Co to jest fenotyp? Koncepcja, główne cechy, interakcja z genotypem. Fenotyp: definicja, przykłady, związek z genotypem i różnorodnością genetyczną

Genotyp to całość wszystkich genów organizmu, które stanowią jego dziedziczną podstawę.

Fenotyp to ogół wszystkich cech i właściwości organizmu, które ujawniają się w procesie indywidualnego rozwoju w danych warunkach i są wynikiem interakcji genotypu z zespołem czynników wewnętrznych i wewnętrznych. otoczenie zewnętrzne.

Ogólnie fenotyp to to, co można zobaczyć (kolor kota), usłyszeć, poczuć (powąchać) i zachowanie zwierzęcia. Umówmy się, że fenotyp rozważymy tylko z punktu widzenia koloru.

Jeśli chodzi o genotyp, to najczęściej się o nim mówi, mając na myśli pewną małą grupę genów. Na razie załóżmy, że nasz genotyp składa się tylko z jednego genu W(w kolejnych akapitach sukcesywnie dodamy do niego inne geny).

U zwierzęcia homozygotycznego genotyp pokrywa się z fenotypem, ale u zwierzęcia heterozygotycznego tak nie jest.

Rzeczywiście, w przypadku genotypu W W, oba allele odpowiadają za kolor biały, a kot będzie biały. Podobnie w W- oba allele odpowiadają za kolor inny niż biały i kot nie będzie biały.

Ale w przypadku genotypu W W kot będzie zewnętrznie (fenotypowo) biały, ale w swoim genotypie będzie nosił allel recesywny o kolorze innym niż biały w .

Każdy gatunki biologiczne ma unikalny dla siebie fenotyp. Powstaje zgodnie z informacją dziedziczną zawartą w genach. Jednakże w zależności od zmian w środowisku zewnętrznym stan cech jest różny w poszczególnych organizmach, co skutkuje różnicami osobniczymi – zmiennością.

Na podstawie zmienności organizmów pojawia się różnorodność genetyczna form. Rozróżnia się zmienność modyfikacyjną, czyli fenotypową, i genetyczną, czyli mutacyjną.

Modyfikowanie zmienności nie powoduje zmian w genotypie; wiąże się z reakcją danego, tego samego genotypu na zmiany w środowisku zewnętrznym: w optymalnych warunkach ujawniają się maksymalne możliwości tkwiące w danym genotypie. Zmienność modyfikacji objawia się odchyleniami ilościowymi i jakościowymi od normy pierwotnej, które nie są dziedziczone, a jedynie mają charakter adaptacyjny, np. zwiększoną pigmentacją skóry ludzkiej pod wpływem promienie ultrafioletowe lub rozwój układu mięśniowego pod wpływem wysiłku fizycznego itp.

Stopień zmienności cechy w organizmie, czyli granice zmienności modyfikacji, nazywany jest normą reakcji. Zatem fenotyp powstaje w wyniku interakcji genotypu i czynników środowiskowych. Cechy fenotypowe nie są przekazywane z rodziców na potomstwo, dziedziczona jest jedynie norma reakcji, to znaczy charakter reakcji na zmiany warunków środowiskowych.
Zmienność genetyczna może mieć charakter kombinacyjny i mutacyjny.

Zmienność kombinacyjna powstaje w wyniku wymiany homologicznych regionów homologicznych chromosomów w procesie mejozy, co prowadzi do powstania nowych asocjacji genowych w genotypie. Zachodzi w wyniku trzech procesów:

1) niezależna segregacja chromosomów podczas mejozy;
2) ich przypadkowe połączenie podczas zapłodnienia;
3) wymiana odcinków homologicznych chromosomów lub koniugacja.

Zmienność mutacyjna. Mutacje to nagłe i stabilne zmiany w jednostkach dziedziczności - genach, pociągające za sobą zmiany cech dziedzicznych. Z konieczności powodują zmiany w genotypie, które są dziedziczone przez potomstwo i nie są związane z krzyżowaniem i rekombinacją genów.
Występują mutacje chromosomowe i genowe. Mutacje chromosomowe są związane ze zmianami w strukturze chromosomów. Może to być zmiana liczby chromosomów będąca wielokrotnością lub niewielokrotnością zestawu haploidalnego (u roślin – poliploidia, u człowieka – heteroploidalność). Przykładem heteroploidalności u ludzi może być zespół Downa (jeden dodatkowy chromosom i 47 chromosomów w kariotypie), zespół Szereszewskiego-Turnera (brak jednego chromosomu X, 45). Takim odchyleniom kariotypu danej osoby towarzyszą zaburzenia zdrowia, zaburzenia psychiczne i fizyczne, obniżona witalność itp.

