DI TRUYỀN HỌC - CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA LỰA CHỌN. LỰA CHỌN VÀ PHƯƠNG PHÁP CỦA NÓ.

• Chọn giống là khoa học lai tạo mới và cải tạo các giống cây trồng, vật nuôi cũ và các chủng vi sinh vật có đặc tính cần thiết cho con người.
• Giống là một quần thể cây trồng do con người tạo ra, có đặc điểm là vốn gen nhất định, đặc điểm hình thái và sinh lý cố định về mặt di truyền, có mức độ và tính chất nhất định của năng suất.
• Giống là một quần thể động vật do con người tạo ra, có đặc điểm là vốn gen nhất định, đặc điểm hình thái và sinh lý cố định về mặt di truyền, có mức độ và tính chất nhất định về năng suất.
• Chủng - một quần thể vi sinh vật, do con người tạo ra nhân tạo, được đặc trưng bởi một vốn gen nhất định, các đặc điểm hình thái và sinh lý cố định về mặt di truyền, một mức độ và tính chất nhất định của năng suất.

2. Những nhiệm vụ chính của chọn giống khoa học là gì?

1. Tăng năng suất giống cây trồng, vật nuôi, chủng vi sinh vật;
2. Nghiên cứu sự đa dạng về giống cây trồng, vật nuôi, chủng vi sinh vật;
3. Phân tích quy luật biến dị di truyền trong quá trình lai và quá trình đột biến;
4. Nghiên cứu vai trò của môi trường đối với sự phát triển các dấu hiệu và đặc tính của sinh vật;
5. Phát triển các hệ thống chọn lọc nhân tạo góp phần củng cố và củng cố các tính trạng có ích cho con người ở các sinh vật có các hình thức sinh sản khác nhau;
6. Tạo giống kháng bệnh và điều kiện khí hậu;
7. Có được các giống, chủng, giống phù hợp với cơ giới hóa trồng trọt, chăn nuôi.

3. Cơ sở lý thuyết của tuyển chọn là gì?

Trả lời: Cơ sở lý thuyết của chọn lọc là di truyền. Nó cũng sử dụng các thành tựu của thuyết tiến hóa, sinh học phân tử, hóa sinh và các ngành khoa học sinh học khác.

4. Hoàn thành bảng "các phương pháp lựa chọn ”.

5. Tầm quan trọng của chọn lọc trong hoạt động kinh tế của con người?

Trả lời: Nhân giống cho phép bạn tăng năng suất của các giống cây trồng, vật nuôi và các chủng vi sinh vật; phát triển các hệ thống chọn lọc nhân tạo góp phần củng cố và củng cố các tính trạng có ích cho con người ở các sinh vật khác nhau; tạo ra các giống cây trồng kháng bệnh, chống chịu với điều kiện khí hậu; có được các loại giống, chủng, giống phù hợp với việc trồng trọt, chăn nuôi công nghiệp cơ giới.

GIÁO ÁN N.I. VAVILOV VỀ CÁC TRUNG TÂM ĐA DẠNG VÀ NGUỒN GỐC CỦA CÂY TRỒNG.

1. Đưa ra các định nghĩa về khái niệm.

• Trung tâm của sự đa dạng và nguồn gốc là lãnh thổ (khu vực địa lý) mà trong đó một loài hoặc chủng loại cây nông nghiệp khác có hệ thống được hình thành và từ đó chúng lan rộng ra.
• Chuỗi tương đồng - một chuỗi biến đổi di truyền tương tự ở các loài và giống gần về mặt di truyền.

2. Hình thành quy luật biến dị di truyền đồng loạt.

Trả lời: Các loài và chi gần gũi về mặt di truyền được đặc trưng bởi các chuỗi biến dị di truyền giống nhau với mức độ đều đặn đến mức, khi biết số lượng dạng trong một loài, người ta có thể thấy trước việc tìm thấy các dạng song song ở các loài và chi khác. Các chi và loài càng gần nhau về mặt di truyền trong hệ thống chung, thì sự tương đồng trong chuỗi các biến thể của chúng càng giống nhau. Toàn bộ các họ thực vật thường được đặc trưng bởi một chu kỳ biến đổi nhất định, đi qua tất cả các chi và loài tạo nên họ.

3. Điền vào bảng " Các trung tâm xuất xứ và đa dạng của các loại cây trồng.

CÔNG NGHỆ SINH HỌC, THÀNH TỰU VÀ TRIỂN VỌNG PHÁT TRIỂN CỦA NÓ.

1. Đưa ra các định nghĩa về khái niệm.

• Công nghệ sinh học là ngành học nghiên cứu khả năng sử dụng các sinh vật sống, hệ thống hoặc sản phẩm hoạt động quan trọng của chúng để giải quyết các vấn đề công nghệ, cũng như khả năng tạo ra các sinh vật sống với các đặc tính cần thiết bằng kỹ thuật di truyền.
• Kỹ thuật tế bào là việc tạo ra một loại tế bào mới dựa trên quá trình lai, tái tạo và nuôi cấy của chúng. Theo nghĩa hẹp của từ này, thuật ngữ này được hiểu là sự lai tạo giữa các nguyên bào hoặc tế bào động vật, theo nghĩa rộng - các thao tác khác nhau với chúng nhằm giải quyết các vấn đề khoa học và thực tiễn.
• Kỹ thuật gen là một tập hợp các kỹ thuật, phương pháp và công nghệ để thu được ARN và ADN tái tổ hợp, phân lập gen từ một sinh vật, thao tác gen và đưa chúng vào các sinh vật khác.

2. Nêu vai trò của công nghệ sinh học đối với thực tiễn của con người?

Trả lời: Quy trình công nghệ sinh học được sử dụng trong các sản phẩm bánh mì, nấu rượu, nấu bia, sữa lên men; quy trình vi sinh - để thu được aceton, butanol, kháng sinh, vitamin, protein thức ăn chăn nuôi; công nghệ sinh học cũng bao gồm việc sử dụng các sinh vật sống, hệ thống hoặc sản phẩm của hoạt động quan trọng của chúng để giải quyết các vấn đề công nghệ, khả năng tạo ra các sinh vật sống với các đặc tính cần thiết.

