Një koleksion bimësh të së njëjtës specie të krijuara artificialisht nga njeriu. Sistemet e kryqëzimit

Kur një person zgjedh bimë ose kafshë me tipare që i interesojnë. Deri në shekujt 16-17, përzgjedhja bëhej në mënyrë të parregullt dhe jometodike: frutat më të mira (për mbjellje) ose individët (për riprodhim) përzgjidheshin për mbjellje, thjesht duke llogaritur në përsëritjen e rezultatit.

Vetëm në shekujt e fundit, duke mos ditur ende ligjet e gjenetikës, ata filluan të përdorin përzgjedhjen me vetëdije dhe qëllim, duke kryqëzuar ekzemplarë me veti të theksuara të dobishme.

Sidoqoftë, duke përdorur metodën e përzgjedhjes, një person nuk mund të marrë veti thelbësisht të reja nga organizmat e edukuar, pasi përzgjedhja mund të dallojë vetëm ato gjenotipe që ekzistojnë tashmë në popullatë. Prandaj, për të përftuar raca dhe varietete të reja kafshësh dhe bimësh, përdoret hibridizimi, duke kryqëzuar bimët me tiparet e dëshirueshme dhe më pas duke zgjedhur nga pasardhësit ata individë që kanë vetitë e dobishme të shprehura më fort. Për shembull, një varietet gruri ka një kërcell të fortë dhe është rezistent ndaj vendosjes, ndërsa një varietet me një kashtë të hollë nuk është i infektuar me ndryshk të kërcellit. Kur kryqëzohen bimë nga dy varietete, tek pasardhësit shfaqen kombinime të ndryshme tiparesh. Por ata përzgjedhin pikërisht ato bimë që të dyja kanë një kashtë të fortë dhe nuk vuajnë nga ndryshku i kërcellit. Kështu krijohet një varietet i ri.

Mbarështimi dhe gjenetika

Përzgjedhja se si shkenca ka marrë formë vetëm në dekadat e fundit. Në të kaluarën ishte më shumë një art sesa një shkencë. Aftësitë, njohuritë dhe përvoja specifike, shpesh të klasifikuara, ishin pronë e fermave individuale, duke kaluar brez pas brezi. Vetëm gjeniu i Darvinit arriti të përmbledhë gjithë këtë përvojë të madhe dhe të ndryshme të së kaluarës, duke parashtruar idenë e përzgjedhjes natyrore dhe artificiale si faktorin kryesor të evolucionit, së bashku me trashëgiminë dhe ndryshueshmërinë.

Informacione të përgjithshme

Baza teorike e përzgjedhjes është gjenetika, pasi është njohja e ligjeve të gjenetikës që bën të mundur kontrollin e qëllimshëm të fiksimit të mutacioneve, parashikimin e rezultateve të kryqëzimit dhe përzgjedhjen e saktë të hibrideve. Si rezultat i aplikimit të njohurive gjenetike, u bë e mundur që të krijohen më shumë se 10 mijë varietete gruri bazuar në disa varietete origjinale të egra dhe të përftohen shtame të reja mikroorganizmash që sekretojnë proteina ushqimore, substanca medicinale, vitamina etj.

Detyrat e mbarështimit modern përfshijnë krijimin e të rejave dhe përmirësimin e varieteteve ekzistuese të bimëve, racave të kafshëve dhe llojeve të mikroorganizmave.

Puna shumëvjeçare e përzgjedhjes ka bërë të mundur zhvillimin e shumë dhjetëra racave të pulave shtëpiake, të karakterizuara nga prodhimi i lartë i vezëve, pesha e rëndë, ngjyrat e ndezura etj. Dhe paraardhësi i tyre i përbashkët është pula bankiere nga Azia Juglindore. Përfaqësuesit e egër të gjinisë së patëllxhanëve nuk rriten në territorin rus. Sidoqoftë, bazuar në llojin e patëllxhanëve, të gjetura në Ukrainën Perëndimore dhe Kaukaz, janë marrë më shumë se 300 lloje, shumë prej të cilave japin fryte mirë në Rusi.

Gjenetika dhe seleksionuesi i shquar Akademik N.I Vavilov shkroi se mbarështuesit duhet të studiojnë dhe të marrin parasysh faktorët kryesorë të mëposhtëm në punën e tyre: varietetet fillestare dhe varietetet e specieve të bimëve dhe kafshëve; ndryshueshmëria trashëgimore; roli i mjedisit në zhvillimin dhe manifestimin e tipareve të dëshiruara nga seleksionuesi; modelet e trashëgimisë gjatë hibridizimit; format e përzgjedhjes artificiale që synojnë izolimin dhe konsolidimin e karakteristikave të nevojshme.

Mbarështimi i bimëve

Metodat kryesore të mbarështimit në përgjithësi dhe mbarështimi i bimëve në veçanti janë përzgjedhja dhe hibridizimi. Për bimët e pjalmuara të kryqëzuara, përdoret përzgjedhja masive e individëve me vetitë e dëshiruara. NË ndrysheështë e pamundur të merret material për kalim të mëtejshëm. Në këtë mënyrë, për shembull, fitohen varietete të reja thekre. Këto varietete nuk janë gjenetikisht homogjene. Nëse është e dëshirueshme të merret një linjë e pastër - domethënë një varietet gjenetikisht homogjen, atëherë përdoret përzgjedhja individuale, në të cilën, përmes vetëpllenimit, pasardhës merren nga një individ i vetëm me karakteristikat e dëshiruara. Me këtë metodë u morën shumë varietete gruri, lakër etj.

