GENETIK - ASAS TEORI PEMILIHAN. PEMILIHAN DAN KAEDAHNYA.

• Pembiakan ialah sains pembiakan baru dan menambah baik varieti lama sedia ada tumbuhan, baka haiwan dan strain mikroorganisma dengan sifat yang diperlukan untuk manusia.
• Varieti ialah populasi tumbuhan yang dicipta secara buatan oleh manusia, yang dicirikan oleh kumpulan gen tertentu, ciri morfologi dan fisiologi tetap yang diwarisi, tahap dan sifat produktiviti tertentu.
• Baka ialah populasi haiwan yang dicipta secara buatan oleh manusia, yang dicirikan oleh kumpulan gen tertentu, ciri-ciri morfologi dan fisiologi yang diwarisi, tahap dan sifat produktiviti tertentu.
• Strain - populasi mikroorganisma, dicipta secara buatan oleh manusia, yang dicirikan oleh kumpulan gen tertentu, ciri-ciri morfologi dan fisiologi yang diwarisi, tahap dan sifat produktiviti tertentu.

2. Apakah tugas utama pembiakan sebagai sains?

1. Meningkatkan produktiviti varieti tumbuhan, baka haiwan dan strain mikroorganisma;
2. Mengkaji kepelbagaian varieti tumbuhan, baka haiwan dan strain mikroorganisma;
3. Analisis undang-undang kebolehubahan keturunan semasa proses hibridisasi dan mutasi;
4. Kajian peranan alam sekitar dalam pembangunan tanda dan sifat organisma;
5. Pembangunan sistem pemilihan buatan yang menyumbang kepada pengukuhan dan penyatuan sifat-sifat yang berguna untuk manusia dalam organisma dengan jenis pembiakan yang berbeza;
6. Penciptaan varieti dan baka yang tahan penyakit dan keadaan iklim;
7. Mendapatkan varieti, baka dan strain yang sesuai untuk penanaman dan pembiakan industri berjentera.

3. Apakah asas teori pemilihan?

Jawab: Asas teori pemilihan adalah genetik. Ia juga menggunakan pencapaian teori evolusi, biologi molekul, biokimia dan sains biologi lain.

4. Lengkapkan jadual "kaedah pemilihan".

5. Apakah kepentingan pemilihan dalam aktiviti ekonomi manusia?

Jawab: Pembiakan membolehkan anda meningkatkan produktiviti varieti tumbuhan, baka haiwan dan strain mikroorganisma; untuk membangunkan sistem pemilihan buatan yang menyumbang kepada pengukuhan dan penyatuan sifat-sifat yang berguna untuk manusia dalam pelbagai organisma; untuk mencipta varieti dan baka yang tahan terhadap penyakit dan keadaan iklim; untuk mendapatkan varieti, baka dan strain yang sesuai untuk penanaman dan pembiakan industri berjentera.

PENGAJARAN N.I. VAVILOV DI PUSAT KEPELBAGAIAN DAN ASAL USUL TUMBUHAN BUDAYA.

1. Berikan definisi konsep.

• Pusat kepelbagaian dan asal usul ialah wilayah (kawasan geografi) di mana spesies atau kategori sistematik lain tanaman pertanian terbentuk dan dari mana ia tersebar.
• Siri homolog - siri kebolehubahan keturunan yang serupa dalam spesies dan genera yang rapat secara genetik.

2. Merumuskan hukum siri homolog kebolehubahan keturunan.

Jawab: Spesies dan genera yang rapat secara genetik dicirikan oleh siri kebolehubahan keturunan yang serupa dengan keteraturan sedemikian, dengan mengetahui bilangan bentuk dalam satu spesies, seseorang boleh meramalkan penemuan bentuk selari dalam spesies dan genera lain. Lebih dekat genera dan spesies terletak secara genetik dalam sistem umum, lebih lengkap adalah persamaan dalam siri kebolehubahan mereka. Keseluruhan keluarga tumbuhan secara amnya dicirikan oleh kitaran kebolehubahan tertentu, melalui semua genera dan spesies yang membentuk keluarga.

3. Isikan jadual " Pusat asal dan kepelbagaian tumbuhan yang ditanam.

BIOTEKNOLOGI, PENCAPAIAN DAN PROSPEK PEMBANGUNANNYA.

1. Berikan definisi konsep.

• Bioteknologi ialah satu disiplin yang mengkaji kemungkinan menggunakan organisma hidup, sistem atau produk aktiviti penting mereka untuk menyelesaikan masalah teknologi, serta kemungkinan mencipta organisma hidup dengan sifat yang diperlukan oleh kejuruteraan genetik.
• Kejuruteraan selular ialah penciptaan jenis sel baharu berdasarkan hibridisasi, pembinaan semula dan penanamannya. Dalam erti kata yang sempit, istilah ini difahami sebagai hibridisasi protoplas atau sel haiwan, dalam erti kata yang luas - pelbagai manipulasi dengan mereka bertujuan untuk menyelesaikan masalah saintifik dan praktikal.
• Kejuruteraan genetik ialah satu set teknik, kaedah dan teknologi untuk mendapatkan RNA dan DNA rekombinan, mengasingkan gen daripada organisma, memanipulasi gen dan memperkenalkannya ke dalam organisma lain.

2. Apakah peranan bioteknologi dalam amalan manusia?

Jawab: Proses bioteknologi digunakan dalam bakeri, pembuatan wain, pembuatan bir, produk susu yang ditapai; proses mikrobiologi - untuk mendapatkan aseton, butanol, antibiotik, vitamin, protein makanan; bioteknologi juga termasuk penggunaan organisma hidup, sistem atau produk aktiviti penting mereka untuk menyelesaikan masalah teknologi, kemungkinan mencipta organisma hidup dengan sifat yang diperlukan.

