1: 100 000 Гамет у дрозофилы.

Задача биологии – получение направленных мутаций. Вавилов изучил наследственную изменчивость культурных растений и узнал, какие мутации у них наиболее часты – зная какие возможны мутации, можно прогнозировать их у родственных видов и получать новые сорта(безостая мягкая и твёрдая пшеница).

Закон гомологических рядов: генетически близкие роды и виды имеют сходные ряды наследственной изменчивости.

Ненаследственная(модификационная) изменчивость

–результат воздействия факторов среды на генотип организма.

-зависит от прямого влияния среды, не затрагивает генотип(в прежних условиях фенотип возвращается).

Например: в горах растения и животные низкорослые, это защищает их от потери тепла. В долине с мягкими условиями организмы крупнее.

Значение: повышает шансы на выживание, носит приспособительный характер, но не играет никакой роли в эволюции. На практике: при удлинении светового дня повышается урожай тепличных растений.

Норма реакции – предел модификационной изменчивости, её границы. У одних признаков широкая норма реакции – количество молока, вес коров, у других очень узкий – жирность молока, цвет шерсти; цвет глаз, рисунок ладоней.

Селекция

Селекция(лат селекцио – отбор) – наука, разрабатывающая теоретические основы и методы создания новых пород животных, сортов растений и штаммов микроорганизмов с выгодными для человека качествами и свойствами.

Значение: решение продовольственной проблемы, голода путём создания продуктивных сортов(зелёная революция), создание штаммов мио в фармакологии – антибиотики пенициллинового ряда, возможности генной инженерии фантастичны.

Искусственный отбор – основной метод селекции, проводит человек, отбираются(выживают) особи с качествами, нужными человеку.. С древности, массовый(посев целыми полями), негативный(исключение худших особей); прорыв в селекции – анализ производительных качеств родителей по потомству, подбор производителей. Отбор индивидуален – и в генотипе внешне ценных особей могут быть отрицательные рецессивные гены.

В природе под действием условий окружающей среды происходит естественный отбор – выживают самые приспособленные к условиям среды особи, самые жизнеспособные, незаметные на фоне среды, имеющие защитную или предостерегающую окраску.

Методы селекции растений и животных.

1.Гибридизация – скрещивание организмов с различной наследственностью и последующий индивидуальный отбор. 2.Инбридинг – близкородственное скрещивание(максимален при самоопылении). С целью анализа генотипа особи – возвратное скрещивание(дети и родители) – анализирующее скрещивание. И с целью увеличения числа особей с полезными признаками – умеренный инбридинг, скрещивание более отдалённых предков.

У гибридов многие рецессивные неблагоприятные гены при этом переходят в гомозиготное состояние, и это приводит к депрессии – снижению их жизнеспособности. Полученные инбредные линии, которые создавались на протяжении ряда поколений, скрещивают между собой.

3.Мутагенез – процесс сознательного повышения количества мутаций. Большинство мутаций вредны, но небольшая часть имеет мутации, ведущие к ценным качествам. Полиплоидия – кратное увеличение числа хромосом: диплоиды, тетраплоиды, октаплоиды растений крупнее, продуктивнее(пшеница, гречиха, кукуруза). 4. Метод аутбридинга

используется для получения эффекта гетерозиса.

Гетерозис – всплеск гибридной силы: повышение массы, размеров, урожайности по сравнению с родительскими формами.

Аутбридингом называют скрещивание неродственных форм, в том числе различных инбредных линий, а так же межсортовое (у животных межпородное) скрещивание. Для такого скрещивания подбирают такие инбредные линии, которые дают максимальный эффект гетерозиса – жизненной силы. Под гетерозисом понимают превосходство гибридов над родителями по определенным признакам и свойствам. Примеры( гибриды разных сортов кукурузы, томатов, огурцов. Мулы, лошаки, гибриды от разных пород броёлеров.

Отдалённая гибридизация. – межвидовая и межродовая.

а)Межвидовая – в природе гибриды если возможны, то бесплодны(мул).

Методы И.В. Мичурина для преодоления межвидовой невкрещиваемости:

1)метод опыления смесью пыльцы – убитая нагреванием своя и ценная чужая – снимается блокада пыльцевой трубки.

