Hva er variabilitet, den biologiske betydningen av variabilitet. Variabilitet, dens typer og biologisk betydning

I vår artikkel vil vi snakke om unik eiendom av alle levende organismer, noe som sørget for fremveksten av et stort antall arter av levende vesener. Dette er arvelig variasjon. Hva er det, hva er dets funksjoner og implementeringsmekanismer? Du vil nå finne svar på disse og mange andre spørsmål.

Hva studerer genetikk?

Den relativt unge vitenskapen om genetikk på 1800-tallet avslørte for menneskeheten mange hemmeligheter om dens opprinnelse og utvikling. Og emnet for studien er bare to egenskaper ved levende organismer: arv og variasjon. Takket være den første sikres kontinuitet i generasjoner og nøyaktig overføring utføres genetisk informasjon over en hel rekke generasjoner. Men variasjon sikrer fremveksten av nye egenskaper.

Variabilitetsverdi

Hvorfor får kroppen disse nye egenskapene? Svaret er ganske enkelt: for muligheten for tilpasning. På bildet nedenfor ser du representanter for flere raser av samme biologiske art - Homo Sapiens. Deres morfologiske forskjeller på dette stadiet har naturligvis ingen adaptiv betydning. Men deres fjerne forfedre hadde nye funksjoner som hjalp dem å overleve under vanskelige forhold. Ja, representanter Mongoloid rase har en smal øyeform, siden i steppene var de ofte støvstormer. Og neger har mørk hud som beskyttelse mot de brennende solstrålene.

Typer variasjon

Variabilitet er organismenes egenskap til å tilegne seg nye egenskaper i prosessen med deres historiske og individuelle utvikling. Den kommer i to typer. Dette er modifikasjon og arvelig variasjon. De er forent av en rekke egenskaper. For eksempel oppstår endringer uunngåelig i den ytre strukturen til organismer. Men når det gjelder varigheten av eksistensen av modifikasjonene og graden av handling, er de helt forskjellige.

Modifikasjonsvariabilitet

Denne typen variasjon er ikke-arvelig. Det er ikke fiksert i genotypen, er ikke permanent og oppstår under påvirkning av skiftende forhold miljø. Et slående eksempel på modifikasjonsvariabilitet er det velkjente eksperimentet med en kanin. En liten del av den grå pelsen hans ble barbert av. Og is ble lagt på den bare huden. Etter en tid vokste det hvit pels på dette stedet, som også ble barbert av. Men is ble ikke brukt i dette tilfellet. Som et resultat vokste mørkt hår tilbake i dette området.

Arvelig variasjon

Denne typen variasjon er permanent, siden den påvirker strukturen til genotypen ned til nivået av DNA-nukleotider. I dette tilfellet blir nye egenskaper gitt videre til nye generasjoner. Arvelig variasjon kommer på sin side også i to typer: kombinativ og mutasjon. Den første oppstår når en ny kombinasjon av genetisk materiale dukker opp. Det enkleste eksemplet er sammensmeltingen av kjønnsceller under seksuell reproduksjon. Som et resultat mottar kroppen halvparten av den genetiske informasjonen fra hannen og kvinnekropp, får nye egenskaper.

Den andre typen er mutasjonell arvelig variasjon. Det består i forekomsten av skarpe urettede endringer i genotypen under påvirkning ulike faktorer. De kan være ioniserende og ultrafiolett stråling, varme, nitrogenholdig kjemiske substanser og andre.

Avhengig av strukturnivået til det genetiske apparatet der endringer skjer, skilles flere typer slike arvelige modifikasjoner. Med genomisk endres antall kromosomer i det totale settet. Dette fører til anatomiske og morfologiske endringer i kroppen. Dermed forårsaker utseendet til det tredje kromosomet i det 21. paret Downs syndrom. Med kromosomale mutasjoner skjer en restrukturering av denne strukturen. De er mye mindre vanlige enn genomiske. Deler av kromosomene kan dupliseres eller mangle, vridd eller endre posisjon. Men genmutasjoner, også kalt punktmutasjoner, forstyrrer sekvensen av monomerer i strukturen til nukleinsyrer.

Uavhengig av type mutasjon, har alle som regel ikke gunstige egenskaper for kroppen. Derfor lærer en person å kontrollere dem kunstig. Ved seleksjon brukes derfor ofte polyploidi - en multippel økning i antall kromosomer i et sett. Som et resultat blir planten kraftigere og produserer store frukter i store mengder. Du vil ikke overraske noen med fikenfersken og andre deilige plantehybrider. Men de er et resultat av kunstig introdusert arvelig variasjon.

Arvelig variasjon i evolusjonsprosessen

Utviklingen av genetikk har bidratt til å ta et betydelig steg videre i utviklingen av evolusjonær undervisning. Det faktum at mennesker og aper kjennetegnes av bare ett par kromosomer ble et betydelig bevis på Darwins teori. Hos planter og dyr i historisk utvikling kan man spore arven til progressive egenskaper som ble overført og fiksert i genotypen. For eksempel nådde alger land på grunn av det faktum at tilstedeværelsen av mekanisk og ledende vev ble fikset i genotypen. Hver påfølgende generasjon beholdt bare de nødvendige, nyttige egenskapene for seg selv, som ble justert avhengig av levekår og miljø. Slik dukket den dominerende arten av planter og dyr ut, med de mest progressive strukturelle egenskapene.

Så arvelig variasjon er organismenes evne til å tilegne seg nye egenskaper som er fiksert i genotypen. Slike endringer er langvarige, forsvinner ikke når miljøforholdene endres, og går i arv.

Variasjon i biologi er forekomsten av individuelle forskjeller mellom individer av samme art. Takket være variasjon blir bestanden heterogen, og arten har større sjanse for å tilpasse seg endrede miljøforhold.

I en vitenskap som biologi går arv og variasjon hånd i hånd. Det er to typer variasjon:

Ikke-arvelig (modifikasjon, fenotypisk).
Arvelig (mutasjonsmessig, genotypisk).

Ikke-arvelig variasjon

Modifikasjonsvariabilitet i biologi er dette evnen til en enkelt levende organisme (fenotype) til å tilpasse seg faktorer eksternt miljø innenfor sin genotype. Takket være denne egenskapen tilpasser individer seg til endringer i klima og andre levekår. ligger til grunn for tilpasningsprosessene som skjer i enhver organisme. Således, hos utavlede dyr, med forbedrede oppstallingsforhold, øker produktiviteten: melkeproduksjon, eggproduksjon, etc. Og dyr som bringes til fjellområder vokser opp korte og med en velutviklet underull. Endringer i miljøfaktorer forårsaker variasjon. Eksempler på denne prosessen kan enkelt finnes i Hverdagen: menneskehud under påvirkning ultrafiolette stråler blir mørkt som et resultat fysisk aktivitet muskler utvikles, planter som dyrkes i skyggefulle områder og i lys har ulike bladformer, og harer skifter pelsfarge om vinteren og sommeren.