3. Apakah prospek pembangunan bioteknologi?

Pembangunan bioteknologi selanjutnya akan membantu menyelesaikan beberapa tugas penting:

1. Menyelesaikan masalah kekurangan makanan.
2. Tingkatkan hasil tanaman yang ditanam, cipta varieti yang lebih tahan terhadap kesan buruk, dan juga cari cara baharu untuk melindungi tumbuhan.
3. Buat baja biologi baru, biohumus.
4. Cari sumber protein haiwan alternatif.
5. Membiak tumbuhan secara vegetatif menggunakan kaedah kultur tisu.
6. Buat ubat baru dan suplemen pemakanan.
7. Menjalankan diagnosis awal penyakit berjangkit dan neoplasma malignan.
8. Dapatkan bahan api mesra alam dengan mengitar semula sisa industri dan pertanian.
9. Kitar semula mineral dengan cara baharu.
10. Gunakan kaedah bioteknologi dalam kebanyakan industri untuk manfaat manusia.

4. Apakah yang anda lihat sebagai kemungkinan akibat negatif daripada penyelidikan yang tidak terkawal dalam bidang bioteknologi?

Jawab: Produk transgenik boleh membahayakan kesihatan, menyebabkan tumor malignan. Pengklonan manusia adalah tidak berperikemanusiaan dan bertentangan dengan pandangan dunia banyak negara. Perkembangan terkini dalam bioteknologi boleh membawa kepada akibat yang tidak terkawal: penciptaan virus dan mikroorganisma baharu yang amat berbahaya bagi manusia, serta kepada yang terkawal: penciptaan senjata biologi.

Genetik adalah asas teori pemilihan. Semua kaedah pembiakan moden bergantung pada penggunaan prinsip genetik. Peruntukan genetik mengenai sifat keturunan yang diskret, doktrin kebolehubahan mutasi dan pengubahsuaian, pembentukan corak pemisahan sifat, konsep penguasaan dan resesif, homo- dan heterozigos, dan lain-lain membentuk asas kerja pembiakan di masa kini.

Sudah dalam tempoh pertama perkembangannya, genetik memberikan sumbangan penting kepada teori pemilihan. Kerja N. I. Vavilov dan I. V. Michurin adalah sangat penting untuk pembangunan kaedah genetik pembiakan tumbuhan.

N. I. Vavilov menemui undang-undang siri homologi dalam kebolehubahan keturunan, mencipta doktrin pusat dunia asal tumbuhan yang ditanam, dan meletakkan asas genetik dan pembiakan doktrin imuniti tumbuhan terhadap penyakit dan perosak.

I. V. Michurin adalah yang pertama dalam kalangan ahli biologi mengemukakan pendirian tentang kemungkinan mengawal proses penciptaan bentuk dan varieti dengan ciri dan sifat yang diperlukan oleh seseorang. Setelah membuktikan kedudukan ini secara teori, dia mengeluarkan sejumlah besar jenis tumbuhan buah dan beri. I. V. Michurin membangunkan teori hibridisasi jauh dan doktrin kawalan dominasi untuk pembentukan sifat dan sifat tumbuhan saka dalam proses ontogenesis.

Pada mulanya, pemilihan adalah berdasarkan pemilihan buatan, apabila seseorang memilih tumbuhan atau haiwan yang mempunyai ciri-ciri yang menarik kepadanya. Sehingga abad ke-16-17, pemilihan berlaku secara tidak sedar: iaitu, seseorang, sebagai contoh, memilih benih gandum yang terbaik dan terbesar untuk disemai, tanpa memikirkan bahawa dia mengubah tumbuhan ke arah yang dia perlukan.

Hanya pada abad yang lalu, manusia, yang belum mengetahui undang-undang genetik, mula menggunakan pemilihan secara sedar atau sengaja, melintasi tumbuhan yang memuaskannya sepenuhnya.

Walau bagaimanapun, dengan kaedah pemilihan, seseorang tidak dapat memperoleh sifat-sifat baru secara asasnya dalam organisma yang dibiakkan, kerana semasa pemilihan adalah mungkin untuk mengasingkan hanya genotip yang sudah wujud dalam populasi. Oleh itu, untuk mendapatkan baka dan jenis haiwan dan tumbuhan baharu, penghibridan digunakan, menyilangkan tumbuhan dengan ciri-ciri yang diingini dan seterusnya memilih daripada keturunan individu-individu di mana sifat berfaedah paling ketara. Sebagai contoh, satu varieti gandum mempunyai batang yang kuat dan tahan terhadap penginapan, manakala varieti dengan jerami nipis tidak dijangkiti karat batang. Apabila tumbuhan daripada dua jenis disilangkan, kombinasi ciri yang berbeza muncul pada anak. Tetapi tepatnya tumbuhan yang dipilih pada masa yang sama mempunyai jerami yang kuat dan tidak mengalami karat batang. Ini adalah bagaimana variasi baru dicipta.

Kaedah utama pembiakan secara am dan pembiakan tumbuhan khususnya ialah pemilihan dan penghibridan. Untuk tumbuhan pendebungaan silang, pemilihan jisim individu dengan sifat yang dikehendaki digunakan. Jika tidak, adalah mustahil untuk mendapatkan bahan untuk penyeberangan selanjutnya. Dengan cara ini, sebagai contoh, jenis rai baru diperolehi. Varieti ini tidak homogen secara genetik. Sekiranya adalah wajar untuk mendapatkan garis tulen - iaitu varieti homogen secara genetik, maka pemilihan individu digunakan, di mana, dengan pendebungaan sendiri, anak diperoleh daripada individu tunggal dengan ciri-ciri yang diingini. Banyak jenis gandum, kubis, dan lain-lain diperoleh dengan kaedah ini.

