mfululizo wa homologous). Iliyoundwa mwaka wa 1920 na N. I. Vavilov, ambaye aligundua kwamba kutofautiana kwa urithi wa mimea ni sawa katika aina zinazohusiana kwa karibu na genera ya familia ya nyasi. Inajidhihirisha katika mabadiliko ya wahusika sawa na mara kwa mara kwamba, akijua aina za mimea katika wawakilishi wa aina moja, mtu anaweza kutabiri kuonekana kwa aina hizi katika aina nyingine zinazohusiana na genera. Kadiri spishi zinavyokaribiana kwa asili, ndivyo ufanano huu unavyoonyeshwa wazi zaidi. Kwa hivyo, katika aina tofauti za ngano (kwa mfano, laini na durum), safu za mabadiliko sawa ya urithi yanafunuliwa kwenye awn ya sikio (awned, nusu-awned, awnless), rangi yake (nyeupe, nyekundu, nyeusi, masikio ya kijivu). ), sura na msimamo wa nafaka, kukomaa mapema, upinzani wa baridi, mwitikio wa mbolea na kadhalika.
Tofauti sawa katika awning ya sikio katika ngano laini (1-4), durum ngano (5-8) na shayiri ya safu sita (9-12) (kulingana na N. I. Vavilov).
Usambamba wa kutofautisha unaonyeshwa kwa nguvu zaidi katika genera tofauti ndani ya familia (kwa mfano, ngano, shayiri, shayiri, shayiri, nyasi za kitanda na genera nyingine kutoka kwa familia ya nafaka) na hata dhaifu zaidi katika familia tofauti ndani ya utaratibu (taxonomic ya juu). cheo). Kwa maneno mengine, kwa mujibu wa sheria ya mfululizo wa homolojia, spishi zinazohusiana kwa karibu kwa sababu ya mfanano mkubwa wa jenomu zao (seti karibu sawa za jeni) zina uwezo sawa wa kutofautisha wa sifa, ambayo ni msingi wa mabadiliko sawa ya jeni za homologous (orthologous). .
N. I. Vavilov alionyesha matumizi ya mfululizo wa sheria za homoni kwa wanyama pia. Kwa wazi, hii ni sheria ya ulimwengu wote ya kutofautiana, inayofunika falme zote za viumbe hai. Uhalali wa sheria hii unaonyeshwa kwa uwazi na genomics, ambayo inaonyesha kufanana kwa muundo wa msingi wa DNA ya aina zinazohusiana kwa karibu. Sheria ya mfululizo wa homolojia hupata maendeleo zaidi katika kanuni ya moduli (block) ya nadharia ya mageuzi ya molekuli, kulingana na ambayo nyenzo za kijeni hutofautiana kupitia marudio na combinatorics inayofuata ya sehemu za DNA (moduli).
Sheria ya mfululizo wa homolojia husaidia kutafuta kwa makusudi mabadiliko ya urithi muhimu kwa uteuzi. Inaonyesha kwa wafugaji mwelekeo wa uteuzi wa bandia, kuwezesha uzalishaji wa fomu ambazo zinaahidi kwa uteuzi wa mimea, wanyama na microorganisms. Kwa mfano, wakiongozwa na sheria ya mfululizo wa homolojia, wanasayansi wameunda aina zisizo na alkaloid (zisizo na uchungu) za lupins za malisho kwa wanyama wa malisho, wakati huo huo kuimarisha udongo na nitrojeni. Sheria ya mfululizo wa homolojia pia husaidia kuzunguka katika uchaguzi wa vitu vya mfano na mifumo maalum ya kijeni (jeni na sifa) kwa ajili ya kuiga na kutafuta tiba ya magonjwa ya urithi wa binadamu, kama vile magonjwa ya kimetaboliki, magonjwa ya neurodegenerative, nk.
Lit .: Vavilov N. I. Sheria ya mfululizo wa homoni katika kutofautiana kwa urithi. M., 1987.
S. G. Inge-Vechtomov.
Sheria ya mfululizo wa homologous
Usindikaji wa nyenzo nyingi za uchunguzi na majaribio, uchunguzi wa kina wa kutofautisha kwa spishi nyingi za Linnaean (Linneons), idadi kubwa ya ukweli mpya uliopatikana haswa kutoka kwa utafiti wa mimea iliyopandwa na jamaa zao wa porini, iliruhusu N.I. Vavilov kuleta pamoja mifano yote inayojulikana ya kutofautiana sambamba na kuunda sheria ya jumla, ambayo aliiita "Sheria ya mfululizo wa homoni katika kutofautiana kwa urithi" (1920), iliyoripotiwa na yeye katika Mkutano wa Tatu wa Wafugaji wa Kirusi, uliofanyika huko Saratov. Mnamo 1921 N.I. Vavilov alitumwa Amerika kuhudhuria Mkutano wa Kimataifa wa Kilimo, ambapo alitoa ripoti juu ya sheria ya mfululizo wa homologous. Sheria ya kutofautiana kwa sambamba ya genera na aina zinazohusiana kwa karibu, iliyoanzishwa na N.I. Vavilov na kuhusishwa na asili ya kawaida, kukuza mafundisho ya mageuzi ya Charles Darwin, ilithaminiwa ipasavyo na sayansi ya ulimwengu. Iligunduliwa na watazamaji kama tukio kubwa zaidi katika sayansi ya kibaolojia ya ulimwengu, ambayo inafungua upeo mpana zaidi wa mazoezi.
Sheria ya mfululizo wa homolojia, kwanza kabisa, huweka misingi ya taksonomia ya aina kubwa ya aina za mimea ambayo ulimwengu wa kikaboni umejaa sana, inaruhusu mfugaji kupata wazo wazi la mahali pa kila moja. hata kitengo kidogo zaidi, cha utaratibu katika ulimwengu wa mimea na kuhukumu utofauti unaowezekana wa nyenzo za chanzo kwa uteuzi.
Masharti kuu ya sheria ya mfululizo wa homoni ni kama ifuatavyo.
"mmoja. Aina na genera ambazo zinakaribiana kijenetiki zina sifa ya mfululizo sawa wa kutofautiana kwa urithi kwa ukawaida hivi kwamba, akijua idadi ya maumbo ndani ya spishi moja, mtu anaweza kutabiri kutokea kwa aina sambamba katika spishi na genera nyingine. Jenerali na vitambaa vya karibu ziko katika mfumo wa jumla, kamili zaidi ni kufanana katika mfululizo wa kutofautiana kwao.
2. Familia nzima ya mimea kwa ujumla ina sifa ya mzunguko fulani wa kutofautiana kupitia genera na aina zote zinazounda familia.
Hata kwenye Mkutano wa III wa Uteuzi wa All-Russian (Saratov, Juni 1920), ambapo N.I. Vavilov aliripoti ugunduzi wake kwa mara ya kwanza, washiriki wote wa kongamano waligundua kuwa "kama jedwali la mara kwa mara (mfumo wa mara kwa mara)" sheria ya safu ya homoni itaruhusu kutabiri uwepo, mali na muundo wa aina ambazo bado hazijajulikana na spishi za mimea na wanyama. , na kuthamini sana umuhimu wa kisayansi na kiutendaji wa sheria hii. Maendeleo ya kisasa katika biolojia ya seli ya molekuli hufanya iwezekane kuelewa utaratibu wa kuwepo kwa kutofautiana kwa homoni katika viumbe sawa - ni nini hasa msingi wa kufanana kwa aina za siku zijazo na aina na zilizopo - na kuunganisha kwa maana aina mpya za mimea ambayo ni. haipatikani katika asili. Sasa maudhui mapya yanaletwa katika sheria ya Vavilov, kama vile ujio wa nadharia ya quantum umetoa maudhui mapya na ya kina zaidi kwa mfumo wa upimaji wa Mendeleev.
Mafundisho ya vituo vya asili ya mimea iliyopandwa
Kufikia katikati ya miaka ya 20, utafiti wa usambazaji wa kijiografia na utofauti wa ndani wa mazao anuwai ya kilimo, uliofanywa na N.I. Vavilov na chini ya uongozi wake, aliruhusu Nikolai Ivanovich kuunda maoni juu ya vituo vya kijiografia vya asili ya mimea iliyopandwa. Kitabu "Centers of Origin of Cultivated Plants" kilichapishwa mwaka wa 1926. Wazo lililothibitishwa kinadharia la vituo vya asili lilitoa msingi wa kisayansi wa utafutaji uliolengwa wa mimea muhimu kwa wanadamu, na ilitumiwa sana kwa madhumuni ya vitendo.
Sio muhimu sana kwa sayansi ya ulimwengu ni mafundisho ya N.I. Vavilov juu ya vituo vya asili ya mimea iliyopandwa na juu ya mifumo ya kijiografia katika usambazaji wa sifa zao za urithi (iliyochapishwa kwanza mnamo 1926 na 1927). Katika kazi hizi za kitamaduni, N.I. Vavilov kwa mara ya kwanza aliwasilisha picha ya usawa ya mkusanyiko wa utajiri mkubwa wa aina za mimea iliyopandwa katika vituo vichache vya asili yao na akakaribia suluhisho la shida ya asili ya mimea iliyopandwa kwa njia mpya kabisa. Ikiwa kabla yake botanists-geographers (Alphonse de Candol na wengine) walitafuta "kwa ujumla" kwa nchi ya ngano, basi Vavilov alitafuta vituo vya asili ya spishi za mtu binafsi, vikundi vya ngano katika mikoa mbalimbali ya dunia. Wakati huo huo, ilikuwa muhimu sana kutambua maeneo ya usambazaji wa asili (safu) ya aina ya aina hii na kuamua katikati ya tofauti kubwa zaidi ya aina zake (njia ya mimea-kijiografia).
Kuanzisha usambazaji wa kijiografia wa aina na jamii za mimea iliyopandwa na jamaa zao wa porini, N.I. Vavilov alisoma vituo vya utamaduni wa zamani zaidi wa kilimo, mwanzo ambao aliona katika maeneo ya milimani ya Ethiopia, Magharibi na Asia ya Kati, Uchina, India, Andes ya Amerika Kusini, na sio kwenye mabonde mapana ya mito mikubwa - Nile, Ganges, Tigris na Euphrates, kama wanasayansi walivyodai hapo awali. . Matokeo ya utafiti uliofuata wa kiakiolojia yanaunga mkono dhana hii.
Ili kupata vituo vya utofauti na utajiri wa fomu za mmea, N.I. Vavilov alipanga, kulingana na mpango maalum unaolingana na uvumbuzi wake wa kinadharia (mfululizo wa homologous na vituo vya asili ya mimea iliyopandwa), safari nyingi, ambazo mnamo 1922-1933. alitembelea nchi 60 za dunia, pamoja na mikoa 140 ya nchi yetu. Kwa hiyo, hazina ya thamani ya rasilimali za mimea duniani imekusanywa, ikiwa na zaidi ya sampuli 250,000. Mkusanyiko tajiri zaidi uliokusanywa ulichunguzwa kwa uangalifu kwa kutumia mbinu za uteuzi, jenetiki, kemia, mofolojia, taksonomia na katika mazao ya kijiografia. Bado huhifadhiwa katika VIR na hutumiwa na wafugaji wetu na wa kigeni.
Ubunifu wa N.I. Vavilov ya mafundisho ya kisasa ya uteuzi
Uchunguzi wa kimfumo wa rasilimali za mmea wa ulimwengu wa mimea muhimu zaidi iliyolimwa umebadilisha sana wazo la aina na muundo wa spishi za mazao yaliyosomwa vizuri kama ngano, rye, mahindi, pamba, mbaazi, kitani na viazi. Kati ya spishi na aina nyingi za mimea hii iliyopandwa iliyoletwa kutoka kwa safari, karibu nusu iligeuka kuwa mpya, ambayo bado haijajulikana kwa sayansi. Ugunduzi wa spishi mpya na aina za viazi ulibadilisha kabisa wazo la hapo awali la nyenzo za chanzo kwa uteuzi wake. Kulingana na nyenzo zilizokusanywa na safari za N.I. Vavilov na washirika wake, ufugaji mzima wa pamba ulikuwa msingi, na maendeleo ya subtropics ya unyevu katika USSR ilijengwa.
Kulingana na matokeo ya uchunguzi wa kina na wa muda mrefu wa utajiri wa anuwai uliokusanywa na msafara, ramani tofauti za ujanibishaji wa kijiografia wa aina za ngano, shayiri, shayiri, shayiri, mahindi, mtama, kitani, mbaazi, dengu, maharagwe, maharagwe, mbaazi, chinka, viazi na mimea mingine ilikusanywa. Kwenye ramani hizi iliwezekana kuona ambapo aina kuu ya aina ya mimea hii imejilimbikizia, yaani, ambapo nyenzo za chanzo kwa ajili ya uteuzi wa mazao fulani zinapaswa kuchorwa. Hata kwa mimea ya kale kama vile ngano, shayiri, mahindi na pamba, ambayo imekaa kwa muda mrefu duniani kote, iliwezekana kuanzisha kwa usahihi mkubwa maeneo makuu ya uwezekano wa aina za msingi. Kwa kuongeza, bahati mbaya ya maeneo ya morphogenesis ya msingi ilianzishwa kwa aina nyingi na hata genera. Utafiti wa kijiografia ulisababisha kuanzishwa kwa mimea huru ya kitamaduni maalum kwa kanda binafsi.
Utafiti wa rasilimali za mmea wa ulimwengu uliruhusu N.I. Vavilov ili kujua kikamilifu nyenzo za chanzo kwa kazi ya uteuzi katika nchi yetu, na aliondoa na kutatua tatizo la nyenzo za chanzo kwa utafiti wa maumbile na uteuzi. Alianzisha misingi ya kisayansi ya ufugaji: fundisho la nyenzo za chanzo, msingi wa mimea na kijiografia wa ujuzi wa mimea, mbinu za kuzaliana kwa sifa za kiuchumi zinazohusisha mseto, incubation, nk, umuhimu wa mseto wa mbali wa interspecific na intergeneric. Kazi hizi zote hazijapoteza umuhimu wao wa kisayansi na wa vitendo kwa wakati huu.