Følgende egenskaper er karakteristiske for ikke-arvelig variasjon:

gruppearten av endringer;
ikke arvet av avkom;
endring i en egenskap innenfor en genotype;
forholdet mellom graden av endring og intensiteten av påvirkningen fra den eksterne faktoren.

Arvelig variasjon

Arvelig eller genotypisk variasjon i biologi er prosessen der genomet til en organisme endres. Takket være det får individet egenskaper som tidligere var uvanlige for arten. I følge Darwin er genotypisk variasjon hoveddriveren for evolusjon. Følgende typer arvelig variasjon skilles ut:

mutasjon;
kombinasjon.

Oppstår som et resultat av genutveksling under seksuell reproduksjon. Samtidig kombineres egenskapene til foreldrene ulikt i en rekke generasjoner, noe som øker mangfoldet av organismer i befolkningen. Kombinativ variasjon følger Mendelske arvsregler.

Et eksempel på slik variasjon er innavl og utavl (nært beslektet og urelatert kryssing). Når egenskapene til en individuell produsent ønsker å bli konsolidert i en dyrerase, brukes innavl. Dermed blir avkommet mer ensartet og forsterker kvalitetene til grunnleggeren av linjen. Innavl fører til manifestasjon av recessive gener og kan føre til degenerasjon av linjen. For å øke levedyktigheten til avkom, brukes utavl - ikke-relatert kryssing. Samtidig øker heterozygositeten til avkommet og mangfoldet i befolkningen øker, og som en konsekvens øker motstanden til individer mot de negative effektene av miljøfaktorer.

Mutasjoner er på sin side delt inn i:

genomisk;
kromosomalt;
genetiske;
cytoplasmatisk.

Endringer som påvirker kjønnsceller er arvet. Mutasjoner i kan overføres til avkom dersom individet formerer seg vegetativt (planter, sopp). Mutasjoner kan være gunstige, nøytrale eller skadelige.

Genomiske mutasjoner

Variabilitet i biologi gjennom genomiske mutasjoner kan være av to typer:

Polyploidi er en mutasjon som er vanlig i planter. Det er forårsaket av en multippel økning i det totale antallet kromosomer i kjernen, og dannes i prosessen med å forstyrre deres divergens til cellens poler under deling. Polyploide hybrider er mye brukt i landbruket - det er mer enn 500 polyploider i avlingsproduksjon (løk, bokhvete, sukkerroer, reddiker, mynte, druer og andre).
Aneuploidi er en økning eller reduksjon i antall kromosomer i individuelle par. Denne typen mutasjon er preget av lav levedyktighet hos individet. En utbredt mutasjon hos mennesker - en i det 21. paret forårsaker Downs syndrom.

Kromosomale mutasjoner

Variabilitet i biologi vises når strukturen til selve kromosomene endres: tap av en terminal seksjon, repetisjon av et sett med gener, rotasjon av et separat fragment, overføring av et kromosomsegment til et annet sted eller til et annet kromosom. Slike mutasjoner oppstår ofte under påvirkning av stråling og kjemisk forurensning av miljøet.

Genmutasjoner

En betydelig del av slike mutasjoner vises ikke eksternt, da de er en recessiv egenskap. Genmutasjoner er forårsaket av endringer i sekvensen av nukleotider – individuelle gener – og fører til fremkomsten av proteinmolekyler med nye egenskaper.

Genmutasjoner hos mennesker forårsaker manifestasjonen av noen arvelige sykdommer - sigdcelleanemi, hemofili.

Cytoplasmatiske mutasjoner

Cytoplasmatiske mutasjoner er assosiert med endringer i strukturene til cellecytoplasmaet som inneholder DNA-molekyler. Dette er mitokondrier og plastider. Slike mutasjoner overføres gjennom morslinjen, siden zygoten mottar all cytoplasma fra mors egg. Et eksempel på en cytoplasmatisk mutasjon som forårsaker variasjon i biologien er pinnateness i planter, som er forårsaket av endringer i kloroplastene.

Alle mutasjoner har følgende egenskaper:

De dukker plutselig opp.
Overført ved arv.
De har ingen retning. Både et mindre område og et vitalt tegn kan gjennomgå mutasjoner.
De forekommer hos individer, det vil si at de er individuelle.
Mutasjoner kan være recessive eller dominerende i sin manifestasjon.
Den samme mutasjonen kan gjentas.

Hver mutasjon er forårsaket av visse årsaker. I de fleste tilfeller er det ikke mulig å bestemme det nøyaktig. Under eksperimentelle forhold, for å oppnå mutasjoner, brukes en rettet faktor for miljøpåvirkning - strålingseksponering og lignende.

Læreboken samsvarer med Federal State Education Standard of Secondary (fullstendig) generell utdanning, anbefales av Utdannings- og vitenskapsdepartementet i Den russiske føderasjonen og er inkludert i den føderale listen over lærebøker.

Læreboka henvender seg til elever i 10. klasse og er laget for å undervise i faget 1 eller 2 timer i uken.

Moderne design, spørsmål og oppgaver på flere nivåer, tilleggsinformasjon og muligheten til å arbeide parallelt med en elektronisk søknad bidrar til effektiv assimilering av undervisningsmateriell.

Bok:

<<< Назад

Videresend >>>

Huske!

Gi eksempler på egenskaper som endres under påvirkning av det ytre miljø.

Hva er mutasjoner?

Variabilitet– en av de viktigste egenskapene til levende ting, evnen til levende organismer til å tilegne seg forskjeller fra individer av både andre arter og sin egen art.

Det er to typer variasjon: ikke-arvelig(fenotypisk eller modifikasjon) og arvelig(genotypisk).

Ikke-arvelig (modifikasjon) variabilitet. Denne typen variasjon er prosessen med fremveksten av nye egenskaper under påvirkning av miljøfaktorer som ikke påvirker genotypen. Følgelig arves ikke de resulterende modifikasjonene av egenskaper - modifikasjoner (fig. 93). To eneggede (monozygote) tvillinger som har nøyaktig samme genotyper, men etter skjebnens vilje vokste opp i ulike forhold, kan avvike mye fra hverandre. Et klassisk eksempel som viser påvirkningen av det ytre miljøet på utviklingen av egenskaper er pilspissen. Denne planten utvikler tre typer blader avhengig av vekstforholdene - i luften, i vannsøylen eller på overflaten.