3. Triển vọng phát triển của công nghệ sinh học là gì?

Sự phát triển hơn nữa của công nghệ sinh học sẽ giúp giải quyết một số nhiệm vụ quan trọng:

1. Giải quyết vấn đề thiếu lương thực.
2. Tăng năng suất của cây trồng, tạo ra các giống có khả năng chống chịu tốt hơn với các tác động bất lợi, và cũng tìm ra những cách mới để bảo vệ thực vật.
3. Tạo phân bón sinh học mới, biohumus.
4. Tìm nguồn protein động vật thay thế.
5. Nhân giống cây trồng sinh dưỡng bằng phương pháp nuôi cấy mô tế bào.
6. Tạo ra các loại thuốc mới và thực phẩm chức năng.
7. Tiến hành chẩn đoán sớm các bệnh truyền nhiễm và u ác tính.
8. Thu được nhiên liệu thân thiện với môi trường bằng cách tái chế chất thải công nghiệp và nông nghiệp.
9. Tái chế khoáng chất theo những cách mới.
10. Sử dụng các phương pháp công nghệ sinh học trong hầu hết các ngành công nghiệp vì lợi ích của nhân loại.

4. Bạn thấy những hậu quả tiêu cực có thể có của việc nghiên cứu thiếu kiểm soát trong lĩnh vực công nghệ sinh học là gì?

Trả lời: Các sản phẩm chuyển gen có thể gây hại cho sức khỏe, gây ra các khối u ác tính. Nhân bản vô tính người là vô nhân đạo và trái với thế giới quan của nhiều quốc gia. Những phát triển mới nhất trong công nghệ sinh học có thể dẫn đến những hậu quả không thể kiểm soát được: tạo ra các vi rút và vi sinh vật mới cực kỳ nguy hiểm cho con người, cũng như đối với những đối tượng bị kiểm soát: tạo ra vũ khí sinh học.

Di truyền là cơ sở lý thuyết của chọn giống. Tất cả các phương pháp nhân giống hiện đại đều dựa vào việc sử dụng các nguyên tắc di truyền. Các quy định của di truyền học về bản chất rời rạc của di truyền, học thuyết về sự biến đổi đột biến và biến đổi, việc thiết lập các mô hình phân chia các tính trạng, các khái niệm về tính trội và tính lặn, tính đồng hợp và dị hợp tử, và những điều khác hình thành cơ sở của công việc tạo giống ở Hiện nay.

Ngay từ thời kỳ đầu phát triển, di truyền học đã đóng góp quan trọng vào lý thuyết chọn lọc. Công trình của N. I. Vavilov và I. V. Michurin có tầm quan trọng nổi bật đối với sự phát triển của các phương pháp di truyền tạo giống cây trồng.

N. I. Vavilov đã phát hiện ra quy luật chuỗi tương đồng trong biến dị di truyền, tạo ra học thuyết về các trung tâm thế giới về nguồn gốc của thực vật trồng trọt, và đặt cơ sở di truyền và nhân giống cho học thuyết về khả năng miễn dịch của thực vật đối với bệnh tật và sâu bệnh.

I. V. Michurin là người đầu tiên trong số các nhà sinh học đưa ra quan điểm về khả năng kiểm soát quá trình tạo ra các dạng và giống với những đặc điểm và tính chất mà một người cần. Sau khi chứng minh quan điểm này về mặt lý thuyết, ông đã đưa ra một số lượng lớn các giống cây ăn quả và quả mọng. I. V. Michurin đã phát triển lý thuyết về phép lai xa và học thuyết về sự kiểm soát trội đối với sự hình thành các tính trạng và đặc tính của cây lâu năm trong quá trình phát sinh.

Ban đầu, sự lựa chọn dựa trên sự chọn lọc nhân tạo, khi một người chọn những cây trồng hoặc động vật có những đặc điểm mà anh ta quan tâm. Cho đến thế kỷ 16-17, việc lựa chọn diễn ra một cách vô thức: chẳng hạn, một người đã chọn những hạt lúa mì tốt nhất, lớn nhất để gieo mà không nghĩ rằng mình đang thay đổi cây trồng theo hướng mình cần.

Chỉ trong thế kỷ trước, con người, khi chưa biết các quy luật di truyền, đã bắt đầu sử dụng sự chọn lọc một cách có ý thức hoặc có mục đích, để lai những loại cây khiến anh ta hài lòng ở mức độ lớn nhất.

Tuy nhiên, bằng phương pháp chọn lọc, một người không thể có được các đặc tính cơ bản mới ở các sinh vật được lai tạo, vì trong quá trình chọn lọc chỉ có thể phân lập những kiểu gen đã tồn tại trong quần thể. Do đó, để có được các giống và giống vật nuôi và thực vật mới, người ta sử dụng phương pháp lai, lai các cây có các tính trạng mong muốn và sau đó chọn lọc từ con cháu những cá thể có đặc tính có lợi rõ rệt nhất. Ví dụ, một giống lúa mì có thân khỏe và có khả năng chống đổ, trong khi một giống lúa có lớp rơm mỏng không bị nhiễm bệnh gỉ sắt. Khi lai các cây từ hai giống, các tổ hợp tính trạng khác nhau sẽ xuất hiện ở đời con. Nhưng chính những cây được chọn phải đồng thời có rơm rạ chắc và không bị bệnh rỉ sắt thân. Đây là cách một giống mới được tạo ra.

Các phương pháp nhân giống chính nói chung và chọn tạo giống cây trồng nói riêng là chọn lọc và lai tạo. Đối với cây giao phấn, người ta sử dụng phương pháp chọn lọc hàng loạt các cá thể có các đặc tính mong muốn. Nếu không, không thể kiếm được vật liệu để vượt qua. Bằng cách này, chẳng hạn, sẽ thu được những giống lúa mạch đen mới. Các giống này không đồng nhất về mặt di truyền. Nếu muốn có được một dòng thuần - nghĩa là một giống đồng nhất về mặt di truyền, thì sử dụng chọn lọc cá thể, trong đó, bằng cách tự thụ phấn, con cái thu được từ một cá thể có các tính trạng mong muốn. Nhiều loại lúa mì, bắp cải, vv đã được thu được bằng phương pháp này.

