Факторы влияющие на нарушение генетического равновесия. Генетическое равновесие в популяциях

  • 11.Рнк - полимеразы. Строение, виды, функции.
  • 12.Инициация транскрипции. Промотор, стартовая точка.
  • 13. Элонгация и терминация транскрипции.
  • 14. Гетерогенная ядерная днк. Процессинг, сплайсинг.
  • 15. Арс-азы. Особенности строения, функции.
  • 16.Транспортная рнк. Строение, функции. Строение рибосом.
  • 17.Синтез полипептидной молекулы. Инициация и элонгация.
  • 18.Регуляция активности генов на примере лактозного оперона.
  • 19. Регуляция активности генов на примере триптофанового оперона.
  • 20.Негативный и позитивный контроль генетической активности.
  • 21.Строение хромосом. Кариотип. Идиограмма. Модели строения хромосом.
  • 22. Гистоны. Структура нуклеосом.
  • 23. Уровни упаковки хромосом эукариот. Конденсация хроматина.
  • 24.Приготовление хромосомных препаратов. Использование колхицина. Гипотония, фиксация и окрашивание.
  • 25. Хар-ка хромосомного набора человека. Денверская номенклатура.
  • 27. . Классификация мутаций по изменению силы и направленности действия мутантного аллеля.
  • 28. Геномные мутации.
  • 29. Структурные перестройки хромосом: виды, механизмы образования. Делеции, дупликации, инверсии, инсерции, транслокации.
  • 30. Генные мутации: транзиции, трансверсии, сдвиг рамки считывания, нонсенс -, миссенс - и сейсменс - мутации.
  • 31.Физические, химические и биологические мутагены
  • 32. Механизмы репарации днк. Фотореактивация. Болезни, связанные с нарушением процессов репарации.
  • 34. Хромосомные болезни, общая характеристика. Моносомии, трисомии, нулисомии, полные и мозаичные формы, механизм нарушения распределения хромосом в первом и втором мейозе.
  • 35. Хромосомные болезни, вызванные структурными перестройками хромосом.
  • 2.2. Наследование признаков, сцепленных с полом.
  • 37. Хромосомное определение пола и его нарушения.
  • 38. Дифференцировка пола на уровне гонад и фенотипа, ее нарушения.
  • 39. Хромосомные болезни, обусловленные аномалиями половых хромосом: синдром Шерешевского - Тернера, синдром Кляйнфельтера, полисомии по х и у- хромосомам.
  • 40. Хромосомные болезни, обусловленные аномалиями аутосом: синдромы Дауна, Эдвардса, Патау.
  • 41. Сущность и значение клинико-генеалогического метода, сбор данных для составления родословных, применение генеалогического метода.
  • 42.Критерии доминантного типа наследования на родословных: аутосомные, сцепленные с х - хромосомой и голандрические признаки.
  • 43. Критерии рецессивного типа наследования на родословных: аутосомные и сцепленные с х - хромосомой признаки.
  • 44. Вариабельность в проявлении действия гена: пенетрантность, экспрессивность. Причины вариабельности. Плейотропное действие гена.
  • 45. Мгк, цель, задачи. Показание направления в мгк. Проспективное и ретроспективное консультирование.
  • 46. Пренатальная диагностика. Методы: уз, амниоцентез, биопсия ворсин хориона. Показания к пренатальной диагностике.
  • 47. Сцепление и локализация генов. Метод картирования, предложенный т. Морганом.
  • 49. Гибридные клетки: получение, характеристика, использование для картирования.
  • 50. Картирование генов с использованием морфологических нарушений хромосом (транслокаций и делеций).
  • 51. Картирование генов у человека: метод днк-зондов.
  • 53. Митоз и его биологическое значение. Проблемы клеточной пролиферации в медицине.
  • 54. Мейоз и его биологическое значение
  • 55. Сперматогенез. Цитологические и цитогенетические характеристики.
  • 56. Овогенез. Цитологические и цитогенетические характеристики.
  • 58. Взаимодействие неаллельных генов. Комплементарность.
  • 59. Взаимодействие неаллельных генов. Эпистаз, его виды
  • 60. Взаимодействие неаллельных генов. Полимерия, ее виды.
  • 61. Хромосомная теория наследственности. Полное и неполное сцепление генов.
  • 62. Зигота, морула и формирование бластулы.
  • 63. Гаструляция. Типы гаструл.
  • 64. Основные этапы эмбриогенеза. Зародышевые листки и их производные. Гисто - и органогенез.
  • 65. Провизорные органы. Анамнии и амниоты.
  • 66. Генетическая структура популяции. Популяция. Дем. Изолят. Механизмы нарушения равновесия генов в популяции.
  • 68. Генетический груз, его биологическая сущность. Генетический полиморфизм.
  • 69. История становления эволюционных идей.
  • 70. Сущность представлений Дарвина о механизмах эволюции живой природы.
  • 71. Доказательства эволюции: сравнительно-анатомические, эмбриологические, палеонтологические и др.
  • 72. Учение а.И.Северцова о филэмбриогенезах.
  • 73. Вид. Популяция - элементарная единица эволюции. Основные характеристики популяции.
  • 74. Элементарные эволюционные факторы: мутационный процесс, популяционные волны, изоляция и их характеристика.
  • 75. Формы видообразования и их характеристика.
  • 76. Формы естественного отбора и их характеристика.
  • 78. Предмет антропологии, ее задачи и методы
  • 79. Конституциональные варианты человека в норме по Сиго.
  • 80. Конституциональные варианты человека в норме по э.Кречмеру.
  • 81. Конституциональные варианты человека в норме по в.Н.Шевкуненко и а.М.Геселевич.
  • 82.Конституциональные варианты человека в норме по Шелдону
  • 83. Доказательства животного происхождения человека.
  • 84.Место человека в системе классификации в системе животного мира. Морфо-физиологические отличия человека от приматов.
  • 85. Палеонтологические данные о происхождении приматов и человека.
  • 86. Древнейшие люди - архантропы.
  • 87. Древние люда - палеоантропы.
  • 88. Неоантропы.
  • 89.Расы - как выражение генетического полиморфизма человечества.
  • 90.Биоценоз, биотоп, биогеоценоз, компоненты биогеоценоза.
  • 91.Экология как наука. Направления экологии.
  • 93.Глобальные экологические проблемы.
  • 94.Абиотические факторы: энергия Солнца; температура.
  • 95. Абиотические факторы: осадки, влажность; ионизирующие излучения.
  • 96. Экосистема. Виды экосистем.
  • 97. Адаптивные экологические типы человека. Тропический адаптивный тип. Горный адаптивный тип.