Mutacje genów wpływają na strukturę samego genu i pociągają za sobą zmiany we właściwościach organizmu (hemofilia, ślepota barw, albinizm itp.). Mutacje genowe występują zarówno w komórkach somatycznych, jak i zarodkowych.
Mutacje zachodzące w komórkach rozrodczych są dziedziczone. Nazywa się je mutacjami generatywnymi. Zmiany w komórkach somatycznych powodują mutacje somatyczne, które rozprzestrzeniają się na tę część ciała, która rozwija się ze zmienionej komórki. W przypadku gatunków rozmnażających się płciowo nie są one znaczące, np rozmnażanie wegetatywne rośliny, są ważne.

Co to jest genotyp i fenotyp

Genotyp jest zestaw Informacja genetyczna, który odpowiada za budowę ciała i nadaje mu dziedziczone cechy. Innymi słowy, możemy powiedzieć, że genotyp to kod genetyczny organizmu, który istnieje w postaci danych genetycznych, takich jak DNA lub RNA. Fenotyp jest zewnętrzna fizyczna manifestacja organizmu, którą można zaobserwować wizualnie bez uciekania się do badań kodu genetycznego.

Co to jest GENOTYP i FENOTYP - definicja w prostych słowach.

W prostych słowach, Genotyp jest zakodowana wewnętrznie, dziedziczna informacja, która jest niesiona przez wszystkie żywe istoty. To rodzaj Ogólny plan czyli zbiór instrukcji budowy nowego organizmu, który określa wszystkie parametry tego, jak dany organizm powinien wyglądać i funkcjonować. Instrukcje te są przesyłane w formie zakodowanej - kod genetyczny. Z kolei kod genetyczny obecny jest we wszystkich komórkach organizmu i jest kopiowany podczas podziału komórki lub rozmnażania, przekazując informację dziedziczną potomstwu. Informacje zawarte w kodzie genetycznym są bezpośrednio powiązane ze wszystkimi aspektami życia komórki i organizmu jako całości. To ona kontroluje absolutnie wszystkie procesy, od tworzenia makrocząsteczek białka po regulację metabolizmu i.

Krótko mówiąc, fenotyp jest wygląd i zachowanie konkretnej osoby. Innymi słowy, jest to wynik tego, czym stał się organizm pod wpływem składników genotypu, stosunku alleli dominujących i środowisko.

GENOTYP i FENOTYP – czym się różnią.

Mówiąc o takich dwóch pojęciach jak „genotyp” i „fenotyp”, przede wszystkim należy zauważyć, że rzeczywiście są one ze sobą ściśle powiązane, ale mają zasadnicze różnice. Faktem jest, że termin Genotyp ma zastosowanie konkretnie do informacji genetycznej zawartej w kodzie genu. Genotyp można określić jedynie na podstawie testów i badań biologicznych. Z kolei fenotyp to konsekwencja genotypu i innych czynników, które po prostu można zobaczyć.

Jeśli mówimy o różnicach po prostu:

• Genotyp to kod (nie możesz go po prostu zobaczyć);
• Fenotyp to sposób, w jaki manifestuje się kod (możesz obserwować: kolor oczu, włosów, wzrost, zachowanie itp.).

W genetyce istnieją dwa bardzo ważne pojęcia. To są koncepcje genotyp I fenotyp. Wiemy już, że składa się z konstytucji dziedzicznej duża liczba różne geny. Cały zestaw genów danego organizmu nazywa się jego genotyp , czyli pojęcie genotypu jest identyczne z pojęciem konstytucji genetycznej. Każdy człowiek w chwili poczęcia otrzymuje swój własny genotyp (zestaw genów) i nosi go bez żadnych zmian przez całe życie. Aktywność genów może się zmieniać, ale ich skład pozostaje niezmieniony.

Z koncepcji genotyp Należy wyróżnić jeszcze jedno podobne pojęcie – genom. Genom to zbiór genów charakterystyczny dla haploidalnego zestawu chromosomów osobnika danego gatunku. W przeciwieństwie do genotypu genom jest cechą gatunku, a nie jednostki.
Fenotyp reprezentuje wszelkie przejawy organizmu w każdym momencie jego życia. Fenotyp obejmuje zarówno wygląd, jak i Struktura wewnętrzna oraz reakcje fizjologiczne i wszelkie formy zachowania zaobserwowane w danej chwili.