Để củng cố các đặc tính di truyền hữu ích, cần phải tăng tính đồng hợp tử của một giống mới. Đôi khi tự thụ phấn của các cây giao phấn được sử dụng cho việc này. Trong trường hợp này, tác động bất lợi của gen lặn có thể được biểu hiện ra kiểu hình. Nguyên nhân chính của việc này là do nhiều gen chuyển sang trạng thái đồng hợp tử. Ở bất kỳ loài sinh vật nào, các gen đột biến bất lợi tích lũy dần trong kiểu gen. Chúng thường là tính trạng lặn và không biểu hiện ra kiểu hình. Nhưng trong quá trình tự thụ phấn, chúng chuyển sang trạng thái đồng hợp tử và xảy ra sự thay đổi di truyền bất lợi. Trong tự nhiên, ở thực vật tự thụ phấn, các gen đột biến lặn nhanh chóng chuyển sang trạng thái đồng hợp tử, và những cây đó chết đi do chọn lọc tự nhiên.

Bất chấp những tác động bất lợi của quá trình tự thụ phấn, nó thường được sử dụng cho cây giao phấn để thu được các dòng đồng hợp tử ("thuần") với các tính trạng mong muốn. Điều này dẫn đến giảm sản lượng. Tuy nhiên, sau đó người ta tiến hành giao phấn chéo giữa các dòng tự thụ phấn khác nhau và kết quả là trong một số trường hợp, con lai có năng suất cao thu được những đặc tính mà nhà chọn tạo giống mong muốn. Đây là phương pháp lai giữa các dòng, trong đó thường quan sát thấy ảnh hưởng của ưu thế lai: các con lai ở thế hệ thứ nhất có năng suất cao và có khả năng chống chịu các tác động bất lợi. Ưu thế lai đặc trưng cho các phép lai ở thế hệ đầu tiên, thu được bằng cách lai không chỉ các dòng khác nhau, mà còn các giống khác nhau và thậm chí cả loài. Ảnh hưởng của tính trạng dị hợp tử (hoặc phép lai) chỉ mạnh ở thế hệ lai đầu tiên và giảm dần ở các thế hệ sau. Nguyên nhân chính của ưu thế lai là do loại bỏ biểu hiện có hại của các gen lặn tích lũy ở con lai. Một lý do khác là sự kết hợp của các gen trội của các cá thể bố mẹ trong con lai và tác động của chúng được tăng cường lẫn nhau.

Trong chọn giống cây trồng, phương pháp đa bội thực nghiệm được sử dụng rộng rãi, vì thể đa bội có đặc điểm là sinh trưởng nhanh, kích thước lớn và năng suất cao. Trong thực tế nông nghiệp, củ cải đường tam bội, cỏ bốn bội, lúa mạch đen và lúa mì cứng, cũng như lúa mì mềm sáu bội được sử dụng rộng rãi. Đa bội nhân tạo thu được bằng cách sử dụng các chất hóa học phá hủy trục phân chia, kết quả là các nhiễm sắc thể đã nhân đôi không thể phân tán, chỉ còn lại trong một nhân. Một trong những chất như vậy là colchicine. Việc sử dụng colchicine để tạo ra các đa bội nhân tạo là một ví dụ về gây đột biến nhân tạo được sử dụng trong chọn giống cây trồng.

Bằng phương pháp gây đột biến nhân tạo và chọn lọc các đột biến tiếp theo, các giống lúa mạch và lúa mì mới có năng suất cao đã được thu được. Sử dụng các phương pháp tương tự, người ta có thể thu được các chủng nấm mới tạo ra lượng kháng sinh nhiều hơn 20 lần so với các dạng ban đầu. Hiện nay hơn 250 giống cây nông nghiệp được trồng trên thế giới, được tạo ra bằng cách sử dụng gây đột biến vật lý và hóa học. Đó là các giống ngô, lúa mạch, đậu tương, lúa, cà chua, hướng dương, bông vải, cây cảnh.

Khi tạo ra các giống mới bằng cách sử dụng gây đột biến nhân tạo, các nhà nghiên cứu sử dụng quy luật chuỗi tương đồng của N. I. Vavilov. Một sinh vật nhận được các đặc tính mới do đột biến được gọi là thể đột biến. Hầu hết các thể đột biến đều bị giảm khả năng sống và bị loại bỏ trong quá trình chọn lọc tự nhiên. Để tiến hóa hoặc chọn lọc các giống và giống mới, những cá thể hiếm gặp có các đột biến thuận lợi hoặc trung tính là cần thiết.

Một trong những thành tựu của di truyền và chọn giống hiện đại là khắc phục được tình trạng vô sinh của các con lai giữa các loài đặc hiệu. Lần đầu tiên, G.D. Karpechenko đã làm được điều này khi có được cây lai giữa bắp cải và củ cải. Kết quả của quá trình lai xa, một loại cây trồng mới đã thu được - cây triticale - một loại cây lai giữa lúa mì và lúa mạch đen. Lai xa được sử dụng rộng rãi trong trồng cây ăn quả.

Các nguyên tắc cơ bản của tạo giống vật nuôi không khác gì các nguyên tắc của chọn tạo giống cây trồng. Tuy nhiên, việc chọn lọc động vật có một số đặc điểm: chúng chỉ có đặc điểm là sinh sản hữu tính; chủ yếu là sự luân phiên rất hiếm của các thế hệ (ở hầu hết các loài động vật sau một vài năm); số lượng cá thể đời con ít. Vì vậy, trong công tác lai tạo với động vật, điều quan trọng là phải phân tích tổng thể các đặc điểm bên ngoài, hoặc đặc điểm bên ngoài của một giống cụ thể.

