Bölümler: Biyoloji

Ders Hedefleri

1. Öğrencilere kalıtsal değişkenlik biçimleri, nedenleri ve vücut üzerindeki etkileri hakkında bilgi vermek. Okul çocuklarında değişkenlik biçimlerini sınıflandırma ve bunları birbirleriyle karşılaştırma yeteneğini geliştirmek; her birinin tezahürünü gösteren örnekler verin;
2. Mutasyon türleri hakkında bilgi geliştirmek;
3. Homolojik seriler yasasını formüle edin ve anlamını açıklayın;
4. Lise öğrencilerini mutasyon sürecinin organik dünyanın evrimi ve insan yetiştirme çalışmaları açısından çok önemli olduğuna ikna edin.

Gösteriler

• Farklı kromozomal mutasyon türlerinin diyagramı.
• Poliploidizasyon şeması.
• Kalıtsal değişkenlikte homolog seriler.

Şartlar Genotipik değişkenlik, mutasyon, gen mutasyonları, genomik mutasyonlar, kromozomal mutasyonlar:

• ters çevirme;
• silme;
• çoğaltma;
• Translokasyon.

Öğrenciler için görevler:

1. Homolojik seriler yasasını formüle edin ve örnekler verin.
2. N.I.'nin biyografisini tanıyın. Vavilov ve onun ana bilimsel keşiflerini biliyor.
3. "Değişkenlik formları" tablosunu yapın

Ön çalışma

1. Genetik neyi inceliyor?
2. Kalıtım terimi ne anlama geliyor?
3. Hangi değişkenlik biçimlerini biliyorsunuz?
4. Reaksiyon normu ne anlama geliyor?
5. Modifikasyon değişkenliğinin kalıpları nelerdir?
6. Değişen koşullar niceliksel ve niteliksel özellikleri nasıl etkiliyor? Örnekler verin
7. Tepki normu nedir? Niteliksel özelliklerin çeşitliliği neden küçük ölçüde çevresel koşulların etkisine bağlıdır?
8. Hayvanların ve bitkilerin reaksiyon normlarının tarımda pratik önemi nedir?

Bilgisayarda bireysel çalışma - test çalışması

Diyagramı doldurun:

Öğrenciler uygulama 1 ile bilgisayarlarda çalışırlar. (Ders sırasında 1-5 arası görevler tamamlanır).

1. Yeni materyal öğrenme

Kalıtsal değişkenlik kavramı genotipik ve sitoplazmik değişkenliği içerir. Birincisi mutasyonel, birleştirici ve bağıntılı olarak ayrılmıştır. Kombinatif değişkenlik, geçiş sırasında, mayozda kromozomların bağımsız ıraksaması ve cinsel üreme sırasında gametlerin rastgele füzyonu sırasında ortaya çıkar. Mutasyonel değişkenlik genomik, kromozomal ve gen mutasyonlarını içerir. Mutasyon terimi bilime G. de Vries tarafından tanıtıldı. Biyografisi ve ana bilimsel başarıları bu bölümde yer almaktadır. Genomik mutasyonlar poliploidlerin ve anöploidlerin ortaya çıkmasıyla ilişkilidir. Kromozomal mutasyonlar, kromozomlar arası değişiklikler - translokasyon veya kromozom içi yeniden düzenlemeler: silme, çoğaltma, ters çevirme ile belirlenir. Gen mutasyonları, nükleotid dizisindeki değişikliklerle açıklanır: sayılarında bir artış veya azalma (silme, çoğaltma), yeni bir nükleotidin eklenmesi veya bir gen içindeki bir bölümün rotasyonu (inversiyon). Sitoplazmik değişkenlik, hücrenin plastidlerinde ve mitokondrilerinde bulunan DNA ile ilişkilidir. İlgili türlerin ve cinslerin kalıtsal değişkenliği, Vavilov'un homolojik seriler yasasına uyar.

Değişkenliğin değiştirilmesi, genotipi etkilemeden fenotipteki değişiklikleri yansıtır. Bunun tersi, genotipi değiştiren başka bir değişkenlik biçimidir - genotipik veya mutasyonel (Darwin'e göre - kalıtsal, belirsiz, bireysel). Mutasyon genetik materyalde meydana gelen kalıcı kalıtsal değişikliktir.

Genotipteki bireysel değişikliklere denir mutasyonlar.

Mutasyon kavramı bilime Dutchman de Vries tarafından tanıtıldı. Mutasyonlar, genetik materyal miktarında artışa veya azalmaya, nükleotidlerde veya bunların dizisinde değişikliğe yol açan kalıtsal değişikliklerdir.

Mutasyonların sınıflandırılması

• Tezahürün doğası gereği mutasyonlar: Baskın, resesif.
• Oluşum yerlerine göre mutasyonlar: somatik, üretken.
• Görünümlerinin doğasına göre mutasyonlar: kendiliğinden, uyarılmış.
• Adaptif değere göre mutasyonlar: yararlı, zararlı, nötr.

(Ölümcül, yarı öldürücü.) Meydana gelen mutasyonların çoğu resesif ve organizma için sakıncalıdır, hatta ölümüne neden olabilir. Alelik baskın bir genle kombinasyon halinde resesif mutasyonlar fenotipik olarak kendilerini göstermezler. Mutasyonlar germ ve somatik hücrelerde meydana gelir. Germ hücrelerinde mutasyon meydana gelirse buna denir.üretken ve germ hücrelerinden gelişen nesilde ortaya çıkar. Bitkisel hücrelerde meydana gelen değişikliklere denir Bu tür mutasyonlar, organizmanın yalnızca değişen hücrelerden gelişen bir kısmının karakterinde değişikliğe yol açar. Hayvanlarda somatik hücrelerden yeni bir organizma ortaya çıkmadığı için somatik mutasyonlar sonraki nesillere aktarılmaz. Bitkilerde durum farklıdır: Bitki organizmalarının hibrit hücrelerinde replikasyon ve mitoz, farklı çekirdeklerde biraz farklı şekillerde meydana gelebilir. Bir dizi hücre nesli boyunca bireysel kromozomlar kaybolur ve birçok nesil boyunca varlığını sürdürebilecek belirli karyotipler seçilir.