    • 66. Генетическая структура популяции. Популяция. Дем. Изолят. Механизмы нарушения равновесия генов в популяции.

    Любая популяция представляет собой непрерывный поток поколений благодаря обмену генами, который происходит в результате скрещивания особей друг с другом. Признаки, появившиеся в ходе независимого комбинирования генов, определяют формирование фенотипа организмов и обусловливают изменчивость в популяции. В ходе естественного отбора адаптивные фенотипы сохраняются, а неадаптивные исчезают. Так формируется генетическая реакция всей популяции, которая определяет выживание данного вида. Только те особи популяции, которые выжили и оставили потомство, вносят вклад в будущее своего вида.

    Популяция включает огромное количество разнообразных генов, которые образуют ее генофонд. Каждый ген может существовать в нескольких формахназываемых аллелями. Число особей в конкретной популяции, несущих определенный аллель, определяет частоту данного аллеля. Например, частота рецессивного аллеля отсутствия пигментации кожи (альбинизма) человека составляет 1 % (или 0,01), а доминантного аллеля, определяющего нормальную пигментацию кожи, 99 % (или 0,99). Если обозначить символом р частоту доминантного аллеля, а символом q - рецессивного аллеля, то

    р + q = 1, т.е. 0,99 + 0,01 = 1.

    Зная частоту одного аллеля, по этому уравнению легко определить частоту другого.

    Если известны частоты отдельных аллелей в генофонде популяции, можно рассчитать и частоты контролируемых аллелями одного гена генотипов.