Ris. 93. Eikeblader dyrket i sterkt lys (A) og på et skyggefullt sted (B)

Ris. 94. Endring i fargen på pelsen til Himalaya-kaninen under påvirkning av forskjellige temperaturer

Under påvirkning av miljøtemperatur endres fargen på pelsen til Himalaya-kaninen. Embryoet, som utvikler seg i livmoren, er under forhold forhøyet temperatur, som ødelegger enzymet som er nødvendig for pigmentsyntese, så kaniner blir født helt hvite. Rett etter fødselen begynner visse utstikkende deler av kroppen (nese, øretupp og hale) å bli mørkere fordi temperaturen der er lavere enn andre steder og enzymet ikke blir ødelagt. Hvis du plukker et område med hvit pels og avkjøler huden, vil det vokse svart ull på dette stedet (fig. 94).

Under lignende miljøforhold i genetisk like organismer har modifikasjonsvariabilitet gruppekarakter for eksempel i sommerperiode Hos de fleste, under påvirkning av UV-stråler, avsettes et beskyttende pigment - melanin - i huden, folk blir brune.

I samme arter av organismer, under påvirkning av miljøforhold, kan variasjonen av forskjellige egenskaper være helt forskjellige. Hos storfe er for eksempel melkemengde, vekt og fruktbarhet veldig avhengig av fôrings- og oppstallingsforhold, og for eksempel endres fettinnholdet i melk svært lite under påvirkning av ytre forhold. Manifestasjoner av modifikasjonsvariabilitet for hver egenskap er begrenset av reaksjonsnormen. Reaksjonshastighet- dette er grensene innenfor hvilke en endring i en egenskap er mulig i en gitt genotype. I motsetning til selve modifikasjonsvariabiliteten er reaksjonsnormen nedarvet, og dens grenser er forskjellige for ulike egenskaper og hos enkeltindivider. Den smaleste reaksjonsnormen er karakteristisk for egenskaper som gir vitale egenskaper til organismen.

På grunn av det faktum at de fleste modifikasjoner har adaptiv betydning, bidrar de til tilpasning - tilpasningen av organismen, innenfor grensene for den normale reaksjonen, til eksistens under skiftende forhold.

Arvelig (genotypisk) variabilitet. Denne typen variasjon er assosiert med endringer i genotypen, og egenskapene som er tilegnet som et resultat av dette, arves av påfølgende generasjoner. Det er to former for genotypisk variasjon: kombinativ og mutasjon.

Kombinativ variasjon består i utseendet av nye egenskaper som et resultat av dannelsen av andre kombinasjoner av foreldrenes gener i genotypene til avkom. Denne typen variabilitet er basert på den uavhengige divergensen av homologe kromosomer i den første meiotiske divisjonen, det tilfeldige møtet av kjønnsceller i det samme foreldreparet under befruktning, og det tilfeldige utvalget av foreldrepar. Utvekslingen av deler av homologe kromosomer som skjer i den første profasen av meiose fører også til rekombinasjon av genetisk materiale og øker variabiliteten. I prosessen med kombinativ variabilitet endres ikke strukturen til gener og kromosomer, men nye kombinasjoner av alleler fører til dannelsen av nye genotyper og, som en konsekvens, til utseendet til etterkommere med nye fenotyper.

Mutasjonsvariabilitet kommer til uttrykk i fremveksten av nye kvaliteter i kroppen som et resultat av dannelsen av mutasjoner. Begrepet "mutasjon" ble først introdusert i 1901 av den nederlandske botanikeren Hugo de Vries. Ifølge moderne ideer mutasjoner– dette er plutselige naturlige eller kunstig forårsaket arvelige endringer i genetisk materiale, som fører til endringer i visse fenotypiske egenskaper og egenskaper ved organismen. Mutasjoner er ikke-retningsbestemte, dvs. tilfeldige, i naturen og er den viktigste kilden arvelige endringer, uten hvilke utviklingen av organismer er umulig. På slutten av 1700-tallet. I Amerika ble det født en sau med forkortede lemmer, som ga opphav til den nye Ancona-rasen (fig. 95). I Sverige på begynnelsen av 1900-tallet. En mink med platinafarget pels ble født på en pelsfarm. Det store utvalget av egenskaper hos hunder og katter er et resultat av mutasjonsvariasjoner. Mutasjoner oppstår krampaktig, som nye kvalitative endringer: awnless hvete ble dannet av awned hvete, korte vinger og stripeformede øyne dukket opp i Drosophila, og hvite, brune og svarte farger dukket opp hos kaniner fra den naturlige agouti-fargen som et resultat av mutasjoner.

I henhold til forekomststedet skilles somatiske og generative mutasjoner. Somatiske mutasjoner oppstår i kroppens celler og overføres ikke gjennom seksuell reproduksjon til påfølgende generasjoner. Eksempler på slike mutasjoner er mørke flekker og hudvorter. Generative mutasjoner vises i kjønnsceller og er arvet.

Ris. 95. Ancona sau

Basert på endringsnivået i genetisk materiale skilles gen-, kromosomale og genomiske mutasjoner. Genmutasjoner forårsake endringer i individuelle gener, forstyrre rekkefølgen av nukleotider i DNA-kjeden, noe som fører til syntese av et endret protein.

Kromosomale mutasjoner påvirker en betydelig del av kromosomet, og forstyrrer funksjonen til mange gener samtidig. Et separat fragment av et kromosom kan dobles eller gå tapt, noe som forårsaker alvorlige forstyrrelser i kroppens funksjon, inkludert embryoets død i de tidlige utviklingsstadiene.

Genomiske mutasjoner føre til en endring i antall kromosomer som følge av brudd på kromosomsegregering under meiotiske delinger. Fraværet av et kromosom eller tilstedeværelsen av et ekstra fører til uheldige konsekvenser. Mest kjent eksempel Den genomiske mutasjonen er Downs syndrom, en utviklingsforstyrrelse som oppstår når et ekstra 21. kromosom vises. Slike mennesker totalt antall Det er 47 kromosomer.

Hos protozoer og planter observeres ofte en økning i antall kromosomer som er et multiplum av det haploide antallet. Denne endringen i kromosomsettet kalles polyploidi(Fig. 96). Fremveksten av polyploider er spesielt assosiert med ikke-disjunksjon av homologe kromosomer i meiose, som et resultat av at diploide i stedet for haploide kjønnsceller kan dannes i diploide organismer.

