что такое норма реакции приведите примеры признаков с широкой и узкой нормой реакции
Что такое норма реакции приведите примеры признаков с широкой и узкой нормой реакции
Установите соответствие между признаком и диапазоном его нормы реакции: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца.
А) строение глаза насекомого
Б) удойность коровы
В) урожайность пшеницы
Г) масса тела человека
Д) количество пальцев на руках
1) узкая норма реакции
2) широкая норма реакции
Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:
Норма реакции – это пределы изменчивости признака, которые обусловлены данным генотипом.
Признаки с широкой нормой реакции (пластичные признаки) изменяются в большом диапазоне. Это большинство количественных признаков: удойность молока (Б), урожайность пшеницы (В), масса тела человека (Г) и др.
Признаки с узкой нормой реакции изменяются в небольшом диапазоне. Это большинство качественных признаков (цвет глаз, расовая принадлежность, группа крови), а также такие стабильные количественные признаки, как количество пальцев на руках у человека (Д), количество и строение глаз (А), ушей и т.п.
(А) — строение глаза насекомого — стабильный качественный показатель, так как изменения этого признака могут приводит к нарушению его функции (зрения) — узкая норма реакции;
(Б) — удойность коровы — количественный признак, который изменяется в широких пределах в зависимости от условий (например, от количества корма) — широкая норма реакции;
(В) — урожайность пшеницы — количественный признак, который изменяется в широких пределах в зависимости от условий (например, от плодородия почвы) — широкая норма реакции;
(Г) — масса тела человека — количественный признак, который изменяется в широких пределах в зависимости от условий (например, от рациона питания) — широкая норма реакции;
(Д) — количество пальцев на руках — количественный признак, который практически не зависит от условий среды — узкая норма реакции.
Что такое норма реакции приведите примеры признаков с широкой и узкой нормой реакции
Подробное решение параграф § 49 по биологии для учащихся 10 класса, авторов Пасечник В.В., Каменский А.А., Рубцов A.M. Углубленный уровень 2019
Вопрос 1. Какими основными свойствами обладают живые организмы?
Обмен веществ и энергии, движение, рост и развитие, наследственность и изменчивость, размножение, раздражимость, саморегуляция, дискретность и целостность, энергозависимость.
Вопрос 2. Что такое изменчивость?
Изменчивость — возникновение различий между особями вида.
Вопрос 3. Что такое вегетативное размножение?
Вегетативное размножение — образование новой особи из вегетативных органов родительской особи; один из способов бесполого размножения.
Вопрос 4. Что называют изменчивостью? Какие виды изменчивости вам известны? Что лежит в основе классификации этого свойства?
Изменчивость — возникновение различий между особями вида.
Различают 2 вида изменчивости: генотипическую (наследственную) и модификационную (ненаследственную). В основе классификации этого свойства лежит способ приобретения организмом изменчивости.
Вопрос 5. Составьте сравнительную таблицу генотипической и фенотипической изменчивости.
Вопрос 6. Приведите примеры признаков с широкой и узкой нормой реакции.
Признаки с широкой нормой реакции: молочность коров; вес быков; развитие мускулатуры у человека; высота, кустистость, форма, количество клубней картофеля; размены листьев растений; количество жира в организме; частота шерсти, волос; урожайность у растений; рост; вес; количество лейкоцитов; интеллект…
Признаки с узкой нормой реакции: окраска шерсти у животных, размеры сердца и головного мозга, форма и размеры цветка; пол; группа крови; цвет шерсти, глаз; окраска кроликов; жирность молока…
Вопрос 7. Может ли модификационная изменчивость лежать в основе эволюционного процесса?
Эволюция не может быть основана на модификационной изменчивости, потому что модификация не представляет собой ничего нового. Модификации, которые выработанные уже в процессе эволюции, это нормы реакции организма на определенные факторы среды. Однако, модификации имеют важное адаптивное значение. Модификации охраняют организм стрессовых факторов внешней среды, они создают буфер. Этот буфер противостоит отбору определяемым между средой. Благодаря фенотипической пластичности (модификации) популяция может выжить в среде, изменившиеся неблагоприятным образом. Элиминирующие действие среды как бы задерживается. Эта задержка дает популяции возможность для создания новых адаптивных признаков. В результате мутационного процесса, потока генов, рекомбинации, популяция может новые генотипы, которые будут соответствовать изменившиеся неблагоприятной среде. Эта связь между модификациями и развитие новых адаптивных признаков называется эффектом Болдуина.
