परिवर्तनशीलता क्या है, परिवर्तनशीलता का जैविक अर्थ। परिवर्तनशीलता, इसके प्रकार और जैविक महत्व

हमारे लेख में हम बात करेंगे अद्वितीय संपत्तिसभी जीवित जीवों का, जिसने बड़ी संख्या में जीवित प्राणियों की प्रजातियों के उद्भव को सुनिश्चित किया। यह वंशानुगत भिन्नता है. यह क्या है, इसकी विशेषताएं और कार्यान्वयन की व्यवस्था क्या है? अब आपको इन और कई अन्य सवालों के जवाब मिलेंगे।

आनुवंशिकी किसका अध्ययन करती है?

19वीं सदी में आनुवंशिकी के अपेक्षाकृत युवा विज्ञान ने मानवता के सामने इसकी उत्पत्ति और विकास के कई रहस्य उजागर किए। और इसके अध्ययन का विषय जीवित जीवों के केवल दो गुण हैं: आनुवंशिकता और परिवर्तनशीलता। पहले के लिए धन्यवाद, पीढ़ियों की निरंतरता सुनिश्चित की जाती है और सटीक प्रसारण किया जाता है आनुवंशिक जानकारीपीढ़ियों की एक पूरी शृंखला में। लेकिन परिवर्तनशीलता नई विशेषताओं के उद्भव को सुनिश्चित करती है।

परिवर्तनशीलता मूल्य

शरीर ये नई विशेषताएँ क्यों प्राप्त करता है? उत्तर काफी सरल है: अनुकूलन की संभावना के लिए। नीचे दी गई तस्वीर में आप एक ही जैविक प्रजाति - होमो सेपियंस - की कई नस्लों के प्रतिनिधियों को देख सकते हैं। इस स्तर पर उनके रूपात्मक मतभेदों का स्वाभाविक रूप से कोई अनुकूली महत्व नहीं है। लेकिन उनके दूर के पूर्वजों में नई विशेषताएं थीं जिससे उन्हें कठिन परिस्थितियों में जीवित रहने में मदद मिली। हाँ, प्रतिनिधि मंगोलोइड जातिउनकी आंखों का आकार संकीर्ण है, क्योंकि स्टेप्स में वे अक्सर होते थे धूल भरी आँधी. और सूर्य की चिलचिलाती किरणों से सुरक्षा के लिए नेग्रोइड्स की त्वचा का रंग गहरा होता है।

परिवर्तनशीलता के प्रकार

परिवर्तनशीलता जीवों का अपने ऐतिहासिक और व्यक्तिगत विकास की प्रक्रिया में नई विशेषताओं को प्राप्त करने का गुण है। यह दो प्रकार में आता है. यह संशोधन एवं वंशानुगत परिवर्तनशीलता है। वे कई विशेषताओं से एकजुट हैं। उदाहरण के लिए, जीवों की बाह्य संरचना में परिवर्तन अनिवार्य रूप से होते रहते हैं। लेकिन संशोधनों के अस्तित्व की अवधि और कार्रवाई की डिग्री के संदर्भ में, वे पूरी तरह से अलग हैं।

संशोधन परिवर्तनशीलता

इस प्रकार की परिवर्तनशीलता गैर वंशानुगत होती है। यह जीनोटाइप में स्थिर नहीं है, स्थायी नहीं है और बदलती परिस्थितियों के प्रभाव में होता है पर्यावरण. संशोधन परिवर्तनशीलता का एक उल्लेखनीय उदाहरण खरगोश के साथ सुप्रसिद्ध प्रयोग है। उसके भूरे फर का एक छोटा सा हिस्सा काट दिया गया था। और नंगी त्वचा पर बर्फ लगाई गई। कुछ समय बाद इस स्थान पर सफेद फर उग आया, जिसे भी काट दिया गया। लेकिन इस मामले में बर्फ नहीं लगाई गई. परिणामस्वरूप, इस क्षेत्र में काले बाल वापस उग आये।

वंशानुगत परिवर्तनशीलता

इस प्रकार की परिवर्तनशीलता स्थायी है, क्योंकि यह डीएनए न्यूक्लियोटाइड के स्तर तक जीनोटाइप की संरचना को प्रभावित करती है। इस मामले में, नई विशेषताएं नई पीढ़ियों को हस्तांतरित होती हैं। बदले में, वंशानुगत परिवर्तनशीलता भी दो प्रकारों में आती है: संयोजनात्मक और उत्परिवर्तनात्मक। पहला तब होता है जब आनुवंशिक सामग्री का एक नया संयोजन प्रकट होता है। इसका सबसे सरल उदाहरण लैंगिक प्रजनन के दौरान युग्मकों का संलयन है। परिणामस्वरूप, शरीर, पुरुष से आधी आनुवंशिक जानकारी प्राप्त करता है महिला शरीर, नई विशेषताएँ प्राप्त करता है।

दूसरा प्रकार उत्परिवर्तनीय वंशानुगत परिवर्तनशीलता है। इसमें प्रभाव के तहत जीनोटाइप में तीव्र अप्रत्यक्ष परिवर्तनों की घटना शामिल है कई कारक. वे आयनकारी और पराबैंगनी विकिरण हो सकते हैं, उच्च तापमान, नाइट्रोजन युक्त रसायनऔर दूसरे।

आनुवंशिक तंत्र की संरचना के स्तर के आधार पर जिसमें परिवर्तन होते हैं, ऐसे कई प्रकार के वंशानुगत संशोधनों को प्रतिष्ठित किया जाता है। जीनोमिक के साथ, कुल सेट में गुणसूत्रों की संख्या बदल जाती है। इससे शरीर में शारीरिक और रूपात्मक परिवर्तन होते हैं। इस प्रकार, 21वें जोड़े में तीसरे गुणसूत्र की उपस्थिति डाउन सिंड्रोम का कारण बनती है। गुणसूत्र उत्परिवर्तन के साथ, इस संरचना का पुनर्गठन होता है। वे जीनोमिक की तुलना में बहुत कम आम हैं। गुणसूत्रों के हिस्से दोहराए जा सकते हैं या गायब हो सकते हैं, मुड़ सकते हैं, या उनकी स्थिति बदल सकती है। लेकिन जीन उत्परिवर्तन, जिसे बिंदु उत्परिवर्तन भी कहा जाता है, न्यूक्लिक एसिड की संरचना में मोनोमर्स के अनुक्रम को बाधित करता है।

उत्परिवर्तन के प्रकार के बावजूद, उनमें से सभी, एक नियम के रूप में, शरीर के लिए लाभकारी विशेषताएं नहीं रखते हैं। इसलिए, एक व्यक्ति उन्हें कृत्रिम रूप से नियंत्रित करना सीखता है। इस प्रकार, चयन में, पॉलीप्लोइडी का अक्सर उपयोग किया जाता है - एक सेट में गुणसूत्रों की संख्या में एकाधिक वृद्धि। परिणामस्वरूप, पौधा अधिक शक्तिशाली हो जाता है और बड़ी मात्रा में बड़े फल देता है। आप अंजीर आड़ू और अन्य स्वादिष्ट पौधों के संकर से किसी को आश्चर्यचकित नहीं करेंगे। लेकिन वे कृत्रिम रूप से शुरू की गई वंशानुगत परिवर्तनशीलता का परिणाम हैं।

विकास के दौरान वंशानुगत परिवर्तनशीलता

आनुवंशिकी के विकास ने विकासवादी शिक्षण के विकास में एक महत्वपूर्ण कदम आगे बढ़ाने में मदद की है। यह तथ्य कि मनुष्य और वानरों में केवल एक जोड़ी गुणसूत्र होते हैं, डार्विन के सिद्धांत का महत्वपूर्ण प्रमाण बन गया। ऐतिहासिक विकास में पौधों और जानवरों में, प्रगतिशील लक्षणों की विरासत का पता लगाया जा सकता है जो जीनोटाइप में प्रसारित और तय किए गए थे। उदाहरण के लिए, शैवाल इस तथ्य के कारण भूमि पर पहुंचे कि जीनोटाइप में यांत्रिक और प्रवाहकीय ऊतकों की उपस्थिति तय की गई थी। प्रत्येक अगली पीढ़ी ने अपने लिए केवल आवश्यक, उपयोगी लक्षण बरकरार रखे, जिन्हें रहने की स्थिति और पर्यावरण के आधार पर समायोजित किया गया था। इस प्रकार पौधों और जानवरों की प्रमुख प्रजातियाँ प्रकट हुईं, जिनमें सबसे प्रगतिशील संरचनात्मक विशेषताएं थीं।

तो, वंशानुगत परिवर्तनशीलता जीवों की जीनोटाइप में तय की गई नई विशेषताओं को प्राप्त करने की क्षमता है। ऐसे परिवर्तन लंबे समय तक चलने वाले होते हैं, पर्यावरण की स्थिति बदलने पर गायब नहीं होते हैं और विरासत में मिलते हैं।

जीव विज्ञान में भिन्नता एक ही प्रजाति के व्यक्तियों के बीच व्यक्तिगत अंतर की घटना है। परिवर्तनशीलता के कारण, जनसंख्या विषम हो जाती है, और प्रजातियों के पास बदलती पर्यावरणीय परिस्थितियों के अनुकूल ढलने की अधिक संभावना होती है।

जीव विज्ञान जैसे विज्ञान में आनुवंशिकता और परिवर्तनशीलता साथ-साथ चलती हैं। परिवर्तनशीलता दो प्रकार की होती है:

• गैर-वंशानुगत (संशोधन, फेनोटाइपिक)।
• वंशानुगत (उत्परिवर्तनात्मक, जीनोटाइपिक)।

गैर वंशानुगत परिवर्तनशीलता

संशोधन परिवर्तनशीलताजीव विज्ञान में, यह एकल जीवित जीव (फेनोटाइप) की कारकों के अनुकूल होने की क्षमता है बाहरी वातावरणइसके जीनोटाइप के भीतर। इस संपत्ति के लिए धन्यवाद, व्यक्ति जलवायु और अन्य रहने की स्थितियों में परिवर्तन के अनुकूल होते हैं। किसी भी जीव में होने वाली अनुकूलन प्रक्रियाओं का आधार है। इस प्रकार, बेहतर आवास स्थितियों के साथ, बहिष्कृत जानवरों में, उत्पादकता बढ़ जाती है: दूध की उपज, अंडे का उत्पादन, आदि। और पहाड़ी इलाकों में लाए गए जानवर छोटे और अच्छी तरह से विकसित अंडरकोट के साथ बड़े होते हैं। पर्यावरणीय कारकों में परिवर्तन परिवर्तनशीलता का कारण बनता है। इस प्रक्रिया के उदाहरण आसानी से पाए जा सकते हैं रोजमर्रा की जिंदगी: प्रभाव में मानव त्वचा पराबैंगनी किरणपरिणामस्वरूप अंधेरा हो जाता है शारीरिक गतिविधिमांसपेशियाँ विकसित होती हैं, छायादार क्षेत्रों और प्रकाश में उगाए गए पौधों की पत्तियों का आकार अलग-अलग होता है, और सर्दियों और गर्मियों में खरगोशों के कोट का रंग बदल जाता है।

निम्नलिखित गुण गैर-वंशानुगत परिवर्तनशीलता की विशेषता हैं:

• परिवर्तनों की समूह प्रकृति;
• संतान द्वारा विरासत में नहीं मिला;
• एक जीनोटाइप के भीतर एक लक्षण में परिवर्तन;
• परिवर्तन की डिग्री और बाहरी कारक के प्रभाव की तीव्रता का अनुपात।

वंशानुगत परिवर्तनशीलता

जीव विज्ञान में वंशानुगत या जीनोटाइपिक भिन्नता वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा किसी जीव का जीनोम बदलता है। इसके लिए धन्यवाद, व्यक्ति उन विशेषताओं को प्राप्त करता है जो पहले उसकी प्रजातियों के लिए असामान्य थीं। डार्विन के अनुसार, जीनोटाइपिक भिन्नता विकास का मुख्य चालक है। वंशानुगत परिवर्तनशीलता के निम्नलिखित प्रकार प्रतिष्ठित हैं:

• पारस्परिक;
• संयोजक.