Untuk menyatukan sifat keturunan yang berguna, adalah perlu untuk meningkatkan homozigositas varieti baru. Kadang-kadang pendebungaan sendiri tumbuhan pendebungaan silang digunakan untuk ini. Dalam kes ini, kesan buruk gen resesif mungkin ditunjukkan secara fenotip. Sebab utama untuk ini adalah peralihan banyak gen kepada keadaan homozigot. Dalam mana-mana organisma, gen mutan yang tidak menguntungkan secara beransur-ansur terkumpul dalam genotip. Mereka paling kerap resesif dan tidak kelihatan secara fenotip. Tetapi apabila mereka melakukan pendebungaan sendiri, mereka masuk ke dalam keadaan homozigot, dan perubahan keturunan yang tidak menguntungkan berlaku. Secara semula jadi, dalam tumbuhan yang didebungakan sendiri, gen mutan resesif dengan cepat masuk ke dalam keadaan homozigot, dan tumbuhan tersebut mati, dimusnahkan oleh pemilihan semula jadi.

Walaupun kesan buruk pendebungaan sendiri, ia sering digunakan dalam tumbuhan pendebungaan silang untuk mendapatkan garis homozigot ("tulen") dengan ciri yang dikehendaki. Ini membawa kepada penurunan hasil. Walau bagaimanapun, kemudian pendebungaan silang dijalankan di antara garisan pendebungaan sendiri yang berbeza dan akibatnya, dalam beberapa kes, kacukan hasil tinggi diperoleh yang mempunyai sifat yang dikehendaki oleh pembiak baka. Ini adalah kaedah hibridisasi interline, di mana kesan heterosis sering diperhatikan: hibrid generasi pertama mempunyai hasil yang tinggi dan ketahanan terhadap kesan buruk. Heterosis adalah tipikal untuk kacukan generasi pertama, yang diperoleh dengan melintasi bukan sahaja garisan yang berbeza, tetapi juga jenis yang berbeza dan juga spesies. Kesan kuasa heterozigot (atau hibrid) hanya kuat pada generasi hibrid pertama, dan secara beransur-ansur berkurangan pada generasi berikutnya. Penyebab utama heterosis adalah penghapusan manifestasi berbahaya gen resesif terkumpul dalam hibrid. Sebab lain ialah gabungan gen dominan individu ibu bapa dalam kacukan dan peningkatan bersama kesannya.

Dalam pembiakan tumbuhan, poliploid eksperimen digunakan secara meluas, kerana poliploid dicirikan oleh pertumbuhan pesat, saiz besar dan hasil yang tinggi. Dalam amalan pertanian, bit gula triploid, semanggi empat ploid, rai dan gandum durum, serta gandum lembut enam ploid digunakan secara meluas. Poliploid buatan diperoleh menggunakan bahan kimia yang memusnahkan gelendong pembahagian, akibatnya kromosom pendua tidak dapat tersebar, kekal dalam satu nukleus. Salah satu bahan tersebut ialah colchicine. Penggunaan colchicine untuk menghasilkan poliploid buatan adalah salah satu contoh mutagenesis buatan yang digunakan dalam pembiakan tumbuhan.

Melalui mutagenesis buatan dan pemilihan mutan yang seterusnya, varieti barli dan gandum baru yang menghasilkan tinggi telah diperolehi. Menggunakan kaedah yang sama, adalah mungkin untuk mendapatkan strain baru kulat yang menghasilkan 20 kali lebih banyak antibiotik daripada bentuk asal. Kini lebih daripada 250 jenis tumbuhan pertanian ditanam di dunia, dicipta menggunakan mutagenesis fizikal dan kimia. Ini adalah jenis jagung, barli, kacang soya, beras, tomato, bunga matahari, kapas, tumbuhan hiasan.

Apabila mencipta varieti baru menggunakan mutagenesis buatan, penyelidik menggunakan undang-undang siri homolog N. I. Vavilov. Organisma yang telah menerima sifat baharu hasil daripada mutasi dipanggil mutan. Kebanyakan mutan telah mengurangkan daya maju dan disingkirkan dalam proses pemilihan semula jadi. Untuk evolusi atau pemilihan baka dan varieti baharu, individu yang jarang ditemui yang mempunyai mutasi yang menggalakkan atau neutral diperlukan.

Salah satu pencapaian genetik dan pembiakan moden adalah mengatasi ketidaksuburan kacukan interspesifik. Buat pertama kalinya, G.D. Karpechenko berjaya melakukan ini apabila memperoleh hibrid kubis-lobak. Hasil daripada hibridisasi jauh, tumbuhan baru yang ditanam diperolehi - triticale - hibrid gandum dan rai. Hibridisasi jauh digunakan secara meluas dalam penanaman buah.

Prinsip asas pembiakan haiwan tidak berbeza dengan prinsip pembiakan tumbuhan. Walau bagaimanapun, pemilihan haiwan mempunyai beberapa ciri: mereka hanya dicirikan oleh pembiakan seksual; kebanyakannya sangat jarang bergantian generasi (dalam kebanyakan haiwan selepas beberapa tahun); bilangan individu dalam keturunan adalah kecil. Oleh itu, dalam kerja pembiakan dengan haiwan, adalah penting untuk menganalisis keseluruhan ciri luaran, atau ciri luaran, bagi baka tertentu.

