Естественный и искусственный отбор, их сходство и отличия, роль в возникновении многообразия органического мира.

1. Естественный отбор — процесс выживания особей с полезными в данных условиях среды наследственными изменениями и оставление ими потомства — главная движущая сила эволюции. Ненаправленный характер наследственных изменений, их разнообразие, преобладание вредных мутаций и направляющий характер естественного отбора — сохранение особей только с полезными в определенной среде наследственными изменениями.

2. Искусственный отбор — основной метод селекции, которая занимается выведением новых сортов растений и пород животных. Искусственный отбор — сохранение человеком для последующего размножения особей с наследственными изменениями, интересующими селекционера.

3. Сравнение естественного и искусственного отбора.





4. Роль естественного отбора в создании новых сортов растений и пород животных — повышение их приспособленности к условиям среды.

25. Генетика –одна из важнейших наук современной биологии. Она изучает важные свойства живого – наследственность и изменчивость. Наследственность – свойство живых организмов обеспечивать материальную и функциональную преемственность между поколениями, а также обусловливать специфический характер индивидуального развития в определенных условиях внешней среды. В настоящее время различают наследственность: ядерную, внеядерную (пластидную и цитоплазматическую и акариотическую (у прокариотов). Наследственность всегда сопровождается изменчивостью. Наследственность и изменчивость неразрывно связаны между собой. Изменчивость– это процесс возникновения различий между особями по ряду признаков (размеры, форма, химический состав и пр.) и функций. Изменчивость делят на ненаследственную (синонимы модификационная, фенотипическая) и наследственную (генотипическую). К наследственной изменчивости относятся мутационная изменчивость и комбинационная, возникающая при обмене генетической информацией. Комбинационная изменчивость возникает при половом размножении от соединения двух наследственно различающихся половых клеток. При этом новых генов не возникает, но перекомбинация хромосом и генов образует новый генотип. Мутационная изменчивость возникает при структурных изменениях самих генов или хромосом клеток организма под воздействием физических, химических или биологических мутагенных факторов. Наследственная изменчивость проявляется в разной степени выраженности признаков в определенных пределах. У бактерий имеются особые механизмы переноса хромосом и генов, которые вызывают генотипическую изменчивость, к ним относятся трансформация и трансдукция. Трансформация – особый способ гибридизации у бактерий при котором происходит включение ДНК, характерной для одного штамма бактерий (донора) в клетки другого штамма (реципиента). Трансдукция – генетическая рекомбинация у бактерий на основе переноса генетической информации с помощью фага из бактериальной клетки одного генотипа в клетку с другим генотипом. Модификационная изменчивость характеризуется фенотипическими различиями, которые возникают под влиянием условий внешней среды.Генетика служит теоретической научной базой селекции и семеноводства культурных растений, лесной селекции, домашних животных, микроорганизмов. В наши дни генетика, разбившись на множество комплексных направлений, будучи ключевой наукой биологии и при этом находясь в тесной связи с жизнью и практикой, развивается исключительно глубоко и быстро. Датой рождения генетики считается 1900 год – год переоткрытия Карлом Корренсом (Германия) и Эрихом Черманом (Австрия) и Гуго Де Фризом (Голландия) законов Менделя. С этого периода выделяют три этапа в развитии генетики. Первый этап охватывает период с 1900 по 1930 годы и называется этап классической генетики. В этот период созданы теория гена и хромосомная теория наследственности, разработано учение о генотипе и фенотипе, о взаимодействии генов, о генетических принципах индивидуального отбора в селекции, учение о мобилизации генетических ресурсов планеты для целей селекции. В 1903 году УСэттон указал на локализацию в хромосомах менделевских факторов наследственности. Август Вейсман (1834 – 1914) создал теорию, которая во многом предвосхитила хромосомную теорию наследственности. Он рисует близкую нашему современному пониманию схему строения хромосом, он первым доказал невозможность наследования признаков, приобретенных в онтогенезе и подчеркнул автономию зародышевых клеток, а также показал биологическое значение редукции числа хромосом в мейозе, как механизма поддержания постоянства диплоидного хромосомного набора вида и основы комбинативной изменчивости. В 1901 году Гуго Де Фриз сформулировал мутационную теорию. Томас Гент Морган в 1910 году со своими учениками А. Стертевантом, К. Бриджесом и Г. Мёллером сформулировал представление о линейном расположении генов в хромосомах и создал первый вариант теории гена – элементарного носителя наследственной информации. Проблема гена является центральной и в наше время. В 1920г. Николай Иванович Вавилов сформулировал закон гомологических рядов наследственной изменчивости, который связал воедино систематику и генетику. Н.И. Вавилов создал также теорию генетических центров культурных растений, которая облегчила поиск и интродукцию необходимых генотипов растений. В этот же период выходят в свет работы Г. Нильсона-Эле по изучению закономерностей наследования количественных признаков, по изучению гетерозиса или гибридной мощности Э. Иста и Д. Джонса, по межвидовой гибридизации плодовых растений И.В. Мичурина. Интенсивно развивается частная генетика видов. В эпоху классической генетики происходит становление генетики и в России.

