Seksionet: Biologjia

Objektivat e mësimit

1. Të njohë nxënësit me format e ndryshueshmërisë trashëgimore, shkaqet dhe efektet e tyre në organizëm. Të zhvillojë te nxënësit e shkollës aftësinë për të klasifikuar format e ndryshueshmërisë dhe për t'i krahasuar ato me njëra-tjetrën; jepni shembuj që ilustrojnë manifestimin e secilit prej tyre;
2. Të zhvillojë njohuri për llojet e mutacioneve;
3. Të formulojë ligjin e serive homoologjike dhe të shpjegojë kuptimin e tij;
4. Bindni nxënësit e shkollave të mesme se procesi i mutacionit është shumë i rëndësishëm për evolucionin e botës organike dhe punën e mbarështimit të njerëzve.

Demonstratat

• Diagrami i llojeve të ndryshme të mutacioneve kromozomale.
• Skema e poliploidizimit.
• Seritë homologe në ndryshueshmërinë trashëgimore.

Kushtet Ndryshueshmëria gjenotipike, mutacioni, mutacionet e gjeneve, mutacionet gjenomike, mutacionet kromozomike:

• përmbysja;
• fshirje;
• dyfishim;
• zhvendosje.

Detyrat për studentët:

1. Formuloni ligjin e serive homoologjike dhe jepni shembuj.
2. Njihuni me biografinë e N.I. Vavilov dhe njohin zbulimet e tij kryesore shkencore.
3. Bëni një tabelë "Format e ndryshueshmërisë"

Puna e përparme

1. Çfarë studion gjenetika?
2. Çfarë do të thotë termi trashëgimi - ndryshueshmëri?
3. Cilat forma të ndryshueshmërisë dini?
4. Çfarë do të thotë norma e reagimit?
5. Cilat janë modelet e ndryshueshmërisë së modifikimit?
6. Si ndikon ndryshimi i kushteve në karakteristikat sasiore dhe cilësore? Jep shembuj
7. Çfarë është norma e reagimit? Pse diversiteti i tipareve cilësore varet në një masë të vogël nga ndikimi i kushteve mjedisore?
8. Cila është rëndësia praktike në bujqësi e normave të reagimit të kafshëve dhe bimëve?

Punë individuale në kompjuter - punë testuese

Plotësoni diagramin:

Nxënësit punojnë në kompjuter me aplikacionin 1. (Gjatë orës së mësimit plotësohen detyrat 1-5).

1. Mësimi i materialit të ri

Koncepti i ndryshueshmërisë trashëgimore përfshin ndryshueshmërinë gjenotipike dhe citoplazmike. E para ndahet në mutacionale, kombinuese dhe korrelative. Ndryshueshmëria e kombinuar ndodh gjatë kryqëzimit, divergjencës së pavarur të kromozomeve në mejozë dhe shkrirjes së rastësishme të gameteve gjatë riprodhimit seksual. Ndryshueshmëria mutacionale përfshin mutacione gjenomike, kromozomale dhe gjenetike. Termi mutacion u fut në shkencë nga G. de Vries. Biografia e tij dhe arritjet kryesore shkencore gjenden në seksion. Mutacionet gjenomike shoqërohen me shfaqjen e poliploideve dhe aneuploideve. Mutacionet kromozomale përcaktohen nga ndryshimet ndërkromozomale - translokimi ose rirregullimet intrakromozomale: delecioni, dyfishimi, përmbysja. Mutacionet e gjeneve shpjegohen me ndryshimet në sekuencën e nukleotideve: një rritje ose ulje në numrin e tyre (fshirje, dyfishim), futje e një nukleotidi të ri ose rrotullim i një seksioni brenda një gjeni (inversion). Ndryshueshmëria citoplazmike shoqërohet me ADN-në, e cila gjendet në plastidet dhe mitokondritë e qelizës. Ndryshueshmëria trashëgimore e specieve dhe gjinive të lidhura i bindet ligjit të Vavilovit të serive homologjike.

Ndryshueshmëria modifikuese pasqyron ndryshimet në fenotip pa ndikuar në gjenotip. E kundërta e saj është një formë tjetër e ndryshueshmërisë - gjenotipike, ose mutacionale (sipas Darvinit - e trashëguar, e pacaktuar, individuale), duke ndryshuar gjenotipin. Mutacioni është një ndryshim i përhershëm trashëgues në materialin gjenetik.

Ndryshimet individuale në gjenotip quhen mutacionet.

Koncepti i mutacioneve u fut në shkencë nga holandezi de Vries. Mutacionet janë ndryshime të trashëguara që çojnë në një rritje ose ulje të sasisë së materialit gjenetik, në një ndryshim të nukleotideve ose sekuencës së tyre.

Klasifikimi i mutacioneve

• Mutacionet për nga natyra e manifestimit: Dominante, recesive.
• Mutacionet sipas vendit të shfaqjes së tyre: somatike, gjenerative.
• Mutacionet sipas natyrës së paraqitjes së tyre: spontane, të shkaktuara.
• Mutacionet sipas vlerës adaptive: të dobishme, të dëmshme, neutrale. (Vdekjeprurëse, gjysmëvdekjeprurëse.)

Shumica e mutacioneve që ndodhin janë recesive dhe të pafavorshme për organizmin, madje mund të shkaktojnë edhe vdekjen e tij. Në kombinim me një gjen dominues alelik, mutacionet recesive nuk manifestohen në mënyrë fenotipike. Mutacionet ndodhin në qelizat embrionale dhe somatike. Nëse ndodhin mutacione në qelizat germinale, ato quhen gjeneruese dhe shfaqen në gjeneratën që zhvillohet nga qelizat germinale. Ndryshimet në qelizat vegjetative quhen mutacionet somatike. Mutacione të tilla çojnë në një ndryshim në karakterin e vetëm një pjese të organizmit që zhvillohet nga qelizat e ndryshuara. Tek kafshët, mutacionet somatike nuk transmetohen në gjeneratat pasuese, pasi një organizëm i ri nuk lind nga qelizat somatike. Është i ndryshëm në bimë: në qelizat hibride të organizmave bimorë, riprodhimi dhe mitoza mund të ndodhin në bërthama të ndryshme në mënyra paksa të ndryshme. Gjatë një sërë gjeneratash qelizore, kromozomet individuale humbasin dhe zgjidhen disa kariotipe që mund të vazhdojnë për shumë breza.