Për të konsoliduar pronat e dobishme trashëgimore, është e nevojshme të rritet homozigoziteti i varietetit të ri. Ndonjëherë për këtë përdoret vetëpjalmimi i bimëve të kryqëzuara. Në këtë rast, efektet negative të gjeneve recesive mund të shfaqen në mënyrë fenotipike. Arsyeja kryesore për këtë është kalimi i shumë gjeneve në një gjendje homozigote. Në çdo organizëm, gjenet mutante të pafavorshme grumbullohen gradualisht në gjenotip. Më shpesh janë recesive dhe nuk manifestohen në mënyrë fenotipike. Por kur ato vetëpjalmohen, ato bëhen homozigote dhe ndodh një ndryshim i pafavorshëm trashëgues. Në natyrë, në bimët vetë-pjalmuese, gjenet mutante recesive bëhen shpejt homozigotë dhe bimë të tilla vdesin, duke u refuzuar nga seleksionimi natyror.

Pavarësisht nga pasojat e pafavorshme të vetëpjalmimit, ai përdoret shpesh në bimët e pjalmuara të kryqëzuara për të prodhuar linja homozigote ("të pastra") me tiparet e dëshiruara. Kjo çon në një ulje të rendimentit. Mirëpo, më pas kryhet pjalmimi i kryqëzuar midis linjave të ndryshme vetëpjalmuese dhe si rrjedhojë në disa raste fitohen hibride me rendiment të lartë që kanë vetitë e dëshiruara nga seleksionuesi. Kjo është një metodë e hibridizimit ndërlinjë, në të cilën shpesh vërehet efekti i heterozës: hibridet e gjeneratës së parë kanë rendimente të larta dhe rezistencë ndaj ndikimeve të pafavorshme. Heteroza është karakteristikë e hibrideve të gjeneratës së parë, të cilat përftohen duke kryqëzuar jo vetëm linja të ndryshme, por edhe varietete dhe madje specie të ndryshme. Efekti i fuqisë heterozigote (ose hibride) është i fortë vetëm në gjeneratën e parë hibride, dhe gradualisht zvogëlohet në gjeneratat pasuese. Arsyeja kryesore e heterozës është eliminimi i manifestimeve të dëmshme të gjeneve të akumuluara recesive në hibride. Një arsye tjetër është kombinimi i gjeneve dominuese të individëve mëmë në hibride dhe forcimi i ndërsjellë i efekteve të tyre.

Poliploidia eksperimentale përdoret gjerësisht në mbarështimin e bimëve, pasi poliploidet karakterizohen nga rritja e shpejtë, madhësia e madhe dhe rendimenti i lartë. Në praktikën bujqësore përdoren gjerësisht panxhari i sheqerit triploid, tërfili katërploid, thekra dhe gruri i fortë, si dhe gruri i butë gjashtëploid. Poliploidet artificiale fitohen duke përdorur kimikatet, të cilat shkatërrojnë boshtin, si rezultat i së cilës kromozomet e dyfishta nuk mund të ndahen, duke mbetur në të njëjtën bërthamë. Një substancë e tillë është kolchicina. Përdorimi i kolkicinës për të prodhuar poliploide artificiale është një shembull i mutagjenezës artificiale të përdorur në mbarështimin e bimëve.

Nëpërmjet mutagjenezës artificiale dhe përzgjedhjes së mëvonshme të mutantëve, u përftuan varietete të reja të elbit dhe grurit me rendiment të lartë. Duke përdorur të njëjtat metoda, u bë e mundur të përftoheshin shtame të reja kërpudhash që sekretojnë 20 herë më shumë antibiotikë se format origjinale. Gjatë 70 viteve të fundit, më shumë se 2250 lloje të bimëve bujqësore janë zhvilluar duke përdorur mutagjenezën fizike dhe kimike. Këto janë varietetet e orizit, grurit, elbit, pambukut, rapes, lulediellit, grejpfrutit, mollëve, bananeve dhe shumë bimëve të tjera. Nga këto, 70% janë mutantë të drejtpërdrejtë dhe 30% janë rezultat i kryqëzimit të mutantëve. Mutagjeneza kimike përdoret relativisht rrallë; rrezatimi gama (64%) dhe rrezatimi me rreze x (22%).

Kur krijojnë varietete të reja duke përdorur mutagjenezë artificiale, studiuesit përdorin ligjin e serive homologjike të N. I. Vavilov. Një organizëm që ka fituar veti të reja si rezultat i mutacionit quhet mutant. Shumica e mutantëve kanë qëndrueshmëri të reduktuar dhe eliminohen përmes procesit të seleksionimit natyror. Për evolucionin ose përzgjedhjen e racave dhe varieteteve të reja, nevojiten ata individë të rrallë që kanë mutacione të favorshme ose neutrale.

Një nga arritjet e gjenetikës dhe përzgjedhjes moderne është tejkalimi i infertilitetit të hibrideve ndërspecifike. Për herë të parë, G.D. Karpechenko arriti ta bëjë këtë kur mori një hibrid lakër-rrepkë. Si rezultat i hibridizimit të largët, u përftua një bimë e re e kultivuar - triticale - një hibrid i grurit dhe thekrës. Hibridizimi i largët përdoret gjerësisht në frutikulturën.

Mbarështimi i kafshëve

Veçoritë

Parimet themelore të mbarështimit të kafshëve nuk ndryshojnë nga parimet e mbarështimit të bimëve. Megjithatë, përzgjedhja e kafshëve ka disa veçori: ato karakterizohen vetëm nga riprodhimi seksual; në thelb një ndryshim shumë i rrallë brezash (në shumicën e kafshëve pas disa vitesh); numri i individëve në pasardhës është i vogël. Prandaj, në punën e mbarështimit me kafshë, analiza e origjinës, cilësisë së pasardhësve dhe tërësia e karakteristikave të jashtme, ose e jashtme, karakteristikë e një race të caktuar bëhet e rëndësishme.

