Подробное решение параграф § 50 по биологии для учащихся 10 класса, авторов Пасечник В.В., Каменский А.А., Рубцов А.М. Углубленный уровень 2019
Вопрос 1. Чем искусственный отбор отличается от естественного?
Естественный и искусственный отборы отличаются, прежде всего, по управляющей силе, эти отборы проводящей. Искусственный отбор осуществляется человеком для получения новых сортов растений, пород животных и штаммов микроорганизмов, при этом отбираются только полезные и нужные признаки, вредные и не требующиеся выбраковываются. Естественный отбор осуществляется природой, результатом становится появление новых видов. Неблагоприятные признаки уничтожаются в борьбе за существование, благоприятные остаются и способствуют развитию вида.
Вопрос 2. Какие виды гибридизации вам известны?
Внутривидовая (инбридинг и аутбридинг), межвидовая, межродовая.
Вопрос 3. Какой процесс называется гаметогенезом?
Гаметогенез — процесс образования половых клеток.
Вопрос 4. Что такое мутагенез?
Мутагенез — процесс возникновения мутаций.
Вопрос 5. Что такое чистая линия?
Чистая линия — генотипически однородное потомство, получаемое исходно отодной самоопыляющейся или оплодотворяющейся особи с помощью отбора и дальнейшего самоопыления (самооплодотворения). Чистая линия представляет собой группу организмов, гомозиготных по большинству генов, поскольку самоопыление (самооплодотворение) является инбридингом самой высокой степени.
Вопрос 6. Что такое селекция?
Селекция — наука о методах создания и совершенствования существующих сортов, гибридов растений, пород животных, штаммов микроорганизмов с нужными человеку признаками.
Вопрос 7. Какие задачи решает селекция?
— повышение продуктивности сортов растений, пород животных и штаммов микроорганизмов;
— изучение разнообразия растений, животных и микроорганизмов, являющихся объектами селекционной работы;
— анализ закономерностей наследственной изменчивости при гибридизации и мутационном процессе;
— исследование роли среды в развитии признаков и свойств организмов;
— разработка систем искусственного отбора, способствующих усилению и закреплению полезных для человека признаков у организмов с различными типами размножения;
— создание устойчивых к заболеваниям и климатическим условиям сортов и пород;
— получение сортов, пород и штаммов, пригодных для механизированного промышленного выращивания, разведения и уборки.
Вопрос 8. В чём заключаются методы гибридизации и отбора?
При гибридизации скрещивают организмы, отличающиеся наследственностью, то есть одной и более парами аллелей генов, а следовательно одним или несколькими внешними признаками. Т. е. при оплодотворении происходит слияние двух различных по генотипу половых клеток с образованием зиготы, из которой развивается новый организм, наследующий признаки обоих родителей. Этот метод селекции включает инбридинг (внутривидовую гибридизацию) и аутбридинг (отдаленную, или межвидовую гибридизацию).
Отбор составляет сущность селекционной работы при любом методе селекции. Применяя гибридизацию, полиплоидию, мутагенез и т. д., мы лишь создаем исходный материал. Выделить же из него ценные формы можно только отбором.
Вопрос 9. Что такое гетерозис и инбридинг? В чём их принципиальное различие?
Под инбридингом понимают скрещивание родственных особей, т. е. скрещивание организмов, имеющих общих предков. Инбридинг приводит к возрастанию частот «вредных» генов в гомозиготном состоянии, что, в свою очередь, определяет явление депрессии или даже летальности. Крайняя степень инбридинга — самоопыление.
Гетерозис — увеличение жизнеспособности гибридов вследствие унаследования определённого набора аллелей различных генов от своих разнородных родителей.
Гетерозис происходит от межпородного скрещивания, в то время как инбридинг имеет место у чистопородных животных. Они оказывают противоположные воздействия, первый из упомянутых улучшает показатели, а последний ухудшает показатели, особенно в плане репродуктивных признаков.
Вопрос 10. Используя интернет — ресурсы и дополнительные источники информации, подготовьте презентацию об истории развития селекции.
На основе этого материала можно найти подходящие изображения и создать презентацию!
Основные этапы в истории развития селекции. Уже на заре своей сельскохозяйственной деятельности человек бессознательно проводил селекцию одомашненных растений и животных. Она выражалась, главным образом, в отборе самых продуктивных особей для размножения. Две тыс. лет назад в Древнем Риме были написаны трактаты поэта Вергилия, писателя и агронома Колумеллы, ученого Варрона, где имелись указания, как следует вести отбор растений.