Birkaç tane var meydana gelme düzeyine göre mutasyon türleri:

1. Genomik mutasyonlar - ploidideki değişiklikler, yani. özellikle bitkilerde yaygın olan kromozom sayıları (sayısal kromozomal sapmalar);
2. Kromozomal mutasyonlar - kromozomların yapısındaki değişiklikler (yapısal kromozomal sapmalar);
3. Gen mutasyonları bireysel genlerdeki değişikliklerdir;

Genomik mutasyonlar

Poliploidi, kromozom sayısının birden fazla artmasıdır.
Anöploidi, mayoz bölünmedeki bir bozukluğun bir sonucu olarak fazladan kromozomların kaybı veya ortaya çıkmasıdır.

Kromozomların sayısındaki veya yapısındaki değişiklikler nedeniyle ortaya çıkarlar. Kromozom ayrımı bozulduğunda ploidide değişiklikler gözlenir.

Kromozomal hastalıklar

• Üretken mutasyonlar
• XXY; XYU - Klinefelter sendromu.
• XO - Shershevsky-Turner sendromu.

Otozomal mutasyonlar

• Patau sendromu (kromozom 13'te).
• Edwards sendromu (kromozom 18).
• Down sendromu (kromozom 21'de).

Klinefelter sendromu.

XXY ve XXXY – Klinefelter sendromu. Oluşma sıklığı 1:400 – 1:500. Karyotip – 47, XXY, 48, XXXY, vb. Erkek fenotipi. Kadın vücut tipi, jinekomasti. Uzun, nispeten uzun kollar ve bacaklar. Kötü gelişmiş saçlar. Zeka azalır.

Shershevsky-Turner sendromu

X0 – Shereshevsky-Turner sendromu (monozomi X). Görülme sıklığı 1:2000 – 1:3000’dir. Karyotip 45,X. Fenotip kadındır. Somatik belirtiler: yükseklik 135 – 145 cm, boyunda kanat şeklinde deri kıvrımı (başın arkasından omuza kadar), düşük kulaklar, birincil ve ikincil cinsel özelliklerin az gelişmiş olması. Vakaların %25'inde kalp kusurları ve böbrek anormallikleri vardır. Zeka nadiren etkilenir.

Patau sendromu - Kromozom 13'teki trizomi (Patau sendromu), yenidoğanlarda yaklaşık 1:5000 - 1:7000 sıklığında bulunur ve çok çeşitli gelişimsel kusurlarla ilişkilidir. SP, beyin ve yüzdeki çoklu konjenital malformasyonlarla karakterizedir. Bu, beynin, gözbebeklerinin, beynin kemiklerinin ve kafatasının yüz kısımlarının oluşumunun bir grup erken bozukluğudur. Kafatasının çevresi genellikle azalır. Alın eğimli, alçaktır; palpebral çatlaklar dar, burun köprüsü çökmüş, kulaklar düşük ve deformedir. SP'nin tipik bir belirtisi yarık dudak ve damaktır.

Down sendromu, ana belirtileri zihinsel gerilik, hastanın kendine özgü görünümü ve konjenital malformasyonlar olan kromozom setindeki bir anormalliğin (otozomların sayısı veya yapısındaki değişiklikler) neden olduğu bir hastalıktır. En sık görülen kromozomal hastalıklardan biri, ortalama 700 yenidoğanda 1 sıklıkta görülür. Avuç içinde sıklıkla enine bir kat bulunur

Kromozomal mutasyonlar

Kromozom yapısındaki değişikliklerle ilişkili çeşitli kromozomal mutasyon türleri vardır:

• silme - bir kromozomun bir bölümünün kaybı;
• çoğaltma - bir kromozom bölümünün ikiye katlanması;
• inversiyon - bir kromozom bölümünün 180 derece döndürülmesi;
• translokasyon - bir kromozom bölümünün başka bir kromozoma aktarılması.
• transpozisyon – bir kromozomdaki hareket.

Silmeler ve kopyalamalar genetik materyalin miktarını değiştirir. Karşılık gelen kromozom bölgelerinin büyüklüğüne ve önemli genler içerip içermediğine bağlı olarak fenotipik olarak ortaya çıkarlar. Çoğaltmalar yeni genlerin ortaya çıkmasına neden olabilir. İnversiyon ve translokasyonlarda genetik materyalin miktarı değişmez ancak konumu değişir. Bu tür mutasyonlar da önemli bir rol oynar çünkü mutantları orijinal formlarla çaprazlamak zordur ve bunların F1 hibritleri çoğunlukla kısırdır.

Silmeler. İnsanlarda silme sonucu:

• Wolf sendromu - büyük kromozom 4'te bir bölge kaybedildi -
• “Kedinin ağlaması” sendromu - kromozom 5'te bir silinme ile. Neden: kromozomal mutasyon; 5. çiftte bir kromozom parçasının kaybı.
  Belirtileri: Larinksin anormal gelişimi, erken çocukluk döneminde kedi benzeri ağlamalar, fiziksel ve zihinsel gelişimde gecikme

Ters çevirmeler

• Bu, kromozomun yapısında, iç kısımlarından birinin 180° dönmesinin neden olduğu bir değişikliktir.
• Benzer kromozom Yeniden düzenleme, bir kromozomdaki iki eşzamanlı kırılmanın sonucudur.