Domestikimi

Një nga arritjet më të rëndësishme të njeriut në agimin e formimit dhe zhvillimit të tij (10-12 mijë vjet më parë) ishte krijimi i një burimi të vazhdueshëm dhe mjaft të besueshëm ushqimi përmes zbutjes së kafshëve të egra. Faktori kryesor në zbutjen është përzgjedhja artificiale e organizmave që plotësojnë kërkesat e njeriut. Kafshët shtëpiake kanë tipare individuale shumë të zhvilluara, shpesh të padobishme apo edhe të dëmshme për ekzistencën e tyre në kushte natyrore, por të dobishme për njerëzit. Për shembull, aftësia e disa racave të pulave për të prodhuar më shumë se 300 vezë në vit nuk ka kuptim biologjik, pasi pula nuk do të jetë në gjendje të çelë një numër të tillë vezësh. Prandaj, format e zbutura nuk mund të ekzistojnë në kushte natyrore.

Zbutja çoi në një dobësim të efektit të seleksionimit stabilizues, i cili rriti ndjeshëm nivelin e ndryshueshmërisë dhe zgjeroi spektrin e tij. Në të njëjtën kohë, zbutja shoqërohej me përzgjedhje, fillimisht të pavetëdijshme (përzgjedhja e atyre individëve që dukeshin më mirë, kishin një prirje më të qetë dhe kishin cilësi të tjera të vlefshme për njerëzit), më pas të vetëdijshëm ose metodikë. Përdorimi i gjerë i përzgjedhjes metodologjike synon të zhvillojë te kafshët disa cilësi që kënaqin njerëzit.

Procesi i zbutjes së kafshëve të reja për të kënaqur nevojat e njeriut vazhdon në kohën tonë. Për shembull, për të marrë gëzof në modë dhe me cilësi të lartë, është krijuar një degë e re e blegtorisë - kultivimi i leshit.

Përzgjedhja dhe llojet e kryqëzimeve

Përzgjedhja e formave prindërore dhe llojeve të kryqëzimit të kafshëve kryhet duke marrë parasysh qëllimin e vendosur nga mbarështuesi. Kjo mund të jetë përftimi i qëllimshëm i një pamjeje të caktuar, rritja e prodhimit të qumështit, përmbajtja e yndyrës së qumështit, cilësia e mishit etj. Kafshët e edukuara vlerësohen jo vetëm nga karakteristikat e jashtme, por edhe nga origjina dhe cilësia e pasardhësve. Prandaj, është e nevojshme të dihet mirë prejardhja e tyre. Në fermat e mbarështimit, gjatë përzgjedhjes së pasardhësve, mbahet gjithmonë një regjistër i origjinës, në të cilin vlerësohen karakteristikat e jashtme dhe produktiviteti i formave prindërore gjatë një numri brezash. Bazuar në karakteristikat e paraardhësve, veçanërisht në anën amtare, mund të gjykohet me një probabilitet të caktuar gjenotipi i prodhuesve.

Në punën e mbarështimit me kafshë përdoren kryesisht dy metoda të kryqëzimit: breeding dhe inbreeding.

Mbarimi ose kryqëzimi i palidhur midis individëve të së njëjtës racë ose racave të ndryshme të kafshëve, me përzgjedhje të mëtejshme strikte çon në mirëmbajtje cilësitë e dobishme dhe për t'i forcuar ato në brezat e ardhshëm.

Në inbreeding, vëllezërit e motrat ose prindërit dhe pasardhësit (babë-bijë, nënë-bir, kushërinjtë, etj.) përdoren si forma fillestare. Një kryqëzim i tillë është në një farë mase i ngjashëm me vetëpjalmimin në bimë, i cili gjithashtu çon në një rritje të homozigozitetit dhe, si pasojë, në konsolidimin e tipareve ekonomikisht të vlefshme tek pasardhësit. Në këtë rast, homozigotizimi për gjenet që kontrollojnë tiparin në studim ndodh sa më shpejt, aq më i afërt përdoret kryqëzimi për inbreeding. Megjithatë, homozigotizimi gjatë ngjizjes, si në rastin e bimëve, çon në dobësimin e kafshëve, zvogëlon rezistencën e tyre ndaj ndikimeve mjedisore dhe rrit incidencën e sëmundjeve. Për të shmangur këtë, është e nevojshme të përzgjidhen në mënyrë rigoroze individë me tipare të vlefshme ekonomike.

Në mbarështim, gjakderdhja është zakonisht vetëm një nga fazat në përmirësimin e një race. Kjo pasohet nga kryqëzimi i hibrideve të ndryshme ndërlinjë, si rezultat i të cilave alelet e padëshirueshme recesive transferohen në një gjendje heterozigote dhe pasojat e dëmshme të inbreeding reduktohen ndjeshëm.

Në kafshët shtëpiake, si dhe te bimët, vërehet fenomeni i heterozës: gjatë kryqëzimeve ose kryqëzimeve ndërspecifike, zhvillimi veçanërisht i fuqishëm dhe rritja e qëndrueshmërisë ndodhin tek hibridet e gjeneratës së parë. Një shembull klasik i heterozës është mushka, një hibrid i pelës dhe një gomari. Kjo është një kafshë e fortë, e guximshme që mund të përdoret në kushte shumë më të vështira sesa format e saj mëmë.

Heterosis përdoret gjerësisht në bujqësinë industriale të shpendëve (për shembull, pulat e pulave) dhe derrat, pasi gjenerata e parë e hibrideve përdoret drejtpërdrejt për qëllime ekonomike.