Utafiti wa mimea na kijiografia wa idadi kubwa ya mimea iliyopandwa ulisababisha taksonomia ya ndani ya mimea iliyopandwa, kama matokeo ya ambayo kazi za N.I. Vavilov "Aina za Linnean kama mfumo" na "Mafundisho ya asili ya mimea iliyopandwa baada ya Darwin".
Tofauti ya genotypic. Uainishaji wa mabadiliko.
Utofauti wa urekebishaji, kiwango cha athari, kanuni za takwimu.
Jukumu la genotype na hali ya mazingira katika malezi ya phenotype.
Tofauti kama mali ya walio hai. Aina za kutofautiana.
Urithi wa cytoplasmic.
Tofauti ni mali ya walio hai, iliyoonyeshwa kwa uwezo wa kupata huduma mpya au kupoteza zile za zamani. Kuna aina mbili za kutofautiana: phenotypic (isiyo ya urithi) na genotypic (ya urithi).
Aina za tofauti za phenotypic:
Ontogenetic (umri);
Marekebisho.
Aina za tofauti za genotypic:
mchanganyiko;
Mabadiliko.
Ukuaji wa phenotype ya kiumbe imedhamiriwa na mwingiliano wa msingi wake wa urithi - genotype - na hali ya mazingira ya nje (tazama mchoro).
Usemi wa jeni huathiriwa sana na jeni zingine. Uwezekano wa kuendeleza sifa pia inategemea ushawishi wa mifumo ya udhibiti wa mwili, mahali pa kwanza; endocrine. Ishara kama hizo kwenye jogoo kama manyoya angavu, kuchana kubwa, asili ya kuimba na sauti ya sauti ni kwa sababu ya hatua ya homoni ya ngono ya kiume. Homoni za ngono za kike, zilizoletwa kwa jogoo, husababisha utendakazi wa jeni ambazo huamua usanisi kwenye ini ya protini zinazounda pingu la yai. Kwa kawaida, jeni hizi "zinafanya kazi" tu kwa kuku. Kwa hiyo, mazingira ya ndani ya kiumbe pia huathiri sana usemi wa jeni kwa namna ya sifa.
Kila kiumbe kinaendelea na kuishi katika hali fulani za nje, inakabiliwa na athari za mambo ya mazingira - kushuka kwa joto, mwanga, unyevu, wingi na ubora wa chakula, kuingia katika mahusiano na viumbe vingine. Sababu hizi zote zinaweza kubadilisha tabia ya kimaadili na ya kisaikolojia ya viumbe, yaani, phenotype yao. Ishara mbalimbali za kiumbe hubadilika kwa viwango tofauti chini ya ushawishi wa mazingira ya nje.
Ishara zote za kiumbe zinaweza kugawanywa katika vikundi viwili - ubora na kiasi. Ishara za ubora ni zile ambazo zimeanzishwa kwa njia ya maelezo (typological). Hii ni rangi ya maua, sura ya matunda, rangi ya wanyama, rangi ya macho, tofauti za kijinsia. Kiasi ni ishara zilizoamuliwa na kipimo (uzalishaji wa yai ya kuku, uzalishaji wa maziwa ya ng'ombe, uzito wa mbegu za ngano). Tabia nyingi za ubora huathirika kidogo kuliko zile za kiasi na hali ya mazingira. Lakini sifa za ubora pia zinaweza kubadilika. Kwa mfano, ikiwa sungura ya ermine (sungura nyeupe na paws nyeusi, mkia na muzzle) hunyoa nywele kwenye sehemu yoyote ya mwili, basi rangi ya pamba mpya itategemea hali ya joto ya mazingira. Kwa hiyo, ikiwa unyoa nywele nyeupe nyuma na kuweka mnyama kwenye joto la juu +2 ° C, basi nywele nyeupe zitakua mahali hapa. Kwa joto la hewa chini ya +2 ° C, badala ya pamba nyeupe, nyeusi itakua. Kwa hivyo, sifa hukua kama matokeo ya mwingiliano wa genotype na mazingira. Genotype sawa inaweza kutoa thamani tofauti ya sifa chini ya hali tofauti za mazingira.
Mipaka ambayo mabadiliko ya sifa yanawezekana katika genotype fulani inaitwa kawaida ya mmenyuko. Baadhi ya ishara (kwa mfano, milkiness) zina kiwango kikubwa cha mmenyuko, wengine (rangi ya kanzu) zina nyembamba zaidi.
Sio tabia kama hiyo ambayo imerithiwa, lakini uwezo wa kiumbe (genotype yake) kutoa phenotype fulani kama matokeo ya mwingiliano na hali ya ukuaji, kwa maneno mengine, kawaida ya mmenyuko wa kiumbe kwa hali ya nje hurithiwa. .
Aina mbalimbali za phenotypes zinazotokea katika viumbe chini ya ushawishi wa hali ya mazingira huitwa kutofautiana kwa marekebisho. Mfano halisi wa ubadilikaji wa urekebishaji ni mabadiliko ya umbo la dandelion inayokuzwa kwenye tambarare na milimani kutoka kwa mzizi uleule (jaribio la Bonnier, 1895). Mfano ni mmea wa mshale wa majini, ambao huunda aina tatu za majani kulingana na mazingira ya nje: umbo la Ribbon (iliyozama), umbo la figo (inayoelea) na umbo la mshale (angani). Tofauti ya urekebishaji imeenea sana kati ya viumbe hai. C. Darwin aliiita tofauti fulani.
Ili kuashiria sifa za kiasi, seti ya viashiria vya takwimu hutumiwa. Mojawapo ya viashiria hivi ni safu ya mabadiliko ambayo huonyesha kubadilika kwa sifa. Thamani yake ya wastani imehesabiwa na formula:
ambapo X ni jumla, v ni lahaja, p ni marudio ya kutokea kwa lahaja, n ni jumla ya idadi ya lahaja ya mfululizo wa mabadiliko.
Ili kuashiria kiwango cha utofauti wa sifa, curve ya tofauti hutumiwa. Ili kufanya hivyo, jenga grafu katika mfumo wa kuratibu, ukipanga kwenye mhimili wa abscissa (usawa) thamani ya chaguo v kwa utaratibu wa ongezeko lao, kwenye mhimili wa kuratibu (wima) - mzunguko wa tukio p ya kila chaguo. Wakati wa kuunganisha sehemu za makutano, tunapata curve inayoonyesha utofauti wa sifa.
Tofauti ya genotypic
Genotypic, au tofauti za urithi kwa kawaida hugawanywa katika mchanganyiko na mabadiliko. Tofauti ya mchanganyiko ni mchanganyiko wa jeni katika genotype. Kwa mfano, wazazi walio na vikundi vya damu vya I na II, na watoto walio na II na III:
Kupata michanganyiko mipya ya jeni katika genotype yenye utofauti wa mchanganyiko hupatikana kama matokeo ya michakato mitatu:
a) tofauti huru ya chromosomes wakati wa meiosis;
b) mchanganyiko wao wa nasibu wakati wa mbolea;
c) muunganisho wa jeni kutokana na kuvuka.
Darwin aligundua kuwa aina nyingi za mimea na mifugo inayolimwa iliundwa na mseto wa mifugo iliyokuwepo hapo awali. Alizingatia umuhimu mkubwa kwa tofauti za mchanganyiko, akiamini kwamba, pamoja na uteuzi, ina jukumu muhimu katika kupata aina mpya katika asili na katika uchumi wa binadamu.
Tofauti ya mchanganyiko imeenea katika asili. Viumbe vidogo vinavyozalisha bila kujamiiana vimetengeneza mifumo ya kipekee (mabadiliko na uhamishaji) na kusababisha kuonekana kwa tofauti za mchanganyiko.
Tofauti za mchanganyiko zinaweza hata kuchukua jukumu katika utaalam. Aina za mimea ya maua na samaki zimeelezewa ambazo huchanganya sifa za aina mbili zilizopo zinazohusiana kwa karibu. Walakini, kuibuka kwa spishi kama matokeo ya mseto pekee ni jambo la nadra.
Hali ya heterosis inaambatana na utofauti wa mchanganyiko.
Tofauti ya mabadiliko imedhamiriwa sio kwa kuunganishwa tena kwa jeni, lakini kwa ukiukaji wa muundo wao. Ch. Darwin (1859) alizungumza juu ya uwezekano wa mabadiliko, akiwaita kutofautiana kwa muda usiojulikana au mabadiliko moja. Alisisitiza juu ya ghafla ya kuonekana kwao.
Neno "mutation" lilipendekezwa mwaka wa 1889 na G. De Fryzom ili kuamua mabadiliko aliyoyaona katika primrose. Aliona kwamba mmea huu mara nyingi hubadilika. Kwa hiyo, mutant moja ina majani na matunda yenye mishipa nyekundu; kwa upande mwingine, majani ni pana zaidi kuliko katika fomu ya asili, maua ni ya kike tu;
na sio jinsia mbili; mutant ya tatu ni ya saizi ndogo; wa nne ni mrefu na ana maua makubwa, matunda, na mbegu.
De Vries katika kazi yake "Nadharia ya Mutation" (1901 - 1903) alitengeneza vifungu kuu vya nadharia ya mabadiliko:
Mutation hutokea ghafla.
Fomu mpya ni thabiti kabisa.
Mabadiliko ni mabadiliko ya ubora.
Mabadiliko yanaweza kuwa ya manufaa au madhara.
Mabadiliko sawa yanaweza kutokea mara kwa mara.
Uainishaji wa mabadiliko (tazama jedwali)
Jukumu la msingi ni mabadiliko ya generative yanayotokea katika seli za vijidudu. Ikiwa mabadiliko ni makubwa, basi sifa mpya au mali inaonekana hata kwa mtu binafsi wa heterozygous. Ikiwa mutation ni recessive, basi inaweza kujidhihirisha tu baada ya vizazi kadhaa wakati wa kuhamia katika hali ya homozygous. Mfano wa mabadiliko makubwa ya uzazi katika mtu ni kuonekana kwa ngozi ya ngozi ya miguu, cataracts ya macho, brachyphalangia (vidole vifupi na upungufu wa phalanges). Mfano wa badiliko la uzazi linalojirudia kwa binadamu ni hemofilia katika familia moja moja.
Mabadiliko ya Somatic - mabadiliko yanayotokea katika seli za somatic; huhifadhiwa kwa watoto tu wakati wa uenezi wa mimea (kuonekana kwa tawi na matunda nyeupe kwenye kichaka cha blackcurrant, nywele nyeupe na rangi tofauti ya macho kwa wanadamu). Urithi wa mabadiliko ya somatic sasa unakuwa muhimu kwa kusoma sababu za saratani kwa wanadamu. Inachukuliwa kuwa katika tumors mbaya, mabadiliko ya seli ya kawaida katika seli ya saratani hutokea kulingana na aina ya mabadiliko ya somatic.
Mabadiliko ya jeni au nukta ndio aina ya kawaida ya mabadiliko ya mabadiliko. Hizi ni mabadiliko ya cytologically asiyeonekana katika chromosomes. Mabadiliko ya jeni yanaweza kuwa makubwa au ya kupita kiasi. Mfano wa mabadiliko ya jeni kwa wanadamu ni vitamini D - rickets sugu, kimetaboliki iliyoharibika ya amino asidi phenylalanine, nk.
Taratibu za molekuli za mabadiliko ya jeni zinaonyeshwa katika mabadiliko katika mpangilio wa jozi za nukleotidi katika molekuli ya asidi ya nucleic. Kiini cha mabadiliko ya ndani kinaweza kupunguzwa kwa aina nne za upyaji wa nucleotide: a) uingizwaji wa jozi ya msingi katika molekuli ya DNA; b) kufuta (kupoteza) kwa jozi moja au kikundi cha besi katika molekuli ya DNA; "
c) kuingizwa kwa jozi moja au kikundi cha jozi za msingi katika molekuli ya DNA;
d) kuruhusu nafasi ya nyukleotidi ndani ya jeni.
Mabadiliko katika muundo wa molekuli ya jeni husababisha aina mpya za kunakili habari za maumbile kutoka kwake, ambayo ni muhimu kwa kutokea kwa michakato ya kemikali kwenye seli, ambayo hatimaye husababisha kuibuka kwa mali mpya kwenye seli na kiumbe kwa ujumla. . Mabadiliko ya nukta ndio muhimu zaidi kwa mageuzi. Kulingana na ushawishi juu ya asili ya polipeptidi zilizosimbwa, mabadiliko ya nukta yanaweza kuwasilishwa kwa namna ya madarasa matatu:
1) mabadiliko yanayotokea wakati nyukleotidi inabadilishwa ndani ya kodoni, ambayo husababisha uingizwaji wa asidi moja ya amino isiyo sahihi mahali fulani kwenye mnyororo wa polipeptidi. Jukumu la kisaikolojia la protini linabadilika, ambayo inaunda uwanja wa uteuzi wa asili. Hii ni darasa kuu la uhakika, mabadiliko ya intragenic ambayo yanaonekana katika mutagenesis ya asili chini ya ushawishi wa mionzi na mutajeni za kemikali;
2) mabadiliko yasiyo na maana, yaani, kuonekana kwa kodoni za mwisho ndani ya jeni kutokana na mabadiliko katika besi za kibinafsi ndani ya codons. Matokeo yake, mchakato wa kutafsiri unaingiliwa kwenye tovuti ya kuonekana kwa kodoni ya terminal. Jeni ina uwezo wa kusimba vipande vya polipeptidi hadi mahali ambapo kodoni ya mwisho inaonekana;
3) mabadiliko ya mabadiliko ya sura hutokea wakati kuingizwa na kufuta kunaonekana ndani ya jeni, wakati maudhui yote ya semantic ya jeni yanabadilika. Hii inasababishwa na mchanganyiko mpya wa nucleotides katika triplets. Kama matokeo, mnyororo mzima wa polipeptidi hupata asidi zingine mbaya za amino baada ya tovuti ya mabadiliko ya uhakika.