Mutagene faktorer. Mulighet til å mutere er en av egenskapene til gener, så mutasjoner kan forekomme i alle organismer. Noen mutasjoner er uforenlige med livet, og embryoet som mottar dem dør i livmoren, mens andre forårsaker vedvarende endringer i egenskaper som har betydning i ulik grad for individets liv. Under normale forhold er mutasjonsfrekvensen til et enkelt gen ekstremt lav (10–5), men det er miljøfaktorer som øker denne verdien betydelig, og forårsaker irreversibel skade på strukturen til gener og kromosomer. Faktorer hvis innvirkning på levende organismer fører til en økning i frekvensen av mutasjoner kalles mutagene faktorer eller mutagener.

Ris. 96. Polyploidi. Krysantemumblomster: A – diploid form (2 n); B – polyploid form

Alle mutagene faktorer kan deles inn i tre grupper.

Fysiske mutagener er alle typer ioniserende stråling(?-stråler, røntgen), ultrafiolett stråling, høye og lave temperaturer.

Kjemiske mutagener– dette er analoger av nukleinsyrer, peroksider, salter av tungmetaller (bly, kvikksølv), salpetersyre og noen andre stoffer. Mange av disse forbindelsene forårsaker problemer med DNA-replikasjon. Stoffer som brukes i landbruket for å kontrollere skadedyr og ugress (sprøytemidler og ugressmidler), industriavfall, visse matfarger og konserveringsmidler, enkelte medisiner og komponenter i tobakksrøyk har en mutagen effekt.

I Russland og andre land i verden er det opprettet spesielle laboratorier og institutter som tester alle nye syntetiserte kjemiske forbindelser for mutagenitet.

Til gruppen biologiske mutagener inkluderer fremmed DNA og virus, som, når de integreres i verts-DNA, forstyrrer funksjonen til gener.

Gjennomgå spørsmål og oppgaver

1. Hvilke typer variasjoner kjenner du til?

2. Hva er en reaksjonsnorm?

3. Forklar hvorfor fenotypisk variasjon ikke er arvelig.

4. Hva er mutasjoner? Beskriv hovedegenskapene til mutasjoner.

5. Gi en klassifisering av mutasjoner etter nivået av endringer i arvestoff.

6. Nevn hovedgruppene av mutagene faktorer. Gi eksempler på mutagener som tilhører hver gruppe. Vurder om det er mutagene faktorer i miljøet ditt. Hvilken gruppe mutagener tilhører de?

Synes at! Gjør det!

1. Tror du miljøfaktorer kan påvirke utviklingen av en organisme som bærer en dødelig mutasjon?

2. Kan kombinativ variasjon vises i fravær av den seksuelle prosessen?

3. Diskuter i klassen hvilke måter det finnes for å redusere effekten av mutagene faktorer på mennesker i den moderne verden.

4. Kan du gi eksempler på modifikasjoner som ikke er adaptive?

5. Forklar for noen som ikke er kjent med biologi hvordan mutasjoner skiller seg fra modifikasjoner.

6. Fullfør studien: "Studie av modifikasjonsvariabilitet hos studenter (ved å bruke eksemplet med kroppstemperatur og pulsfrekvens, periodisk målt over 3 dager)."

Arbeid med datamaskin

Se den elektroniske søknaden. Studer materialet og fullfør oppgavene.

<<< Назад

Videresend >>>

Variabilitet er en egenskap ved levende systemer assosiert med endringer i fenotype og genotype som oppstår under påvirkning av det ytre miljø eller som følge av endringer i arvemateriale.

Ikke-arvelig variasjon. Ikke-arvelig, eller gruppe (visse), eller modifikasjonsvariabilitet– dette er endringer i fenotype under påvirkning av miljøforhold. Modifikasjonsvariabilitet påvirker ikke genotypen til individer. Genotypen, mens den forblir uendret, bestemmer grensene innenfor hvilke fenotypen kan endres. Disse grensene, dvs. muligheter for fenotypisk manifestasjon av en egenskap kalles reaksjonsnorm Og er arvet. Reaksjonsnormen setter grensene innenfor hvilke en spesifikk egenskap kan endres. Ulike tegn har ulike reaksjonsnormer - brede eller smale. Jo bredere reaksjonsnormen er, jo flere muligheter har et individ til å tilpasse seg miljøforholdene. Det er derfor det er flere individer med et gjennomsnittlig uttrykk for egenskapen enn individer med dets ekstreme uttrykk. Dette er godt illustrert av antallet dverger og kjemper hos mennesker. Det er få av dem, mens det er tusenvis av ganger flere mennesker med en høyde i området 160-180 cm.

Modifikasjonsendringer går ikke i arv, men er ikke nødvendigvis av gruppekarakter og opptrer ikke alltid hos alle individer av en art under de samme miljøforholdene. Modifikasjoner sikrer tilpasning av individet til disse forholdene.

Arvelig variasjon(kombinativ, mutasjonell, ubestemt).

Kombinativ variasjon oppstår under den seksuelle prosessen som følge av nye kombinasjoner av gener som oppstår under befruktning, overkryssing, konjugering, d.v.s. under prosesser ledsaget av rekombinasjoner (omfordeling og nye kombinasjoner) av gener. Som et resultat av kombinativ variasjon oppstår organismer som skiller seg fra foreldrene i genotyper og fenotyper. Noen kombinasjonsendringer kan være skadelige for en person. For arten er kombinative endringer generelt sett nyttige, fordi føre til genotypisk og fenotypisk mangfold. Dette fremmer arters overlevelse og deres evolusjonære fremgang.

Mutasjonsvariabilitet assosiert med endringer i sekvensen av nukleotider i DNA-molekyler, tap og innsetting av store seksjoner i DNA-molekyler, endringer i antall DNA-molekyler (kromosomer). Slike endringer kalles i seg selv mutasjoner. Mutasjoner er arvet.

Blant mutasjonene er:

– genetisk– forårsaker endringer i sekvensen av DNA-nukleotider i et spesifikt gen, og følgelig i mRNA og protein som kodes av dette genet. Genmutasjoner kan enten være dominerende eller recessive. De kan føre til utseendet på tegn som støtter eller hemmer kroppens vitale funksjoner;

– generativ mutasjoner påvirker kjønnsceller og overføres under seksuell reproduksjon;

– somatisk mutasjoner påvirker ikke kjønnsceller og går ikke i arv hos dyr, men hos planter arves de under vegetativ forplantning;

– genomisk mutasjoner (polyploidi og heteroploidi) er assosiert med endringer i antall kromosomer i karyotypen til celler;

– kromosomalt mutasjoner er assosiert med omorganiseringer i strukturen til kromosomer, endringer i plasseringen av deres seksjoner som følge av pauser, tap av individuelle seksjoner, etc.