Hibridizimi i largët. Hibridizimi i largët i kafshëve shtëpiake është më pak efektiv se ai i bimëve. Hibridet e kafshëve ndërspecifike shpesh janë jopjellore. Në të njëjtën kohë, rivendosja e pjellorisë tek kafshët është një detyrë më e vështirë, pasi marrja e poliploideve bazuar në shumëzimin e numrit të kromozomeve në to është e pamundur. Vërtetë, në disa raste hibridizimi i largët shoqërohet me shkrirje normale të gameteve, mejozë normale dhe zhvillimin e mëtejshëm embrion, i cili bëri të mundur marrjen e disa racave që ndërthurin tipare të vlefshme të të dy llojeve të përdorura në hibridizim. Për shembull, në Kazakistan, bazuar në hibridizimin e deleve të hollë me një dele të egër malore, argali, është krijuar një racë e re e deleve argali me qeth të imët, të cilat, si argali, kullosin në kullota të larta malore të paarritshme. dele merino me qeth të imët. Racat e përmirësuara të bagëtive vendase.

Arritjet e blegtorisë ruse dhe bjelloruse

Mbarështuesit rusë kanë arritur sukses të konsiderueshëm në krijimin dhe përmirësimin e racave ekzistuese të kafshëve. Kështu, raca e bagëtive Kostroma dallohet nga produktiviteti i lartë i qumështit - më shumë se 10 mijë kg qumësht në vit. Lloji siberian i racës ruse të mishit dhe leshit të deleve karakterizohet nga produktiviteti i lartë i mishit dhe leshit. Pesha mesatare e dashve të mbarështimit është 110-130 kg, dhe leshi mesatar i prerë në fibra të pastër është 6-8 kg. Arritje të mëdha janë bërë edhe në përzgjedhjen e derrave, kuajve, pulave dhe shumë kafshëve të tjera.

Si rezultat i punës afatgjatë dhe të synuar të përzgjedhjes dhe mbarështimit, shkencëtarët dhe praktikuesit e Bjellorusisë zhvilluan një lloj bagëtie bardh e zi. Lopët e kësaj race kushte të mira ushqyerja dhe mirëmbajtja sigurojnë një rendiment qumështi prej 4-5 mijë kg qumësht me përmbajtje yndyre 3,6-3,8% në vit. Potenciali gjenetik i produktivitetit të qumështit të racës bardh e zi është 6,0-7,5 mijë kg qumësht për laktacion. Në fermat bjelloruse ka rreth 300 mijë krerë bagëti të këtij lloji.

Racat e derrave bardh e zi dhe të mëdhenj të bardhë bjellorusë u krijuan nga specialistë nga qendra e mbarështimit të Institutit Belrus të Kërkimit të Kafshëve. Këto raca derrat dallohen për faktin se kafshët arrijnë një peshë të gjallë prej 100 kg në 178-182 ditë gjatë majmërisë së kontrollit me një fitim mesatar ditor mbi 700 g, dhe pjellë është 9-12 derra për ferrë.

Kryqe të ndryshme të pulave (për shembull, Bjellorusia-9) karakterizohen nga prodhimi i lartë i vezëve: mbi 72 javë jetë - 239-269 vezë me një peshë mesatare prej 60 g secila, që korrespondon me treguesit e kryqëzimeve shumë produktive në garat ndërkombëtare.

Puna e përzgjedhjes vazhdon të zgjerohet, të rritet parakohshmëria dhe performanca e kuajve të grupit bjellorusian të skicimit, të përmirësohet potenciali prodhues i deleve për prerjen e leshit, peshën e gjallë dhe pjellorinë, për të krijuar linja dhe kryqëzime të rosave të mishit, patave, racave shumë produktive të krapit. dhe të tjerë.

Përzgjedhja është shkenca e përmirësimit dhe zhvillimit të racave të reja të kafshëve, varieteteve të bimëve, si dhe aktiviteteve praktike njerëzore në këto fusha.

Mbarështimi modern përdor metoda të ndryshme. Ato kryesore:

Studimi i diversitetit të llojeve, racave dhe varieteteve që ekzistojnë në natyrë për t'i përdorur ato si material burimor për përzgjedhje;

Përzgjedhja artificiale e individëve me karakteristika të rëndësishme për seleksionuesin;

Një nga metodat kryesore të përzgjedhjes është seleksionimi artificial, i cili përfshin ruajtjen dhe riprodhimin e organizmave me tipare të vlefshme dhe të dobishme për njerëzit. Zakonisht përdoren dy lloje të seleksionimit artificial. Përzgjedhja masive kryhet pa marrë parasysh gjenotipin e organizmave, vetëm sipas karakteristikave të jashtme, d.m.th. në bazë të fenotipit, pra organizmat e përzgjedhur janë gjenetikisht heterogjenë. Metoda e përzgjedhjes në masë kërkon gjithmonë përzgjedhje të përsëritur dhe është e ngadaltë. Përzgjedhja individuale përfshin studimin e gjenotipit të organizmave prindërorë, analizimin e pasardhësve, kryerjen e ngjizjes dhe marrjen e linjave të pastra të karakterizuara nga homogjeniteti gjenetik.

Prodhimi artificial i mutacioneve nga ekspozimi ndaj faktorëve mutagjenë;

Faktorët, ndikimi i të cilëve në trup çon në shfaqjen e mutacioneve quhen mutagjenë. Mutagjenët zakonisht ndahen në tre grupe. Mutagjenët fizikë dhe kimikë përdoren për të prodhuar artificialisht mutacione.

Emri i grupit të mutagjenëve:

A) Rrezet rëntgen fizike, rrezet gama, rrezatimi ultravjollcë, temperaturat e larta dhe të ulëta etj.