Upangaji upya wa kromosomu kwa kawaida hujulikana kama mabadiliko, kwa kuwa uwepo wao katika seli huhusishwa na mabadiliko katika sifa za seli hizi au viumbe vinavyotokana na seli hizi. Tofautisha:
1) ukosefu wa sehemu ya chromosome (upungufu na ufutaji). Kufuta ni upotezaji (ukosefu) wa sehemu ya kati ya chromosome kwa sababu ya kuvunjika kwake kwa alama mbili. Ikiwa kikosi cha distal, fragment terminal hutokea, ukosefu huo huitwa defiance. Upungufu ni nadra, kwa sababu baada ya kupoteza kanda ya mbali, chromosome haiwezi kuwepo zaidi. Upungufu kwa kawaida hupunguza uwezekano na uzazi wa mtu binafsi;
2) mara mbili au kuzidisha kwa sehemu fulani za kromosomu (duplications). Mfano wa kurudia ni uboreshaji wa sifa ya Mwamba (macho yenye milia) katika Drosophila na ongezeko la idadi ya jeni zinazoidhibiti. Jambo la kurudia ni la kawaida katika asili, na jukumu fulani la mageuzi linahusishwa na hilo;
3) mabadiliko katika mpangilio wa mstari wa jeni katika kromosomu kutokana na mgeuko wa 180° wa sehemu binafsi za kromosomu (ugeuzi). Mfano wa kuvutia wa inversions ni tofauti katika seti za chromosome katika familia ya paka. Wawakilishi wake wote wana chromosomes 36, lakini karyotypes ya aina tofauti hutofautiana mbele ya inversion katika chromosomes tofauti. Inversions husababisha mabadiliko katika idadi ya sifa za kimofolojia na kisaikolojia za viumbe, na inaweza kuwa sababu ya kutengwa kwa kibiolojia ya idadi ya watu;
4) kuingizwa - harakati ya vipande vya chromosome kwa urefu wake, uingizwaji wa ujanibishaji wa jeni.
Upangaji upya wa kromosomu huhusishwa na ubadilishanaji wa tovuti kati ya kromosomu zisizo homologous. Upangaji upya kama huo huitwa uhamishaji. Uhamisho mbaya unaweza kusababisha kupungua kwa kasi kwa uwezekano wa seli na viumbe kwa ujumla.
Mabadiliko yanayoathiri jenomu ya seli huitwa genomic. Mabadiliko katika idadi ya kromosomu katika jenomu yanaweza kutokea kwa sababu ya kuongezeka au kupungua kwa idadi ya seti za haploidi au kromosomu ya mtu binafsi. Viumbe vilivyozidisha seti zote za haploidi huitwa polyploid. Viumbe ambavyo idadi ya kromosomu si nyingi ya nambari ya haploidi huitwa aneuploids, au heteroploids.
Polyploidy ni badiliko la jeni linalojumuisha ongezeko la idadi ya kromosomu, mgawo wa moja ya haploidi. Seli zilizo na nambari tofauti za seti za haploidi za kromosomu huitwa: 3G-triploid; 4r-tetraploid, nk Polyploidy inaongoza kwa mabadiliko katika sifa za viumbe: seli ni kubwa, zimeongezeka fecundity. Polyploidy, kwa upande wake, imegawanywa katika autopolyploidy (ongezeko la idadi ya chromosomes kutokana na kuzidisha kwa genomes ya aina moja) na allopolyploidy (kuongezeka kwa idadi ya chromosomes kutokana na muunganisho wa jenomu za aina tofauti). Polyploidy inajulikana kwa wanyama (ciliates, roundworm, crustacean ya maji, silkworm, amphibians). Aneuploidy, au heteroploidy - mabadiliko katika idadi ya chromosomes ambayo si nyingi ya seti ya haploid ya chromosomes (kwa mfano, 2n + \, 2n - 1, 2n - 2, 2n + 2). Kwa wanadamu, hii ni dalili ya trisomy kwenye chromosome ya X au kwenye chromosome ya 21 (Down syndrome), monosomy kwenye chromosome ya X, nk. Hali ya aneuploidy inaonyesha kwamba ukiukaji wa idadi ya chromosomes husababisha mabadiliko katika muundo na uwezekano wa viumbe.
Mabadiliko ya plasmojeni (kitengo chochote cha urithi wa cytoplasmic kinacholingana na urithi wa chromosomal), na kusababisha mabadiliko katika sifa na mali ya viumbe, inaitwa mabadiliko ya cytoplasmic. Mabadiliko haya ni thabiti na hupitishwa kutoka kizazi hadi kizazi (kupoteza oxidase ya cytochrome katika mitochondria ya chachu).
Kulingana na thamani inayobadilika, mabadiliko yanaweza kugawanywa kuwa ya manufaa, yenye madhara (ya kuua na ya nusu) na ya upande wowote. Mgawanyiko huu ni wa masharti. Mifano ya mabadiliko hatari na ya nusu kuua kwa wanadamu: epiloia (ugonjwa unaojulikana na kuenea kwa ngozi, ulemavu wa akili) na kifafa, pamoja na uwepo wa tumors ya moyo, figo, idiocy ya amaurotic (uwekaji wa jambo la mafuta katikati ya neva. mfumo, unafuatana na kuzorota kwa medula, upofu).
Mabadiliko ambayo hutokea kwa kawaida bila yatokanayo maalum na mawakala yasiyo ya kawaida huitwa moja kwa moja. Mitindo ya mabadiliko ya moja kwa moja imepunguzwa kwa masharti yafuatayo:
1. Kiwango cha mabadiliko ya moja kwa moja katika karibu viumbe vyote hai ni cha chini, lakini mzunguko wa mabadiliko ni tofauti katika aina tofauti za wanyama na mimea.
2. Jeni tofauti katika aina moja ya jenoti hubadilika kwa viwango tofauti.
3. Jeni zinazofanana katika genotypes tofauti hubadilika kwa viwango tofauti. Kwa mfano, katika mistari tofauti ya maabara ya Drosophila, mzunguko wa mabadiliko ya jicho na mrengo sio sawa; mabadiliko ya ualbino hutokea zaidi kwa panya kuliko mamalia wengine.
4. Aina na genera ambazo zinakaribiana kijeni zina sifa ya mfululizo sawa wa kutofautiana kwa urithi kwa ukawaida kiasi kwamba kujua idadi ya maumbo ndani ya spishi moja, mtu anaweza kutabiri kuwepo kwa maumbo sambamba katika spishi na genera nyingine. Karibu genera na aina ziko katika mpango wa jumla, kufanana kamili zaidi katika mfululizo wa kutofautiana kwao. "Familia nzima ya mimea kwa ujumla ina sifa ya mzunguko fulani wa kutofautiana ambao hupitia genera na aina zote zinazounda familia." Kawaida ya mwisho iligunduliwa na N. I. Vavilov mwaka wa 1920. Alionyesha kuwa mfululizo wa homologous mara nyingi huenda zaidi ya genera na hata familia. Upungufu wa vidole umebainishwa katika wawakilishi wa maagizo mengi ya mamalia: ng'ombe, kondoo, mbwa na wanadamu. Ualbino huzingatiwa katika tabaka zote za wanyama wenye uti wa mgongo. Sheria ya mfululizo wa homologous inahusiana moja kwa moja na utafiti wa magonjwa ya urithi wa binadamu. Mabadiliko mengi yanayopatikana kwa wanyama yanaweza kutumika kama mifano ya magonjwa ya urithi wa wanadamu. Kwa hivyo, katika mbwa, hemophilia inahusishwa na ngono. Ualbino umeripotiwa katika aina nyingi za panya, paka, mbwa na ndege. Panya, ng'ombe, farasi wanaweza kutumika kama mifano ya kusoma dystrophy ya misuli; kifafa - sungura, panya, panya; Uziwi wa kurithi upo kwa nguruwe wa Guinea, panya, na mbwa. Panya wanakabiliwa na magonjwa ya urithi wa kimetaboliki (fetma, ugonjwa wa kisukari).
Chini ya mchakato wa mabadiliko unaosababishwa unaeleweka tukio la mabadiliko ya urithi chini ya ushawishi wa athari maalum ya mambo ya mazingira. Sababu zote za mutagenesis zinaweza kugawanywa katika aina tatu: kimwili, kemikali na kibaiolojia. Mutagen ya kimwili yenye ufanisi zaidi ni mionzi ya ionizing. Kupitia seli, mionzi ya X, miale ya gamma, chembe-chembe na mionzi mingine ya ioni kwenye njia yao huondoa elektroni kutoka kwa ganda la nje la atomi au molekuli, na kuzigeuza kuwa chembe zenye chaji chanya. Mionzi ya ionizing inaweza kuwa na athari ya moja kwa moja kwenye DNA na athari isiyo ya moja kwa moja kupitia molekuli za ionized na atomi za vitu vingine. Kiwango cha mionzi hupimwa kwa roentgens au radi - maadili hukaribiana kwa thamani kamili. Mzunguko wa mabadiliko kwa kiasi kikubwa inategemea kipimo cha mionzi na ni sawa na hiyo.
mabadiliko ya chembe za urithi? iliyosababishwa na mionzi ilipatikana kwa majaribio na wanasayansi wa Soviet G. A. Nadson na G. S. Filippov, ambaye mnamo 1925 aliona mchakato wa mabadiliko katika chachu baada ya kufichuliwa na mionzi ya ionizing. Mnamo mwaka wa 1927, mtaalamu wa maumbile wa Marekani G. Meller alionyesha kwamba X-rays inaweza kusababisha mabadiliko mengi katika Drosophila, na baadaye athari ya mutagenic ya X-rays ilithibitishwa katika vitu vingi.
Mutagens za kimwili pia ni pamoja na mionzi ya ultraviolet. Walakini, athari yake ya mutagenic ni kidogo sana kuliko ile ya mionzi ya ionizing. Kuongezeka kwa joto kuna athari dhaifu zaidi, ambayo kwa wanyama wenye damu ya joto na wanadamu haina umuhimu wowote kwa sababu ya kudumu kwa joto la mwili wao.
Kundi la pili la mambo ni mutajeni za kemikali. Motajeni za kemikali husababisha hasa mabadiliko ya uhakika au jeni, tofauti na mutajeni za kimwili, ambazo huongeza sana uwezekano wa mabadiliko ya kromosomu. Kipaumbele cha ugunduzi wa mutajeni za kemikali ni wa watafiti wa Soviet. Mnamo 1933. V. V. Sakharov alipata mabadiliko kwa hatua ya iodini, mwaka wa 1934 M. E. Lobashev - kwa kutumia amonia. Mnamo 1946, mwanajenetiki wa Soviet I. A. Rappoport aligundua athari kali ya mutagenic ya formalin na ethyleneimine, na mtafiti wa Kiingereza S. Auerbach aligundua gesi ya haradali.
Mutajeni za kibiolojia ni pamoja na virusi na sumu kutoka kwa idadi ya viumbe, haswa ukungu. Mnamo 1958, mwanajenetiki wa Soviet S. I. Alikhanyan alionyesha kuwa virusi husababisha mabadiliko katika actinomycetes. Zaidi ya hayo, katika maabara ya ndani na nje ya nchi, iligundulika kuwa idadi ya mabadiliko yaliyojifunza vizuri katika wanyama, mimea na wanadamu ni matokeo ya hatua ya virusi.
Sio kila uharibifu wa DNA unaotokea lazima ubadilishwe kuwa mabadiliko; mara nyingi urekebishaji hufanyika kwa msaada wa vimeng'enya maalum. Utaratibu huu unaitwa fidia.
Njia tatu za ukarabati zinajulikana kwa sasa: uanzishaji wa picha, ukarabati wa giza, na ukarabati wa baada ya kurudia. Photoreactivation ni kuondolewa kwa dimers thymine kwa mwanga inayoonekana, ambayo ni ya kawaida katika DNA chini ya ushawishi wa mionzi ya UV. Huu ni mchakato wa enzymatic. Enzyme, kwa kutumia nishati ya mwanga, hupasua dimers na hivyo kurekebisha uharibifu wa UV katika DNA ya phages na bakteria. Ukarabati wa giza hauhitaji mwanga. Ina uwezo wa kurekebisha aina mbalimbali za uharibifu wa DNA. Urekebishaji wa giza unaendelea katika hatua kadhaa na ushiriki wa enzymes kadhaa:
Molekuli za enzyme ya 1 (endonuclease) huchunguza mara kwa mara molekuli ya DNA, kutambua uharibifu, enzyme inakata kamba ya DNA karibu nayo;
Enzyme nyingine (pia endonuclease au exonuclease) hufanya chale ya pili katika thread hii, excising eneo kuharibiwa;
Enzyme ya tatu (exonuclease) huongeza kwa kiasi kikubwa pengo linalosababisha, kukata makumi au mamia ya nyukleotidi;
Enzyme ya nne (polymerase) hutengeneza pengo kwa mujibu wa mpangilio wa nyukleotidi katika mshororo wa pili (halisi) wa DNA.
Urekebishaji wa mwanga na giza huzingatiwa kabla ya kurudiwa kwa molekuli zilizoharibiwa kutokea. Ikiwa uigaji wa molekuli zilizoharibiwa hutokea, basi molekuli za binti zinaweza kufanyiwa ukarabati baada ya kuiga. Utaratibu wake bado haujawa wazi. Jambo la kutengeneza DNA ni la kawaida kutoka kwa bakteria hadi kwa wanadamu na ni muhimu kwa kudumisha uthabiti wa habari za kijeni zinazopitishwa kutoka kizazi hadi kizazi.