Translokasyonlar

• Translokasyon sırasında homolog olmayan kromozomların bölümleri değiştirilir, ancak toplam gen sayısı değişmez.

Tabanların değiştirilmesi

1. fenilketonüri. Tezahür: fenilalanin bozulmasının bozulması; Bu, hiperfenilalanineminin neden olduğu demanstan sorumludur. Zamanında reçete edilen ve takip edilen bir diyet (beslenme, fenilalanin tükenmesi) ve bazı ilaçların kullanımı ile bu hastalığın klinik belirtileri pratikte yoktur.
2. orak hücreli anemi.
3. Morphan sendromu.

Genetik(nokta) mutasyonlar nükleotid dizisindeki değişikliklerle ilişkilidir. Normal gen (vahşi türün özelliği) ve ondan kaynaklanan mutant genlere alel adı verilir.

Gen mutasyonları meydana geldiğinde aşağıdaki yapısal değişiklikler meydana gelir:

Gen mutasyonu

Örneğin orak hücreli anemi, kan globinin b zincirindeki tek bir baz değişiminin sonucudur (adenin yerine timin gelir). Silme ve çoğaltma sırasında, üçlülerin sırası değişir ve "çerçeve kayması" olan mutantlar ortaya çıkar; kodonlar arasındaki sınırların kayması - mutasyon yerinden sonraki tüm amino asitler değişir.

Sağlıklı (1) ve orak hücreli anemisi olan hastalarda (2) hemoglobinin birincil yapısı.

1. - val-gis-ley-tre – glut yanlısı. k-ta- glu-liz
2. - val-gis-ley-tre – valin- glu-liz

Beta-hemoglobin genindeki mutasyon

Morfan sendromu

Hastalığın yüksek adrenalin salınımı, yalnızca kardiyovasküler komplikasyonların gelişmesine değil, aynı zamanda bazı özel dayanıklılık ve zihinsel yeteneğe sahip bireylerde ortaya çıkmasına da katkıda bulunur. Tedavi seçenekleri bilinmiyor. Paganini, Andersen ve Chukovsky'nin buna sahip olduğuna inanılıyor

Hemofili

Mutajenler mutasyonlara neden olan faktörlerdir: biyolojik, kimyasal, fiziksel.

Mutasyon oranı deneysel olarak arttırılabilir. Doğal koşullar altında, ani sıcaklık değişimleri, ultraviyole radyasyonun etkisi altında ve diğer nedenlerle mutasyonlar meydana gelir. Ancak çoğu durumda mutasyonların gerçek nedenleri bilinmemektedir. Günümüzde mutasyon sayısını yapay yollarla artırmaya yönelik yöntemler geliştirilmektedir. İlk defa, X ışınlarının etkisi altında meydana gelen kalıtsal değişikliklerin sayısında keskin bir artış elde edildi.

• Fiziksel faktörler (çeşitli iyonlaştırıcı radyasyon türleri, ultraviyole radyasyon, X ışınları)
• Kimyasal faktörler (böcek öldürücüler, herbisitler, kurşun, ilaçlar, alkol, bazı ilaçlar ve diğer maddeler)
• Biyolojik faktörler (çiçek virüsleri, su çiçeği, kabakulak, grip, kızamık, hepatit vb.)

Öjenik.

Öjeni, insanlığın soyunu iyileştirme bilimidir.

Yunancadan tercüme edilen öjeni, en iyinin doğuşu anlamına gelir. Bu tartışmalı bilim, genetik ilkeleri kullanarak kişinin kalıtsal niteliklerini geliştirmenin yollarını arıyor. Saf bir bilim olarak kalması her zaman zor olmuştur: Gelişimi, meyvelerini kendi yöntemiyle değerlendiren siyaset tarafından yakından takip edilmiştir.

Antik Sparta'da, gelecekteki bir savaşçı için gerekli fiziksel niteliklere sahip olmayan bebeklerin yok edilmesiyle insan seçimi daha radikal bir şekilde gerçekleştirildi. Öjeniyi bilimsel temele oturtan babası ise 1869 yılında Francis Galton'dur. Yüzlerce yetenekli insanın soyağacını analiz ettikten sonra şu sonuca vardı: deha yetenekleri kalıtsaldır.

Günümüzde öjeni, kalıtsal hastalıkları insan ırkından yok etmeyi amaçlamaktadır. Varlığı doğayla çelişen her biyolojik tür yok olmanın eşiğinde olacaktır. Her bin yenidoğanın neredeyse yarısı bir tür kalıtsal patolojiyle doğuyor. Dünya çapında her yıl 2 milyon bu tür çocuk doğuyor. Bunların arasında 150 bin Down sendromlu var. Herkes bir çocuğun doğumunu önlemenin hastalıklarla savaşmaktan daha kolay olduğunu uzun zamandır biliyor. Ancak bu tür fırsatlar ancak bizim zamanımızda ortaya çıktı. Doğum öncesi teşhis ve genetik danışmanlık, doğumun fizibilite sorununun çözülmesine yardımcı olur.

Tıbbi genetik danışmanlığın modern olanakları, hamilelik planlaması sırasında kalıtsal hastalık riskinin belirlenmesini mümkün kılmaktadır.

Nikolai İvanoviç Vavilov

Nikolai Ivanovich Vavilov (1887–1943) - Rus botanikçi, genetikçi, bitki yetiştiricisi, coğrafyacı. Kalıtsal değişkenliğin homolojik serileri yasasını formüle etti. Ekili bitkilerin menşe merkezleri doktrinini yarattı.