26.Внутривидовая гибридизация. Подбор родительских форм.Аналитическая селекция, использовавшая огромное разнообразие сортов-популяций, созданных человеком за многовековую историю земледелия, оказалась исключительно эффективной. За короткий срок в различных странах были выведены сотни и тысячи селекционных сортов, имевших в большинстве случаев существенные преимущества по ряду признаков и свойств в сравнении с исходными популяциями, из которых их выделяли. Но селекционные сорта, создаваемые путем отбора из естественных популяций, во многом сохраняют особенности исходных форм, у которых очень часто отсутствуют такие свойства, как высокая продуктивность, хорошее качество продукции, устойчивость к болезням, неполегаемость. Это привело к необходимости применения метода гибридизации. Так возникла синтетическая селекция, в результате которой в одном гибридном организме достигается сочетание свойств и признаков двух и большего числа родительских форм.

Гибридизация значительно расширила творческие возможности отбора. Давая в руки селекционера нужный ему материал, она намного ускорила весь селекционный процесс. Человек получил возможность создавать такие формы растений, которые в природе могли появиться очень нескоро или вообще не возникли бы.

И. В. Мичурин считал гибридизацию могущественным методом селекции. Это основной метод создания исходного материала, ее формообразовательные возможности очень велики.

Гибридизацией называется скрещивание двух или большего числа разных родительских форм. Новые организмы, получающиеся в результате искусственного или естественного скрещивания и объединяющие свойства и признаки разных особей, носят название гибриды.

Если скрещивающиеся особи принадлежат к одному виду, гибридизация называется внутривидовой, если к разным видам или родам — отдаленной (межвидовая и межродовая). Гибридизация делится также на искусственную и естественную (спонтанную). Естественная гибридизация широко распространена в природе. Она происходит не только между особями одного сорта, разновидности или вида, но и между растениями различных видов и родов. Так, при близком произрастании может происходить во время цветения скрещивание разных сортов пшеницы мягкой яровой, яровой пшеницы с озимой, кормовой свеклы с сахарной, пшеницы мягкой с твердой, пшеницы с рожью, пыреем и эгилопсом, сорго с суданской травой и т. д. Н. И. Вавилов при посещении Бразилии в 1932 г. видел целые поля расщепляющихся гибридов, возникших в результате естественной гибридизации овсавизантийского (Avenabyzantina C.Koch) с овсюгом (Avenafatua L.).