B) Kripërat kimike metalet e rënda, alkaloide, ADN dhe ARN të huaj, analoge të bazave azotike të acideve nukleike, shumë komponime alkiluese etj.

B) Viruset biologjike, bakteret

Mutagjeneza e induktuar ka një rëndësi të madhe sepse bën të mundur krijimin e një materiali fillestar të vlefshëm për mbarështim, dhe gjithashtu zbulon mënyra për të krijuar mjete për mbrojtjen e njerëzve nga veprimi i faktorëve mutagjenë.

Hibridizimi;

Në mbarështimin modern, përdoret gjerësisht hibridizimi (nga greqishtja hibris - kryq) - kryqëzim natyror ose artificial i individëve që ndryshojnë në karakteristikat e tyre dhe i përkasin varieteteve, racave, shtameve, specieve të ndryshme. Përdoren disa lloje kalimi, duke përfshirë të lidhura dhe të palidhura:

1. Inbreeding, ose inbreeding (në bimët e pjalmuara të kryqëzuara - vetëpllenim i detyruar). Inbreeding rezulton që pasardhësit të bëhen homozigotë, d.m.th. rritet shkalla e organizmave homozigotë. Kështu edukohen linjat e pastra të organizmave, të cilat përdoren gjerësisht në mbarështim. Me kryqëzimin e mëtejshëm të individëve të dy linjave të pastra, njëra prej të cilave është homozigot për gjenet mbizotëruese dhe tjetra për gjenet recesive, hibridet e gjeneratës së parë F1 shpesh janë superiore ndaj organizmave prindër origjinalë në një numër tiparesh - produktiviteti dhe qëndrueshmëria mund të jenë dukshëm. rriten. Në mbarështimin e bimëve dhe kafshëve ky fenomen zë një vend të veçantë dhe quhet energji hibride, ose heterozë. Megjithatë, në gjeneratat e mëvonshme, heteroza zvogëlohet dhe vërehet degjenerim i pasardhësve, kështu që në praktikë zakonisht përdoren vetëm hibridet F1. Kjo për faktin se pasardhësit gjithnjë e më shumë fillojnë të grumbullohen dhe manifestojnë mutacione recesive.

2. Kryqëzimi i palidhur, ose mbivendosje. Kryqëzohen organizmat që i përkasin linjave të ndryshme brenda një varieteti (ose race), varieteteve (ose racave), specieve të ndryshme apo edhe gjinive. Në dy rastet e fundit bëhet fjalë për hibridizim të largët. Kalimi i organizmave që u përkasin llojeve të ndryshme dhe veçanërisht gjinive është jashtëzakonisht i vështirë, sepse organizmat prindër ndryshojnë në materialin gjenetik, karakteristikat fiziologjike ose morfologjike. Shumë shpesh, një kryqëzim i tillë çon në formimin e hibrideve sterile (d.m.th., që nuk prodhojnë pasardhës). Kjo për faktin se në një organizëm hibrid ka kromozome prindërore që janë kaq të ndryshëm nga njëra-tjetra morfologjikisht dhe shpesh në numër, saqë nuk janë të afta për t'u bashkuar, kjo çon në shqetësime në procesin e mejozës, dhe për rrjedhojë, qelizat germinale normale nuk formohen (gametet). Megjithatë, aftësia e bimëve për shumim vegjetativ, si dhe zhvillimi i metodave të veçanta për tejkalimin e infertilitetit në hibridet e largëta, në disa raste bën të mundur formimin e formave të reja që kanë disa cilësi të vlefshme karakteristike për lloje të ndryshme. Zhvillimi i shpejtë i metodave të reja të kërkimit në gjenetikë, zgjerimi dhe thellimi i ideve tona për strukturën dhe ligjet e organizimit të aparatit trashëgues të qelizës kanë çuar në krijimin dhe zhvillimin e metodave thelbësisht të reja. Lindi koncepte dhe drejtime të reja të gjenetikës moderne: inxhinieria qelizore, kromozomike dhe inxhinieria gjenetike. Në të njëjtën kohë, ndryshimi themelor midis këtyre metodave dhe atyre të përdorura tradicionalisht në mbarështim qëndron në zgjerimin e synuar dhe jo të rastësishëm të kufijve të ndryshueshmërisë së gjenotipit, në diversitetin e planifikuar të materialit burimor për mbarështim. Këto metoda moderne deri më tani kanë gjetur përdorim më të madh në mbarështimin e bimëve. Inxhinieria qelizore përfshin kultivimin e qelizave ose indeve individuale në media të veçanta artificiale. Është treguar se nëse merrni copa indi ose qeliza individuale nga organe të ndryshme, të themi, bimë, edhe pse kjo është e mundur edhe te kafshët, dhe i transplantoni ato në media speciale që përmbajnë kripëra minerale, aminoacide, hormone dhe përbërës të tjerë ushqyes, atëherë ata janë në gjendje të rriten. Kjo do të thotë se në inde dhe qeliza të tilla të izoluara nga trupi, ndarja e qelizave vazhdon. Por gjëja më e rëndësishme dhe interesante doli të ishte se qelizat individuale bimore (ndryshe nga qelizat shtazore) në kushte të tilla artificiale kanë totipotencë, d.m.th. të aftë për të rigjeneruar (formuar) bimë të plota. Kjo aftësi u përdor për përzgjedhje në drejtime të ndryshme.

