Изменчивость | теория по биологии 🌱 основы генетики

А. Красным светом будут светиться лепестки и тычинки, поскольку промотор APETALA 3 активен именно в этих органах. У линии №2 свечения не будет, поскольку в неё не были введены гены, кодирующе флуоресцентные белки.

Б. Поскольку рекомбиназа CRE подействовала на поздних этапах развития зародыша, то у всех потомков F1 произойдёт рекомбинация по сайтам LoxP. Строение этого участка ДНК будет следующим:

В чашелистиках и лепестках на эту последовательность ДНК подействует флиппаза. Это приведёт к тому, что участок между сайтами FRT «перевернётся»:

Это означает, что после включения промотора APETALA 3 в лепестках и тычинках лепестки будут светиться зелёным светом (результат двух рекомбинаций), а тычинки – синим светом (результат только одной рекомбинации). Остальные части растения не должны светиться.

В. Условно обозначим исходную вставку, несущую гены флуоресцирующих белков, в линии №1 как L1 (см. рисунок 1 в условии задачи), а отсутствие вставки обозначим как l0.
Аналогично обозначим генно-инженерную конструкцию, несущую гены рекомбиназы и флипазы, в линии №2 как R (см. рис. 2), а отсутствие вставки будем обозначать как r0. Тогда генотипы родительских линий:
Р: Линия №1 – L1L1 r0r0 × Линия №2 l0l0 RR

Сразу после скрещивания генотипы зигот:
F1: L1l0 Rr0

Но уже при формировании зародыша «включится» рекомбиназа CRE, что приведёт к изменению структуры ДНК-вставки L1. Обозначим получившийся вариант вставки, которая потенциально могла бы светиться синим светом, как L2 (см. рис. 3 из ответа Б). Ни в пестиках, ни в тычинках гены CRE и Flp не «включаются» (не экспрессируются) , поэтому потомкам F2 могут достаться либо L2, либо l0.

Гаметы: 1/4 L2R 1/4 L2r 1/4 l0R 1/4 l0r
Генотипы зигот сразу после образования

Жёлтой заливкой показаны генотипы, в которых не присутствует вставка с рекомбиназами, поэтому генотипы изменяться не будут. Красными точечными рамками показаны генотипы, в которых нет вставку с флуоресцентными белками. В этом случае рекомбинации также не
будет. У этих 1/4 растений с генотипом l0l0 свечения не будет ни в одном из органов. У 3/16 растений с генотипом L2l0 rr будет свечение и чашелистиков, и лепестков синим светом.

У остальных 9/16 растений с генотипами L2- R- на позних этапах образования зародыша произойдёт рекомбинация по сайтам LoxP. Вставка перейдёт обратно в форму L1, которая будет сохраняться по мере вегетативного развития. При образовании лепестков и чашелистиков
начнёт экспрессироваться ген Flp, что приведёт к рекомбинации по прямым повторам FRT. Участок между ними, содержащий гены DsRed и YFP, будет утрачен, а промотор APETALA 3 как бы «приблизится» к кодирующей части гена GFP. Таким образом, лепестки у этих
растений будут светиться зелёным светом, а тычинки – красным.

Ответ: среди потомков второго поколения 1/4 растений не будут светиться вообще, у 3/16 растений и чашелистики, и лепестки будут светиться синим светом, а у оставшихся 9/16 растений лепестки будут светиться зелёным, тогда как свечение тычинок будет красным

А. Опираясь на рисунок, мы видим, что чашелистики изображены свободными, тогда как все лепестки
срослись. Пять тычинок свободные, а плодолистиков три, и они также срослись. (У Колокольчиковых
завязь нижняя, но это не принципиально для дальнейшего решения.) Можно предложить следующую
формулу для типичного цветка в сем. Колокольчиковые: * Ч5 Л(5) Т5 П(^—3) или * Ca5 Co(5) A5 G(^—3) . Поскольку у махровых форм происходит замена тычинок на лепестки, в формуле вместо тычинок нужно указать дополнительный круг лепестков: * Ч5 Л(5)+(5) П(^—3) или * Ca5 Co(5)+(5) G(^—3) .

