ความหมายของความแปรปรวนทางพันธุกรรม ความแปรปรวน ชนิด และความสำคัญทางชีวภาพ

คิด!

คำถาม

1. โครโมโซมใดเรียกว่าโครโมโซมเพศ

2. ออโตโซมคืออะไร?

3. เพศโฮโมเกมติกและเฮเทอโรเกมติกคืออะไร?

4. การระบุเพศทางพันธุกรรมจะเกิดขึ้นเมื่อใดในมนุษย์ และอะไรเป็นสาเหตุของสิ่งนี้

5. คุณรู้กลไกอะไรในการกำหนดเพศ? ยกตัวอย่าง.

6. อธิบายว่ามรดกที่เชื่อมโยงกับเพศคืออะไร

7. ตาบอดสีสืบทอดมาได้อย่างไร? เด็กจะมีการรับรู้สีแบบใดที่แม่ตาบอดสีและพ่อมีการมองเห็นปกติ?

อธิบายจากมุมมองของพันธุกรรมว่าเหตุใดจึงมีคนตาบอดสีในผู้ชายมากกว่าผู้หญิง

ความแปรปรวน- หนึ่งในคุณสมบัติที่สำคัญที่สุดของสิ่งมีชีวิต ความสามารถของสิ่งมีชีวิตในการดำรงอยู่ในรูปแบบต่าง ๆ เพื่อให้ได้มาซึ่งลักษณะและคุณสมบัติใหม่ ความแปรปรวนมีสองประเภท: ไม่ใช่กรรมพันธุ์(ฟีโนไทป์หรือการดัดแปลง) และ กรรมพันธุ์(จีโนไทป์)

■ ความแปรปรวนที่ไม่ใช่กรรมพันธุ์ (ดัดแปลง)ความแปรปรวนประเภทนี้เป็นกระบวนการของการเกิดขึ้นของลักษณะใหม่ภายใต้อิทธิพลของปัจจัย สภาพแวดล้อมภายนอกโดยไม่ส่งผลกระทบต่อจีโนไทป์ ด้วยเหตุนี้ การเปลี่ยนแปลงลักษณะเฉพาะ - การปรับเปลี่ยน - จึงไม่สืบทอดมา ฝาแฝด (monozygotic) ที่เหมือนกันสองคนซึ่งมีจีโนไทป์เหมือนกันทุกประการ แต่ด้วยเจตจำนงแห่งโชคชะตาก็เติบโตขึ้นมา เงื่อนไขที่แตกต่างกันอาจแตกต่างกันอย่างมาก ตัวอย่างคลาสสิกหัวลูกศรซึ่งพิสูจน์อิทธิพลของสภาพแวดล้อมภายนอกที่มีต่อการพัฒนาลักษณะ พืชชนิดนี้พัฒนาใบได้สามประเภทขึ้นอยู่กับสภาพการเจริญเติบโต - ในอากาศ, ในน้ำหรือบนผิวน้ำ

ได้รับอิทธิพลจากอุณหภูมิ สิ่งแวดล้อมขนของกระต่ายหิมาลัยเปลี่ยนสี เอ็มบริโอที่กำลังเติบโตในครรภ์มารดาต้องเผชิญกับอุณหภูมิที่สูงขึ้น ซึ่งจะทำลายเอนไซม์ที่จำเป็นสำหรับการทำสีขน ดังนั้นกระต่ายจึงเกิดมามีสีขาวสนิท หลังคลอดไม่นาน ส่วนที่ยื่นออกมาของร่างกาย (จมูก ปลายหู และหาง) จะเริ่มคล้ำขึ้นเนื่องจากอุณหภูมิที่นั่นต่ำกว่าส่วนอื่นและเอนไซม์ไม่ถูกทำลาย หากถอนบริเวณขนสีขาวแล้วทำให้ผิวเย็นลง ขนสีดำก็จะโตในบริเวณนั้น

ภายใต้สภาพแวดล้อมที่คล้ายคลึงกันในสิ่งมีชีวิตที่คล้ายคลึงกันทางพันธุกรรม ความแปรปรวนในการปรับเปลี่ยนมีลักษณะเป็นกลุ่ม ตัวอย่างเช่น ในฤดูร้อน คนส่วนใหญ่ภายใต้อิทธิพลของรังสียูวี จะสะสมเม็ดสีป้องกันไว้ในผิวหนัง - เมลานิน ผู้คนอาบแดด

ในสิ่งมีชีวิตชนิดเดียวกันภายใต้อิทธิพลของสภาพแวดล้อมความแปรปรวนของลักษณะต่าง ๆ อาจแตกต่างกันโดยสิ้นเชิง ยกตัวอย่างในวงกว้าง วัวผลผลิตน้ำนม น้ำหนัก ภาวะเจริญพันธุ์ขึ้นอยู่กับเงื่อนไขการให้อาหารและการบำรุงรักษาเป็นอย่างมาก และตัวอย่าง ปริมาณไขมันในนมก็ได้รับผลกระทบ สภาพภายนอกเปลี่ยนแปลงน้อยมาก อาการ ความแปรปรวนในการปรับเปลี่ยนสำหรับแต่ละคุณลักษณะจะถูกจำกัดด้วยบรรทัดฐานปฏิกิริยาของตัวเอง บรรทัดฐานของปฏิกิริยา- สิ่งเหล่านี้คือขีดจำกัดภายในการเปลี่ยนแปลงลักษณะที่เป็นไปได้ในจีโนไทป์ที่กำหนด ในทางตรงกันข้ามกับความแปรปรวนในการปรับเปลี่ยนนั้น บรรทัดฐานของปฏิกิริยานั้นสืบทอดมา และขอบเขตของมันจะแตกต่างกันไปตามลักษณะเฉพาะและในปัจเจกบุคคล บรรทัดฐานของปฏิกิริยาที่แคบที่สุดคือลักษณะของลักษณะที่ให้คุณสมบัติที่สำคัญของร่างกาย

เนื่องจากความจริงที่ว่าการปรับเปลี่ยนส่วนใหญ่มีความสำคัญในการปรับตัว จึงมีส่วนช่วยในการปรับตัว - การปรับตัวของสิ่งมีชีวิตภายในขอบเขตของบรรทัดฐานของปฏิกิริยา เพื่อการดำรงอยู่ในสภาวะที่เปลี่ยนแปลง

■ ความแปรปรวนทางพันธุกรรม (จีโนไทป์)- ความแปรปรวนประเภทนี้เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงของจีโนไทป์ และลักษณะที่ได้รับจากสิ่งนี้จะได้รับการสืบทอดจากรุ่นต่อ ๆ ไป มีสองรูปแบบ ความแปรปรวนทางพันธุกรรม: การรวมกันและการกลายพันธุ์

ความแปรปรวนแบบรวมกันประกอบด้วยการปรากฏตัวของลักษณะใหม่อันเป็นผลมาจากการก่อตัวของยีนพ่อแม่อื่น ๆ ในจีโนไทป์ของลูกหลาน ความแปรปรวนประเภทนี้ขึ้นอยู่กับความแตกต่างอย่างอิสระของโครโมโซมคล้ายคลึงกันในการแบ่งไมโอติกครั้งแรก การเผชิญหน้าแบบสุ่มของเซลล์สืบพันธุ์ในคู่ผู้ปกครองเดียวกันระหว่างการปฏิสนธิ และการสุ่มเลือกคู่ผู้ปกครอง การแลกเปลี่ยนส่วนของโครโมโซมคล้ายคลึงกันที่เกิดขึ้นในการทำนายระยะแรกของไมโอซิสยังนำไปสู่การรวมตัวกันของสารพันธุกรรมและเพิ่มความแปรปรวน ดังนั้นในกระบวนการของความแปรปรวนแบบรวมกันโครงสร้างของยีนและโครโมโซมจะไม่เปลี่ยนแปลง แต่การรวมกันของอัลลีลใหม่นำไปสู่การก่อตัวของจีโนไทป์ใหม่และผลที่ตามมาคือการปรากฏตัวของลูกหลานที่มีฟีโนไทป์ใหม่

ความแปรปรวนของการกลายพันธุ์แสดงออกในการเกิดขึ้นของคุณสมบัติใหม่ของร่างกายอันเป็นผลมาจากการก่อตัวของการกลายพันธุ์ คำว่า "การกลายพันธุ์" ถูกนำมาใช้ครั้งแรกในปี 1901 โดยนักพฤกษศาสตร์ชาวดัตช์ Hugo de Vries ตาม ความคิดที่ทันสมัยการกลายพันธุ์เป็นการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมที่สืบทอดโดยธรรมชาติหรือโดยไม่ได้ตั้งใจ ซึ่งนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงในลักษณะฟีโนไทป์และคุณสมบัติของสิ่งมีชีวิต การกลายพันธุ์ไม่มีทิศทาง เช่น สุ่ม และเป็นแหล่งที่สำคัญที่สุดของการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรม โดยที่วิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตเป็นไปไม่ได้ ในช่วงปลายศตวรรษที่ 18 ในอเมริกา แกะที่มีแขนขาสั้นได้ถือกำเนิดขึ้น และได้ให้กำเนิดแอนโคนาสายพันธุ์ใหม่ ในประเทศสวีเดนเมื่อต้นศตวรรษที่ 20 มิงค์ที่มีขนสีแพลตตินัมเกิดในฟาร์มขนสัตว์ ลักษณะที่หลากหลายของสุนัขและแมวเป็นผลมาจากความแปรปรวนของการกลายพันธุ์ การกลายพันธุ์เกิดขึ้นเป็นพัก ๆ เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงเชิงคุณภาพใหม่: ข้าวสาลีไร้ตำหนิถูกสร้างขึ้นจากข้าวสาลีที่กาง ปีกสั้นและดวงตาที่มีรูปทรงเป็นแถบปรากฏในดรอสโซฟิล่า และสีขาว สีน้ำตาล และสีดำปรากฏในกระต่ายจากสีหนูบางชนิดตามธรรมชาติอันเป็นผลมาจากการกลายพันธุ์

ตามสถานที่เกิดการกลายพันธุ์ทางร่างกายและกำเนิดมีความโดดเด่น การกลายพันธุ์ทางร่างกายเกิดขึ้นในเซลล์ของร่างกายและไม่ถ่ายทอดผ่านการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศไปยังรุ่นต่อๆ ไป ตัวอย่างของการกลายพันธุ์ดังกล่าว ได้แก่ จุดด่างอายุและหูดที่ผิวหนัง การกลายพันธุ์กำเนิดปรากฏในเซลล์สืบพันธุ์และได้รับการถ่ายทอดทางพันธุกรรม

ขึ้นอยู่กับระดับการเปลี่ยนแปลงของสารพันธุกรรม การกลายพันธุ์ของยีน โครโมโซม และจีโนมมีความโดดเด่น การกลายพันธุ์ของยีนทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในยีนแต่ละตัว ขัดขวางลำดับนิวคลีโอไทด์ในสายโซ่ DNA ซึ่งนำไปสู่การสังเคราะห์โปรตีนที่เปลี่ยนแปลงไป

การกลายพันธุ์ของโครโมโซมส่งผลต่อโครโมโซมส่วนสำคัญจนส่งผลให้การทำงานของยีนหลายตัวหยุดชะงักในคราวเดียว ชิ้นส่วนโครโมโซมที่แยกจากกันอาจเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าหรือสูญเสียไป ซึ่งทำให้เกิดการรบกวนอย่างรุนแรงต่อการทำงานของร่างกาย จนกระทั่งตัวอ่อนเสียชีวิต ระยะแรกการพัฒนา.

