Мутационная теория. Причины мутаций (биология 10 класс)

На данном уроке будет рассмотрена тема «Мутационная теория. Причины мутаций». Мы узнаем о значимости мутации для эволюционного развития, познакомимся с понятиями генеративной и соматической мутации. Рассмотрим причины, влияющие на возникновение мутаций, и факторы, повышающие частоту мутаций. Познакомимся с мутационной теорией де Фриза и ее основными положениями.

БИОЛОГИЯ 10 КЛАСС

Тема: Основы генетики

Урок: Мутационная теория. Причины мутаций

Вечерский Максим Валерьевич

к. б.н.

При участии:

Шпиз Сергей Григорьевич

к. б.н.

Москва

2012

       

Здравствуйте, сегодня мы продолжаем изучать мутации. Как мы узнали на предыдущих уроках, мутации чаще всего никак не проявляются в фенотипе. Иногда они оказывают вредное воздействие, и лишь очень редко они оказываются полезными. Мутация может иметь эволюционное значение только при передаче по наследству. Такая мутация должна произойти в половых клетках, которые и будут носителями этой мутации. Мутации в половых клетках называются генеративными, а мутации в остальных клетках называются соматическими.

Соматические мутации не играют большой роли в эволюции, так как они не наследуются. Какие же причины приводят к возникновению мутаций? Их вызывают все те факторы, которые повреждают молекулу ДНК: ультрафиолет, радиационное излучение и другие факторы. Кроме того, мутации могут вызывать химические вещества — мутагены. Они могут поступать в организм как из внешней среды, так и образовываться внутри организма. Наиболее известным внутренним мутагеном является перекись водорода (H2O2), которая образуется при дыхании. Кроме того, мутации возникают не только при повреждении самой ДНК, но и при процессах копирования самой ДНК. Вероятность такого явления — 1 мутация на 10 миллионов копирований ДНК. Так у взрослого мужчины около 10–15% сперматозоидов имеют мутации. В разных структурах организма разная вероятность возникновения мутаций. Так в высокомутабельных регионах частота возникновения мутаций выше, чем в консервативных.

В природе существуют механизмы, которые специально увеличивают скорость мутации. Например, в иммунных клетках. Для борьбы с инфекциями необходимо, чтобы в иммунных клетках было большое разнообразие антител, чтобы при каждой новой инфекции можно было быстро подобрать нужное антитела. Для этого клетки, в которых синтезируются антитела, должны постоянно мутировать. Во многом эффективность иммунитета зависит от скорости мутации в этих клетках.

Мутации, вызванные внешними факторами, зависят от интенсивности этих факторов, а также от индивидуальной устойчивости. Представление о мутациях достаточно полно сформулировал де Фриз. Сейчас эти положения называют мутационной теорией:

1​ мутация — это дискретное изменение наследственного материала;

2​ мутация — редкое событие. Вероятность обнаружения зависит от числа исследованных особей;

3​ мутации устойчиво передаются из поколения в поколение;

4​ мутации возникают ненаправленно (спонтанно) и, в отличие от модификаций, не образуют непрерывных рядов изменчивости.

Мутации создают основу для естественного отбора. В результате мутаций возникают новые признаки. Как правило, такие признаки неудобны, но иногда эти признаки оказываются полезными, и такая особь дает начало новому виду. Чаще всего, полезные мутации возникают под влиянием изменчивых факторов среды.

На этом наш урок закончен!