Salah satu pencapaian manusia yang paling penting pada awal pembentukan dan perkembangannya (10-12 ribu tahun yang lalu) ialah penciptaan sumber makanan yang berterusan dan boleh dipercayai dengan menjinakkan haiwan liar. Faktor utama dalam penjinakkan ialah pemilihan tiruan organisma yang memenuhi keperluan manusia. Haiwan domestik mempunyai ciri-ciri individu yang sangat maju, selalunya tidak berguna atau bahkan membahayakan kewujudannya dalam keadaan semula jadi, tetapi berguna kepada manusia. Sebagai contoh, keupayaan beberapa baka ayam untuk menghasilkan lebih daripada 300 telur setahun adalah tidak mempunyai makna biologi, kerana seekor ayam tidak akan dapat mengeram sejumlah telur tersebut. Oleh itu, dalam keadaan semula jadi, bentuk yang dijinakkan tidak boleh wujud.

Domestikasi membawa kepada kelemahan kesan pemilihan penstabilan, yang secara mendadak meningkatkan tahap kebolehubahan dan mengembangkan julatnya. Pada masa yang sama, domestikasi disertai dengan pemilihan, pada mulanya tidak sedarkan diri (pemilihan individu yang kelihatan lebih baik, mempunyai perwatakan yang lebih tenang, memiliki kualiti lain yang berharga kepada manusia), kemudian sedar, atau berkaedah. Penggunaan meluas pemilihan kaedah bertujuan untuk pembentukan dalam haiwan kualiti tertentu yang memuaskan hati manusia.

Proses penjinakkan haiwan baru untuk memenuhi keperluan manusia berterusan pada zaman kita. Sebagai contoh, untuk mendapatkan bulu yang bergaya dan berkualiti tinggi, cabang penternakan baru telah dicipta - penternakan bulu.

Pemilihan bentuk ibu bapa dan jenis persilangan haiwan dijalankan dengan mengambil kira matlamat yang ditetapkan oleh penternak. Ini boleh menjadi tujuan mendapatkan luaran tertentu, peningkatan dalam pengeluaran susu, kandungan lemak susu, kualiti daging, dll. Haiwan pembiakan dinilai bukan sahaja oleh tanda-tanda luaran, tetapi juga oleh asal dan kualiti keturunan. Oleh itu, adalah perlu untuk mengetahui silsilah mereka dengan baik. Dalam ladang pembiakan, apabila memilih pengeluar, rekod silsilah sentiasa disimpan, di mana ciri luaran dan produktiviti bentuk ibu bapa dinilai selama beberapa generasi. Mengikut ciri-ciri nenek moyang, terutamanya pada garis ibu, seseorang boleh menilai dengan kebarangkalian tertentu tentang genotip pengeluar.

Dalam kerja pembiakan dengan haiwan, dua kaedah persilangan digunakan terutamanya: pembiakan luar dan pembiakan dalam.

Pembiakan luar, atau persilangan yang tidak berkaitan antara individu baka yang sama atau baka haiwan yang berbeza, dengan pemilihan yang lebih ketat lagi, membawa kepada pengekalan kualiti yang berguna dan pengukuhan mereka pada generasi akan datang.

Apabila inbreeding, saudara lelaki dan perempuan atau ibu bapa dan anak (bapa-anak perempuan, ibu-anak lelaki, sepupu, dll.) digunakan sebagai bentuk awal. Persilangan sedemikian pada tahap tertentu serupa dengan pendebungaan sendiri dalam tumbuhan, yang juga membawa kepada peningkatan homozigositas dan, akibatnya, kepada penyatuan sifat-sifat yang bernilai ekonomi dalam keturunan. Pada masa yang sama, homozigotisasi untuk gen yang mengawal sifat yang dikaji berlaku lebih cepat, persilangan yang lebih berkait rapat digunakan untuk pembiakan dalam. Walau bagaimanapun, homozigotisasi semasa pembiakan dalam, seperti dalam kes tumbuhan, membawa kepada kelemahan haiwan, mengurangkan daya tahan mereka terhadap pengaruh alam sekitar, dan meningkatkan kejadian. Untuk mengelakkan ini, adalah perlu untuk menjalankan pemilihan ketat individu yang mempunyai ciri ekonomi yang berharga.

Dalam pembiakan, pembiakan dalam biasanya hanya satu langkah dalam meningkatkan baka. Ini diikuti dengan menyeberangi kacukan interline yang berbeza, akibatnya alel resesif yang tidak diingini dipindahkan ke keadaan heterozigot dan kesan berbahaya daripada pembiakan dalam berkurangan dengan ketara.

Dalam haiwan domestik, seperti pada tumbuhan, fenomena heterosis diperhatikan: semasa pembiakan atau persilangan interspesifik, kacukan generasi pertama mengalami perkembangan yang sangat kuat dan peningkatan daya maju. Contoh klasik manifestasi heterosis ialah keldai - kacukan kuda betina dan keldai. Ini adalah haiwan yang kuat dan tahan lasak yang boleh digunakan dalam keadaan yang lebih sukar daripada bentuk induk.