การกลายพันธุ์ของจีโนมนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงจำนวนโครโมโซมอันเป็นผลมาจากการละเมิดการแยกตัวของโครโมโซมในระหว่างการแบ่งเซลล์แบบไมโอติก การไม่มีโครโมโซมหรือการมีอยู่ของโครโมโซมเพิ่มเติมทำให้เกิดผลเสีย ตัวอย่างการกลายพันธุ์ของจีโนมที่รู้จักกันดีที่สุดคือดาวน์ซินโดรม ซึ่งเป็นความผิดปกติของพัฒนาการที่เกิดขึ้นเมื่อโครโมโซมที่ 21 ส่วนเกินปรากฏขึ้น คนดังกล่าวมีจำนวนโครโมโซมรวม 47 โครโมโซม

ในโปรโตซัวและพืช มักสังเกตเห็นการเพิ่มขึ้นของจำนวนโครโมโซมซึ่งเป็นจำนวนทวีคูณของจำนวนเดี่ยว การเปลี่ยนแปลงชุดโครโมโซมนี้เรียกว่า โพลีพลอยด์- การเกิดขึ้นของโพลิพลอยด์มีความเกี่ยวข้องโดยเฉพาะอย่างยิ่งกับการไม่แยกตัวของโครโมโซมที่คล้ายคลึงกันในไมโอซิส ซึ่งเป็นผลมาจากสิ่งมีชีวิตแบบดิพลอยด์สามารถเกิดเซลล์สืบพันธุ์แบบไดพลอยด์มากกว่าเซลล์สืบพันธุ์เดี่ยว

ปัจจัยก่อกลายพันธุ์- ความสามารถในการกลายพันธุ์เป็นคุณสมบัติอย่างหนึ่งของยีน ดังนั้นการกลายพันธุ์จึงสามารถเกิดขึ้นได้ในสิ่งมีชีวิตทุกชนิด การกลายพันธุ์บางอย่างเข้ากันไม่ได้กับสิ่งมีชีวิต และเอ็มบริโอที่ได้รับพวกมันจะตายในครรภ์ บางชนิดทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในลักษณะถาวร ได้แก่ องศาที่แตกต่างกันสำคัญต่อชีวิตของแต่ละคน ภายใต้สภาวะปกติ ความถี่ของการกลายพันธุ์ของยีนแต่ละตัวจะต่ำมาก (10 -5) แต่มีปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมที่เพิ่มค่านี้อย่างมีนัยสำคัญ ทำให้เกิดความเสียหายต่อโครงสร้างของยีนและโครโมโซมอย่างถาวร ปัจจัยที่มีผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตทำให้จำนวนการกลายพันธุ์เพิ่มขึ้นเรียกว่าปัจจัยก่อกลายพันธุ์หรือสารก่อกลายพันธุ์

ปัจจัยก่อกลายพันธุ์ทั้งหมดสามารถแบ่งออกเป็นสามกลุ่ม

สารก่อกลายพันธุ์ทางกายภาพคือรังสีไอออไนซ์ทุกประเภท (รังสีวาย, รังสีเอกซ์), รังสีอัลตราไวโอเลต, อุณหภูมิสูงและต่ำ

สารก่อกลายพันธุ์ทางเคมี- สิ่งเหล่านี้เป็นแอนะล็อก กรดนิวคลีอิกเปอร์ออกไซด์ เกลือของโลหะหนัก (ตะกั่ว ปรอท) กรดไนตรัส และสารอื่นๆ บางชนิด สารประกอบเหล่านี้จำนวนมากทำให้เกิดปัญหากับการจำลองดีเอ็นเอ สารที่ใช้ใน เกษตรกรรมสำหรับการควบคุมศัตรูพืชและวัชพืช (ยาฆ่าแมลงและสารกำจัดวัชพืช) ของเสีย สถานประกอบการอุตสาหกรรม,สีผสมอาหารและสารกันบูดบางชนิด ยา,ส่วนประกอบของควันบุหรี่

ในรัสเซียและประเทศอื่นๆ ทั่วโลก ห้องปฏิบัติการและสถาบันพิเศษได้ถูกสร้างขึ้นเพื่อทดสอบการก่อกลายพันธุ์ที่สังเคราะห์ขึ้นใหม่ทั้งหมด สารประกอบเคมี.

การบรรยาย

เรื่อง:พันธุกรรมและความแปรปรวน

แผนการบรรยาย:

พันธุกรรม

ความแปรปรวน

1. ความแปรปรวนทางพันธุกรรม

   ความแปรปรวนที่ไม่ใช่ทางพันธุกรรม

1. พันธุกรรม

การพัฒนาของโลกอินทรีย์ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ เช่น พันธุกรรมและความแปรปรวนพันธุกรรม เรียกว่า ทรัพย์สินทั่วไปสิ่งมีชีวิตทุกชนิดจัดเก็บและส่งผ่านคุณลักษณะไปยังลูกหลาน ต้องขอบคุณพันธุกรรมที่ทำให้คุณสมบัติเฉพาะของสิ่งมีชีวิตแต่ละสายพันธุ์ได้รับการเก็บรักษาไว้จากรุ่นสู่รุ่น

การเชื่อมโยงระหว่างพ่อแม่และลูกในสิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่เกิดขึ้นผ่านการสืบพันธุ์ แม้ว่าลูกหลานจะมีความคล้ายคลึงกับพ่อแม่และบรรพบุรุษ แต่ก็ไม่ใช่สำเนาที่ถูกต้อง กลไกการถ่ายทอดทางพันธุกรรมมีความสนใจต่อมนุษยชาติมายาวนาน ในปี พ.ศ. 2409 G. Mendel แสดงความคิดเห็นว่าลักษณะของสิ่งมีชีวิตถูกกำหนดโดยหน่วยทางพันธุกรรมซึ่งเขาเรียกว่า "องค์ประกอบ" ต่อมาพวกเขาเริ่มถูกเรียกปัจจัยทางพันธุกรรม และในที่สุดก็ยีน - ยีนตั้งอยู่บนโครโมโซมและถ่ายทอดจากรุ่นหนึ่งไปยังอีกรุ่นหนึ่ง

แม้ว่าตอนนี้เราจะรู้กันดีอยู่แล้วเกี่ยวกับโครโมโซมและโครงสร้างของ DNA แต่ให้ คำจำกัดความที่แม่นยำยีนยังยากอยู่ จากการศึกษาธรรมชาติของยีน สามารถนิยามได้ว่าเป็นหน่วยของการรวมตัวกันใหม่ การกลายพันธุ์ และการทำงานยีน เป็นปัจจัยหนึ่งของพันธุกรรม ซึ่งเป็นหน่วยของสารพันธุกรรมที่ไม่สามารถแบ่งแยกตามหน้าที่ได้ในรูปแบบของส่วนของโมเลกุลกรดนิวคลีอิก (DNA หรือ RNA)โดยเข้ารหัสโครงสร้างโปรตีนจำเพาะ โมเลกุล t-RNA หรือ r-RNA หรือมีอันตรกิริยากับสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ (เช่น เอนไซม์) ยีนเป็นหน่วยการทำงานที่สำคัญ และการละเมิดโครงสร้างของมันจะทำให้ข้อมูลที่เข้ารหัสในนั้นเปลี่ยนแปลงหรือนำไปสู่การสูญเสีย

จากการถ่ายทอดทางพันธุกรรม สิ่งมีชีวิตได้รับชุดยีนจากพ่อแม่ ซึ่งเรียกกันทั่วไปว่าจีโนไทป์ - จีโนมของยูคาริโอตมีความซับซ้อนมากกว่าจีโนมของโปรคาริโอตเนื่องจากมี DNA นิวเคลียร์ ยีนโครงสร้างและกฎระเบียบจำนวนมาก นอกจากสารพันธุกรรมที่อยู่ในนิวเคลียสแล้วยังมีมรดกทางไซโตพลาสซึม , หรือนอกเหนือนิวเคลียร์ - มันอยู่ในความสามารถของโครงสร้างไซโตพลาสซึมบางอย่างในการจัดเก็บและส่งไปยังลูกหลานซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของข้อมูลทางพันธุกรรมของผู้ปกครอง. แม้ว่าบทบาทนำในการสืบทอดลักษณะส่วนใหญ่ของสิ่งมีชีวิตจะเป็นของยีนนิวเคลียร์ แต่บทบาทของการถ่ายทอดทางพันธุกรรมของไซโตพลาสซึมก็มีความสำคัญเช่นกัน มีความเกี่ยวข้องกับพันธุกรรมสองประเภทปรากฏการณ์:

การสืบทอดคุณสมบัติที่ถูกเข้ารหัสยีนนอกนิวเคลียร์ ตั้งอยู่ในออร์แกเนลล์บางชนิด (ไมโตคอนเดรีย, พลาสติด);

การสำแดงในลูกหลานของลักษณะที่กำหนดไว้ล่วงหน้าโดยยีนนิวเคลียร์ซึ่งการก่อตัวของสิ่งนี้ได้รับอิทธิพลจากไซโตพลาสซึมของไข่ .

การมีอยู่ของยีนในออร์แกเนลล์ (ไมโตคอนเดรีย, พลาสติด) ที่สามารถทำซ้ำตัวเองได้กลายเป็นที่รู้จักเมื่อต้นศตวรรษที่ 20 ในขณะที่ศึกษาพลาสติดสีเขียวและไม่มีสีในพืชดอกบางชนิดที่มีสีใบโมเสก ยีนนอกนิวเคลียร์ซึ่งมีปฏิสัมพันธ์กับยีนมีอิทธิพลต่อการก่อตัวของลักษณะนี้ ตัวอย่างเช่น พันธุกรรมของไซโตพลาสซึมที่เกี่ยวข้องกับยีนพลาสติดส่งผลกระทบต่อลักษณะเช่นการเปลี่ยนแปลงในพืช (ต้นดาดตะกั่ว, snapdragon ฯลฯ ) และลักษณะนี้ถ่ายทอดผ่านสายมารดา

สาเหตุของความแตกต่างคือการสูญเสียความสามารถของพลาสติดบางชนิดในการสร้างเม็ดสีคลอโรฟิลล์ หลังจากการแบ่งเซลล์ด้วยพลาสติดไม่มีสี จุดสีขาวจะปรากฏบนใบซึ่งสลับกับพื้นที่สีเขียว การถ่ายทอดลักษณะนี้ผ่านสายเลือดมารดานั้นอธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าในระหว่างการก่อตัวของเซลล์สืบพันธุ์ พลาสมิดจะไปถึงไข่ ไม่ใช่อสุจิ เมื่อพลาสติดใหม่เกิดขึ้น พลาสติดสีเขียวจะเกิดเป็นสีเขียว และพลาสติดที่ไม่มีสีจะเกิดเป็นพลาสติดที่ไม่มีสี ในระหว่างการแบ่งเซลล์ พลาสติดจะถูกกระจายแบบสุ่ม ส่งผลให้เซลล์ไม่มีสี สีเขียว หรือทั้งสองเซลล์.

ปรากฏการณ์ของการถ่ายทอดทางพันธุกรรมของไซโตพลาสซึมที่เกี่ยวข้องกับยีนไมโตคอนเดรียสามารถสังเกตได้ในยีสต์ ในจุลินทรีย์เหล่านี้ พบยีนในไมโตคอนเดรียที่ระบุว่าไม่มีหรือมีอยู่ของเอนไซม์ทางเดินหายใจ เช่นเดียวกับความต้านทานต่อยาปฏิชีวนะบางชนิด อิทธิพลของยีนนิวเคลียร์ของสิ่งมีชีวิตของมารดาผ่านไซโตพลาสซึมของไข่ต่อการก่อตัวของลักษณะสามารถตรวจสอบได้โดยใช้ตัวอย่างของหอยทากในบ่อ หอยน้ำจืดชนิดนี้มีรูปแบบการบิดตัวของเปลือกหอยในทิศทางที่แตกต่างกัน - ซ้ายหรือขวา อัลลีลที่กำหนดการบิดของเปลือกไปทางขวาจะมีอิทธิพลเหนืออัลลีลที่ถนัดซ้าย แต่ลักษณะนี้ถูกกำหนดโดยยีนของบุคคลที่เป็นมารดา ตัวอย่างเช่น บุคคลที่มีลักษณะโฮโมไซกัสสำหรับยีนด้อย (คนถนัดซ้าย) อาจมีเปลือกคนถนัดขวาหากสิ่งมีชีวิตของมารดามีอัลลีลที่โดดเด่น

2. ความแปรปรวน

ความแปรปรวนตั้งชื่อชุดของความแตกต่างทั้งหมดในลักษณะใดลักษณะหนึ่งระหว่างสิ่งมีชีวิตที่อยู่ในประชากรหรือสายพันธุ์เดียวกัน ความแปรปรวนมีสองรูปแบบหลัก:กรรมพันธุ์และไม่ใช่กรรมพันธุ์.