Ka disa Llojet e mutacioneve sipas nivelit të shfaqjes:

1. Mutacione gjenomike - ndryshime në ploidi, d.m.th. numrat e kromozomeve (aberracionet numerike kromozomale), të cilat janë veçanërisht të zakonshme tek bimët;
2. Mutacionet kromozomale - ndryshimet në strukturën e kromozomeve (aberacionet strukturore kromozomike);
3. Mutacionet e gjeneve janë ndryshime në gjenet individuale;

Mutacione gjenomike

Poliploidia është një rritje e shumëfishtë e numrit të kromozomeve.
Aneuploidia është humbja ose shfaqja e kromozomeve shtesë si rezultat i një çrregullimi në mejozë.

Ato lindin për shkak të ndryshimeve në numrin ose strukturën e kromozomeve. Ndryshimet në ploidi vërehen kur prishet ndarja e kromozomeve.

Sëmundjet kromozomale

• Mutacionet gjeneruese
• XXY; XYU - sindroma Klinefelter.
• XO - sindroma Shershevsky-Turner.

Mutacione autosomale

• Sindroma Patau (kromozomi 13).
• Sindroma Edwards (kromozomi 18).
• Sindroma Down (në kromozomin 21).

sindroma Klinefelter.

XXY dhe XXXY – sindroma Klinefelter. Frekuenca e shfaqjes 1:400 – 1:500. Kariotipi – 47, XXY, 48, XXXY, etj Fenotipi mashkullor. Tipi i trupit femëror, gjinekomastia. Krahë dhe këmbë të gjata, relativisht të gjata. Flokë të zhvilluar dobët. Zvogëlohet inteligjenca.

Sindroma Shershevsky-Turner

X0 – Sindroma Shereshevsky-Turner (monosomia X). Frekuenca e shfaqjes është 1:2000 – 1:3000. Kariotipi 45,X. Fenotipi është femër. Shenjat somatike: lartësia 135 – 145 cm, palosje lëkure në formë krahu në qafë (nga pjesa e pasme e kokës deri te shpatulla), veshët e ulët, moszhvillimi i karakteristikave seksuale parësore dhe dytësore. Në 25% të rasteve ka defekte të zemrës dhe anomali të veshkave. Inteligjenca preket rrallë.

Sindroma Patau - Trisomia në kromozomin 13 (sindroma Patau) gjendet tek të sapolindurit me një frekuencë rreth 1:5000 - 1:7000 dhe shoqërohet me një gamë të gjerë defektesh zhvillimore. SP karakterizohet nga keqformime të shumta kongjenitale të trurit dhe fytyrës. Ky është një grup çrregullimesh të hershme të formimit të trurit, kokës së syrit, kockave të trurit dhe pjesëve të fytyrës të kafkës. Perimetri i kafkës zakonisht zvogëlohet. Balli është i pjerrët, i ulët; çarjet palpebrale janë të ngushta, ura e hundës është e fundosur, veshët janë të ulët dhe të deformuar. Një shenjë tipike e SP është çarja e buzës dhe qiellzës.

Sindroma Down është një sëmundje e shkaktuar nga një anomali e grupit të kromozomeve (ndryshime në numrin ose strukturën e autozomave), manifestimet kryesore të së cilës janë vonesa mendore, pamja e veçantë e pacientit dhe keqformimet kongjenitale. Një nga sëmundjet kromozomale më të zakonshme, shfaqet me një frekuencë mesatare prej 1 në 700 të porsalindur. Një palosje tërthore shpesh gjendet në pëllëmbë

Mutacionet kromozomale

Ekzistojnë disa lloje të mutacioneve kromozomale që lidhen me ndryshimet në strukturën e kromozomeve:

• fshirje - humbja e një seksioni të një kromozomi;
• dyfishim - dyfishim i një seksioni kromozomi;
• përmbysja - rrotullimi i një seksioni kromozomi me 180 gradë;
• zhvendosje - transferimi i një seksioni kromozomi në një kromozom tjetër.
• transpozim - lëvizje në një kromozom.

Fshirjet dhe dyfishimet ndryshojnë sasinë e materialit gjenetik. Ato shfaqen në mënyrë fenotipike në varësi të asaj se sa të mëdha janë rajonet kromozome përkatëse dhe nëse ato përmbajnë gjene të rëndësishme. Dyfishimet mund të krijojnë gjene të reja. Gjatë përmbysjeve dhe zhvendosjeve, sasia e materialit gjenetik nuk ndryshon, por ndryshon vendndodhja e tij. Mutacione të tilla luajnë gjithashtu një rol të rëndësishëm, pasi kryqëzimi i mutantëve me format origjinale është i vështirë, dhe hibridet e tyre F1 janë më shpesh sterile.

Fshirjet. Tek njerëzit, si rezultat i fshirjes:

• Sindroma e Ujkut - një rajon humbet në kromozomin e madh 4 -
• Sindromi "Qaj i maces" - me një fshirje në kromozomin 5. Shkaku: mutacioni kromozomik; humbja e një fragmenti kromozomi në çiftin e 5-të.
  Manifestimi: zhvillim jonormal i laringut, të qara si mace në fëmijërinë e hershme, vonesë në zhvillimin fizik dhe mendor.

Inversionet

• Ky është një ndryshim në strukturën e një kromozomi të shkaktuar nga një rrotullim 180° i një prej seksioneve të tij të brendshme.
• Kromozom i ngjashëm rirregullimi është pasojë e dy thyerjeve të njëkohshme në një kromozom.

Translokimet

• Gjatë zhvendosjes, seksionet e kromozomeve jo-homologe shkëmbehen, por numri i përgjithshëm i gjeneve nuk ndryshon.