De vanligste genmutasjonene er de som resulterer i en endring, tap eller innsetting av DNA-nukleotider i et gen. Mutante gener overfører forskjellig informasjon til stedet for proteinsyntese, og dette fører igjen til syntesen av andre proteiner og fremveksten av nye egenskaper. Mutasjoner kan oppstå under påvirkning av stråling, ultrafiolett stråling og ulike kjemiske midler. Ikke alle mutasjoner er effektive. Noen av dem korrigeres under DNA-reparasjon. Fenotypisk oppstår mutasjoner hvis de ikke fører til organismens død. De fleste genmutasjoner er recessive. Fenotypisk manifesterte mutasjoner er av evolusjonær betydning, og gir individer enten fordeler i kampen for tilværelsen, eller omvendt, fører til deres død under press fra naturlig utvalg.

Mutasjonsprosessen øker det genetiske mangfoldet av populasjoner, noe som skaper forutsetninger for den evolusjonære prosessen.

3.7. De skadelige effektene av mutagener, alkohol, narkotika, nikotin på cellens genetiske apparat. Beskyttelse av miljøet mot forurensning av mutagener. Identifisering av kilder til mutagener i miljøet (indirekte) og vurdering mulige konsekvenser deres innflytelse på sin egen kropp. Arvelige menneskelige sykdommer, deres årsaker, forebygging

3.7.1. Mutagener, mutagenese

Mutagener- dette er fysiske eller kjemiske faktorer, hvis påvirkning på kroppen kan føre til endringer i dens arvelige egenskaper. Slike faktorer inkluderer røntgen- og gammastråler, radionuklider, tungmetalloksider, visse typer kjemisk gjødsel, alkohol, nikotin og narkotika. Frekvensen og hyppigheten av mutasjoner avhenger av intensiteten av påvirkningen av disse faktorene. En økning i hyppigheten av mutasjoner fører til en økning i antall individer med medfødte genetiske abnormiteter. Mutasjoner som påvirker kjønnsceller er arvet. Imidlertid kan mutasjoner som oppstår i somatiske celler føre til kreftsykdommer. Medisinsk genetikk - kapittel genetikk, studerer arvelige menneskelige sykdommer, deres opprinnelse, diagnose, behandling og forebygging. Hovedmiddelet for å samle informasjon om pasienten er medisinsk genetisk rådgivning. Det utføres i forhold til personer som har arvelige sykdommer blant sine pårørende. Målet er å forutsi sannsynligheten for å få barn med patologier, eller å utelukke forekomsten av patologier.

Rådgivningsstadier:

– identifikasjon av bæreren av den patogene allelen;

– beregning av sannsynligheten for å få syke barn;

– formidling av forskningsresultatene til fremtidige foreldre og pårørende.

Arvelige sykdommer som overføres til etterkommere:

– genetisk, knyttet til X-kromosomet – hemofili, fargeblindhet;

– genetisk, knyttet til Y-kromosomet – hypertrikose (hårvekst i ørehornet);

– autosomalt gen: fenylketonuri, diabetes, polydactyly, Huntingtons chorea, etc.;

- kromosomalt, assosiert med kromosommutasjoner, for eksempel gråte-katten-syndrom;

– genomisk – poly- og heteroploidi – endring i antall kromosomer i karyotypen til en organisme.

Polyploidi– to eller flere ganger økning i antall haploide kromosomer i en celle. Det oppstår som et resultat av ikke-disjunksjon av kromosomer i meiose, duplisering av kromosomer uten påfølgende celledeling og fusjon av kjerner av somatiske celler.

Heteroploidi (aneuploidi)– en endring i antall kromosomer som er karakteristiske for en gitt art som følge av deres ujevne divergens i meiose. manifesterer seg i utseendet til et ekstra kromosom ( trisomi på kromosom 21 fører til Downs sykdom) eller fravær av et homologt kromosom i karyotypen ( monosomi). For eksempel forårsaker fraværet av det andre X-kromosomet hos kvinner Turners syndrom, som manifesterer seg i fysiologiske og psykiske lidelser. Noen ganger oppstår polysomi - utseendet til flere ekstra kromosomer i kromosomsettet.

Metoder for menneskelig genetikk. Genealogisk - en metode for å samle slektshistorier fra forskjellige kilder - historier, fotografier, malerier. Egenskapene til forfedre avklares og arvetyper av egenskaper fastsettes.

Typer av arv: a) autosomal dominant, b) autosomal recessiv, c) kjønnsbundet arv.

Personen det er utarbeidet en stamtavle for, kalles opp proband.

Tvilling. En metode for å studere genetiske mønstre hos tvillinger. Tvillinger kan være identiske (monozygotiske, identiske) eller broderlige (tveeggede, ikke-identiske).

Cytogenetisk. Metode for mikroskopisk studie av menneskelige kromosomer. Lar deg identifisere gen- og kromosommutasjoner.

Biokjemisk. Basert på biokjemisk analyse gjør det mulig å identifisere en heterozygot bærer av sykdommen, for eksempel kan en bærer av fenylketonuri-genet identifiseres ved økt konsentrasjon fenylalanin i blod.

Befolkningsgenetisk. Lar deg komponere genetiske egenskaper populasjon, vurdere graden av konsentrasjon av ulike alleler og graden av deres heterozygositet. For å analysere store populasjoner brukes Hardy-Weinberg-loven.

3.8. Utvelgelse, dets oppgaver og praktisk betydning. Læresetninger fra N.I. Vavilov om sentrene for mangfold og opprinnelse til dyrkede planter. Loven om homologiske serier i arvelig variabilitet. Metoder for avl av nye plantesorter, dyreraser og stammer av mikroorganismer. Genetikks betydning for seleksjon. Biologiske prinsipper for dyrking av kulturplanter og husdyr

3.8.1. Genetikk og utvalg

Avl er en vitenskap, en gren av praktisk aktivitet rettet mot å skape nye varianter av planter, dyreraser og stammer av mikroorganismer med stabile arvelige egenskaper som er gunstige for mennesker. Det teoretiske grunnlaget for seleksjon er genetikk.

Utvelgelsesmål:

- kvalitativ forbedring av egenskapen;

– øke utbytte og produktivitet;

- øke motstanden mot skadedyr, sykdommer og klimatiske forhold.

Utvalgsmetoder. Kunstig utvalg - bevaring nødvendig for en person organismer og eliminering, utrangering av andre som ikke oppfyller oppdretterens mål.

Oppdretteren setter en oppgave, velger foreldrepar, velger avkom, gjennomfører en serie nært beslektede og fjerne kryssinger, og utfører deretter seleksjon i hver påfølgende generasjon. Kunstig seleksjon skjer individuell Og gigantisk.