2.1. ความแปรปรวนทางพันธุกรรม

กรรมพันธุ์ ความแปรปรวนคือความแปรปรวนที่ถ่ายทอดจากพ่อแม่สู่ลูกหลานเช่น รับการถ่ายทอด. ความแปรปรวนนี้เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงของสารพันธุกรรมที่เกิดจากการกลายพันธุ์ นั่นคือสาเหตุที่เรียกว่าความแปรปรวนทางพันธุกรรมจีโนไทป์ , ทางพันธุกรรม หรือกลายพันธุ์ .

การกลายพันธุ์ คือการเปลี่ยนแปลงของโครโมโซมที่เกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม แนวคิดเรื่องการกลายพันธุ์ได้รับการแนะนำให้รู้จักกับวิทยาศาสตร์โดย Hugo Frieze นักพฤกษศาสตร์ชาวดัตช์ เขายังกำหนดไว้ทฤษฎีการกลายพันธุ์ บทบัญญัติจำนวนหนึ่งเป็นของนักพฤกษศาสตร์ชาวรัสเซียชื่อดัง S.I. คอร์ซินสกี้

บทบัญญัติพื้นฐานของทฤษฎีการกลายพันธุ์สมัยใหม่ :

การกลายพันธุ์เกิดขึ้นอย่างกะทันหัน เป็นพัก ๆ และปรากฏในรูปแบบของอาการที่ไม่ต่อเนื่อง

การกลายพันธุ์จะไม่สูญหายไปและถูกส่งต่อจากรุ่นสู่รุ่น

การกลายพันธุ์แสดงออกในรูปแบบต่างๆ และอาจครอบงำหรือถอย มีประโยชน์หรือเป็นอันตราย ความรุนแรงของผลกระทบที่มีต่อร่างกายแตกต่างกัน ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในการทำงานของร่างกาย หรือส่งผลต่อสัญญาณชีพ และเป็นอันตรายถึงชีวิตได้

ความน่าจะเป็นที่จะตรวจพบการกลายพันธุ์ขึ้นอยู่กับจำนวนบุคคลที่ตรวจ

การกลายพันธุ์สามารถเกิดขึ้นซ้ำๆ

การกลายพันธุ์อาจเกิดจากอิทธิพลของสารทางกายภาพหรือทางเคมีที่มีศักยภาพต่อร่างกาย แต่การปรากฏตัวของการกลายพันธุ์นั้นไม่เกี่ยวข้องกับประเภทของสาร

การกลายพันธุ์เกิดขึ้นเองเสมอ เป็นอิสระจากกัน และไม่มีการวางแนวเป็นกลุ่ม ส่วนใดส่วนหนึ่งของโครโมโซมสามารถกลายพันธุ์ได้

ความแปรปรวนของการกลายพันธุ์ซึ่งตรงกันข้ามกับการดัดแปลงคือแหล่งที่มาสำคัญของการเปลี่ยนแปลงเชิงวิวัฒนาการ เนื่องจากความแปรปรวนทางพันธุกรรม สิ่งมีชีวิตที่มีคุณสมบัติและคุณลักษณะใหม่จึงถูกสร้างขึ้นและคงไว้ ระดับสูงและความแปรปรวนทางฟีโนไทป์

ขึ้นอยู่กับลักษณะของอิทธิพลต่อการมีชีวิตของสิ่งมีชีวิตร้ายแรง , ไม่ถึงตาย และเป็นกลาง การกลายพันธุ์- ตามกฎแล้วความตายนำไปสู่ความตายของสิ่งมีชีวิตก่อนเกิดหรือก่อนเริ่มมีวุฒิภาวะทางเพศ Sublethal - ลดความมีชีวิตซึ่งนำไปสู่การเสียชีวิตบางส่วน (จาก 10 เป็น 50%) การกลายพันธุ์ที่เป็นกลางภายใต้สภาพความเป็นอยู่ปกติของสิ่งมีชีวิตไม่ส่งผลกระทบต่อความอยู่รอดของสิ่งมีชีวิต และในบางกรณี การกลายพันธุ์ดังกล่าวอาจมีประโยชน์ด้วยซ้ำ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อสภาพความเป็นอยู่ของสิ่งมีชีวิตเปลี่ยนแปลงไป

ขึ้นอยู่กับธรรมชาติของการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมในสารพันธุกรรม การกลายพันธุ์สามประเภทสามารถแยกแยะได้: ยีน โครโมโซม และจีโนม

ทางพันธุกรรม ( จุด ) การกลายพันธุ์ – เป็นการเปลี่ยนแปลงเชิงคุณภาพในยีนแต่ละตัว การกลายพันธุ์เหล่านี้เกิดขึ้นที่ระดับของสาย DNA หลัก และนำไปสู่การหยุดชะงักของลำดับกรดอะมิโนในโปรตีน การเปลี่ยนแปลงดังกล่าวอาจส่งผลเสียต่อร่างกายได้ ท้ายที่สุดแล้วลำดับกรดอะมิโนในโปรตีนแต่ละชนิดนั้นมีความเฉพาะเจาะจงอย่างเคร่งครัดและการแทนที่แม้แต่ลำดับใดลำดับหนึ่งก็สามารถนำไปสู่การหยุดชะงักของโครงสร้างเชิงพื้นที่ของโปรตีนและตามมาด้วยการทำงาน

กรณีที่พบบ่อยที่สุดของการกลายพันธุ์แบบจุดคือการแทนที่คู่นิวคลีโอไทด์จาก GA ไปเป็น GC หรือในทางกลับกัน หากการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้เกิดขึ้นภายในยีนโครงสร้าง ดังนั้น แทนที่จะเป็น AGA แฝด AHC แฝดอาจปรากฏในสายโซ่โพลีเปปไทด์ ตามลำดับ แทนที่จะเป็นกรดอะมิโนที่มีประจุลบอาร์จินีน จะเป็นกรดอะมิโนไม่มีประจุซีรีน- การกลายพันธุ์ดังกล่าวอาจนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงประจุของโปรตีน การหยุดชะงักของโครงสร้าง และหากเป็นเอนไซม์ อัตราปฏิกิริยาเคมีที่โปรตีนจะเร่งปฏิกิริยาจะลดลง เป็นผลให้การหยุดชะงักในการเผาผลาญของร่างกายอาจเริ่มต้นขึ้น

การแทนที่ยังสามารถเป็นกลาง ตัวอย่างเช่น การแทนที่กรดอะมิโนด้วย คุณสมบัติเหมือนกัน- ถึงขีดสุด ผลกระทบด้านลบทำให้เกิดการหยุดการกลายพันธุ์ของโคดอนหรือการกลายพันธุ์ของการสูญเสียหรือการแทรกซึมของนิวคลีโอไทด์ตัวใดตัวหนึ่ง เป็นผลให้ลำดับของแฝดบางส่วนหรือทั้งหมดเปลี่ยนไปซึ่งก่อให้เกิดการละเมิดโครงสร้างกรดอะมิโนของโปรตีนอย่างร้ายแรงและเกือบจะเข้ากันไม่ได้กับการทำงานปกติของร่างกาย

การกลายพันธุ์ของโครโมโซม – การกลายพันธุ์ที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงที่มองเห็นได้ของโครโมโซม นี่อาจเป็นการเคลื่อนที่ของส่วนหนึ่งของโครโมโซมไปยังอีกส่วนหนึ่ง การหมุนส่วนของโครโมโซม 180° การแทรกส่วนพิเศษของโครโมโซม หรือในทางกลับกัน คือการสูญเสียบางส่วน ในกรณีส่วนใหญ่ การจัดเรียงโครโมโซมจะไม่เกิดขึ้นโดยไม่มีผลกระทบต่อร่างกาย ส่วนใหญ่มักนำไปสู่ความตายในระยะแรกของการพัฒนาตัวอ่อน หากการเปลี่ยนแปลงของโครโมโซมไม่ส่งผลกระทบต่อยีนที่รับผิดชอบ ฟังก์ชั่นที่สำคัญสิ่งมีชีวิตมักนำไปสู่ความผิดปกติของไมโอซิสและส่งผลให้มีบุตรยากในแต่ละบุคคล อย่างไรก็ตาม ยังมีการกลายพันธุ์ของโครโมโซมที่เป็นกลางโดยสมบูรณ์อีกด้วย(ความหลากหลายของโครโมโซม)

การกลายพันธุ์ของจีโนม เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงจำนวนโครโมโซม มีสาเหตุมาจากการละเมิดไมโอซิสอย่างรุนแรง การกลายพันธุ์ของโครโมโซมประเภทหนึ่งก็คือaneuploidy- การเพิ่มขึ้นของโครโมโซมที่คล้ายคลึงกันอย่างน้อยหนึ่งโครโมโซมหรือในทางตรงกันข้ามการขาดซึ่งส่วนใหญ่มักจะเป็นโครโมโซมเดียว โดยทั่วไปในสัตว์ ความผิดปกติดังกล่าวไม่เข้ากันกับการทำงานปกติของร่างกาย และอาจนำไปสู่ความตายในระยะแรกหรือความผิดปกติทางพัฒนาการหลายอย่าง โรคทางพันธุกรรมของมนุษย์ที่เรียกว่าดาวน์ซินโดรม เกิดจากการมีโครโมโซมเพิ่มเติมตัวที่สามในคู่ที่ 21 และการปรากฏตัวของโครโมโซมที่สามในคู่ที่ 15 ทำให้เกิดความผิดปกติทางพันธุกรรมอีกอย่างหนึ่งของมนุษย์ - polydactyly - การปรากฏตัวของนิ้วที่หกบนแขนขา

เรียกว่าการกลายพันธุ์ของจีโนมที่เกี่ยวข้องกับการเพิ่มจำนวนโครโมโซมหลายเท่าโพลีพลอยด์ (จากภาษากรีกภาวะโพลีโพลเธีย พวงของ, จำนวนมาก- หากจำนวนโครโมโซมเพิ่มขึ้นหนึ่งชุด ก็จะเป็นทริปลอยด์ หากเพิ่มขึ้นสองชุดก็จะเป็นเตตระพลอยด์ เป็นต้น จำนวนชุดโครโมโซมที่พบในสิ่งมีชีวิตที่เพิ่มขึ้นมากที่สุดคือชุดโครโมโซมสิบเท่า

Polyploidy ช่วยเพิ่มขนาดของร่างกาย เร่งกระบวนการสำคัญ และอาจรบกวนกระบวนการสืบพันธุ์ได้ นี่เป็นเรื่องจริงโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับรูปแบบโพลิพลอยด์ที่มีชุดโครโมโซมที่ไม่มีการจับคู่ ซึ่งสามารถสืบพันธุ์ได้โดยการสืบพันธุ์แบบพาร์ทีโนเจเนซิสหรือโดยการเจริญเติบโตของพืชเท่านั้น

Polyploidy เป็นเรื่องธรรมดามากในธรรมชาติ โดยส่วนใหญ่จะแสดงด้วยรูปแบบ paroploid (tetra- หรือ octoploid) ซึ่งไมโอซิสเกิดขึ้นตามปกติ มีโพลีพลอยด์หลายชนิดในพืชและในสัตว์มีน้อยกว่ามาก บ่อยครั้งพบได้ในสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง (กุ้ง, หอย, หนอน) มีโพลีพลอยด์อยู่ในหมู่สัตว์มีกระดูกสันหลัง ตัวอย่างเช่นในปลามีทั้งครอบครัว (ปลาสเตอร์เจียน) และคำสั่งซื้อ (ปลาแซลมอน) ซึ่งเป็นสายพันธุ์ที่มีโพลีพลอยด์โดยเฉพาะ โพลีพอยด์เกิดขึ้นไม่บ่อยนักในสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำและสัตว์เลื้อยคลาน และในนกและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม บุคคลดังกล่าวจะตายในช่วงแรกของการพัฒนา

การกลายพันธุ์ทางร่างกาย – การกลายพันธุ์ที่เกิดขึ้นเฉพาะในเซลล์ร่างกายแต่ละเซลล์เท่านั้น ในสิ่งมีชีวิตที่สืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ (สัตว์ส่วนใหญ่) การกลายพันธุ์ดังกล่าวจะไม่ได้รับการถ่ายทอดทางพันธุกรรม มันเป็นเรื่องที่แตกต่างสำหรับพืช - การขยายพันธุ์พืชช่วยให้คุณสามารถบันทึกการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นและทำให้เป็นกรรมพันธุ์

การกลายพันธุ์ส่วนใหญ่ที่เกิดขึ้นในร่างกายมักจะเป็นแบบถอยและ ประเภทป่า(นี่คือชื่อที่ตั้งให้กับลักษณะฟีโนไทป์ตามปกติของบุคคลที่อาศัยอยู่ในสภาพธรรมชาติ) – เด่น ตัวอย่างเช่น,โรคเผือก(ตั้งแต่ lat.อัลบัส– สีขาว) เป็นลักษณะด้อยที่แสดงออกในสภาวะโฮโมไซกัส (aa) เนื่องจากการไม่มีเม็ดสีในผิวหนัง ผม และม่านตาของดวงตา ปรากฎว่าเอนไซม์ไทโรซิเนสซึ่งกระตุ้นการสร้างเม็ดสีเมลานินไม่ทำงานในคนเผือก บุคคลเฮเทอโรไซกัส (Aa) มีสีที่แปลกประหลาด

การกลายพันธุ์ที่โดดเด่นยังปรากฏในสถานะเฮเทอโรไซกัส แต่เกิดขึ้นน้อยกว่าการกลายพันธุ์แบบถอยมาก ผลที่ตามมาของการกลายพันธุ์ดังกล่าวคือ กรณีส่วนใหญ่ของการปรากฏตัวของสัตว์เมลานิสติก ซึ่งเมลานินจำนวนมากถูกสังเคราะห์ซึ่งแตกต่างจากบุคคลที่ไม่กลายพันธุ์ โดยปกติแล้วสิ่งมีชีวิตดังกล่าวจะมีสีเข้มกว่า.