Zëvendësimi i bazave

1. fenilketonuria. Manifestimi: zbërthimi i dëmtuar i fenilalaninës; Kjo është përgjegjëse për demencën e shkaktuar nga hiperfenilalaninemia. Me një dietë të përshkruar dhe ndjekur në kohë (ushqyerja, varfërimi i fenilalaninës) dhe përdorimi i medikamenteve të caktuara, manifestimet klinike të kësaj sëmundje praktikisht mungojnë.
2. anemia drapërocitare.
3. sindromi i Morfanit.

Gjenetike mutacionet (pika) shoqërohen me ndryshime në sekuencën nukleotide. Gjeni normal (karakteristik i tipit të egër) dhe gjenet mutante që dalin prej tij quhen alele.

Kur ndodhin mutacione gjenetike, ndodhin ndryshimet e mëposhtme strukturore:

Mutacioni i gjenit

Për shembull, anemia drapërocitare është rezultat i një zëvendësimi të një baze të vetme në zinxhirin b të globinës së gjakut (adenina zëvendësohet nga timina). Gjatë fshirjes dhe dyfishimit, sekuenca e trinjakëve zhvendoset dhe lindin mutantë me një "zhvendosje kornizë", d.m.th. zhvendosjet e kufijve midis kodoneve - nga vendi i mutacionit ndryshojnë të gjitha aminoacidet pasuese.

Struktura primare e hemoglobinës në pacientët e shëndetshëm (1) dhe me anemi drapërocitare (2).

1. - val-gis-ley-tre - pro-ngopjes. k-ta- glu-liz
2. - val-gis-ley-tre - valine- glu-liz

Mutacion në gjenin beta-hemoglobin

sindromi Morphan

Lëshimi i lartë i adrenalinës, karakteristikë e sëmundjes, kontribuon jo vetëm në zhvillimin e komplikimeve kardiovaskulare, por edhe në shfaqjen tek disa individë me forcë dhe talent të veçantë mendor. Opsionet e trajtimit janë të panjohura. Besohet se Paganini, Andersen, Chukovsky e kishin atë

Hemofilia

Mutagjenët janë faktorë që shkaktojnë mutacione: biologjik, kimik, fizik.

Shkalla e mutacionit mund të rritet eksperimentalisht. Në kushte natyrore, mutacionet ndodhin gjatë ndryshimeve të papritura të temperaturës, nën ndikimin e rrezatimit ultravjollcë dhe për arsye të tjera. Megjithatë, në shumicën e rasteve, shkaqet e vërteta të mutacioneve mbeten të panjohura. Aktualisht, janë zhvilluar metoda për të rritur numrin e mutacioneve me mjete artificiale. Për herë të parë, një rritje e mprehtë e numrit të ndryshimeve trashëgimore që ndodhin u mor nën ndikimin e rrezeve X.

• Faktorët fizikë (lloje të ndryshme të rrezatimit jonizues, rrezatimi ultravjollcë, rrezet X)
• Faktorët kimikë (insekticidet, herbicidet, plumbi, droga, alkooli, disa medikamente dhe substanca të tjera)
• Faktorët biologjikë (viruset e lisë, lija e dhenve, shytat, gripi, fruthi, hepatiti, etj.)

Eugjenikë.

Eugjenika është shkenca e përmirësimit të racës së njerëzimit.

Eugjenikë e përkthyer nga greqishtja do të thotë lindja e më të mirëve. Kjo shkencë e diskutueshme kërkon mënyra për të përmirësuar cilësitë trashëgimore të një personi duke përdorur parimet gjenetike. Ka qenë gjithmonë e vështirë për të të mbetet një shkencë e pastër: zhvillimi i saj u ndoq nga afër nga politika, e cila i disponoi frytet e saj në mënyrën e saj.

Në Spartën e lashtë, përzgjedhja e njerëzve u krye në mënyrë më radikale, duke shkatërruar foshnjat që nuk kishin cilësitë fizike të nevojshme për një luftëtar të ardhshëm. Babai i eugjenikës, i cili e vendosi atë mbi një bazë shkencore, ishte Francis Galton në 1869. Pasi analizoi origjinën e qindra njerëzve të talentuar, ai arriti në përfundimin: aftësitë gjeniale janë të trashëguara.

Sot, eugjenika synon të zhdukë sëmundjet trashëgimore nga raca njerëzore. Çdo specie biologjike do të jetë në prag të shkatërrimit nëse ekzistenca e saj bie ndesh me natyrën. Pothuajse gjysma e çdo mijë të porsalindurve lindin me një lloj patologjie trashëgimore. Në mbarë botën lindin 2 milionë fëmijë të tillë çdo vit. Mes tyre janë 150 mijë me sindromën Down. Të gjithë e dinë prej kohësh se është më e lehtë të parandalosh lindjen e një fëmije sesa të luftosh sëmundjet. Por mundësi të tilla janë shfaqur vetëm në kohën tonë. Diagnostifikimi prenatal dhe këshillimi gjenetik ndihmojnë në zgjidhjen e problemit të fizibilitetit të lindjes.

Mundësitë moderne të këshillimit gjenetik mjekësor bëjnë të mundur përcaktimin e rrezikut të sëmundjeve trashëgimore gjatë planifikimit të shtatzënisë.

Nikolai Ivanovich Vavilov

Nikolai Ivanovich Vavilov (1887–1943) - botanist rus, gjenetist, mbarështues i bimëve, gjeograf. Formuloi ligjin e serive homoologjike të ndryshueshmërisë trashëgimore. Krijoi doktrinën e qendrave të origjinës së bimëve të kultivuara.

Shkencëtari rus N.I. Vavilov vendosi një model të rëndësishëm, të njohur si ligji i serive homoologjike në ndryshueshmërinë trashëgimore: speciet dhe gjinitë që janë gjenetikisht të afërta (të lidhura me njëra-tjetrën nga uniteti i origjinës) karakterizohen nga seri të ngjashme në ndryshueshmërinë trashëgimore. Bazuar në këtë ligj, është e mundur të parashikohet prania e ndryshimeve të ngjashme në specie dhe gjini të lidhura. Ai përpiloi një tabelë të serive homologjike në familje

drithërat Ky model manifestohet edhe te kafshët: për shembull, te brejtësit ka seri homologe të ngjyrave të veshjes.