Вопрос 8. Какие признаки подвергаются модификациям чаще?
На некоторые свойства организмов внешние условия среды не оказывают влияния (группа крови, цвет радужки глаз). На другие же свойства организма (рост, вес) внешние условия оказывают влияние. Например хорошее, калорийное питание приводит к увеличению веса организма.
Вопрос 9. Перечислите возможные причины мутаций.
Действие даже небольших доз ионизирующего излучения.
Химические мутагены (искусственно полученные токсины (в том числе и те, которые используются как средства борьбы с вредителями сельского хозяйства), а также некоторые вещества естественного происхождения: табак).
Физические мутагены (различные изменения физических параметров окружающей среды, например, температуры или солёности. Здесь уместно говорить о влиянии.
Внутренние факторы (внутриклеточные мутагены).(Ошибки белков, осуществляющих репликацию, транскрипцию или ремонт этой молекулы.
Вопрос 10. Прочитайте текст «Чем грозит всего одна сигарета?» из рубрики «Шаги к медицине» и, используя полученную информацию, ответьте на вопрос: какие вещества, содержащиеся в сигарете, наносят вред непосредственно курильщику, какие — его потомкам, а какие — и ему, и его потомкам? Ответ представьте в виде таблицы.
Вопрос 11. Подумайте, каким из способов, применяющихся ныне молекулярными генетиками, можно было бы полностью вылечить вызываемое мутацией заболевание, описание которого приводится ниже (муковисцидоз).
Методы молекулярной генетики на сегодняшний день позволяют идентифицировать мутации в гене, диагностировать моногенное наследственное заболевание путем определения нуклеотидной последовательности генов и выявления мутантных генов (фенилкетонурия, муковисцидоз).
На сегодняшний день полностью победить эту болезнь невозможно, но при условии постоянного адекватного лечения человек с таким диагнозом может прожить долгую полноценную жизнь. Сейчас практикуются операции по пересадке поврежденных органов.
Ученые из Университета Дьюка в Северной Каролине (США) открыли молекулу, способную ослаблять симптомы муковисцидоза. Об этом сообщает портал Medical Xpress.
Также фармацевтической компанией Америки разработан препарат (результат внедрения нанотехнологий в медицину), предназначенный для исправления генетических дефектов, лежащих в основе муковисцидоза и редких генетических заболеваний.
Вопрос 12. Почему мутации проявляются редко?
Изменение чаще всего наследуется при появлении одинаковых мутаций у обоих родителей. Скрытые мутации имеют все шансы проходить внутри организма в отсутствии всяких последствий на человека, по этой причине они, как правило, никак не выражаются.
Вопрос 13. Почему большинство мутаций — вредные? Могут ли мутации быть полезными? Приведите примеры.
Мутации, которые ухудшают деятельность клетки, часто приводят к её уничтожению. Если защитные механизмы организма не распознали мутацию и клетка прошла деление, то мутантный ген передастся всем потомкам и, чаще всего, приводит к тому, что все эти клетки начинают функционировать иначе. Мутации вызывают нарушение функций организма, снижают его приспособленность и могут привести к смерти особи.
Мутация в половой клетке может привести к изменению свойств всего организма — потомка, а в любой другой клетке организма — к злокачественным или доброкачественным новообразованиям.
Однако в очень редких случаях мутация может привести к появлению у организма новых полезных признаков, и тогда последствия мутации оказываются положительными; в этом случае они являются средством адаптации организма к окружающей среде. Например, увеличенная плотность костей, «золотая» кровь, приспособляемость к высоте, меньшая необходимость во сне, устойчивость к холоду, устойчивость к ВИЧ (генетическая мутация белка CCR5 — его нет).
Изменчивость
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
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.
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.
Наследственная изменчивость
Комбинативная изменчивость
То, что мы отличаемся от своих родителей, и есть результат этих неопределенностей.
Мутационная изменчивость
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.
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).
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.
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).
Раз уж мы затронули аутбридинг, то следует коснуться явления инбридинга и гетерозиса для их полного понимания.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Что такое норма реакции приведите примеры признаков с широкой и узкой нормой реакции
Подробное решение страница стр.301 по биологии для учащихся 10 класса, авторов Захаров В.Б., Мамонтов С.Г. Углубленный уровень 2015
ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ ПОВТОРЕНИЯ
Вопрос 1. Приведите примеры влияния среды на проявление признака.