यौन प्रजनन के दौरान जीन विनिमय के परिणामस्वरूप होता है। साथ ही, कई पीढ़ियों में माता-पिता की विशेषताएं अलग-अलग तरह से संयुक्त हो जाती हैं, जिससे जनसंख्या में जीवों की विविधता बढ़ जाती है। संयुक्त परिवर्तनशीलता वंशानुक्रम के मेंडेलियन नियमों का पालन करती है।

ऐसी परिवर्तनशीलता का एक उदाहरण इनब्रीडिंग और आउटब्रीडिंग (निकटता से संबंधित और असंबंधित क्रॉसिंग) है। जब किसी व्यक्तिगत निर्माता के लक्षण किसी पशु नस्ल में समेकित करना चाहते हैं, तो इनब्रीडिंग का उपयोग किया जाता है। इस प्रकार, संतानें अधिक समान हो जाती हैं और वंश के संस्थापक के गुणों को सुदृढ़ करती हैं। इनब्रीडिंग से अप्रभावी जीन की अभिव्यक्ति होती है और रेखा का अध: पतन हो सकता है। संतानों की व्यवहार्यता बढ़ाने के लिए, आउटब्रीडिंग का उपयोग किया जाता है - गैर-संबंधित क्रॉसिंग। इसी समय, संतानों की विषमयुग्मजीता बढ़ती है और जनसंख्या के भीतर विविधता बढ़ती है, और परिणामस्वरूप, पर्यावरणीय कारकों के प्रतिकूल प्रभावों के प्रति व्यक्तियों का प्रतिरोध बढ़ जाता है।

उत्परिवर्तन, बदले में, विभाजित हैं:

• जीनोमिक;
• गुणसूत्र;
• आनुवंशिक;
• साइटोप्लाज्मिक.

रोगाणु कोशिकाओं को प्रभावित करने वाले परिवर्तन विरासत में मिलते हैं। यदि व्यक्ति वानस्पतिक रूप से (पौधे, कवक) प्रजनन करता है तो उत्परिवर्तन संतानों में फैल सकता है। उत्परिवर्तन लाभकारी, तटस्थ या हानिकारक हो सकते हैं।

जीनोमिक उत्परिवर्तन

जीनोमिक उत्परिवर्तन के माध्यम से जीव विज्ञान में परिवर्तनशीलता दो प्रकार की हो सकती है:

• पॉलिप्लोइडी पौधों में होने वाला एक उत्परिवर्तन है। यह नाभिक में गुणसूत्रों की कुल संख्या में कई गुना वृद्धि के कारण होता है, और विभाजन के दौरान कोशिका के ध्रुवों में उनके विचलन को बाधित करने की प्रक्रिया में बनता है। कृषि में पॉलीप्लॉइड संकरों का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है - फसल उत्पादन (प्याज, एक प्रकार का अनाज, चीनी चुकंदर, मूली, पुदीना, अंगूर और अन्य) में 500 से अधिक पॉलीप्लॉइड हैं।
• एन्यूप्लोइडी व्यक्तिगत जोड़े में गुणसूत्रों की संख्या में वृद्धि या कमी है। इस प्रकार का उत्परिवर्तन व्यक्ति की कम व्यवहार्यता की विशेषता है। मनुष्यों में एक व्यापक उत्परिवर्तन - 21वें जोड़े में से एक डाउन सिंड्रोम का कारण बनता है।

गुणसूत्र उत्परिवर्तन

जीव विज्ञान में परिवर्तनशीलता तब प्रकट होती है जब गुणसूत्रों की संरचना स्वयं बदल जाती है: एक टर्मिनल खंड का नुकसान, जीन के एक सेट की पुनरावृत्ति, एक अलग टुकड़े का घूमना, एक गुणसूत्र खंड का किसी अन्य स्थान पर या किसी अन्य गुणसूत्र में स्थानांतरण। ऐसे उत्परिवर्तन अक्सर पर्यावरण के विकिरण और रासायनिक प्रदूषण के प्रभाव में होते हैं।

जीन उत्परिवर्तन

ऐसे उत्परिवर्तनों का एक महत्वपूर्ण हिस्सा बाहरी रूप से प्रकट नहीं होता है, क्योंकि वे एक अप्रभावी लक्षण हैं। जीन उत्परिवर्तन न्यूक्लियोटाइड्स - व्यक्तिगत जीन - के अनुक्रम में परिवर्तन के कारण होते हैं और नए गुणों वाले प्रोटीन अणुओं की उपस्थिति का कारण बनते हैं।

मनुष्यों में जीन उत्परिवर्तन कुछ वंशानुगत बीमारियों की अभिव्यक्ति का कारण बनता है - सिकल सेल एनीमिया, हीमोफिलिया।

साइटोप्लाज्मिक उत्परिवर्तन

साइटोप्लाज्मिक उत्परिवर्तन डीएनए अणुओं वाले कोशिका साइटोप्लाज्म की संरचनाओं में परिवर्तन से जुड़े होते हैं। ये माइटोकॉन्ड्रिया और प्लास्टिड हैं। इस तरह के उत्परिवर्तन मातृ रेखा के माध्यम से प्रेषित होते हैं, क्योंकि युग्मनज मातृ अंडे से सभी साइटोप्लाज्म प्राप्त करता है। साइटोप्लाज्मिक उत्परिवर्तन का एक उदाहरण जो जीव विज्ञान में भिन्नता का कारण बनता है, पौधों में पिननेटनेस है, जो क्लोरोप्लास्ट में परिवर्तन के कारण होता है।

सभी उत्परिवर्तनों में निम्नलिखित गुण होते हैं:

• वे अचानक प्रकट होते हैं.
• विरासत से प्राप्त हुआ।
• उनके पास कोई दिशा नहीं है. एक लघु क्षेत्र और एक महत्वपूर्ण चिन्ह दोनों में उत्परिवर्तन हो सकता है।
• वे व्यक्तियों में होते हैं, अर्थात् वे व्यक्तिगत होते हैं।
• उत्परिवर्तन अपनी अभिव्यक्ति में अप्रभावी या प्रभावी हो सकते हैं।
• वही उत्परिवर्तन दोहराया जा सकता है।

प्रत्येक उत्परिवर्तन कुछ कारणों से होता है। अधिकांश मामलों में, इसका सटीक निर्धारण करना संभव नहीं है। प्रायोगिक स्थितियों में, उत्परिवर्तन प्राप्त करने के लिए, पर्यावरणीय प्रभाव के एक निर्देशित कारक का उपयोग किया जाता है - विकिरण जोखिम और इसी तरह।

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याद करना!

उन विशेषताओं के उदाहरण दीजिए जो बाहरी वातावरण के प्रभाव में बदलती हैं।

उत्परिवर्तन क्या हैं?

परिवर्तनशीलता- जीवित चीजों के सबसे महत्वपूर्ण गुणों में से एक, जीवित जीवों की अन्य प्रजातियों और उनकी अपनी प्रजातियों दोनों के व्यक्तियों से अंतर प्राप्त करने की क्षमता।

परिवर्तनशीलता दो प्रकार की होती है: गैर वंशानुगत(फेनोटाइपिक, या संशोधन) और वंशानुगत(जीनोटाइपिक)।

गैर वंशानुगत (संशोधन) परिवर्तनशीलता.इस प्रकार की परिवर्तनशीलता पर्यावरणीय कारकों के प्रभाव में नई विशेषताओं के उद्भव की प्रक्रिया है जो जीनोटाइप को प्रभावित नहीं करती है। नतीजतन, विशेषताओं के परिणामी संशोधन - संशोधन - विरासत में नहीं मिले हैं (चित्र 93)। दो समान (मोनोज़ायगोटिक) जुड़वाँ बच्चे जिनके जीनोटाइप बिल्कुल एक जैसे हैं, लेकिन भाग्य की इच्छा से बड़े हुए अलग-अलग स्थितियाँ, एक दूसरे से काफी भिन्न हो सकते हैं। लक्षणों के विकास पर बाहरी वातावरण के प्रभाव को प्रदर्शित करने वाला एक उत्कृष्ट उदाहरण एरोहेड है। यह पौधा बढ़ती परिस्थितियों के आधार पर तीन प्रकार की पत्तियाँ विकसित करता है - हवा में, पानी के स्तंभ में या इसकी सतह पर।

चावल। 93. तेज रोशनी में उगाए गए ओक के पत्ते (ए) और छायादार जगह पर (बी)

चावल। 94. विभिन्न तापमानों के प्रभाव में हिमालयी खरगोश के फर के रंग में परिवर्तन

पर्यावरणीय तापमान के प्रभाव में, हिमालयी खरगोश के फर का रंग बदल जाता है। गर्भ में विकसित हो रहा भ्रूण स्थिति में है ऊंचा तापमान, जो वर्णक संश्लेषण के लिए आवश्यक एंजाइम को नष्ट कर देता है, इसलिए खरगोश पूरी तरह से सफेद पैदा होते हैं। जन्म के तुरंत बाद, शरीर के कुछ उभरे हुए हिस्से (नाक, कान के सिरे और पूंछ) काले पड़ने लगते हैं क्योंकि वहां तापमान अन्य जगहों की तुलना में कम होता है और एंजाइम नष्ट नहीं होता है। यदि आप सफेद फर के एक क्षेत्र को तोड़ते हैं और त्वचा को ठंडा करते हैं, तो इस स्थान पर काला ऊन उग आएगा (चित्र 94)।

आनुवंशिक रूप से समान जीवों में समान पर्यावरणीय परिस्थितियों में, संशोधन परिवर्तनशीलता होती है समूह चरित्र, उदाहरण के लिए में ग्रीष्म कालज्यादातर लोगों में, यूवी किरणों के प्रभाव में, एक सुरक्षात्मक रंगद्रव्य - मेलेनिन - त्वचा में जमा हो जाता है, लोग टैन हो जाते हैं।