Heterosis digunakan secara meluas dalam penternakan ayam industri (contohnya, ayam pedaging) dan pembiakan babi, kerana generasi pertama kacukan digunakan secara langsung untuk tujuan ekonomi.

hibridisasi jauh. Hibridisasi jauh haiwan domestik adalah kurang cekap daripada tumbuhan. Kacukan interspesifik haiwan selalunya steril. Pada masa yang sama, pemulihan kesuburan pada haiwan adalah tugas yang lebih sukar, kerana mustahil untuk mendapatkan poliploid berdasarkan pendaraban bilangan kromosom di dalamnya. Benar, dalam beberapa kes, hibridisasi jauh disertai dengan gabungan normal gamet, meiosis biasa dan perkembangan selanjutnya embrio, yang memungkinkan untuk mendapatkan beberapa baka yang menggabungkan ciri berharga kedua-dua spesies yang digunakan dalam hibridisasi. Sebagai contoh, di Kazakhstan, berdasarkan hibridisasi biri-biri berbulu halus dengan biri-biri gunung liar argali, satu baka baru merino argali berbulu halus telah dicipta, yang, seperti argali, merumput di padang rumput gunung tinggi yang tidak boleh diakses oleh halus- bulu merino. Baka lembu tempatan yang lebih baik.

Tugas pembiakan moden

Penciptaan baharu dan penambahbaikan varieti, baka dan strain lama dengan ciri yang berguna dari segi ekonomi.

Penciptaan sistem biologi yang sangat produktif berteknologi yang memaksimumkan penggunaan bahan mentah dan sumber tenaga planet ini.

Meningkatkan produktiviti baka, varieti dan strain seunit luas seunit masa.

Meningkatkan kualiti pengguna produk.

Mengurangkan bahagian produk sampingan dan pemprosesan kompleksnya.

Mengurangkan bahagian kerugian daripada perosak dan penyakit.

Ajaran N.I. Vavilov mengenai pusat asal tumbuhan yang ditanam

Doktrin bahan sumber adalah asas pembiakan moden. Bahan sumber berfungsi sebagai sumber kebolehubahan keturunan - asas untuk pemilihan buatan. N.I. Vavilov menetapkan bahawa terdapat kawasan di Bumi dengan tahap kepelbagaian genetik tumbuhan yang ditanam yang sangat tinggi, dan mengenal pasti pusat utama asal tumbuhan yang ditanam (pada mulanya, N.I. Vavilov mengenal pasti 8 pusat, tetapi kemudian mengurangkan bilangannya kepada 7). Bagi setiap pusat, ciri-ciri tanaman pertanian yang paling penting telah ditetapkan.

1. Pusat tropika - merangkumi wilayah tropika India, Indochina, China Selatan dan kepulauan Asia Tenggara. Sekurang-kurangnya satu perempat daripada penduduk dunia masih tinggal di Asia tropika. Pada masa lalu, populasi relatif wilayah ini adalah lebih ketara. Kira-kira satu pertiga daripada tumbuhan yang sedang ditanam berasal dari pusat ini. Ia adalah tempat kelahiran tumbuhan seperti padi, tebu, teh, limau, oren, pisang, terung, serta sejumlah besar buah-buahan dan sayur-sayuran tropika.

2. Pusat Asia Timur - termasuk bahagian sederhana dan subtropika di China Tengah dan Timur, Korea, Jepun dan kebanyakannya. Taiwan. Kira-kira satu perempat daripada penduduk dunia juga tinggal di wilayah ini. Kira-kira 20% daripada flora budaya dunia berasal dari Asia Timur. Ini adalah tempat kelahiran tumbuhan seperti kacang soya, bijirin, kesemak, dan banyak lagi tanaman sayur-sayuran dan buah-buahan.

3. Pusat Asia Barat Daya - termasuk wilayah pedalaman Asia Kecil (Anatolia), Iran, Afghanistan, Asia Tengah dan Barat Laut India. Caucasus juga bersebelahan di sini, flora budayanya, seperti yang ditunjukkan oleh kajian, berkaitan secara genetik dengan Asia Barat. Tanah air gandum lembut, rai, oat, barli, kacang, tembikai.

Pusat ini boleh dibahagikan kepada fokus berikut:

a) Caucasian dengan banyak jenis asli gandum, rai dan buah-buahan. Untuk gandum dan rai, seperti yang ditunjukkan oleh kajian perbandingan, ini adalah tumpuan dunia yang paling penting dari asal spesies mereka;

b) Asia Barat, termasuk Asia Kecil, Inner Syria dan Palestin, Transjordan, Iran, Afghanistan Utara dan Asia Tengah bersama-sama dengan China Turkestan;

c) India Utara-Barat, termasuk, sebagai tambahan kepada Punjab dan wilayah bersebelahan India Utara dan Kashmir, juga Balochistan dan Afghanistan Selatan.

Kira-kira 15% daripada flora budaya dunia berasal dari wilayah ini. Saudara liar gandum, rai dan pelbagai buah-buahan Eropah tertumpu di sini dalam kepelbagaian spesies yang luar biasa. Sehingga kini, adalah mungkin untuk mengesan di sini untuk banyak spesies siri berterusan daripada bentuk yang ditanam kepada bentuk liar, iaitu, untuk mewujudkan sambungan yang dipelihara dari bentuk liar dengan yang ditanam.

4. Pusat Mediterranean - termasuk negara yang terletak di pantai Laut Mediterranean. Pusat geografi yang luar biasa ini, dicirikan pada masa lalu oleh tamadun purba terhebat, telah menimbulkan kira-kira 10% daripada spesies tumbuhan yang ditanam. Antaranya ialah gandum durum, kubis, bit, lobak merah, rami, anggur, zaitun, dan banyak lagi tanaman sayuran dan makanan ternakan.

5. Pusat Habsyah. Jumlah bilangan spesies tumbuhan yang ditanam yang dikaitkan dengan asalnya dengan Abyssinia tidak melebihi 4% daripada flora budaya dunia. Abyssinia dicirikan oleh beberapa spesies endemik dan juga genera tumbuhan yang ditanam. Antaranya ialah pokok kopi, tembikai, bijirin teff (Eragrostis abyssinica), pokok minyak nougat (Guizolia ahyssinica), sejenis pisang yang istimewa.