Ligji i serive homoologjike

Studimi i ndryshueshmërisë trashëgimore të bimëve të kultivuara dhe paraardhësve të tyre N.I. Vavilov formuloi ligjin e serive homologjike: "Llojet dhe gjinitë që janë gjenetikisht të afërta karakterizohen nga seri të ngjashme të ndryshueshmërisë trashëgimore me një rregullsi të tillë që duke ditur serinë e formave brenda një specie, mund të parashikohet prania e formave paralele në specie dhe gjini të tjera. .”

Duke përdorur shembullin e familjes së drithërave, Vavilov tregoi se mutacione të ngjashme gjenden në një numër speciesh të kësaj familjeje. Kështu, ngjyrosja e zezë e farave gjendet te thekra, gruri, elbi, misri e të tjera, me përjashtim të tërshërës, barit të grurit dhe melit. Të gjitha speciet e studiuara kanë një formë kokrrizore të zgjatur. Mutacione të ngjashme ndodhin edhe te kafshët: albinizmi dhe mungesa e qimeve te gjitarët, flokët me gishta të shkurtër te bagëtia, delet, qentë dhe zogjtë. Arsyeja e shfaqjes së mutacioneve të ngjashme është origjina e përbashkët e gjenotipeve.

Kështu, zbulimi i mutacioneve në një specie ofron bazën për kërkimin e mutacioneve të ngjashme në speciet e lidhura të bimëve dhe kafshëve.

Ligji i serive homoologjike

1. Cilat forma mutante duhet të shfaqen në speciet e lidhura ngushtë?
2. Kush është themeluesi i ligjit të serive homologjike?
3. Çfarë thotë ligji?

Detyre shtepie.

1. Paragrafi 24
2. Gjeni shembuj të mutacioneve në natyrë.

Midis florës së globit, ekziston një numër i konsiderueshëm (më shumë se 2500) lloje të një grupi bimësh të kultivuara nga njerëzit dhe të quajtura kulturore. Bimët e kultivuara dhe agrofitocenozat e formuara prej tyre zëvendësuan komunitetet e livadheve dhe pyjeve. Ato janë rezultat i aktivitetit bujqësor njerëzor, i cili filloi 7-10 mijë vjet më parë. Bimët e egra që kultivohen pasqyrojnë në mënyrë të pashmangshme një fazë të re në jetën e tyre. Dega e biogjeografisë që studion shpërndarjen e bimëve të kultivuara, përshtatjen e tyre me kushtet tokësore-klimatike në rajone të ndryshme të globit dhe përfshin elementë të ekonomisë bujqësore quhet gjeografia e bimëve të kultivuara.

Sipas origjinës së tyre, bimët e kultivuara ndahen në tre grupe:

• grupi më i ri
• specie barërat e këqija,
• grupi më i lashtë.

Grupi më i ri bimët e kultivuara vijnë nga specie që ende jetojnë në të egra. Këto përfshijnë kulturat e frutave dhe manaferrave (mollë, dardhë, kumbull, qershi), të gjithë pjepërin dhe disa kultura rrënjësore (panxhar, rutabaga, rrepka, rrepë).

Llojet e barërave të këqija bimët u bënë objekt kulture ku kultura kryesore prodhonte rendimente të ulëta për shkak të kushteve të pafavorshme natyrore. Kështu, me avancimin e bujqësisë në veri, thekra dimërore zëvendësoi grurin; Kamelina e farave vajore, e përhapur në Siberinë Perëndimore dhe e përdorur për të prodhuar vaj vegjetal, është një barërat e këqija në kulturat e lirit.

Për më i lashtë bimët e kultivuara nuk mund të vendosen kur filloi kultivimi i tyre, pasi paraardhësit e tyre të egër nuk janë ruajtur. Këto përfshijnë melekuqe, meli, bizele, fasule, fasule dhe thjerrëza.

Nevoja për material burimor për mbarështimin dhe përmirësimin e varieteteve të bimëve të kultivuara çoi në krijimin e doktrinës së qendrat e tyre të origjinës. Mësimi bazohej në idenë e Charles Darwin për ekzistencën qendrat gjeografike të origjinës së specieve biologjike. Zonat gjeografike të origjinës së bimëve më të rëndësishme të kultivuara u përshkruan për herë të parë në 1880 nga botanisti zviceran A. Decandolle. Sipas ideve të tij, ato mbulonin territore mjaft të gjera, duke përfshirë kontinente të tëra. Hulumtimi më i rëndësishëm në këtë drejtim, gjysmë shekulli më vonë, u krye nga gjenetisti dhe botanist-gjeografi i shquar rus N.I. Vavilov, i cili studioi qendrat e origjinës së bimëve të kultivuara mbi baza shkencore.

N.I. Vavilov propozoi një të re, të cilën ai e quajti të diferencuara, një metodë për vendosjen e qendrës origjinale të origjinës së bimëve të kultivuara, e cila është si më poshtë. Një koleksion i bimës me interes të mbledhur nga të gjitha vendet e kultivimit është studiuar duke përdorur metoda morfologjike, fiziologjike dhe gjenetike. Kështu, përcaktohet zona e përqendrimit të diversitetit maksimal të formave, karakteristikave dhe varieteteve të një specie të caktuar.

Doktrina e serive homologjike. Një përgjithësim i rëndësishëm teorik i kërkimit të N. I. Vavilov është doktrina e serive homologjike që ai zhvilloi. Sipas ligjit të serive homologjike të ndryshueshmërisë trashëgimore të formuluar prej tij, jo vetëm speciet gjenetikisht të afërta, por edhe gjinitë e bimëve formojnë seri homoologjike të formave, d.m.th., ekziston një paralelizëm i caktuar në ndryshueshmërinë gjenetike të specieve dhe gjinive. Speciet e afërta, për shkak të ngjashmërisë së madhe të gjenotipeve të tyre (pothuajse i njëjti grup gjenesh), kanë ndryshueshmëri të ngjashme trashëgimore. Nëse të gjitha variacionet e njohura të karaktereve në një specie të studiuar mirë vendosen në një rend të caktuar, atëherë pothuajse të gjitha variacionet e njëjta në ndryshueshmërinë e karaktereve mund të gjenden në specie të tjera të lidhura. Për shembull, ndryshueshmëria e kurrizit të veshit është afërsisht e njëjtë në grurin e butë, të fortë dhe elbin.

