости среднего уровня признака. Для этой
цели используется дисперсионный анализ.
При этом определяется суммарное (аддитивное) действие случайных и факториальных варианс на общую вариансу и выражается уравнением:
Слайд 18 где
− общая фенотипическая варианса,
− наследственная (генотипическая) варианса, характеризующая
генетическую изменчивость,
− ненаследственная варианса, которая характеризует изменения, вызванные внешними
условиями.
Слайд 19Методы изучения изменчивости
Для характеристики доли генетической изменчивости в
общей фенотипической пользуются не абсолютной величиной генетической вариансы, а относительной,
как показателем удельного веса. Этот показатель называется коэффициентом наследуемости Н2.
Слайд 20Методы изучения изменчивости
Наиболее простой и быстрый способ определения меры генетической
изменчивости в отдельной выборке - это метод испытания клонового потомства.
В разных условиях высаживают вегетативно размноженные деревья (клоны). Изменчивость признака между клонами разных деревьев определяют генетическую вариансу , а изменчивость клонового потомства в разных условиях дает ненаследственную вариансу.
Слайд 21ГЕНЕТИКА ПОПУЛЯЦИЙ
Определение популяции и ее основные характеристики
Структура популяций и их
генетический анализ
Закон Харди – Вайнберга
– закон равновесия популяций
Фактор эволюции популяций
Слайд 22Определение популяции
Популяция – совокупность особей определенного вида, в течении большого
числа поколений населяющих определенную территорию, внутри которой осуществляется та или
иная степень панмиксии, нет заметных изоляционных барьеров и которая отделена от соседних таких же популяций той или иной степенью давления изоляции.
Слайд 23Генетическая структура популяций
Каждая популяция имеет определенный генофонд и генетическую структуру.
Генофондом
популяции называют совокупность генотипов всех особей популяции.
Под генетической структурой популяции
понимают соотношение в ней различных генотипов и аллелей.
Одним из основных понятий популяционной генетики являются частота генотипа и частота аллелей.
Слайд 24Частота генотипов
Частота генотипа – доля определенного генотипа отнесенная к общему
количеству генотипов в популяции
- выражается либо в процентах, либо в
долях единицы
Например: если ген имеет две аллельные формы и доля рецессивной аллели «а» составляет ¾ (или 75%), то доля доминантной аллели «А» будет равна ¼ (или 25%) от общего числа аллелей данного гена в популяции
Слайд 25Структура популяций
Большое влияние на генетическую структуру популяций оказывает способ размножения.
В
популяции организмов с самооплодотворением наблюдается процесс гомозиготизации, то есть в
каждом последующем поколении число гомозиготных генотипов увеличивается, а число гетерозигот уменьшается.
Слайд 26Структура популяций
В популяциях большинство растений размножаются половым путем, осуществляется свободное
скрещивание, которое обеспечивает равновероятную встречаемость гамет.
Популяция, в которой наблюдается равновероятная
встречаемость гамет при свободном скрещивании называют панмиктической
Слайд 27Генетический анализ популяции
- популяция находится в равновесном состоянии при отсутствии
в ней отбора
- частота того или иного гена в популяции
определяется естественным отбором
- генетический анализ популяции проводится по частоте встречаемости определенного признака, при этом статистическими методами устанавливается степень генетической обусловленности признака по коэффициенту наследуемости и коэффициенту генетической корреляции
Слайд 28Генетический анализ
Для проведения генетического анализа используются:
- количественные признаки (высота, диаметр
и др.)
- качественные признаки (формовое разнообразие);
- изоферменты (наследуемые фракции ферментов)
Слайд 29Степень генетической обусловленности признака
– фенотипическая дисперсия;
– генетическая дисперсия
– экологическая дисперсия
Слайд 31Закон Харди – Вайнберга
Генетическая структура панмиктической популяции подчиняется закону Харди-Вайнберга
Слайд 34Проверка гипотезы равновесия
О – наблюдаемое значение признака;
Е – ожидаемое
значение признака
Слайд 35Факторы эволюции популяции
Естественный отбор
Мутации
Перенос пыльцы из одной популяции в
другую