जीवों की एक ही प्रजाति में, पर्यावरणीय परिस्थितियों के प्रभाव में, विभिन्न विशेषताओं की परिवर्तनशीलता पूरी तरह से भिन्न हो सकती है। उदाहरण के लिए, मवेशियों में, दूध की उपज, वजन और प्रजनन क्षमता बहुत हद तक भोजन और आवास की स्थिति पर निर्भर करती है, और, उदाहरण के लिए, बाहरी परिस्थितियों के प्रभाव में दूध की वसा सामग्री बहुत कम बदलती है। प्रत्येक गुण के लिए संशोधन परिवर्तनशीलता की अभिव्यक्तियाँ उनके प्रतिक्रिया मानदंड द्वारा सीमित हैं। प्रतिक्रिया का मानदंड- ये वे सीमाएँ हैं जिनके भीतर किसी दिए गए जीनोटाइप में किसी गुण में परिवर्तन संभव है। संशोधन परिवर्तनशीलता के विपरीत, प्रतिक्रिया मानदंड विरासत में मिला है, और इसकी सीमाएं अलग-अलग लक्षणों और अलग-अलग व्यक्तियों के लिए अलग-अलग हैं। सबसे संकीर्ण प्रतिक्रिया मानदंड उन लक्षणों की विशेषता है जो शरीर को महत्वपूर्ण गुण प्रदान करते हैं।

इस तथ्य के कारण कि अधिकांश संशोधनों का अनुकूली महत्व है, वे अनुकूलन में योगदान करते हैं - बदलती परिस्थितियों में अस्तित्व के लिए, सामान्य प्रतिक्रिया की सीमा के भीतर जीव का अनुकूलन।

वंशानुगत (जीनोटाइपिक) परिवर्तनशीलता।इस प्रकार की परिवर्तनशीलता जीनोटाइप में परिवर्तन से जुड़ी होती है, और इसके परिणामस्वरूप प्राप्त लक्षण अगली पीढ़ियों को विरासत में मिलते हैं। जीनोटाइपिक परिवर्तनशीलता के दो रूप हैं: संयोजनात्मक और उत्परिवर्तनात्मक।

संयुक्त परिवर्तनशीलता संतानों के जीनोटाइप में माता-पिता के जीन के अन्य संयोजनों के गठन के परिणामस्वरूप नई विशेषताओं का प्रकट होना शामिल है। इस प्रकार की परिवर्तनशीलता पहले अर्धसूत्रीविभाजन में समजात गुणसूत्रों के स्वतंत्र विचलन, निषेचन के दौरान एक ही पैतृक जोड़ी में युग्मकों की यादृच्छिक मुठभेड़ और पैतृक जोड़े के यादृच्छिक चयन पर आधारित है। अर्धसूत्रीविभाजन के पहले चरण में होने वाले समजात गुणसूत्रों के वर्गों के आदान-प्रदान से आनुवंशिक सामग्री का पुनर्संयोजन भी होता है और परिवर्तनशीलता बढ़ जाती है। इस प्रकार, संयोजन परिवर्तनशीलता की प्रक्रिया में, जीन और गुणसूत्रों की संरचना नहीं बदलती है, लेकिन एलील के नए संयोजन से नए जीनोटाइप का निर्माण होता है और, परिणामस्वरूप, नए फेनोटाइप वाले वंशजों की उपस्थिति होती है।

उत्परिवर्तनीय परिवर्तनशीलता उत्परिवर्तन के गठन के परिणामस्वरूप शरीर के नए गुणों के उद्भव में व्यक्त किया गया है। "उत्परिवर्तन" शब्द पहली बार 1901 में डच वनस्पतिशास्त्री ह्यूगो डी व्रीस द्वारा पेश किया गया था। आधुनिक विचारों के अनुसार उत्परिवर्तन- ये आनुवंशिक सामग्री में अचानक प्राकृतिक या कृत्रिम रूप से उत्पन्न आनुवंशिक परिवर्तन हैं, जिससे जीव की कुछ फेनोटाइपिक विशेषताओं और गुणों में परिवर्तन होता है। उत्परिवर्तन प्रकृति में गैर-दिशात्मक, यानी यादृच्छिक होते हैं और होते हैं सबसे महत्वपूर्ण स्रोतवंशानुगत परिवर्तन, जिसके बिना जीवों का विकास असंभव है। 18वीं सदी के अंत में. अमेरिका में, छोटे अंगों वाली एक भेड़ का जन्म हुआ, जिसने नई एंकोना नस्ल को जन्म दिया (चित्र 95)। 20वीं सदी की शुरुआत में स्वीडन में। प्लैटिनम रंग के फर वाला एक मिंक एक फर फार्म में पैदा हुआ था। कुत्तों और बिल्लियों में लक्षणों की विशाल विविधता उत्परिवर्तनीय परिवर्तनशीलता का परिणाम है। नए गुणात्मक परिवर्तनों के रूप में उत्परिवर्तन अनियमित रूप से उत्पन्न होते हैं: छिपे हुए गेहूं से अनारक्षित गेहूं का निर्माण हुआ, ड्रोसोफिला में छोटे पंख और पट्टी के आकार की आंखें दिखाई दीं, और उत्परिवर्तन के परिणामस्वरूप प्राकृतिक एगौटी रंग से खरगोशों में सफेद, भूरे और काले रंग दिखाई दिए।

घटना के स्थान के अनुसार, दैहिक और जनरेटिव उत्परिवर्तन को प्रतिष्ठित किया जाता है। दैहिक उत्परिवर्तनशरीर की कोशिकाओं में उत्पन्न होते हैं और यौन प्रजनन के माध्यम से अगली पीढ़ियों तक प्रसारित नहीं होते हैं। ऐसे उत्परिवर्तन के उदाहरण हैं उम्र के धब्बेऔर त्वचा पर मस्से। जनन उत्परिवर्तनरोगाणु कोशिकाओं में दिखाई देते हैं और विरासत में मिलते हैं।

चावल। 95. एंकोना भेड़

आनुवंशिक सामग्री में परिवर्तन के स्तर के आधार पर, जीन, क्रोमोसोमल और जीनोमिक उत्परिवर्तन को प्रतिष्ठित किया जाता है। जीन उत्परिवर्तनव्यक्तिगत जीन में परिवर्तन का कारण बनता है, डीएनए श्रृंखला में न्यूक्लियोटाइड के क्रम को बाधित करता है, जिससे एक परिवर्तित प्रोटीन का संश्लेषण होता है।

गुणसूत्र उत्परिवर्तनगुणसूत्र के एक महत्वपूर्ण हिस्से को प्रभावित करते हैं, एक साथ कई जीनों के कामकाज को बाधित करते हैं। गुणसूत्र का एक अलग टुकड़ा दोगुना या नष्ट हो सकता है, जो शरीर के कामकाज में गंभीर व्यवधान का कारण बनता है, जिसमें विकास के प्रारंभिक चरण में भ्रूण की मृत्यु भी शामिल है।

जीनोमिक उत्परिवर्तनअर्धसूत्रीविभाजन के दौरान गुणसूत्र पृथक्करण के उल्लंघन के परिणामस्वरूप गुणसूत्रों की संख्या में परिवर्तन होता है। एक गुणसूत्र की अनुपस्थिति या एक अतिरिक्त की उपस्थिति प्रतिकूल परिणाम देती है। अधिकांश प्रसिद्ध उदाहरणजीनोमिक उत्परिवर्तन डाउन सिंड्रोम है, एक विकासात्मक विकार जो तब होता है जब एक अतिरिक्त 21वां गुणसूत्र प्रकट होता है। ऐसे लोग कुल गणना 47 गुणसूत्र होते हैं।

प्रोटोजोआ और पौधों में, गुणसूत्रों की संख्या में वृद्धि अक्सर देखी जाती है जो कि अगुणित संख्या का एक गुणक है। गुणसूत्र समुच्चय में यह परिवर्तन कहलाता है बहुगुणिता(चित्र 96)। पॉलीप्लोइड्स का उद्भव, विशेष रूप से, अर्धसूत्रीविभाजन में समरूप गुणसूत्रों के गैर-विच्छेदन के साथ जुड़ा हुआ है, जिसके परिणामस्वरूप द्विगुणित जीवों में अगुणित युग्मकों के बजाय द्विगुणित युग्मक बन सकते हैं।

उत्परिवर्ती कारक।उत्परिवर्तन करने की क्षमता जीन के गुणों में से एक है, इसलिए उत्परिवर्तन सभी जीवों में हो सकता है। कुछ उत्परिवर्तन जीवन के साथ असंगत होते हैं, और उन्हें प्राप्त करने वाला भ्रूण गर्भ में ही मर जाता है, जबकि अन्य उन विशेषताओं में लगातार परिवर्तन का कारण बनते हैं जो व्यक्ति के जीवन के लिए अलग-अलग डिग्री तक महत्वपूर्ण होते हैं। सामान्य परिस्थितियों में, किसी व्यक्तिगत जीन के उत्परिवर्तन की आवृत्ति बेहद कम (10-5) होती है, लेकिन ऐसे पर्यावरणीय कारक हैं जो इस मूल्य को महत्वपूर्ण रूप से बढ़ाते हैं, जिससे जीन और गुणसूत्रों की संरचना को अपरिवर्तनीय क्षति होती है। वे कारक जिनके जीवित जीवों पर प्रभाव से उत्परिवर्तन की आवृत्ति में वृद्धि होती है, उत्परिवर्तजन कारक या उत्परिवर्तजन कहलाते हैं।

चावल। 96. पॉलीप्लोइडी। गुलदाउदी फूल: ए - द्विगुणित रूप (2 एन); बी - पॉलीप्लोइड फॉर्म

सभी उत्परिवर्ती कारकों को तीन समूहों में विभाजित किया जा सकता है।

भौतिक उत्परिवर्तजनसभी प्रकार के हैं आयनित विकिरण(?-किरणें, एक्स-रे), पराबैंगनी विकिरण, उच्च और निम्न तापमान।

रासायनिक उत्परिवर्तजन- ये न्यूक्लिक एसिड, पेरोक्साइड, भारी धातुओं के लवण (सीसा, पारा) के एनालॉग हैं, नाइट्रस अम्लऔर कुछ अन्य पदार्थ. इनमें से कई यौगिक डीएनए प्रतिकृति में समस्याएँ पैदा करते हैं। कृषि में कीटों और खरपतवारों (कीटनाशकों और शाकनाशियों), औद्योगिक अपशिष्टों, कुछ खाद्य रंगों और परिरक्षकों, कुछ दवाओं और तंबाकू के धुएं के घटकों को नियंत्रित करने के लिए उपयोग किए जाने वाले पदार्थों का उत्परिवर्तजन प्रभाव होता है।

रूस और दुनिया के अन्य देशों में, विशेष प्रयोगशालाएँ और संस्थान बनाए गए हैं जो उत्परिवर्तन के लिए सभी नए संश्लेषित रासायनिक यौगिकों का परीक्षण करते हैं।

समूह को जैविक उत्परिवर्तजनइसमें विदेशी डीएनए और वायरस शामिल हैं, जो मेजबान डीएनए में एकीकृत होने पर जीन के कामकाज को बाधित करते हैं।

प्रश्नों और असाइनमेंट की समीक्षा करें

1. आप किस प्रकार की परिवर्तनशीलता जानते हैं?