Interpretimi nga N. I. Vavilov. Llojet dhe gjinitë që janë gjenetikisht të afërta karakterizohen nga seri të ngjashme të ndryshueshmërisë trashëgimore, me një rregullsi të tillë që, duke ditur serinë e formave brenda një specie, mund të parashikohet prania e formave paralele në specie dhe gjini të tjera. Sa më e afërt të jetë marrëdhënia, aq më e plotë është ngjashmëria në serinë e ndryshueshmërisë.

Interpretimi modern i ligjit. Speciet, gjinitë, familjet e lidhura kanë gjene homologe dhe renditje gjenesh në kromozome, ngjashmëria e të cilave është sa më e plotë, aq më afër taksat që krahasohen janë evolucionarisht më të afërta. Homologjia e gjeneve në speciet e lidhura manifestohet në ngjashmërinë e serisë së ndryshueshmërisë së tyre trashëgimore (1987).

Kuptimi i ligjit.

1. Ligji i serive homoologjike të ndryshueshmërisë trashëgimore bën të mundur gjetjen e karakteristikave dhe varianteve të nevojshme në shumëllojshmërinë pothuajse të pafundme të formave të llojeve të ndryshme si të bimëve të kultivuara ashtu edhe të kafshëve shtëpiake, si dhe të të afërmve të tyre të egër.
2. Ai bën të mundur kërkimin me sukses të varieteteve të reja të bimëve të kultivuara dhe racave të kafshëve shtëpiake me karakteristika të caktuara të kërkuara. Kjo është rëndësia e madhe praktike e ligjit për prodhimin bimor, mbarështimin e blegtorisë dhe mbarështimin.
3. Roli i tij në gjeografinë e bimëve të kultivuara është i krahasueshëm me rolin e Tabelës Periodike të Elementeve të D. I. Mendeleev në kimi. Duke zbatuar ligjin e serive homologjike, është e mundur të vendoset qendra e origjinës së bimëve sipas specieve të afërta me karakteristika dhe forma të ngjashme, të cilat ndoshta zhvillohen në të njëjtin mjedis gjeografik dhe ekologjik.

Qendrat gjeografike të origjinës së bimëve të kultivuara. Për shfaqjen e një qendre të madhe të origjinës së bimëve të kultivuara, N.I Vavilov konsideroi një kusht të domosdoshëm, përveç pasurisë së florës së egër në specie të përshtatshme për kultivim, praninë e një qytetërimi të lashtë bujqësor. Shkencëtari arriti në përfundimin se shumica dërrmuese e bimëve të kultivuara janë të lidhura nga 7 qendra kryesore gjeografike të origjinës së tyre:

1. Tropikal i Azisë Jugore,
2. Azia Lindore,
3. Azia Jugperëndimore,
4. mesdhetare,
5. Etiopian,
6. Amerika Qendrore,
7. Ande.

Jashtë këtyre qendrave kishte një territor të konsiderueshëm që kërkonte studime të mëtejshme për të identifikuar qendrat e reja të zbutjes së përfaqësuesve më të vlefshëm të florës së egër. Ndjekësit e N.I. Vavilov - A.M. Përfundimisht, numri i qendrave dhe territori që mbulonin u rrit ndjeshëm, ishin 12 të tilla

1. kino-japoneze.
2. indonezisht-indokin.
3. Australian.
4. Hindustani.
5. Azia Qendrore.
6. Pranë aziatike.
7. mesdhetare.
8. afrikane.
9. evropiano-siberian.
10. Amerika Qendrore.
11. Amerika e Jugut.
12. Amerika Veriore

Seritë homologe në ndryshueshmërinë trashëgimore- koncepti i prezantuar N. I. Vavilov kur studiohen paralelizmat në dukuritë e ndryshueshmërisë trashëgimore në analogji me seri homologe komponimet organike.

Ligji i serive homologe: Speciet dhe gjinitë gjenetikisht të afërta karakterizohen nga seri të ngjashme të ndryshueshmërisë trashëgimore me një rregullsi të tillë që, duke ditur serinë e formave brenda një specie, mund të parashikohet prania e formave paralele në specie dhe gjini të tjera.

Modelet e polimorfizmit në bimë, të vendosura përmes një studimi të hollësishëm të ndryshueshmërisë së gjinive dhe familjeve të ndryshme, mund të krahasohen me kusht në një farë mase me serinë homologe të kimisë organike, për shembull, me hidrokarburet (CH 4, C 2 H 6, C 3 H 8 ...).

Thelbi i fenomenit është se kur studiohet ndryshueshmëria trashëgimore në grupe të ngushta bimësh, të ngjashme alelike forma që u përsëritën në lloje të ndryshme (për shembull, nyjet e kashtës drithërat Me antocianin me ose pa ngjyrosje, kallinj Me awn ose pa, etj.). Prania e një përsëritshmërie të tillë bëri të mundur parashikimin e pranisë së aleleve ende të pazbuluara që janë të rëndësishme nga pikëpamja mbarështimit puna. Kërkimi i bimëve me alele të tilla u krye në ekspeditat në të supozuara qendrat e origjinës së bimëve të kultivuara. Duhet mbajtur mend se në ato vite induksioni artificial mutagjeneza kimikatet ose ekspozimi rrezatimi jonizues nuk dihej ende, dhe kërkimi për alelet e nevojshme duhej të bëhej në mënyrë natyrale popullatat.

N.I. Vavilov e konsideroi ligjin që ai formuloi si një kontribut për idetë e njohura në atë kohë për natyrën natyrore të ndryshueshmërisë që qëndron në themel të procesit evolucionar (për shembull, teoria). nomogjeneza L. S. Berg). Ai besonte se variacionet trashëgimore që përsëriten natyrshëm në grupe të ndryshme janë në themel të evolucionit paralelizmat dhe dukuritë mimika.

Në vitet 70-80 të shekullit të 20-të ai iu drejtua ligjit të serive homologjike në veprat e tij. Mednikov B. M., i cili shkroi një sërë veprash në të cilat tregoi se pikërisht ky shpjegim i shfaqjes së personazheve të ngjashëm, shpesh deri në detajet e fundit, në takson përkatëse është mjaft i vlefshëm.