Примитивные земледельцы отличались поразительной интуицией в отношении растений. Об этом свидетельствуют сохранившиеся формы растений, а подчас только есть упоминание в летописях об уникальной форме кукурузы, абрикосах с 70 % сахара, гигантской формы редьки, лимской фасоли (семена крупнее в 100 раз дикой фасоли).
Яркий пример генетических возможностей улучшения сельскохозяйственных растений — кукуруза и пшеница. Изначально длина початка кукурузы достигала около 2 см (5 тыс. лет до н.э.). А современная пшеница (аллополиплоидный гибрид), которая сочетает геномы трех видов (Triticum monococcum L., Aegilops speltoides Tausch., Ae. squarrosa L.), каждый из которых не представляет особой хозяйственной ценности, стал одним из продуктивнейших видов, дающих рекордные урожаи зерна.
Древние селекционеры создали прекрасные сорта плодовых растений, винограда, многие сорта пшеницы, породы домашних животных. Им были известны некоторые современные селекционные приёмы. Например, искусственное опыление финиковой пальмы применяли в Египте и Месопотамии за несколько веков до н. э.
С развитием земледелия и животноводства искусственный отбор лучших форм приобрёл массовый сознательный характер — появилась народная селекция. В России крестьяне создали сорта пшеницы (Крымка, Белотурка, Полтавка, Гарновка и др.), подсолнечника (Зелёнка, Фуксинка), высокорослые кряжи льна — долгунца (Смоленский, Псковский), сорта клевера (Пермский), яблони (Антоновка, Грушовка) и др., получившие название местных, или стародавних, хорошо приспособленные к местным условиям произрастания. Лучшие сорта хлопчатника СССР и США берут своё начало от форм, происхождение которых связано с культурой майя. В Перу выращивают кукурузу с очень крупным зерном (относится к Куско — группе), созданную много веков назад. В дальнейшем местные сорта и породы были использованы для выведения селекционных сортов и пород.
Развитие капитализма оказало большое влияние на селекционную практику, привело к зарождению промышленной селекции. Во 2 — й половине 19 в. повысился интерес к выведению новых сортов растений. В Германии Ф. Ахард заложил основы селекции сахарной свёклы на повышенное содержание сахара и высокую урожайность. Стали известны сорта пшеницы английских селекционеров — практиков П. Ширефа, Ф. Галлета, немецкого учёного В. Римпау. В Европе и Америке были созданы промышленные семенные фирмы, крупные селекционно — семеноводческие предприятия. В 1774 под Парижем основана селекционная фирма «Вильморен», снабжающая семенами всю Францию и экспортирующая их во многие страны. В России организованы Полтавское опытное поле (1884), где изучался сортовой состав пшеницы Верхнячская (1883), Немерчанская (1886) и Уладово — Люлинецкая (1886), опытно — селекционные станции по сахарной свёкле. И. В. Мичурин успешно работал в области селекции плодовых культур. В Швеции создана Свалёвская селекционная станция (1886, ныне институт), сыгравшая большую роль в развитии селекции в Западной Европе. Её сорта овса (Золотой дождь, Победа, Лигово II) и др. культур получили мировую известность. В США опытно — селекционые станции и лаборатории были организованы в каждом штате. Селекцией занимались также семеноводческие компании. Л. Бёрбанк вывел сорта плодовых и декоративных растений. В это же время в США, Франции, Великобритании, Швеции и других странах проводилась большая работа по сбору растительных ресурсов, интродукции растений. Растительные коллекции стали исходным материалом для выведения новых сортов.
Большое влияние на развитие селекции оказали открытия в области ботаники, зоологии, микроскопической техники. С изобретением специальных приборов, инструментов, машин, селекционный процесс всё более механизировался. Несмотря на значительные успехи, промышленная селекция была лишена тех научных предпосылок, которые позволили ей в дальнейшем превратиться в теоретически обоснованную селекционную науку. Селекционеры 18—19 вв. действовали лишь на основании опыта и интуиции, хотя и применяли многие современные методы. Решающую роль в возникновении научной селекции сыграло эволюционное учение Ч. Дарвина, становление и развитие общей генетики, а затем генетики растений и генетики животных, радиационной генетики.
В России началом развития научной селекции считается 1903 — год организации Д. Л. Рудзинским при Московском с. — х. институте (ныне Московская с. — х. академия им. К. А. Тимирязева) селекционной станции, на которой были выведены первые в стране сорта зерновых культур и льна. В 1909—14 созданы Харьковская, Саратовская, Безенчукская, Одесская опытные станции.