2. प्रतिक्रिया मानदंड क्या है?

3. बताएं कि फेनोटाइपिक परिवर्तनशीलता विरासत में क्यों नहीं मिलती है।

4. उत्परिवर्तन क्या हैं? उत्परिवर्तन के मुख्य गुणों का वर्णन करें।

5. वंशानुगत सामग्री में परिवर्तन के स्तर के अनुसार उत्परिवर्तन का वर्गीकरण दीजिए।

6. उत्परिवर्तजन कारकों के मुख्य समूहों के नाम बताइए। प्रत्येक समूह से संबंधित उत्परिवर्तजनों के उदाहरण दीजिए। मूल्यांकन करें कि क्या आपके वातावरण में उत्परिवर्तजन कारक हैं। वे उत्परिवर्तजनों के किस समूह से संबंधित हैं?

सोचना! इसे करें!

1. क्या आपको लगता है कि पर्यावरणीय कारक घातक उत्परिवर्तन वाले जीव के विकास को प्रभावित कर सकते हैं?

2. क्या यौन प्रक्रिया के अभाव में संयोजनात्मक परिवर्तनशीलता प्रकट हो सकती है?

3. कक्षा में चर्चा करें कि आधुनिक दुनिया में मनुष्यों पर उत्परिवर्ती कारकों के प्रभाव को कम करने के क्या तरीके हैं।

4. क्या आप ऐसे संशोधनों के उदाहरण दे सकते हैं जो प्रकृति में अनुकूली नहीं हैं?

5. जीव विज्ञान से अपरिचित व्यक्ति को समझाएं कि उत्परिवर्तन संशोधनों से किस प्रकार भिन्न है।

6. अध्ययन पूरा करें: "छात्रों में संशोधन परिवर्तनशीलता का अध्ययन (शरीर के तापमान और नाड़ी दर के उदाहरण का उपयोग करके, समय-समय पर 3 दिनों में मापा जाता है)।"

कंप्यूटर के साथ काम करना

इलेक्ट्रॉनिक एप्लिकेशन का संदर्भ लें. सामग्री का अध्ययन करें और असाइनमेंट पूरा करें।

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परिवर्तनशीलताजीवित प्रणालियों की एक संपत्ति है जो फेनोटाइप और जीनोटाइप में परिवर्तन से जुड़ी है जो बाहरी वातावरण के प्रभाव में या वंशानुगत सामग्री में परिवर्तन के परिणामस्वरूप उत्पन्न होती है।

गैर वंशानुगत परिवर्तनशीलता. गैर-वंशानुगत, या समूह (निश्चित), या संशोधन परिवर्तनशीलता- ये पर्यावरणीय परिस्थितियों के प्रभाव में फेनोटाइप में परिवर्तन हैं। संशोधन परिवर्तनशीलता व्यक्तियों के जीनोटाइप को प्रभावित नहीं करती है। जीनोटाइप, अपरिवर्तित रहते हुए, उन सीमाओं को निर्धारित करता है जिनके भीतर फेनोटाइप बदल सकता है। ये सीमाएँ, अर्थात्। किसी गुण की फेनोटाइपिक अभिव्यक्ति के अवसर कहलाते हैं प्रतिक्रिया मानदंड और विरासत में मिले हैं. प्रतिक्रिया मानदंड उन सीमाओं को निर्धारित करता है जिनके भीतर एक विशिष्ट विशेषता बदल सकती है। विभिन्न संकेतों के अलग-अलग प्रतिक्रिया मानदंड होते हैं - व्यापक या संकीर्ण। प्रतिक्रिया मानदंड जितना व्यापक होगा, किसी व्यक्ति के पास पर्यावरणीय परिस्थितियों के अनुकूल ढलने के उतने ही अधिक अवसर होंगे। यही कारण है कि गुण की चरम अभिव्यक्ति वाले व्यक्तियों की तुलना में विशेषता की औसत अभिव्यक्ति वाले व्यक्ति अधिक हैं। यह मनुष्यों में बौनों और दिग्गजों की संख्या से अच्छी तरह से स्पष्ट होता है। उनमें से कुछ हैं, जबकि 160-180 सेमी की ऊंचाई वाले हजारों गुना अधिक लोग हैं।

संशोधन परिवर्तन विरासत में नहीं मिलते हैं, लेकिन आवश्यक रूप से समूह प्रकृति के नहीं होते हैं और हमेशा समान पर्यावरणीय परिस्थितियों में किसी प्रजाति के सभी व्यक्तियों में प्रकट नहीं होते हैं। संशोधन व्यक्ति का इन परिस्थितियों में अनुकूलन सुनिश्चित करते हैं।

वंशानुगत परिवर्तनशीलता(संयुक्त, परिवर्तनशील, अनिश्चित)।

संयुक्त परिवर्तनशीलतायौन प्रक्रिया के दौरान जीन के नए संयोजन के परिणामस्वरूप होता है जो निषेचन, क्रॉसिंग ओवर, संयुग्मन, यानी के दौरान उत्पन्न होता है। जीनों के पुनर्संयोजन (पुनर्वितरण और नए संयोजन) के साथ प्रक्रियाओं के दौरान। संयोजनात्मक परिवर्तनशीलता के परिणामस्वरूप, ऐसे जीव उत्पन्न होते हैं जो जीनोटाइप और फेनोटाइप में अपने माता-पिता से भिन्न होते हैं। कुछ संयोजन परिवर्तन किसी व्यक्ति के लिए हानिकारक हो सकते हैं। प्रजातियों के लिए, संयुक्त परिवर्तन, सामान्य रूप से, उपयोगी होते हैं, क्योंकि जीनोटाइपिक और फेनोटाइपिक विविधता को जन्म देता है। यह प्रजातियों के अस्तित्व और उनकी विकासवादी प्रगति को बढ़ावा देता है।

उत्परिवर्तनीय परिवर्तनशीलताडीएनए अणुओं में न्यूक्लियोटाइड के अनुक्रम में परिवर्तन, डीएनए अणुओं में बड़े वर्गों की हानि और सम्मिलन, डीएनए अणुओं (गुणसूत्र) की संख्या में परिवर्तन से जुड़ा हुआ है। ऐसे परिवर्तन स्वयं कहलाते हैं उत्परिवर्तन. उत्परिवर्तन विरासत में मिले हैं।

उत्परिवर्तनों में से हैं:

– आनुवंशिक- एक विशिष्ट जीन में डीएनए न्यूक्लियोटाइड के अनुक्रम में परिवर्तन का कारण बनता है, और परिणामस्वरूप इस जीन द्वारा एन्कोड किए गए एमआरएनए और प्रोटीन में परिवर्तन होता है। जीन उत्परिवर्तन या तो प्रभावी या अप्रभावी हो सकते हैं। वे ऐसे संकेतों की उपस्थिति का कारण बन सकते हैं जो शरीर के महत्वपूर्ण कार्यों को समर्थन या बाधित करते हैं;

– उत्पादकउत्परिवर्तन रोगाणु कोशिकाओं को प्रभावित करते हैं और यौन प्रजनन के दौरान संचरित होते हैं;

– दैहिकउत्परिवर्तन रोगाणु कोशिकाओं को प्रभावित नहीं करते हैं और जानवरों में विरासत में नहीं मिलते हैं, लेकिन पौधों में वे वनस्पति प्रसार के दौरान विरासत में मिलते हैं;

– जीनोमिकउत्परिवर्तन (पॉलीप्लोइडी और हेटरोप्लोइडी) कोशिकाओं के कैरियोटाइप में गुणसूत्रों की संख्या में परिवर्तन से जुड़े होते हैं;

– गुणसूत्रउत्परिवर्तन गुणसूत्रों की संरचना में पुनर्व्यवस्था, टूटने के परिणामस्वरूप उनके वर्गों की स्थिति में परिवर्तन, व्यक्तिगत वर्गों की हानि आदि से जुड़े होते हैं।

सबसे आम जीन उत्परिवर्तन वे होते हैं जिनके परिणामस्वरूप जीन में डीएनए न्यूक्लियोटाइड में परिवर्तन, हानि या सम्मिलन होता है। उत्परिवर्ती जीन प्रोटीन संश्लेषण स्थल पर अलग-अलग जानकारी संचारित करते हैं, और इसके परिणामस्वरूप, अन्य प्रोटीनों का संश्लेषण होता है और नई विशेषताओं का उद्भव होता है। उत्परिवर्तन विकिरण, पराबैंगनी विकिरण और विभिन्न रासायनिक एजेंटों के प्रभाव में हो सकते हैं। सभी उत्परिवर्तन प्रभावी नहीं होते. उनमें से कुछ को डीएनए मरम्मत के दौरान ठीक किया जाता है। फेनोटाइपिक रूप से, उत्परिवर्तन प्रकट होते हैं यदि वे जीव की मृत्यु का कारण नहीं बनते हैं। अधिकांश जीन उत्परिवर्तन अप्रभावी होते हैं। फेनोटाइपिक रूप से प्रकट उत्परिवर्तन विकासवादी महत्व के होते हैं, जो व्यक्तियों को अस्तित्व के संघर्ष में या तो लाभ प्रदान करते हैं, या, इसके विपरीत, प्राकृतिक चयन के दबाव में उनकी मृत्यु का कारण बनते हैं।

उत्परिवर्तन प्रक्रिया आबादी की आनुवंशिक विविधता को बढ़ाती है, जो विकासवादी प्रक्रिया के लिए पूर्व शर्त बनाती है।

3.7. कोशिका के आनुवंशिक तंत्र पर उत्परिवर्तजनों, शराब, दवाओं, निकोटीन के हानिकारक प्रभाव। उत्परिवर्तनों द्वारा प्रदूषण से पर्यावरण की सुरक्षा। पर्यावरण में उत्परिवर्तनों के स्रोतों की पहचान (अप्रत्यक्ष) और मूल्यांकन संभावित परिणामउनका प्रभाव उनके अपने शरीर पर पड़ता है। वंशानुगत मानव रोग, उनके कारण, रोकथाम

3.7.1. उत्परिवर्तन, उत्परिवर्तन

उत्परिवर्तजन- ये भौतिक या रासायनिक कारक हैं, जिनके शरीर पर प्रभाव से उसकी वंशानुगत विशेषताओं में परिवर्तन हो सकता है। ऐसे कारकों में एक्स-रे और गामा किरणें, रेडियोन्यूक्लाइड, भारी धातु ऑक्साइड, कुछ प्रकार के रासायनिक उर्वरक, शराब, निकोटीन और दवाएं शामिल हैं। उत्परिवर्तन की दर और आवृत्ति इन कारकों के प्रभाव की तीव्रता पर निर्भर करती है। उत्परिवर्तन की आवृत्ति में वृद्धि से जन्मजात आनुवंशिक असामान्यताओं वाले व्यक्तियों की संख्या में वृद्धि होती है। रोगाणु कोशिकाओं को प्रभावित करने वाले उत्परिवर्तन विरासत में मिलते हैं। हालाँकि, दैहिक कोशिकाओं में होने वाले उत्परिवर्तन का कारण बन सकते हैं कैंसर रोग. चिकित्सा आनुवंशिकी - अध्याय आनुवंशिकी, मानव वंशानुगत रोगों, उनकी उत्पत्ति, निदान, उपचार और रोकथाम का अध्ययन। रोगी के बारे में जानकारी एकत्र करने का मुख्य साधन चिकित्सा आनुवंशिक परामर्श है। यह उन व्यक्तियों के संबंध में किया जाता है जिनके रिश्तेदारों में वंशानुगत बीमारियाँ होती हैं। लक्ष्य विकृति वाले बच्चों के होने की संभावना का अनुमान लगाना या विकृति की घटना को बाहर करना है।

