"Введення в загальну біологію та екологію. 9 клас". А.А. Каменський (гдз)
Питання 1. Перерахуйте методи селекційної роботи.
Основні методи селекції включають відбір, гібридизацію, поліплоїдію, штучний мутагенез.
В основі селекції рослин лежить штучний відбір, коли людина відбирає рослини з важливими його ознаками. До ХVI-ХVП ст. відбір відбувався несвідомо, тобто людина, наприклад, відбирав для посіву кращі, найбільші, насіння пшениці, не замислюючись про те, що він змінює рослини в потрібному йому напрямку. Тільки в останні століття людина, ще не знаючи законів генетики, став використовувати відбір свідомо і цілеспрямовано, схрещуючи ті рослини, які задовольняли його в найбільшою мірою. Також відбір використовують в селекції тварин.
Для отримання нових порід і сортів тварин і рослин застосовують гібридизацію, схрещуючи рослини з бажаними ознаками і надалі, відбираючи з потомства, ті особини, у яких корисні властивості виражені найбільш сильно. Наприклад, один сорт пшениці відрізняється міцним стеблом і стійкий до вилягання, а інший сорт з тонкою Соломія не заражається стебловий іржею. При схрещуванні рослин цих двох сортів в потомстві виникають різні комбінації ознак. Але відбирають саме ті рослини, які одночасно мають міцну соломину і не хворіють стебловий іржею. Так створюється новий сорт. Гібридизація - природне або штучне схрещування особин, що відрізняються за своїми ознаками і відносяться до різних сортів, породам, штамів, видам. В результаті гібридизації отримують гібриди. Гібриди утворюються шляхом об'єднання спадкового матеріалу генотипически різних організмів і характеризуються новими ознаками або новими їх поєднаннями. Через труднощі в отриманні масового потомства від пари батьків з потрібним людині ознакою в селекції тварин застосовують близькоспоріднені схрещування, або інбридинг (англ, in - в, всередині; brееding - розведення), при якому між собою схрещуються особини з одного посліду або батьківські особини - з власним потомством. Однак при інбридингу велика ймовірність перекладу будь-яких несприятливих рецесивних алелей в гомозиготний стан. Як відомо, мутації, зокрема, несприятливі, зазвичай рецесивні і рідко виявляються в фенотипі, але при близькоспоріднених схрещуванні такі мутантні гени перейдуть в гомозиготний стан, і несприятлива ознака проявиться. Для усунення несприятливих наслідків інбридингу використовують аутбридинг (англ. Out - поза; brееding - розведення) - схрещування неспоріднених форм одного виду. При цьому не повинно бути загальних предків в найближчих 4-6 поколіннях.
У всіх випадках гібридизації проводять ретельний індивідуальний відбір виробників для наступних етапів селекції. Для обліку характеру успадкування ознак в селекційних господарствах ведуть спеціальні племінні книги. Процес отримання нових порід тварин повільний; вважається, що для отримання нової породи, наприклад, корів, потрібно не менше 30- 40 років. При селекції домашніх тварин важливо заздалегідь визначити спадкові якості тварин-виробників - самців за тими ознаками, які фенотипічно у них не виявляються. Такими ознаками може бути молочність і жирномолочность у биків або несучість у птахів. З цією метою застосовують метод визначення даного якості тварини-виробника по потомству: спочатку отримують нечисленне потомство і порівнюють його продуктивність з материнською і з середньою продуктивністю даної породи тварин. Якщо продуктивність самок у потомстві виявиться підвищеною в порівнянні з цими показниками у породи, то роблять висновок про велику цінність виробника. Такий метод застосовують в племінній селекційній роботі. У селекції проводять і схрещування організмів, що відносяться до різних видів або навіть родів. У цих випадках має місце віддалена гібридизація - досить складний процес, тому що у організмів, що відносяться до різних видів і тим більше до різних родів, різний генетичний матеріал (число і будова хромосом). Дуже часто таке схрещування призводить до утворення безплідних (стерильних) гібридів, які дають потомства. Однак завдяки копіткій роботі вчених-селекціонерів отримані міжродовим гібриди, здатні розмножуватися. Вперше це вдалося зробити Г.Д. Карпеченко при отриманні капустяно-редечного гібрида. В результаті віддаленої гібридизації було отримано нове культурне рослина - тритикале - гібрид пшениці з житом (лат. Triticum пшениця і Secale - жито). Віддалена гібридизація широко застосовується в плодівництві. Є віддалені гібриди і серед тварин.