В 20—30 — е гг. создана сеть новых научно — исследовательских селекционных учреждений, организовано государственное сортоиспытание, проводится сортовое районирование, развернулись большие генетические и селекционные исследования. Открытый Н. И. Вавиловым гомологических рядов закон в наследственной изменчивости, обоснованные им теория центров происхождения культурных растений, эколого — географические принципы селекции, учение об исходном материале растений и иммунитете растений стали широко использовать в селекционной практике. Созданный в 1924 Всесоюзный институт прикладной ботаники и новых культур, преобразованный затем во Всесоюзный институт растениеводства (ВИР), под руководством Н. И. Вавилова становится мировым центром по сбору и изучению растительных ресурсов. Многочисленные коллекции растений ВИРа послужили исходным материалом (генофондом) для многих сортов растений.
Анализ достижений селекции в 50 — 80 — х годах XX столетия свидетельствует также о том, что большинство улучшенных агрономических признаков, обусловивших рост урожайности, имеет полигенный, комплексный характер. Созданы сорта и гибриды с широкой агроэкологической адаптацией, более медленным старением листьев, устойчивостью к полеганию, толерантностью цветков к абортированию в условиях жары и засухи, горизонтальной устойчивостью к болезням и др. Основное внимание в современных селекционных программах уделяется сочетанию высокой потенциальной продуктивности сортов и способности противостоять действию абиотических и биотических стрессоров. В числе основных причин такой ориентации — тенденции к увеличению разрыва между рекордной и средней урожайностью по важнейшим сельскохозяйственным культурам (обычное соотношение 4:1), повышению зависимости величины и качества урожая от применения техногенных средств, а также погодных флуктуации (вариабельность урожайности по годам на 60 — 80 % обусловлена «капризами» погоды). Следовательно, дальнейшее успешное развитие селекции растений требует использования качественно новых методов, технологий и биологических концепций.
Не вызывает сомнений, что в наращивании производства продуктов питания в XXI веке решающее значение будет принадлежать адаптивной системе селекции, которая сочетает классические и новейшие методы селекции растений.
Вопрос 11. Подготовьте сообщение о сортах и/или породах вашего региона, указав их особенности и преимущества.
Сорта культурных растений Ивановской области.
Сорта культурных растений, произрастающие на территории Ивановской области:
Сорта крыжовника (Смена, Русский, Розовый 2, Салют, Машека, Малахит, Родник, Краснославянский, Колобок, Черносливовый, Черномор)
Сорта смородины черной (Памяти Шукшина, Памяти Равкина, Душистая, Дочка, Стрелец, Дар Смольяниновой, Дубровская, Детскосельская, Вологда, Минай Шмырёв, Измайловская, Экзотика, Смуглянка, Сибилла, Сеянец голубки, Сенсей, Селеченская 2, Селеченская, Память Мичурина, Орловия, Загадка, Лентяй, Ажурная и др.)
Сорта смородины красной (Серпантин, Памятная, Ненаглядная, Задунайская, Красная Смольяниновой, Версальская белая, Белая фея (Алмазная), Константиновская, Красный крест, Голландская красная и др.)
Сорта сливы китайской (Красный шар, Скороплодная)
Сорта сливы домашней (Ренклод колхозный, Витебская поздняя, Алексий, Сухановская, Яичная синяя, Утро, Кантемировка, Болховчанка, Скороспелка красная, Фиолетовая, Смолинка, Синий дар и др).
Сорта вишни степной (Субботинская, Полевка, Кристина, Алтайская ранняя, Алтайская ласточка, Желанная, Иртышская, Шадринская, Ранняя степная, Максимовская, Рубиновая).
Сорта вишни войлочной (Детская, Восточная, Восторг, Алтана, Юбилейная, Царевна, Смуглянка восточная, Океанская вировская, Сказка, Красавица, Триана, Розовая урожайная, Осенняя вировская, Натали, Лето, Алиса).
Сорта вишни обычной (Тамарис, Октава, Кизиловая, Малиновка, Живица, Журавка, Игрицкая, Волочаевка, Владимирская, Брюнетка, Багряная, Шоколадница, Гриот московский, Памяти Еникеева, Шубинка, Сания, Радонеж, Молодёжная, Тургеневка, Расторгуевская и др.).