27. Методика и техника сортоиспытаний.Динамическое сортоиспытание. По некоторым культурам (картофель, кукуруза на силос, кормовые корнеплоды и травы) бывает необходимо не только определить валовой урожай, но и выяснить ход его накопления в течение вегетации. Так, среди ранних сортов картофеля наибольшую ценность представляют сорта, дающие наивысший урожай при самых ранних сроках уборки. При селекции кукурузы для центральных и северных районов очень важно знать динамику накопления сухого вещества у разных гибридов по фазам вегетации. Для этого применяют динамическое сортоиспытание, при котором урожайность сортов и гибридов определяют в различные сроки уборки. Ее начинают с определенной даты или фазы и проводят в несколько сроков через определенное число дней. В связи с этим площадь делянок динамического сортоиспытания по сравнению с обычным увеличивают в 1,5—2 раза.Экологическое сортоиспытание. Для всесторонней и быстрой оценки новых, наиболее ценных сортов в различающихся экологических условиях в порядке обмена их высылают и в другие научно-исследовательские учреждения. Обычно такие сорта высевают в конкурсном сортоиспытании и параллельно с ним для сравнения со своими новыми сортами и сортами, районированными в данной зоне. Результаты зонального сортоиспытания используют при составлении плана государственного сортоиспытания и для оценки состояния селекционной работы в различных научно-исследовательских учреждениях. Этот вид сортоиспытания необходим для выведения экологически пластичных сортов, способных занять большие ареалы.

Очень хорошо организовано экологическое испытание новых перспективных сортов в Канаде. На каждой селекционной станции на кооперативных началах изучают и испытывают все лучшие гибридные линии и перспективные сорта. Это позволяет держать под постоянным взаимным контролем работу каждого селекционного учреждения, экономит силы и средства и дает возможность одновременно и в большом ареале оценивать новые сорта. Унификация селекционной документации. В селекционной работе при проведении в питомниках и сортоиспытаниях анализов, наблюдений и учетов применяется много различных документов — ведомостей, бланков, журналов. В целях более простого, быстрого и полного использования полученной информации разработана и вводится во всех селекцентрах унифицированная система селекционной документации. Она отражает методику и технику селекционного процесса и охватывает все его этапы, дает возможность накапливать первичную и последующую информацию для получения конечных результатов с использованием ЭВМ. Унифицированная селекционная документация разделяется на первичную и вторичную (итоговую). Она включает бланки, журналы, перфоленты и другие соответствующим образом заготовленные документы.

28.Государственное сортоиспытание и районирование сортов.Чтобы лучше использовать достижения селекции, сорта, создаваемые в научно-исследовательских учреждениях, необходимо окончательно оценивать и определять районы их будущего возделывания. Эти задачи решаются государственным сортоиспытанием. Государственное сортоиспытание представляет собой независимую от селекционно-опытных учреждений систему всесторонней оценки новых сортов сельскохозяйственных культур для правильного их размещения по территории страны. Главная задача государственного сортоиспытания состоит в том, чтобы быстро давать всем испытываемым сортам и гибридам сельскохозяйственных культур всестороннюю объективную и точную оценку и отбирать наиболее урожайные, ценные по качеству продукции и другим свойствам и признакам сорта и гибриды для их районирования и внедрения в производство.

Попытки проведения сравнительного испытания культур и сортов для определения целесообразности их использования в местных условиях предпринимали в России еще в прошлом столетии. В 1848 г. К. И. Арсеньев опубликовал первую научную работу по испытанию сельскохозяйственных культур и сортов в разных почвенно-климатических условиях и наметил общие принципы районирования. Но организованное, плановое сортоиспытание в нашей стране было осуществлено только при Советской власти. В 1923 г. начала работать сеть сортоиспытательных участков, созданная Всеукраинским обществом семеноводства (Укрсортсеть). В 1924 г. на территории РСФСР была организована государственная сеть сортоиспытания (Госсортсеть) при Государственном институте опытной агрономии (ныне Всесоюзный научно-исследовательский институт растениеводства имени Н. И. Вавилова). В 1929 г. в нашей стране провели первое сортовое районирование зерновых культур. В 1932 г. вся работа по государственному сортоиспытанию была объединена в отделе единой Госсортсети ВИР. В то время Госсортсеть насчитывала на территории страны 450 сортоучастков, работавших в основном на базе селекционных и опытных станций.