Hybridisering- prosessen med å oppnå nye genetiske kombinasjoner i avkom for å forbedre eller skape en ny kombinasjon av verdifulle foreldreegenskaper.

Nært beslektet hybridisering (innavl) brukes til å produsere rene linjer. Ulempe: redusert vitalitet.

Fjernhybridisering flytter reaksjonsnormen mot å styrke egenskapen, utseendet til hybridkraft (heterose). Ulempen er ukryssbarheten til de resulterende hybridene.

Overvinne steriliteten til interspesifikke hybrider. Polyploidi. G.D. Karpechenko i 1924 behandlet en steril hybrid av kål og reddik med kolkisin. Kolkisin forårsaket ikke-disjunksjon av hybridkromosomer under gametogenese. Fusjonen av diploide kjønnsceller førte til produksjonen av en polyploid hybrid av kål og reddik (capredka). G. Karpechenkos eksperiment kan illustreres med følgende diagram.

1. Før virkningen av kolkisin

2. Etter virkningen av kolkisin og kunstig dobling av kromosomer:

Arbeidsmetoder til I.V. Michurina

I.V. Michurin, en innenlandsk oppdretter, avlet rundt 300 varianter av frukttrær som kombinerte egenskapene til sørlige frukter og upretensiøsiteten til nordlige planter.

Grunnleggende arbeidsmetoder:

– fjernhybridisering geografisk fjerne varianter;

- strengt individuelt utvalg;

– «oppdra» hybrider harde forhold dyrking;

– «dominansstyring» ved hjelp av mentormetoden – poding av en hybrid på en voksen plante, som overfører dens kvaliteter til den avlede sorten.

Overvinne ukryssbarhet under fjernhybridisering:

- metode for foreløpig tilnærming - pode stiklinger av en art (rønn) ble podet på kronen av en pære. Noen år senere ble rogneblomstene bestøvet av pærepollen. Slik ble en hybrid av rogn og pære oppnådd;

– mediatormetode – 2-trinns hybridisering. Mandlen ble krysset med den halvkultiverte Davids fersken, og deretter ble den resulterende hybriden krysset med den kultiverte sorten. Vi mottok "Northern Peach";

– pollinering med blandet pollen (egen og andres). Et eksempel er produksjonen av cerapadus, en hybrid av kirsebær og fuglekirsebær.

3.8.3. Opprinnelsessentre for dyrkede planter

Den største russiske vitenskapsmannen - genetiker N.I. Vavilov ga et stort bidrag til planteforedling. Han fant ut at alle kulturplanter som dyrkes i dag i forskjellige regioner i verden har visse geografiske områder

opprinnelsessentre. Disse sentrene ligger i tropiske og subtropiske soner, det vil si hvor det dyrkede landbruket oppsto. N.I. Vavilov identifiserte 8 slike sentre, dvs. 8 uavhengige områder for å introdusere ulike planter i kultur.

Mangfoldet av dyrkede planter i sentrene for deres opprinnelse er som regel representert stort antall botaniske varianter og mange arvelige varianter.

Loven om homologiske serier av arvelig variabilitet.

1. Arter og slekter som er genetisk nære karakteriseres av lignende serier av arvelig variabilitet med en slik regelmessighet at man ved å kjenne formseriene innenfor en art kan forutsi tilstedeværelsen av parallelle former i andre arter og slekter. Jo nærmere de er genetisk lokalisert felles system arter og slekter, jo mer fullstendig er likheten i rekkene av deres variabilitet.

2. Hele plantefamilier er generelt preget av en viss variasjonssyklus som går gjennom alle slektene og artene som utgjør familien.

Denne loven ble utledet av N.I. Vavilov basert på studiet av et stort antall genetisk like arter og slekter. Jo nærmere slektskap mellom og innenfor disse taksonomiske gruppene, jo større genetisk likhet deler de. Ved å sammenligne ulike typer og slekter av korn, N.I. Vavilov og hans samarbeidspartnere fant ut at alle frokostblandinger har lignende egenskaper, som forgrening og tetthet av øret, pubescens av skalaer, etc. Når N.I. Vavilov foreslo at slike grupper har lignende arvelig variasjon: "hvis du kan finne en awnless form for hvete, kan du også finne en awnless form for rug." Når oppdretteren kjenner til den mulige arten av endringer i representanter for en bestemt art, slekt, familie, kan oppdretter spesifikt søke etter, lage nye former og enten luke ut eller bevare individer med de ønskede genetiske endringene.

3.9. Bioteknologi, cellulær og genteknologi, kloning. Rolle celleteori i dannelsen og utviklingen av bioteknologi. Bioteknologiens betydning for utviklingen av avl, Jordbruk, mikrobiologisk industri, bevaring av planetens genpool. Etiske aspekter ved utviklingen av noe forskning innen bioteknologi (menneskelig kloning, målrettede endringer i genomet)

3.9.1. Cellulær og genteknologi. Bioteknologi

Cellular engineering er en retning innen vitenskap og avlspraksis som studerer metoder for hybridisering av somatiske celler som tilhører forskjellige typer, muligheten for kloning av vev eller hele organismer fra individuelle celler.

Vevskultur– brukes til å skaffe plante- eller dyrevev, og noen ganger hele organismer, under laboratorieforhold. I plantedyrking brukes den til å akselerere produksjonen av rene diploide linjer etter å ha behandlet de første formene med kolkisin.

Genteknologi– kunstig, målrettet endring i genotypen til mikroorganismer for å oppnå avlinger med forhåndsbestemte egenskaper.

Grunnleggende metode– isolering av de nødvendige genene, deres kloning og introduksjon i et nytt genetisk miljø. Metoden inkluderer følgende stadier av arbeidet:

– isolering av et gen, dets assosiasjon med et celle-DNA-molekyl som kan reprodusere donorgenet i en annen celle (inkludering i et plasmid);

– innføring av et plasmid i genomet til mottakerbakteriecellen;

– valg av nødvendige bakterieceller for praktisk bruk;

– forskning på feltet genteknologi gjelder ikke bare mikroorganismer, men også mennesker. De er spesielt relevante i behandlingen av sykdommer assosiert med forstyrrelser i immunsystemet, blodkoagulasjonssystemet og onkologi.

Kloning. Fra et biologisk synspunkt er kloning vegetativ forplantning av planter og dyr, hvis avkom bærer arvelig informasjon som er identisk med forelderen.

Bioteknologi– prosessen med å bruke levende organismer og biologiske prosesser i produksjon av medisiner, gjødsel og biologiske plantevernmidler; Til biologisk behandling Avløpsvann, for biologisk utvinning av verdifulle metaller fra sjøvann etc.