Rus bilim adamı N.I. Vavilov, kalıtsal değişkenlikte homolojik seriler yasası olarak bilinen önemli bir model oluşturdu: genetik olarak yakın olan (birbirine menşe birliği ile bağlı) türler ve cinsler, kalıtsal değişkenlikte benzer serilerle karakterize edilir. Bu yasaya dayanarak ilgili tür ve cinslerde benzer değişikliklerin varlığını tahmin etmek mümkündür. Ailedeki homolojik serilerin bir tablosunu derledi

hububat Bu model aynı zamanda hayvanlarda da kendini gösterir: örneğin kemirgenlerde homolog kürk renkleri dizisi vardır.

Homolojik seriler kanunu

Ekili bitkilerin ve atalarının kalıtsal değişkenliğini incelemek N.I. Vavilov homolojik seriler yasasını formüle etti: “Genetik olarak yakın olan türler ve cinsler, benzer kalıtsal değişkenlik serileri ile karakterize edilir ve öyle düzenlidir ki, bir tür içindeki form serilerini bilerek, diğer tür ve cinslerdeki paralel formların varlığı tahmin edilebilir. .”

Tahıl ailesi örneğini kullanan Vavilov, bu ailenin bazı türlerinde benzer mutasyonların bulunduğunu gösterdi. Bu nedenle yulaf, buğday çimi ve darı hariç çavdar, buğday, arpa, mısır ve diğerlerinde siyah tohum rengi bulunur. İncelenen tüm türler uzun bir tane şekline sahiptir. Hayvanlarda da benzer mutasyonlar meydana gelir: memelilerde albinizm ve kıl eksikliği; sığır, koyun, köpek ve kuşlarda kısa parmaklı kıllar. Benzer mutasyonların ortaya çıkmasının nedeni genotiplerin ortak kökenidir.

Dolayısıyla bir türdeki mutasyonların keşfi, benzer mutasyonların ilgili bitki ve hayvan türlerinde araştırılmasına zemin hazırlamaktadır.

Homolojik seriler kanunu

1. Yakın akraba türlerde hangi mutant formların ortaya çıkması gerekir?
2. Homolojik seriler kanununun kurucusu kimdir?
3. Kanun ne diyor?

Ev ödevi.

1. Paragraf 24
2. Doğadaki mutasyon örneklerini bulun.

Dünyanın florası arasında, insanlar tarafından yetiştirilen ve adı verilen bir bitki grubunun önemli sayıda (2500'den fazla) türü vardır. kültürel. Ekili bitkiler ve bunların oluşturduğu agrofitosenler, çayır ve orman topluluklarının yerini aldı. Bunlar 7-10 bin yıl önce başlayan insan tarımsal faaliyetinin sonucudur. Yetiştirilen yabani bitkiler kaçınılmaz olarak yaşamlarında yeni bir aşamayı yansıtır. Kültür bitkilerinin dünyanın çeşitli bölgelerindeki dağılımını, toprak-iklim koşullarına adaptasyonunu inceleyen ve tarım ekonomisinin unsurlarını içeren biyocoğrafya dalına denir. Kültür bitkilerinin coğrafyası.

Kökenlerine göre kültür bitkileri üç gruba ayrılır:

• en genç grup
• yabani ot türleri,
• en eski grup.

En genç grup kültür bitkileri hala vahşi doğada yaşayan türlerden gelir. Bunlara meyve ve meyve bitkileri (elma, armut, erik, kiraz), tüm kavunlar ve bazı kök bitkileri (pancar, şalgam, turp, şalgam) dahildir.

Ot türleri Bitkiler, elverişsiz doğal koşullar nedeniyle ana mahsulün düşük verim ürettiği kültür nesneleri haline geldi. Böylece tarımın kuzeye doğru ilerlemesiyle buğdayın yerini kışlık çavdar aldı; Batı Sibirya'da yaygın olarak kullanılan ve bitkisel yağ üretiminde kullanılan yağlı tohumlu bitki kamelya, keten bitkilerinde bulunan bir yabani ottur.

İçin en eski yabani ataları korunmadığından kültür bitkileri ekime başladığında kurulamaz. Bunlara sorgum, darı, bezelye, fasulye, fasulye ve mercimek dahildir.

Kültür bitkilerinin çeşitlerinin ıslahı ve geliştirilmesi için kaynak materyale duyulan ihtiyaç, doktrininin yaratılmasına yol açtı. menşe merkezleri. Öğreti Charles Darwin'in varoluş fikrine dayanıyordu biyolojik türlerin menşe coğrafi merkezleri. En önemli kültür bitkilerinin menşe coğrafi bölgeleri ilk kez 1880'de İsviçreli botanikçi A. Decandolle tarafından tanımlandı. Onun fikirlerine göre, bütün kıtalar dahil oldukça geniş bölgeleri kapsıyordu. Bu yöndeki en önemli araştırma, yarım yüzyıl sonra, kültür bitkilerinin menşe merkezlerini bilimsel temelde inceleyen dikkat çekici Rus genetikçi ve botanikçi-coğrafyacı N.I.

N.I Vavilov, adını verdiği yeni bir tane önerdi. farklılaşmış, kültür bitkilerinin orijinal menşe merkezini belirlemek için aşağıdaki gibi bir yöntem. Tüm yetiştirme yerlerinden toplanan ilgi çekici bitki koleksiyonu, morfolojik, fizyolojik ve genetik yöntemler kullanılarak incelenir. Böylece belirli bir türün maksimum form çeşitliliğinin, özelliklerinin ve çeşitlerinin yoğunlaşma alanı belirlenir.