Urithi wa cytoplasmic
Heredity, ambayo vipengele vya cytoplasm ni msingi wa nyenzo za urithi, inaitwa yasiyo ya chromosomal, au cytoplasmic. Kwa kuwa katika wanyama na mimea kiini cha yai kina matajiri katika cytoplasm, na sio spermatozoon, urithi wa cytoplasmic, tofauti na urithi wa chromosomal, lazima ufanyike kwa njia ya mstari wa uzazi. Waanzilishi wa urithi wa cytoplasmic walikuwa wanajeni wa Ujerumani K. Korrens na 3. B a u r. Sababu za urithi zilizowekwa ndani ya cytoplasm na organelles yake huteuliwa na aina ya plasma ya terminus.
Urithi wa nyuklia umegawanywa katika:
I. Urithi usio wa kromosomu au saitoplazimu:
urithi wa plastiki;
Urithi kupitia mitochondria;
Utasa wa cytoplasmic wa kiume.
II. Uamuzi wa awali wa cytoplasm.
III. Urithi kwa njia ya maambukizi au inclusions (urithi wa pseudocytoplasmic).
1. Aina ya phenotype inategemea:
a) kutoka kwa genotype;
b) kutoka kwa mazingira;
c) haitegemei chochote;
d) kutoka kwa genotype na kutoka kwa mazingira.
2. Kuwa na kiwango finyu cha mmenyuko... dalili.
a) ubora;
b) kiasi.
3. Ishara za ni utofauti gani unaoonyeshwa kama mfululizo wa mabadiliko na mseto wa utofauti:
a) mabadiliko;
b) marekebisho;
c) mchanganyiko?
4. Mabadiliko hutokea:
a) wakati wa kuvuka;
b) na kuvuka;
c) ghafla katika DNA au katika chromosomes.
5. Mabadiliko:
a) kupindukia kila wakati;
b) daima kutawala;
c) inaweza kuwa ya kutawala au kupindukia.
6. Mabadiliko hujidhihirisha kwa njia ya kipekee:
a) kwa hali yoyote;
b) katika kiumbe cha homozygous;
c) katika kiumbe cha heterozygous.
7. Kulingana na thamani ya kubadilika, mabadiliko yanaweza kuwa:
a) somatic;
b) kuua nusu, kuua;
c) jeni, au uhakika.
8. Mabadiliko yasiyo na maana ni:
a) mabadiliko yanayotokea wakati nucleotide inabadilishwa ndani ya kodoni;
b) kuonekana kwa codons terminal ndani ya jeni;
c) kusoma mabadiliko ya mabadiliko ya sura.
9. Uvimbe mbaya unaweza kusababishwa na:
a) virusi;
b) kemikali;
c) mionzi ya ionizing;
d) na virusi, na kemikali, na mionzi ya ionizing. _
10. Urithi wa cytoplasmic unafanywa kulingana na:
a) mstari wa uzazi;
b) mstari wa baba.
Fasihi
1. R.G. Zayats, I.V. Rachkovskaya na wengine Biolojia kwa washiriki. Minsk, Unipress, 2009, p. 578-597.
2. L.N. Pesetskaya. Biolojia. Minsk, "Aversev", 2007, ukurasa wa 23-35.
3. N.D. Lisov, N.A. Lemeza na wengine.Biolojia. Minsk, "Aversev", 2009, ukurasa wa 33-37.
4. E.I. Shepelevich, V.M. Glushko, T.V. Maksimov. Biolojia kwa watoto wa shule na wanaoingia. Minsk, "UniversalPress", 2007, p.37-50.
MUHADHARA WA 16. Uzalishaji wa mimea, wanyama na viumbe vidogo
Mada na kazi za uteuzi.
Vavilov N.I. juu ya asili ya mimea iliyopandwa.
Mbinu za uteuzi wa kimsingi. Heterosis, matumizi yake katika kuzaliana.
Njia za kuzaliana na kazi ya maumbile IV Michurina.
Mafanikio katika ufugaji wa mimea na wanyama. Aina ya mimea iliyopandwa iliyoundwa na wafugaji wa Belarusi.
Maelekezo makuu ni bioteknolojia (sekta ya microbiological, uhandisi wa maumbile na seli).
Ufugaji (kutoka Kilatini selectio - uteuzi) ni sayansi ya mbinu za kuunda aina mpya na kuboresha zilizopo za mimea iliyopandwa, mifugo ya wanyama wa ndani na aina ya microorganisms zinazotumiwa na wanadamu.
Kuzalisha aina mpya au kuzaliana ni mchakato mgumu wa hatua nyingi ambao unakuja kwa uteuzi makini wa jozi za wazazi, kuvuka kwao, uteuzi wa mbinu katika watoto wa mseto, ikifuatiwa na kuvuka fomu zilizochaguliwa na tena kwa uteuzi. Katika suala hili, sayansi ya kisasa ya ufugaji inajumuisha sehemu kuu zifuatazo:
1. Utafiti wa nyenzo za chanzo - aina mbalimbali, kuzaliana na aina mbalimbali za mimea, wanyama na microorganisms.
2. Maendeleo ya mbinu na mifumo ya mseto kulingana na mifumo ya maumbile ya urithi wa sifa na kutofautiana kwao.
3. Maendeleo ya mbinu za uteuzi wa bandia.
Aina, aina, aina ni idadi ya viumbe vilivyoundwa na mwanadamu na kuwa na sifa fulani za urithi. Watu wote ndani ya kuzaliana, aina au aina wana sifa zinazofanana, zilizowekwa kwa urithi, pamoja na aina sawa ya majibu kwa mambo ya mazingira. Kwa mfano, kuku za Leggorn zina wingi mdogo, lakini uzalishaji wa yai wa juu.
Kazi za ufugaji wa kisasa ni kuongeza uzalishaji wa aina za mimea, mifugo ya wanyama wa ndani, matatizo ya microorganisms. Kuhusiana na ukuzaji wa viwanda na uwekaji makinikia wa kilimo, uteuzi unalenga kuunda aina za nafaka za muda mfupi, aina za zabibu, nyanya, chai na pamba zinazofaa kuvunwa kwa mashine; kuzaliana aina za mboga kwa kukua katika greenhouses, hydroponics; uundaji wa mifugo ya wanyama kwa ajili ya kuweka katika complexes kubwa ya mifugo.
Uboreshaji wa aina za mimea, mifugo ya wanyama wa ndani, matatizo ya microorganisms haiwezekani bila kujifunza asili na mageuzi yao. Ya umuhimu mkubwa katika uhusiano huu ni kazi ya N. I. Vavilov juu ya utafiti wa vituo vya asili ya mimea iliyopandwa. Vavilov alipanga safari kadhaa, ambapo alikusanya nyenzo muhimu zaidi juu ya usambazaji wa mimea iliyopandwa ulimwenguni. Vavilov aligundua kuwa mahali pa kuzaliwa kwa mahindi ni Mexico na Amerika ya Kati, mahali pa kuzaliwa kwa viazi ni Amerika Kusini. Huko Afghanistan, alipata aina nyingi za ngano laini, na huko Ethiopia - durum. Aligundua na kuelezea vituo 8 vya asili ya mimea iliyopandwa:
Hindi (Kitropiki cha Asia ya Kusini) - katikati ya asili ya aina ya mchele, miwa, matunda ya machungwa;
Asia ya Kati - ngano laini, kunde na mazao mengine;
Kichina (au Asia ya Mashariki) - mtama, buckwheat, soya, nafaka;
Asia ya Magharibi - ngano na rye, pamoja na kukua kwa matunda;
Mediterranean - mizeituni, clover, lenti, kabichi, mazao ya lishe;
Abyssinian - mtama, ngano, shayiri;
Kusini mwa Mexico - pamba, mahindi, kakao, malenge, maharagwe;
Amerika ya Kusini - katikati ya viazi, mimea ya dawa (coca bush, cinchona).
Ujuzi wa hali ya asili katika nchi ya mmea fulani hufanya iwezekanavyo kuwatenga mwelekeo usio na maana katika uteuzi na inafanya uwezekano wa kufanya uteuzi kwa misingi ya kisayansi, kwa kuzingatia mali ya mimea yenyewe na ushawishi wa mambo ya mazingira. juu ya malezi yao. Thamani ya kazi ya Vavilov iko katika ukweli kwamba aliweka msingi wa ukusanyaji na uhifadhi wa dimbwi la jeni la mmea na kuunda mkusanyiko wa kwanza wa jeni ulimwenguni katika Taasisi ya Mimea ya All-Union huko Leningrad. Mkusanyiko huu unajazwa tena kila mwaka na sampuli mpya kutoka kwa mabara yote, na hata wakati wa kizuizi cha Leningrad kilihifadhiwa kabisa. Hivi sasa, hutoa nyenzo za chanzo kwa wafugaji kote ulimwenguni.
Mbinu za uteuzi wa kimsingi
| Mbinu | Ufugaji wa wanyama | ufugaji wa mimea |
| Uteuzi wa jozi za wazazi | Kulingana na sifa za thamani za kiuchumi na nje (seti ya sifa za phenotypic) | Kwa maeneo yao ya asili (mbali ya kijiografia) au mbali kijeni (isiyohusiana) |
| Mseto: a) isiyohusiana (kuzaliana) | Kuvuka kwa mifugo ya mbali ambayo hutofautiana katika sifa tofauti ili kupata idadi ya heterozygous na udhihirisho wa heterosis. Hii inasababisha uzao tasa. | Intraspecific, interspecific, intergeneric kuvuka inayoongoza kwa heterosis kupata idadi ya watu heterotic, pamoja na tija ya juu. |
| b) uhusiano wa karibu (kuzaliana) | Kuvuka kati ya jamaa wa karibu ili kuzalisha mistari ya homozygous (safi) yenye sifa zinazohitajika | Uchavushaji wa kibinafsi katika mimea inayochavusha mtambuka kwa ushawishi wa bandia kupata mistari ya homozygous (safi) |
| Uchaguzi a) wingi | Haitumiki | Inatumika kwa mimea inayochavusha mtambuka |
| b) mtu binafsi | Uteuzi mkali wa mtu binafsi hutumiwa kulingana na sifa za thamani za kiuchumi, uvumilivu, nje | Inatumika kwa mimea ya kujichavusha, mistari safi hutofautishwa - mzao wa mtu mmoja anayejichavusha. |
| Mbinu ya mtihani wa kizazi | Wanatumia njia ya kuingizwa kwa bandia kutoka kwa waume bora wa kiume, sifa ambazo huangaliwa kwa watoto wengi. | Haitumiki |
| Uzalishaji wa majaribio ya polyploids katika | Haitumiki | Inatumika katika genetics na kuzaliana ili kupata aina zenye tija, zenye tija. |
Heterosis, matumizi yake katika kuzaliana
Uwezo wa juu na tija ya mahuluti F, ikilinganishwa na fomu zilizovuka, inaonyesha maana ya jambo la heterosis. "
Hata katikati ya karne ya XVIII. I. Kelreuter, msomi wa Chuo cha Kirusi, mtaalam wa mimea maarufu, alielezea ukweli kwamba katika baadhi ya matukio, wakati mimea inavuka, mahuluti ya kizazi cha kwanza ni nguvu zaidi kuliko aina zao za wazazi. Kipindi kipya katika utafiti wa jambo la heterosis huanza katika miaka ya 1920. ya karne iliyopita kutokana na kazi ya wanajeni wa Marekani Schell, Mashariki, Kuzimu, Johnson. Kama matokeo ya kazi yao katika mahindi, kwa kuchavusha kibinafsi, mistari ya mseto ilipatikana, inayojulikana na unyogovu mkali. Lakini Shell ilipovuka mistari iliyoshuka moyo, bila kutarajia alipokea mahuluti ya F yenye nguvu sana. Kutoka kwa kazi hizi, matumizi makubwa ya heterosis katika mchakato wa uteuzi ilianza.
Wanajenetiki wamependekeza dhana kadhaa kuelezea heterosis. Dhana ya utawala ilitengenezwa na mwanajenetiki wa Marekani Johnson. Inatokana na utambuzi wa jeni kuu zinazofanya kazi kwa manufaa katika hali ya homozygous au heterozygous:
Ikiwa fomu zilizovuka zina jeni mbili tu kuu, basi mseto una nne. Hii huamua heterosis ya mseto, yaani, faida zake juu ya fomu za awali.
Dhana ya overdominance ilipendekezwa na wanajenetiki wa Marekani Schell na Mashariki. Inatokana na utambuzi kwamba hali ya heterozygous kwa jeni moja au zaidi inatoa faida zaidi ya homozigoti kwa jeni moja au zaidi.
Mwanajenetiki wa Soviet V. A. Strunnikov alipendekeza dhana ya tata ya fidia ya jeni.
Maana ya uzushi wa heterosis iko katika uwezekano wa juu, tija ya mahuluti ya F, ikilinganishwa na fomu zilizovuka.
Kutokana na athari za heterosis, ongezeko la mavuno hadi 25-50% hupatikana.Kupungua kwa heterosis katika kizazi cha pili na kinachofuata kinahusishwa na kugawanyika kwa watoto wa mseto. Katika maendeleo ya mimea na wanyama, madhara yanaweza kuzingatiwa ambayo yanafanana na heterosis katika udhihirisho, lakini husababishwa na sababu za maumbile (sio kutokana na kuvuka), lakini kwa ushawishi wa mvuto fulani wa nje. Hii ndio inayoitwa heterosis ya kisaikolojia. Kwa mfano, kesi zimeanzishwa kwa mimea ya kuondoa matokeo mabaya ya uchavushaji wa kibinafsi na mabadiliko makali katika hali ya ukuaji. Asili ya athari hizi bado haijawa wazi. Kuna aina tatu za heterosis:
Uzazi (watoto mseto hupita aina za uzazi katika uzazi);
Somatic (katika watoto wa mseto, wingi wa mimea katika mimea na nguvu ya kikatiba katika wanyama huongezeka);
Adaptive (mahuluti hubadilishwa vyema kwa hali ya mazingira kuliko fomu za wazazi).