При построении диаграммы должны выполняться следующие принципы:
1. Органы в круге располагаются друг относительно друга под углом 360 : 5 = 72 градуса.
2. В двух соседних кругах органы должны чередоваться, т.е. положение медианы каждого
органа должно приходиться строго на промежуток между органами предыдущего круга. Для
пентамерного цветка между органами в соседних кругах угол должен составлять 36 градусов. На
рисунке видно, что плодолистики (поскольку из три) не могут правильно чередоваться с пятью
тычинками.
3. Если рассматривать органы через круг, то их медианы должны находиться друг напротив друга
(органы противолежат).
4. Центром цветка считается центр завязи. Поэтому при проверке расположения органов в цветке все
линии будут проводиться через центр завязи и центральную (медианную) жилку органа.
5. На рисунке показан цветок с центрально-угловой плацентацией (гинецей синкарпный). Между
гнездами завязи находятся перегородки (септы). Для плодолистика медианой считается линия, делящая угол между септами ровно пополам.

Б. Обозначим ген, отвечающий за проявление махровости как А. Поскольку мы знаем, что махровость цветков определяется рецессивной мутацией по этому гену, генотип махровых растений может быть только аа. Взятое из природы нормальное растение могло оказаться как гомозиготой АА, так и носителем рецессивного аллеля Аа. Поэтому возможно два варианта расщепления среди потомков.
Из природы были взяты два махровых и одно немахровое растение, и по семенной продуктивности все три растения одинаковы, следовательно, 2/3 семян будет собрано с махровых, и 1/3 – с немахровых растений. Однако пыльцу может образовать только растение с немахровыми цветками.
Вариант 1. Немахровое растение – гомозигота АА.

Тогда среди потомков в данном скрещивании должно оказаться:
1/3 (≈33.3%) АА 2/3 (≈66.7%)
Аа или 1 АА : 2 Аа
По фенотипу все потомки окажутся немахровыми.
Вариант 2. Немахровое растение – гетерозигота Аа.
Среди женских гамет соотношение вклад каждого из растений останется прежним, т.е. 2/3 от
всех аллелей а придут от махровых растений. Среди оставшихся 1/3 женских гамет 1/6 будет нести
аллель а, и еще 1/6 – аллель А. Таким образом, соотношение среди женских гамет будет 5/6 а и 1/6 А.
Среди мужских гамет 1/2 будет нести аллель А, и еще 1/2 – аллель а.

Таким образом, среди потомков первого поколения возможно следующее расщепление по
генотипам: 1/12 АА (≈8.3%) 6/12=1/2 Аа (50.0%) 5/12 аа (≈41.7%)
1 АА : 6 Аа : 5 аа
По фенотипам: 7/12 (≈50.3%) немахровых 5/12 (≈41.7%) махровых
7 немахровых : 5 махровых

В. В первом варианте скрещивания махровых растений не окажется. Рассчитаем доли потомков
по генотипам и фенотипам во втором поколении.
1/3 (≈33.3%) АА дадут только гаметы А, тогда как 2/3 растений с генотипом Аа дадут половину
гамет А и вторую половину гамет а. Таким образом, суммарно гамет А в популяции окажется 2/3,
и 1/3 гамет, несущих аллель а.

Таким образом, среди потомков второго поколения возможно следующее расщепление по
генотипам: 4/9 АА (≈44.4%) 4/9 Аа (44.4%) 1/9 аа (≈11.1%)
4 АА : 4 Аа : 1 аа
По фенотипам: 8/9 (≈88.9%) немахровых 1/9 (≈11.1%) махровых
8 немахровых : 1 махровых.
Во втором случае (из природы было взято гетерозиготное немахровое растение) после того,
как мы удалим все махровые растения, останется 1/7 АА (≈14.3%) и 6/7 Аа (≈85.7%). Последние
дадут половину гамет А (3/7) и половину гамет а (3/7). Суммарная доля гамет А составит 4/7. Тогда:

Во втором случае расщепление среди потомков второго поколения будет:
по генотипам:
16/49 АА (≈32.6%) 24/49 Аа (≈49.0%) 9/49 аа (≈18.4%)
25 АА : 30 Аа : 9 аа
По фенотипам: 40/49 (≈81.6%) немахровых 9/49 (≈18.4%) махровых
40 немахровых : 9 махровых.

1. возникает у единичных особей
2. образует вариационный ряд признака
3. имеет массовый характер
4. формируется в результате случайного сочетания хромосом
5. является приспособительной к условиям среды

Модификационная изменчивость – фенотипическая изменчивость, возникающая как приспособительная реакция к факторам окружающей среды.