Homolojik seri doktrini. N. I. Vavilov'un araştırmasının önemli bir teorik genellemesi, geliştirdiği homolojik seriler doktrinidir. Kendisi tarafından formüle edilen homolojik kalıtsal çeşitlilik dizisi yasasına göre, yalnızca genetik olarak yakın türler değil, aynı zamanda bitki cinsleri de homolojik form dizileri oluşturur, yani türlerin ve cinslerin genetik çeşitliliğinde belirli bir paralellik vardır. Yakın türler, genotiplerinin (neredeyse aynı gen kümesi) büyük benzerliğinden dolayı benzer kalıtsal değişkenliğe sahiptir. İyi çalışılmış bir türdeki karakterlerin bilinen tüm varyasyonları belirli bir sıraya yerleştirilirse, karakter değişkenliğindeki hemen hemen aynı varyasyonların tamamı diğer ilgili türlerde de bulunabilir.Örneğin kulak omuriliğinin değişkenliği yumuşak, makarnalık buğday ve arpada yaklaşık olarak aynıdır.

N. I. Vavilov'un yorumu. Genetik olarak yakın olan türler ve cinsler, benzer kalıtsal değişkenlik serileri ile karakterize edilir; öyle bir düzenlilik ki, bir tür içindeki form serileri bilindiğinde, diğer tür ve cinslerdeki paralel formların varlığı tahmin edilebilir. İlişki ne kadar yakınsa, değişkenlik serisindeki benzerlik de o kadar tam olur.

Hukukun modern yorumu.İlgili türler, cinsler, familyalar homolog genlere ve kromozomlardaki gen sıralarına sahiptir; bunların benzerliği ne kadar tamsa, karşılaştırılan taksonlar evrimsel olarak o kadar yakındır. İlgili türlerdeki genlerin homolojisi, kalıtsal değişkenlik serilerinin benzerliğinde ortaya çıkar (1987).

Kanunun anlamı.

1. Kalıtsal değişkenliğin homolojik serisi yasası, hem kültür bitkilerinin hem de evcil hayvanların çeşitli türlerinin ve bunların yabani akrabalarının neredeyse sonsuz çeşitlilikteki formlarında gerekli özellikleri ve varyantları bulmayı mümkün kılar.
2. Belirli gerekli özelliklere sahip yeni kültür bitkisi çeşitlerinin ve evcil hayvan türlerinin başarılı bir şekilde aranmasını mümkün kılar. Bu, bitkisel üretim, hayvancılık ve yetiştirme kanununun muazzam pratik önemidir.
3. Ekili bitkilerin coğrafyasındaki rolü, D. I. Mendeleev'in Periyodik Element Tablosunun kimyadaki rolüyle karşılaştırılabilir. Homolojik seriler yasasını uygulayarak, muhtemelen aynı coğrafi ve ekolojik ortamda gelişen, benzer özellik ve formlara sahip ilgili türlere dayalı bitkilerin menşe merkezini oluşturmak mümkündür.

Kültür bitkilerinin menşe coğrafi merkezleri. Kültür bitkilerinin geniş bir menşe merkezinin ortaya çıkması için N.I. Vavilov, ekime uygun türlerdeki yabani bitki örtüsünün zenginliğine ek olarak eski bir tarım medeniyetinin varlığını da gerekli bir koşul olarak değerlendirdi. Bilim adamı, kültür bitkilerinin büyük çoğunluğunun kökenlerinin 7 ana coğrafi merkeziyle bağlantılı olduğu sonucuna vardı:

1. Güney Asya tropikal,
2. Doğu Asya,
3. Güney Batı Asya,
4. Akdeniz,
5. Etiyopya,
6. Orta Amerika,
7. And Dağları.

Bu merkezlerin dışında, yabani bitki örtüsünün en değerli temsilcilerinin yeni evcilleştirme merkezlerinin belirlenmesi için daha fazla araştırma yapılması gereken önemli bir bölge vardı. N.I. Vavilov - A.I. Kuptsov ve A.M. Zhukovsky, kültür bitkilerinin merkezleri üzerine araştırmalara devam etti. Sonuçta merkezlerin sayısı ve kapsadıkları bölge önemli ölçüde arttı, 12 tane vardı

1. Çin-Japon.
2. Endonezya-Çinhindi.
3. Avustralya.
4. Hindustan.
5. Orta Asya.
6. Asya'ya yakın.
7. Akdeniz.
8. Afrika.
9. Avrupa-Sibirya.
10. Orta Amerika.
11. Güney Amerikalı.
12. Kuzey Amerika

Kalıtsal değişkenlikte homolog seriler- konsept tanıtıldı N. I. Vavilov kalıtsal değişkenlik fenomenindeki paralellikleri analoji yoluyla incelerken homolog seri organik bileşikler.

Homolog seriler kanunu: Genetik olarak yakın türler ve cinsler, bir tür içindeki form serileri bilindiğinde, diğer tür ve cinslerdeki paralel formların varlığı tahmin edilebilecek kadar düzenli olan benzer kalıtsal değişkenlik serileri ile karakterize edilir.

Çeşitli cins ve ailelerin değişkenliğinin ayrıntılı bir çalışmasıyla oluşturulan bitkilerde polimorfizm kalıpları, bir dereceye kadar homolog organik kimya serileriyle, örneğin hidrokarbonlarla (CH 4, C 2 H 6, C) koşullu olarak karşılaştırılabilir. 3 H 8 ...).

Bu olgunun özü, yakın bitki gruplarında kalıtsal değişkenliği incelerken benzer alelik farklı türlerde tekrarlanan şekiller (örneğin saman düğümleri) hububatİle antosiyanin renklendiricili veya renksiz, mısır kulaklarıİle kılçık veya onsuz vb.). Böyle bir tekrarlanabilirliğin varlığı, bakış açısından önemli olan henüz tespit edilmemiş alellerin varlığının tahmin edilmesini mümkün kıldı. üreme iş. Bu tür alellere sahip bitkilerin araştırılması, sözde bölgelere yapılan gezilerde gerçekleştirildi. kültür bitkilerinin menşe merkezleri. O yıllarda yapay indüksiyonun olduğu unutulmamalıdır. mutajenez kimyasallar veya maruz kalma iyonlaştırıcı radyasyon henüz bilinmiyordu ve gerekli alellerin araştırılmasının doğal ortamda yapılması gerekiyordu. popülasyonlar.

