Изменчивость наследственная и ненаследственная на ЕГЭ по биологии, разбор темы

Изменчивость делится на две ветви. Ненаследственная, она же модификационная, меняет признак, не трогая гены. Наследственная, куда входят комбинативная и мутационная, меняет сам генетический материал и потому передается потомству.

На экзамене тема приходит пятью разными способами, и каждый требует своего навыка. Разберем ее по типам заданий, начиная с того, где ошибаются реже всего.

Задание с вариационной кривой

Самый узнаваемый формат. Дают ряд значений признака, длину листьев или массу семян, и просят построить кривую, найти среднюю величину или объяснить форму графика.

Работает здесь чистая модификационная изменчивость. Значения выстраивают по возрастанию, получается вариационный ряд, а если посчитать частоту каждого значения, выходит вариационная кривая. Форма у нее обычно колоколообразная: крайние варианты редки, середина набирает основную массу.

За графиком стоит понятие, которое и проверяют по-настоящему. Пределы, в которых признак способен меняться, называются нормой реакции, и задает их генотип. Отсюда главный парадокс темы. Сами модификации потомству не передаются. Способность изменяться в этих пределах наследуется вполне.

Пределы эти бывают тесными и просторными. Тесные достаются качественным признакам вроде группы крови или цвета глаз, попадаются они и у количественных, скажем у жирности молока. Просторные видны на массе тела, удойности, урожайности, размерах листьев.

Селекционеру различие подсказывает, куда вкладываться: при узкой норме улучшение условий содержания результата не даст, работать придется с генотипом, при широкой кормление и уход окупаются сразу. Потому удойность поднимают рационом, а жирность молока только племенной работой.

Признак сравнения	Модификационная	Комбинативная	Мутационная
Что изменяется	Фенотип при неизменном генотипе	Сочетание уже существующих генов	Структура генов или хромосом
Наследуется ли	Нет, наследуется только норма реакции	Да	Да
Направленность	Определенная, соответствует фактору среды	Случайная	Случайная
Характер проявления	Групповой, у всех особей сходно	Индивидуальный	Индивидуальный
Обратимость	Обратима	Понятие неприменимо	Необратима
Источник	Условия среды	Мейоз и оплодотворение	Мутагенные факторы и ошибки репликации
Роль в эволюции	Материала не дает, приспособление в пределах нормы реакции	Поставляет материал для отбора	Поставляет первичный материал для отбора
Пример	Загар, разный размер листьев на свету и в тени	Разные сочетания признаков у детей одних родителей	Серповидноклеточная анемия, синдром Дауна

Норма реакции задается генотипом и передается по наследству, поэтому модификационную изменчивость называют ненаследственной только по отношению к самим изменениям признака.

Задание на соответствие, где теряют сразу все

Здесь в левом столбце стоят описания без названий, вроде «утрачен участок хромосомы» или «заменен один нуклеотид», а в правом типы мутаций. Ошибка в одной строке обычно тянет за собой вторую, и задание уходит целиком.

Спасает понимание масштаба. Мутации разводят по тому, насколько крупный кусок наследственного материала затронут. Один нуклеотид внутри гена дает генную мутацию, ее же называют точковой. Целый участок хромосомы, который выпал, удвоился, развернулся или уехал на соседнюю хромосому, дает мутацию хромосомную. Изменилось число самих хромосом, значит, мутация геномная.

Названия навешиваются на эту лесенку сразу. Выпавший участок называют делецией, удвоившийся дупликацией, развернутый на 180 градусов инверсией, переехавший на негомологичную хромосому транслокацией. Кратное увеличение всего хромосомного набора получило название полиплоидии, а изменение числа отдельных хромосом анеуплоидии.

Слова-маркеры в описании и решают дело. «Нуклеотид» указывает на генный уровень, «участок» на хромосомный, «число хромосом» на геномный. Хромосомный уровень в заданиях обычно держит синдром кошачьего крика, геномный синдром Дауна.

Полиплоидию с анеуплоидией разводят по тому же принципу: кратно увеличился весь набор или изменилось число отдельных хромосом. Проверить себя просто, если вспомнить примеры: культурные растения против синдрома Дауна.

Тип мутации	Что происходит	Примеры
Генные, они же точковые	Замена, вставка или выпадение нуклеотида в пределах одного гена	Серповидноклеточная анемия, фенилкетонурия, альбинизм, гемофилия
Хромосомные, делеция	Утрата участка хромосомы	Синдром кошачьего крика при потере участка 5 хромосомы
Хромосомные, дупликация	Удвоение участка хромосомы	Повтор участка в наборе
Хромосомные, инверсия	Поворот участка на 180 градусов	Порядок генов на участке меняется на обратный
Хромосомные, транслокация	Перенос участка на негомологичную хромосому	Обмен участками между разными парами
Геномные, полиплоидия	Кратное увеличение всего набора хромосом	Культурные растения, пшеница, картофель
Геномные, анеуплоидия	Изменение числа отдельных хромосом	Синдром Дауна с трисомией по 21 паре, синдром Шерешевского и Тернера
Цитоплазматические, деление по локализации, а не по масштабу	Мутации в ДНК митохондрий и пластид	Пестролистность растений, наследуются по материнской линии

Первые семь строк разведены по масштабу затронутого материала, от одного нуклеотида до целого набора хромосом. Последняя строка стоит особняком: цитоплазматические мутации выделяют по месту, где лежит ДНК. Оценка мутации как полезной или вредной при этом зависит от условий среды: признак, бесполезный сегодня, при их смене может оказаться преимуществом.