Njia za kuzaliana na kazi ya maumbile na I. V. Michurina
| Mbinu | Mbinu Essence | Mifano | |
| Mchanganyiko wa mbali kibayolojia: a) interspecific | Kuvuka wawakilishi wa aina tofauti kupata aina na mali zinazohitajika | Cherry Vladimirskaya x Winkler nyeupe cherry - Cherry Krasa Severa (ladha nzuri, ugumu wa msimu wa baridi) | |
| b) intergeneric | Kuvuka wawakilishi wa genera tofauti kupata mimea mpya | Cherry x ndege cherry \u003d ce-rapadus | |
| Mseto wa mbali kijiografia | Kuvuka wawakilishi wa mikoa ya mbali ya kijiografia ili kuingiza katika mseto sifa zinazohitajika (ladha, utulivu) | Peari mwitu Ussuri x Bere piano (Ufaransa) = Bere baridi Michurina | |
| Mbinu | Mbinu Essence | Mifano | |
| Uteuzi | Nyingi, ngumu: kwa suala la saizi, sura, ugumu wa msimu wa baridi, mali ya kinga, ubora, ladha ya matunda na ubora wao wa kutunza. | Aina nyingi za miti ya apple yenye ladha nzuri na mazao ya juu yameendelezwa kaskazini. | |
| Mbinu ya mshauri | Elimu katika mche mseto wa sifa zinazohitajika (kuongezeka kwa utawala), ambayo mche hupandikizwa kwenye mmea na mwalimu ambaye wanataka kupokea sifa hizi. | Belfleur-Kichina (mseto-mizizi) x Kichina (kipandikizi) = Kichina cha Belfleur (aina ya kuwekewa, inayochelewa kukomaa) | |
| Mbinu ya Mpatanishi | Katika mseto wa mbali, kushinda kutovuka, matumizi ya spishi za porini kama mpatanishi | Mlozi wa Kimongolia x Wild David Peach = Mpatanishi wa Almond Aliyepandwa Peach x Mpatanishi wa Almond = Pechi Mseto (iliyohamishwa kaskazini) | |
| Mfiduo wa hali ya mazingira | Wakati wa kuinua mahuluti mchanga, umakini ulilipwa kwa njia ya kuhifadhi mbegu, asili na kiwango cha lishe; yatokanayo na joto la chini, udongo usio na virutubisho, upandikizaji wa mara kwa mara | ||
| Kuchanganya poleni | Ili kuondokana na kutovuka kwa sehemu maalum (kutopatana) | Poleni ya mmea mama ikichanganywa na chavua ya baba, chavua yake yenyewe ilikera unyanyapaa, na ikagundua poleni ya mtu mwingine. | |
Mafanikio ya uteuzi wa Soviet
Mafanikio katika uzalishaji wa mimea katika USSR yanahusishwa na matumizi ya mbinu za maumbile pamoja na mbinu za kuzaliana. Kwa hivyo, N. V. Ts na ts na n (1898-1980) na wafanyikazi kama matokeo ya mseto wa mbali na uteuzi ulizalisha mazao ya juu (hadi 70 centners / ha) mahuluti ya nyasi ya ngano sugu kwa makaazi. Kwa kutumia njia ya mseto tata wa aina za mbali za kijiografia, ikifuatiwa na uteuzi makini wa mtu binafsi kwa vizazi kadhaa, P.P. Lukyanenko aliunda aina kadhaa za kushangaza za ngano ya msimu wa baridi. Aina ya ngano Bezostaya-1 hutumiwa sana. Aina hii ina mavuno mengi (65-70 au zaidi q/ha) katika hali mbalimbali za mazingira: katika Caucasus Kaskazini, kusini mwa Ukraine, Moldova, katika Transcaucasus, katika baadhi ya mikoa ya Asia ya Kati na Kazakhstan. , pamoja na Hungaria, Bulgaria, Romania, Yugoslavia.
P. P. Lukyanenko pia aliunda aina za ngano (Aurora, Caucasus), mavuno ambayo hufikia karibu kilo 100 / ha. Mafanikio makubwa katika kuzaliana ngano ya majira ya baridi ilichukuliwa na hali mbalimbali za hali ya hewa na kijiografia ilipatikana na VN Remesl katika Taasisi ya Mironov ya Uzalishaji wa Ngano. Aina ya Mironovskaya-808 aliyozalisha ilitolewa karibu katika eneo lote la SSR ya Kiukreni, katika Jamhuri ya Muungano wa Moldavian na Byelorussia, na katika karibu mikoa 50 ya RSFSR. Aina hii ina sifa ya uzalishaji wa juu (55-60 c/ha), ugumu wa msimu wa baridi na mwitikio mzuri kwa mbolea. Mnamo 1974, aina ya Ilyichevka ilipatikana (100 q / ha).
Katika uteuzi wa ngano ya spring, mafanikio makubwa yalipatikana katika Taasisi ya Utafiti wa Sayansi ya Kilimo ya Kusini-Mashariki (Saratov) na wafugaji bora A. P. Shekhurdin na V. N. Mamontovoy.
Aina ya ngano Saratovskaya-29, iliyopandwa na wafugaji hawa, pamoja na mazao ya juu, ina sifa ya sifa za kipekee za kuoka.
V. S. Pustovoyt alipata mafanikio makubwa katika ufugaji wa alizeti. Alianza kazi ya kuzaliana na aina zilizo na karibu 30% ya mafuta katika mbegu. Kama matokeo ya kutumia uteuzi endelevu wa vikundi vya familia, alifanikiwa kupata aina zilizo na mafuta ya asilimia 50 au zaidi. V. S. Pustovoit ilitengeneza aina za alizeti Mayak na Peredovik. Shukrani kwa ukandaji wa aina hizi, inawezekana kupata maelfu ya tani za ziada za mafuta ya alizeti kwa gharama sawa.
M. I. X a dzh na n o v katika miaka ya 30. ya karne iliyopita aligundua jambo la cytoplasmic utasa kiume. Kwa msingi wa mseto na uteuzi wa mimea kwa sababu ya cytoplasmic, aina za mahindi zenye mavuno mengi zilikuzwa.
Lutkov na Zosimovich waliongeza maudhui ya sukari na mavuno ya beet ya sukari kutokana na polyploidy. Wafugaji pia wamepiga hatua kubwa. Kwa kuzaliana, M. F. Ivanov aliunda mifugo yenye tija (nyeupe ya steppe ya Kiukreni ya nguruwe, aina ya kondoo wa Ascanian fine-fleeced). Kulingana na mseto wa ram-argali mwitu na merinos, ikifuatiwa na uteuzi wa wanyama wa aina inayotakiwa na kutumia inbreeding huko Kazakhstan, N.S. Njia za mseto na uteuzi zilikuwa msingi wa kuundwa kwa kikundi kipya cha nguruwe "mseto wa Kazakh" (Taasisi ya Biolojia ya Majaribio ya Kazakh SSR). Nguruwe za uzazi wa Kemerovo na nguruwe wa mwitu zilitumiwa kama fomu za awali katika mchakato wa kuzaliana kwa kundi hili la uzazi.
Mafanikio ya wafugaji wa Belarusi
Wanasayansi wa Taasisi ya Utafiti ya Kibelarusi ya Viazi na Kilimo cha bustani (Samokhvalovichi, mkoa wa Minsk) kutoka 1925 hadi 1995. takriban aina 50 za viazi, mboga zaidi ya 70, matunda 124 na aina 23 za mazao ya beri zimekuzwa. Chini ya uongozi na ushiriki wa moja kwa moja wa Academician PI Alsmik, aina za viazi kama vile Temp, Loshitsky, Razvaristy, Ogonyok, Sadko, Novinka, Verba, Ivushka, Lasunak, Zorka, n.k zilikuzwa.Aina 12 za viazi zenye uwezo wa kutoa 500 - 700 c/ha, sugu kwa magonjwa na wadudu, na sifa ya juu ya kuonja, yanafaa kwa ajili ya usindikaji wa bidhaa za chakula zilizomalizika. A. G. Voluznev alizalisha aina 23 za mazao ya beri. Aina za kawaida za currant nyeusi ni tamu ya Belarusi, Cantata, Minai Shmyrev, Pamyat Vavilova. binti mfalme,
Katyusha, Mshiriki; currant nyekundu - Mpendwa; gooseberry - Spring, Ukarimu; - jordgubbar - Minsk, Chaika.
Aina 124 za mazao ya matunda zimekuzwa, ikiwa ni pamoja na aina 24 za miti ya apple (Antey, Belorusskoye Raspberry, Bananavoye, Minskoe, nk), aina 8 za peari (Beloruska, Maslyanistae, Loshitskaya, nk), aina .15 za cherry tamu (Zolotaya Loshitskaya, Krasavitsa) na wengine wengi. Waanzilishi wa uteuzi wa Kibelarusi wa mazao ya matunda ni E. P. Syubarova na A. E. Syubarov. na Ye.V. ef c. Waanzilishi wa uteuzi wa mazao ya mboga ni: GI Artemenko na AM Polyanskaya ( nyanya), EI Chulkova (kabichi), VF Devyatova (vitunguu, vitunguu). Waliweka na kuendeleza misingi ya ufugaji wa kisayansi wa mazao ya mboga huko Belarus.
Aina ya mazao ya mboga ya uteuzi wa Kibelarusi yamepangwa: nyanya za wazi - Peramoga, Bora, Faida, Ruzha, Neman; nyanya kwa greenhouses za filamu - Vezha; matango - Dolzhik, Verasen, Zarnitsa; kabichi - Rusinovka, Maadhimisho ya miaka; upinde - Amber, Vetraz; vitunguu - Poljot, nk.
Kwa kuongeza, wafugaji wa Belarusi wamezalisha na kugawa aina nyingi za nafaka na kunde, mimea ya kiufundi na lishe. Katika Taasisi ya Utafiti ya Kibelarusi ya Kilimo (Zhodino), N. D. Mukhin nym, aina ya tetraploid ya rye ya baridi Belta ilizaliwa. Yeye ndiye mwandishi na mwandishi mwenza wa aina ya rye ya baridi Belorusskaya 23, Druzhba, ngano ya spring Minsk, buckwheat Iskra na Yubileinaya 2. Aina ya ngano ya majira ya baridi Berezina (74 c/ha) inajulikana na sifa za juu za kusaga na kuoka. . Ngano ya msimu wa baridi Nadzeya (kilo 79 kwa hekta) ni ya aina ya matumizi ya malisho ya nafaka. Aina ya shayiri ya spring Zazersky 85 na Zhodinsky 5 imejidhihirisha vizuri. Aina ya lupine ya njano Narochansky inajulikana na sifa za juu. Mavuno ya nafaka 27, uzito wa kijani 536 kg/ha. Maudhui ya protini katika nafaka ni 45.8%. Aina maarufu zaidi za beet ya sukari ni Belorusskaya mbegu moja-55, polyhybrid Belorussky-31 (iliyokuzwa katika Taasisi ya Jenetiki na Cytology ya Chuo cha Sayansi cha Belarusi kwa kushirikiana na Kituo cha Uzalishaji cha Majaribio cha Ganusov kwa kuvuka aina za tetraploid na diploid ya beet ya sukari). Mavuno ya wastani ya mazao ya mizizi ni 410-625 c/ha, maudhui ya sukari ni 15.3-19.5%, mavuno ya sukari ni 56.3-99.1 c/ha.
Sehemu kuu za teknolojia ya kibayoteknolojia (microbiological, genetic and cell engineering)
Bioteknolojia - matumizi ya viumbe hai na michakato ya kibiolojia katika uzalishaji, i.e. uzalishaji wa vitu muhimu kwa wanadamu kwa kutumia mafanikio ya biolojia, biokemia na teknolojia.
Sekta ya microbiological, ambayo ilionekana katika miaka ya 60. Karne ya 20 kutatua matatizo kadhaa:
1) hutoa ufugaji na protini ya lishe ya juu;
2) kwa msaada wa bioteknolojia, enzymes (protease, amylase, pectinase) hupatikana na kutumika;
3) kwa msaada wa bioteknolojia, bidhaa za microbiological zinapatikana - amino asidi, antibiotics (penicillins, cephalosporins, tetracyclines, erythromycins, streptomycins);
4) kwa msaada wa microorganisms, vyanzo vya ziada vya nishati hupatikana kwa njia ya biogas, ethanol, hidrojeni kutokana na matumizi ya taka ya viwanda na kilimo na microbes.
Uhandisi wa seli - njia za ukuaji wa seli katika vyombo vya habari maalum vya virutubisho.
Utamaduni wa tishu ni utamaduni wa seli unaokuzwa chini ya hali tasa katika vyombo vya habari maalum. Tamaduni za seli (au utamaduni wa tishu) zinaweza kutumika kutoa vitu muhimu. Kwa mfano, utamaduni wa seli za mmea wa ginseng hutoa vitu vya dawa, kama mmea wote.
Tamaduni za seli pia hutumiwa kwa mseto wa seli. Kutumia baadhi ya mbinu maalum, inawezekana kuchanganya seli za asili tofauti kutoka kwa viumbe, mseto wa kawaida wa kijinsia ambao hauwezekani. Hii inafungua njia mpya kimsingi ya kuunda mahuluti kulingana na mchanganyiko wa sio seli za vijidudu, lakini seli za somati kwenye mfumo mmoja. Seli za mseto na viumbe vya viazi na nyanya, apple na cherry tayari zimepatikana.
Katika wanyama, uzalishaji wa seli za mseto pia hufungua mitazamo mpya, haswa kwa dawa. Kwa mfano, mahuluti yamepatikana katika utamaduni kati ya seli za saratani (ambazo zina uwezo wa kukua kwa muda usiojulikana) na baadhi ya seli za damu - lymphocytes. Hybridomas ni mahuluti ya seli za saratani na lymphocytes. Lymphocytes huzalisha vitu vinavyosababisha kinga (kinga) kwa kuambukiza, ikiwa ni pamoja na magonjwa ya virusi. Kutumia seli hizo za mseto, inawezekana kupata vitu vyenye thamani vya dawa vinavyoongeza upinzani wa mwili kwa maambukizi.