N.I. Vavilov, formüle ettiği yasayı, evrim sürecinin altında yatan değişkenliğin doğal doğası hakkında o dönemde popüler olan fikirlere bir katkı olarak değerlendirdi (örneğin, teori). isim oluşumu LS Berg). Evrimselliğin temelinde, farklı gruplarda doğal olarak tekrarlanan kalıtsal varyasyonların yattığına inanıyordu. paralellikler ve fenomenler taklit.

20. yüzyılın 70-80'li yıllarında eserlerinde homolojik seriler kanununa yöneldi. Mednikov B.M.İlgili taksonlardaki benzer karakterlerin, çoğu zaman en ince ayrıntısına kadar, ortaya çıkışına ilişkin bu açıklamanın oldukça geçerli olduğunu gösterdiği bir dizi çalışma yazan kişi.

İlgili taksonlar genellikle prensipte biraz farklı olan ilgili genetik dizilere sahiptir ve bazı mutasyonlar daha yüksek olasılıkla meydana gelir ve kendilerini farklı ancak ilişkili taksonların temsilcilerinde genel olarak benzer şekilde gösterir. Örnek olarak, kafatasının ve bir bütün olarak vücudun yapısında fenotipik olarak belirgin iki değişkenli bir mutasyon verilmiştir: akromegali Ve akromikria hormonların intogenezi sırasında dengeyi değiştiren, zamanında "açılan" veya "kapanan" bir mutasyonun nihai olarak sorumlu olduğu somatotropin Ve gonadotropin.

Kültür bitkilerinin menşe merkezleri doktrini

Kültür bitkilerinin menşe merkezlerine ilişkin doktrin, Charles Darwin'in (“Türlerin Kökeni,” Bölüm 12, 1859) biyolojik türlerin coğrafi menşe merkezlerinin varlığına ilişkin fikirlerine dayanarak oluşturulmuştur. 1883 yılında A. Decandolle, ana kültür bitkilerinin ilk kökeninin coğrafi bölgelerini belirlediği bir çalışma yayınladı. Ancak bu alanlar tüm kıtalarla veya diğer oldukça geniş bölgelerle sınırlıydı. Decandolle'un kitabının yayınlanmasından sonraki yarım yüzyıl içinde kültür bitkilerinin kökeni alanındaki bilgiler önemli ölçüde genişledi; Çeşitli ülkelerden kültür bitkilerinin yanı sıra bireysel bitkilere ilişkin monografiler yayınlandı. Bu sorun en sistematik şekilde 1926-39'da N. I. Vavilov tarafından geliştirildi. Dünyadaki bitki kaynaklarına ilişkin materyallere dayanarak, kültür bitkilerinin menşeinin 7 ana coğrafi merkezini belirledi.

1. Güney Asya tropik merkezi (toplam yetiştirilen bitki türlerinin yaklaşık %33'ü).

2. Doğu Asya merkezi (ekili bitkilerin %20'si).

3. Güneybatı Asya merkezi (ekili bitkilerin %4'ü).

4. Akdeniz merkezi (ekili bitki türlerinin yaklaşık %11'i).

5. Etiyopya merkezi (ekili bitkilerin yaklaşık %4'ü).

6. Orta Amerika merkezi (yaklaşık %10)

7. And (Güney Amerika) merkezi (yaklaşık %8)

Kültür bitkilerinin menşe merkezleri: 1. Orta Amerika, 2. Güney Amerika, 3. Akdeniz, 4. Orta Asya, 5. Habeş, 6. Orta Asya, 7. Hindustan, 7A. Güneydoğu Asya, 8. Doğu Asya.

Vavilov'un çalışmalarını sürdüren P. M. Zhukovsky, E. N. Sinskaya, A. I. Kuptsov da dahil olmak üzere birçok araştırmacı bu fikirlerde kendi ayarlamalarını yaptı. Bu nedenle tropik Hindistan ve Endonezya ile birlikte Çinhindi iki bağımsız merkez olarak kabul edilir ve Güney-Batı Asya merkezi Orta Asya ve Batı Asya olarak ikiye ayrılır; Doğu Asya merkezinin temeli Sarı Nehir havzası olarak kabul edilir; Çiftçi bir halk olarak Çinlilerin daha sonra nüfuz ettiği Yangtze. Batı Sudan ve Yeni Gine'de de antik tarım merkezleri tespit edildi. Daha geniş dağıtım alanlarına sahip olan meyve bitkileri (meyveler ve sert kabuklu yemişler dahil), menşe merkezlerinin çok ötesine geçerek De Candolle'un fikirleriyle daha tutarlıdır. Bunun nedeni ağırlıklı olarak orman kökeninde (sebze ve tarla bitkileri için dağ eteklerinde değil) ve ayrıca seçim özelliklerinde yatmaktadır. Yeni merkezler belirlendi: Avustralya, Kuzey Amerika, Avrupa-Sibirya.

Geçmişte bu ana merkezlerin dışında bazı bitkiler tarıma kazandırılmıştır, ancak bu tür bitkilerin sayısı azdır. Daha önce antik tarım kültürlerinin ana merkezlerinin geniş vadiler olduğuna inanılıyordu. Kaplan, Fırat, Ganga, Nila ve diğer büyük nehirler, Vavilov, neredeyse tüm kültür bitkilerinin tropik, subtropik ve ılıman bölgelerin dağlık bölgelerinde ortaya çıktığını gösterdi. Çoğu kültür bitkisinin kültüre ilk girişinin ana coğrafi merkezleri yalnızca bitki zenginliğiyle değil aynı zamanda eski uygarlıklarla da ilişkilidir.