อีกหนึ่ง ปัจจัยสำคัญความแปรปรวนทางพันธุกรรมคือการรวมตัวกันอีกครั้ง (ตั้งแต่ lat.อีกครั้ง– คำนำหน้าที่ระบุถึงการกระทำซ้ำๆ และรวมกัน,– การเชื่อมต่อ) – การแจกจ่ายสารพันธุกรรมในลูกหลาน สาเหตุหลักของการรวมตัวกันของยีนคือ:

การรวมกันของเซลล์สืบพันธุ์จากพ่อแม่ที่แตกต่างกัน ในกรณีของการผสมข้ามพันธุ์แบบสุ่มในสัตว์และการผสมเกสรข้ามในพืช;

การกระจายโครโมโซมอย่างเป็นอิสระหลังจากการแบ่งไมโอติกครั้งแรก;

การข้ามคือการแลกเปลี่ยนส่วนของโครโมโซมที่คล้ายคลึงกันระหว่างการผันคำกริยาในเมตาเฟสไมโอซิส I.

ผลจากการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ การรวมตัวกันอีกครั้งทำให้เกิดลูกหลานที่มีการผสมผสานทางจีโนไทป์ที่หลากหลาย ด้วยเหตุนี้ จึงเป็นไปไม่ได้เลยที่จะพบบุคคลที่มีพันธุกรรมเหมือนกันสองคนในประชากรกลุ่มเดียว การรวมตัวกันอีกครั้งมีบทบาทสำคัญในวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต คุณสมบัติของมันถูกนำไปใช้ในกระบวนการปรับปรุงพันธุ์พืชและพันธุ์สัตว์ใหม่ๆ.

2.2. ความแปรปรวนที่ไม่ใช่ทางพันธุกรรม

การพัฒนาฟีโนไทป์ของสิ่งมีชีวิตเกิดขึ้นผ่านปฏิสัมพันธ์ของพื้นฐานทางพันธุกรรม - จีโนไทป์ - กับสภาพแวดล้อม สัญญาณของสิ่งมีชีวิตแตกต่างกันไปตามระดับที่แตกต่างกันภายใต้อิทธิพลของปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมต่างๆ บางส่วนเป็นพลาสติกมากและเปลี่ยนแปลงได้ บางส่วนเปลี่ยนแปลงได้น้อยกว่า และบางส่วนแทบไม่เปลี่ยนแปลงภายใต้อิทธิพลของสภาพแวดล้อม ตัวอย่างเช่น ผลผลิตน้ำนมของโคส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับสภาพที่อยู่อาศัย (การให้อาหาร การดูแล) แม้ว่าปริมาณไขมันนมจะขึ้นอยู่กับสายพันธุ์เป็นส่วนใหญ่และยากต่อการเปลี่ยนแปลง แม้ว่าผลลัพธ์บางอย่างสามารถทำได้โดยการเปลี่ยนอาหารก็ตาม คุณลักษณะที่ถาวรยิ่งกว่านั้นคือชุดสูท ภายใต้เงื่อนไขที่เป็นไปได้ทั้งหมด มันยังคงแทบไม่เปลี่ยนแปลง

การปรับเปลี่ยน (ตั้งแต่ lat.โมดูลัส– การวัด ประเภท และใบหน้า- รูปร่างหน้าตา)ความแปรปรวน – สิ่งเหล่านี้คือการเปลี่ยนแปลงในลักษณะของสิ่งมีชีวิต (ฟีโนไทป์ของมัน) ที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงของสภาพแวดล้อมและไม่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงของจีโนไทป์เนื่องจากความแปรปรวนของการปรับเปลี่ยนไม่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงของจีโนไทป์ จึงไม่ได้รับการถ่ายทอดทางพันธุกรรม

จริงๆแล้วการปรับเปลี่ยนการเปลี่ยนแปลง (แก้ไข)– นี่คือปฏิกิริยาของสิ่งมีชีวิตต่อการเปลี่ยนแปลงความรุนแรงของการกระทำของปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมบางอย่าง พวกมันเหมือนกันสำหรับจีโนไทป์ทั้งหมดของสิ่งมีชีวิตที่เกี่ยวข้องกันอย่างใกล้ชิด ตัวอย่างเช่น พืชหัวลูกศรทุกต้นที่แช่อยู่ในน้ำจะให้ผลผลิตนานและ ใบบางและพืชที่ขึ้นบนดินแห้งก็มีรูปลูกศร พืชหัวลูกศรที่จมอยู่ใต้น้ำบางส่วนจะผลิตใบทั้งสองประเภท

ในผีเสื้อกลางวัน สีปีกที่แปรผันจะขึ้นอยู่กับอุณหภูมิที่ดักแด้พัฒนาขึ้น จากดักแด้ที่อยู่เหนือฤดูหนาว ผีเสื้อจะมีสีแดงอิฐ และจากผีเสื้อที่พัฒนาในช่วงฤดูร้อนในสภาวะที่มีอุณหภูมิสูง ผีเสื้อจะมีปีกพื้นหลังสีดำ ระดับความรุนแรงของการปรับเปลี่ยนโดยตรงขึ้นอยู่กับความรุนแรงและระยะเวลาของการกระทำของปัจจัยบางอย่างในร่างกาย ดังนั้นในกุ้งน้ำเกลือตัวเล็ก ระดับความดกของส่วนหลังของช่องท้องขึ้นอยู่กับความเค็มของน้ำ ยิ่งความเข้มข้นของเกลือต่ำลงก็ยิ่งมีมากขึ้นเท่านั้น

ตามการศึกษาจำนวนมากแสดงให้เห็นว่า การปรับเปลี่ยนอาจหายไปในช่วงชีวิตของบุคคลหนึ่งบุคคลหากการกระทำของปัจจัยที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงนั้นสิ้นสุดลง ตัวอย่างเช่น ผิวสีแทนที่บุคคลได้มาในฤดูร้อนจะค่อยๆ หายไปในช่วงฤดูใบไม้ร่วง-ฤดูหนาว หากย้ายต้นลูกศรจากน้ำไปยังพื้นที่แห้ง ใบใหม่จะไม่มีลักษณะยาว แต่เป็นรูปทรงลูกศร การเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นสามารถเกิดขึ้นได้ตลอดชีวิตของแต่ละบุคคล โดยเฉพาะอย่างยิ่งการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นในระยะแรกของการพัฒนาส่วนบุคคล แต่จะไม่ส่งต่อไปยังลูกหลาน ตัวอย่างเช่น ความโค้งของกระดูกของแขนขาส่วนล่างอันเป็นผลมาจากโรคกระดูกอ่อนยังคงอยู่ตลอดชีวิต แต่สำหรับพ่อแม่ที่เป็นโรคกระดูกอ่อนในวัยเด็ก เด็ก ๆ จะเกิดมาได้ตามปกติหากได้รับในระหว่างพัฒนาการ จำนวนที่ต้องการวิตามินดี อีกตัวอย่างหนึ่งของการเปลี่ยนแปลงที่คงอยู่ตลอดชีวิตคือความแตกต่างของตัวอ่อน น้ำผึ้งบนราชินีและคนงาน ตัวอ่อนซึ่งพัฒนาในเซลล์รังผึ้งขนาดใหญ่พิเศษและกินเฉพาะ "รอยัลเยลลี" ซึ่งผลิตโดยต่อมพิเศษของผึ้งงาน จะพัฒนาเป็นราชินี และผู้ที่ถูกเลี้ยงด้วยบีเบรด (ส่วนผสมของน้ำผึ้งและเกสรดอกไม้) ต่อมาก็กลายเป็นคนงาน - ตัวเมียที่ด้อยพัฒนาไม่สามารถสืบพันธุ์ได้ ดังนั้นการแยกความแตกต่างของตัวอ่อนผึ้งน้ำผึ้งตัวเมียจึงขึ้นอยู่กับอาหารที่พวกมันได้รับในระหว่างการพัฒนา หากในระยะแรกของการพัฒนาตัวอ่อนจะถูกเปลี่ยนซึ่งต่อมาราชินีและผึ้งงานควรพัฒนาต่อไปลักษณะของสารอาหารและความแตกต่างที่ตามมาจะเปลี่ยนไปตามนั้น อย่างไรก็ตาม ในระยะหลังของการพัฒนา สิ่งนี้จะเป็นไปไม่ได้

ความแปรปรวนในการปรับเปลี่ยนมีบทบาทพิเศษในชีวิตของสิ่งมีชีวิต ทำให้มั่นใจได้ถึงความสามารถในการปรับตัวต่อการเปลี่ยนแปลงของสภาพแวดล้อม ดังนั้นการเปลี่ยนรูปทรงของใบหัวลูกศรจากรูปลูกศรเป็นรูปริบบิ้น (เส้นตรง) เมื่อต้นนี้แช่อยู่ในน้ำจะช่วยป้องกันความเสียหายจากกระแสน้ำได้ การเปลี่ยนแปลงของขนสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่หนาขึ้นในช่วงการลอกคราบในฤดูใบไม้ร่วงช่วยป้องกันผลกระทบจาก อุณหภูมิต่ำและผิวสีแทนของบุคคลนั้นเกิดจากผลร้ายของรังสีดวงอาทิตย์ ทั้งหมดนี้ให้เหตุผลที่เชื่อได้ว่ามีการดัดแปลงดังกล่าวเกิดขึ้นในกระบวนการ การพัฒนาทางประวัติศาสตร์สายพันธุ์เป็นปฏิกิริยาปรับตัวบางอย่างต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพแวดล้อมที่สิ่งมีชีวิตต้องเผชิญอยู่ตลอดเวลา อย่างไรก็ตาม การปรับเปลี่ยนบางอย่างอาจไม่สามารถปรับได้ ตัวอย่างเช่น หากคุณแรเงาส่วนล่างของก้านมันฝรั่ง หัวที่อยู่เหนือพื้นดินจะเริ่มก่อตัวขึ้น การปรับเปลี่ยนที่ไม่มีนัยสำคัญในการปรับตัวเกิดขึ้นเมื่อสิ่งมีชีวิตพบว่าตัวเองอยู่ในสภาพที่ไม่ปกติซึ่งบรรพบุรุษของพวกเขาไม่ต้องเผชิญ