Uhandisi wa maumbile ni seti ya mbinu zinazoruhusu uhamishaji wa habari za kijeni kutoka kwa kiumbe kimoja hadi kingine kwenye bomba la majaribio. Uhamisho wa jeni hufanya iwezekanavyo kushinda vikwazo vya interspecies na kuhamisha sifa za urithi wa kiumbe mmoja hadi mwingine. Lengo la uhandisi wa jeni ni "kupata seli (bakteria) zenye uwezo wa kusindika baadhi ya protini za "binadamu" kwa kiwango cha viwanda. Kwa hiyo, tangu 1980, homoni ya ukuaji wa binadamu - somatotropin imepatikana kutoka kwa Escherichia coli. Somatotropin ndiyo matibabu pekee kwa watoto. wanaosumbuliwa na dwarfism kutokana na ukosefu wa homoni hii.Kabla ya maendeleo ya uhandisi wa maumbile, ilikuwa imetengwa na tezi za pituitari kutoka kwa maiti.
Tangu 1982, insulini kwa ajili ya matibabu ya kisukari imetolewa kibiashara kutoka kwa E. koli iliyo na jeni ya insulini ya binadamu. Kabla ya hili, dawa hii haipatikani kwa wagonjwa wote.
Njia ya kawaida ya uhandisi wa maumbile ni njia ya kupata recombinant, yaani, iliyo na jeni la kigeni, plasmids. Plasmidi ni molekuli za DNA zenye nyuzi mbili za mviringo. Kila bakteria, pamoja na DNA ya msingi, ina plasmidi kadhaa tofauti ambazo hubadilishana na bakteria zingine. Ni plasmidi ambazo hubeba jeni kwa upinzani wa dawa katika bakteria. Plasmidi hutumiwa na wahandisi wa maumbile kuanzisha jeni za viumbe vya juu kwenye seli za bakteria.
Zana za uhandisi wa maumbile ni enzymes zilizogunduliwa mwaka wa 1974 - endonucleases ya kizuizi, au enzymes ya kizuizi (kihalisi, kizuizi). Vizuizi vya Enzymes hutambua tovuti (maeneo ya utambuzi) na kuanzisha mapumziko ya ulinganifu, oblique katika minyororo ya DNA. Matokeo yake, "mikia" fupi ya kamba moja huundwa kwenye ncha za kila kipande cha DNA iliyozuiliwa, inayoitwa "nata" mwisho.
Mbinu za uhandisi wa maumbile. Ili kupata plasmid inayojumuisha, jeni la kigeni (kwa mfano, jeni la mwanadamu) huletwa kwenye plasmid iliyopasuka. Vipande vyote viwili vya DNA vimeunganishwa na ligase ya enzyme na plasmid recombinant hupatikana, ambayo huletwa kwenye E. koli. Vizazi vyote vya bakteria hii huitwa clones.
Mchakato mzima wa kupata bakteria kama hizo, inayoitwa cloning, ina hatua zinazofuatana:
1. Kizuizi - kukata DNA ya binadamu na kimeng'enya cha kizuizi katika vipande vyenye "nata" mwisho.
2. Kuunganisha - kuingizwa kwa vipande vya DNA ya binadamu katika plasmids kutokana na "kuunganishwa kwa mwisho wa nata" na ligase ya enzyme.
3. Mabadiliko - kuanzishwa kwa plasmids recombinant katika seli za bakteria. Hata hivyo, plasmidi hupenya sehemu tu ya bakteria iliyotibiwa. Bakteria zilizobadilishwa, pamoja na plasmid, hupata upinzani kwa antibiotic fulani. Hii inawaruhusu kutengwa na wale ambao hawajabadilishwa ambao hufa kwa njia iliyo na antibiotic. Bakteria hupandwa kwenye kati ya virutubisho na kila bakteria iliyobadilishwa huongezeka na kuunda koloni ya maelfu mengi ya kizazi - clone.
4. Uchunguzi - uteuzi kati ya clones ya bakteria kubadilishwa wale ambayo yana plasmids na jeni taka binadamu. Makoloni ya bakteria yanafunikwa na chujio maalum, wakati inapoondolewa, alama ya makoloni inabaki juu yake. Kisha mseto wa Masi unafanywa. Vichujio vinatumbukizwa kwenye suluhu yenye kichunguzi chenye lebo ya mionzi. Uchunguzi ni polynucleotidi ambayo inakamilisha sehemu ya jeni la riba. Inachanganya tu na plasmidi hizo zinazojumuisha ambazo zina jeni inayotaka. Baada ya mseto, filamu ya X-ray inatumiwa kwenye chujio katika giza na kuendelezwa baada ya masaa machache. Msimamo wa maeneo yenye mwanga hukuruhusu kupata plasmids na jeni inayotaka.
1. Mahuluti Mahususi:
a) hawana uwezo wa kuzaa;
b) ni sifa ya kuongezeka kwa uzazi;
c) mwanamke daima;
d) mwanaume kila wakati.
2. Njia inayotumika katika kuzaliana na isiyoambatana na mabadiliko ya tabia ya kijeni ya viumbe ni:
a) polyploidy; b) mutagenesis ya bandia;
c) mseto; d) cloning.
3. Nchi ya mahindi na alizeti ni kitovu cha asili ya mimea iliyopandwa (kulingana na N. I. Vavilov):
a) Asia ya Kusini;
b) Amerika ya Kati;
c) Kihabeshi;
d) Mediterania.
4. Kweli polyploidy, au euploidy ni:
a) upangaji upya wa chromosomes;
b) mabadiliko katika idadi ya chromosomes, nyingi ya haploid;
c) mabadiliko katika mlolongo wa nucleotides.
5. Kwa mara ya kwanza iliwezekana kuendeleza njia za kuondokana na utasa wa mahuluti ya interspecific:
a) K. A. Timiryazev; b) M. F. Ivanov; c) G. D. Karpechenko; d) N. S. Butarin.
6. Ni aina gani ya uteuzi wa bandia hutumiwa katika ufugaji wa wanyama:
a) wingi;
b) mtu binafsi?
7. Katika karne ya XX. Njia za uteuzi zimeongezwa:
a) polyploidy;
b) mutagenesis ya bandia;
c) mseto wa seli;
d) na polyploidy, na mutagenesis bandia, na mseto wa seli.
8. Kikundi cha mimea chenye mchanganyiko chenye sifa za thamani kiuchumi kilichoundwa na mwanadamu kinaitwa:
a) mshirika;
b) kuzaliana;
c) aina mbalimbali.
9. Bayoteknolojia ni:
a) matumizi ya bidhaa za asili ya kibaolojia (peat, makaa ya mawe, mafuta) kuendesha mashine na taratibu;
b) matumizi ya teknolojia katika ufugaji na uzalishaji wa mazao;
c) matumizi ya viumbe hai na michakato ya kibiolojia katika uzalishaji;
d) matumizi ya viumbe hai kama mifano katika uundaji wa miundo na mifumo mbali mbali.
Fasihi
1. R.G. Zayats, I.V. Rachkovskaya na wengine Biolojia kwa washiriki. Minsk, Unipress, 2009, p. 674-686.
2. L.N. Pesetskaya. Biolojia. Minsk, "Aversev", 2007, ukurasa wa 72-85.
3. E.I. Shepelevich, V.M. Glushko, T.V. Maksimov. Biolojia kwa watoto wa shule na wanaoingia. Minsk, "UniversalPress", 2007, p.95-104.
MUHADHARA WA 17. Asili na maendeleo ya maisha Duniani.
Fundisho la mageuzi la Ch. Darwin
Nadharia ya kwanza ya mageuzi ya J. B. Lamarck.
Masharti ya kuibuka kwa Darwinism.
Kiini cha mafundisho ya mageuzi ya Ch. Darwin na ushawishi wake kwa sayansi ya kibiolojia.
Nadharia ya syntetisk ya mageuzi ya maisha.
Ubora wa kuunda nadharia ya kwanza muhimu ya mageuzi ya ulimwengu wa kikaboni ni ya J. B. Lamarck (1744-1829). Masharti kuu ya nadharia hii yamewekwa na yeye katika kazi yake "Falsafa ya Zoolojia" (1809). Lamarck aliandika yafuatayo:
Viumbe hai hubadilika;
Aina (na kategoria zingine za taxonomic) ni za masharti na polepole hubadilishwa kuwa spishi mpya;
Mwelekeo wa jumla wa mabadiliko ya kihistoria katika viumbe ni uboreshaji wa taratibu wa shirika lao (gradation), nguvu ya kuendesha gari ambayo ni ya awali (iliyowekwa na muumba) tamaa ya maendeleo;
Viumbe vina uwezo wa asili wa kujibu kwa urahisi mabadiliko katika hali ya nje;
Mabadiliko katika viumbe vilivyopatikana wakati wa maisha kwa kukabiliana na mabadiliko ya hali yanarithi.
Ukadiriaji wa nadharia ya Lamarck. Sifa kuu ya Lamarck ni uundaji wa fundisho la kwanza la mageuzi. Alikataa wazo la kudumu kwa spishi, akipinga wazo la kutofautisha kwa spishi. Mafundisho yake yalisisitiza kuwepo kwa mageuzi kama maendeleo ya kihistoria kutoka rahisi hadi tata. Kwa mara ya kwanza, swali la sababu za mageuzi lilifufuliwa. Lamarck aliamini kwa usahihi kwamba hali ya mazingira ina ushawishi muhimu katika mchakato wa mageuzi. Alikuwa mmoja wa wa kwanza ambaye alitathmini kwa usahihi umuhimu wa wakati katika mchakato wa mageuzi na alibaini muda wa ajabu wa maendeleo ya maisha Duniani: kujitahidi kupata ukamilifu ulio katika viumbe vyote vilivyo hai. Pia hakuelewa sababu za usawa, akiwaunganisha moja kwa moja na ushawishi wa hali ya mazingira.
Mafundisho ya mageuzi ya Lamarck hayakuwa ya kielelezo vya kutosha na hayakupata kutambuliwa kwa upana miongoni mwa watu wa zama zake.
Masharti kuu ya nadharia ya Darwin iliyoainishwa mnamo 1859 katika kitabu "The Origin of Species by Means of Natural Selection, or the Preservation of Favoured Breeds in the Struggle for Life." Nakala zote 1250 za kitabu hicho ziliuzwa siku ya kwanza, na inasemekana kwamba katika matokeo yake juu ya mawazo ya kibinadamu kilikuwa cha pili baada ya Biblia. Kisha akaendeleza nadharia katika kazi zilizofuata "Mabadiliko ya wanyama na mimea chini ya ushawishi wa ufugaji" (1868) na "Asili ya mwanadamu na uteuzi wa kijinsia" (1871). Mwanazuolojia Mwingereza A. Wallace (1858) alifikia hitimisho sawa bila kutegemea Darwin. Jina "Darwinism" lilipendekezwa na T. Geksl na (1860).
Kanuni za msingi za mafundisho ya mageuzi ya Ch. Darwin:
1. Kila aina ina uwezo wa uzazi usio na ukomo.
2. Rasilimali chache za maisha huzuia uzazi usio na kikomo. Watu wengi hufa katika mapambano ya kuishi na hawaachi watoto.
3. Kifo au mafanikio katika mapambano ya kuwepo ni kuchagua. Ch. Darwin aliita maisha ya kuchagua na uzazi wa viumbe vilivyofaa zaidi uteuzi wa asili.
4. Chini ya ushawishi wa uteuzi wa asili unaotokea katika hali tofauti, vikundi vya watu wa aina moja kutoka kizazi hadi kizazi hujilimbikiza sifa mbalimbali za kukabiliana. Vikundi vya watu hupata tofauti kubwa hivi kwamba hubadilika kuwa spishi mpya (kanuni ya mseto wa wahusika).
Kulingana na mafundisho ya Darwin, ilianzishwa kuwa nguvu zinazoendesha za mageuzi ya ulimwengu wa kikaboni ni mapambano ya kuwepo na uteuzi wa asili kulingana na kutofautiana kwa urithi, na nguvu za uendeshaji za mageuzi ya mifugo na aina ni tofauti za urithi na za bandia. uteuzi.
Chini ya urithi, Darwin alielewa uwezo wa viumbe kuhifadhi aina zao, aina na sifa za mtu binafsi katika watoto wao, na chini ya kutofautiana, uwezo wa viumbe kupata sifa mpya chini ya ushawishi wa hali ya mazingira. Alitofautisha kati ya tofauti dhahiri, isiyo na kikomo na ya jamaa.
Tofauti fulani (au kikundi) ni udhihirisho wa sifa zinazofanana kwa watu wote chini ya ushawishi wa hali sawa ya mazingira. Sasa imeanzishwa kuwa tofauti hii haiathiri genotype ya viumbe na inaitwa marekebisho au phenotapic.
Tofauti isiyo na kikomo (au ya mtu binafsi) ni kutokea kwa tofauti za watu binafsi wa aina moja. Tofauti za watu binafsi hurithiwa. Huu ni utofauti wa kijeni au urithi.
Kwa kuongeza, Darwin alibainisha tofauti za uwiano, wakati mabadiliko katika kiungo au sifa moja yanajumuisha mabadiliko katika viungo au sifa nyingine. Kwa mfano, wanyama wenye miguu mirefu wana shingo ndefu. Katika aina za beet ya meza, rangi ya mazao ya mizizi, petioles na mishipa ya majani hubadilika kwa njia iliyoratibiwa.
Kulingana na Darwin, mapambano ya kuwepo ni uhusiano mgumu na tofauti wa viumbe kati yao wenyewe na asili isiyo hai. Kuna aina za mapambano ya kuwepo: intraspecific, interspecific na mapambano dhidi ya hali mbaya.