Một trong những thành tựu quan trọng nhất của con người vào buổi bình minh hình thành và phát triển (cách đây 10-12 nghìn năm) là việc tạo ra nguồn thức ăn ổn định và khá đáng tin cậy bằng cách thuần hóa các loài động vật hoang dã. Yếu tố chính trong quá trình thuần hóa là chọn lọc nhân tạo các sinh vật đáp ứng yêu cầu của con người. Động vật nuôi có các đặc điểm cá thể rất phát triển, thường vô dụng hoặc thậm chí có hại cho sự tồn tại của chúng trong điều kiện tự nhiên, nhưng có ích cho con người. Ví dụ, khả năng của một số giống gà có thể sản xuất hơn 300 quả trứng mỗi năm là không có ý nghĩa sinh học, vì một con gà sẽ không thể ấp một số lượng trứng như vậy. Do đó, trong điều kiện tự nhiên, các hình thức thuần hóa không thể tồn tại.

Sự thuần hóa dẫn đến sự suy yếu tác dụng của việc ổn định chọn lọc, điều này làm tăng mạnh mức độ biến đổi và mở rộng phổ của nó. Đồng thời, việc thuần hóa đi kèm với chọn lọc, lúc đầu là vô thức (chọn lọc những cá thể trông đẹp hơn, có tính cách điềm đạm hơn, sở hữu những phẩm chất khác có giá trị đối với con người), sau đó là có ý thức hoặc có phương pháp. Việc sử dụng rộng rãi phương pháp chọn lọc có phương pháp nhằm mục đích hình thành ở động vật những phẩm chất nhất định làm hài lòng con người.

Quá trình thuần hóa động vật mới để đáp ứng nhu cầu của con người vẫn tiếp tục trong thời đại chúng ta. Ví dụ, để có được những bộ lông thú thời trang và chất lượng cao, một ngành chăn nuôi mới đã được tạo ra - nuôi lông thú.

Việc lựa chọn các hình thức bố mẹ và các kiểu lai của động vật được thực hiện có tính đến mục tiêu mà nhà lai tạo đặt ra. Đây có thể là mục đích thu được một số ngoại cảnh nhất định, tăng sản lượng sữa, hàm lượng chất béo trong sữa, chất lượng thịt, ... Con giống không chỉ được đánh giá bằng các dấu hiệu bên ngoài mà còn bằng nguồn gốc và chất lượng con giống. Vì vậy, cần phải biết rõ về phả hệ của họ. Trong các trại chăn nuôi, khi lựa chọn người sản xuất, hồ sơ về phả hệ luôn được lưu giữ, trong đó các đặc điểm bên ngoài và năng suất của các dạng bố mẹ được đánh giá qua một số thế hệ. Theo các tính trạng của tổ tiên, đặc biệt là theo dòng mẹ, người ta có thể phán đoán với một xác suất nhất định về kiểu gen của các nhà sản xuất.

Trong công tác lai tạo với vật nuôi, người ta chủ yếu sử dụng hai phương pháp lai là giao phối cận huyết và giao phối cận huyết.

Việc lai tạo, hoặc lai tạp không liên quan giữa các cá thể cùng giống hoặc các giống vật nuôi khác nhau, với sự chọn lọc khắt khe hơn nữa, dẫn đến việc duy trì các phẩm chất hữu ích và tăng cường sức mạnh của chúng trong các thế hệ tiếp theo.

Khi giao phối cận huyết, anh chị em hoặc cha mẹ và con cái (cha-con, mẹ-con, anh em họ, v.v.) được dùng làm hình thức ban đầu. Việc lai giống như vậy ở một mức độ nhất định tương tự như tự thụ phấn ở thực vật, điều này cũng dẫn đến sự gia tăng tính đồng hợp tử và kết quả là củng cố các tính trạng có giá trị kinh tế ở thế hệ con cái. Đồng thời, sự đồng hợp tử đối với các gen kiểm soát tính trạng nghiên cứu xảy ra càng nhanh, thì phép lai có quan hệ họ hàng gần được sử dụng cho giao phối cận huyết càng nhiều. Tuy nhiên, sự đồng hợp tử trong quá trình giao phối cận huyết, như trong trường hợp thực vật, dẫn đến sự suy yếu của động vật, giảm khả năng chống chịu với các ảnh hưởng của môi trường và tăng tỷ lệ mắc bệnh. Để tránh điều này, cần tiến hành tuyển chọn nghiêm ngặt những cá thể có đặc điểm kinh tế có giá trị.

Trong chăn nuôi, giao phối cận huyết thường chỉ là một bước trong việc cải thiện một giống nòi. Tiếp theo là lai các con lai giữa các dòng khác nhau, kết quả là các alen lặn không mong muốn được chuyển sang trạng thái dị hợp tử và tác hại của giao phối cận huyết giảm đi rõ rệt.

Ở vật nuôi, cũng như ở thực vật, hiện tượng ưu thế lai được quan sát thấy: trong quá trình giao phối giữa các loài lai với nhau hoặc giữa các con lai khác loài, các con lai của thế hệ đầu tiên đặc biệt phát triển mạnh mẽ và tăng khả năng sống. Một ví dụ kinh điển về sự biểu hiện của ưu thế lai là con la - con lai giữa ngựa cái và lừa. Đây là một loài động vật mạnh mẽ, cứng cáp, có thể sử dụng trong những điều kiện khó khăn hơn nhiều so với các dạng bố mẹ.

Ưu thế lai được sử dụng rộng rãi trong chăn nuôi gia cầm công nghiệp (ví dụ, gà thịt) và chăn nuôi lợn, vì thế hệ con lai đầu tiên được sử dụng trực tiếp cho các mục đích kinh tế.

lai xa. Việc lai xa vật nuôi trong nhà kém hiệu quả hơn so với lai thực vật. Các con lai không đặc hiệu của động vật thường bất dục. Đồng thời, việc phục hồi khả năng sinh sản ở động vật là một nhiệm vụ khó khăn hơn, vì không thể thu được các thể đa bội dựa trên sự nhân lên của số lượng nhiễm sắc thể ở chúng. Đúng, trong một số trường hợp, phép lai xa đi kèm với sự dung hợp bình thường của các giao tử, giảm phân bình thường và sự phát triển thêm của phôi, điều này có thể thu được một số giống kết hợp các đặc điểm có giá trị của cả hai loài được sử dụng trong phép lai. Ví dụ, ở Kazakhstan, dựa trên sự lai tạo giữa cừu lông mịn với cừu núi hoang dã argali, một giống cừu argali lông mịn mới đã được tạo ra, giống như argali, chăn thả trên các đồng cỏ trên núi cao mà không thể tiếp cận được- merinos có vảy. Cải tạo giống gia súc địa phương.