Dalam Dunia Baru, penyetempatan yang sangat ketat bagi dua pusat spesiasi tumbuhan utama yang ditanam telah diwujudkan.

6. Pusat Amerika Tengah, meliputi wilayah Amerika Utara yang luas, termasuk selatan Mexico. Tiga pusat boleh dibezakan di pusat ini:

a) Gunung selatan Mexico,

b) Amerika Tengah,

c) Pulau India Barat.

Kira-kira 8% daripada pelbagai tumbuhan yang ditanam berasal dari pusat Amerika Tengah, seperti jagung, bunga matahari, kapas ruji panjang Amerika, koko (pokok coklat), sebilangan kacang, labu, banyak buah-buahan (jambu jambu, anon dan alpukat).

7. Pusat Andes, dalam Amerika Selatan, terhad kepada rabung Andes. Ini adalah tempat kelahiran kentang dan tomato. Di sinilah pokok cinchona dan semak koka berasal.

Hukum siri homolog

Sistematisasi doktrin bahan sumber, N.I. Vavilov merumuskan undang-undang siri homologi (1920):

1. Spesies dan genera yang rapat secara genetik dicirikan oleh siri kebolehubahan keturunan yang serupa dengan keteraturan sedemikian sehingga, dengan mengetahui bilangan bentuk dalam satu spesies, seseorang boleh meramalkan kejadian bentuk selari dalam spesies dan genera lain. Lebih dekat genera dan spesies terletak secara genetik dalam sistem umum, lebih lengkap adalah persamaan dalam siri kebolehubahan mereka.

2. Seluruh keluarga tumbuhan secara amnya dicirikan oleh kitaran kebolehubahan tertentu yang melalui semua genera dan spesies yang membentuk keluarga.

Pemilihan ialah sains kaedah untuk mencipta varieti tumbuhan yang sangat produktif, baka haiwan dan strain mikroorganisma.

Pemilihan moden adalah bidang aktiviti manusia yang luas, yang merupakan gabungan pelbagai cabang sains, pengeluaran produk pertanian dan pemprosesannya yang kompleks.

Tugas pembiakan moden

Penciptaan baharu dan penambahbaikan varieti, baka dan strain lama dengan ciri yang berguna dari segi ekonomi.

Penciptaan sistem biologi yang sangat produktif berteknologi yang memaksimumkan penggunaan bahan mentah dan sumber tenaga planet ini.

Meningkatkan produktiviti baka, varieti dan strain seunit luas seunit masa.

Meningkatkan kualiti pengguna produk.

Mengurangkan bahagian produk sampingan dan pemprosesan kompleksnya.

Mengurangkan bahagian kerugian daripada perosak dan penyakit.

Asas teori pemilihan adalah genetik, kerana pengetahuan tentang undang-undang genetik yang memungkinkan untuk mengawal penampilan mutasi secara sengaja, meramalkan hasil persilangan, dan memilih hibrid dengan betul. Hasil daripada aplikasi pengetahuan dalam genetik, adalah mungkin untuk mencipta lebih daripada 10,000 jenis gandum berdasarkan beberapa jenis liar asli, untuk mendapatkan strain baru mikroorganisma yang merembeskan protein makanan, bahan perubatan, vitamin, dll.

Kaedah Pemilihan kaedah pemilihan khusus utama kekal penghibridan dan pemilihan buatan.Hibridisasi

Persilangan organisma dengan genotip yang berbeza adalah kaedah utama untuk mendapatkan gabungan ciri baharu.

Terdapat jenis salib berikut:

Intraspesifik kacukan- bentuk yang berbeza disilang dalam spesies (tidak semestinya jenis dan baka). Lintasan intraspesifik juga termasuk lintasan organisma spesies yang sama yang hidup dalam keadaan persekitaran yang berbeza.

salib yang berkait rapat aruhan dalam tumbuhan dan pembiakan dalam haiwan. Ia digunakan untuk mendapatkan garisan bersih.

Salib antara- wakil garis tulen diseberang (dan dalam beberapa kes - jenis dan baka yang berbeza). Palang belakang (salib belakang) adalah persilangan kacukan (heterozigot) dengan bentuk induk (homozigot). Sebagai contoh, persilangan heterozigot dengan bentuk homozigot dominan digunakan untuk menghalang ekspresi fenotip alel resesif.

Menganalisis salib- ini adalah persilangan bentuk dominan dengan genotip yang tidak diketahui dan garisan penguji homozigot resesif.

jauh kacukan- interspesifik dan intergenerik. Biasanya kacukan jauh adalah steril dan dibiakkan secara vegetatif.

Pemilihan ialah proses pembezaan (tidak sama rata) pembiakan genotip. Pada masa yang sama, seseorang tidak boleh lupa bahawa, sebenarnya, pemilihan dijalankan mengikut fenotip pada semua peringkat ontogeni organisma (individu). Hubungan samar antara genotip dan fenotip melibatkan ujian tumbuhan terpilih untuk keturunan.

Pemilihan massa- Keseluruhan kumpulan dipilih. Sebagai contoh, benih dari tumbuhan terbaik digabungkan dan disemai bersama. Pemilihan jisim dianggap sebagai bentuk pemilihan primitif, kerana ia tidak membenarkan penghapusan pengaruh kebolehubahan pengubahsuaian (termasuk pengubahsuaian jangka panjang). Digunakan dalam pengeluaran benih. Kelebihan bentuk pemilihan ini ialah pengekalan tahap kepelbagaian genetik yang tinggi dalam kumpulan tumbuhan terpilih.