В данном задании нужно разложить варианты на изменчивость фенотипическую (что нам подходит) и генотипическую.

1. Возникает у единичных особей – подходит для генотипической изменчивости. Генотип каждой особи уникален, изменения в нем – тоже. Что касается фенотипической изменчивости, то представим себе популяцию какого-то светолюбивого низкорослого растения. Она живет на одном месте, но тут внезапно высаживают деревья или размещают забор, который вечно отбрасывает тень. У всех популяции растений начинает присутствовать недостаток солнечного света. Все особи растут с более вытянутыми стеблями, чем было. Изменения произошли не индивидуально.
2. Вариационный ряд признака – фенотипическая изменчивость. Вернемся к той же популяции растений. В тех местах, где солнца больше – стебли короче, а чем ближе к основанию этого забора – тем больше тень и выше стебли. Так, по мере приближения к источнику тени, стебли будут удлиняться.
3. Массовый характер – фенотипическая, что описано в пункте 1).
4. Хромосомы – генетический аппарат. Фенотипическая изменчивость – лишь изменение внешнего признака, генотип притом не затрагивается, поэтому это не модификационная изменчивость.
5. Исходя из определения модификационной изменчивости, это подходит.

1. У кроликов выщипывали шерсть и прикладывали к оголённому участку кожи мешок со льдом. На оголённом участке выросла чёрная шерсть.
2. Выясняли зависимость выработки пигмента окраски шерсти от температуры, повышая и понижая температуру внешней среды.
3. Вывод: признак проявляется в зависимости от температуры, т. е. от условий внешней среды, и является модификационным изменением.

Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:

Логично, что наследственная изменчивость «завязана» на генотипе, а ненаследственная генотип не затрагивает, являясь лишь фенотипическим откликом на изменяющиеся условия окружающей среды.

Изменения генотипа=наследственная изменчивость. 2)

Приспособительная изменчивость=ненаследственная. 1)

Определена нормой реакции=ненаследственная изменчивость. 1)

Индивидуальна=наследственная изменчивость. 2)

Обусловлена комбинацией генов и мутация= наследственная. 2)

Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:

И мутационная, и комбинативная изменчивости являются разновидностями генотипической мутации. Ранее уже разбирались различия между ними, но не помешает повторить.

Если рассматривать какой-то признак, проявляющийся у потомства, и этот признак, например, достался от одного из родителей, то это комбинативная изменчивость.

Если рождается организм с числом хромосом, отличающимся от нормы, то такая изменчивость — мутационная.

Мутационная изменчивость возникает внезапно. Есть несколько разновидностей этой изменчивости, в зависимости от локации перестроек.

Новое сочетание нуклеотидов= новая комбинация нуклеотидов= комбинативная мутация. 1)

Изменение генов и хромосом= мутационная изменчивость. 1)

Рекомбинации генов= комбинативная изменчивость. 2)

Независимое расхождение гомологичных хромосом=комбинативная изменчивость. 2)

Изменения количества или структуры ДНК= мутационная изменчивость. 1)

Конъюгация и перекрест хромосом=комбинативная изменчивость. 2)

Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:

Групповой характер носит модификационная изменчивость.

Индивидуальный — мутационная изменчивость.

Наследуется — мутационная.

Не наследуется — модификационная.

Обусловлена нормой реакции признака — модификационная

PS: Норма реакции задает рамки в которых признак может изменяться.

Неадекватна изменениям условий среды — мутационная.

Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:

Модификационная изменчивость, она же фенотипическая, проявляется вследствие необходимости приспособиться к изменяющимся условиям окружающей среды. Носит массовый, а не индивидуальный характер.

Рассмотрим варианты ответов на предмет количества особей, у которых проявляется тот или иной вид изменчивости.

Одна коротконогая овца из стада=индивидуально=генотипическая. 1)

Мышь-альбинос из популяции серых мышей=индивидуально= генотипическая. 1)

Популяция стрелолиста с другими листьями в других условиях среды=массово=модификационная. 2)

Проявление у ребенка цвета глаз одного из родителей=индивидуально=генотипическая. 1)

При изменении полива поменяются размеры кочанов всех единиц популяции=массово=модификационная. 2)

1. возникает внезапно
2. проявляется у отдельных особей вида
3. изменения обусловлены нормой реакции
4. проявляется сходно у всех особей вида
5. носит адаптивный характер
6. передаётся потомству

Модификационная изменчивость обусловлена нормой реакции, проявляется сходно у особей одного вида и носит адаптивный характер.

 Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам

Норма реакции — это та максимальная доля от фенотипического значения признака, на которую может изменить признак среда.

Глаз одного вида насекомых не будет кардинально отличаться, норма реакции узкая.

Корова может дать в один день много молока, а в другой — всего ничего, норма широкая.

Один год может быть урожайным, а другой — нет, норма широкая.

Человек весил 55 кг, набрал до 100кг, норма широкая.

Количество пальцев в норме 5, бывают аномалии, но +-1, норма узкая

ПРИЗНАКИ ОРГАНИЗМА	ОРГАНИЗМ
А) изменчивость носит групповой характер Б) приводит к созданию новых генотипов В) наследуется Г) проявляется в новых комбинациях признаков Д) изменения носят только фенотипический характер Е) изменения определяются нормой реакции

Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:

Если у растения листья вытянулись из-за недостатка света, но растение изменилось только внешне, то есть фенотипически. В генотипе у него ничего не изменилось. Это был пример ненаследственной изменчивости, она же фенотипическая, она же модификационная.

Ситуация 2. У животных в размножении участвуют две особи, то в процессе кроссинговера генетический материал как бы перетасовывается, как карты в колоде, но в соответствии с вариантами развития признака. Есть гены, отвечающие, к примеру за цвет глаз. Пусть в роду у одной особи были карие и зеленые глаза, у другой-зеленые и голубые. Какую «карту» вы вытяните- неизвестно. Может, это будет карий и голубой, где карий доминирует. Может — карий и зеленые, где карий доминирует, может, зеленый и зеленый, потомство будет с зелеными глазами. А может, зеленый и голубой, тогда потомство будет с зелеными глазами. И вот это множество комбинаций и называется комбинативной изменчивостью.

Модификационная изменчивость носит групповой характер, а комбинативная — индивидуальный.

1. В чистой прямокрылой линии дрозофил появился потомок с загнутыми крыльями.
2. Среди потомков нескольких поколений серых мышей один оказался белым.
3. На кусте сирени с сиреневыми цветами один цветок белый.
4. У отца глаза голубые, а у дочери — карие.
5. У матери мелковьющиеся волосы, а у дочери — прямые.

Чистая линия — группа организмов, имеющих некоторые признаки, которые полностью передаются потомству в силу генетической однородности всех особей.

1) Раз линия была чистой, но произошло такое отклонение, то это мутация.

2) Несколько поколений мышей серые, значит, это чистая линия. Появление белого мышонка — мутация.

3) Появление одного белого цветка на сиреневом кусте — мутация.

4) и 5) Рождение ребенка с карими глазами от голубоглазого отца и рождение девочки с прямыми волосами от матери с вьющимися волосами — примеры комбинативной изменчивости.

1. соответствует изменению действия фактора среды
2. определяется пределами нормы реакции генотипа особи
3. возникает в процессе кроссинговера
4. имеет групповой характер
5. имеет индивидуальный характер

Фенотипическая изменчивость — это как бы отклик на факторы окружающей среды. Она не сказана с хромосомами и имеет групповой характер. Если где-то в лесу, в тени вырастет несколько растений, которым не будет хватать света, то у них у всех вытянутся листовые пластины, а не только у одного экземпляра.

1. индивидуальная
2. мутационная
3. модификационная
4. комбинативная
5. определенная

К ненаследственной изменчивости относятся только фенотипическая и определенная изменчивости, это одно и то же.

Раз в понятие изменчивости вложено свойство приобретать отличия от родительских форм, то это дает нам термин «наследственности». У здорового человека 46 хромосом. 23 достаются от мамы, 23 — от папы. Значит, ребёнок — комбинация признаков, приобретенных от родителей, притом, мама и папа тоже несут в своем генетическом коде признаки своих родителей. В ходе перестановок, какие-то признаки проявляются у потомства, а какие-то могут быть просто перенесены в геном. Те, что проявились — доминантные, а те, что просто прописаны в геноме — рецессивные. Крупных изменений на фоне целого вида такая изменчивость не несет.