Bir mahsulün evriminin ve seçiminin gerçekleştiği koşulların, onun büyüme koşullarına gereksinimler getirdiği tespit edilmiştir. Her şeyden önce bu nem, gün uzunluğu, sıcaklık ve büyüme mevsiminin süresidir.

Çeşitli sistematik bitki gruplarında kalıtsal değişkenliğin incelenmesi, N.I. homolojik seriler kanunu.

Bu yasa şunları belirtmektedir:

"1. Genetik olarak birbirine yakın olan türler ve cinsler, benzer kalıtsal değişkenlik serileri ve öyle bir düzenlilik ile karakterize edilir ki, bir tür içindeki form serileri bilindiğinde, diğer tür ve cinslerdeki paralel formların varlığı tahmin edilebilir. Cinsler ve linneonlar (türler) genel sistemde genetik olarak ne kadar yakınsa, değişkenlik serisindeki benzerlik o kadar eksiksiz olur.

2. Bütün bitki aileleri genellikle aileyi oluşturan tüm cins ve türlerden geçen belirli bir değişkenlik döngüsüyle karakterize edilir.

N. I. Vavilov yasasını şu formülle ifade etti:

G 1 (a + b + c + … +),

G2 (a + b + c + … +),

G3 (a + b + c + … +),

burada G 1, G 2, G 3 türleri belirtir ve a, b, c... çeşitli değişken özellikleri gösterir; örneğin renk, gövde şekli, yapraklar, tohumlar vb.

Yasanın bir örneği, tahıl ailesindeki bazı özellikler ve özellikler için kalıtsal değişkenliğin homolojisini gösteren bir tablo olabilir. Ancak bu işaret ve özellikler listesi önemli ölçüde genişletilebilir.

Günümüzde benzer mutasyonların ortak kökene sahip akraba türlerde de meydana geldiğini rahatlıkla söyleyebiliriz. Dahası, farklı sınıf ve hayvan türlerinin temsilcileri arasında bile paralellikle karşılaşıyoruz - morfolojik, fizyolojik ve özellikle biyokimyasal karakter ve özelliklerde homolog mutasyon serileri. Örneğin, benzer mutasyonlar omurgalı hayvanların farklı sınıflarında meydana gelir: memelilerde albinizm ve tüysüzlük, kuşlarda albinizm ve tüy yokluğu, balıklarda pul yokluğu, sığır, koyun, köpek, kuş vb.'de kısa parmaklı ayaklar. .

Biyokimyasal özelliklerin homolog mutasyonel değişkenlik serileri yalnızca yüksek organizmalarda değil, aynı zamanda protozoa ve mikroorganizmalarda da bulunur. Homolog bir seri olarak yorumlanabilecek biyokimyasal mutantlara ilişkin veriler sunulmaktadır. Tablo, homolog bir seri olarak yorumlanabilecek biyokimyasal mutantlara ilişkin verileri göstermektedir.

Gördüğümüz gibi genler tarafından belirlenen benzer maddelerin (triptofan veya kinurenin) birikimi çok farklı hayvan gruplarında meydana gelir: Diptera, Hymenoptera ve kelebekler. Bu durumda pigmentlerin biyosentezi de benzer şekilde gerçekleştirilir.

Homolojik seriler kanununa göre, bir hayvan veya bitki türünde çok sayıda kendiliğinden veya uyarılmış mutasyon bulunursa, bu cinsin diğer türlerinde de benzer bir dizi mutasyonun beklenebileceği kabul edilmelidir. Aynı durum daha yüksek sistematik kategoriler için de geçerlidir. Bunun nedeni genotiplerin ortak kökenidir.

Homolog kalıtsal değişkenlik serilerinin kökenine ilişkin en olası açıklama şu şekildedir. Bir cins içindeki ilgili türler, bir takım veya familya içindeki cinsler, bireysel ortak genlerin çeşitli faydalı mutasyonlarının seçilmesi, çeşitli faydalı kromozomal yeniden düzenlemelere sahip formların seçilmesi yoluyla ortaya çıkabilir. Bu durumda, farklı kromozomal yeniden düzenlemelerin seçimi nedeniyle evrimde farklılaşan ilgili türler, hem orijinal hem de mutant homolog genler taşıyabilir. Türler aynı zamanda homojen kromozom setleri içeren spontan poliploidlerin seçimi yoluyla da ortaya çıkabilir. Türlerin bu üç tip kalıtsal değişkenliğe dayalı olarak farklılaşması, genetik materyalin ilgili sistematik gruplarda ortak olmasını sağlar. Ancak gerçekte durum elbette şu anda hayal ettiğimizden daha karmaşıktır.

Belki de kromozomların biyokimyasal çalışmaları, yapılarının incelenmesi ve kalıtsal bilginin maddi taşıyıcısı olarak DNA'nın rolünün incelenmesi, organik formların gelişim yollarının homoloji ve analojisine ilişkin henüz bilinmeyen bu fenomenin üzerindeki perdeyi kaldıracaktır.

Protein ile kompleks halindeki nükleik asitler, canlı sistemlerin evriminin en erken aşamalardan itibaren programlanmasını sağlayan birincil substrat ise, o zaman homolojik seriler kanunu, meydana gelen benzer biyolojik mekanizmalar ve süreçler serilerinin ortaya çıkışı kanunu olarak evrensel bir önem kazanır. organik doğada. Bu hem dokuların morfolojisi, fonksiyonel özellikleri, biyokimyasal süreçleri, adaptasyon mekanizmaları vb. hem de tüm canlı organizmaların genetik mekanizmaları için geçerlidir. Tüm önemli genetik olaylar için bir analoji gözlemlenir:

• hücre bölünmesi,
• mitoz mekanizması,
• Kromozom üreme mekanizması,
• mayoz mekanizması,
• gübreleme,
• rekombinasyon mekanizması,
• mutasyonlar vb.