Utsikter for genteknologi og bioteknologi:

– opprettelse av organismer som er nyttige for mennesker;

– mottar nytt medisiner;

– korrigering og korrigering av genetiske patologier.

Seksjon 4
Mangfold av organismer, deres struktur og livsaktivitet

4.1. Taksonomi. Hovedsystematiske (taksonomiske) kategorier: arter, slekt, familie, orden (rekkefølge), klasse, filum (avdeling), rike; deres underordning

Plantetaksonomi, grenen av botanikk som er opptatt av den naturlige klassifiseringen av planter. Individer med mange lignende ytre og indre egenskaper er gruppert i grupper som kalles arter. Arter som ligner på hverandre er igjen kombinert til en slekt: Visse likheter gjør det mulig å kombinere slekter til en familie. Familier forenes i orden, bestillinger- til klasser, de i Avdeling. Og alle planter dannes kongedømme planter. Hver slik gruppe kalles takson . En spesiell disiplin omhandler prinsippene for å identifisere og klassifisere taxa - taksonomi .

Taksonomi karakteriserer relasjonene mellom ulike planter og gir planter offisielle navn, slik at spesialister fra forskjellige land kan utveksle vitenskapelig informasjon.

De første seriøse forsøkene på å lage en vitenskapelig klassifisering av planter fant sitt mest komplette uttrykk i verkene til den strålende svenske botanikeren på 1700-tallet. Carl Linnaeus, fra 1741 til 1778 professor i medisin og naturhistorie ved Uppsala universitet. Han klassifiserte planter først og fremst etter antall og arrangement av støvbærere og fruktblader (de reproduktive strukturene til en blomst). Linné introduserte den såkalte binære nomenklaturen - et system med dobbeltnavn på plantearter, som han lånte fra den tyske botanikeren Bachmann (Rivinius): det første ordet tilsvarer slekten, det andre (spesifikke epitetet) til selve arten.

Svakheten ved Linnés system er at hans rigide tilnærming til tider ikke reflekterte den åpenbare nærheten mellom organismer eller tvert imot samlet arter som var tydelig fjernt fra hverandre. Det er for eksempel kjent at tre støvbærere er karakteristiske for både korn og gresskarplanter, og for eksempel hos Lamiaceae, som ligner på mange andre egenskaper, kan det være to eller fire. Linné anså imidlertid selv at botanikkens mål var nettopp det "naturlige" systemet og klarte å identifisere mer enn 60 naturlige grupper av planter.

Følgende systemer for klassifisering av planter og dyr er for tiden akseptert.

Hovedprinsippet for å kombinere organismer til ett takson er graden av deres forhold. Jo lenger de er fra hverandre i sin familiebånd, jo større er den taksonomiske gruppen de danner.

Arter - en gruppe individer som ligner i utseende og intern struktur, okkuperer et bestemt område og produserer fruktbare avkom når de krysses.

4.2. Kongeriket av bakterier. Funksjoner av struktur og vital aktivitet, rolle i naturen. Bakterier er patogener som forårsaker sykdommer hos planter, dyr og mennesker. Forebygging av sykdommer forårsaket av bakterier. Virus

Bakterie. Bakterier er de eldste prokaryote encellede organismene, de mest utbredte i naturen. De spiller den viktigste rollen i det som nedbrytere (ødeleggere) av organisk materiale og nitrogenfiksere. Et eksempel er knutebakteriene som setter seg på røttene belgfrukter. De er i stand til å assimilere atmosfærisk nitrogen og inkorporere det i stoffer som lett absorberes av planter. Blant forskjellige typer Det er mange bakterier som forårsaker sykdommer hos dyr og mennesker. I medisin brukes de til å produsere antibiotika (streptomycin, tetracyklin, gramicidin), i Mat industri for produksjon av melkesyreprodukter og alkoholer. Bakterier er også gjenstander for genteknologi. De brukes til å skaffe trengs av en person enzymer og andre viktige stoffer. Bakteriecellen er dekket med en tett membran dannet av det polymere karbohydratet murein. Noen arter dannes når ugunstige forhold sporer er en slimete kapsel som hindrer cellen i å tørke ut. Celleveggen kan danne utvekster som fremmer assosiasjonen av bakterier i grupper, samt deres konjugering. Membranen er brettet. Hos fotoautotrofe bakterier er enzymer eller fotosyntetiske pigmenter lokalisert på foldene. Rollen til membranorganeller utføres av mesosomer - de største membraninvaginasjonene. Cytoplasmaet inneholder ribosomer og inneslutninger (stivelse, glykogen, fett). Mange bakterier har flageller. Bakterier har ingen kjerner. Arvestoffet finnes i nukleoidet i form av et sirkulært DNA-molekyl.

Følgende bakterieceller utmerker seg ved sin form:

– kokker (sfæriske): diplokokker, streptokokker, stafylokokker;

– basiller (stavformet): enkelt, forenet i kjeder, basiller med endosporer;

– spirilla (spiralformet);

– vibrios (kommaformet);

– spiroketter.

Basert på måten de mater på, er bakterier delt inn i:

– autotrofer (fotoautotrofer og kjemoautotrofer).

I henhold til måten de bruker oksygen på, er bakterier delt inn i: aerobic Og anaerob.

Bakterier formerer seg veldig raskt høy hastighet, dele cellen i to uten å danne en spindel. Den seksuelle prosessen i noen bakterier er assosiert med utveksling av genetisk materiale under konjugering. Spres med sporer.

Patogene bakterier : kolera vibrio, difteribasill, dysenteribasill, etc.

Virus. Noen forskere klassifiserer virus som et separat, femte rike av levende natur. De ble oppdaget i 1892 av den russiske forskeren Dmitrij Iosifovich Ivanovsky. Virus er ikke-cellulære livsformer som inntar en mellomposisjon mellom levende og ikke-levende materie. De er ekstremt små og består av et proteinskall med DNA (eller RNA) under. Proteinskallet til viruset dannes kapsid, utfører beskyttende, enzymatiske og antigene funksjoner. Virus mer kompleks struktur kan i tillegg inkludere karbohydrat- og lipidgrupper. Virus er ikke i stand til uavhengig proteinsyntese. De viser egenskapene til levende organismer kun når de er i cellene til pro- eller eukaryoter og bruker stoffskiftet til sin egen reproduksjon.

