Основы селекции растений вавилова

Лекция 3. Учение н.И. Вавилова о центрах происхождения культурных растений

1. Группы культурных растений по происхождению. Среди флоры земного шара выделяется значительная по числу (более 2500) видов группа растений, возде­лываемых человеком и получивших название культурных. Культурные растения и образованные ими агрофитоценозы пришли на смену луговым и лесным сообществам. Они – результат земледельческой деятельности человека, которая началась 7–10 тысяче­летий назад. В переходящих в культуру диких растениях неиз­бежно отражается новый этап их жизни. Отрасль биогео­графии, изучающая распространение культурных расте­ний, их приспособление к почвенно-климатическим усло­виям в различных областях земного шара и включающая элементы экономики сельского хозяйства, называется географией культурных растений.

По своему происхождению культурные растения делятся на три группы: наиболее молодая группа, сорно-полевые виды и наиболее древняя группа.

1. Наиболее молодая группа культурных растений происходит от видов, до настоящего времени живущих в диком состоянии. Для растений этой группы установить центр начала их возделывания не составляет особого труда. К ним относятся плодово-ягодные культуры (яблоня, груша, слива, вишня, крыжовник, смородина, малина, земляника), все бахчевые, часть корнеплодов (свекла, брюква, редис, репа).

2. Сорно-полевые виды растений стали объектами куль­туры там, где основная культура из-за неблагоприятных природных условий давала низкие урожаи. Так, при продвижении земледелия на север озимая рожь вытес­нила пшеницу; широко распространенная в Западной Сибири масличная культура рыжик, используемая для получения растительного масла, является сорняком в по­севах льна.

3. Для наиболее древних культурных растений невоз­можно установить время начала их культивирования, поскольку их дикорастущие предки не сохранились. К ним относятся сорго, просо, горох, бобы, фасоль, чече­вица.

Потребность в исходном материале для селекции и улучшения сортов культурных растений обусловила создание учения о центрах их происхождения. В основу учения легла идея Ч. Дарвина о существовании геогра­фических центров происхождения биологических видов. Впервые географические области происхождения важ­нейших культурных растений были описаны в 1880 г. швейцарским ботаником А. Декандолем. Согласно его представлениям, они охватывали довольно обширные территории, в том числе целые континенты. Важнейшие исследования в этом направлении спустя полвека были выполнены замечательным русским генетиком и ботанико-географом Н. И. Вавиловым (1887–1943), который осуществил изучение центров происхождения культурных растений на научной основе.

Дифференцированный метод н. И. Вавилова

Н. И. Вавилов предложил новый, названный им диф­ференцированным, метод установления исходного центра происхождения культурных растений, заключающийся в следующем. Собранная из всех мест возделывания коллекция интересующего растения исследуется с по­мощью морфологических, физиологических и генетиче­ских методов. Таким образом, определяется область сосре­доточения максимального разнообразия форм, признаков и разновидностей данного вида. В конечном итоге можно установить очаги введения в культуру того или иного вида, которые могут не совпадать с территорией его ши­рокого возделывания, а находится от нее на значительных (несколько тысяч километров) расстояниях. Причем центры возникновения культурных растений, возделывае­мых в настоящее время на равнинах умеренных широт, иногда оказываются в горных районах.

Стремясь поставить генетику и селекцию на службу народного хозяйства страны, Н. И. Вавилов и его сорат­ники во время многочисленных экспедиций в 1926– 1939 гг. собрали коллекцию, насчитывающую около 250 тыс. образцов культурных растений. Как подчеркивал ученый, его интересовали преимущественно растения умеренных зон, поскольку огромные растительные богат­ства Южной Азии, Тропической Африки, Центральной Америки и Бразилии, к сожалению, лишь в ограничен­ном масштабе могут быть использованы в нашей стране.

2. Учение о гомологических рядах. Важным теоретическим обобщением исследований Н. И. Вавилова является разработанное им учение о го­мологических рядах. Согласно сформулированному им закону гомоло­гических рядов наследственной изменчивости, не только близкие в генетическом отношении виды, но и роды рас­тений образуют гомологические ряды форм, т. е. в гене­тической изменчивости видов и родов существует опре­деленный параллелизм. Близкие виды благодаря боль­шому сходству их генотипов (почти одинаковому набору генов) обладают сходной наследственной изменчивостью. Если все известные вариации признаков у хорошо изу­ченного вида расположить в определенном порядке, то и у других родственных видов можно обнаружить почти все те же вариации изменчивости признаков. Например, приблизительно одинакова изменчивость остистости коло­са у мягкой, твердой пшеницы и ячменя.