Przykładowo wspomniane już grupy krwi układu AB0 są przykładem fenotypu na poziomie fizjologicznym i biochemicznym. Chociaż na pierwszy rzut oka wielu wydaje się, że grupa krwi jest genotypem, ponieważ jest wyraźnie zdeterminowana działaniem genów i nie zależy od środowiska, jest jedynie przejawem działania genów i dlatego powinna być klasyfikowana jako fenotyp. Pamiętajmy, że przedstawiciele grup krwi A lub B mogą posiadać różne genotypy (homozygotyczny i heterozygotyczny).

Wszystkie przejawy behawioralne są złożonymi fenotypami. Przykładowo charakter pisma, który wyróżnia danego osobnika, jest jego przejawem behawioralnym i także należy do kategorii fenotypów. Jeśli grupa krwi nie zmienia się przez całe życie, charakter pisma ulega znaczącym zmianom w miarę treningu umiejętności pisania.

Jeśli genotypy są zatem dziedziczone i pozostają niezmienione przez całe życie jednostki fenotypy w większości nie są dziedziczone - rozwijają się i są konsekwencją naszych genotypów tylko w pewnym stopniu, ponieważ warunki środowiskowe odgrywają dużą rolę w kształtowaniu fenotypów.

Cały proces rozwoju od zapłodnionego jaja do dorosłego organizmu zachodzi nie tylko pod ciągłym regulacyjnym wpływem genotypu, ale także pod wpływem wielu czynników różne warunkiśrodowisko, w którym znajduje się rosnący organizm. Zatem niezwykła zmienność charakterystyczna dla organizmów żywych wynika nie tylko z ogromnej różnorodności genotypów powstających w wyniku rekombinacji genów i procesu mutacji, ale także w dużej mierze z faktu, że osoby rozwijać się w różnych warunkach środowiskowych.

Od dawna toczą się kontrowersje dotyczące tego, co jest ważniejsze dla powstania organizmu – środowisko czy skład genetyczny. Szczególnie gorące debaty wybuchają, gdy dotyczą ludzkich zachowań cechy psychologiczne- temperamentu, zdolności umysłowe, cechy charakteru. To nie przypadek, że to właśnie od pytania o naturę talentu umysłowego rozpoczęły się badania z zakresu genetyki człowieka. F. Galton jako pierwszy umieścił w traktacie naukowym obok siebie dwa pojęcia, które w takiej czy innej formie do dziś nie opuściły kart literatury naukowej. Pojęcia te to „natura i wychowanie”, czyli „natura i warunki wychowania”.

Genetycy, a w szczególności genetycy behawioralni, są często oskarżani o zaprzeczanie roli środowiska. Jednakże taki zarzut jest całkowicie bezpodstawny. Jednym z głównych postulatów genetyki jest teza, że fenotyp jest wynikiem interakcji genotypu i środowiska. W procesie tej interakcji powstaje różnorodność przejawów fenotypowych, co jest charakterystyczne dla większości cech ludzkich, które należą do kategorii ilościowej i tworzą ciągłą serię zmienności.

Genotyp i fenotyp to pojęcia, z którymi uczniowie zapoznają się w szkole średniej w ramach kursu „ Biologia ogólna" Ze względu na podobieństwo brzmień potencjalni absolwenci bardzo często mylą dwa podstawowe pojęcia biologiczne.

Genotyp- jest to zestaw genów, które żywy organizm otrzymał przy urodzeniu. Innymi słowy, jest to - Pełen zestaw informacja genetyczna będąca w posiadaniu konkretnej osoby biologicznej. Jurysdykcja tego terminu obejmuje nie tylko grupy genów lub alleli, ale także rodzaje powiązań między sobą w chromosomie tych nosicieli informacje dziedziczne.

Zestaw i kombinacja genów bezpośrednio wpływa na rozwój, wewnętrzny i struktura zewnętrzna, cechy procesów życiowych konkretnego organizmu. W celu ustalenia genotypu należy przeprowadzić analizę lub badanie genetyczne. W produkcji roślinnej i hodowli zwierząt stosuje się krzyżowanie analityczne w celu wyizolowania pożądanego genu.

Ten sam genotyp stwierdza się u bliźniąt jednojajowych. Na przykład dwie żywe istoty - kotek, dziecko, mysz tej samej płci, które powstały z jednego zapłodnionego jaja. Jeśli gatunek biologiczny rozmnaża się wegetatywnie (rozszczepienie, rozmnażanie zarodników, pączkowanie) lub liczba organizmów wzrasta w wyniku klonowania, to dopóki nie nastąpi mutacja, osobniki mają podobny skład genetyczny.

Termin ten został ukuty przez pana Johansena w 1909 roku, kiedy opublikował on wyniki badań nad dziedzicznością. Znaczna część genów obecnych w organizmie objawia się w fenotypie organizmu.