Det finnes faktisk virus og bakteriofager - bakterievirus. Å komme inn i bakteriecelle, viruset (bakteriofagen) må feste seg til vertsveggen, hvoretter den virale nukleinsyren "injiseres" inn i cellen, og proteinet forblir på celleveggen. DNA som inneholder virus (kopper, herpes) bruker metabolismen til vertscellen til å syntetisere virale proteiner. RNA-holdige virus (AIDS, influensa) setter i gang enten syntesen av RNA til viruset og dets protein, eller takket være enzymer syntetiserer de først DNA, og deretter RNA og protein fra viruset. Dermed endrer genomet til viruset, som integreres i det arvelige apparatet til vertscellen, det og styrer syntesen av virale komponenter. Nysyntetiserte virale partikler forlater vertscellen og invaderer andre naboceller.

Ved å beskytte seg mot virus produserer celler et beskyttende protein - interferon, som undertrykker syntesen av nye virale partikler. Interferon brukes til å behandle og forebygge visse virussykdommer. Menneskekroppen motstår effekten av virus ved å produsere antistoffer. Det er imidlertid ingen spesifikke antistoffer for noen virus, slik som onkogene virus eller AIDS-virus. Denne omstendigheten kompliserer opprettelsen av vaksiner.

Cyanei(kalt ikke helt riktig blågrønnalger). De dukket opp for over 3 milliarder år siden. Celler med flerlagsvegger bestående av uløselige polysakkarider. Det er encellede og koloniale former. Cyaner er fotosyntetiske organismer. Deres klorofyll ligger på frittliggende membraner i cytoplasmaet. De formerer seg ved deling eller kollaps av kolonier. I stand til sporulering. Utbredt i biosfæren. I stand til å rense vann ved å dekomponere råtnende produkter. De går i symbiose med sopp, og danner noen typer lav. De er de første nybyggerne på vulkanske øyer og steiner.

Kongeriket av sopp. Struktur, livsaktivitet, reproduksjon. Bruk av sopp til mat og medisin. Anerkjennelse av spiselig og giftig sopp. Lav, deres mangfold, strukturelle egenskaper og vitale funksjoner. Rollen til sopp og lav i naturen

Sopp- dette er riket av encellede og flercellede eukaryote heterotrofe organismer, som skiller seg fra både planter og dyr i deres strukturelle og reproduktive egenskaper og levesett. Riket inkluderer rundt 100 tusen arter. Celleveggen til sopp består av et kitinlignende stoff, polysakkarider og proteiner. Celler kan enten være mononukleære eller multinukleære. Golgi-apparatet er dårlig utviklet. I motsetning til planter er ikke sopp i stand til fotosyntese, og lagringsstoffet i cellene deres er glykogen, ikke stivelse.

Reproduksjon i sopp vegetativ, aseksuell Og seksuell. Vegetativ forplantning utføres av flekker av mycel eller spirende. Aseksuell reproduksjon er assosiert med sporulering. Sporer dannes i sporangier eller i endene av hyfer - konidioforer . Seksuell reproduksjon høyere sopp er assosiert med fusjon av to celler for å danne stor kvantitet binukleære celler. Noen former produserer både identiske (homogami) og forskjellige (heterogami) gameter. Det er sopp som ikke har en seksuell prosess (penicillium).

Sopp har tilpasset seg en rekke miljøforhold. I økosystemer fungerer de som nedbrytere av organiske stoffer. Bidrar til å øke jordens fruktbarhet. De brukes av mennesker som mat og tjener som råvarer for produksjon av antibiotika, organiske syrer og enzymer. Blant soppene er det veldig giftige arter. Den vanligste av dem på mellombreddegrader vurderes dødhette. Mange sopp ligner spiselige arter. Derfor bør sopp samles med stor forsiktighet. Noen sopp forårsaker sykdommer hos mennesker - mykoser.

Lav. Dette er organismer dannet som et resultat av symbiosen mellom en sopp og alger. En sopp er en heterotrof komponent i en lav, en grønn eller blågrønn alge er en autotrof komponent. Soppen forsyner algene med vann og mineralsalter og beskytter den mot uttørking. Algene forsyner soppen organisk materiale. Lav formerer seg både aseksuelt og seksuelt. Vegetativ forplantning utføres av deler av thallus. Finnes i alt geografiske områder, spesielt i tempererte og kalde områder. Det er rundt 200 arter. De mest kjente lavene er Cladonia, eller hjortemose, Xanthoria wallaria, eller vegggullris, Parmelia og Cetraria.

Lav brukes i folkemedisin, og lavsyrer frigjort fra dem brukes som en komponent medisiner fra noen hud og andre sykdommer. Kjemiske fargestoffer og indikatorer er laget av lav.

4.4. Planteriket. Funksjoner av strukturen til vev og organer. Livsaktivitet og reproduksjon av en planteorganisme, dens integritet

Variabilitet er en universell egenskap til levende systemer assosiert med endringer i fenotype og genotype som oppstår under påvirkning av det ytre miljø eller som et resultat av endringer i arvestoff. Det er ikke-arvelige og arvelige variasjoner.

Ikke-arvelig variasjon. Ikke-arvelig, eller gruppe (visse), eller modifikasjonsvariabilitet– dette er endringer i fenotype under påvirkning av miljøforhold. Modifikasjonsvariabilitet påvirker ikke genotypen til individer. Genotypen, mens den forblir uendret, bestemmer grensene innenfor hvilke fenotypen kan endres. Disse grensene, dvs. muligheter for fenotypisk manifestasjon av en egenskap kalles reaksjonsnorm Og er arvet. Reaksjonsnormen setter grensene innenfor hvilke en spesifikk egenskap kan endres. Ulike tegn har ulike reaksjonsnormer - brede eller smale. For eksempel endres ikke tegn som blodtype og øyenfarge. Formen på pattedyrøyet varierer litt og har en smal reaksjonshastighet. Melkeytelsen til kyr kan variere over et ganske bredt område avhengig av forholdene rasen holdes under. Andre kvantitative egenskaper kan også ha en bred reaksjonshastighet - vekst, bladstørrelse, antall korn i kolben, etc. Jo bredere reaksjonsnormen er, jo flere muligheter har et individ til å tilpasse seg miljøforholdene. Det er derfor det er flere individer med et gjennomsnittlig uttrykk for egenskapen enn individer med dets ekstreme uttrykk. Dette er godt illustrert av antallet dverger og kjemper hos mennesker. Det er få av dem, mens det er tusenvis av ganger flere mennesker med en høyde i området 160-180 cm.

De fenotypiske manifestasjonene av en egenskap påvirkes av den kombinerte interaksjonen mellom gener og miljøforhold. Modifikasjonsendringer går ikke i arv, men er ikke nødvendigvis av gruppekarakter og opptrer ikke alltid hos alle individer av en art under de samme miljøforholdene. Modifikasjoner sikrer tilpasning av individet til disse forholdene.