Nhiệm vụ của chăn nuôi hiện đại

Tạo mới, cải tạo giống, giống, dòng cũ có tính năng kinh tế hữu ích.

Tạo ra các hệ thống sinh học công nghệ có năng suất cao nhằm sử dụng tối đa các nguyên liệu thô và tài nguyên năng lượng của hành tinh.

Tăng năng suất giống, giống, chủng trên một đơn vị diện tích trên một đơn vị thời gian.

Nâng cao chất lượng tiêu dùng của sản phẩm.

Giảm tỷ trọng các sản phẩm phụ và quá trình xử lý phức tạp của chúng.

Giảm tỷ lệ thiệt hại do sâu bệnh.

Những lời dạy của N.I. Vavilov về các trung tâm nguồn gốc của cây trồng

Học thuyết về nguồn nguyên liệu là cơ sở của chăn nuôi hiện đại. Nguồn nguyên liệu đóng vai trò là nguồn biến dị di truyền - cơ sở cho chọn lọc nhân tạo. N.I. Vavilov đã xác định rằng có những khu vực trên Trái đất có mức độ đa dạng di truyền đặc biệt cao của thực vật trồng trọt, và xác định các trung tâm nguồn gốc chính của thực vật trồng trọt (ban đầu, N.I. Vavilov đã xác định được 8 trung tâm, nhưng sau đó giảm số lượng của chúng xuống còn 7). Đối với mỗi trung tâm, đặc tính cây nông nghiệp quan trọng nhất của nó đã được thiết lập.

1. Trung tâm nhiệt đới - bao gồm các lãnh thổ của vùng nhiệt đới Ấn Độ, Đông Dương, Hoa Nam và các đảo ở Đông Nam Á. Ít nhất một phần tư dân số thế giới vẫn sống ở châu Á nhiệt đới. Trong quá khứ, dân số tương đối của lãnh thổ này thậm chí còn đáng kể hơn. Khoảng một phần ba số cây trồng hiện nay có nguồn gốc từ trung tâm này. Đây là nơi sinh trưởng của các loài thực vật như lúa, mía, chè, chanh, cam, chuối, cà tím, cũng như một số lượng lớn các loại trái cây và rau quả nhiệt đới.

2. Trung tâm Đông Á - bao gồm các phần ôn đới và cận nhiệt đới của Trung và Đông Trung Quốc, Triều Tiên, Nhật Bản và hầu hết khoảng. Đài Loan. Khoảng 1/4 dân số thế giới cũng sống trên lãnh thổ này. Khoảng 20% ​​hệ thực vật văn hóa trên thế giới có nguồn gốc từ Đông Á. Đây là nơi sinh trưởng của các loại cây như đậu tương, kê, hồng và nhiều loại cây rau, quả khác.

3. Trung tâm Tây Nam Á - bao gồm các lãnh thổ của Tiểu Á vùng cao phía trong (Anatolia), Iran, Afghanistan, Trung Á và Tây Bắc Ấn Độ. Caucasus cũng tiếp giáp với đây, hệ thực vật văn hóa trong đó, như các nghiên cứu đã chỉ ra, có liên quan về mặt di truyền với Tây Á. Quê hương của lúa mì mềm, lúa mạch đen, yến mạch, lúa mạch, đậu Hà Lan, dưa.

Trung tâm này có thể được chia thành các trọng tâm sau:

a) Caucasian với nhiều loại lúa mì, lúa mạch đen và hoa quả nguyên thủy. Đối với lúa mì và lúa mạch đen, như được chỉ ra bởi các nghiên cứu so sánh, đây là trọng tâm quan trọng nhất trên thế giới về nguồn gốc loài của chúng;

b) Tây Á, bao gồm Tiểu Á, Nội Syria và Palestine, Transjordan, Iran, Bắc Afghanistan và Trung Á cùng với Turkestan của Trung Quốc;

c) Tây Bắc Ấn Độ, bao gồm, ngoài Punjab và các tỉnh lân cận của Bắc Ấn Độ và Kashmir, còn có Balochistan và Nam Afghanistan.

Khoảng 15% hệ thực vật văn hóa trên thế giới có nguồn gốc từ lãnh thổ này. Họ hàng hoang dã của lúa mì, lúa mạch đen và các loại trái cây châu Âu khác nhau tập trung ở đây với sự đa dạng loài đặc biệt. Cho đến nay, có thể truy tìm ở đây cho nhiều loài một chuỗi liên tục từ dạng trồng trọt đến dạng hoang dã, nghĩa là thiết lập các mối liên hệ được bảo tồn giữa dạng hoang dã và dạng trồng trọt.

4. Trung tâm Địa Trung Hải - bao gồm các quốc gia nằm bên bờ Địa Trung Hải. Trung tâm địa lý đáng chú ý này, được đặc trưng trong quá khứ của các nền văn minh cổ đại lớn nhất, đã tạo ra khoảng 10% các loài thực vật được trồng trọt. Trong số đó có lúa mì cứng, bắp cải, củ cải đường, cà rốt, hạt lanh, nho, ô liu, và nhiều loại cây rau và thức ăn gia súc khác.

5. Trung tâm Abyssinian. Tổng số loài thực vật được trồng có liên quan đến nguồn gốc của chúng với Abyssinia không vượt quá 4% hệ thực vật văn hóa trên thế giới. Abyssinia được đặc trưng bởi một số loài đặc hữu và thậm chí cả các giống cây trồng. Trong số đó có cây cà phê, cây dưa hấu, cây ngũ cốc (Eragrostis abyssinica), cây dầu hạnh (Guizolia ahyssinica), một loại chuối đặc biệt.

Trong Tân Thế giới, một sự bản địa hóa nghiêm ngặt đáng kinh ngạc của hai trung tâm phân tích các loại cây trồng chính đã được thiết lập.