Metoda e dytë më e re e përzgjedhjes së qelizave në bimë, e cila tashmë ka dhënë një efekt të madh, është metoda e haploideve (organizmave me numër të përgjysmuar të kromozomeve, në të cilat në bërthamat e qelizave nga çdo çift kromozomesh homologe, karakteristikë e diploideve, vetëm një kromozom është i pranishëm.) Për shembull, nëse misri është diploid Bimët kanë 10 palë kromozome (gjithsej 20), ndërsa bimët haploide kanë vetëm 10 kromozome. Gametet, duke përfshirë ato mashkullore (kokrrat e polenit), kanë një grup kromozomesh haploid. Ky fakt u përdor për të marrë bimë haploide.

Tani është zhvilluar një metodë për mbirjen e kokrrave të polenit në mjedise ushqyese artificiale në epruveta dhe marrjen e bimëve haploide të plota prej tyre. Ai bazohet në hibridizimin, i cili rezulton me organizma heterozigotë dhe më pas homozigotizim afatgjatë deri në gjeneratën e tetë, d.m.th. marrjen e formave të qëndrueshme jo të zbërthyeshme. Duhen më shumë se 10 vjet për të krijuar një varietet duke përdorur këtë metodë. Me ndihmën e haploidëve, kjo periudhë mund të reduktohet me 2 herë. Për ta bërë këtë, fitohen hibride, prej tyre merret poleni, prej tij rigjenerohen bimët haploide në mjediset ushqyese në epruveta dhe më pas numri i kromozomeve të tyre dyfishohet dhe menjëherë fitohen bimë diploide plotësisht homozigote. E gjithë kjo procedurë zgjat 2-3 vjet në vend të 6-8 vjet. Duke qenë se ne marrim polen nga bimët hibride dhe marrim menjëherë bimë diploide homozigote nëpërmjet bimëve haploide, ajo që mbetet është t'i vlerësojmë dhe më pas t'i përhapim më mirë.

Inxhinieria e kromozomeve. Për momentin, ajo lidhet kryesisht me mundësitë e zëvendësimit (zëvendësimit) të kromozomeve individuale në bimë ose shtimit të kromozomeve të reja. Dihet se në qelizat e çdo organizmi diploid ka çifte kromozomesh homologe. Një organizëm i tillë quhet dizomik. Nëse në ndonjë çift kromozomesh mbetet një kromozom homolog, atëherë rezultati është monozomik. Kur shtohet një kromozom i tretë homolog, ndodh një trisomik dhe kur një palë kromozome homologe mungon në gjenom, ndodh një nullisomik. Të tilla manipulime me kromozome bëjnë të mundur zëvendësimin e njërit ose të dy kromozomeve homologë, të themi, të një varieteti gruri me të njëjtin çift kromozomesh, por nga një varietet tjetër. Kështu, ai mund të zëvendësojë një tipar që duket i dobët në një varietet të caktuar me të njëjtin tipar, por më të fortë nga një varietet tjetër. Kështu, ai po i afrohet krijimit të një varieteti "ideal", në të cilin të gjitha karakteristikat e dobishme do të shprehen në masën maksimale. I njëjti synim ndiqet nga teknika e zëvendësimit të kromozomeve individuale të një specie me kromozome të një specie tjetër, të ngjashme në origjinë.

Inxhinieri gjenetike. Inxhinieria gjenetike zakonisht kuptohet si transferimi artificial i gjeneve të dëshiruara nga një lloj organizmi i gjallë (bakteret, kafshët, bimët) në një specie tjetër, shpeshherë me origjinë shumë të largët. Për të kryer transferimin e gjeneve (ose transgjenezën), duhet të kryhen operacionet e mëposhtme komplekse:

izolimi nga qelizat bakteriale, shtazore ose bimore të atyre gjeneve që janë të destinuara për transferim. Ndonjëherë ky operacion zëvendësohet nga sinteza artificiale e gjeneve të nevojshme, nëse kjo rezulton e mundur;

krijimi i konstrukteve (vektorëve) të veçantë gjenetikë, në të cilët gjenet e synuara do të futen në gjenomën e një specie tjetër. Konstruksione të tilla, përveç vetë gjenit, duhet të përmbajnë gjithçka të nevojshme për të kontrolluar funksionimin e tij (promovues, terminatorë) dhe gjenet "raportues", të cilët do të raportojnë se transferimi ka përfunduar me sukses fillimisht në një qelizë; dhe më pas në gjenomin e një specie tjetër dhe kultivimin e qelizave të modifikuara në organizma të tërë (rigjenerim). Bimët dhe kafshët gjenomi i të cilave ndryshohet si rezultat i operacioneve të tilla të inxhinierisë gjenetike quhen bimë ose kafshë transgjenike.

Materiali burimor - linjat, varietetet, speciet, gjinitë e bimëve ose kafshëve të kultivuara ose të egra që kanë cilësi ose pamje të vlefshme ekonomike.

Hibridizimi(nga greqishtja "hybris" - kryq) - kryqëzim natyror ose artificial i individëve që i përkasin linjave, varieteteve, racave, specieve, gjinive të bimëve ose kafshëve.

Shumëllojshmëri - tërësi bimësh të kultivuara të së njëjtës specie, të krijuara artificialisht nga njeriu dhe të karakterizuara nga: a) të caktuara karakteristikat trashëgimore, b) produktiviteti i fiksuar trashëgimor, c) karakteristikat strukturore (morfologjike).

Raca - një grup kafshësh shtëpiake të së njëjtës specie, të krijuara artificialisht nga njeriu dhe të karakterizuara nga: a) karakteristika të caktuara trashëgimore, b) prodhimtaria e fiksuar trashëgimore, c) e jashtme.

Linja - pasardhësit e një individi vetë-pjalmues në bimë, pasardhës nga gjakderdhja në kafshë që kanë shumicën e gjeneve në një gjendje homozigote.

Inbreeding(intsuht) në anglisht. "Vetë mbarështimi" është bashkimi i kafshëve të fermës. Vetë-pjalmimi i detyruar në bimët ndër-pjalmuese.