ความแปรปรวนในการปรับเปลี่ยนขึ้นอยู่กับบางอย่างรูปแบบทางสถิติ - โดยเฉพาะอย่างยิ่ง คุณลักษณะใดๆ อาจแตกต่างกันภายในขอบเขตที่กำหนดเท่านั้น ขีดจำกัดของความแปรปรวนในการปรับเปลี่ยน (จากต่ำสุดถึงสูงสุด) ของลักษณะนั้นถูกกำหนดไว้ล่วงหน้าโดยจีโนไทป์ของสิ่งมีชีวิตและเรียกว่าบรรทัดฐานของปฏิกิริยา - ด้วยเหตุนี้ ยีนอัลลีลิกจำเพาะจึงไม่ได้กำหนดไว้ล่วงหน้าถึงการพัฒนาของสถานะเฉพาะของลักษณะที่ยีนนั้นเข้ารหัสไว้ แต่มีเพียงขีดจำกัดภายในเท่านั้นที่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ ขึ้นอยู่กับความรุนแรงของการออกฤทธิ์ของปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมบางอย่าง ในบรรดาตัวละครนั้นมีตัวละครที่สถานะต่างกันเกือบทั้งหมดถูกกำหนดโดยจีโนไทป์ (เช่น ตำแหน่งของดวงตา จำนวนนิ้วบนแขนขา กรุ๊ปเลือด รูปแบบของเส้นเลือดดำของใบไม้ ฯลฯ ) แต่ระดับของการปรากฏตัวของลักษณะอื่น ๆ (ความสูงและน้ำหนักของสิ่งมีชีวิตขนาดของแผ่นพัฟ ฯลฯ ) ได้รับอิทธิพลอย่างมีนัยสำคัญจากสภาพแวดล้อม ตัวอย่างเช่น การพัฒนาสีขนของสัตว์บางชนิด (เช่น กระต่ายเออร์มีน แมวสยาม) ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ หากคุณโกนบริเวณของร่างกายที่ปกคลุมไปด้วยขนสีขาวในสัตว์เหล่านี้แล้วใช้น้ำแข็งประคบบริเวณนั้น ในสภาวะที่มีอุณหภูมิต่ำ ผมสีดำก็จะเติบโตในบริเวณนี้

บรรทัดฐานของปฏิกิริยาสำหรับคุณลักษณะที่แตกต่างกันมีขีดจำกัดของตัวเอง สัญญาณที่กำหนดความมีชีวิตของสิ่งมีชีวิต (เช่น ตำแหน่งสัมพัทธ์ของ อวัยวะภายใน) และสำหรับหมายสำคัญที่ไม่สำคัญ ความสำคัญที่สำคัญมันสามารถกว้างขึ้นได้มาก (น้ำหนักตัว ส่วนสูง สีผม)

โดยปกติแล้วการสำแดงลักษณะเดียวเรียกว่าตัวเลือก - เพื่อศึกษาความแปรปรวนของลักษณะเฉพาะเช่น ตัวเลือกการแต่งหน้าแปรผัน (ตั้งแต่ lat.ความหลากหลาย –เปลี่ยน)แถว – ลำดับของตัวบ่งชี้เชิงปริมาณของการสำแดงสถานะของลักษณะเฉพาะ (ตัวแปร) จัดเรียงจากน้อยไปหามากหรือจากมากไปน้อย.

ความยาวของชุดความแปรผันบ่งชี้ขอบเขตของความแปรปรวนในการปรับเปลี่ยน (บรรทัดฐานของปฏิกิริยา) มันถูกกำหนดไว้ล่วงหน้าโดยจีโนไทป์ของสิ่งมีชีวิต แต่ขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อม: ยิ่งพวกมันมีเสถียรภาพมากขึ้น ชุดรูปแบบก็จะสั้นลง และในทางกลับกัน หากคุณติดตามการแจกแจงของแต่ละตัวเลือกภายในชุดรูปแบบ คุณจะสังเกตเห็นว่าตัวเลือกจำนวนมากที่สุดจะอยู่ตรงกลาง นั่นคือ พวกเขามีค่าเฉลี่ยของคุณลักษณะนี้

การกระจายนี้อธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าค่าต่ำสุดและสูงสุดของการพัฒนาลักษณะนั้นเกิดขึ้นเมื่อปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมส่วนใหญ่กระทำไปในทิศทางเดียว: ค่าที่ดีที่สุดหรือน้อยที่สุด แต่ตามกฎแล้วร่างกายจะรู้สึกถึงอิทธิพลที่แตกต่างกัน: ปัจจัยบางประการมีส่วนช่วยในการพัฒนาลักษณะในขณะที่ปัจจัยอื่น ๆ กลับยับยั้งมัน นั่นคือเหตุผลที่ระดับการพัฒนาลักษณะบางอย่างในคนส่วนใหญ่ที่เป็นสายพันธุ์เดียวกันนั้นโดยเฉลี่ย ดังนั้นคนส่วนใหญ่จึงมีความสูงโดยเฉลี่ย และมีเพียงส่วนเล็กๆ เท่านั้นที่เป็นยักษ์หรือคนแคระ การกระจายของรูปแบบต่างๆ ภายในชุดของรูปแบบสามารถแสดงเป็นกราฟในรูปแบบของกราฟรูปแบบต่างๆเส้นโค้งการเปลี่ยนแปลง คือการแสดงการพึ่งพาแบบกราฟิก ตัวเลือกที่เป็นไปได้ลักษณะขึ้นอยู่กับความถี่ของการเกิดเมื่อใช้เส้นโค้งความแปรผัน คุณสามารถสร้างตัวบ่งชี้เฉลี่ยและบรรทัดฐานปฏิกิริยาของคุณลักษณะบางอย่างได้

ทั่วไป

การแสดงฟีโนไทป์ของสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดขึ้นอยู่กับพันธุกรรมและความแปรปรวน เนื่องจากการถ่ายทอดทางพันธุกรรม บุคคลจึงได้รับชุดพันธุกรรมจากรูปแบบของผู้ปกครอง ดังนั้นจึงสามารถรักษาไว้ได้ คุณสมบัติเฉพาะแต่ละสปีชีส์และความแปรปรวนละเมิดรูปแบบนี้ - ด้วยความแปรปรวน จึงเป็นไปไม่ได้ที่จะพบกับบุคคลที่มีพันธุกรรมเหมือนกันสองคนในโลกนี้

ความแปรปรวนมีสองประเภท: ไม่ถ่ายทอดทางพันธุกรรม (ฟีโนไทป์ การดัดแปลง) และกรรมพันธุ์ (จีโนไทป์ พันธุกรรม) ปัจจัยของความแปรปรวนทางพันธุกรรมคือการกลายพันธุ์และการรวมตัวกันใหม่ของสารพันธุกรรม ดังนั้นความแปรปรวนทางพันธุกรรมจึงเรียกว่าการกลายพันธุ์ การเปลี่ยนแปลงความแปรปรวนเกิดจากปฏิกิริยาของร่างกายต่อปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม และเนื่องจากเงื่อนไขในการก่อตัวของสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดมีความแตกต่างกันอย่างมาก แต่ละบุคคล แม้ว่าจะเป็นตัวแทนของสายพันธุ์เดียวกัน แต่ก็ยังมีฟีโนไทป์ที่เป็นเอกลักษณ์ของตัวเอง

พันธุกรรมและความแปรปรวนมีบทบาทสำคัญในวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต คุณสมบัตินี้ยังใช้ในกระบวนการปรับปรุงพันธุ์พืชและพันธุ์สัตว์ใหม่ๆ

คำถามสำหรับการควบคุม

1. ยีนจากมุมมองทางชีวเคมีและพันธุกรรมคืออะไร?

2. เหตุใดพันธุกรรมและความแปรปรวนจึงเรียกว่าปรากฏการณ์ทางเลือก? กำหนดพันธุกรรมและความแปรปรวน

3. การถ่ายทอดทางพันธุกรรมของไซโตพลาสซึมคืออะไรและมีสาเหตุจากอะไร?

4. การกลายพันธุ์คืออะไร? คุณรู้จักการกลายพันธุ์ประเภทใดบ้าง?

5. aneuploidy และ polyploidy คืออะไร?

6. เหตุใดการกลายพันธุ์ที่เกี่ยวข้องกับการลดลงหลายครั้งในชุดโครโมโซมจึงส่งผลเสียต่อการมีชีวิตของสิ่งมีชีวิต เมื่อเปรียบเทียบกับการกลายพันธุ์ที่เกิดจากการเพิ่มจีโนมหลายครั้ง

7. การกลายพันธุ์ส่วนใหญ่เป็นแบบถอยหรือเด่น?

8. อะไรคือความแตกต่างระหว่างการดัดแปลงและความแปรปรวนของการกลายพันธุ์?

9. บรรทัดฐานปฏิกิริยาของความแปรปรวนของการปรับเปลี่ยนเรียกว่าอะไร?

10. มีอะไรรวมอยู่ในการประมวลผลทางสถิติของข้อมูลความแปรปรวนของการปรับเปลี่ยน?

หนังสือเรียนสอดคล้องกับรัฐบาลกลาง มาตรฐานการศึกษาการศึกษาทั่วไประดับมัธยมศึกษา (สมบูรณ์) แนะนำโดยกระทรวงศึกษาธิการและวิทยาศาสตร์ของสหพันธรัฐรัสเซียและรวมอยู่ในรายชื่อหนังสือเรียนของรัฐบาลกลาง

หนังสือเรียนนี้จัดทำขึ้นสำหรับนักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 10 และออกแบบมาเพื่อสอนวิชานี้ 1 หรือ 2 ชั่วโมงต่อสัปดาห์

การออกแบบที่ทันสมัย ​​คำถามและงานหลายระดับ ข้อมูลเพิ่มเติมและความเป็นไปได้ของการทำงานแบบขนานกับแอปพลิเคชันอิเล็กทรอนิกส์มีส่วนช่วยในการดูดซึมสื่อการศึกษาอย่างมีประสิทธิภาพ

หนังสือ:

จดจำ!

ยกตัวอย่างลักษณะที่เปลี่ยนแปลงภายใต้อิทธิพลของสภาพแวดล้อมภายนอก

การกลายพันธุ์คืออะไร?

ความแปรปรวน– หนึ่งในคุณสมบัติที่สำคัญที่สุดของสิ่งมีชีวิต ความสามารถของสิ่งมีชีวิตในการได้รับความแตกต่างจากบุคคลทั้งชนิดอื่นและสายพันธุ์ของตัวเอง

ความแปรปรวนมีสองประเภท: ไม่ใช่กรรมพันธุ์(ฟีโนไทป์หรือการดัดแปลง) และ กรรมพันธุ์(จีโนไทป์)

ความแปรปรวนที่ไม่ใช่กรรมพันธุ์ (ดัดแปลง)ความแปรปรวนประเภทนี้เป็นกระบวนการของการเกิดขึ้นของลักษณะใหม่ภายใต้อิทธิพลของปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมที่ไม่ส่งผลกระทบต่อจีโนไทป์ ดังนั้นการเปลี่ยนแปลงผลลัพธ์ของคุณลักษณะ - การปรับเปลี่ยน - จะไม่สืบทอด (รูปที่ 93) ฝาแฝดที่เหมือนกัน (monozygotic) สองตัวที่มีจีโนไทป์เหมือนกันทุกประการ แต่ด้วยความประสงค์ของโชคชะตาที่เติบโตมาในสภาวะที่แตกต่างกันสามารถแตกต่างกันมาก ตัวอย่างคลาสสิกที่แสดงให้เห็นถึงอิทธิพลของสภาพแวดล้อมภายนอกที่มีต่อการพัฒนาลักษณะคือหัวลูกศร พืชชนิดนี้พัฒนาใบได้สามประเภทขึ้นอยู่กับสภาพการเจริญเติบโต - ในอากาศ ในน้ำ หรือบนพื้นผิว

ข้าว. 93. ใบโอ๊คที่ปลูกในที่มีแสงสว่าง (A) และในที่ร่ม (B)

ข้าว. 94. การเปลี่ยนสีขนของกระต่ายหิมาลัยภายใต้อิทธิพลของอุณหภูมิที่ต่างกัน

ภายใต้อิทธิพลของอุณหภูมิสิ่งแวดล้อม สีของขนของกระต่ายหิมาลัยจะเปลี่ยนไป เอ็มบริโอที่กำลังเติบโตในครรภ์มารดาต้องเผชิญกับอุณหภูมิที่สูงขึ้น ซึ่งทำลายเอนไซม์ที่จำเป็นสำหรับการสังเคราะห์เม็ดสี ดังนั้นกระต่ายจึงเกิดมามีสีขาวสนิท หลังคลอดไม่นาน ส่วนที่ยื่นออกมาของร่างกาย (จมูก ปลายหู และหาง) จะเริ่มคล้ำขึ้นเนื่องจากอุณหภูมิที่นั่นต่ำกว่าส่วนอื่นและเอนไซม์ไม่ถูกทำลาย หากคุณถอนขนบริเวณที่เป็นสีขาวและทำให้ผิวหนังเย็นลง ขนสีดำจะเติบโตในบริเวณนี้ (รูปที่ 94)