Pemilihan individu- individu individu dipilih, dan benih yang dikumpulkan daripada mereka disemai secara berasingan. Pemilihan individu dianggap sebagai bentuk pemilihan progresif kerana ia menghapuskan kesan kebolehubahan pengubahsuaian.

Satu jenis pemilihan keluarga ialah pilihan sib . Asas pemilihan adik beradik ialah pemilihan saudara terdekat (adik beradik - adik beradik). Kes istimewa pemilihan saudara ialah pemilihan bunga matahari untuk kandungan minyak kaedah separuh. Apabila menggunakan kaedah ini, perbungaan (bakul) bunga matahari dibahagikan kepada separuh. Benih separuh biji diperiksa untuk kandungan minyak: jika kandungan minyak tinggi, maka separuh kedua benih digunakan dalam pemilihan selanjutnya.

Pelajaran dalam gred 9 "Asas genetik pemilihan organisma. Tugas pemilihan moden»

Sasaran: untuk memberikan konsep pemilihan, kaedah, matlamat dan keputusannya, untuk menunjukkan bahawa asas teori pemilihan adalah genetik.

Peralatan dan bahan: jadual yang menggambarkan baka haiwan dan jenis tumbuhan.

Konsep dan istilah asas: pemilihan, pemilihan buatan, baka, kepelbagaian, ketegangan, pengezonan, hibridisasi, pemilihan tidak sedarkan diri, pemilihan kaedah, pemilihan jisim, pemilihan individu.

Struktur dan kandungan pelajaran

1. Aktualisasi pengetahuan asas dan motivasi aktiviti pendidikan

Soalan untuk pelajar.
1) Apakah jenis tumbuhan dan baka haiwan yang anda tahu?
2) Bagaimanakah penternak mendapat varieti dan baka ini?
3) terima kasih kepada penternak apa yang mendapat pelbagai jenis?
4) Bolehkah pengetahuan tentang ciri genetik organisma menyumbang kepada proses pemilihan?

2. Mempelajari bahan baharu

cerita cikgu.
Tugas dan kaedah pembiakan moden.
Pembiakan ialah sains kaedah untuk mencipta varieti tumbuhan, baka haiwan dan strain mikroorganisma dengan ciri-ciri yang diperlukan oleh seseorang. Dia mencapai kejayaan yang paling ketara dengan penggunaan aktif pencapaian genetik, yang merupakan asas pemilihan teori. Dalam proses pemilihan, sebagai peraturan, terdapat beberapa peringkat:
Pembuktian tujuan dan objektif pemilihan;
Penciptaan dan pemilihan bahan sumber;
Pembangunan skim pembiakan, proses pembiakan (termasuk pelbagai kaedah pembiakan);
Ujian pelbagai.
Kemunculan pemilihan saintifik dikaitkan dengan ajaran evolusi C. Darwin, kajian eksperimen G. Mendel, V. Johansen, penternak I. V. Michurin, L. Burbank, yang kerjanya berfungsi sebagai asas untuk pembangunan teori pemilihan. Sebaliknya, penemuan dalam genetik menyumbang kepada pembangunan kaedah proses pemilihan dan peningkatan kecekapan pemilihan buatan. Sebagai contoh, penemuan undang-undang Mendel memungkinkan untuk sengaja memilih pasangan untuk penyeberangan, dan penubuhan oleh N. I. Vavilov mengenai pusat-pusat asal tumbuhan yang ditanam dan justifikasi undang-undang siri homolog kebolehubahan keturunan memungkinkan penternak untuk membangunkan kaedah untuk mencari bahan sumber dengan berkesan. Kajian tentang sifat pewarisan sifat-sifat yang bernilai ekonomi menyumbang kepada penciptaan keseluruhan sistem salib dan memungkinkan untuk menggabungkan pelbagai sifat tumbuhan.
N. I. Vavilov melakukan banyak perkara untuk membangunkan asas teori pemilihan dan untuk menjelaskan definisi pemilihan sebagai sains bebas. Memberi definisi umum pembiakan sebagai sains, N.I. Vavilov menulis: “Pemilihan pada dasarnya adalah campur tangan manusia dalam membentuk haiwan dan tumbuhan; dalam erti kata lain, pemilihan adalah evolusi yang diarahkan oleh kehendak manusia "N.I. Vavilov menekankan tahap kerumitan pemilihan yang tinggi sebagai disiplin saintifik dan percaya bahawa ia terdiri daripada
Pengajaran tentang bahan sumber;
Pengajaran tentang kebolehubahan keturunan;
Pengajaran tentang peranan alam sekitar dalam mengenal pasti ciri varieti;
Teori hibridisasi;
Teori proses pemilihan;
Doktrin arahan utama dalam kerja pemilihan (sebagai contoh, pemilihan bukan imuniti);
Pilihan peribadi.
Penggunaan pelbagai kaedah dalam proses pembiakan membawa kepada penciptaan arah baru - pembiakan sintetik. Ia berdasarkan penggunaan bahan sumber yang dicipta oleh penghibridan pelbagai jenis dan bentuk. Asas pemilihan sintetik adalah penggabungan semula dan pelanggaran. Dalam pembiakan sintetik gabungan, dalam satu tumbuhan hibrid, ciri dan sifat dua atau lebih bentuk induk digabungkan. Tugas pembiak baka adalah untuk memilih dan menstabilkan genetik tumbuhan hibrid yang menggabungkan ciri-ciri dan sifat-sifat ini paling berjaya. Pemilihan sintetik transgresif adalah berdasarkan pemilihan pada individu yang berpecah selepas penghibridan generasi dengan pelanggaran, iaitu, dengan sifat positif yang lebih ketara berbanding ibu bapa. Kejayaan pemilihan sintetik transgresif bergantung pada pengenalpastian betul pasangan ibu bapa yang mampu menghasilkan pelanggaran apabila dipalang.
Pembentangan bahan tentang varieti tumbuhan, baka haiwan, strain mikroorganisma.
Cerita tentang bentuk-bentuk pemilihan tiruan.