Трактовка Н.И.Вавилова. Виды и роды генетически близкие характеризуются сходными рядами наследственной изменчивости, с такой правильностью, что, зная ряд форм в пределах одного вида можно предвидеть нахождение параллельных форм у других видов и родов. Чем ближе родство, тем полнее сходство в рядах изменчивости.

Современная трактовка закона. Родственные виды, роды, семейства обладают гомологичными генами и порядками генов в хромосомах, сходство которых тем полнее, чем эволюционно ближе сравниваемые таксоны. Гомология генов у родственных видов проявляется в сходстве рядов их наследственной изменчивости (1987 г.).

Источник

«Основы селекции. Работы Н.И. Вавилова». 9-й класс

Назад Вперёд

Назад Вперёд

• Начать формировать знания о селекции как науке, определить её цели и задачи;
• Познакомить обучающихся с центрами происхождения культурных растений;
• сформировать понятия “сорт”, “порода”, “штамм”.

• Развивать умения анализировать, сравнивать, обобщать и систематизировать новый материал, работая с текстом учебника;

• Воспитывать уважительное отношение к труду ученых-селекционеров на примере научной деятельности Н.И. Вавилова.

• Портрет Н.И. Вавилова, таблица “Центры происхождения культурных растений”, печатный материал для самостоятельной работы, презентация PP “Породы домашних животных и сорта культурных растений”, кроссворды, листы бумаги и карандаш для работы в группе.

I. Организационный момент (слайд 1). Приветствие.

Тема урока записана на доске, но закрыта и не объявляется в начале урока.

II. Актуализация знаний и постановка проблемы.

Формулирование темы и задач урока.

Учитель: Сегодня мы начнем наш урок с разгадывания кроссворда (Приложение 1). На ваших столах лежат кроссворды, нужно их разгадать.

Взаимопроверка по ключу (слайд 2)

Затруднение у ребят вызывает вопрос №7, это служит для дальнейшей творческой деятельности обучающихся на уроке. Возникают вопросы:

— Для чего селекции необходимо знание законов наследственности и закономерностей изменчивости?

— Почему селекцию можно назвать эволюцией, направляемой желаниями и трудом человека?

— Каковы основные направления научной работы Н.И. Вавилова?

Ответы на эти вопросы предстоит дать в ходе урока. На основе этого формулируется тема и задачи урока (слайд 3).

III. Изучение нового материала.

1. Понятие о селекции

Учитель: Селекция (лат. “selection” — отбор) — наука о методах создания новых или об улучшении уже существующих сортов растений, пород животных и штаммов микроорганизмов с нужными человеку свойствами (слайд 4).

В широком смысле слова селекция как процесс изменения домашних животных и культурных растений, по выражению Н.И. Вавилова “представляет собой эволюцию, направляемую волей человека”. Селекция возникла на заре человеческой культуры, но наукой она стала сравнительно недавно.

Все современные домашние животные и культурные растения произошли от далеких диких предков. Первые попытки одомашнивания животных и растений предпринимались людьми еще за 20–30 тыс. лет до новой эры. Широкое одомашнивание начинается с VIII–VI тысячелетия до новой эры. Именно тогда человек вовлек в культуру подавляющее большинство животных и растений.

Пионером разработки научных основ селекционной работы в нашей стране был Николай Иванович Вавилов (1887-1943). Он считал, что в основе селекции лежит правильный выбор для работы исходного материала, их генетическое разнообразие и влияние окружающей среды на проявление наследственных признаков при гибридизации особей.

2. Жизнь и деятельность Н.И. Вавилова

Сообщение обучающегося о Н.И. Вавилове (слайд 5).

Николай Иванович Вавилов — русский учёный-генетик, ботаник, селекционер, академик. Президент Всесоюзного географического общества, директор Института генетики.