परामर्श चरण:

- रोगजनक एलील के वाहक की पहचान;

- बीमार बच्चे होने की संभावना की गणना;

- भविष्य के माता-पिता और रिश्तेदारों को शोध परिणामों का संचार।

वंशानुगत रोग वंशजों को प्रेषित होते हैं:

- आनुवंशिक, एक्स गुणसूत्र से जुड़ा हुआ - हीमोफिलिया, रंग अंधापन;

- आनुवांशिक, वाई क्रोमोसोम से जुड़ा हुआ - हाइपरट्रिकोसिस (ऑरिकल में बालों का बढ़ना);

- ऑटोसोमल जीन: फेनिलकेटोनुरिया, मधुमेह मेलिटस, पॉलीडेक्टली, हंटिंगटन कोरिया, आदि;

- क्रोमोसोमल, क्रोमोसोम उत्परिवर्तन से जुड़ा हुआ, उदाहरण के लिए, क्राय-द-कैट सिंड्रोम;

- जीनोमिक - पॉली- और हेटरोप्लोइडी - किसी जीव के कैरियोटाइप में गुणसूत्रों की संख्या में परिवर्तन।

पॉलीप्लोइडी- किसी कोशिका में अगुणित गुणसूत्रों की संख्या में दो या अधिक गुना वृद्धि। यह अर्धसूत्रीविभाजन में गुणसूत्रों के गैर-विच्छेदन, बाद के कोशिका विभाजन के बिना गुणसूत्रों के दोहराव और दैहिक कोशिकाओं के नाभिक के संलयन के परिणामस्वरूप होता है।

हेटरोप्लोइडी (एन्यूप्लोइडी)- अर्धसूत्रीविभाजन में उनके असमान विचलन के परिणामस्वरूप किसी प्रजाति की विशेषता वाले गुणसूत्रों की संख्या में परिवर्तन। एक अतिरिक्त गुणसूत्र के रूप में प्रकट होता है ( त्रिगुणसूत्रतागुणसूत्र 21 पर डाउन रोग होता है) या कैरियोटाइप में एक समजात गुणसूत्र की अनुपस्थिति ( मोनोसोमी). उदाहरण के लिए, महिलाओं में दूसरे एक्स गुणसूत्र की अनुपस्थिति टर्नर सिंड्रोम का कारण बनती है, जो शारीरिक और मानसिक विकारों में प्रकट होती है। कभी-कभी पॉलीसोमी होती है - गुणसूत्र सेट में कई अतिरिक्त गुणसूत्रों की उपस्थिति।

मानव आनुवंशिकी के तरीके. वंशावली-संबंधी - विभिन्न स्रोतों से वंशावली संकलित करने की एक विधि - कहानियाँ, तस्वीरें, पेंटिंग। पूर्वजों की विशेषताओं को स्पष्ट किया जाता है और विशेषताओं की विरासत के प्रकार स्थापित किए जाते हैं।

वंशानुक्रम के प्रकार: ए) ऑटोसोमल डोमिनेंट, बी) ऑटोसोमल रिसेसिव, सी) सेक्स-लिंक्ड इनहेरिटेंस।

जिस व्यक्ति के लिए वंशावली संकलित की जाती है उसे कहा जाता है जांच.

जुड़वां. जुड़वा बच्चों में आनुवंशिक पैटर्न का अध्ययन करने की एक विधि। जुड़वाँ बच्चे समरूप (मोनोज़ायगोटिक, समरूप) या भाईचारे (द्वियुग्मज, गैर-समान) हो सकते हैं।

सितोगेनिक क. मानव गुणसूत्रों के सूक्ष्म अध्ययन की विधि। आपको जीन और क्रोमोसोमल उत्परिवर्तन की पहचान करने की अनुमति देता है।

बायोकेमिकल. जैव रासायनिक विश्लेषण के आधार पर, यह रोग के विषमयुग्मजी वाहक की पहचान करने की अनुमति देता है, उदाहरण के लिए, फेनिलकेटोनुरिया जीन के वाहक को बढ़ी हुई एकाग्रता से पहचाना जा सकता है फेनिलएलनिनरक्त में।

जनसंख्या आनुवंशिक. आपको रचना करने की अनुमति देता है आनुवंशिक विशेषताएंजनसंख्या, विभिन्न एलील्स की सांद्रता की डिग्री और उनकी विषमयुग्मजीता की डिग्री का आकलन करती है। बड़ी आबादी का विश्लेषण करने के लिए हार्डी-वेनबर्ग कानून लागू किया जाता है।

3.8. चयन, उसके कार्य और व्यवहारिक महत्व. एन.आई. की शिक्षाएँ विविधता के केंद्रों और खेती वाले पौधों की उत्पत्ति के बारे में वाविलोव। वंशानुगत परिवर्तनशीलता में समरूप श्रृंखला का नियम। नई पौधों की किस्मों, जानवरों की नस्लों और सूक्ष्मजीवों के उपभेदों के प्रजनन के तरीके। चयन के लिए आनुवंशिकी का महत्व. खेती वाले पौधों और घरेलू पशुओं को उगाने के जैविक सिद्धांत

3.8.1. आनुवंशिकी और चयन

प्रजनन एक विज्ञान है, व्यावहारिक गतिविधि की एक शाखा है जिसका उद्देश्य स्थिर वंशानुगत लक्षणों के साथ पौधों, जानवरों की नस्लों और सूक्ष्मजीवों की नई किस्मों का निर्माण करना है जो मनुष्यों के लिए फायदेमंद हैं। चयन का सैद्धांतिक आधार आनुवंशिकी है।

चयन उद्देश्य:

- विशेषता का गुणात्मक सुधार;

- उपज और उत्पादकता में वृद्धि;

- कीटों, बीमारियों और जलवायु परिस्थितियों के प्रति प्रतिरोधक क्षमता बढ़ाना।

चयन के तरीके. कृत्रिम चयन – बचत एक व्यक्ति के लिए आवश्यकजीव और उन्मूलन, दूसरों को मारना जो ब्रीडर के लक्ष्यों को पूरा नहीं करते हैं।

ब्रीडर एक कार्य निर्धारित करता है, माता-पिता के जोड़े का चयन करता है, संतानों का चयन करता है, निकट से संबंधित और दूर के क्रॉस की एक श्रृंखला आयोजित करता है, फिर प्रत्येक बाद की पीढ़ी में चयन करता है। कृत्रिम चयन होता है व्यक्तिऔर बड़े पैमाने पर.

संकरण- मूल्यवान पैतृक विशेषताओं के एक नए संयोजन को बढ़ाने या बनाने के लिए संतानों में नए आनुवंशिक संयोजन प्राप्त करने की प्रक्रिया।

निकट से संबंधित संकरण (इनब्रीडिंग)स्वच्छ रेखाएँ उत्पन्न करने के लिए उपयोग किया जाता है। नुकसान: जीवन शक्ति में कमी.

दूर संकरणप्रतिक्रिया मानदंड को विशेषता को मजबूत करने, संकर शक्ति (हेटरोसिस) की उपस्थिति की ओर स्थानांतरित करता है। नुकसान परिणामी संकरों की अप्राप्यता है।

अंतरविशिष्ट संकरों की बाँझपन पर काबू पाना। पॉलीप्लोइडी। जी.डी. 1924 में कारपेचेंको ने गोभी और मूली के एक बाँझ संकर को कोल्सीसिन से उपचारित किया। कोल्चिसिन ने युग्मकजनन के दौरान संकर गुणसूत्रों के गैर-विच्छेदन का कारण बना। द्विगुणित युग्मकों के संलयन से गोभी और मूली (कैप्रेडका) के एक बहुगुणित संकर का उत्पादन हुआ। जी कारपेचेंको के प्रयोग को निम्नलिखित चित्र से चित्रित किया जा सकता है।

1. कोल्सीसिन की क्रिया से पहले

2. कोल्सीसिन की क्रिया और गुणसूत्रों के कृत्रिम दोहरीकरण के बाद:

आई.वी. की कार्य पद्धतियाँ मिचुरिना

आई.वी. मिचुरिन, एक घरेलू प्रजनक, ने लगभग 300 किस्मों के फलों के पेड़ उगाए जो दक्षिणी फलों के गुणों और उत्तरी पौधों की सरलता को मिलाते थे।

बुनियादी कार्य विधियाँ:

– दूर संकरणभौगोलिक रूप से दूर की किस्में;

- सख्त व्यक्तिगत चयन;

- "बढ़ाना" संकर कठोर परिस्थितियाँखेती;

- मेंटर विधि का उपयोग करके "प्रभुत्व प्रबंधन" - एक वयस्क पौधे पर एक संकर का ग्राफ्टिंग करना, जो इसके गुणों को नस्ल की विविधता में स्थानांतरित करता है।

दूरवर्ती संकरण के दौरान असंक्राम्यता पर काबू पाना:

- प्रारंभिक तालमेल की विधि - एक प्रजाति (रोवन) की ग्राफ्टिंग कटिंग को नाशपाती के मुकुट पर लगाया गया था। कुछ साल बाद, रोवन के फूलों को नाशपाती पराग द्वारा परागित किया गया। इस प्रकार रोवन और नाशपाती का एक संकर प्राप्त किया गया;

- मध्यस्थ विधि - 2-चरणीय संकरण। बादाम को अर्ध-खेती की गई डेविड आड़ू के साथ संकरण कराया गया, और फिर परिणामी संकर को संवर्धित किस्म के साथ संकरण कराया गया। हमें "उत्तरी पीच" प्राप्त हुआ;

– मिश्रित पराग के साथ परागण (किसी का अपना और किसी और का)। इसका एक उदाहरण सेरापैडस का उत्पादन है, जो चेरी और पक्षी चेरी का एक संकर है।

3.8.3. खेती वाले पौधों की उत्पत्ति के केंद्र

सबसे बड़े रूसी वैज्ञानिक - आनुवंशिकीविद् एन.आई. वाविलोव ने पौधों के प्रजनन में बहुत बड़ा योगदान दिया। उन्होंने पाया कि आज दुनिया के विभिन्न क्षेत्रों में उगाए जाने वाले सभी पौधों की कुछ भौगोलिक विशेषताएं होती हैं

उत्पत्ति के केंद्र. ये केंद्र उष्णकटिबंधीय और उपोष्णकटिबंधीय क्षेत्रों में स्थित हैं, यानी जहां कृषि की उत्पत्ति हुई है। एन.आई. वाविलोव ने 8 ऐसे केंद्रों की पहचान की, अर्थात्। विभिन्न पौधों को खेती में शामिल करने के लिए 8 स्वतंत्र क्षेत्र।