ภายใต้สภาพแวดล้อมที่คล้ายคลึงกันในสิ่งมีชีวิตที่คล้ายคลึงกันทางพันธุกรรม ความแปรปรวนของการดัดแปลงได้ ตัวละครกลุ่มตัวอย่างเช่น ในฤดูร้อน คนส่วนใหญ่สะสมเม็ดสีป้องกันไว้ในผิวหนังภายใต้อิทธิพลของรังสียูวี เช่น เมลานิน และผิวสีแทน

ในสิ่งมีชีวิตชนิดเดียวกันภายใต้อิทธิพลของสภาพแวดล้อมความแปรปรวนของลักษณะต่าง ๆ อาจแตกต่างกันโดยสิ้นเชิง ตัวอย่างเช่น ในโค ผลผลิตน้ำนม น้ำหนัก และภาวะเจริญพันธุ์ขึ้นอยู่กับเงื่อนไขการให้อาหารและที่อยู่อาศัยเป็นอย่างมาก และตัวอย่างเช่น ปริมาณไขมันในนมเปลี่ยนแปลงน้อยมากภายใต้อิทธิพลของเงื่อนไขภายนอก การแสดงความแปรปรวนของการดัดแปลงสำหรับแต่ละลักษณะถูกจำกัดโดยบรรทัดฐานของปฏิกิริยา บรรทัดฐานของปฏิกิริยา- สิ่งเหล่านี้คือขีดจำกัดภายในการเปลี่ยนแปลงลักษณะที่เป็นไปได้ในจีโนไทป์ที่กำหนด ตรงกันข้ามกับความแปรปรวนในการปรับเปลี่ยนนั้น บรรทัดฐานของปฏิกิริยาได้รับการถ่ายทอดมา และขอบเขตของมันก็แตกต่างกันไปตามลักษณะเฉพาะและในปัจเจกบุคคล บรรทัดฐานของปฏิกิริยาที่แคบที่สุดคือลักษณะของลักษณะที่ให้คุณสมบัติที่สำคัญของร่างกาย

เนื่องจากความจริงที่ว่าการปรับเปลี่ยนส่วนใหญ่มีความสำคัญในการปรับตัว จึงมีส่วนช่วยในการปรับตัว - การปรับตัวของสิ่งมีชีวิตภายในขอบเขตของปฏิกิริยาปกติ เพื่อการดำรงอยู่ในสภาวะที่เปลี่ยนแปลง

ความแปรปรวนทางพันธุกรรม (จีโนไทป์)ความแปรปรวนประเภทนี้เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงของจีโนไทป์ และลักษณะที่ได้รับจากสิ่งนี้จะได้รับการสืบทอดจากรุ่นต่อ ๆ ไป ความแปรปรวนของจีโนไทป์มีสองรูปแบบ: แบบรวมกันและแบบกลายพันธุ์

ความแปรปรวนแบบรวมกัน ประกอบด้วยการปรากฏตัวของลักษณะใหม่อันเป็นผลมาจากการก่อตัวของยีนพ่อแม่อื่น ๆ ในจีโนไทป์ของลูกหลาน ความแปรปรวนประเภทนี้ขึ้นอยู่กับความแตกต่างอย่างอิสระของโครโมโซมคล้ายคลึงกันในการแบ่งไมโอติกครั้งแรก การเผชิญหน้าแบบสุ่มของเซลล์สืบพันธุ์ในคู่ผู้ปกครองเดียวกันระหว่างการปฏิสนธิ และการสุ่มเลือกคู่ผู้ปกครอง การแลกเปลี่ยนส่วนของโครโมโซมคล้ายคลึงกันที่เกิดขึ้นในการทำนายระยะแรกของไมโอซิสยังนำไปสู่การรวมตัวกันของสารพันธุกรรมและเพิ่มความแปรปรวน ดังนั้นในกระบวนการของความแปรปรวนแบบรวมกันโครงสร้างของยีนและโครโมโซมจะไม่เปลี่ยนแปลง แต่การรวมกันของอัลลีลใหม่นำไปสู่การก่อตัวของจีโนไทป์ใหม่และผลที่ตามมาคือการปรากฏตัวของลูกหลานที่มีฟีโนไทป์ใหม่

ความแปรปรวนของการกลายพันธุ์ แสดงออกในการเกิดขึ้นของคุณสมบัติใหม่ของร่างกายอันเป็นผลมาจากการก่อตัวของการกลายพันธุ์ คำว่า "การกลายพันธุ์" ถูกนำมาใช้ครั้งแรกในปี 1901 โดยนักพฤกษศาสตร์ชาวดัตช์ Hugo de Vries ตามแนวคิดสมัยใหม่ การกลายพันธุ์- สิ่งเหล่านี้เป็นการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมที่เกิดขึ้นอย่างกะทันหันตามธรรมชาติหรือโดยไม่ได้ตั้งใจ ซึ่งนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงในลักษณะฟีโนไทป์และคุณสมบัติของสิ่งมีชีวิต การกลายพันธุ์ไม่มีทิศทาง เช่น สุ่ม และเป็นแหล่งที่สำคัญที่สุดของการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรม โดยที่วิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตเป็นไปไม่ได้ ในช่วงปลายศตวรรษที่ 18 ในอเมริกาเกิดแกะที่มีแขนขาสั้นลงทำให้เกิดสายพันธุ์แอนโคนาใหม่ (รูปที่ 95) ในประเทศสวีเดนเมื่อต้นศตวรรษที่ 20 มิงค์ที่มีขนสีแพลตตินัมเกิดในฟาร์มขนสัตว์ ลักษณะที่หลากหลายของสุนัขและแมวเป็นผลมาจากความแปรปรวนของการกลายพันธุ์ การกลายพันธุ์เกิดขึ้นเป็นพัก ๆ เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงเชิงคุณภาพใหม่: ข้าวสาลีไร้ตำหนิถูกสร้างขึ้นจากข้าวสาลีที่กาง ปีกสั้นและดวงตาที่มีรูปทรงเป็นแถบปรากฏในดรอสโซฟิล่า และสีขาว สีน้ำตาล และสีดำปรากฏในกระต่ายจากสีหนูบางชนิดตามธรรมชาติอันเป็นผลมาจากการกลายพันธุ์

ตามสถานที่เกิดการกลายพันธุ์ทางร่างกายและกำเนิดมีความโดดเด่น การกลายพันธุ์ทางร่างกายเกิดขึ้นในเซลล์ของร่างกายและไม่ถ่ายทอดผ่านการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศไปยังรุ่นต่อๆ ไป ตัวอย่างของการกลายพันธุ์ดังกล่าว ได้แก่ จุดด่างอายุและหูดที่ผิวหนัง การกลายพันธุ์กำเนิดปรากฏในเซลล์สืบพันธุ์และได้รับการถ่ายทอดทางพันธุกรรม

ข้าว. 95. แกะอันโคนา

ขึ้นอยู่กับระดับการเปลี่ยนแปลงของสารพันธุกรรม การกลายพันธุ์ของยีน โครโมโซม และจีโนมมีความโดดเด่น การกลายพันธุ์ของยีนทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในยีนแต่ละตัว ขัดขวางลำดับนิวคลีโอไทด์ในสายโซ่ DNA ซึ่งนำไปสู่การสังเคราะห์โปรตีนที่เปลี่ยนแปลงไป

การกลายพันธุ์ของโครโมโซมส่งผลกระทบต่อส่วนสำคัญของโครโมโซมรบกวนการทำงานของยีนหลายตัวในคราวเดียว ชิ้นส่วนโครโมโซมที่แยกจากกันสามารถเพิ่มเป็นสองเท่าหรือสูญหายได้ ซึ่งทำให้เกิดการหยุดชะงักอย่างรุนแรงต่อการทำงานของร่างกาย รวมถึงการตายของเอ็มบริโอในระยะแรกของการพัฒนา

การกลายพันธุ์ของจีโนมนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงจำนวนโครโมโซมอันเป็นผลมาจากการละเมิดการแยกตัวของโครโมโซมในระหว่างการแบ่งเซลล์แบบไมโอติก การไม่มีโครโมโซมหรือการมีอยู่ของโครโมโซมเพิ่มเติมทำให้เกิดผลเสีย ตัวอย่างการกลายพันธุ์ของจีโนมที่รู้จักกันดีที่สุดคือดาวน์ซินโดรม ซึ่งเป็นความผิดปกติของพัฒนาการที่เกิดขึ้นเมื่อโครโมโซมที่ 21 ส่วนเกินปรากฏขึ้น คนดังกล่าว จำนวนทั้งหมดมีโครโมโซม 47 แท่ง

ในโปรโตซัวและพืช มักสังเกตเห็นการเพิ่มขึ้นของจำนวนโครโมโซมซึ่งเป็นจำนวนทวีคูณของจำนวนเดี่ยว การเปลี่ยนแปลงชุดโครโมโซมนี้เรียกว่า โพลีพลอยด์(รูปที่ 96) การเกิดขึ้นของโพลิพลอยด์มีความเกี่ยวข้องโดยเฉพาะอย่างยิ่งกับการไม่แยกตัวของโครโมโซมที่คล้ายคลึงกันในไมโอซิส ซึ่งเป็นผลมาจากสิ่งมีชีวิตแบบดิพลอยด์สามารถเกิดเซลล์สืบพันธุ์แบบไดพลอยด์มากกว่าเซลล์สืบพันธุ์เดี่ยว

ปัจจัยก่อกลายพันธุ์ความสามารถในการกลายพันธุ์เป็นคุณสมบัติอย่างหนึ่งของยีน ดังนั้นการกลายพันธุ์จึงสามารถเกิดขึ้นได้ในสิ่งมีชีวิตทุกชนิด การกลายพันธุ์บางอย่างเข้ากันไม่ได้กับชีวิต และเอ็มบริโอที่ได้รับพวกมันจะตายในครรภ์ ในขณะที่บางชนิดทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องในลักษณะที่มีนัยสำคัญต่อระดับชีวิตที่แตกต่างกันของแต่ละบุคคล ภายใต้สภาวะปกติ ความถี่ของการกลายพันธุ์ของยีนแต่ละตัวจะต่ำมาก (10–5) แต่มีปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมที่เพิ่มค่านี้อย่างมีนัยสำคัญ ทำให้เกิดความเสียหายต่อโครงสร้างของยีนและโครโมโซมอย่างถาวร ปัจจัยที่มีผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตทำให้ความถี่ของการกลายพันธุ์เพิ่มขึ้นเรียกว่าปัจจัยก่อกลายพันธุ์หรือสารก่อกลายพันธุ์

ข้าว. 96. โพลีพลอยด์ ดอกเก๊กฮวย : A – รูปแบบซ้ำ (2 n- B – รูปร่างโพลีพลอยด์

ปัจจัยก่อกลายพันธุ์ทั้งหมดสามารถแบ่งออกเป็นสามกลุ่ม

สารก่อกลายพันธุ์ทางกายภาพคือรังสีไอออไนซ์ทุกประเภท (?-รังสีเอกซ์) รังสีอัลตราไวโอเลต อุณหภูมิสูงและต่ำ

สารก่อกลายพันธุ์ทางเคมี– สิ่งเหล่านี้คือสิ่งที่คล้ายคลึงกันของกรดนิวคลีอิก เปอร์ออกไซด์ เกลือของโลหะหนัก (ตะกั่ว ปรอท) กรดไนตรัส และสารอื่น ๆ สารประกอบเหล่านี้จำนวนมากทำให้เกิดปัญหากับการจำลองดีเอ็นเอ สารที่ใช้ในการเกษตรเพื่อควบคุมศัตรูพืชและวัชพืช (ยาฆ่าแมลงและยากำจัดวัชพืช) ของเสียจากอุตสาหกรรม สีผสมอาหารและสารกันบูดบางชนิด ยาบางชนิด และส่วนประกอบของควันบุหรี่ มีผลกระทบต่อการกลายพันธุ์

ในรัสเซียและประเทศอื่นๆ ทั่วโลก มีการสร้างห้องปฏิบัติการและสถาบันพิเศษขึ้นเพื่อทดสอบสารประกอบเคมีสังเคราะห์ใหม่ทั้งหมดสำหรับการก่อกลายพันธุ์

ให้กับกลุ่ม สารก่อกลายพันธุ์ทางชีวภาพรวมถึง DNA และไวรัสจากต่างประเทศ ซึ่งเมื่อรวมเข้ากับ DNA โฮสต์ จะขัดขวางการทำงานของยีน

ทบทวนคำถามและการมอบหมายงาน

1. คุณรู้ความแปรปรวนประเภทใด

2. บรรทัดฐานของปฏิกิริยาคืออะไร?