Иногда под воздействием определенных факторов среды могут изменяться и устойчивые признаки. Так, у кроликов, гомозиготных по рецессивному гену горностаевой окраски, имеющих белую окраску туловища и черные уши, хвост, конец морды и концы лапок, рисунок окраски можно изменить под влиянием температуры. Н. А. Ильин выбривал у горностаевых кроликов участки белых и черных волос и создавал условия пониженной или повышенной температуры. В зависимости от температуры на выбритых участках тела отрастали белые или черные волосы. Для каждой части тела был установлен порог раздражения — температура, выше которой развивалась белая шерсть, а ниже — черная. Так, на боку кролика при температуре ниже 2 °С вырастала черная шерсть, на ухе при температуре выше 30°С — белая шерсть и т. д. Таким образом, наследуется не рисунок кролика, а способность или неспособность в зависимости от температуры образовывать пигмент в волосе. При изменении условий среды иногда признак изменяется так же, как и под влиянием действия генов, но возникшие особенности не являются наследственными. Такие изменения называют фенокопиями. Например, у кур врожденный дефект бесхвостости наследуется, но в некоторых случаях обусловливается влиянием внешней среды в период насиживания.
Вопрос 2. Приведите примеры, доказывающие ненаследуемость изменений признака, вызванных действием условий внешней среды.
Многие признаки изменяются в процессе роста и развития под влиянием факторов внешней среды. Такие изменения признаков не наследуются.
У лотоса и водяного ореха подводные и надводные листья имеют разную форму: у лотоса в воде длинные тонкие листья ланцетовидной формы, а у водяного ореха – изрезанные – перистые.
Под действием ультрафиолетовых лучей у всех людей (если они не альбиносы) кожа покрывается загаром благодаря накоплению в ней гранул пигмента меланина.
Таким образом, на действие определённого фактора внешней среды каждый вид организмов реагирует специфически и реакция (изменение признака) оказывается сходной у всех особей данного вида.
Вопрос 3. Почему ненаследственную изменчивость называют групповой или определённой?
Вопрос 4. Что такое норма реакции?
Вместе с тем изменчивость признака под влиянием условий внешней среды не беспредельна. Степень варьирования признака, или, другими словами, пределы изменчивости, называют нормой реакции. Широта нормы реакции обусловлена генотипом и зависит от значения признака в жизнедеятельности организма. Узкая норма реакции свойственна таким важным признакам, как, например, размеры сердца или головного мозга
Вопрос 5. Перечислите и охарактеризуйте свойства модификаций.
Модификационная изменчивость характеризуется следующими основными свойствами: 1) ненаследуемость; 2) групповой характер изменений; 3) зависимость изменений от действия определённого фактора среды; 4) обусловленность пределов изменчивости генотипом, т. е. при одинаковой направленности изменений степень их выраженности у разных организмов различна.
Вопрос 6. Сравните свойства мутаций и модификаций. Сравнительная характеристика форм изменчивости
ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ ОБСУЖДЕНИЯ
Вопрос 1. Как отражается влияние факторов окружающей среды на проявлении качественных и количественных признаков?
Факторы окружающей среды в большей степени влияют на проявление качественных, чем количественных признаков.
Вопрос 2. В чём может заключаться биологическое значение преобразования фенотипа под действием факторов среды без изменений генотипа?
К такому биологическому явлению можно отнести сезонные модификации. Их, в свою очередь, можно отнести к группе экологических модификаций. Последние представляют собой адаптивные изменения фенотипа в ответ на изменения условий среды. Экологические модификации фенотипически проявляются в изменении степени выраженности признака. Они могут возникать на ранних стадиях развития и сохраняться в течении всей жизни. Примером может служить различные формы листа у стрелолиста, обусловленные влиянием среды: стреловидные надводные, широкие плавающие, лентовидные подводные.
Вопрос 3. Как широта нормы реакции может влиять на приспособление к конкретным условиям обитания?
Знание нормы реакции организма, пределов его модификационной изменчивости имеет большое значение в селекционной практике при «конструировании» новых форм растений, животных и микроорганизмов, полезных человеку. Особенно важно это для практики сельского хозяйства, цель которой – повышение продуктивности растений и животных путём не только внедрения новых селекционных форм – пород и сортов, но и максимального использования возможностей уже существующих пород и сортов. Знание закономерностей модификационной изменчивости необходимо и в медицине для поддержания и развития человеческого организма в пределах нормы реакции.