एक नियम के रूप में, उनके मूल केंद्रों में खेती किए गए पौधों की विविधता का प्रतिनिधित्व किया जाता है बहुत बड़ी संख्यावानस्पतिक किस्में और कई वंशानुगत प्रकार।

वंशानुगत परिवर्तनशीलता की समजात श्रृंखला का नियम।

1. जो प्रजातियां और वंश आनुवंशिक रूप से करीब हैं, उन्हें वंशानुगत परिवर्तनशीलता की समान श्रृंखला द्वारा इतनी नियमितता के साथ चित्रित किया जाता है कि, एक प्रजाति के भीतर रूपों की श्रृंखला को जानकर, कोई अन्य प्रजातियों और पीढ़ी में समानांतर रूपों की उपस्थिति का अनुमान लगा सकता है। वे आनुवंशिक रूप से जितने करीब स्थित होते हैं सामान्य प्रणालीप्रजातियाँ और वंश, उनकी परिवर्तनशीलता की श्रेणी में समानता जितनी अधिक होगी।

2. सामान्य तौर पर, पौधों के संपूर्ण परिवारों की विशेषता परिवार को बनाने वाली सभी प्रजातियों और प्रजातियों से गुजरने वाली परिवर्तनशीलता का एक निश्चित चक्र होता है।

यह कानून एन.आई. द्वारा निकाला गया था। वाविलोव ने आनुवंशिक रूप से समान प्रजातियों और जेनेरा की एक बड़ी संख्या के अध्ययन पर आधारित है। इन वर्गीकरण समूहों के बीच और उनके भीतर जितनी घनिष्ठता होगी, उनमें आनुवंशिक समानता उतनी ही अधिक होगी। अनाज के विभिन्न प्रकारों और प्रजातियों की तुलना करते हुए, एन.आई. वाविलोव और उनके सहयोगियों ने पाया कि सभी अनाजों में समान विशेषताएं होती हैं, जैसे शाखाओं में बंटना और बालियों का घनत्व, शल्कों का यौवन आदि। यह जानकर एन.आई. वेविलोव ने सुझाव दिया कि ऐसे समूहों में समान वंशानुगत परिवर्तनशीलता होती है: "यदि आप गेहूं का एक कालापन रहित रूप पा सकते हैं, तो आप राई का एक कालातीत रूप भी पा सकते हैं।" एक निश्चित प्रजाति, जीनस, परिवार के प्रतिनिधियों में परिवर्तनों की संभावित प्रकृति को जानने के बाद, ब्रीडर विशेष रूप से खोज कर सकता है, नए रूप बना सकता है और वांछित आनुवंशिक परिवर्तनों वाले व्यक्तियों को या तो बाहर निकाल सकता है या संरक्षित कर सकता है।

3.9. जैव प्रौद्योगिकी, सेलुलर और जेनेटिक इंजीनियरिंग, क्लोनिंग। भूमिका कोशिका सिद्धांतजैव प्रौद्योगिकी के निर्माण और विकास में। प्रजनन के विकास के लिए जैव प्रौद्योगिकी का महत्व, कृषि, सूक्ष्मजीवविज्ञानी उद्योग, ग्रह के जीन पूल का संरक्षण। जैव प्रौद्योगिकी में कुछ शोध के विकास के नैतिक पहलू (मानव क्लोनिंग, जीनोम में लक्षित परिवर्तन)

3.9.1. सेलुलर और जेनेटिक इंजीनियरिंग. जैव प्रौद्योगिकी

सेलुलर इंजीनियरिंग विज्ञान और प्रजनन अभ्यास में एक दिशा है जो संबंधित दैहिक कोशिकाओं के संकरण के तरीकों का अध्ययन करती है अलग - अलग प्रकार, व्यक्तिगत कोशिकाओं से ऊतकों या संपूर्ण जीवों की क्लोनिंग की संभावना।

ऊतक संवर्धन- प्रयोगशाला स्थितियों में पौधे या जानवरों के ऊतकों और कभी-कभी पूरे जीवों को प्राप्त करने के लिए उपयोग किया जाता है। पौधे उगाने में, इसका उपयोग कोल्सीसिन के साथ प्रारंभिक रूपों का इलाज करने के बाद शुद्ध द्विगुणित रेखाओं के उत्पादन में तेजी लाने के लिए किया जाता है।

जेनेटिक इंजीनियरिंग- पूर्व निर्धारित गुणों वाली फसलें प्राप्त करने के लिए सूक्ष्मजीवों के जीनोटाइप में कृत्रिम, लक्षित परिवर्तन।

मूल विधि- आवश्यक जीनों का अलगाव, उनकी क्लोनिंग और एक नए आनुवंशिक वातावरण में परिचय। विधि में कार्य के निम्नलिखित चरण शामिल हैं:

- एक जीन का अलगाव, एक कोशिका डीएनए अणु के साथ इसका जुड़ाव जो दाता जीन को किसी अन्य कोशिका में पुन: उत्पन्न कर सकता है (प्लाज्मिड में शामिल करना);

- प्राप्तकर्ता जीवाणु कोशिका के जीनोम में एक प्लास्मिड का परिचय;

- व्यावहारिक उपयोग के लिए आवश्यक जीवाणु कोशिकाओं का चयन;

- क्षेत्र में अनुसंधान जेनेटिक इंजीनियरिंगन केवल सूक्ष्मजीवों पर, बल्कि मनुष्यों पर भी लागू होता है। वे प्रतिरक्षा प्रणाली, रक्त जमावट प्रणाली और ऑन्कोलॉजी के विकारों से जुड़े रोगों के उपचार में विशेष रूप से प्रासंगिक हैं।

क्लोनिंग. जैविक दृष्टिकोण से, क्लोनिंग पौधों और जानवरों का वानस्पतिक प्रसार है, जिनकी संतानें माता-पिता के समान वंशानुगत जानकारी रखती हैं।

जैव प्रौद्योगिकी- दवाओं, उर्वरकों और जैविक पौध संरक्षण उत्पादों के उत्पादन में जीवित जीवों और जैविक प्रक्रियाओं का उपयोग करने की प्रक्रिया; के लिए जैविक उपचार पानी की बर्बादी, मूल्यवान धातुओं के जैविक निष्कर्षण के लिए समुद्र का पानीवगैरह।

जेनेटिक इंजीनियरिंग और जैव प्रौद्योगिकी के लिए संभावनाएँ:

– मनुष्य के लिए उपयोगी जीवों का निर्माण;

- नया प्राप्त करना दवाइयाँ;

- आनुवंशिक विकृति का सुधार और सुधार।

धारा 4
जीवों की विविधता, उनकी संरचना और जीवन गतिविधि

4.1. वर्गीकरण। मुख्य व्यवस्थित (टैक्सोनोमिक) श्रेणियाँ: प्रजाति, जीनस, परिवार, ऑर्डर (क्रम), वर्ग, फ़ाइलम (विभाजन), साम्राज्य; उनकी अधीनता

पादप वर्गीकरण, वनस्पति विज्ञान की वह शाखा जो पौधों के प्राकृतिक वर्गीकरण से संबंधित है। कई समान बाहरी और आंतरिक विशेषताओं वाले व्यक्तियों को समूहों में बांटा जाता है जिन्हें प्रजाति कहा जाता है। एक-दूसरे के समान प्रजातियाँ अंततः एक में मिल जाती हैं जाति: कुछ समानताएं जेनेरा को एक में जोड़ना संभव बनाती हैं परिवार।परिवार आदेशों में एकजुट होते हैं, आदेश- कक्षाओं के लिए, उनमें से विभाग. और सभी पौधे बनते हैं साम्राज्यपौधे। ऐसे प्रत्येक समूह को बुलाया जाता है टैक्सोन . एक विशेष अनुशासन कर की पहचान और वर्गीकरण के सिद्धांतों से संबंधित है - वर्गीकरण .

वर्गीकरणविभिन्न पौधों के बीच संबंधों का वर्णन करता है और पौधे देता है आधिकारिक नाम, विभिन्न देशों के विशेषज्ञों को वैज्ञानिक जानकारी का आदान-प्रदान करने की अनुमति देता है।

पौधों का वैज्ञानिक वर्गीकरण बनाने के पहले गंभीर प्रयासों को 18वीं शताब्दी के प्रतिभाशाली स्वीडिश वनस्पतिशास्त्री के कार्यों में उनकी सबसे पूर्ण अभिव्यक्ति मिली। कार्ल लिनिअस, 1741 से 1778 तक उप्साला विश्वविद्यालय में चिकित्सा और प्राकृतिक इतिहास के प्रोफेसर। उन्होंने पौधों को मुख्य रूप से पुंकेसर और कार्पेल (एक फूल की प्रजनन संरचना) की संख्या और व्यवस्था के आधार पर वर्गीकृत किया। लिनिअस ने तथाकथित द्विआधारी नामकरण की शुरुआत की - पौधों की प्रजातियों के दोहरे नामों की एक प्रणाली, जिसे उन्होंने जर्मन वनस्पतिशास्त्री बैचमैन (रिविनियस) से उधार लिया था: पहला शब्द जीनस से मेल खाता है, दूसरा (विशिष्ट विशेषण) प्रजाति से ही मेल खाता है।

लिनिअस की प्रणाली की कमजोरी यह है कि कई बार उनका कठोर दृष्टिकोण जीवों के बीच स्पष्ट निकटता को प्रतिबिंबित नहीं करता था या इसके विपरीत, उन प्रजातियों को एक साथ लाता था जो स्पष्ट रूप से एक दूसरे से दूर थीं। उदाहरण के लिए, यह ज्ञात है कि तीन पुंकेसर अनाज और कद्दू दोनों पौधों की विशेषता हैं, और, उदाहरण के लिए, लामियासी में, जो कई अन्य विशेषताओं में समान हैं, दो या चार हो सकते हैं। हालाँकि, लिनिअस ने स्वयं वनस्पति विज्ञान का लक्ष्य "प्राकृतिक" प्रणाली को माना और पौधों के 60 से अधिक प्राकृतिक समूहों की पहचान करने में कामयाब रहे।

पौधों और जानवरों को वर्गीकृत करने के लिए निम्नलिखित प्रणालियाँ वर्तमान में स्वीकार की जाती हैं।

जीवों को एक टैक्सन में संयोजित करने का मुख्य सिद्धांत उनके रिश्ते की डिग्री है। वे अपने में एक-दूसरे से उतने ही दूर होंगे पारिवारिक संबंध, वे जितना बड़ा वर्गीकरण समूह बनाते हैं।

प्रजातियाँ - दिखने में समान व्यक्तियों का एक समूह और आंतरिक संरचना, एक निश्चित क्षेत्र पर कब्ज़ा कर लेते हैं और पार होने पर उपजाऊ संतान पैदा करते हैं।

4.2. बैक्टीरिया का साम्राज्य. संरचना और महत्वपूर्ण गतिविधि की विशेषताएं, प्रकृति में भूमिका। बैक्टीरिया रोगजनक होते हैं जो पौधों, जानवरों और मनुष्यों में बीमारियों का कारण बनते हैं। बैक्टीरिया से होने वाली बीमारियों की रोकथाम. वायरस