В соответствии с постановлением правительства от 29 июня 1937 г. «О мерах по улучшению семян зерновых культур» была создана Государственная комиссия по сортоиспытанию зерновых культур при Наркомземе СССР (ныне Государственная комиссия по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур в системе Госагропрома СССР) с 1055 государственными сортоучастками в различных почвенно-климатических зонах страны, по одному на каждые 2—3 административных района. В дальнейшем число сортоучастковувеличивалось и происходила их специализация.

29.Гибридизация растений осуществляется путем скрещивания.В практической селекции применяют различные типы скрещиваний. Выбор того или иного из них определяется рядом условий: биологическими особенностями культуры, с которой ведется селекционная работа, характером имеющегося у селекционера исходного материала, предъявляемыми к будущему новому сорту требованиями и т. д. Основные типы скрещиваний, применяемых в современной селекции: простые, сложные, ступенчатые и возвратные. Простые скрещиванияПростыми называются скрещивания между двумя родительскими формами, проводимые однократно. Если одну из форм обозначить А, а другую Б, то простое скрещивание между ними можно представить в виде формулы А X Б. Таким образом, при простых скрещиваниях гибриды получаются от объединения наследственности двух родительских форм. Формообразовательный процесс в гибридных популяциях от простых скрещиваний идет на основе перераспределения наследственного материала, привнесенного в зиготу в равном количестве одной парой родительских форм. Поэтому простые скрещивания называются также парными.

Разновидность парных скрещиваний составляют реципрокные (взаимные) скрещивания. Их можно представить в виде формул А X Б и Б X А. Реципрокные скрещивания применяются в двух случаях:

1) когда наследование какого-либо важного хозяйственно-биологического свойства связано с цитоплазмой; например, иногда при скрещивании двух сортов озимой пшеницы, из которых один имеет более высокую морозостойкость, гибриды наследуют это свойство сильнее в том случае, если морозостойкий сорт используют в качестве материнской формы;

2) когда наблюдается различная завязываемость семян в зависимости от того, в качестве материнской или отцовской формы берут тот или иной сорт.

Ядерный материал и при прямом, и при обратном скрещивании родительские формы передают поровну, цитоплазма же передается гибридам только по материнской линии. При реципрокных скрещиваниях в одних случаях влияние цитоплазмы материнской формы может быть очень существенным, в других оно не проявляется. Так, во Всесоюзном НИИ масличных культур в одном из реципрокных скрещиваний сортов подсолнечника ВНИИМК 3519 и ВНИИМК 6540 были получены межсортовые гибриды, которые значительно различались по степени поражения заразихой в зависимости от того, какой сорт был взят в качестве материнской или отцовской формы: процент гибридных растений, пораженных заразихой, при скрещивании ВНИИМК 3519 X ВНИИМК 6540 равнялся 100, а при скрещивании ВНИИМК 6540 X ВНИИМК 3519 — 45,9, т. е. в 2 с лишним раза меньше. В то же время разницы в продолжительности вегетационного периода у межсортовых гибридов подсолнечн

Сложными скрещиваниями называются скрещивания, когда в гибридизацию вовлекается более двух родительских форм или когда гибридное потомство повторно скрещивается с одним из родителей. Сложные скрещивания в селекционной практике имеют значительно большее значение, чем простые.

Ступенчатые скрещивания - полученный от простого скрещивания гибрид повторно скрещивается не с родительской формой, а с третьим сортом или видом растений, затем с четвертым и т.д. Таким образом, в этих скрещиваниях участвуют несколько родительских форм, которые последовательно или ступенчато включаются в гибридизацию. При ступенчатых скрещиваниях создается гибридный материал, включающий наследственные свойства нескольких сортов, или видов растений.

30.

31.

32.