    ПОПУЛЯЦИЯ , совокупность особей одного вида с общим генофондом. в течение большого числа поколений населяющая определённое пространство или объём (водный) с относительно однородными условиями обитания и относительно обособленная (изолированная) от других совокупностей этого вида. Особи популяции свободно скрещиваются между собой. В составе вида, занимающего определённый ареал, может быть одна (редко), несколько или много популяций. Подходящие для жизни места обитания хоть и встречаются часто в пределах ареала вида, но, как правило, не покрывают весь ареал, напр., двудомная крапива распространена широко, но встречается только во влажных тенистых местах с плодородными почвами. Бабочка капустная белянка и её гусеницы встречаются там, где выращивается капуста, – на огородах и полях, а поселения европейского крота, хорошо заметные по выбросам земли, можно увидеть на лесных опушках и лугах.

    Популяция представляет собой не хаотическое скопление особей, а устойчивое, имеющее определённую структуру образование. Особи популяции различаются по возрасту, полу, генотипу. но тесно связаны между собой. Большинство связей направлено на воспроизводство популяции, что определяется, прежде всего, взаимоотношениями между полами и возрастными группами. Длительное устойчивое существование популяции зависит от численности особей в ней. Однако численность для каждого вида различна, напр., численность популяции африканского слона может быть в несколько десятков особей, а атлантической сельди – в несколько тысяч. Численность популяции постоянно колеблется, но популяция не может длительно существовать, если её численность будет ниже некоторого предела, характерного для каждого вида. Внутри популяции случайное свободное скрещивание и «перемешивание» генофонда осуществляется легче и чаще, чем между различными территориально разобщёнными популяциями. Поэтому генотипическое сходство внутри популяции гораздо выше, чем за её пределами. Оно нарушается при возникновении у отдельных особей наследственных изменений (мутаций), которые в результате свободного скрещивания распространяются в популяции, что ведёт к её генетической гетерогенности (разнородности) и создаёт условия для действия естественного отбора. Таким образом, эволюционный процесс начинается с элементарных генетических событий в популяциях – микроэволюций. которые лежат в основе макроэволюционных процессов.

    67. Закон Харди - Вайнберга, его значение Харди - Вайнберга закон, закон популяционной генетики, устанавливающий соотношение между частотами генов и генотипов в популяции со свободным скрещиванием. Сформулирован в 1908 независимо английским математиком Г. Харди и немецким врачом В. Вайнбергом. Закон утверждает, что если численность популяции диплоидных организмов настолько велика, что можно пренебречь случайными флуктуациями частот генов (генетико-автоматические процессы), если в ней отсутствуют мутации, миграция и отбор (по изучаемому гену), то частоты генотипов AA, Aa и aa в популяции остаются одинаковыми из поколения в поколение (после первого) и удовлетворяют соотношениям Харди - Вайнберга: p2(AA): 2pq (Aa): q2(aa), где А и а - аллели несцепленного с полом гена, p - частота аллеля А, q - частота аллеля а. Х. - В. з. распространяется и на случай многоаллельного гена. В популяциях полиплоидных организмов (а также в популяциях диплоидов - для генов, сцепленных с полом) соответствующие соотношения устанавливаются лишь через большое число поколений. Если в популяции выполняются соотношения Х. - В. з., то это не свидетельствует ещё об отсутствии популяционно-генетических процессов. Например, скрещивание близкородственных особей (инбридинг), способствующее увеличению доли гомозигот в популяции, в сочетании с отбором против гомозигот может привести к частотам генотипов, удовлетворяющим соотношениям Х. - В. з. Сопоставление фактически наблюдаемых частот генотипов с теоретически ожидаемыми по Х. - В. з. в ряде случаев позволяет оценить частоты аллелей, вычленить влияющие на них факторы и получить количественные характеристики отбора, неслучайности скрещивания, миграции, случайных флуктуаций и т.п. Представление о генетическом равновесии в популяциях, впервые нашедшем выражение в Х. - В. з., составляет основу современной концепции о взаимодействии популяционно-генетических процессов.