Задание с выбором трех верных ответов

Тут проверяют признаки, и формулировки в вариантах повторяются из года в год. Модификации обратимы, носят групповой характер и соответствуют силе действующего фактора. Мутации возникают у отдельной особи, в непредсказуемом направлении и необратимы.

Проверить обратимость легко на бытовых примерах: сходит загар, тают мышцы без нагрузки, падают удои при возврате к прежнему рациону. Групповой характер виден на грядке, где весь сорт в тени изменится одинаково. Чем больше света, тем интенсивнее фотосинтез и толще листовая пластинка, правда правило действует внутри нормы реакции, а на избытке фактора признак выходит на плато.

Про мутации в этих заданиях любят спрашивать вредность. Формулировка «мутации вредны» верна статистически и неверна как утверждение: большинство вновь возникающих действительно вредны или нейтральны, но именно они дают материал для естественного отбора.

Отдельная строка про наследование по материнской линии. Митохондрии и пластиды несут собственную ДНК, мутации в ней дают цитоплазматическую изменчивость, и передается она только от матери, потому что цитоплазму будущий организм получает вместе с яйцеклеткой.

Развернутый ответ, где балл теряют на одном слове

Вторую часть проверяют по элементам. У эксперта перед глазами перечень того, что должно прозвучать в ответе, он сверяет с ним написанное и по числу совпадений выставляет от 0 до 3 баллов. Полный ответ дает три, неполный меньше, а работа с единственным верным пунктом остается без баллов вовсе.

Отсюда странность, которая удивляет родителей: текст бывает написан верно по смыслу и все равно теряет баллы.

Классический случай с этой темой такой. Школьник пишет, что модификации не наследуются. Мысль правильная, элемент не засчитан: в перечне стоит норма реакции, и без нее пункт закрытым не считается. Одно недостающее слово стоит балла.

Второй промах касается серповидноклеточной анемии, ее просят объяснить чаще прочих. Ответ уровня «мутация меняет гемоглобин» неполный. Механизм разворачивается так: замена единственного нуклеотида приводит к другой аминокислоте в цепи гемоглобина, из-за этого меняется форма эритроцита и падает его способность переносить кислород. Из одной точковой замены вырастает системное заболевание, чем и объясняют на экзамене опасность мутаций.

Генетическая задача и то, что стоит за расщеплением

Задание 28 проверяет закономерности наследования, но объяснить, почему у детей одних родителей признаки собираются по-разному, без комбинативной изменчивости невозможно.

Новых генов она не создает, только перетасовывает имеющиеся, и способов у нее три. Первый способ работает в профазе первого деления мейоза, когда гомологичные хромосомы обмениваются участками, это кроссинговер. Второй включается в анафазе того же деления: пары расходятся к полюсам независимо друг от друга, и у человека с его 23 парами хромосом сочетаний набирается больше 8 миллионов, причем кроссинговер тут еще не учтен. Третий уровень непредсказуемости добавляет оплодотворение, где встреча конкретных гамет случайна.

Важная деталь: первые два источника работают в мейозе, третий при оплодотворении. Задания на последовательность процессов часто строятся именно на этом различении. По опыту преподавателей назвать источники просят чаще всего целиком, поэтому список заучивают дословно.

Что спрашивают реже, но спрашивают

Мутагены делят по природе воздействия. Физически действуют ионизирующее излучение, ультрафиолет и высокая температура. Химически соли тяжелых металлов и компоненты табачного дыма. Биологически вирусы и паразиты. Задание обычно дает конкретный фактор и просит назвать группу, поэтому принцип деления полезнее длинного перечня веществ.

Особняком стоит закон, который родителям обычно незнаком, а школьникам попадается регулярно. В 1920 году Николай Иванович Вавилов заметил закономерность: у близких видов и родов наборы наследственных изменений повторяются. Если у одного злака встречается безостая форма, такую же стоит поискать у родственного. Селекция получила от этого закона рабочий инструмент, а экзамен получил вопрос на понимание, зачем биологу предсказуемость изменчивости.

Сколько это стоит в баллах

Заданий в работе 28, из них 21 идет с кратким ответом, остальные 7 требуют развернутого. Первая часть приносит 36 первичных баллов, вторая добавляет 21, вместе они дают максимум в 57. Времени отводится 235 минут.

Изменчивость может выйти в обеих частях, и суммарно набегает несколько баллов за экзамен. Немного при счете по одному заданию. Заметно, если вспомнить, что генетика связана с цитологией и эволюцией, и провал в одном месте тянет соседние темы.

Как выстроить подготовку

Начинать стоит с того, чтобы четко развести три типа и запомнить признаки каждого, потому что большая часть заданий проверяет именно узнавание. Примеры на каждый тип выписываются отдельным списком, они повторяются из варианта в вариант.

Дальше отрабатываются формулировки для второй части, где цена неточности выше цены незнания. Третьими идут задачи с вариационным рядом: значения располагают по возрастанию, считают частоту каждого, находят среднюю величину признака.

Последнее касается сроков. К теме возвращаются трижды: через три дня после разбора, через неделю и накануне пробника. Изменчивость легко смешивается с соседними разделами, и разнесенные во времени повторы держат границы четче, чем один долгий разбор.

Куда двигаться дальше

Если тема разобрана, а задания по генетике на пробниках все равно теряются, обычно дело не в изменчивости, а в общей картине раздела: закономерности наследования, мейоз и изменчивость связаны между собой. Разобрать, где именно рвется цепочка, помогает бесплатная консультация методиста на classicum.ru: там смотрят работу с последнего пробника и говорят, какие темы поднимать первыми. Занятия проходят онлайн, в небольших группах.

Частые вопросы про изменчивость на ЕГЭ по биологии