Николай Вавилов родился 25 ноября 1887 года в семье богатого фабриканта обуви, депутата Московской городской думы. Окончил Московский сельскохозяйственный институт и за тридцать лет служения науке ботанике стал учёным мирового значения.

• 110 экспедиций по всему миру.
• Учение об иммунитете растений.
• Учение о центрах происхождения культурных растений.
• Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости.
• Учение о виде как системе, внутривидовые таксономические и эколого-географические классификации.

Погиб в годы сталинских репрессий. На основании сфабрикованных обвинений был арестован в 1940 году, в 1941 году — осуждён и приговорён к расстрелу, который впоследствии был заменён 20-летним сроком заключения. Умер 26 января 1943 года в Саратовской тюрьме. В 1955 году посмертно реабилитирован.

В Саратове сегодня работает Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова (CГАУ) и именем Николая Вавилова названа улица Вавилова. В 1997 году в начале улицы Вавилова был установлен памятник Н. И. Вавилову.

Также есть улицы имени Вавилова в Липецке и Москве, но они названы в честь брата Николая Ивановича — физика Сергея Ивановича Вавилова.

А в Санкт-Петербурге есть улица братьев Вавиловых.

3. Центры происхождения культурных растений

Самостоятельная работа обучающихся:

На основе текста учебника стр. 123-125 и рис. 56, а также на основе материалов сообщения обучающегося, данных наглядной таблицы “Центры происхождения культурных растений” заполнить таблицу (Приложение 2).

Самопроверка по ключу (слайд 6).

Устно ответьте на вопросы: — Что вы сегодня ели на завтрак? — Откуда родом эти продукты? (ответы обучающихся)

Понятие о сорте, породе, штамме

Учитель: Все современные сорта растений и породы животных созданы благодаря селекции.

Учитель: Сорт – совокупность культурных растений одного вида, искусственно созданная человеком и характеризующаяся определенными наследственными особенностями: продуктивностью, морфологическими и физиологическими признаками (слайд 7).

Порода – совокупность домашних животных одного вида, искусственно созданная человеком и характеризующаяся определенными наследственными особенностями: продуктивностью, экстерьером (внешний вид и телосложение) (слайд 8).

Штамм – совокупность микроорганизмов одного вида, искусственно созданная человеком и характеризующаяся определенными наследственными особенностями (слайд 9).

Презентация PP обучающегося о сортах растений и породах животных (слайд 10).

Учитель: Цель практической деятельности селекционеров – создание новых сортов растений, пород животных и штаммов микроорганизмов, обладающими нужными человеку качествами (слайд 11).

Самостоятельная работа обучающихся малыми группами.

1. Повышение урожайности сортов и продуктивности пород.
2. Улучшение качества продукции.
3. Повышение устойчивости к заболеваниям, вредителям.
4. Экологическая пластичность сортов и пород.
5. Пригодность для промышленного и механизированного выращивания и разведения.

Учитель: Перед ребятами ставится новая проблема: Какими методами пользуется селекция при выведении новых сортов растений, пород животных и штаммов микроорганизмов?

Эту проблему мы решим с вами на следующем уроке, когда изучим основные методы селекции.

• Формирование задач современной селекции.
• Создание учения о центрах многообразия и происхождения культурных растений.
• Создание коллекции семян культурных растений и их дикорастущих предков.
• Создание сети институтов и селекционных опытных станций в стране.

Закон гомологических рядов, который гласит: “Генетически близкие роды и виды характеризуются сходными рядами наследственной изменчивости с такой правильностью, что, зная ряд форм в пределах одного вида, можно предвидеть нахождение параллельных форм у других родственных видов и родов” (примеры в учебнике стр.125-126) (слайд 17).

1. Почему большинство сортов культурных растений погибнет без участия человека?
2. Почему центры происхождения культурных растений совпадают с местами существования великих цивилизаций древности?

V. Домашнее задание (слайд 19)

Параграф 3.13, вопросы к параграфу, записи в тетради; творческое задание – составьте меню праздничного стола из продуктов Абиссинского центра происхождения и обоих Американских. Для каждого блюда укажите растение-сырьё и центр его происхождения. Оформите работу на листе А4.

VI. Итоги урока (слайд 20)

Как вам работалось на уроке? Что показалось самым трудным? Что запомнилось? Как вы оцените свою работу на уроке?

Источник