Taksat e lidhura shpesh kanë sekuenca gjenetike të lidhura që janë paksa të ndryshme në parim, dhe disa mutacione ndodhin me një probabilitet më të lartë dhe manifestohen përgjithësisht në mënyrë të ngjashme në përfaqësues të taksoneve të ndryshme, por të lidhura. Si shembull, jepet një mutacion i theksuar fenotipik me dy variante në strukturën e kafkës dhe të trupit në tërësi: akromegalia Dhe acromicria, për të cilin në fund është përgjegjës një mutacion që ndryshon ekuilibrin, "ndezja" ose "fikja" në kohë gjatë ontogjenezës së hormoneve. somatotropina Dhe gonadotropinë.

Doktrina e qendrave të origjinës së bimëve të kultivuara

Doktrina e qendrave të origjinës së bimëve të kultivuara u formua në bazë të ideve të Charles Darwin ("Origjina e Specieve", Kapitulli 12, 1859) për ekzistencën e qendrave gjeografike të origjinës së specieve biologjike. Në 1883, A. Decandolle botoi një vepër në të cilën ai përcaktoi rajonet gjeografike të origjinës fillestare të bimëve kryesore të kultivuara. Megjithatë, këto zona ishin të kufizuara në kontinente të tëra ose territore të tjera mjaft të mëdha. Brenda gjysmë shekulli pas botimit të librit të Decandolle, njohuritë në fushën e origjinës së bimëve të kultivuara u zgjeruan ndjeshëm; U botuan monografi për bimë të kultivuara nga vende të ndryshme, si dhe për bimë individuale. Ky problem u zhvillua më sistematikisht në 1926-39 nga N. I. Vavilov. Bazuar në materialet për burimet bimore të botës, ai identifikoi 7 qendrat kryesore gjeografike të origjinës së bimëve të kultivuara.

1. Qendra tropikale e Azisë Jugore (rreth 33% e numrit të përgjithshëm të specieve bimore të kultivuara).

2. Qendra e Azisë Lindore (20% e bimëve të kultivuara).

3. Qendra e Azisë Jugperëndimore (4% e bimëve të kultivuara).

4. Qendra mesdhetare (afërsisht 11% e specieve bimore të kultivuara).

5. Qendra etiopiane (rreth 4% e bimëve të kultivuara).

6. Qendra e Amerikës Qendrore (afërsisht 10%)

7. Qendra Ande (Amerika e Jugut) (rreth 8%)

Qendrat e origjinës së bimëve të kultivuara: 1. Amerika Qendrore, 2. Amerika e Jugut, 3. Mesdhetare, 4. Azia Qendrore, 5. Abisiniane, 6. Azia Qendrore, 7. Hindustan, 7A. Azia Juglindore, 8. Azia Lindore.

Shumë studiues, duke përfshirë P. M. Zhukovsky, E. N. Sinskaya, A. I. Kuptsov, duke vazhduar punën e Vavilov, bënë rregullimet e tyre në këto ide. Kështu, India tropikale dhe Indokina me Indonezinë konsiderohen si dy qendra të pavarura, dhe qendra e Azisë Jugperëndimore është e ndarë në Azinë Qendrore dhe Azinë Perëndimore, baza e qendrës së Azisë Lindore konsiderohet të jetë pellgu i lumit të Verdhë Yangtze, ku kinezët, si popull bujqësor, depërtuan më vonë. Qendrat e bujqësisë së lashtë janë identifikuar gjithashtu në Sudanin Perëndimor dhe Guinenë e Re. Kulturat e frutave (përfshirë manaferrat dhe arrat), që kanë zona më të gjera të shpërndarjes, shkojnë shumë përtej qendrave të origjinës, më në përputhje me idetë e De Candolle. Arsyeja për këtë qëndron në origjinën e saj kryesisht pyjore (dhe jo në ultësirë ​​si për kulturat e perimeve dhe arave), si dhe në veçantitë e përzgjedhjes. Janë identifikuar qendra të reja: australiane, amerikano-veriore, evropiano-siberiane.

Disa bimë janë futur në kultivim në të kaluarën jashtë këtyre qendrave kryesore, por numri i bimëve të tilla është i vogël. Nëse më parë besohej se qendrat kryesore të kulturave të lashta bujqësore ishin luginat e gjera Tigri, Eufrati, Ganga, Nila dhe lumenj të tjerë të mëdhenj, Vavilov tregoi se pothuajse të gjitha bimët e kultivuara u shfaqën në rajonet malore të tropikëve, subtropikëve dhe zonave të buta. Qendrat kryesore gjeografike të hyrjes fillestare në kulturë të shumicës së bimëve të kultivuara lidhen jo vetëm me pasurinë floristike, por edhe me qytetërimet e lashta.

Është vërtetuar se kushtet në të cilat u zhvillua evolucioni dhe përzgjedhja e një kulture imponojnë kërkesa për kushtet e rritjes së saj. Para së gjithash, kjo është lagështia, gjatësia e ditës, temperatura dhe kohëzgjatja e sezonit të rritjes.

Studimi i ndryshueshmërisë trashëgimore në grupe të ndryshme sistematike të bimëve lejoi që N.I ligji i serive homoologjike.

Ky ligj thotë:

"1. Llojet dhe gjinitë që janë gjenetikisht të afërta karakterizohen nga seri të ngjashme të ndryshueshmërisë trashëgimore me një rregullsi të tillë që, duke ditur serinë e formave brenda një specie, mund të parashikohet prania e formave paralele në specie dhe gjini të tjera. Sa më afër gjinitë dhe lineonet (speciet) të jenë gjenetikisht të vendosura në sistemin e përgjithshëm, aq më e plotë është ngjashmëria në serinë e ndryshueshmërisë së tyre.

2. Familje të tëra bimësh përgjithësisht karakterizohen nga një cikël i caktuar ndryshueshmërie që kalon nëpër të gjitha gjinitë dhe speciet që përbëjnë familjen.”