2)метод посредника – скрещивание более близких видов, а потом гибрид – с отдалённым видом

3)метод предварительного вегетативного сближения

4) метод ментора – прививка, улучшение качеств повторной прививкой веточки родителя с лучшими качествами. С помощью метода ментора И.В.Мичурин добивался изменения свойств гибрида в лучшую сторону. Например, если у гибрида нужно было улучшить вкусовые качества, в его крону прививались черенки с родительского организма, имеющего хорошие вкусовые качества, или гибридное растение прививали на подвой, в сторону которого нужно было изменить качества гибрида. И.В.Мичурин указывал на возможность управления доминированием определенных признаков при развитии гибрида. Для этого на ранних стадиях развития необходимо воздействие определенными внешними факторами. Например, если растения выращивать в открытом грунте, на бедных почвах, повышается их морозостойкость.

Преодоление межвидовых барьеров полиплоидизацией – в 1924-25 гг генетик Г.Д Карпеченко – получив диплоидные гаметы редьки и капусты, сделал возможной коньюгацию(обмен участками) хромосом и получение межвидовых гибридов.

Особенности селекции животных:

Только половое размножение

Малое количество потомков(отбор занимает время), ценность каждого животного.

Трудности в получении чистых линий(невозможность самоопыления)

Подбор производителей по экстерьеру(внешние признаки)

Особенности селекции микроорганизмов:

Направленный мутагенез - основной метод получения штаммов, возможность получить несколько поколений за один день, дешёвые питательные среды, сами исследования.

Исходный материал селекции: генетик Н.И. Вавилов изучил разнообразие, изменчивость организмов, разработал методы закрепления признака, собрал коллекцию растений мира(экспедиции в 20-30г.г. – хранится во Всесоюзном институте растениеводства, С-Петербург) – материал для селекции. Установил центры происхождения и разнообразия сортов растений(источник отбора):

Центры происхождения культурных растений (по Н.И. Вавилову)

Названиецентра	Географическоеположение	Окультуренные растения
Южноазиатскийтропический	Тропическая Индия, Индокитай, Южный Китай, острова Юго-Восточной Азии	Рис, сахарный тростник, огурец, баклажан, черный перец, банан, сахарная пальма, саговая пальма, хлебное дерево, чай, лимон, апельсин, манго, джут и др. (50% культурныхрастений)
Восточноазиатский	Центральный и Восточный Китай, Япония, Корея, Тайвань	Соя, просо, гречиха, слива, вишня, редька, шелковица, гаолян, конопля, хурма, китайские яблоки, опийный мак, ревень, корица, олива и др. (20% культурныхрастений)
Юго-Западноазиатский	Малая Азия, Средняя Азия, Иран, Афганистан, Юго-Западная Индия	Мягкая пшеница, рожь, лен, конопля, репа, морковь, чеснок, виноград, абрикос, груша, горох, бобы, дыня, ячмень, овес, черешня, шпинат, базилик, грецкий орех и др. (14% культурныхрастений)
Средиземноморский	Страны по берегам Средиземного моря	Капуста, сахарная свекла, маслина (олива), клевер, одноцветковая чечевица, люпин, лук, горчица, брюква, спаржа, сельдерей, укроп, щавель, тмин и др. (11% культурныхрастений)
Абиссинский	ЭфиопскоенагорьеАфрики	Твердая пшеница, ячмень, кофейное дерево, зерновое сорго, бананы, нут, арбуз, клещевина и др.
Центральноамериканский	ЮжнаяМексика	Кукуруза, длинноволокнистый хлопчатник, какао, тыква, табак, фасоль, красный перец, подсолнечник, батат и др.
Южноамериканский	Южная Америка вдоль западного побережья	Картофель, ананас, хинное дерево, маниок, томаты, арахис, кокаиновый куст, садовая земляника и др.

Центры одомашнивания(доместикации) животных – с 223

Китайско-Малайский(свинья, куры, утка, тутовый шелкопряд),

Индостанский(буйвол, собака, павлин, сиамская кошка, пчела)

Юго-западно-азиатский(к.р.с., лошадь, овца, коза, одногорбый верблюд, свинья, голубь)

Средиземноморский(к.р.с., лошадь, овца, свинья, утка, нильский гусь, кролик)

Южно-американский(лама, альпака, индейка, морская свинка)

Африканский(страус, цесарки, кошка, собака, осёл, свинья)

Органические и неорганические вещества клетки.