6. Trung tâm Trung Mỹ, bao gồm lãnh thổ rộng lớn của Bắc Mỹ, bao gồm cả miền nam Mexico. Có thể phân biệt ba trung tâm trong trung tâm này:

a) Núi phía nam Mexico,

b) Trung Mỹ,

c) Đảo Tây Ấn Độ.

Khoảng 8% các loại cây trồng khác nhau có nguồn gốc từ Trung Mỹ, chẳng hạn như ngô, hướng dương, bông kim loại dài của Mỹ, ca cao (cây sô cô la), một số loại đậu, bí ngô, nhiều loại trái cây (guayava, anone và bơ).

7. Trung tâm Andean, ở Nam Mỹ, giới hạn trong sườn núi Andean. Đây là nơi sinh của khoai tây và cà chua. Đây là nơi bắt nguồn của cây canh-ki-na và bụi cây coca.

Quy luật chuỗi tương đồng

Hệ thống hoá học thuyết về nguồn tư liệu, N.I. Vavilov đã xây dựng quy luật của chuỗi tương đồng (1920):

1. Những loài, chi gần gũi về mặt di truyền được đặc trưng bởi sự biến thiên di truyền hàng loạt giống nhau với tính chất đều đặn đến mức khi biết số lượng các dạng trong một loài, người ta có thể thấy trước sự xuất hiện của các dạng song song ở các loài và chi khác. Các chi và loài càng gần nhau về mặt di truyền trong hệ thống chung, thì sự tương đồng trong chuỗi các biến thể của chúng càng giống nhau.

2. Các họ thực vật thường được đặc trưng bởi một chu kỳ biến đổi nhất định đi qua tất cả các chi và loài tạo nên họ.

Lựa chọn là khoa học về các phương pháp tạo giống cây trồng, vật nuôi và chủng vi sinh vật có năng suất cao.

Chọn lọc hiện đại là một lĩnh vực hoạt động rộng lớn của con người, là sự kết hợp của các ngành khoa học khác nhau, sản xuất các sản phẩm nông nghiệp và chế biến phức tạp của chúng.

Nhiệm vụ của chăn nuôi hiện đại

Tạo mới, cải tạo giống, giống, dòng cũ có tính năng kinh tế hữu ích.

Tạo ra các hệ thống sinh học công nghệ có năng suất cao nhằm sử dụng tối đa các nguyên liệu thô và tài nguyên năng lượng của hành tinh.

Tăng năng suất giống, giống, chủng trên một đơn vị diện tích trên một đơn vị thời gian.

Nâng cao chất lượng tiêu dùng của sản phẩm.

Giảm tỷ trọng các sản phẩm phụ và quá trình xử lý phức tạp của chúng.

Giảm tỷ lệ thiệt hại do sâu bệnh.

Cơ sở lý thuyết về lựa chọn là di truyền học, vì kiến ​​thức về các quy luật di truyền giúp ta có thể kiểm soát có mục đích sự xuất hiện của các đột biến, dự đoán kết quả của phép lai và chọn lọc các con lai một cách chính xác. Kết quả của việc áp dụng kiến ​​thức về di truyền học, người ta đã có thể tạo ra hơn 10.000 giống lúa mì dựa trên một số giống hoang dại ban đầu, để thu được các chủng vi sinh vật mới tiết ra protein thực phẩm, dược chất, vitamin, v.v.

Phương pháp lựa chọn các phương pháp lựa chọn cụ thể chính vẫn còn sự lai tạo và lựa chọn nhân tạo.Sự lai ghép

Lai các sinh vật có kiểu gen khác nhau là phương pháp chính để thu được các tổ hợp tính trạng mới.

Có các loại thánh giá sau:

Nội cụ thể lai giống- Các dạng khác nhau được lai trong một loài (không nhất thiết là giống và giống). Các phép lai nội đặc hiệu cũng bao gồm các phép lai giữa các sinh vật cùng loài sống trong các điều kiện môi trường khác nhau.

thập tự giá có liên quan chặt chẽ cảm ứng ở thực vật và giao phối cận huyết ở động vật. Chúng được sử dụng để có được dòng sạch.

Giao nhau giữa các đường- các đại diện của các dòng thuần được lai với nhau (và trong một số trường hợp - các giống và giống khác nhau). Backcrosses (thập tự giá trở lại) là những phép lai của con lai (dị hợp tử) với dạng bố mẹ (đồng hợp tử). Ví dụ, phép lai giữa thể dị hợp với thể đồng hợp tử trội được sử dụng để ngăn chặn sự biểu hiện kiểu hình của alen lặn.

Phân tích thập tự giá- Đây là những phép lai của các dạng trội với kiểu gen chưa biết và các dòng xét nghiệm đồng hợp tử lặn.

xa xôi lai giống- liên đặc hiệu và liên đồng chủng. Thông thường các cây lai xa là bất thụ và được nhân giống sinh dưỡng.

Chọn lọc là quá trình sinh sản khác biệt (không đồng đều) của các kiểu gen. Đồng thời, không nên quên rằng, trên thực tế, chọn lọc được thực hiện theo kiểu hình ở tất cả các giai đoạn của quá trình sinh sản của sinh vật (cá thể). Mối quan hệ không rõ ràng giữa kiểu gen và kiểu hình liên quan đến việc thử nghiệm các cây đã chọn để tìm thế hệ con cháu.

Lựa chọn hàng loạt- Toàn bộ nhóm được chọn. Ví dụ, hạt giống từ những cây tốt nhất được kết hợp và gieo cùng nhau. Chọn lọc hàng loạt được coi là một hình thức chọn lọc sơ khai, vì nó không cho phép loại bỏ ảnh hưởng của sự biến đổi sửa đổi (bao gồm cả những sửa đổi dài hạn). Được sử dụng trong sản xuất hạt giống. Ưu điểm của hình thức chọn lọc này là bảo tồn được mức độ đa dạng di truyền cao trong nhóm cây trồng được chọn lọc.

Lựa chọn cá nhân- các cá thể riêng lẻ được chọn, và các hạt thu được từ chúng được gieo riêng. Chọn lọc cá thể được coi là một hình thức chọn lọc tiến bộ vì nó loại bỏ ảnh hưởng của sự biến đổi sửa đổi.