    Генетическое равновесие в популяциях и его нарушения


    1. Какие гены называют рецессивными, а какие - доминантными?
    2. Что такое гомо- и гетерозиготы? Как проявляются рецессивные и доминантные аллели?

    Можно ли с полной уверенностью утверждать, что направленные изменения генофонда свидетельствуют о происходящем отборе и связанных с ним эволюционных изменениях в популяциях? Для ответа на этот вопрос необходимо знать, какими факторами определяются изменения генофонда и как они происходят в различных условиях.

    Факторы генетической изменчивости популяций были загадкой для Дарвина и его современников. Долгое время ученые не знали механизмов, с помощью которых редкие характеристики могут сохраняться в популяции и передаваться от одной генерации к другой. Не было известно, почему доминантные аллели не вытесняют из популяции рецессивные, особенно редкие. Почему в некоторых странах, например, много людей с голубыми глазами (т. е. особей, гомозиготных по рецессивной аллели) и их количество не уменьшается со временем. На эти и другие вопросы долгое время не могла ответить и генетика, которая первоначально изучала лишь проявления действий индивидуальных генов.

    Провал между генетикой и эволюционными исследованиями удалось преодолеть лишь к 20-м гг. нынешнего века, когда появилась популяционная генетика и стала формироваться теория, объясняющая, как аллели ведут себя в популяции, в чем состоят механизмы, изменяющие соотношение аллелей в пределах популяции, и как протекают в популяции эволюционные изменения.

    Генетическое равновесие.

    Очевидно, что для выявления закономерностей, которым подчиняются изменения генофонда, нужно знать, что происходит с частотами аллелей в различных условиях. Для начала необходимо ответить на вопрос, как будут изменяться эти частоты в идеальных условиях: когда отбор не действует, популяция изолирована, а подбор особей при спаривании происходит случайно. Сохраняется ли генофонд таких популяций постоянным или он изменяется?
    Ранние генетики интуитивно предполагали, что с течением времени частоты доминантных фенотипов (и соответственно аллелей) должны возрастать. Однако впоследствии с помощью математических методов было установлено, что в популяциях, живущих изолированно, в условиях слабого давления естественного отбора устанавливается генетическое равновесие, т. е. наблюдается постоянство частот аллелей различных генов.

    Причины нарушения генетического равновесия.

    В некоторых случаях, однако, генетическое равновесие может нарушаться. Причиной таких нарушений может быть вовсе не отбор, а иные механизмы . Рассмотрим некоторые из них, имеющие наибольшее распространение.
    Первая причина нарушения генетического равновесия - случайный подбор партнеров при спаривании у некоторых видов животных. Особи с определенными признаками подбирают пару с такими же признаками, как это происходит, апример, у диких гусей, которые в период размножения ищут себе пару со сходной окраской. Ясно, что в зависимости от соотношения численности особей, имеющих различную окраску, может меняться и соотношение аллелей генов, контролирующих цвет перьев.

    Другая причина связана с потерей некоторых генов.

    Такая потеря может происходить случайно, например из-за гибели носителей редких генов. Чем меньше численность популяции, тем большее влияние оказывают случайные факторы на ее генофонд.

    Если мысленно представить, что популяция разделяется а две неравные части некими неожиданно возникшими естественными или искусственными барьерами (например, на реке построена плотина, разделившая обитавшую там популяцию плотвы на две части), то генофонд популяции, берущей начало от малого количества особей, может опять же в силу случайных причин отличаться от прежнего по составу, и будет нести в себе только те генотипы , которые случайно подобрались среди малого числа основателей новой популяции. Редкие в старой популяции аллели могут стать обычными в новой, и наоборот.

    Наконец, когда лишь малая доля особей популяции остается в живых после перенесенной катастрофы (наводнения, засухи или иных неблагоприятных климатических явлений), это также может приводить к заметным изменениям состава генофонда популяции, когда ее численность восстановится. Набор генов особей, оставшихся в живых, может несколько отличаться от того, который существовал ранее. Пример дают некоторые насекомые. Только малое их количестство выживает после зимы. Эта малая доля дает новой, летней, популяции, генофонд которой может оказаться отличным от генофонда популяции, существовавшей год назад.