Полиплоидия - отримання полиплоидов, т. Е. Організмів, у яких число хромосом збільшено в два, три і більше разів. У селекції рослин широко застосовується експериментальна поліплоїдія, так як поліплоїди відрізняються швидким зростанням, великими розмірами і високою врожайністю. В основі явища поліплоїдії лежать наступні причини: кожному виду живих організмів притаманний суворо певний набір хромосом. У статевих клітинах всі хромосоми різні. Такий набір називається гаплоїдний і позначається буквою п. Клітини тіла (соматичні) зазвичай містять подвійний набір хромосом, званий диплоїдним (2n). Якщо хромосоми, подвоїти в процесі ділення, не розійдуться в дочірні клітини, а залишаться в одному ядрі, то виникає явище кратного збільшення числа хромосом, зване полиплоидией. У сільськогосподарській практиці широко використовуються триплоїдного цукрові буряки, четирехплоідние конюшина, жито і тверда пшениця, а також шестіплоідная м'яка пшениця. Отримують штучні поліплоїди за допомогою хімічних речовин, які руйнують веретено поділу, в результаті чого подвоїв хромосоми не можуть розійтися, залишаючись в одному ядрі. Одне з таких речовин - колхіцин. Застосування колхіцину для отримання штучних полиплоидов є одним із прикладів штучного мутагенезу, що застосовується в селекції рослин.
Штучний мутагенез - метод селекції, заснований на впливі на організми мутагенів, визиваю¬щіх різні мутації. Шляхом штучного мутагенезу і подальшого відбору мутантів були отримані нові високоврожайні сорти ячменю і пшениці. Цими ж методами вдалося отримати нові штами грибів, які виділяють в десятки разів більше антибіотиків, ніж вихідні форми. Зараз в світі культивують більше 250 сортів сільськогосподарських рослин, створених за допомогою фізичного та хімічного мутагенезу. Це сорти кукурудзи, ячменю, сої, рису, томатів, соняшнику, бавовнику, декоративних рослин.
Технологію отримання необхідних людині речовин з живих клітин або з їх допомогою називають біотехнологією. Найчастіше для біотехнології використовують бактерії, гриби, водорості. Ці організми щодо невибагливі, дуже швидко розмножуються і здатні виділяти речовини, що застосовуються людиною в різних галузях господарства. Біотехнологія застосовується в харчовій промисловості, медицині, охороні природи та ін. За допомогою бактерій і грибів отримують вітаміни, гормони, антибіотики і т.п. До теперішнього часу отримані нові форми бактерій, здатні руйнувати нафтопродукти, що забруднюють навколишнє середовище. Основні методи біотехнології: клітинна інженерія та генна інженерія. Клітинна інженерія - це вирощування клітин будь-якого організму на штучних поживних середовищах, де ці клітини розмножуються, ростуть і виділяють необхідні людині речовини. Так, наприклад, робляться спроби вирощування культури клітин залоз внутрішньої секреції для отримання гормонів. Сутність генної інженерії полягає в тому, що в організм (частіше Прокаріотних) вбудовується ген або група генів іншого організму. В результаті можна змусити клітину мікроорганізму синтезувати ті білки, які вона раніше виробляти не могла. Робляться спроби перенесення генів, що відповідають за фіксацію азоту у азотфіксуючих бактерій, в інші грунтові мікроорганізми. При цьому в грунт з повітря будуть надходити великі кількості азоту, що зробить непотрібними азотисті добрива. Отримано штучні мутанти кишкових мікробів, в які вбудований ген інсуліну - гормону підшлункової залози, життєво необхідного людям, хворим на цукровий діабет.
Питання 2. Чим масовий відбір відрізняється від індивідуального?
Масовий відбір характеризується тим, що його проводять тільки за фенотипом, тобто з урахуванням лише сукупністю ознак організму. З потомства беруть особин з потрібними ознаками і знову схрещують їх між собою. Масовий відбір зазвичай застосовують для перехресно запилюють рослин і для тварин. Спрямований цей відбір на підтримку даної породи або певного сорту на заданому господарському рівні.
При індивідуальному відборі вибирають окрему особина і при наступних самозапилення у рослин або блізко¬родственних схрещування у тварин виводять чисті лінії. Чисті лінії - групи генетично однорідних (гомозиготних) організмів - є цінним матеріалом селекції.
Питання 3. Що таке гетерозис?
Гетерозис проявляється в тому, що гібриди мають непересічні якостями (великим зростом, вагою, стійкістю до захворювань і т. П.) В порівнянні з батьківськими формами. Якщо провести перехресне запилення між різними «чистими» лініями рослин, то в результаті в ряді випадків отримують високоврожайні гібриди, що володіють потрібними селекціонерові властивостями. Це метод межлинейной гібридизації часто призводить до ефекту гетерозису: гібриди першого покоління мають високою врожайністю і стійкістю до несприятливих впливів. Гетерозис характерний для гібридів першого покоління, які виходять при схрещуванні не тільки різних ліній, а й різних сортів і навіть видів. На жаль, ефект гетерозисний потужності буває сильним тільки в першому гібридному поколінні, а в наступних поколіннях поступово знижується.
Основна причина гетерозису полягає в усуненні в гібридах шкідливого прояви накопичених рецесивних генів. Інша причина - об'єднання в гібридах домінантних генів батьківських особин і взаємне посилення їх ефектів.
- Ви тут:
- Головна
- Біологія
- А.А. Каменський-9кл
- Екологічні фактори. Умови середовища | параграф 9.1