Сорта черешни (Радица, Бряночка, Брянская розовая, Ревна, Овстуженка, Одринка, Лена, Ипуть, Подарок Рязани, Фатеж, Гронкавая, Речица, Тютчевка, Садко, Теремошка,
Сорта черемухи (Мавра, Поздняя радость, Памяти Саламатова, Плотнокистная, Чёрный блеск, Самоплодная).
Сорта алычи (Несмеяна, Злато скифов, Клеопатра, Путешественница, Шатёр, Анастасия, Кубанская комета, Мара, Ариадна).
Сорта абрикоса (Айсберг, Алёша, Водолей, Графиня, Лель, Монастырский, Царский, Фаворит)
Сорт айвы Московская Сусова.
Сорта груши (Памяти Яковлева, Память Жегалова, Москвичка, Кафедральная, Бере московская, Красавица Черненко, Верная, Саратовка, Русская красавица, Лада, Мраморная, Любимица Яковлева, Рогнеда, Бессемянка, Чижовская и др.).
Сорта яблони (Сергиана, Свежесть, Ртищевская красавица, Строевское, Старт, Спартан, Рождественское, Ренет Черненко, Поливитаминное, Орловский пионер, Мелба, Московское зимнее, Осеннее полосатое (Штрейфлинг, Штрифель), Мантет, Мартовское, Звездочка, Услада, Солнышко, Синап орловский и др.).
Наиболее распространённые сорта: Смена (Крыжовник), Русский (Крыжовник), Розовый 2 (Крыжовник).
Наименее распространённые сорта: Услада (Яблоня), Солнышко (Яблоня), Синап орловский (Яблоня).
Смена (Крыжовник). Сорт среднего срока созревания. Получен от скрещивания Хаутон и Зеленый бутылочный. Ветвление куста сильное, направление ветвей наклонное. Степень шиповатости средняя, шипы одинарные, короткие, менее 7 мм, толщина средняя, окраска темная, матовая. Лист трехлопастный, крупный и средний, светло — зеленый, со слабым блеском. Имеется опушенность верхней и нижней части листа. Цветки средней величины, чашелистики светло — зеленые, по краям розовые, расположены свободно. Опушение завязи отсутствует. Кисть двух — , трех — цветковая. Ягоды мелкие и средние (2,5 — 3,5 г), округлой формы, темно — красные, с восковым налетом, кисло — сладкие.
Достоинства сорта: устойчивость к мучнистой росе, высокая побеговосстановительная способность, скороплодность, урожайность.
Русский (Крыжовник). Сорт среднепозднего срока созревания, получен от опыления сорта Карелесс смесью пыльцы сортов Хаутон, Орегон, Карри и Штамбовый. Куст среднерослый, более раскидистый в молодом возрасте, крона средней густоты, ветвление слабое. Шиповатость побегов средняя, шипы преимущественно одинарные, средней длины и толщины. Лист средний, зеленый, матовый либо слабоблестящий, неопушенный, со складчатой поверхностью, кожистый, вогнутый. Ягоды средние и крупные (3,0 — 6,0 г), овальные или эллиптические, темно — красные, неопушенные, с восковым налетом. Ягоды универсального назначения.
Достоинства сорта: высокие зимостойкость, продуктивность и потребительские качества ягод. Засухоустойчивый сорт, характеризуется хорошей самоплодностью, обладает устойчивостью к американской мучнистой росе.
Розовый 2 (Крыжовник). Сорт среднераннего срока созревания, получен от скрещивания сортов Финик и Сеянец Лефора. Куст средней высоты, густой, полураскидистый. Степень шиповатости слабая, шипы со слабым блеском, темноокрашенные. Лист крупный, зеленый, слабоблестящий, слабоморщинистый, пластинка расположена наклонно по отношению к побегу. Цветки крупные, чашелистики светло — зеленые, с розовыми краями, несомкнутые, слегка отогнутые. Ягоды крупные (5 — 6 г), однородные, округло — овальные, розово — красные. Семена крупные. Вкус кисло — сладкий, десертный.
Достоинства сорта: высокая зимостойкость в сочетании с хорошей урожайностью, вкусовыми качествами ягод, устойчивостью к мучнистой росе, антракнозу, септориозу, характеризуется хорошей самоплодностью, обладает полевой устойчивостью.