Depresioni i lindur - zvogëlimi i qëndrueshmërisë dhe produktivitetit te kafshët dhe bimët, të marra nga inbreeding për shkak të kalimit të shumicës së gjeneve në një gjendje homozigote.

Heteroza - zhvillim i fuqishëm i hibrideve të përftuara nga kryqëzimi i linjave inbred (të pastra), njëra prej të cilave është homozigot për gjenet dominante, tjetra për gjenet recesive.
Baza - bimë me rrënjë të veta mbi të cilën kryhet shartimi.

Scion - një prerje bimore ose syth që shartohet në një bimë me rrënjë.

Poliploidi - rritje e shumëfishtë e numrit diploid ose haploid të kromozomeve të shkaktuar nga mutacioni

Mutagjeneza(nga latinishtja "mutatio" - ndryshim, ndryshim dhe greqishtja "genos" - formimi) - një metodë në përzgjedhjen e bimëve dhe mikroorganizmave më të lartë, e cila ju lejon të merrni artificialisht mutacione për të rritur produktivitetin.

Bioteknologji - përdorimi i organizmave të gjallë dhe proceset biologjike në prodhim. Trajtimi biologjik i ujërave të zeza, mbrojtja biologjike e bimëve, si dhe sinteza në kushte industriale e proteinave të ushqimit, aminoacideve, prodhimi i barnave të padisponueshme më parë (hormoni i insulinës, hormoni i rritjes, interferoni), krijimi i varieteteve të reja bimore, racave të kafshëve, llojet e mikroorganizmave etj - këto janë drejtimet kryesore të degës së re të shkencës dhe prodhimit.

Inxhinieri gjenetike - shkenca që krijon kombinime të reja gjenesh në një molekulë të ADN-së. Aftësia për të prerë dhe bashkuar një molekulë të ADN-së bëri të mundur krijimin e një qelize bakteriale hibride me gjenet njerëzore përgjegjëse për sintezën e hormonit insulinë dhe interferon. Ky zhvillim përdoret në industrinë farmaceutike për të marrë barna. Bimët që janë rezistente ndaj sëmundjeve krijohen duke përdorur transplantin e gjeneve. kushte të pafavorshme mjedise me një efekt më të lartë të fotosintezës dhe fiksimit të azotit atmosferik.

DHE përzgjedhje artificiale qëndron ndryshueshmëria trashëgimore e organizmave. Si rezultat i seleksionimit natyror, krijohen forma të reja të qenieve të gjalla - specie, dhe kur përzgjedhje artificiale– varietetet e reja të bimëve dhe racat e kafshëve.

Përzgjedhja artificiale - një metodë përzgjedhjeje e kryer nga njerëzit për të krijuar raca të kafshëve dhe varieteteve bimore. Mbarështori zgjedh individët me tipare të favorshme dhe hedh poshtë pjesën tjetër. Racat dhe varietetet e krijuara përmes përzgjedhjes artificiale mund të ekzistojnë vetëm falë kujdesit njerëzor, në kafshë të egra ata vdesin. Përzgjedhja artificiale u ngrit mjaft kohët e fundit - që nga koha kur njeriu filloi të mbarështonte kafshë shtëpiake dhe të merrej me bujqësi. Përzgjedhja e individëve me ndryshime trashëgimore të nevojshme për njerëzit çon në krijimin e organizmave krejtësisht të rinj që nuk kanë ekzistuar kurrë më parë në natyrë. Këto forma kanë karakteristika dhe veti që i përshtaten interesave njerëzore.

Përzgjedhja artificiale mund të jetë ose spontane (e pavetëdijshme) ose metodike (masive ose individuale). Libri mbi përzgjedhjen artificiale përmbledh praktikën e mijëra viteve njerëzore dhe kjo doktrinë është bërë baza teorike e përzgjedhjes moderne.

Darvini besonte se praktikuesit dinin mirë se si të merrnin racat e reja të kafshëve shtëpiake dhe varietetet e bimëve të kultivuara, kështu që ai shqyrtoi së pari shkaqet e racave dhe varieteteve, dhe më pas speciet në një gjendje të natyrës, duke besuar se me këtë qasje idetë e tij do të ishin më shumë. zbuluese. Deri në vitet 40 të shekullit të kaluar, njiheshin një numër i madh i racave të bagëtive (qumështore, mish, mish dhe qumësht), kuaj (kuaj dragua, kuaj garash), derrat, qentë dhe pulat. Numri i varieteteve të grurit tejkaloi 300, rrushi - 1000. Racat dhe varietetet që i përkasin të njëjtës specie janë shpesh aq të ndryshme nga njëra-tjetra sa mund të ngatërrohen për specie të ndryshme. Çdo racë ose çdo varietet, sipas karakteristikave të saj, gjithmonë plotëson interesat e personit për hir të të cilit ai i rrit ato. Shumë mbështetës të doktrinës së qëndrueshmërisë dhe pandryshueshmërisë së specieve besonin se çdo racë, çdo varietet e kishte origjinën nga një specie e veçantë e egër. Darvini arriti në përfundimin se vetë njeriu krijoi të gjithë diversitetin e tyre, si dhe varietetet e bimëve të kultivuara, duke ndryshuar në drejtime të ndryshme një ose disa specie të egra stërgjyshore.

Përzgjedhja– një shkencë që zhvillon teorinë dhe metodat e mbarështimit dhe përmirësimit të racave të kafshëve, varieteteve bimore dhe llojeve të mikroorganizmave. Përzgjedhja udhëhiqet nga vullneti i njeriut. Bazat teorike të përzgjedhjes janë teoria, gjenetika, biologjia molekulare, ekonomia dhe gjeografia bujqësore.