3. อธิบายว่าเหตุใดความแปรปรวนทางฟีโนไทป์จึงไม่สืบทอดมา

4. การกลายพันธุ์คืออะไร? อธิบายคุณสมบัติหลักของการกลายพันธุ์

5. จำแนกการกลายพันธุ์ตามระดับการเปลี่ยนแปลงของสารพันธุกรรม

6. ตั้งชื่อกลุ่มหลักของปัจจัยก่อกลายพันธุ์ ยกตัวอย่างสารก่อกลายพันธุ์ในแต่ละกลุ่ม ประเมินว่ามีปัจจัยก่อกลายพันธุ์ในสภาพแวดล้อมของคุณหรือไม่ พวกมันอยู่ในกลุ่มสารก่อกลายพันธุ์ใด?

คิด! ทำมัน!

1. คุณคิดว่าปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมสามารถมีอิทธิพลต่อการพัฒนาสิ่งมีชีวิตที่มีการกลายพันธุ์ร้ายแรงหรือไม่ เพราะเหตุใด

2. ความแปรปรวนแบบผสมผสานสามารถเกิดขึ้นได้หากไม่มีกระบวนการทางเพศหรือไม่?

3. อภิปรายในชั้นเรียนว่ามีวิธีใดบ้างในการลดผลกระทบของปัจจัยก่อกลายพันธุ์ต่อมนุษย์ในโลกสมัยใหม่

4. คุณช่วยยกตัวอย่างการดัดแปลงที่ไม่สามารถปรับตัวได้หรือไม่?

5. อธิบายให้คนที่ไม่คุ้นเคยกับชีววิทยาฟังว่าการกลายพันธุ์แตกต่างจากการดัดแปลงอย่างไร

6. เสร็จสิ้นการศึกษา: “ศึกษาความแปรปรวนของการเปลี่ยนแปลงในนักเรียน (โดยใช้ตัวอย่างอุณหภูมิร่างกายและอัตราชีพจร วัดเป็นระยะๆ ตลอด 3 วัน)”

ทำงานกับคอมพิวเตอร์

อ้างถึงใบสมัครอิเล็กทรอนิกส์ ศึกษาเนื้อหาและทำงานที่ได้รับมอบหมายให้เสร็จสิ้น

จากประวัติศาสตร์

ความคิดที่ว่าสิ่งมีชีวิตมีลักษณะเฉพาะด้วยกรรมพันธุ์และความแปรปรวนที่พัฒนาขึ้นในสมัยโบราณ สังเกตว่าเมื่อสิ่งมีชีวิตสืบพันธุ์จากรุ่นสู่รุ่นจะมีลักษณะและคุณสมบัติที่ซับซ้อนอยู่ในนั้น สายพันธุ์เฉพาะ(การแสดงลักษณะทางพันธุกรรม) อย่างไรก็ตาม เห็นได้ชัดว่ามีความแตกต่างบางประการระหว่างบุคคลในสายพันธุ์เดียวกัน (การสำแดงความแปรปรวน)

ความรู้เกี่ยวกับการมีอยู่ของคุณสมบัติเหล่านี้ถูกนำมาใช้ในการพัฒนาพันธุ์ใหม่ พืชที่ปลูกและพันธุ์สัตว์ในบ้าน ตั้งแต่สมัยโบราณมีการใช้การผสมข้ามพันธุ์ในการเกษตรกรรม กล่าวคือ การผสมข้ามพันธุ์ของสิ่งมีชีวิตที่แตกต่างกันในบางลักษณะ อย่างไรก็ตามจนถึงปลายศตวรรษที่ 19 งานดังกล่าวดำเนินการโดยการลองผิดลองถูก เนื่องจากไม่ทราบกลไกที่เป็นรากฐานของการสำแดงคุณสมบัติของสิ่งมีชีวิตดังกล่าว และสมมติฐานที่มีอยู่ในเรื่องนี้เป็นเพียงการเก็งกำไรเท่านั้น

ในปี พ.ศ. 2409 งานของ Gregor Mendel นักวิจัยชาวเช็กเรื่อง "Experiments on Plant Hybrids" ได้รับการตีพิมพ์ โดยบรรยายถึงรูปแบบการสืบทอดลักษณะในรุ่นของพืชหลายสายพันธุ์ ซึ่ง G. Mendel ระบุได้จากการทดลองหลายครั้งและดำเนินการอย่างระมัดระวัง แต่งานวิจัยของเขาไม่ได้ดึงดูดความสนใจของคนรุ่นราวคราวเดียวกันซึ่งไม่ได้ชื่นชมความแปลกใหม่และความลึกของแนวคิดที่นำหน้ามา ระดับทั่วไปวิทยาศาสตร์ชีวภาพในสมัยนั้น เฉพาะในปี 1900 หลังจากการค้นพบกฎของ G. Mendel อีกครั้งและเป็นอิสระจากกันโดยนักวิจัยสามคน (G. de Vries ใน Holland, K. Correns ในเยอรมนี และ E. Chermak ในออสเตรีย) การพัฒนาวิทยาศาสตร์ชีวภาพใหม่ก็เริ่มต้นขึ้น - พันธุศาสตร์ซึ่งศึกษารูปแบบของพันธุกรรมและความแปรปรวน Gregor Mendel ได้รับการพิจารณาอย่างถูกต้องว่าเป็นผู้ก่อตั้งวิทยาศาสตร์รุ่นเยาว์ แต่มีการพัฒนาอย่างรวดเร็วมาก

พันธุกรรมของสิ่งมีชีวิต

การถ่ายทอดทางพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตเป็นคุณสมบัติทั่วไปของสิ่งมีชีวิตทุกชนิดในการรักษาและถ่ายทอดลักษณะโครงสร้างและหน้าที่จากบรรพบุรุษสู่ลูกหลาน

การเชื่อมโยงระหว่างพ่อแม่และลูกในสิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่เกิดขึ้นผ่านการสืบพันธุ์ ลูกหลานจะคล้ายกับพ่อแม่และบรรพบุรุษเสมอ แต่ไม่ใช่สำเนาที่ตรงกันทุกประการ

ทุกคนรู้ดีว่าต้นโอ๊กเติบโตจากลูกโอ๊ก และลูกไก่ก็ฟักออกมาจากไข่ของนกกาเหว่า จากเมล็ดพืชที่ปลูกในพันธุ์พืชชนิดเดียวกันจะเติบโตได้ ในสัตว์เลี้ยงลูกหลานของสายพันธุ์เดียวกันยังคงรักษาคุณสมบัติไว้

ทำไมลูกถึงหน้าตาเหมือนพ่อแม่? ในสมัยของดาร์วิน สาเหตุของการถ่ายทอดทางพันธุกรรมยังไม่ค่อยมีใครเข้าใจ เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าพื้นฐานทางวัตถุของการถ่ายทอดทางพันธุกรรมประกอบด้วยยีนที่อยู่บนโครโมโซม ยีนเป็นส่วนหนึ่งของโมเลกุล DNA อินทรีย์ภายใต้อิทธิพลของลักษณะที่ถูกสร้างขึ้น ในเซลล์ของสิ่งมีชีวิต ประเภทต่างๆประกอบด้วยหน่วยและโครโมโซมนับสิบและยีนนับแสน

โครโมโซมที่มียีนอยู่บนโครโมโซมนั้นมีอยู่ในเซลล์สืบพันธุ์และในเซลล์ร่างกาย ในระหว่างการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศจะเกิดการหลอมรวมของเซลล์สืบพันธุ์ของชายและหญิง ในเซลล์ของเอ็มบริโอโครโมโซมชายและหญิงจะรวมกันดังนั้นการก่อตัวของมันจึงเกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของยีนของสิ่งมีชีวิตทั้งของมารดาและบิดา การพัฒนาลักษณะบางอย่างได้รับอิทธิพลจากยีนของสิ่งมีชีวิตของมารดามากกว่าลักษณะอื่น ๆ - โดยลักษณะพ่อและในลักษณะที่สามยีนของมารดาและบิดามีอิทธิพลเท่าเทียมกัน ดังนั้นลูกหลานจึงมีความคล้ายคลึงกับสิ่งมีชีวิตของแม่ในบางแง่ในบางส่วน - กับของพ่อในอย่างอื่น - มันรวมลักษณะของพ่อและแม่เข้าด้วยกันนั่นคือ มันมีลักษณะตรงกลาง

ความแปรปรวนของสิ่งมีชีวิต

ความแปรปรวนของสิ่งมีชีวิตเป็นคุณสมบัติทั่วไปของสิ่งมีชีวิตในการได้รับคุณลักษณะใหม่ - ความแตกต่างระหว่างบุคคลในสายพันธุ์

สัญญาณของสิ่งมีชีวิตทั้งหมดสามารถเปลี่ยนแปลงได้: ลักษณะภายนอกและ โครงสร้างภายในสรีรวิทยา พฤติกรรม ฯลฯ เป็นไปไม่ได้เลยที่จะพบบุคคลที่เหมือนกันโดยสิ้นเชิงในลูกหลานของสัตว์คู่เดียวหรือในพืชที่ปลูกจากเมล็ดของผลไม้ชนิดเดียวกัน ในฝูงแกะสายพันธุ์เดียวกัน สัตว์แต่ละตัวมีลักษณะที่แตกต่างกันออกไป เช่น ขนาดลำตัว ความยาวขา หัว สี ความยาวและความหนาแน่นของขนที่ม้วนงอ เสียง นิสัย จำนวนดอกกกขอบในช่อดอกของก้านทอง (ตระกูล Asteraceae) มีตั้งแต่ 5 ถึง 8 ดอก จำนวนกลีบของดอกไม้ทะเลโอ๊ก (ตระกูล Runcup) คือ 6 และบางครั้ง 7 และ 8 พืชในสายพันธุ์เดียวกันหรือ ความหลากหลายแตกต่างกันบ้างในแง่ของการออกดอกและผลสุกระดับความต้านทานภัยแล้ง ฯลฯ เนื่องจากความแปรปรวนของแต่ละบุคคลประชากรจึงมีความหลากหลาย

ดาร์วินจำแนกความแปรปรวนได้สองรูปแบบหลัก - ไม่ใช่ทางกรรมพันธุ์และทางกรรมพันธุ์

ความแปรปรวนที่ไม่ใช่ทางพันธุกรรมหรือการดัดแปลง

สังเกตมานานแล้วว่าบุคคลทุกคนในสายพันธุ์ ความหลากหลาย หรือสายพันธุ์ที่กำหนด เปลี่ยนแปลงไปในทิศทางเดียวภายใต้อิทธิพลของสาเหตุบางอย่าง พันธุ์พืชที่ปลูกหากไม่มีเงื่อนไขที่มนุษย์ได้รับการอบรมมาจะสูญเสียคุณสมบัติไป ตัวอย่างเช่น, ผักกาดขาวเมื่อปลูกในประเทศร้อนจะไม่เป็นรูปหัว เป็นที่ทราบกันดีว่าเมื่อไร. ปุ๋ยที่ดีรดน้ำและให้แสงสว่าง พืชพุ่มและออกผลอย่างอุดมสมบูรณ์ ม้าพันธุ์ที่นำมาบนภูเขาหรือเกาะซึ่งอาหารไม่มีคุณค่าทางโภชนาการจะแคระแกรนไปตามกาลเวลา ผลผลิตของสัตว์พันธุ์นอกในสภาพที่อยู่อาศัยที่ดีขึ้นและการดูแลเพิ่มขึ้น การเปลี่ยนแปลงทั้งหมดนี้ไม่ใช่กรรมพันธุ์ และหากพืชหรือสัตว์ถูกย้ายไปสู่สภาพการดำรงอยู่ดั้งเดิม ลักษณะเฉพาะก็จะกลับคืนสู่สภาพเดิม