बैक्टीरिया.बैक्टीरिया सबसे प्राचीन प्रोकैरियोटिक एकल-कोशिका वाले जीव हैं, जो प्रकृति में सबसे व्यापक हैं। वे इसमें कार्बनिक पदार्थ के डीकंपोजर (विध्वंसक) और नाइट्रोजन फिक्सर के रूप में सबसे महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। इसका एक उदाहरण नोड्यूल बैक्टीरिया है जो जड़ों पर बस जाता है फलीदार पौधे. वे वायुमंडलीय नाइट्रोजन को आत्मसात करने और इसे उन पदार्थों में शामिल करने में सक्षम हैं जो पौधों द्वारा आसानी से अवशोषित होते हैं। के बीच विभिन्न प्रकारऐसे कई बैक्टीरिया हैं जो जानवरों और इंसानों में बीमारियाँ पैदा करते हैं। चिकित्सा में इनका उपयोग एंटीबायोटिक्स (स्ट्रेप्टोमाइसिन, टेट्रासाइक्लिन, ग्रैमिसिडिन) के उत्पादन के लिए किया जाता है खाद्य उद्योगलैक्टिक एसिड उत्पादों और अल्कोहल के उत्पादन के लिए। बैक्टीरिया भी जेनेटिक इंजीनियरिंग की वस्तु हैं। इन्हें प्राप्त करने के लिए उपयोग किया जाता है एक व्यक्ति को जरूरत हैएंजाइम और अन्य महत्वपूर्ण पदार्थ। जीवाणु कोशिका पॉलीमेरिक कार्बोहाइड्रेट म्यूरिन द्वारा निर्मित घनी झिल्ली से ढकी होती है। कुछ प्रजातियाँ तब बनती हैं जब प्रतिकूल परिस्थितियाँबीजाणु एक श्लेष्मा कैप्सूल होते हैं जो कोशिका को सूखने से रोकते हैं। कोशिका भित्ति में वृद्धि हो सकती है जो बैक्टीरिया को समूहों में जोड़ने के साथ-साथ उनके संयुग्मन को भी बढ़ावा देती है। झिल्ली मुड़ी हुई है. फोटोऑटोट्रॉफ़िक बैक्टीरिया में, एंजाइम या प्रकाश संश्लेषक वर्णक सिलवटों पर स्थानीयकृत होते हैं। झिल्ली अंगकों की भूमिका मेसोसोम द्वारा निभाई जाती है - सबसे बड़ी झिल्ली आक्रमण। साइटोप्लाज्म में राइबोसोम और समावेशन (स्टार्च, ग्लाइकोजन, वसा) होते हैं। कई जीवाणुओं में फ्लैगेल्ला होता है। बैक्टीरिया में कोई नाभिक नहीं होता है। वंशानुगत सामग्री एक गोलाकार डीएनए अणु के रूप में न्यूक्लियॉइड में निहित होती है।

निम्नलिखित जीवाणु कोशिकाएँ उनके आकार से भिन्न होती हैं:

- कोक्सी (गोलाकार): डिप्लोकोकी, स्ट्रेप्टोकोकी, स्टेफिलोकोकी;

- बेसिली (रॉड के आकार का): एकल, जंजीरों में एकजुट, एंडोस्पोर्स के साथ बेसिली;

- स्पिरिला (सर्पिल आकार का);

- विब्रियोस (अल्पविराम के आकार का);

- स्पाइरोकेट्स।

उनके भोजन करने के तरीके के आधार पर बैक्टीरिया को निम्न में विभाजित किया गया है:

- ऑटोट्रॉफ़्स (फोटोऑटोट्रॉफ़्स और केमोऑटोट्रॉफ़्स)।

ऑक्सीजन का उपयोग करने के तरीके के आधार पर बैक्टीरिया को निम्न में विभाजित किया गया है: एरोबिकऔर अवायवीय.

बैक्टीरिया बहुत तेजी से बढ़ते हैं उच्च गति, धुरी बनाए बिना कोशिका को आधे में विभाजित करना। कुछ जीवाणुओं में यौन प्रक्रिया संयुग्मन के दौरान आनुवंशिक सामग्री के आदान-प्रदान से जुड़ी होती है। बीजाणुओं द्वारा फैलता है.

रोगजनक बैक्टीरिया : हैजा विब्रियो, डिप्थीरिया बैसिलस, पेचिश बैसिलस, आदि।

वायरस.कुछ वैज्ञानिक वायरस को जीवित प्रकृति के एक अलग, पांचवें साम्राज्य के रूप में वर्गीकृत करते हैं। इनकी खोज 1892 में रूसी वैज्ञानिक दिमित्री इओसिफ़ोविच इवानोव्स्की ने की थी। वायरस जीवन के गैर-सेलुलर रूप हैं जो जीवित और निर्जीव पदार्थ के बीच एक मध्यवर्ती स्थिति रखते हैं। वे बेहद छोटे होते हैं और नीचे डीएनए (या आरएनए) के साथ एक प्रोटीन खोल से बने होते हैं। वायरस का प्रोटीन शेल बनता है कैप्सिड, सुरक्षात्मक, एंजाइमेटिक और एंटीजेनिक कार्य करता है। वायरस अधिक जटिल संरचनाइसमें कार्बोहाइड्रेट और लिपिड अंश भी शामिल हो सकते हैं। वायरस स्वतंत्र प्रोटीन संश्लेषण में सक्षम नहीं हैं। वे जीवित जीवों के गुणों को तभी प्रदर्शित करते हैं जब वे प्रो- या यूकेरियोट्स की कोशिकाओं में होते हैं और अपने प्रजनन के लिए अपने चयापचय का उपयोग करते हैं।

वास्तव में वायरस और बैक्टीरियोफेज हैं - जीवाणु वायरस। पड़ जाना जीवाणु कोशिका, वायरस (बैक्टीरियोफेज) को मेजबान दीवार से जुड़ना चाहिए, जिसके बाद वायरल न्यूक्लिक एसिड को कोशिका में "इंजेक्ट" किया जाता है, और प्रोटीन कोशिका दीवार पर रहता है। डीएनए युक्त वायरस (चेचक, हर्पीस) वायरल प्रोटीन को संश्लेषित करने के लिए मेजबान कोशिका के चयापचय का उपयोग करते हैं। आरएनए युक्त वायरस (एड्स, इन्फ्लूएंजा) या तो वायरस के आरएनए और उसके प्रोटीन के संश्लेषण की शुरुआत करते हैं, या, एंजाइमों के लिए धन्यवाद, वे पहले डीएनए को संश्लेषित करते हैं, और फिर वायरस के आरएनए और प्रोटीन को। इस प्रकार, वायरस का जीनोम, मेजबान कोशिका के वंशानुगत तंत्र में एकीकृत होकर, इसे बदलता है और वायरल घटकों के संश्लेषण को निर्देशित करता है। नए संश्लेषित वायरल कण मेजबान कोशिका को छोड़ देते हैं और अन्य पड़ोसी कोशिकाओं पर आक्रमण करते हैं।

वायरस से खुद को बचाते हुए, कोशिकाएं एक सुरक्षात्मक प्रोटीन - इंटरफेरॉन का उत्पादन करती हैं, जो नए वायरल कणों के संश्लेषण को दबा देती है। इंटरफेरॉन का उपयोग कुछ वायरल बीमारियों के इलाज और रोकथाम के लिए किया जाता है। मानव शरीर एंटीबॉडी का उत्पादन करके वायरस के प्रभाव का प्रतिरोध करता है। हालाँकि, कुछ वायरस, जैसे ऑन्कोजेनिक वायरस या एड्स वायरस के लिए कोई विशिष्ट एंटीबॉडी नहीं हैं। यह परिस्थिति टीकों के निर्माण को जटिल बनाती है।

साइनेई(बिल्कुल सही नहीं कहा गया नीला-हरा शैवाल). वे 3 अरब साल पहले प्रकट हुए थे। अघुलनशील पॉलीसेकेराइड से युक्त बहुपरत दीवारों वाली कोशिकाएँ। एककोशिकीय और औपनिवेशिक रूप हैं। सायनियन प्रकाश संश्लेषक जीव हैं। उनका क्लोरोफिल साइटोप्लाज्म में स्वतंत्र झिल्ली पर स्थित होता है। वे उपनिवेशों के विभाजन या पतन द्वारा प्रजनन करते हैं। स्पोरुलेशन में सक्षम. जीवमंडल में व्यापक रूप से वितरित। सड़ने वाले उत्पादों को विघटित करके पानी को शुद्ध करने में सक्षम। वे कवक के साथ सहजीवन में प्रवेश करते हैं, जिससे कुछ प्रकार के लाइकेन बनते हैं। वे ज्वालामुखीय द्वीपों और चट्टानों पर सबसे पहले बसने वाले हैं।

मशरूम का साम्राज्य. संरचना, जीवन गतिविधि, प्रजनन। भोजन एवं औषधि के लिए मशरूम का उपयोग। खाने योग्य और जहरीले मशरूम की पहचान. लाइकेन, उनकी विविधता, संरचनात्मक विशेषताएं और महत्वपूर्ण कार्य। प्रकृति में कवक और लाइकेन की भूमिका

मशरूम- यह एककोशिकीय और बहुकोशिकीय यूकेरियोटिक हेटरोट्रॉफ़िक जीवों का साम्राज्य है, जो पौधों और जानवरों दोनों से उनकी संरचनात्मक और प्रजनन विशेषताओं और जीवन शैली में भिन्न हैं। साम्राज्य में लगभग 100 हजार प्रजातियां शामिल हैं। कवक की कोशिका भित्ति में चिटिन जैसा पदार्थ, पॉलीसेकेराइड और प्रोटीन होते हैं। कोशिकाएँ या तो मोनोन्यूक्लियर या मल्टीन्यूक्लियर हो सकती हैं। गोल्गी तंत्र खराब विकसित है। पौधों के विपरीत, कवक प्रकाश संश्लेषण में सक्षम नहीं हैं, और उनकी कोशिकाओं में भंडारण पदार्थ ग्लाइकोजन है, स्टार्च नहीं।

कवक में प्रजनन वनस्पतिक, अलैंगिकऔर यौन. वानस्पतिक प्रसार मायसेलियम या नवोदित के पैच द्वारा किया जाता है। अलैंगिक प्रजनन स्पोरुलेशन से जुड़ा है। बीजाणु स्पोरैंगिया में या हाइपहे के सिरों पर बनते हैं - कोनिडियोफोरस . लैंगिक प्रजननउच्च कवक बनने के लिए दो कोशिकाओं के संलयन से जुड़ा होता है बड़ी मात्राद्विकेंद्रीय कोशिकाएं. कुछ रूप समान (होमोगैमी) और भिन्न (हेटरोगैमी) दोनों प्रकार के युग्मक उत्पन्न करते हैं। ऐसे मशरूम हैं जिनमें यौन प्रक्रिया (पेनिसिलियम) नहीं होती है।