    Как видно, причиной рассмотренных изменений генофонда или нарушения его равновесия может быть не только отбор, но и другие факторы. При этом во всех рассмотренных случаях изменения генофонда носят случайный, ненаправленный характер. Поэтому их нельзя считать эволюционными.

    Нарушения равновесия, вызываемые естественным отбором. Естественный отбор приводит к направленным изменениям генофонда, например к возрастанию частот одних генов и к снижению других. Вследствие естественного отбора в популяциях закрепляются полезные гены, т. е. благоприятствующие выживанию в данных условиях среды. Доля таких генов возрастает, и общий состав генофонда меняется. Изменения генофонда под действием естественного отбора должны приводить и к изменениям внешнего строения организмов, особенностей их поведения и образа жизни, а в конечном итоге - к лучшей приспособленности популяции к данным условиям внешней среды.

    Если, скажем, популяция одного вида бабочек заняла участок с необычным для данного вида составом и цветом растительности, то в ее генофонде постепенно будут происходить изменения в соотношении генов, контролирующих светлую и темную окраску гусениц. Будут происходить морфологические изменения особей, которые могут сопровождаться изменениями в их поведении и образе жизни. Популяция, осваивающая необычный для вида участок среды обитания, будет претерпевать эволюционные изменения.

    Эволюционные изменения популяций всегда сопровождаются направленными изменениями генофонда, происходящими под действием естественного отбора.

    Популяционная генетика. Генетическое равновесие.

    1. Какие изменения генофонда позволяют делать вывод о происходящих в популяции эволюционных изменениях?
    2. Что такое генетическое равновесие? В каких условиях оно возможно?
    3. Какие факторы являются причиной нарушения генетического равновесия в условиях, когда естественный отбор не действует?


    Каменский А. А., Криксунов Е. В., Пасечник В. В. Биология 9 класс
    Отправлено читателями с интернет-сайта

    Содержание урока конспект уроку и опорный каркас презентация урока акселеративные методы и интерактивные технологии закрытые упражнения (только для использования учителями) оценивание Практика задачи и упражнения,самопроверка практикумы, лабораторные, кейсы уровень сложности задач: обычный, высокий, олимпиадный домашнее задание Иллюстрации иллюстрации: видеоклипы, аудио, фотографии, графики, таблицы, комикси, мультимедиа рефераты фишки для любознательных шпаргалки юмор, притчи, приколы, присказки, кроссворды, цитаты Дополнения внешнее независимое тестирование (ВНТ) учебники основные и дополнительные тематические праздники, слоганы статьи национальные особенности словарь терминов прочие Только для учителей

    Вопрос 1. Какие изменения генофонда позволяют делать вывод о происходящих в популяции эволюционных изменениях ?

    О происходящих в популяции эволюционных изменениях можно судить по изменениям внешнего строения организмов, особенностей их поведения и образа жизни и в конечном итоге - по лучшей приспособленности популяции к данным условиям внешней среды. Происходящие изменения являются следствием возрастания в генофонде частот одних генов и снижения частот других.

    Вопрос 2. Что такое генетическое равновесие? В каких условиях оно возможно?

    Генетическое равновесие - состояние генофонда популяции, при котором наблюдается постоянство частот аллелей различных генов. Оно возможно только в условиях слабого давления естественного отбора, когда популяция живет изолированно.

    Вопрос 3. Какие факторы являются причиной нарушения генетического равновесия в условиях, когда естественный отбор не действует?

    Помимо естественного отбора к нарушению генетического равновесия в популяции приводят следующие факторы:

    1) неслучайный подбор партнеров при спаривании, свойственный некоторым животным;

    2) потеря некоторых редких видов, например из-за гибели их носителей (чем меньше численность популяции, тем большее влияние оказывают случайные факторы на ее генофонд);

    3) разделение популяции на две неравные части некими неожиданно возникшими естественными или искусственными барьерами;

    4) перенесение популяцией какой-либо катастрофы, приведшей к гибели большей ее части.