Fenotyp- są to parametry wewnętrzne i zewnętrzne organizmu, które pojawiły się w nim w wyniku ontogenezy, czyli w trakcie jego indywidualnego rozwoju. Fenotyp opiera się na genotypie – zestawie genów, możliwych mutacjach i czynnikach środowiskowych. Na przykład – temperatura, poziom promieniowania, stężenie soli w wodzie. W organizmach z diploidalnym lub podwójnym zestawem chromosomów w fenotypie pojawiają się tylko geny dominujące. Allele recesywne najczęściej nie pojawiają się w fenotypie, ale są zachowane w genotypie i mogą być dziedziczone przez organizm.

Im wyższy poziom organizacji organizmu i jego wrażliwość na czynniki zewnętrzne, tym większe możliwości wystąpienia zmienności fenotypowej.

Termin fenotyp został ukuty przez wspomnianego Duńczyka Johansena jednocześnie z koncepcją „genotypu” w celu rozróżnienia pomiędzy specyficzną dziedzicznością a sposobem, w jaki konkretny organizm realizował swój program genetyczny.

Idealnym przykładem pokazującym możliwości fenotypu byłaby opowieść o dwóch identycznych bliźniakach, które mają a priori ten sam zestaw genów. Zakładając je etap początkowy rozwój w różnych warunkach życia - klimatycznych, społecznych, otrzymasz organizmy bardzo różniące się pod względem liczby parametrów zewnętrznych i jakościowych. Ale nie powinniśmy zapominać, że istnieją cechy, które są zdeterminowane wyłącznie genotypem. Na przykład kolor oczu lub grupa krwi.

Strona internetowa z wnioskami

1. Żywy organizm otrzymuje swój genotyp od swoich rodziców w wyniku połączenia dwóch nośników informacji dziedzicznej. Fenotyp kształtuje się na podstawie genotypu, na który wpływa wiele czynników czynniki zewnętrzne i nieuniknione mutacje.
2. Genotyp można określić po analizie DNA, fenotyp można zobaczyć gołym okiem już podczas analizy parametrów wyglądżyjący organizm.
3. Jednostka przekazuje potomstwu zestaw genów; fenotyp kształtuje się w procesie indywidualnego rozwoju żywej istoty.

Tak, delikatnie mówiąc, wygląda „pietruszka”. Po raz kolejny spotykam się z faktem, że podstawowe pojęcia genetyki w podręcznikach są przedstawiane w taki sposób, że mogą być trudne do zrozumienia.

Na początku miałem ochotę tak nazwać ten artykuł „Fenotyp i genotyp”. Oczywiste jest, że fenotyp jest wtórny w stosunku do genotypu. Ale jeśli uczniowie najczęściej potrafią poprawnie zinterpretować termin „genotyp”, to jak się okazuje, nie ma jasnego pojęcia dotyczącego pojęcia „fenotyp”.

Jak może to być „jasne”, skoro definicje fenotypu w literaturze edukacyjnej są tak niejasne.

„Fenotyp- całość wszystkiego znaki zewnętrzne organizmu, zdeterminowany genotypem i warunkami środowiskowymi.” Lub „Fenotyp to ogół wszystkich zewnętrznych i wewnętrznych cech i właściwości organizmu, w zależności od genotypu i warunków środowiskowych”.

A jeśli naprawdę istnieją zarówno „zewnętrzne”, jak i „wewnętrzne”, i faktycznie tak jest, to jaka jest różnica między fenotypem a genotypem?

Jednak trzeba zaczynać nie od „ogona”, ale od „głowy”. Jestem pewien, że minie kilka minut, a ty, po pewnym wyjaśnieniu sobie, czym jest „genotyp organizmu”, będziesz w stanie uzyskać jaśniejsze pojęcie o „fenotypie”.

Często używamy terminów „cecha” i „gen” jako synonimów.

Mówią, że „genotyp to ogół wszystkich cech organizmu”. I tutaj ważne jest, aby zrozumieć najważniejszą rzecz - właśnie przy określaniu genotypu taka definicja wprowadza dodatkowe zamieszanie. Tak, rzeczywiście, informacja o dowolnej cesze jest zakodowana w dowolnym genie (lub zestawie genów) organizmu.

Ale genów jest wiele, cały genotyp organizmu jest ogromny, a podczas życia danego osobnika lub pojedynczej komórki realizuje się tylko niewielka część genotypu (to znaczy służy do ukształtowania jakichkolwiek specyficznych cech).