Intraspecific (mashindano). Matokeo yake ni uhifadhi wa idadi ya watu na viumbe kwa gharama ya kifo cha wanyonge. Ushindi wa idadi ya watu wenye uwezo zaidi juu ya idadi ndogo ya watu wanaokaa niche sawa ya ikolojia. Mifano: ushindani kati ya wawindaji wa watu sawa kwa mawindo; intraspecific cannibalism - uharibifu wa wanyama wadogo na idadi ya ziada; mapambano kwa ajili ya kutawala katika pakiti; msitu wa pine sare.
Kwa hivyo, kila aina ya mapambano ya kuwepo hatimaye husababisha kuishi kwa viumbe hivyo ambavyo vinabadilishwa zaidi kwa hali maalum, yaani, kwa uteuzi wa asili.
Uchaguzi wa asili ni mchakato ambao hutokea mara kwa mara katika asili, ambapo watu waliobadilishwa zaidi wa kila aina huishi na kuacha watoto na kufa kidogo. Hali ya lazima kwa uteuzi wa asili ni kutofautiana kwa urithi, na matokeo ya haraka ni malezi ya marekebisho ya viumbe kwa hali maalum za kuwepo. Mfano wa classic wa uteuzi wa asili ni mabadiliko ya rangi ya nondo ya birch. Kuna kuendesha gari, kuleta utulivu na kuvuruga (kubomoa) uteuzi wa asili.
Uchaguzi wa kuendesha gari au mwelekeo ni uteuzi unaopendelea mwelekeo mmoja tu wa kutofautiana (Mchoro 4). Imeelezwa na Darwin. Kwa mfano, kuibuka kwa sasa kwa makundi ya panya na wadudu sugu kwa dawa; aina ya microorganisms sugu kwa antibiotics.
Uteuzi wa kuleta utulivu ni uteuzi unaolenga kudumisha wastani, sifa iliyoanzishwa hapo awali katika idadi ya watu na kutenda dhidi ya udhihirisho wa kutofautiana kwa phenotypic (Mchoro 5). Imefafanuliwa na I. I. Shmalgauzen mwaka wa 1946. Kwa mfano, ukubwa na sura ya maua katika mimea iliyochafuliwa na wadudu ni imara zaidi kuliko yale yaliyochavushwa na upepo (muundo wa maua ya mimea iliyochafuliwa na wadudu inafanana na muundo wa wadudu wa pollinating). Acha watoto tu mimea ambayo muundo wa maua haubadilika. Ndege wana urefu wa wastani wa mabawa.
Mchele. 4. Aina ya uendeshaji ya uteuzi wa asili: A - D - mabadiliko mfululizo katika kiwango cha mmenyuko chini ya shinikizo la nguvu ya uendeshaji ya uteuzi wa asili.
Uchaguzi unaosumbua au unaorarua ni uteuzi unaopendelea pande mbili au zaidi za kubadilika kwa viumbe. Kwa mfano, wadudu kwenye visiwa vya bahari (Mchoro 6). Uchaguzi wa usumbufu unaelekezwa dhidi ya uhifadhi wa thamani ya wastani ya sifa. Aina hii ya uteuzi ilielezwa na K. Mazer (1973).
Mchele. 5. Fomu ya kuimarisha ya uteuzi wa asili
Mtini: 6. Aina ya usumbufu ya uteuzi wa asili
Aina zote za uteuzi asilia huunda utaratibu mmoja unaodumisha uwiano wa idadi ya watu na mazingira. Uchaguzi huanza ndani ya idadi ya watu.
Sehemu ya msingi inayobadilika ni idadi ya watu, kwani inawakilisha umoja wa kiikolojia, kimofolojia na kijeni. Jumla ya jeni katika idadi ya watu inaitwa dimbwi la jeni. Katika idadi kubwa ya watu, ambapo hakuna mabadiliko, uteuzi na kuchanganya na watu wengine, uthabiti wa masafa ya alleles, homo- na heterozygotes huzingatiwa (sheria ya Hardy-Weinberg).
Mambo yote yanayosababisha kupotoka kutoka kwa sheria ya Hardy-Weinberg ni mambo ya msingi ya mageuzi. Hizi ni pamoja na: mabadiliko, uteuzi wa asili, mawimbi ya idadi ya watu na kutengwa. Mabadiliko ya mara kwa mara hutokea katika idadi ya watu chini ya ushawishi wa mambo ya mabadiliko ya mazingira na kusababisha mabadiliko katika kundi lake la jeni.Mawimbi ya idadi ya watu ni mabadiliko ya mara kwa mara ya idadi ya watu yanayohusiana na mabadiliko ya mara kwa mara katika ukubwa wa mambo ya mazingira.Mawimbi ya idadi ya watu huongeza kwa kiasi kikubwa uteuzi wa asili, mabadiliko. mzunguko wa jeni katika idadi ya watu.Kutengwa kunasababisha mgawanyiko wa wahusika ndani ya aina moja na kuzuia kuzaliana kwa watu binafsi wa makundi na aina tofauti kati yao wenyewe.Kuna kutengwa kwa kijiografia, kiikolojia na kibiolojia.
Nadharia ya syntetisk ya mageuzi
Wa kwanza kuchanganya data ya genetics na Darwinism alikuwa mtaalam wa zoolojia wa Kirusi na anatomist kulinganisha N. K. Koltsov (1872-1940). Mwanafunzi wake na mwenzake S.S. Chetverikov (1880-1959) alikuwa wa kwanza kuweka msingi wa kinasaba wa mafundisho ya mageuzi ya Darwin. Katika kazi maarufu ya SS Chetverikov "Katika wakati fulani wa mchakato wa mageuzi kutoka kwa mtazamo wa genetics ya kisasa" (1926), ilionyeshwa kuwa chini ya hali ya asili katika asili ndani ya kila aina kuna idadi kubwa ya mabadiliko ya urithi ambayo hufanya. haionekani kisawasawa kwa sababu ya kurudi nyuma. Spishi hii imejaa mabadiliko ambayo hutengeneza nyenzo zisizokwisha za mageuzi.
Ilianza katika miaka ya 20. ya karne iliyopita, kuunganishwa kwa Darwinism na genetics ilichangia katika upanuzi na kuongezeka kwa usanisi wa Darwinism na sayansi zingine; 30-40s inachukuliwa kuwa kipindi cha kuundwa kwa nadharia ya synthetic ya mageuzi (STE).
Jukumu muhimu katika malezi ya STE ni ya kazi ya F. G. Dobzhansky "Genetics na Asili ya Spishi" (1937), ambayo ilifanya muhtasari wa usanisi wa jeni na Darwinism. Mchango mkubwa katika kuundwa kwa STE ulifanywa na mwanasayansi wa Soviet I. I. Shmalgauzen (1887-1963). Alichunguza uhusiano kati ya ontogenesis na phylogenesis, alisoma maelekezo kuu ya mchakato wa mageuzi, na kutambua aina mbili za uteuzi wa asili. Kazi zake ni "Njia na Mifumo ya Mchakato wa Mageuzi" (1939), "Factors of Evolution" (1946).
(1940), kwa kuchapishwa kwa vitabu vya E. Mair "The Systematics and Origin of Species" (1944) na J. Huxley "Evolution: A Modern Synthesis" (1942). Jina la kitabu cha J. Huxley "Evolution: Modern Synthesis" linatokana na neno "nadharia sintetiki ya mageuzi".
Machapisho ya kimsingi ya STE
1. Nyenzo za mageuzi ni, kama sheria, ndogo sana, lakini mabadiliko ya wazi katika urithi - mabadiliko.
2. Mchakato wa mabadiliko, mawimbi ya idadi ya watu - wauzaji wa nyenzo kwa ajili ya uteuzi - ni random na haijaelekezwa.
3. Sababu pekee inayoongoza katika mageuzi ni uteuzi wa asili, kwa kuzingatia kuhifadhi na mkusanyiko wa mabadiliko ya random na madogo.
4. Kitengo kidogo cha mageuzi ni idadi ya watu, sio mtu binafsi, kama ilivyodhaniwa, kwa kuzingatia dhana ya uwezekano wa "urithi wa wahusika waliopatikana." Kwa hivyo umakini maalum kwa masomo ya idadi ya watu kama muundo wa kimsingi wa kitengo cha spishi.
5. Mageuzi ni ya asili tofauti, yaani, taxon moja inaweza kuwa babu wa binti kadhaa taxa, lakini kila aina ina aina moja ya mababu, idadi ya mababu moja.
6. Mageuzi ni ya taratibu na yanadumu kwa muda mrefu. Uadilifu kama hatua ya mchakato wa mageuzi ni mabadiliko mfululizo ya idadi ya watu ya muda kwa msururu wa idadi ya watu ya muda iliyofuata.
Sheria ya mfululizo wa homoni katika utofauti wa urithi N.I. Vavilov
Mabadiliko ambayo hutokea kwa kawaida bila kuathiri mwili wa mambo mbalimbali huitwa kwa hiari. Kipengele kikuu cha udhihirisho wa mabadiliko ya hiari ni kwamba spishi zilizo karibu kijeni na genera zina sifa ya kuwepo kwa aina zinazofanana za kutofautiana. Mfano wa uwepo wa mfululizo wa homologous katika utofauti wa urithi ulianzishwa na mtaalamu bora wa maumbile na mfugaji, Msomi N.I. Vavilov (1920). Aligundua kuwa mfululizo wa homologous haupo tu katika viwango vya spishi na jenasi katika mimea, lakini pia inaweza kupatikana kwa mamalia na wanadamu.
Asili ya sheria ni hiyo genera na spishi zinazokaribiana kijenetiki zina sifa ya mfululizo wa homologous (sawa) katika utofauti wa urithi.. Utofauti sawa wa jeni unatokana na aina sawa ya jeni katika fomu zinazohusiana kwa karibu (yaani, seti ya jeni, nafasi yao katika loci ya homologous). Kwa hiyo, kwa kujua aina za kutofautiana, kwa mfano, idadi ya mabadiliko katika aina ndani ya jenasi moja, mtu anaweza kudhani kuwepo kwa mabadiliko sawa katika aina nyingine za jenasi au familia fulani. Mabadiliko sawa katika spishi zinazohusiana na vinasaba N.I. Vavilov aitwaye mfululizo wa homologous katika utofauti wa urithi. Mifano:
1) wawakilishi wa familia ya nafaka wana genotype sawa. Mabadiliko sawa yanazingatiwa ndani ya genera ya familia hii (ngano, rye, oats, nk). Hizi ni pamoja na zifuatazo: uchi-punje, awnless, makaazi, msimamo tofauti na rangi ya nafaka, nk. Aina zisizo na ngano za ngano, rye, oats, na mchele ni za kawaida sana;
2) mabadiliko sawa hutokea kwa binadamu na mamalia: vidole vifupi (kondoo, binadamu), albinism (panya, mbwa, binadamu), kisukari mellitus (panya, binadamu), cataracts (mbwa, farasi, binadamu), uziwi (mbwa, paka. , binadamu)) na nk.
Sheria ya mfululizo wa homolojia ya kutofautiana kwa urithi ni ya ulimwengu wote. Jenetiki za kimatibabu hutumia sheria hii kuchunguza magonjwa katika wanyama na kuendeleza matibabu yao kwa wanadamu. Imeanzishwa kuwa virusi vya oncogenic hupitishwa kupitia seli za vijidudu, kuunganisha kwenye genome zao. Wakati huo huo, watoto huendeleza magonjwa yanayofanana na yale ya wazazi. Mlolongo wa nyukleotidi ya DNA umesomwa katika spishi nyingi zinazohusiana kwa karibu, na kiwango cha kufanana ni zaidi ya 90%. Hii ina maana kwamba aina sawa ya mabadiliko yanaweza kutarajiwa katika aina zinazohusiana.
Sheria inatumika kwa upana katika ufugaji wa mimea. Kujua asili ya mabadiliko ya urithi katika baadhi ya aina, inawezekana kutabiri mabadiliko sawa katika aina zinazohusiana kwa kuyafanyia kazi na mutajeni au kutumia tiba ya jeni. Kwa njia hii, mabadiliko ya manufaa yanaweza kuletwa ndani yao.
Utofauti wa urekebishaji(kulingana na Ch. Darwin - tofauti fulani) - ni mabadiliko katika phenotype chini ya ushawishi wa mambo ya mazingira ambayo hayajarithiwa, na genotype inabakia bila kubadilika.
Mabadiliko katika phenotype chini ya ushawishi wa mambo ya mazingira katika watu wanaofanana kijeni huitwa marekebisho. Marekebisho kwa njia nyingine huitwa mabadiliko katika kiwango cha kujieleza kwa sifa. Kuonekana kwa marekebisho ni kutokana na ukweli kwamba mambo ya mazingira (joto, mwanga, unyevu, nk) huathiri shughuli za enzymes na, ndani ya mipaka fulani, kubadilisha mwendo wa athari za biochemical. Utofauti wa urekebishaji unabadilika katika asili, tofauti na utofauti wa mabadiliko.
Mifano ya marekebisho:
1) kichwa cha mshale kina aina 3 za majani, ambayo hutofautiana kwa sura, kulingana na hatua ya sababu ya mazingira: umbo la mshale, ulio juu ya maji, mviringo - juu ya uso wa maji, linear - kuzama ndani ya maji;
2) katika sungura ya Himalayan, mahali pa pamba nyeupe yenye kunyolewa, wakati inapowekwa katika hali mpya (joto 2 C), nywele nyeusi hukua;
3) wakati wa kutumia aina fulani za kulisha, uzito wa mwili na mavuno ya maziwa ya ng'ombe huongezeka kwa kiasi kikubwa;
4) majani ya lily ya bonde kwenye udongo wa udongo ni pana, kijani kibichi, na kwenye udongo duni wa mchanga ni nyembamba na rangi ya rangi;
5) Mimea ya Dandelion iliyohamishwa juu juu ya milima, au katika maeneo yenye hali ya hewa ya baridi, haifikii ukubwa wa kawaida, na kukua duni.
6) na maudhui ya ziada ya potasiamu kwenye udongo, ukuaji wa mimea huongezeka, na ikiwa kuna chuma nyingi kwenye udongo, basi rangi ya hudhurungi inaonekana kwenye petals nyeupe.