Metodat e mbarështimit, thelbi i tyre:

1. Përzgjedhja masive – përzgjedhja e një grupi individësh që zotërojnë karakteristikat e dëshiruara (zakonisht përdoren në mënyrë të përsëritur gjatë një numri brezash).
2. Përzgjedhja individuale– përzgjedhja e individëve individualë me karakteristikat e dëshiruara. Më e përshtatshme për kafshët dhe bimët vetëpjalmuese.
3. Interlinear - kryqëzimi i dy linjave të pastra për të marrë heterozë (heteroza është një fenomen me qëndrueshmëri shumë të lartë në gjeneratën e parë hibride)
4. Hibridizimi i largët– kryqëzimi i formave jo të lidhura ngushtë dhe madje edhe i llojeve të ndryshme. Përdoret për të marrë kombinime të pazakonta të gjeneve për përzgjedhjen e mëvonshme.
5. Polyploidy - një rritje në numrin e grupeve të kromozomeve. Përdoret në mbarështimin e bimëve për të rritur produktivitetin dhe për të kapërcyer infertilitetin gjatë kryqëzimit ndërspecial.
6. Inxhinieria e qelizave– rritja e qelizave jashtë trupit (në kulturën e indeve). Lejon kalimin e qelizave somatike (jo riprodhuese).
7. inxhinieri (rirregullim artificial i gjenomit. Lejon futjen e gjeneve të një specie tjetër në organizmat e një specie.

Tema 3.3. Gjenetika dhe përzgjedhja.

Detyra 13. Gjenetika është baza teorike e përzgjedhjes. Mësimet e N.I. Vavilov për qendrat e diversitetit dhe origjinës së bimëve të kultivuara. Metodat bazë të përzgjedhjes.

Synimi: për të formuar njohuri fillestare për përzgjedhjen si shkencë, për të përcaktuar qëllimet dhe objektivat e saj.

? 13.1 Përpiloni një përmbledhje mbështetëse të “Mësimet e N.I. Vavilov mbi qendrat e diversitetit dhe origjinës së bimëve të kultivuara"

Udhëzime për përfundimin e detyrës:

Kur hartoni një skicë mbështetëse, përdorni rekomandimet për plotësimin punë e pavarur(Klauzola 4.6. Përgatitja e një konturi mbështetës. Skicë e lirë).

? 13.2 Plotësoni fjalitë duke plotësuar termat dhe konceptet e nevojshme në vend të pikave.

1. Një grup metodash për krijimin e varieteteve të reja të bimëve, racave të kafshëve dhe llojeve të mikroorganizmave me karakteristika të nevojshme për njerëzit...

2. Një grup bimësh të kultivuara të së njëjtës specie, të krijuara artificialisht nga njeriu dhe të karakterizuara nga karakteristika të caktuara trashëgimore -.....

3. Kryqëzimi i individëve të lidhur ngushtë të bimëve dhe kafshëve me një ulje të mëvonshme të qëndrueshmërisë së pasardhësve që rezultojnë zakonisht është….

4. Pasardhësit gjenotipisht homogjenë të marrë nga një individ vetëpjalmues nëpërmjet përzgjedhjes janë...

5. Zhvillimi i fuqishëm i hibrideve të përftuara nga kryqëzimi i linjave të pastra është….

6. Kryqëzimi i individëve të së njëjtës specie që nuk janë të lidhur drejtpërdrejt është...

7. Kryqëzimi natyror ose artificial i individëve që i përkasin varieteteve, racave, specieve, gjinive të bimëve ose kafshëve të ndryshme -….

Libër mësuesi Sivoglazov V.I. Biologji: biologji e përgjithshme. Niveli bazë: tekst shkollor. për klasat 10-11. / V.I. Sivoglazov, I.B. Agafonova, Zakharova E.T. - Ed. 5, - M.: Bustard, 2009. - §3.18, fq.176-180.

Biologjia e përgjithshme: Libër mësuesi për klasat 10 – 11. total uch. / ed. D. K. Belyaeva, G. Dymshits – 6th ed. - M: Iluminizmi, 2014 . §34-37, fq.129-142

Seksioni 4. Doktrina evolucionare.

Tema 4.1. Teoria e evolucionit.

Detyra 14. Historia e zhvillimit të ideve evolucionare. Rëndësia e veprave të C. Linnaeus, J.B. Lamarck në zhvillimin e ideve evolucionare në biologji. Doktrina evolucionare e Çarls Darvinit.-1 orë.

Synimi: për të krijuar një kuptim të parimeve bazë të teorisë evolucionare të Çarls Darvinit; tregojnë kontributin e shkencëtarëve të shquar në zhvillimin e shkencës biologjike.

Detyrë për punë të pavarur jashtëshkollore:

? 14.1 Zgjidhni pohimet e sakta:

1. Lamarck krijoi sistemin më të mirë artificial.

2. Linnaeus besonte se speciet ekzistojnë dhe nuk ndryshojnë.

3. Lamarck krijoi teorinë e parë evolucionare.

4. Lamarck besonte se organizmat ndryshojnë nga të thjeshtë në kompleks.

5. Linnaeus i ndau të gjitha kafshët në 5 klasa.

6. Lamarck mohoi ndryshueshmërinë e specieve.

7. Lamarck besonte se karakteristikat e fituara nga speciet gjatë jetës trashëgohen nga pasardhësit.

8. Linnaeus vendosi përdorimin e nomenklaturës binare për speciet.

? 14.2 Plotësoni tabelën "Format e përzgjedhjes natyrore"

? 14.3 Plotësoni tabelën "Krahasimi i përzgjedhjes natyrore dhe artificiale"