Душистая (смородина черная). Сорт раннего срока созревания, получен от скрещивания сортов Лия Плодородная и Надежда. Куст среднерослый, слабораскидистый, густой. Цветки средней величины, чашевидные, чашелистики бледно — желтые, среднего размера, отогнуты кверху, свободные. Ягоды средние и крупные, одномерные, округлые, слегка приплюснутые, черные, матовые, отрыв сухой. Вкус сладко — кислый (4,2 балла), с освежающим ароматом. Ягоды универсального назначения.
Достоинства сорта: ранний срок созревания, устойчивость к болезням, сухой отрыв и вкусовые качества ягод, высокая урожайность.
Памяти Шукшина (смородина черная). Сорт среднего срока созревания, получен от скрещивания сорта Зоя с отборной формой (Каракол х Алтайская десертная). Куст среднерослый, при обильном плодоношении раскидистый, средней густоты. Цветки мелкие. Ягоды крупные (1,3 — 3,0 г), округло — овальные, черные, кожица тонкая, с сухим отрывом, вкус кисло — сладкий, созревание одновременное, универсального назначения.
Достоинства сорта: зимостойкость, засухоустойчивость средняя, устойчив к мучнистой росе, скороплодность, высокая урожайность, высокая производительность труда на сборе, крупноплодность, хороший вкус.
Солнышко (сорт яблони). Позднеосенний иммунный к парше сорт.Деревья нижесреднего размера с округлой кроной. Преобладающий тип плодовых образований простые и сложные кольчатки. Побеги сравнительно толстые, коленчатые, дугообразно изогнутые, граненые в сечении, коричневые, опушенные, с укороченными междоузлиями. Листья среднего размера, яйцевидные, короткозаостренные с винтообразно скрученной верхушкой, зеленые, блестящие, с грубой нервацией. Соцветия зонтиковидной формы состоят из 4 — 6 цветков; бутоны бело — розовые. Плоды средней величины (140 г), продолговатые, широкоребристые, скошенные. Кожица плода гладкая, маслянистая. Основная окраска в момент съемной зрелости зеленовато — желтая, а в состоянии потребительской зрелости светло — желтая. Покровная окраска по всему плоду в виде яркого сплошного румянца малинового цвета. Подкожные точки многочисленные, крупные, хорошо заметные.
Достоинства сорта: иммунность к парше (ген Vf), зимостойкий, красивые плоды позднеосеннего созревания. На карликовых подвоях сорт пригоден для закладки садов интенсивного типа.
Детская (сорт вишни войлочной). Сорт выведен от скрещивания сортов Лето х (сеянец Розовой + Отборная). Куст 1,8 м высоты, широкоовальной формы, средней загущенности. Листовая пластинка овальная (4,5 х 2,6 см) темно — зеленая, гофрированная, с заостренной верхушкой и острым основанием. Цветок (1 — 2) блюдцевидный, средней величины 2,5 см в диаметре венчика, пятилепестный, лепестки белые, свободно расположены. Плод крупный, средняя масса 3,5 г, максимальная 4,0 г. Форма плода округлая, слегка сплюснутая с боков, вершина с заметным клювиком, основание с глубокой воронкой. Окраска плода ярко — красная, кожица опушена. Мякоть красная, плотная. Окраска сока красная. Мякоть сочная, плотная, хрящеватая. Вкус кисло — сладкий, гармоничный. Полусухой отрыв плодов. Сроки цветения 17 — 23 мая. Сроки созревания 15 — 24 июля. Плоды созревают одновременно.
Достоинства: крупноплодность, хорошие вкусовые качества, высокая урожайность, скороплодность, полусухой отрыв плодов, высокая зимостойкость. Сорт засухоустойчив,
Вопрос 12. Почему теоретической основой селекции является генетика?
Теоретической основой селекции является генетика, так как именно знание ее законов позволяет целенаправленно управлять появлением мутаций, предсказывать результаты скрещивания, правильно проводить отбор гибридов.
Вопрос 13. Почему в дикой природе межвидовые гибриды встречаются реже, чем, например, в зоопарках?
В процессе эволюции растений и животных сформировались механизмы (барьеры), препятствующие скрещиванию между разными видами. В противном случае они не способны были бы сохранить свою индивидуальность — более того, встречались бы невероятные химеры.
Несмотря на все биологические и экологические препятствия, межвидовая гибридизация все — таки удается, но образовавшиеся гибриды имеют очень низкую плодовитость, а чаще и полное бесплодие, так как нарушен процесс формирования половых клеток. Но сами они, помимо необычной внешности, иногда проявляют качества, превосходящие родительские виды (более крупные, более выносливые и т.д.).