Một loại lựa chọn gia đình là lựa chọn sib . Cơ sở của việc lựa chọn sib là lựa chọn những người thân nhất (anh chị em - anh chị em). Một trường hợp đặc biệt của lựa chọn sib là lựa chọn hướng dương cho hàm lượng dầu phương pháp một nửa. Khi sử dụng phương pháp này, chùm hoa (giỏ) hướng dương được chia đôi. Hạt của một nửa được kiểm tra hàm lượng dầu: nếu hàm lượng dầu cao, thì nửa sau của hạt được sử dụng để nhân giống tiếp theo.

Bài học “Cơ sở di truyền của chọn lọc sinh vật” lớp 9. Nhiệm vụ lựa chọn hiện đại »

Mục tiêu:để đưa ra khái niệm về chọn lọc, phương pháp, mục tiêu và kết quả của nó, chứng tỏ rằng cơ sở lý thuyết của chọn lọc là di truyền.

Thiết bị và vật liệu: bảng mô tả giống vật nuôi và giống cây trồng.

Các khái niệm và thuật ngữ cơ bản: chọn lọc, chọn lọc nhân tạo, chọn giống, chọn giống, dòng, khoanh vùng, lai, chọn lọc vô thức, chọn lọc có phương pháp, chọn lọc hàng loạt, chọn lọc cá thể.

Cấu trúc và nội dung của bài

1. Thực trạng kiến ​​thức cơ bản và động cơ của hoạt động giáo dục

Câu hỏi dành cho học sinh.
1) Em biết những giống cây trồng, vật nuôi nào?
2) Các nhà lai tạo đã làm thế nào để có được những giống và con giống này?
3) nhờ những gì mà các nhà lai tạo có được nhiều loại giống như vậy?
4) Những hiểu biết về đặc điểm di truyền của sinh vật có thể góp phần vào quá trình chọn lọc không?

2. Học tài liệu mới

Chuyện của cô giáo.
Nhiệm vụ và phương pháp chăn nuôi hiện đại.
Tạo giống là khoa học về các phương pháp tạo ra các giống cây trồng, vật nuôi và các chủng vi sinh vật có các tính trạng mà con người cần. Bà đã đạt được thành công đáng kể nhất nhờ việc vận dụng tích cực các thành tựu của di truyền học, vốn là cơ sở lý thuyết của chọn lọc. Trong quá trình lựa chọn, theo quy luật, có một số giai đoạn:
Chứng minh về mục đích và mục tiêu của việc tuyển chọn;
Sáng tạo và lựa chọn nguồn tài liệu;
Xây dựng sơ đồ, quy trình chăn nuôi (bao gồm nhiều phương pháp chăn nuôi);
Thử nghiệm đa dạng.
Sự xuất hiện của chọn lọc khoa học gắn liền với những lời dạy về tiến hóa của Darwin, những nghiên cứu thực nghiệm của G. Mendel, V. Johansen, các nhà lai tạo I. V. Michurin, L. Burbank, những người đã làm cơ sở cho sự phát triển của lý thuyết chọn lọc. Đổi lại, khám phá về di truyền học đã góp phần vào việc phát triển các phương pháp của quá trình chọn lọc và làm tăng hiệu quả của chọn lọc nhân tạo. Ví dụ, những khám phá về định luật Mendel đã giúp cho việc lựa chọn các cặp lai có mục đích, và việc N. I. Vavilov xác lập các trung tâm nguồn gốc của cây trồng và việc biện minh cho quy luật chuỗi tương đồng về biến dị di truyền đã giúp các nhà chọn giống có thể phát triển các phương pháp tìm kiếm tài liệu nguồn một cách hiệu quả. Việc nghiên cứu bản chất của sự di truyền các tính trạng có giá trị kinh tế đã góp phần tạo ra toàn bộ hệ thống con lai và làm cho nó có thể kết hợp các đặc tính khác nhau của cây trồng.
N. I. Vavilov đã làm rất nhiều để phát triển cơ sở lý thuyết về chọn lọc và làm rõ định nghĩa về chọn lọc với tư cách là một khoa học độc lập. Đưa ra một định nghĩa chung về chọn giống như một khoa học, N. I. Vavilov đã viết: “Chọn lọc thực chất là sự can thiệp của con người vào việc định hình động vật và thực vật; nói cách khác, chọn lọc là một quá trình tiến hóa do ý chí của con người chỉ đạo "N. I. Vavilov nhấn mạnh mức độ phức tạp cao của chọn lọc như một bộ môn khoa học và tin rằng nó bao gồm:
Giảng dạy về tài liệu nguồn;
Những lời dạy về biến dị di truyền;
Giảng dạy về vai trò của môi trường trong việc xác định các đặc điểm của giống;
Các lý thuyết về phép lai;
Các lý thuyết về quá trình lựa chọn;
Học thuyết về các hướng chính trong công tác tuyển chọn (ví dụ, tuyển chọn không phải là miễn nhiễm);
Lựa chọn riêng.
Việc sử dụng các phương pháp khác nhau trong quá trình chăn nuôi đã dẫn đến việc hình thành một hướng mới - chăn nuôi tổng hợp. Nó dựa trên việc sử dụng nguyên liệu nguồn được tạo ra bằng cách lai tạo giữa các giống và hình thức khác nhau. Cơ sở của chọn lọc tổng hợp là tái tổ hợp và đột biến. Trong nhân giống tổng hợp tổ hợp, ở một cây lai, các đặc điểm và tính chất của hai hay nhiều dạng bố mẹ được kết hợp với nhau. Nhiệm vụ của nhà chọn giống là chọn và ổn định di truyền các cây lai kết hợp các tính trạng và đặc tính này thành công nhất. Chọn lọc tổng hợp có tính chất đột biến dựa trên sự chọn lọc ở các cá thể tách ra sau khi lai tạo thế hệ với các cá thể lai tạp, tức là có các tính trạng dương tính rõ ràng hơn ở bố mẹ. Sự thành công của chọn lọc tổng hợp lai phụ thuộc vào việc xác định chính xác các cặp bố mẹ có khả năng tạo ra các con lai khi lai.
Trình bày tư liệu về giống cây trồng, vật nuôi, chủng vi sinh vật.
Một câu chuyện về các hình thức chọn lọc nhân tạo.