    • Популярные эссе

        8 Клас Тема 1. 1. Які мегоди дослідження використовуються в учбових закладах? а) довідниковий; б) експедиційний; вдрадиційний; г) аеро та

        Професійна підготовка майбутніх учителів історії перебуває у стані концептуального переосмислення. Місце соціально-гуманітарних дисциплін (у тому числі - історії) у системі

        На сцену під музичний супровід виходять учасники агітбригади. Учень 1. Хоч іноді, хоч раз в житті На самоті з природою

    Генофонд

    Для того, чтобы понимать, о чем идет речь, надо знать определения.

    Генофонд - это совокупность генотипов всех особей популяции.

    Популяция - это группа одновидовых организмов, занимающих определенный участок территории внутри ареала, свободно скрещивающихся между собой и частично или полностью изолированных от других популяций. популяция генофонд мутация

    Мутационный процесс - источник наследственной изменчивости.

    Генетическое равновесие в популяциях

    Частота встречаемости различных аллелей в популяции определяется частотой мутаций, давлением отбора, а иногда и обменом наследственной информации с другими популяциями в результате миграций особей. При относительном постоянстве условий и высокой численности популяции все указанные процессы приводят к состоянию относительного равновесия. В результате генофонд таких популяций становится сбалансированным, в нем устанавливается генетическое равновесие, или постоянство частот встречаемости различных аллелей.

    Причины нарушения генетического равновесия

    Приведенные ранее пример с действием инсектицидов говорит о том, что действие естественного отбора приводит к направленным изменениям генофонда популяции - повышению частот "полезных" генов. Происходят микроэволюционные изменения. Однако изменения генофонда могут носить и ненаправленный, случайный характер. Чаще всего они связаны с колебаниями численности природных популяций или с пространственным обособлением части организмов данной популяции.

    Изменения генофонда могут быть направленными и ненаправленными, случайные изменения могут происходить вследствие разных причин. Одной из существенных причин, ведущих к изменению частот аллелей и генотипов в популяциях, служит поток генов, или миграция особей (семян, спор, пыльцы). Чем выше интенсивность миграции и чем больше разница в частотах аллелей, тем больше ее воз- действие на популяционное равновесие и генотипические частоты. Нечасто популяции представляют собой совершенно закрытые системы. Обычно между ними происходит обмен генами, величина которого зависит от пространственной близости и других причин.

    Прекращение потока генов из популяции в популяцию может быть результатом различных событий и иметь неодинаковые эволюционные последствия. В таких случаях имеют место полирующие механизмы, связанные с резким ограничением или полным прекращением скрещивания с представителями разных популяций и видов.

    Примером изолирующего барьера может служить изоляция, низанная с изменениями в ландшафте: образование преград в виде рек, горных хребтов, лесных массивов и т. Д. В результате свободное скрещивание сухопутных особей затрудняется из-за водных барьеров, а особей, обитающих в воде, - из-за барьеров суши. Возвышенности изолируют равнинные участки, а равнины - горные популяции.

    Резкие колебания численности популяций, чем бы они ни были вызваны, изменяют частоту аллелей в генофонде популяций. При создании неблагоприятных условий и сокращении численности популяции из-за гибели особей может происходить утрата некоторых генов, особенно редких. В целом, чем меньше численность популяции, тем выше вероятность потери редких генов, тем большее влияние оказывают на состав; генофонда случайные факторы. Периодические колебания численности свойственны почти всем организмам. Эти колебания изменяют частоту генов в популяциях, возникающих на смену друг другу.

    Примером являются некоторые насекомые; только малое их количество выживает после зимы. Эта малая доля дает начало новой летней популяции, ее генофонд часто отличается от генофонда популяции, существовавшей год назад.

    Случайное, ненаправленное изменение частот аллелей в малых популяциях Н.П. Дубинин и Д.Д. Ромашов назвали генетико-автоматическими процессами. Независимо от них американец С. Райт и англичанин Р. Фишер назвали это явление генетическим дрейфом.