Tabia za Mod:
1) marekebisho yanaweza kutokea katika kundi zima la watu binafsi, kwa sababu haya ni mabadiliko ya kikundi katika ukali wa ishara;
2) mabadiliko ni ya kutosha, i.e. yanahusiana na aina na muda wa mfiduo kwa sababu fulani ya mazingira (joto, mwanga, unyevu wa udongo, nk);
3) marekebisho huunda safu ya mabadiliko, kwa hivyo hurejelewa kama mabadiliko ya kiasi katika vipengele;
4) marekebisho yanaweza kubadilishwa ndani ya kizazi kimoja, i.e. na mabadiliko ya hali ya nje kwa watu binafsi, kiwango cha usemi wa ishara hubadilika. Kwa mfano, katika ng'ombe na mabadiliko ya kulisha, mavuno ya maziwa yanaweza kubadilika, kwa wanadamu, chini ya ushawishi wa mionzi ya ultraviolet, tan, freckles, nk kuonekana;
5) marekebisho hayarithiwi;
6) marekebisho yanabadilika (adaptive) katika asili, yaani, kwa kukabiliana na mabadiliko ya hali ya mazingira, watu binafsi huonyesha mabadiliko ya phenotypic ambayo huchangia maisha yao. Kwa mfano, panya wa nyumbani huzoea sumu; hares hubadilisha rangi ya msimu;
7) zimeunganishwa karibu na thamani ya wastani.
Chini ya ushawishi wa mazingira ya nje, kwa kiasi kikubwa, urefu na sura ya majani, urefu, uzito, nk.
Hata hivyo, chini ya ushawishi wa mazingira, ishara zinaweza kubadilika ndani ya mipaka fulani. kiwango cha majibu ni mipaka ya juu na ya chini ambayo sifa inaweza kubadilika. Mipaka hii, ambayo phenotype inaweza kubadilika, imedhamiriwa na genotype. Mfano 1: mavuno ya maziwa kutoka kwa ng'ombe mmoja ni 4000-5000 l / mwaka. Hii inaonyesha kwamba kutofautiana kwa sifa hii huzingatiwa ndani ya mipaka hiyo, na kiwango cha majibu ni 4000-5000 L / mwaka. Mfano 2: ikiwa urefu wa shina la aina ya oat mrefu hutofautiana kutoka cm 110 hadi 130, basi kiwango cha majibu ya sifa hii ni 110-130 cm.
Ishara tofauti zina kanuni tofauti za majibu - pana na nyembamba. Kiwango cha majibu pana- urefu wa jani, uzito wa mwili, mavuno ya maziwa ya ng'ombe, nk. Kasi finyu ya majibu- maudhui ya mafuta ya maziwa, rangi ya mbegu, maua, matunda, nk Ishara za kiasi zina kiwango kikubwa cha mmenyuko, na za ubora zina kiwango cha mmenyuko nyembamba.
Uchambuzi wa takwimu wa utofauti wa urekebishaji kwenye mfano wa idadi ya spikelets kwenye sikio la ngano.
Kwa kuwa urekebishaji ni mabadiliko ya kiasi katika sifa, inawezekana kufanya uchanganuzi wa takwimu wa utofauti wa urekebishaji na kupata thamani ya wastani ya utofauti wa urekebishaji, au mfululizo wa mabadiliko. Tofauti mfululizo kutofautiana kwa sifa (yaani, idadi ya spikelets katika masikio) - mpangilio katika safu ya masikio kulingana na ongezeko la idadi ya spikelets. Mfululizo wa kibadala una vibadala tofauti (tofauti). Ikiwa tunahesabu idadi ya tofauti za kibinafsi katika mfululizo wa tofauti, tunaweza kuona kwamba mzunguko wa matukio yao si sawa. Chaguzi ( tofauti) ni idadi ya spikelets katika masikio ya ngano (maneno moja ya sifa). Mara nyingi, viashiria vya wastani vya mfululizo wa tofauti hupatikana (idadi ya spikelets inatofautiana kutoka 14 hadi 20). Kwa mfano, katika masikio 100, unahitaji kuamua mzunguko wa tukio la chaguzi tofauti. Kulingana na matokeo ya mahesabu, inaweza kuonekana kuwa mara nyingi kuna spikes na idadi ya wastani ya spikelets (16-18):
Safu ya juu inaonyesha chaguzi, kutoka ndogo hadi kubwa. Safu ya chini ni mzunguko wa kutokea kwa kila chaguo.
Usambazaji wa lahaja katika mfululizo wa mabadiliko unaweza kuonyeshwa kwa kutumia grafu. Usemi wa kielelezo wa utofauti wa sifa huitwa tofauti ya curve, ambayo inaonyesha mipaka ya tofauti na mzunguko wa tukio la tofauti maalum za sifa (Mchoro 36) .
V
Mchele. 36 . Tofauti ya curve ya idadi ya spikelets kwenye sikio la ngano
Ili kuamua thamani ya wastani ya utofauti wa marekebisho ya masikio ya ngano, ni muhimu kuzingatia vigezo vifuatavyo:
P ni idadi ya spikelets na idadi fulani ya spikelets (mzunguko wa tukio la sifa);
n ni jumla ya idadi ya chaguzi za mfululizo;
V ni idadi ya spikelets katika sikio (chaguo zinazounda mfululizo wa tofauti);
M - thamani ya wastani ya utofauti wa urekebishaji, au maana ya hesabu ya safu ya tofauti ya masikio ya ngano imedhamiriwa na fomula:
M=–––––––––– (thamani ya wastani ya utofauti wa urekebishaji)
2x14+7x15+22x16+32x17+24x18+8x19+5x20
M=–––––––––––––––––––––––––––––––––––––– = 17, 1 .
Thamani ya wastani ya kutofautiana kwa urekebishaji ina matumizi ya vitendo katika kutatua tatizo la kuongeza tija ya mimea ya kilimo na wanyama.
MABADILIKO YA MABADILIKO
Mpango
Tofauti kati ya mabadiliko na marekebisho.
Uainishaji wa mabadiliko.
Sheria ya N. I. Vavilov
Mabadiliko. Dhana ya mabadiliko. mambo ya mutagenic.
Mabadiliko - Haya ni mabadiliko ya ghafla, yanayoendelea, ya asili au ya bandia katika nyenzo za kijeni zinazotokea chini ya ushawishi wa mambo ya mutagenic .
Aina za sababu za mutajeni:
A) kimwili- mionzi, joto, mionzi ya sumakuumeme.
B) sababu za kemikali - vitu vinavyosababisha sumu ya mwili: pombe, nikotini, formalin.
V) kibayolojia- virusi, bakteria.
Tofauti kati ya mabadiliko na marekebisho
Uainishaji wa mabadiliko
Kuna uainishaji kadhaa wa mabadiliko.
I Uainishaji wa mabadiliko kulingana na thamani: manufaa, madhara, neutral.
Inafaa mabadiliko husababisha kuongezeka kwa upinzani wa viumbe na ni nyenzo za uteuzi wa asili na bandia.
Mabadiliko yenye madhara kupunguza uwezekano na kusababisha maendeleo ya magonjwa ya urithi: hemophilia, anemia ya seli mundu.
II Uainishaji wa mabadiliko kwa ujanibishaji au mahali pa kutokea: somatic na generative.
Kisomatiki kutokea katika seli za mwili na kuathiri sehemu tu ya mwili, wakati watu wa mosaic kuendeleza: macho tofauti, rangi ya nywele. Mabadiliko haya yanarithiwa tu wakati wa uenezi wa mimea (katika currants).
Kizazi – hutokea katika seli za vijidudu au katika seli ambazo gametes huundwa. Wao umegawanywa katika nyuklia na extranuclear (mitochondrial, plastid).
III Mabadiliko kulingana na asili ya mabadiliko katika genotype: chromosomal, genomic, jeni.
Kinasaba (au uhakika) haionekani chini ya darubini, inahusishwa na mabadiliko katika muundo wa jeni. Mabadiliko haya yanatokana na kupotea kwa nyukleotidi, kuingizwa au kubadilishwa kwa nyukleotidi moja kwa nyingine. Mabadiliko haya husababisha magonjwa ya jeni: upofu wa rangi, phenylketonuria.
Chromosomal (perestroika) kuhusishwa na mabadiliko katika muundo wa chromosomes. Inaweza kutokea:
Ufutaji: - kupoteza sehemu ya chromosome;
Rudufu - kurudia kwa sehemu ya chromosome;
Ugeuzaji - mzunguko wa sehemu ya chromosome na 180 0;
Uhamisho - kubadilishana kwa sehemu za chromosomes zisizo na nohomologous na muunganisho kromosomu mbili zisizo homologous kuwa moja.
Sababu za mabadiliko ya chromosomal: tukio la mapumziko ya kromosomu mbili au zaidi na uhusiano wao baadae, lakini kwa mpangilio mbaya.
Genomic mabadiliko kusababisha mabadiliko katika idadi ya chromosomes. Tofautisha heteroploidy na polyploidy.
heteroploidy kuhusishwa na mabadiliko katika idadi ya chromosomes, kwenye chromosomes kadhaa - 1.2.3. Sababu: hakuna mgawanyiko wa kromosomu katika meiosis:
- Monosomia - kupungua kwa idadi ya chromosomes kwa kromosomu 1. Fomula ya jumla ya seti ya chromosome ni 2n-1.
- Trisonomy - ongezeko la idadi ya chromosomes kwa 1. Formula ya jumla ni 2n + 1 (chromosomes 47 Clanfaiter's syndrome; trisonomy ya jozi 21 za chromosomes - Down's syndrome (ishara za uharibifu wa kuzaliwa nyingi ambazo hupunguza uwezekano wa mwili na kuharibika kwa maendeleo ya akili) .
Polyploidy - mabadiliko mengi katika idadi ya chromosomes. Katika viumbe vya polyploid, seti ya haploid (n) ya chromosomes katika seli inarudiwa sio mara 2, kama katika diploid, lakini mara 4-6, wakati mwingine zaidi - hadi mara 10-12.
Kuibuka kwa polyploids kunahusishwa na ukiukwaji wa mitosis au meiosis. Hasa, kutotengana kwa chromosomes ya homologous wakati wa meiosis husababisha kuundwa kwa gametes na kuongezeka kwa idadi ya chromosomes. Katika viumbe vya diplodi, mchakato huu unaweza kuzalisha gamete za diplodi (2n).
Inapatikana sana katika mimea iliyopandwa: buckwheat, alizeti, nk, pamoja na mimea ya mwitu.
Sheria ya N. I. Vavilov (sheria ya mfululizo wa homologous ya kutofautiana kwa urithi).
/ Tangu nyakati za zamani, watafiti wameona uwepo wa wahusika sawa katika spishi tofauti na genera za familia moja, kwa mfano, matikiti ambayo yanafanana na matango, au matikiti yanayofanana na tikiti. Mambo haya yaliunda msingi wa sheria ya mfululizo wa homologous katika kutofautiana kwa urithi.
Allism nyingi. Tofauti sambamba. Jeni inaweza kuwa katika zaidi ya majimbo mawili. Aina ya alleles kwa jeni moja inaitwa allelism nyingi. Aleli tofauti huamua digrii tofauti za sifa sawa. Kadiri watu wa makundi ya watu wanavyobeba aleli nyingi, ndivyo spishi zinavyozidi kuwa za plastiki, ndivyo inavyorekebishwa vizuri zaidi kwa kubadilisha hali ya mazingira.
Asili nyingi za msingi kutofautiana kwa sambamba - jambo ambalo wahusika sawa wanaonekana katika aina tofauti na genera ya familia moja. N.I. Vavilov aliratibu ukweli wa kutofautisha sambamba./
N. I. Vavilov alilinganisha spishi za familia ya Zlaki. Aligundua kwamba ikiwa ngano laini ina aina za majira ya baridi na ya spring, yenye awned na bila awnless, basi fomu sawa zinapatikana katika ngano ya durum. Aidha, muundo wa vipengele. Ambayo aina hutofautiana ndani ya spishi na jenasi, mara nyingi hugeuka kuwa sawa katika genera nyingine. Kwa mfano, aina za rye na shayiri hurudia aina za aina tofauti za ngano, huku zikiunda safu sawa au za homologous za kutofautiana kwa urithi.
Utaratibu wa ukweli uliruhusu N. I. Vavilov kuunda sheria ya mfululizo wa homologous katika utofauti wa urithi (1920): spishi na genera ambazo zinakaribiana kijeni zina sifa ya mfululizo sawa wa kutofautiana kwa urithi kwa utaratibu kama huo. Kwamba, kwa kujua idadi ya aina ndani ya spishi moja, inawezekana kutabiri kupatikana kwa aina zinazofanana katika spishi zingine na genera.
Homolojia ya sifa za urithi za spishi na genera zinazohusiana huelezewa na homolojia ya jeni zao, kwani zilitoka kwa spishi za wazazi sawa. Kwa kuongezea, mchakato wa mabadiliko katika spishi zilizo karibu na maumbile huendelea vivyo hivyo. Kwa hiyo, wana mfululizo sawa wa aleli za recessive na, kwa sababu hiyo, sifa zinazofanana.
Imetolewa kutoka kwa sheria ya Vavilov: kila aina ina mipaka fulani ya kutofautiana kwa mabadiliko. Hakuna mchakato wa mabadiliko unaweza kusababisha mabadiliko ambayo yanapita zaidi ya wigo wa utofauti wa urithi wa spishi. Kwa hivyo, katika mamalia, mabadiliko yanaweza kubadilisha rangi ya kanzu kutoka nyeusi hadi kahawia, nyekundu, nyeupe, kupigwa, kuona kunaweza kutokea, lakini kuonekana kwa rangi ya kijani ni kutengwa.
©2015-2019 tovuti
Haki zote ni za waandishi wao. Tovuti hii haidai uandishi, lakini inatoa matumizi bila malipo.
Tarehe ya kuundwa kwa ukurasa: 2016-04-12