3. Khái quát hoá, hệ thống hoá và kiểm soát kiến ​​thức, kĩ năng của học sinh

Cuộc hội thoại.
1) Kể tên các ngành ứng dụng thực tế của di truyền học.
2) Nêu những nhiệm vụ chính của chăn nuôi hiện đại.
3) Sự đa dạng của vật liệu tạo giống ban đầu có vai trò gì đối với chọn giống?
4) Định nghĩa: đa dạng là gì?

4. Hoạt động độc lập của học sinh

Đưa ra câu trả lời cho các câu hỏi.
1) Cơ chế của chọn lọc nhân tạo là gì?
2) Thế nào được gọi là chủng?
3) Tên của một tập hợp các biện pháp nhằm kiểm tra sự phù hợp của các đặc tính của một số giống hoặc một số giống với điều kiện của một vùng tự nhiên nhất định là gì?
5) Tại sao giống và giống không thể gọi là loài?

5. Bài tập về nhà

LỰA CHỌN LÀ GÌ.

Từ "lựa chọn" bắt nguồn từ vĩ độ. "selectio", trong bản dịch có nghĩa là "sự lựa chọn, lựa chọn". Chọn giống là một ngành khoa học phát triển các cách thức và phương pháp mới để thu được các giống cây trồng và các giống lai, giống vật nuôi của chúng. Đây cũng là một ngành nông nghiệp chuyên lai tạo ra các giống cây trồng mới có các đặc tính cần thiết cho con người: năng suất cao, phẩm chất sản phẩm nhất định, chống chịu bệnh tật, thích nghi tốt với điều kiện sinh trưởng nhất định.

DI TRUYỀN HỌC LÀM CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA LỰA CHỌN.

Cơ sở lý thuyết của chọn lọc là di truyền học - khoa học về các quy luật di truyền và biến dị của các sinh vật và các phương pháp quản lý chúng. Cô nghiên cứu các mô hình thừa kế các đặc điểm và tính chất của các dạng cha mẹ, phát triển các phương pháp và kỹ thuật để quản lý sự di truyền. Áp dụng chúng vào thực tế khi lai tạo các giống cây trồng và vật nuôi mới, một người nhận được các dạng sinh vật cần thiết, đồng thời cũng kiểm soát sự phát triển cá thể của chúng bằng cơ chế phát sinh. Nền tảng của di truyền học hiện đại được đặt ra bởi nhà khoa học người Séc G. Mendel, người vào năm 1865 đã thiết lập nguyên tắc rời rạc, hay không liên tục, về sự kế thừa các dấu hiệu và đặc tính của sinh vật. Trong các thí nghiệm với đậu Hà Lan, nhà nghiên cứu đã chỉ ra rằng các đặc điểm của cây bố mẹ không bị phá hủy hoặc trộn lẫn trong quá trình lai tạo, mà được truyền sang con cái ở dạng đặc điểm của một trong các cây bố mẹ hoặc ở dạng trung gian, xuất hiện trở lại ở các thế hệ tiếp theo ở một số các tỷ lệ định lượng. Các thí nghiệm của ông cũng chứng minh rằng có những vật chất mang tính di truyền, sau này được gọi là gen. Chúng đặc trưng cho từng sinh vật. Vào đầu thế kỷ XX, nhà sinh vật học người Mỹ T. H. Morgan đã chứng minh lý thuyết di truyền nhiễm sắc thể, theo đó các tính trạng di truyền được xác định bởi nhiễm sắc thể - bào quan trong nhân của tất cả các tế bào cơ thể. Các nhà khoa học đã chứng minh rằng các gen nằm tuyến tính giữa các nhiễm sắc thể và các gen của một nhiễm sắc thể liên kết với nhau. Một tính trạng thường do một cặp nhiễm sắc thể quy định. Trong quá trình hình thành tế bào mầm, các nhiễm sắc thể bắt cặp sẽ phân kỳ. Bộ đầy đủ của chúng được phục hồi trong một tế bào đã thụ tinh. Do đó, một sinh vật mới nhận được nhiễm sắc thể từ cả bố và mẹ, và cùng với chúng sẽ thừa hưởng những đặc điểm nhất định. Vào những năm 1920, di truyền quần thể và đột biến đã nảy sinh và bắt đầu phát triển. Di truyền quần thể là một lĩnh vực di truyền học nghiên cứu các yếu tố chính của quá trình tiến hóa - di truyền, biến dị và chọn lọc - trong các điều kiện môi trường cụ thể, của quần thể. Người sáng lập ra hướng này là nhà khoa học Liên Xô S. S. Chetverikov. Chúng ta sẽ xem xét di truyền đột biến song song với di truyền đột biến. Vào những năm 1930, nhà di truyền học N. K. Koltsov cho rằng nhiễm sắc thể là những phân tử khổng lồ, từ đó dự đoán sự xuất hiện của một hướng mới trong khoa học - di truyền học phân tử. Sau đó, người ta chứng minh rằng nhiễm sắc thể bao gồm protein và các phân tử axit deoxyribonucleic (DNA). Các phân tử DNA chứa thông tin di truyền, một chương trình tổng hợp các protein, là cơ sở của sự sống trên Trái đất. Di truyền học hiện đại đang phát triển toàn diện. Nó có nhiều hướng. Phân bổ sự di truyền của vi sinh vật, thực vật, động vật và con người. Di truyền học có liên quan chặt chẽ đến các ngành khoa học sinh học khác - thuyết tiến hóa, sinh học phân tử, hóa sinh. Nó là cơ sở lý thuyết của sự lựa chọn. Trên cơ sở nghiên cứu di truyền, các phương pháp đã được phát triển để thu được các con lai của ngô, hướng dương, củ cải đường, dưa chuột, cũng như các con lai và con lai của động vật có ưu thế lai do (ưu thế lai là sự gia tăng tốc độ tăng trưởng, tăng kích thước, tăng khả năng sống và năng suất của con lai ở thế hệ thứ nhất so với sinh vật bố mẹ) tăng năng suất.