Тема 4.4. Мутагенез
Основные понятия и термины по теме: искусственный мутагенез, аллополиплоиды, рафанобрассика, мутагены, отдаленная гибридизация.
План изучения темы:
Разработка способов преодоления бесплодия межвидовых гибридов.
Искусственный мутагенез.
Краткое изложение темы:
Отдаленная гибридизация (скрещивание растений разных видов, а иногда и родов, способствующее получению новых форм) не находит широкого применения в селекции по причине бесплодности получаемых гибридов. Впервые межвидовую бесплодность преодолел Георгий Дмитриевич Карпеченко (1899–1942) при скрещивании редьки и капусты.
Капустно-редечный гибрид (рафанобрассика)
Г.Д. Карпеченко действием колхицина удвоил число хромосом гибрида. В результате в гибридном организме оказалось 36 хромосом, слагающихся из двух полных диплоидных наборов редьки и капусты. Виды, у которых произошло объединение разных геномов в одном организме, а затем их кратное увеличение, называются аллополиплоиды. В зиготе вновь оказалось 36 хромосом.
Таким образом, полученный капустно-редечный гибрид, названный рафанобрассикой, стал плодовитым. Г.Д. Карпеченко удалось впервые четко продемонстрировать взаимосвязь отдаленной гибридизации и полиплоидии в получении плодовитых форм. Это имеет огромное значение как для эволюции, так и для селекции.
Известны также работы русского селекционера Ивана Васильевича Мичурина, который используя метод ментора, создал различные сорта межвидовых растений. Много внимания он уделял скрещиванию географически удаленных форм и их внедрению в новые регионы.
2. В селекции широко используют метод искусственного мутагенеза (воздействуя мутагенами на исходный материал, нарушают строение молекул ДНК, что приводит к резкому росту числа мутаций, среди которых часто появляются формы с полезными признаками). Путём искусственного мутагенеза получены высокоурожайные сорта ярового и озимого ячменя, яровая пшеница Новосибирская 67, а также полиплоидные растения, отличающиеся более крупными размерами плодов, цветков, стеблей и др. органов и повышенным содержанием сахара (сахарная свёкла), белков (зернобобовые), масла (подсолнечник) и др. полезных веществ.
Лабораторные работы/ Практические занятия «не предусмотрено»
Задания для самостоятельного выполнения.
1.Подготовить доклад-сообщение на тему «Современные способы преодоления бесплодия межвидовых гибридов»
2. «Опыты И.В. Мичурина. Метод ментора»
Форма контроля самостоятельной работы:
Фронтальный опрос
Защита докладов
Индивидуальная работа по карточкам
Вопросы для самоконтроля по теме:
С какой целью применяются мутагены?
Назовите мутагенные факторы.
Что такое мутагенез?
Какие растения были получены в результате искусственного мутагенеза? Приведите примеры.
В чем заключается суть метода ментора?
Тема 4.5. Макроэволюция
Основные понятия и термины по теме: макроэволюция, арогенез, аллогенез, катагенез, идиоадаптация, ароморфоз, общая дегенерация, биологический прогресс, биологический регресс.
План изучения темы:
Макроэволюция. Ее направления.
Аллогенез
Арогенез
Катагенез
Краткое изложение темы:
Макроэволюция органического мира — это процесс формирования крупных систематических единиц: из видов — новых родов, из родов — новых семейств и т. д. В основе макроэволюции лежат те же движущие силы, что и в основе микроэволюции: наследственность, изменчивость, естественный отбор и репродуктивная изоляция.
В настоящее время четко разграничивают два направления, или типа, макроэволюционного процесса, приводящие к биологическому прогрессу группы: 1) аллогенез и 2) арогенез.
Под биологическим прогрессом А. Н. Северцов понимал процветание группы организмов, ее победу в борьбе за существование. Биологический прогресс характеризуется расширением ареала, увеличением числа разновидностей и особей данной группы.
2. Аллогенез — развитие группы с возникновением большого числа близких форм одного уровня организации. Такое направление эволюции осуществляется на основе незначительных приспособительных изменений, которые А. Н. Северцов назвал идиоадаптациями. Иногда, в случае перехода организмов к сидячему или паразитическому образу жизни, эти изменения носят характер упрощения строения и называются дегенерацией.
3. Арогенез — развитие группы, связанное с переходом в новые, более сложные условия обитания на основе усложнения строения и повышения организации. Такой путь морфофизиологических перестроек А. Н. Северцов назвал ароморфозом. Арогенез обычно протекает быстрее, чем аллогенез, который практически бесконечен. Ароморфозы обычно затрагивают важнейшие системы органов. Они способствуют лучшему поддержанию постоянства внутренней среды, уменьшая тем самым зависимость от окружающей внешней среды. Это позволяет освоить новые, более сложные условия жизни. Примером служит арогенез птиц, предки которых приобрели крылья, четырехкамерное сердце, соответствующие отделы мозга, теплокровность и т. д. Биологический регресс — это процесс, обратный прогрессу. Он характеризуется снижением приспособленности и постепенным вымиранием. Пример — те же динозавры, у которых биологический прогресс сменился регрессом.
4. Катагенез- эволюционное направление, сопровождающееся упрощением организации.
Биологическое процветание достигается и упрощением организации. Упрощение организации — морфологический регресс — ведет к исчезновению органов активной жизни и носит название дегенерации. Общая дегенерация как путь биологического прогресса наблюдается у многих форм и связана главным образом с переходом к паразитическому или сидячему образу жизни.
Лабораторные работы/ Практические занятия «не предусмотрено»
Задания для самостоятельного выполнения.
1. Составить синквейн понятий « арогенез», «аллогенез», «катагенез»
2. Подготовить сообщение на тему «Приспособление организмов к паразитическому образу жизни»
Форма контроля самостоятельной работы:
Фронтальный опрос
Защита сообщений
Проверка синквейна
Вопросы для самоконтроля по теме:
Что такое биологический прогресс?
Какие существуют основные направления эволюции организмов?
Какое направление поднимает группу организмов на более высокий уровень организации?
Приведите примеры ароморфозов.
Что такое аллогенез?
Как изменяется строение организмов при переходе к паразитизму?