Dlatego warto o tym pamiętać "genotyp- całość wszystkiego geny organizm." I które z tych genów są realizowane w trakcie życia organizmu w jego fenotyp, czyli będzie służyć tworzeniu dowolnego oznaki- zależy to zarówno od interakcji wielu z tych genów, jak i od specyficznych warunków środowiskowych.

Zatem, jeśli poprawnie zrozumiemy, czym jest genotyp, nie ma luki umożliwiającej pomyłkę w zakresie tego, czym jest „genotyp” i czym jest „fenotyp”.

Oczywiste jest, że „fenotyp to ogół wszystkich genów powstałych w trakcie życia organizmu, które przyczyniły się do ukształtowania się specyficznych cech danego organizmu w określonych warunkach środowiskowych”.

Zatem przez całe życie organizmu, pod wpływem zmieniających się warunków środowiskowych, fenotyp może się zmieniać, choć opiera się na tym samym, niezmienionym genotypie. I w jakich granicach może zmienić się fenotyp?

Norma reakcji

Te granice fenotypu są wyraźnie wyznaczone przez genotyp i nazywane są „normami reakcji”. Przecież w fenotypie nie może pojawić się nic, co nie zostało już wcześniej „zapisane” w genotypie.

Aby lepiej zrozumieć, co obejmuje pojęcie „norm reakcji”, przyjrzyjmy się konkretne przykłady możliwy przejaw „szerokiej” lub „wąskiej” normy reakcji.

Waga (masa) krowy i wydajność mleczna krowy, która cecha ma szerszą, a która węższą szybkość reakcji?

Wiadomo, że masa dorosłej krowy danej rasy, bez względu na to, jak dobrze jest odżywiona, nie może przekraczać np. 900 kg, a przy złej pielęgnacji nie może być mniejsza niż 600 kg.

A co z wydajnością mleka? Przy optymalnej pielęgnacji i żywieniu wydajność mleka może wahać się od maksymalnej możliwej wartości dla danej rasy, może spaść do 0, przy niekorzystne warunki treść. Oznacza to, że masa krowy ma dość wąską szybkość reakcji, a wydajność mleczna jest bardzo duża.

Przykład z ziemniakami. Dla każdego jest oczywiste, że „wierzchołki” mają dość wąską szybkość reakcji, a masa bulw jest bardzo szeroka.

Myślę, że już wszystko się unormowało. Genotyp to zbiór wszystkich genów organizmu, to jest cały jego potencjał, do czego może być zdolny w życiu. A fenotyp jest jedynie przejawem niewielkiej części tego potencjału, implementacją tylko części genów organizmu w szereg specyficznych cech w trakcie jego życia.

Wyraźnym przykładem przekształcenia się części jego genotypu w fenotyp w trakcie życia organizmu są bliźnięta jednojajowe. Mając absolutnie ten sam genotyp, w pierwszych latach życia są prawie nie do odróżnienia od siebie fenotypowo. Ale gdy dorastają, mając początkowo niewielkie różnice w zachowaniu, w niektórych przywiązaniach, preferując taki czy inny rodzaj aktywności, te bliźnięta stają się dość rozpoznawalne fenotypowo: w wyrazie twarzy, budowie ciała.

Na koniec tej notki chciałbym zwrócić Państwa uwagę na coś innego. Słowo genotyp dla studentów podstaw genetyki ma dwa znaczenia. Powyżej zbadaliśmy znaczenie „genotypu” w jego szerokim znaczeniu.

Aby jednak zrozumieć prawa genetyki, przy rozwiązywaniu problemów genetycznych słowo genotyp oznacza jedynie kombinację pewnych konkretnych indywidualnych alleli jednego ( krzyż monohybrydowy) lub dwie (krzyżowanie dihybrydowe) pary pewnych genów, które kontrolują manifestację określonej jednej lub dwóch cech.

Oznacza to, że nasz fenotyp jest w jakiś sposób obcięty, mówimy „fenotyp organizmu”, ale sami badaliśmy mechanizm dziedziczenia tylko jednej lub dwóch jego cech. W szerokim znaczeniu termin „fenotyp” odnosi się do wszelkich cech morfologicznych, biochemicznych, fizjologicznych i behawioralnych organizmów.

P.S. W związku z charakterystyką pojęć „genotyp” i „fenotyp” właściwe byłoby w tym miejscu zbadanie kwestii dziedzicznych i niedziedzicznych form zmienności organizmów. No dobrze, właśnie o tym będziemy rozmawiać.

***************************************************************

Kto ma pytania dotyczące artykułu Korepetycje z biologii przez Skype, komentarze, życzenia - proszę pisać komentarze.