N. I. Vavilov shprehu ligjin e tij me formulën:

G 1 (a + b + c + ... +),

G 2 (a + b + c + ... +),

G 3 (a + b + c + ... +),

ku G 1, G 2, G 3 tregojnë specie dhe a, b, c... janë karakteristika të ndryshme të ndryshme, për shembull ngjyra, forma e kërcellit, gjetheve, farave, etj.

Një ilustrim i ligjit mund të jetë një tabelë që tregon homologjinë e ndryshueshmërisë trashëgimore për disa tipare dhe veti brenda familjes së drithërave. Por kjo listë e shenjave dhe pronave mund të zgjerohet ndjeshëm.

Aktualisht, me të drejtë mund të themi se mutacione të ngjashme ndodhin në specie të lidhura që kanë një origjinë të përbashkët. Për më tepër, edhe në mesin e përfaqësuesve të klasave dhe llojeve të ndryshme të kafshëve, hasim paralelizëm - seri homologe mutacionesh në karaktere dhe veti morfologjike, fiziologjike dhe veçanërisht biokimike. Për shembull, mutacione të ngjashme ndodhin në klasa të ndryshme të kafshëve vertebrore: albinizmi dhe mungesa e qimeve te gjitarët, albinizmi dhe mungesa e puplave te zogjtë, mungesa e luspave te peshqit, qimet me gishta të shkurtër te bagëtia, delet, qentë, zogjtë, etj.

Seritë homologe të ndryshueshmërisë mutacionale të karakteristikave biokimike gjenden jo vetëm në organizmat më të lartë, por edhe tek protozoarët dhe mikroorganizmat. Të dhënat janë paraqitur për mutantët biokimikë që mund të interpretohen si një seri homologe. Tabela tregon të dhëna për mutantët biokimikë që mund të interpretohen si një seri homologe.

Siç e shohim, akumulimi i substancave të ngjashme (triptofan ose kynureninë), të përcaktuar nga gjenet, ndodh në grupe shumë të ndryshme të kafshëve: Diptera, Hymenoptera dhe fluturat. Në këtë rast, biosinteza e pigmenteve arrihet në mënyrë të ngjashme.

Bazuar në ligjin e serive homologjike, duhet pranuar se nëse në një specie të kafshëve ose bimëve gjenden një numër mutacionesh spontane ose të induktuara, atëherë një seri e ngjashme mutacionesh mund të pritet në speciet e tjera të kësaj gjinie. E njëjta gjë vlen edhe për kategoritë më të larta sistematike. Arsyeja për këtë është origjina e përbashkët e gjenotipeve.

Shpjegimi më i mundshëm i origjinës së serive homologe të ndryshueshmërisë trashëgimore vjen në vijim. Speciet e lidhura brenda një gjinie, gjini brenda një rendi ose familjeje mund të lindin përmes përzgjedhjes së mutacioneve të ndryshme të dobishme të gjeneve individuale të përbashkëta, përzgjedhjes së formave me rirregullime të ndryshme kromozomike të dobishme. Në këtë rast, speciet e lidhura që ndryshuan në evolucion për shkak të përzgjedhjes së rirregullimeve të ndryshme kromozomale mund të bartin gjene homologe, origjinale dhe mutante. Llojet mund të lindin gjithashtu përmes përzgjedhjes së poliploideve spontane që përmbajnë grupe homogjene kromozomesh. Divergjenca e specieve bazuar në këto tre lloje të ndryshueshmërisë trashëgimore siguron të përbashkëtat e materialit gjenetik në grupet sistematike të lidhura. Por në realitet situata është, natyrisht, më e ndërlikuar sesa e imagjinojmë tani.

Ndoshta studimet biokimike të kromozomeve, studimi i strukturës së tyre dhe roli i ADN-së si bartës material i informacionit trashëgues do të heqin perden mbi këtë fenomen ende të panjohur të homologjisë dhe analogjisë së rrugëve të zhvillimit të formave organike.

Nëse acidet nukleike në kompleks me proteinën janë substrati parësor që siguroi programimin e evolucionit të sistemeve të gjalla që në fazat më të hershme, atëherë ligji i serive homologjike merr një rëndësi universale si ligji i shfaqjes së serive të ngjashme të mekanizmave dhe proceseve biologjike që ndodhin. në natyrë organike. Kjo vlen si për morfologjinë e indeve, vetitë e tyre funksionale, proceset biokimike, mekanizmat e përshtatjes etj., ashtu edhe për mekanizmat gjenetikë të të gjithë organizmave të gjallë. Një analogji vërehet për të gjitha fenomenet kryesore gjenetike:

• ndarja e qelizave,
• mekanizmi i mitozës,
• mekanizmi i riprodhimit të kromozomeve,
• mekanizmi i mejozës,
• fekondimi,
• mekanizmi i rikombinimit
• mutacione etj.

Në procesin e evolucionit, natyra e gjallë ishte, si të thuash, programuar sipas një formule, pavarësisht nga koha e origjinës së një lloji të caktuar organizmi. Sigurisht, konsiderata të tilla hipotetike kërkojnë konfirmim të bazuar në sintezën e shumë njohurive, por është e qartë se zgjidhja e këtij problemi magjepsës është puna e shekullit aktual. Ajo duhet t'i detyrojë studiuesit të kërkojnë jo aq shumë dallime të veçanta që karakterizojnë divergjencën e specieve, por më tepër për veçoritë e tyre të përbashkëta, të cilat bazohen në mekanizma të ngjashëm gjenetikë.

Nëse gjeni një gabim, ju lutemi theksoni një pjesë të tekstit dhe klikoni Ctrl+Enter.