कवक विभिन्न प्रकार की पर्यावरणीय परिस्थितियों के लिए अनुकूलित हो गए हैं। पारिस्थितिक तंत्र में वे कार्बनिक पदार्थों के अपघटक के रूप में कार्य करते हैं। मिट्टी की उर्वरता बढ़ाने में मदद करता है। इनका उपयोग मनुष्यों द्वारा भोजन के रूप में किया जाता है और एंटीबायोटिक्स, कार्बनिक अम्ल और एंजाइमों के उत्पादन के लिए कच्चे माल के रूप में काम किया जाता है। मशरूम के बीच बहुत सारे हैं जहरीली प्रजाति. इनमें से सबसे आम मध्य अक्षांशों में माना जाता है पीला ग्रीबे. कई मशरूम एक जैसे होते हैं खाने योग्य प्रजातियाँ. इसलिए मशरूम को बहुत सावधानी से इकट्ठा करना चाहिए. कुछ कवक मनुष्यों में रोग उत्पन्न करते हैं - मायकोसेस।

लाइकेन।ये कवक और शैवाल के सहजीवन के परिणामस्वरूप बनने वाले जीव हैं। कवक लाइकेन का एक विषमपोषी घटक है, हरा या नीला-हरा शैवाल एक स्वपोषी घटक है। कवक शैवाल को पानी और खनिज लवण प्रदान करता है और इसे सूखने से बचाता है। शैवाल मशरूम की आपूर्ति करता है कार्बनिक पदार्थ. लाइकेन अलैंगिक और लैंगिक दोनों तरह से प्रजनन करते हैं। वानस्पतिक प्रसार थैलस के वर्गों द्वारा किया जाता है। सभी में पाया गया भौगोलिक क्षेत्र, विशेषकर समशीतोष्ण और ठंडे क्षेत्रों में। लगभग 200 प्रजातियाँ हैं। सबसे प्रसिद्ध लाइकेन क्लैडोनिया, या हिरण काई, ज़ैंथोरिया वालेरिया, या दीवार गोल्डनरोड, परमेलिया और सेट्रारिया हैं।

लाइकेन का उपयोग किया जाता है लोग दवाएं, और उनसे निकलने वाले लाइकेन एसिड को एक घटक के रूप में उपयोग किया जाता है दवाइयाँकुछ त्वचा और अन्य रोगों से. लाइकेन से रासायनिक रंग और संकेतक बनाए जाते हैं।

4.4. पौधों का साम्राज्य. ऊतकों और अंगों की संरचना की विशेषताएं। पौधे के जीव की जीवन गतिविधि और प्रजनन, इसकी अखंडता

परिवर्तनशीलताजीवित प्रणालियों की एक सार्वभौमिक संपत्ति है जो फेनोटाइप और जीनोटाइप में परिवर्तन से जुड़ी है जो बाहरी वातावरण के प्रभाव में या वंशानुगत सामग्री में परिवर्तन के परिणामस्वरूप उत्पन्न होती है। गैर-वंशानुगत और वंशानुगत परिवर्तनशीलता हैं।

गैर वंशानुगत परिवर्तनशीलता. गैर-वंशानुगत, या समूह (निश्चित), या संशोधन परिवर्तनशीलता- ये पर्यावरणीय परिस्थितियों के प्रभाव में फेनोटाइप में परिवर्तन हैं। संशोधन परिवर्तनशीलता व्यक्तियों के जीनोटाइप को प्रभावित नहीं करती है। जीनोटाइप, अपरिवर्तित रहते हुए, उन सीमाओं को निर्धारित करता है जिनके भीतर फेनोटाइप बदल सकता है। ये सीमाएँ, अर्थात्। किसी गुण की फेनोटाइपिक अभिव्यक्ति के अवसर कहलाते हैं प्रतिक्रिया मानदंड और विरासत में मिले हैं. प्रतिक्रिया मानदंड उन सीमाओं को निर्धारित करता है जिनके भीतर एक विशिष्ट विशेषता बदल सकती है। विभिन्न संकेतों के अलग-अलग प्रतिक्रिया मानदंड होते हैं - व्यापक या संकीर्ण। उदाहरण के लिए, रक्त प्रकार और आंखों का रंग जैसे लक्षण नहीं बदलते हैं। स्तनधारी आंख का आकार थोड़ा भिन्न होता है और इसकी प्रतिक्रिया दर संकीर्ण होती है। गायों की दूध की पैदावार उन परिस्थितियों के आधार पर काफी व्यापक रेंज में भिन्न हो सकती है जिनके तहत नस्ल को रखा जाता है। अन्य मात्रात्मक विशेषताओं में भी व्यापक प्रतिक्रिया दर हो सकती है - वृद्धि, पत्ती का आकार, भुट्टे में दानों की संख्या, आदि। प्रतिक्रिया मानदंड जितना व्यापक होगा, किसी व्यक्ति के पास पर्यावरणीय परिस्थितियों के अनुकूल ढलने के उतने ही अधिक अवसर होंगे। यही कारण है कि गुण की चरम अभिव्यक्ति वाले व्यक्तियों की तुलना में विशेषता की औसत अभिव्यक्ति वाले व्यक्ति अधिक हैं। यह मनुष्यों में बौनों और दिग्गजों की संख्या से अच्छी तरह से स्पष्ट होता है। उनमें से कुछ हैं, जबकि 160-180 सेमी की ऊंचाई वाले हजारों गुना अधिक लोग हैं।

किसी लक्षण की फेनोटाइपिक अभिव्यक्तियाँ जीन और पर्यावरणीय परिस्थितियों की संयुक्त अंतःक्रिया से प्रभावित होती हैं। संशोधन परिवर्तन विरासत में नहीं मिलते हैं, लेकिन आवश्यक रूप से समूह प्रकृति के नहीं होते हैं और हमेशा समान पर्यावरणीय परिस्थितियों में किसी प्रजाति के सभी व्यक्तियों में प्रकट नहीं होते हैं। संशोधन व्यक्ति का इन परिस्थितियों में अनुकूलन सुनिश्चित करते हैं।

वंशानुगत परिवर्तनशीलता(संयुक्त, परिवर्तनशील, अनिश्चित)।

संयुक्त परिवर्तनशीलतायौन प्रक्रिया के दौरान जीन के नए संयोजन के परिणामस्वरूप होता है जो निषेचन, क्रॉसिंग ओवर, संयुग्मन, यानी के दौरान उत्पन्न होता है। जीनों के पुनर्संयोजन (पुनर्वितरण और नए संयोजन) के साथ प्रक्रियाओं के दौरान। संयोजनात्मक परिवर्तनशीलता के परिणामस्वरूप, ऐसे जीव उत्पन्न होते हैं जो जीनोटाइप और फेनोटाइप में अपने माता-पिता से भिन्न होते हैं। कुछ संयोजन परिवर्तन किसी व्यक्ति के लिए हानिकारक हो सकते हैं। प्रजातियों के लिए, संयुक्त परिवर्तन, सामान्य रूप से, उपयोगी होते हैं, क्योंकि जीनोटाइपिक और फेनोटाइपिक विविधता को जन्म देता है। यह प्रजातियों के अस्तित्व और उनकी विकासवादी प्रगति को बढ़ावा देता है।

उत्परिवर्तनीय परिवर्तनशीलताडीएनए अणुओं में न्यूक्लियोटाइड के अनुक्रम में परिवर्तन, डीएनए अणुओं में बड़े वर्गों की हानि और सम्मिलन, डीएनए अणुओं (गुणसूत्र) की संख्या में परिवर्तन से जुड़ा हुआ है। ऐसे परिवर्तन स्वयं कहलाते हैं उत्परिवर्तन. उत्परिवर्तन विरासत में मिले हैं।

उत्परिवर्तनों में से हैं:

– आनुवंशिक- एक विशिष्ट जीन में डीएनए न्यूक्लियोटाइड के अनुक्रम में परिवर्तन का कारण बनता है, और परिणामस्वरूप इस जीन द्वारा एन्कोड किए गए एमआरएनए और प्रोटीन में परिवर्तन होता है। जीन उत्परिवर्तन या तो प्रभावी या अप्रभावी हो सकते हैं। वे ऐसे संकेतों की उपस्थिति का कारण बन सकते हैं जो शरीर के महत्वपूर्ण कार्यों को समर्थन या बाधित करते हैं;

– उत्पादकउत्परिवर्तन रोगाणु कोशिकाओं को प्रभावित करते हैं और यौन प्रजनन के दौरान संचरित होते हैं;

– दैहिकउत्परिवर्तन रोगाणु कोशिकाओं को प्रभावित नहीं करते हैं और जानवरों में विरासत में नहीं मिलते हैं, लेकिन पौधों में वे वनस्पति प्रसार के दौरान विरासत में मिलते हैं;

– जीनोमिकउत्परिवर्तन (पॉलीप्लोइडी और हेटरोप्लोइडी) कोशिकाओं के कैरियोटाइप में गुणसूत्रों की संख्या में परिवर्तन से जुड़े होते हैं;

– गुणसूत्रउत्परिवर्तन गुणसूत्रों की संरचना में पुनर्व्यवस्था, टूटने के परिणामस्वरूप उनके वर्गों की स्थिति में परिवर्तन, व्यक्तिगत वर्गों की हानि आदि से जुड़े होते हैं।

सबसे आम जीन उत्परिवर्तन वे होते हैं जिनके परिणामस्वरूप जीन में डीएनए न्यूक्लियोटाइड में परिवर्तन, हानि या सम्मिलन होता है। उत्परिवर्ती जीन प्रोटीन संश्लेषण स्थल पर अलग-अलग जानकारी संचारित करते हैं, और इसके परिणामस्वरूप, अन्य प्रोटीनों का संश्लेषण होता है और नई विशेषताओं का उद्भव होता है। उत्परिवर्तन विकिरण, पराबैंगनी विकिरण और विभिन्न रासायनिक एजेंटों के प्रभाव में हो सकते हैं। सभी उत्परिवर्तन प्रभावी नहीं होते. उनमें से कुछ को डीएनए मरम्मत के दौरान ठीक किया जाता है। फेनोटाइपिक रूप से, उत्परिवर्तन प्रकट होते हैं यदि वे जीव की मृत्यु का कारण नहीं बनते हैं। अधिकांश जीन उत्परिवर्तन अप्रभावी होते हैं। फेनोटाइपिक रूप से प्रकट उत्परिवर्तन विकासवादी महत्व के होते हैं, जो व्यक्तियों को अस्तित्व के संघर्ष में या तो लाभ प्रदान करते हैं, या, इसके विपरीत, प्राकृतिक चयन के दबाव में उनकी मृत्यु का कारण बनते हैं।

उत्परिवर्तन प्रक्रिया आबादी की आनुवंशिक विविधता को बढ़ाती है, जो विकासवादी प्रक्रिया के लिए पूर्व शर्त बनाती है।

उत्परिवर्तन की आवृत्ति को कृत्रिम रूप से बढ़ाया जा सकता है, जिसका उपयोग वैज्ञानिक और व्यावहारिक उद्देश्यों के लिए किया जाता है।