ПРОБЛЕМНЫЕ ОБЛАСТИ
Вопрос 1. В чём заключаются различия в наследовании соматических и генеративных мутаций? Каково их значение для отдельного организма и целого вида?
Первостепенная роль принадлежит генеративным мутациям, возникающим в половых клетках. Генеративные мутации, вызывающие изменение признаков и свойств организма, могут быть обнаружены, если гамета, несущая мутантный ген, участвует в образовании зиготы. Если мутация доминантна, то новый признак или свойство проявляются даже у гетерозиготной особи, происшедшей из этой гаметы. Если мутация рецессивная, то она может проявиться только через несколько поколений при переходе в гомозиготное состояние. Примером генеративной доминантной мутации у человека может служить появление пузырчатости кожи стоп, катаракты глаза, брахифалангии (короткопалость с недостаточностью фаланг). Примером спонтанной рецессивной генеративной мутации у человека можно рассматривать гемофилию в отдельных семьях.
Соматические мутации по своей природе ничем не отличаются от генеративных, но их эволюционная ценность различна и определяется типом размножения организма. Соматические мутации играют роль у организмов с бесполым размножением. Так, у вегетативно размножающихся плодовых и ягодных растений соматическая мутация может дать растения с новым мутантным признаком. Наследование соматических мутаций в настоящее время приобретает важное значение для изучения причин возникновения рака у человека. Предполагают, что для злокачественных опухолей превращение нормальной клетки в раковую происходит по типу соматических мутаций.
Вопрос 2. Какие механизмы могут лежать в основе появления мутаций у живых организмов?
Вопрос 3. В чём заключаются принципы классификации наследственной изменчивости?
Изменчивость бывает ненаследственная и наследственная.
Наследственная изменчивость подразделяется на комбинативную и мутационную. Комбинативная изменчивость связана с перекомбинацией родительских генов.
Мутационная изменчивость обусловлена мутациями – устойчивыми изменениями генетического материала и, соответственно, наследуемого признака.
ПРИКЛАДНЫЕ АСПЕКТЫ
Вопрос 1. Как индуцированные мутации, вызываемые в лабораторных условиях, можно использовать для получения нужных человеку признаков у микроорганизмов?
Вопрос 2. Какие факторы окружающей среды могут активизировать мутационный процесс у живых организмов, обитающих в природных условиях?
Чтобы повысить частоту мутаций необходимо воздействовать на клетки различными мутагенными факторами, такими как:
1. Ультрафиолетовое излучение;
2. Органическими и неорганическими соединеними естественного происхождения (окислы азота, нитраты, радиоактивные соединения, алкалоиды).
Вопрос 3. Каким образом могут быть закреплены вновь возникшие в результате комбинативной изменчивости ценные признаки и свойства?
Ценные признаки, возникшие в результате комбинативной изменчивости, закрепляются в ходе естественного и искусственного отборов.
ЗАДАНИЯ
Вопрос 1. Приведите примеры генных, хромосомных и геномных мутаций у животных и растений.
Примером геномной мутации может служить полиплоидия. Она широко распространена у растений и значительно реже у животных (аскарид, шелкопряда, некоторых земноводных). Полиплоидные организмы, как правило, характеризуются более крупными размерами, усиленным синтезом органических веществ, что делает их особенно ценными для селекционных работ. Пример: синдром Дауна у человека — трисомия по 21-й паре, всего в клетке 47 хромосом. Мутации могут быть получены искусственно с помощью радиации, рентгеновских лучей, ультрафиолета, химическими агентами, тепловым воздействием.
Вопрос 2. Приведите примеры признаков, характеризующихся широкой и узкой нормой реакции. Объясните, как они влияют на приспособление организмов к среде обитания.
Знание нормы реакции организма, пределов его модификационной изменчивости имеет большое значение в селекционной практике при «конструировании» новых форм растений, животных и микроорганизмов, полезных человеку. Особенно важно это для практики сельского хозяйства, цель которой – повышение продуктивности растений и животных путём не только внедрения новых селекционных форм – пород и сортов, но и максимального использования возможностей уже существующих пород и сортов. Знание закономерностей модификационной изменчивости необходимо и в медицине для поддержания и развития человеческого организма в пределах нормы реакции.