Ligji i serisë homologjike të Vavilovit

Një përgjithësim i rëndësishëm teorik i kërkimit të N. I. Vavilov është doktrina e serive homologjike që ai zhvilloi. Sipas ligjit të serive homologjike të ndryshueshmërisë trashëgimore të formuluar prej tij, jo vetëm speciet gjenetikisht të afërta, por edhe gjinitë e bimëve formojnë seri homoologjike të formave, d.m.th., ekziston një paralelizëm i caktuar në ndryshueshmërinë gjenetike të specieve dhe gjinive. Speciet e afërta, për shkak të ngjashmërisë së madhe të gjenotipeve të tyre (pothuajse i njëjti grup gjenesh), kanë ndryshueshmëri të ngjashme trashëgimore. Nëse të gjitha variacionet e njohura të karaktereve në një specie të studiuar mirë vendosen në një rend të caktuar, atëherë pothuajse të gjitha variacionet e njëjta në ndryshueshmërinë e karaktereve mund të gjenden në specie të tjera të lidhura. Për shembull, ndryshueshmëria e kurrizit të veshit është afërsisht e njëjtë në grurin e butë, të fortë dhe elbin.

Interpretimi nga N.I. Llojet dhe gjinitë që janë gjenetikisht të afërta karakterizohen nga seri të ngjashme të ndryshueshmërisë trashëgimore, me një rregullsi të tillë që, duke ditur serinë e formave brenda një specie, mund të parashikohet prania e formave paralele në specie dhe gjini të tjera. Sa më e afërt të jetë marrëdhënia, aq më e plotë është ngjashmëria në serinë e ndryshueshmërisë.

Interpretimi modern i ligjit

Speciet, gjinitë, familjet e lidhura kanë gjene homologe dhe renditje gjenesh në kromozome, ngjashmëria e të cilave është sa më e plotë, aq më afër taksat që krahasohen janë evolucionarisht më të afërta. Homologjia e gjeneve në speciet e lidhura manifestohet në ngjashmërinë e serisë së ndryshueshmërisë së tyre trashëgimore (1987).

Kuptimi i ligjit

1. Ligji i serive homoologjike të ndryshueshmërisë trashëgimore bën të mundur gjetjen e karakteristikave dhe varianteve të nevojshme në shumëllojshmërinë pothuajse të pafundme të formave të llojeve të ndryshme si të bimëve të kultivuara ashtu edhe të kafshëve shtëpiake, si dhe të të afërmve të tyre të egër.

2. Ai bën të mundur kërkimin me sukses të varieteteve të reja të bimëve të kultivuara dhe racave të kafshëve shtëpiake me karakteristika të caktuara të kërkuara. Kjo është rëndësia e madhe praktike e ligjit për prodhimin bimor, mbarështimin e blegtorisë dhe mbarështimin.

3. Roli i tij në gjeografinë e bimëve të kultivuara është i krahasueshëm me rolin e Tabelës Periodike të Elementeve të D. I. Mendeleev në kimi. Duke zbatuar ligjin e serive homologjike, është e mundur të vendoset qendra e origjinës së bimëve sipas specieve të afërta me karakteristika dhe forma të ngjashme, të cilat ndoshta zhvillohen në të njëjtin mjedis gjeografik dhe ekologjik.

Bileta 4

Trashëgimia e karakteristikave gjatë divergjencës së kromozomeve seksuale (mosndarja parësore dhe dytësore e kromozomeve X në Drosophila)

Siç u përmend më herët, kur një femër me sy të bardhë Drosophila kryqëzohet me një mashkull me sy të kuq F1 të gjitha vajzat kanë sy të kuq dhe të gjithë djemtë që marrin të vetmen X-kromozomi nga nëna, sy të bardhë. Sidoqoftë, ndonjëherë në kalime të tilla shfaqen meshkuj me sy të kuq dhe femra me sy të bardhë, të ashtuquajturat miza të jashtëzakonshme me një frekuencë prej 0,1-0,001%. Bridges sugjeroi se shfaqja e "individëve të jashtëzakonshëm" të tillë shpjegohet me faktin se në nënën e tyre, gjatë mejozës, të dy kromozomet X përfunduan në një vezë, d.m.th. ka ndodhur mosdivergjenca X-kromozomet. Secila prej këtyre vezëve mund të fekondohet ose nga sperma ose X-kromozomi, ose Y-kromozomi. Si rezultat, mund të formohen 4 lloje zigotash: 1) me tre X- kromozomet - XXX; 2) me dy nëna X-kromozomet dhe Y-kromozomi XXY; 3) me një baba X-kromozomi; 4) pa X-kromozomet, por me Y-kromozomi.

XXY janë femra normale pjellore. XO- meshkuj, por steril. Kjo tregon se në Drosophila Y-kromozomi nuk përmban gjene që përcaktojnë seksin. Kur kaloni XXY femra me meshkuj normal me sy të kuq ( XY) Urat gjenden midis pasardhësve 4% femra me sy të bardhë dhe 4% meshkuj me sy të kuq. Pjesa tjetër e pasardhësve përbëhej nga femra me sy të kuq dhe meshkuj me sy të bardhë. Autori shpjegoi shfaqjen e individëve të tillë të jashtëzakonshëm me mosdivergjencë dytësore X-kromozomet në mejozë, sepse femrat e marra në kryq ( XXY), u ngrit si rezultat i mosdisunksionit primar të kromozomeve. Mosndarja dytësore e kromozomeve në femra të tilla në mejozë vërehet 100 herë më shpesh sesa primare.

Në një numër organizmash të tjerë, duke përfshirë njerëzit, dihet gjithashtu mosndarja e kromozomeve seksuale. Nga 4 llojet e pasardhësve që rezultojnë nga mosdivergjenca X-kromozomet tek femrat, individët që nuk kanë asnjë X-kromozomet vdesin gjatë zhvillimit embrional. Zigotet XXX zhvillohet tek gratë që kanë më shumë gjasa të kenë defekte mendore dhe infertilitet se zakonisht. Nga zigotat XXY zhvillohen meshkujt me defekt - sindroma Klinefelter - infertilitet, prapambetje mendore, fizik eunukoid. Pasardhës nga një X- kromozomet vdesin shpesh në zhvillimin embrional; Ato janë të shkurtra, fëmijërore dhe sterile. Te njerëzit Y-kromozomet përmbajnë gjene që përcaktojnë zhvillimin e një organizmi mashkullor. Me mungesë Y-Kromozomet zhvillohen sipas tipit femëror. Mosndarja e kromozomeve seksuale ndodh më shpesh te njerëzit sesa te Drosophila; Mesatarisht, për çdo 600 djem të lindur, ka një me sindromën Klinefelter.