3. Generalisasi, sistematisasi dan kawalan pengetahuan dan kemahiran pelajar

Perbualan.
1) Namakan cabang aplikasi praktikal genetik.
2) Senaraikan tugas utama pembiakan moden.
3) Apakah peranan yang dimainkan oleh kepelbagaian bahan pembiakan awal untuk pembiakan?
4) Takrifkan: apakah kepelbagaian?

4. Kerja bebas pelajar

Beri jawapan kepada soalan.
1) Apakah mekanisme pemilihan buatan?
2) Apakah yang dipanggil strain?
3) Apakah nama set langkah yang bertujuan untuk memeriksa pematuhan sifat baka atau varieti tertentu dengan syarat zon semula jadi tertentu?
5) Mengapakah jenis dan baka tidak boleh dipanggil spesies?

5. Kerja rumah

APA ITU PILIHAN.

Perkataan "pemilihan" berasal daripada lat. "selectio", yang dalam terjemahan bermaksud "pilihan, pemilihan". Pembiakan ialah sains yang membangunkan cara dan kaedah baharu untuk mendapatkan varieti tumbuhan dan kacukan mereka, baka haiwan. Ia juga merupakan cabang pertanian yang terlibat dalam pembiakan varieti dan baka baru dengan ciri-ciri yang diperlukan untuk manusia: produktiviti tinggi, kualiti produk tertentu, tahan penyakit, disesuaikan dengan keadaan pertumbuhan tertentu.

GENETIK SEBAGAI ASAS TEORI PEMILIHAN.

Asas teori pemilihan adalah genetik - sains undang-undang keturunan dan kebolehubahan organisma dan kaedah menguruskannya. Dia mengkaji corak pewarisan ciri dan sifat bentuk ibu bapa, membangunkan kaedah dan teknik untuk menguruskan keturunan. Mengaplikasikannya dalam amalan apabila membiak jenis baru tumbuhan dan baka haiwan, seseorang menerima bentuk organisma yang diperlukan, dan juga mengawal perkembangan individu mereka dengan montogenesis. Asas genetik moden diletakkan oleh saintis Czech G. Mendel, yang pada tahun 1865 menubuhkan prinsip diskret, atau ketidaksinambungan, pewarisan tanda dan sifat organisma. Dalam eksperimen dengan kacang polong, penyelidik menunjukkan bahawa ciri-ciri tumbuhan induk tidak dimusnahkan atau bercampur semasa persilangan, tetapi dihantar kepada anak sama ada dalam bentuk ciri salah satu daripada ibu bapa, atau dalam bentuk pertengahan, muncul semula dalam generasi berikutnya dalam keadaan tertentu. nisbah kuantitatif. Eksperimennya juga membuktikan bahawa terdapat pembawa bahan keturunan, yang kemudiannya dipanggil gen. Mereka khusus untuk setiap organisma. Pada permulaan abad kedua puluh, ahli biologi Amerika T. H. Morgan menyokong teori keturunan kromosom, mengikut mana sifat keturunan ditentukan oleh kromosom - organel nukleus semua sel badan. Saintis itu membuktikan bahawa gen terletak secara linear di antara kromosom dan bahawa gen satu kromosom dikaitkan antara satu sama lain. Sesuatu sifat biasanya ditentukan oleh sepasang kromosom. Semasa pembentukan sel kuman, kromosom berpasangan bercapah. Set penuh mereka dipulihkan dalam sel yang disenyawakan. Oleh itu, organisma baru menerima kromosom daripada kedua ibu bapa, dan dengan mereka mewarisi ciri-ciri tertentu. Pada tahun 1920-an, genetik mutasi dan populasi timbul dan mula berkembang. Genetik populasi ialah bidang genetik yang mengkaji faktor utama evolusi - keturunan, kebolehubahan dan pemilihan - dalam keadaan persekitaran tertentu, populasi. Pengasas arah ini ialah saintis Soviet S. S. Chetverikov. Kami akan mempertimbangkan genetik mutasi selari dengan mutagenesis. Pada tahun 30-an, ahli genetik N.K. Koltsov mencadangkan bahawa kromosom adalah molekul gergasi, dengan itu menjangkakan kemunculan arah baru dalam sains - genetik molekul. Kemudian dibuktikan bahawa kromosom terdiri daripada protein dan molekul asid deoksiribonukleik (DNA). Molekul DNA mengandungi maklumat keturunan, program untuk sintesis protein, yang merupakan asas kehidupan di Bumi. Genetik moden berkembang secara menyeluruh. Ia mempunyai banyak arah. Memperuntukkan genetik mikroorganisma, tumbuhan, haiwan dan manusia. Genetik berkait rapat dengan sains biologi lain - teori evolusi, biologi molekul, biokimia. Ia adalah asas teori pemilihan. Berdasarkan kajian genetik, kaedah telah dibangunkan untuk mendapatkan kacukan jagung, bunga matahari, bit gula, timun, serta kacukan dan kacukan haiwan dengan heterosis disebabkan oleh (heterosis ialah pecutan pertumbuhan, peningkatan saiz, peningkatan daya maju. dan produktiviti kacukan generasi pertama berbanding organisma induk ) meningkatkan produktiviti.