สาเหตุของการไม่ถ่ายทอดทางพันธุกรรมหรือการดัดแปลงความแปรปรวนของสิ่งมีชีวิตในช่วงเวลาของดาร์วินได้รับการศึกษาไม่ดี ขณะนี้พบว่าการก่อตัวของสิ่งมีชีวิตเกิดขึ้นทั้งภายใต้อิทธิพลของยีนและภายใต้อิทธิพลของสภาพแวดล้อม เงื่อนไขเหล่านี้เป็นสาเหตุของการไม่ถ่ายทอดทางพันธุกรรม การดัดแปลง และความแปรปรวน พวกมันสามารถเร่งหรือชะลอการเจริญเติบโตและการพัฒนา เปลี่ยนสีของดอกไม้ในพืชได้ แต่ยีนไม่เปลี่ยนแปลง เนื่องจากความแปรปรวนที่ไม่ใช่ทางพันธุกรรม บุคคลในประชากรจึงมีการปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลงไป

ความแปรปรวนทางพันธุกรรม

นอกเหนือจากการดัดแปลงแล้ว ยังมีความแปรปรวนอีกรูปแบบหนึ่ง - ความแปรปรวนทางพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตซึ่งส่งผลต่อโครโมโซมหรือยีนนั่นคือพื้นฐานทางวัตถุของการถ่ายทอดทางพันธุกรรม การเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมเป็นที่รู้จักกันดีสำหรับดาร์วิน เขามอบหมายให้พวกเขามีบทบาทอย่างมากในวิวัฒนาการ

สาเหตุของการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมในสมัยของดาร์วินยังไม่ค่อยมีการศึกษามากนัก เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมเกิดจากการเปลี่ยนแปลงของยีนหรือการก่อตัวของการรวมกันใหม่ในลูกหลาน ดังนั้นความแปรปรวนทางพันธุกรรมประเภทหนึ่ง - การกลายพันธุ์ - เกิดจากการเปลี่ยนแปลงของยีน อีกประเภทหนึ่ง - การแปรผันแบบผสมผสาน - เกิดจากการรวมตัวของยีนใหม่ในลูกหลาน ความแปรปรวนสัมพัทธ์ประการที่สามสัมพันธ์กับความจริงที่ว่ายีนเดียวกันมีอิทธิพลต่อการก่อตัวของลักษณะหนึ่งหรือสองลักษณะขึ้นไป ดังนั้นพื้นฐานของความแปรปรวนทางพันธุกรรมทุกประเภทคือการเปลี่ยนแปลงของยีนหรือชุดของยีน

การกลายพันธุ์อาจมีเพียงเล็กน้อยและส่งผลต่อลักษณะทางสัณฐานวิทยาและความหลากหลาย ลักษณะทางสรีรวิทยาสิ่งมีชีวิต เช่น ในสัตว์ - ขนาด สี ภาวะเจริญพันธุ์ การผลิตน้ำนม ฯลฯ บางครั้งการกลายพันธุ์จะแสดงออกมาในการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญกว่า การเปลี่ยนแปลงประเภทนี้ถูกนำมาใช้เพื่อสร้างสายพันธุ์แกะหางอ้วน เมอริโน และแอสตราคาน พันธุ์เทอร์รี่มากมาย ไม้ประดับต้นไม้ร้องไห้และมีมงกุฎเสี้ยม มีการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมในสตรอเบอร์รี่ที่มีใบรูปไข่ธรรมดาและ celandine ที่มีใบผ่า

การกลายพันธุ์สามารถเกิดขึ้นได้เนื่องจากอิทธิพลที่หลากหลาย แหล่งที่มาของความแปรปรวนแบบผสมผสานในประชากรคือการข้าม บุคคลในประชากรเดียวกันมีความแตกต่างกันเล็กน้อยในด้านจีโนไทป์ ผลจากการผสมข้ามพันธุ์อย่างอิสระ ทำให้ได้ยีนใหม่ๆ ผสมกัน

การเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมที่ปรากฏในประชากรเนื่องจากเหตุผลที่สุ่มค่อยๆ แพร่กระจายไปในหมู่บุคคลเนื่องจากการข้ามพันธุ์อย่างอิสระ และประชากรก็อิ่มตัวไปกับการเปลี่ยนแปลงเหล่านั้น การเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมในตัวเองเหล่านี้ไม่สามารถนำไปสู่การเกิดขึ้นของประชากรใหม่ได้ แม้จะไม่ใช่สายพันธุ์ใหม่ก็ตาม แต่มันก็เป็นเช่นนั้น วัสดุที่จำเป็นสำหรับการคัดเลือกซึ่งเป็นข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับการเปลี่ยนแปลงเชิงวิวัฒนาการ

ดาร์วินยังตั้งข้อสังเกตถึงลักษณะความสัมพันธ์ของความแปรปรวนทางพันธุกรรมด้วย ตัวอย่างเช่น แขนขาที่ยาวของสัตว์มักจะมาพร้อมกับคอที่ยาวเสมอ สุนัขไม่มีขนมีฟันที่ยังไม่พัฒนา นกพิราบที่มีเท้ามีขนมีนิ้วเท้าเป็นพังผืด ในพันธุ์บีทรูทแบบโต๊ะ สีของพืชราก ก้านใบ และด้านล่างของใบจะเปลี่ยนไปอย่างสม่ำเสมอ ยู สแน็ปดรากอนมีกลีบดอกสีอ่อน ก้านและใบสีเขียว มีกลีบสีเข้ม - ก้านและใบมีสีเข้ม ดังนั้นเมื่อเลือกลักษณะที่ต้องการหนึ่งลักษณะควรคำนึงถึงความเป็นไปได้ของการปรากฏตัวในลูกหลานของลักษณะอื่นที่บางครั้งไม่พึงประสงค์ซึ่งค่อนข้างเกี่ยวข้องกับลักษณะนั้นด้วย

พันธุกรรมและความแปรปรวน - คุณสมบัติที่แตกต่างกันสิ่งมีชีวิตที่กำหนดความเหมือนและความแตกต่างของลูกหลานกับพ่อแม่และบรรพบุรุษที่อยู่ห่างไกล กรรมพันธุ์เป็นการแสดงออกถึงความมั่นคงของรูปแบบอินทรีย์ในช่วงหลายชั่วอายุคน และความแปรปรวนเป็นการแสดงออกถึงความสามารถในการเปลี่ยนแปลง

ดาร์วินเน้นย้ำถึงความจำเป็นซ้ำแล้วซ้ำเล่า การพัฒนาเชิงลึกกฎแห่งความแปรปรวนและการถ่ายทอดทางพันธุกรรม ต่อมาพวกเขาก็กลายเป็นหัวข้อเรื่องพันธุกรรม

ความแปรปรวนทางพันธุกรรมมี 2 ประเภท: การกลายพันธุ์และการรวมกัน

พื้นฐานของความแปรปรวนแบบรวมกันคือการก่อตัวของการรวมตัวกันใหม่เช่น ความเชื่อมโยงของยีนที่พ่อแม่ไม่มี ในทางฟีโนไทป์ สิ่งนี้สามารถแสดงออกได้ไม่เพียงแต่ในความจริงที่ว่าลักษณะความเป็นพ่อแม่นั้นพบได้ในลูกหลานบางคนในชุดค่าผสมอื่น ๆ เท่านั้น แต่ยังรวมถึงการก่อตัวของลักษณะใหม่ในลูกหลานที่ไม่มีอยู่ในพ่อแม่ด้วย สิ่งนี้เกิดขึ้นเมื่อยีนที่ไม่ใช่อัลลิลิกตั้งแต่สองตัวขึ้นไปซึ่งพ่อแม่ต่างกันมีอิทธิพลต่อการก่อตัวของลักษณะเดียวกัน

แหล่งที่มาหลักของความแปรปรวนแบบรวมกันคือ:

การแยกโครโมโซมที่คล้ายคลึงกันอย่างอิสระในการแบ่งไมโอติกครั้งแรก

การรวมตัวกันของยีนขึ้นอยู่กับปรากฏการณ์ของการผสมข้ามโครโมโซม (โครโมโซมการรวมตัวกันอีกครั้งในไซโกตทำให้เกิดลักษณะที่ไม่ปกติสำหรับพ่อแม่)

โอกาสพบกัน gametes ในระหว่างการปฏิสนธิ

ความแปรปรวนของการกลายพันธุ์ขึ้นอยู่กับการกลายพันธุ์ - การเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องในจีโนไทป์ที่ส่งผลต่อโครโมโซมทั้งหมด ส่วนต่างๆ หรือยีนแต่ละตัว

1) ประเภทของการกลายพันธุ์ตามผลของอิทธิพลที่มีต่อร่างกาย แบ่งออกเป็น ประโยชน์ เป็นอันตราย และเป็นกลาง

2) ตามสถานที่เกิด การกลายพันธุ์สามารถเกิดขึ้นได้หากเกิดขึ้นในเซลล์สืบพันธุ์: พวกมันสามารถแสดงออกได้ในรุ่นที่พัฒนาจากเซลล์สืบพันธุ์ การกลายพันธุ์ทางร่างกายเกิดขึ้นในเซลล์ร่างกาย (ไม่สืบพันธุ์) การกลายพันธุ์ดังกล่าวสามารถถ่ายทอดไปยังลูกหลานได้โดยการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศหรือการสืบพันธุ์เท่านั้น

3) การกลายพันธุ์อาจเป็น: ขึ้นอยู่กับส่วนใดของจีโนไทป์ที่ได้รับผลกระทบ

จีโนมซึ่งนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงจำนวนโครโมโซมหลายครั้ง เช่น โพลีพลอยด์

โครโมโซมเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของโครโมโซม การเพิ่มส่วนพิเศษเนื่องจากครอสโอเวอร์ การหมุนบางส่วนของโครโมโซม 180° หรือการเปลี่ยนแปลงจำนวนโครโมโซมแต่ละตัว ด้วยการจัดเรียงโครโมโซมใหม่ทำให้วิวัฒนาการของคาริโอไทป์เกิดขึ้นและการกลายพันธุ์ส่วนบุคคลที่เกิดจากการจัดเรียงใหม่ดังกล่าวอาจกลายเป็นการปรับตัวให้เข้ากับสภาพการดำรงอยู่มากขึ้น เพิ่มจำนวน และก่อให้เกิดสายพันธุ์ใหม่

การกลายพันธุ์ของยีนเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงลำดับของนิวคลีโอไทด์ในโมเลกุล DNA นี่คือการกลายพันธุ์ประเภทที่พบบ่อยที่สุด

4) ตามวิธีการเกิด การกลายพันธุ์แบ่งออกเป็นแบบที่เกิดขึ้นเองและแบบเหนี่ยวนำ

การกลายพันธุ์ที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติภายใต้อิทธิพลของปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมที่ทำให้เกิดการกลายพันธุ์โดยปราศจากการแทรกแซงของมนุษย์

การกลายพันธุ์ที่เกิดขึ้นเกิดขึ้นเมื่อปัจจัยก่อกลายพันธุ์ถูกส่งไปยังร่างกายโดยตรง สารก่อกลายพันธุ์ทางกายภาพประกอบด้วยรังสีประเภทต่างๆ รังสีต่ำและ อุณหภูมิสูง- สารเคมี - สารประกอบเคมีต่างๆ ถึงสิ่งมีชีวิตทางชีวภาพ - ไวรัส

ดังนั้นการกลายพันธุ์จึงเป็นสาเหตุหลักของความแปรปรวนทางพันธุกรรมซึ่งเป็นปัจจัยในการวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต ต้องขอบคุณการกลายพันธุ์ อัลลีลใหม่จึงปรากฏขึ้น (เรียกว่ากลายพันธุ์) อย่างไรก็ตาม การกลายพันธุ์ส่วนใหญ่เป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิต เนื่องจากจะทำให้สมรรถภาพและความสามารถในการสืบพันธุ์ลดลง ธรรมชาติสร้างความผิดพลาดมากมาย ต้องขอบคุณการกลายพันธุ์ที่ทำให้มีจีโนไทป์ที่ถูกดัดแปลงมากมาย แต่ในขณะเดียวกัน มันก็จะเลือกจีโนไทป์เหล่านั้นอย่างแม่นยำและโดยอัตโนมัติเสมอ ซึ่งจะทำให้ฟีโนไทป์ถูกปรับให้เข้ากับสภาพแวดล้อมบางอย่างได้มากที่สุด

ดังนั้นกระบวนการกลายพันธุ์จึงเป็นแหล่งที่มาหลักของการเปลี่ยนแปลงเชิงวิวัฒนาการ