Evrim sürecinde, canlı doğa, şu veya bu tür organizmanın ortaya çıktığı zamana bakılmaksızın, sanki tek bir formüle göre programlanmıştı. Elbette bu tür varsayımsal değerlendirmeler, çok fazla bilginin sentezine dayalı doğrulamayı gerektirir, ancak bu büyüleyici sorunun çözümünün içinde bulunduğumuz yüzyılın çalışmaları olduğu açıktır. Araştırmacıları, türlerin farklılığını karakterize eden belirli farklılıklara değil, benzer genetik mekanizmalara dayanan ortak özelliklere bakmaya zorlamalıdır.

Bir hata bulursanız lütfen metnin bir kısmını vurgulayın ve tıklayın. Ctrl+Enter.

Vavilov'un homolojik seriler yasası

N. I. Vavilov'un araştırmasının önemli bir teorik genellemesi, geliştirdiği homolojik seriler doktrinidir. Kendisi tarafından formüle edilen homolojik kalıtsal çeşitlilik dizisi yasasına göre, yalnızca genetik olarak yakın türler değil, aynı zamanda bitki cinsleri de homolojik form dizileri oluşturur, yani türlerin ve cinslerin genetik çeşitliliğinde belirli bir paralellik vardır. Yakın türler, genotiplerinin (neredeyse aynı gen grubu) büyük benzerliğinden dolayı benzer kalıtsal değişkenliğe sahiptir. İyi çalışılmış bir türdeki karakterlerin bilinen tüm varyasyonları belirli bir sıraya yerleştirilirse, karakter değişkenliğindeki hemen hemen aynı varyasyonların tamamı diğer ilgili türlerde de bulunabilir. Örneğin kulak omuriliğinin değişkenliği yumuşak, durum buğdayı ve arpada yaklaşık olarak aynıdır.

N.I. Vavilov'un yorumu. Genetik olarak yakın olan türler ve cinsler, benzer kalıtsal değişkenlik serileri ile karakterize edilir; öyle bir düzenlilik ki, bir tür içindeki form serileri bilindiğinde, diğer tür ve cinslerdeki paralel formların varlığı tahmin edilebilir. İlişki ne kadar yakınsa, değişkenlik serisindeki benzerlik de o kadar tam olur.

Kanunun modern yorumu

İlgili türler, cinsler, familyalar homolog genlere ve kromozomlardaki gen sıralarına sahiptir; bunların benzerliği ne kadar tamsa, karşılaştırılan taksonlar ne kadar yakınsa evrimsel olarak da o kadar yakındır. İlgili türlerdeki genlerin homolojisi, kalıtsal değişkenlik serilerinin benzerliğinde ortaya çıkar (1987).

Kanunun anlamı

1. Kalıtsal değişkenliğin homolojik serisi yasası, hem kültür bitkilerinin hem de evcil hayvanların çeşitli türlerinin ve bunların yabani akrabalarının neredeyse sonsuz çeşitlilikteki formlarında gerekli özellikleri ve varyantları bulmayı mümkün kılar.

2. Belirli gerekli özelliklere sahip yeni kültür bitkisi çeşitlerinin ve evcil hayvan türlerinin başarılı bir şekilde aranmasını mümkün kılar. Bu, bitkisel üretim, hayvancılık ve yetiştirme kanununun muazzam pratik önemidir.

3. Ekili bitkilerin coğrafyasındaki rolü, D. I. Mendeleev'in Periyodik Element Tablosunun kimyadaki rolüyle karşılaştırılabilir. Homolojik seriler yasasını uygulayarak, muhtemelen aynı coğrafi ve ekolojik ortamda gelişen, benzer özellik ve formlara sahip ilgili türlere dayalı bitkilerin menşe merkezini oluşturmak mümkündür.

Bilet 4

Cinsiyet kromozomlarının farklılaşması sırasındaki özelliklerin kalıtımı (Drosophila'da X kromozomlarının birincil ve ikincil ayrılmaması)

Daha önce de belirtildiği gibi, beyaz gözlü dişi Drosophila ile kırmızı gözlü erkek Drosophila çaprazlandığında F1 bütün kızların gözleri kırmızıdır ve bütün oğulların tek hakları X- anneden gelen kromozom, gözleri beyaz. Bununla birlikte, bazen bu tür geçişlerde,% 0,1-0,001 sıklığıyla sözde istisnai sinekler olarak adlandırılan tek kırmızı gözlü erkekler ve beyaz gözlü dişiler ortaya çıkar. Bridges, bu tür "istisnai bireylerin" ortaya çıkmasının, annelerinde mayoz sırasında her iki X kromozomunun da tek bir yumurtada bulunmasıyla açıklandığını öne sürdü. uyumsuzluk meydana geldi X-kromozomlar. Bu yumurtaların her biri sperm veya sperm tarafından döllenebilir. X-kromozom veya e-kromozom. Sonuç olarak 4 tip zigot oluşturulabilir: 1) üç tip X-kromozomlar – XXX; 2) iki anneyle X-kromozomlar ve e-kromozom XXY; 3) bir babayla X-kromozom; 4) olmadan X-kromozomlar, ancak e-kromozom.

XXY normal doğurgan dişilerdir. XO- erkek ama kısır. Bu gösteriyor ki Drosophila'da e-kromozom cinsiyeti belirleyen genleri içermez. Karşıdan karşıya geçerken XXY normal kırmızı gözlü erkeklere sahip dişiler ( XY) Yavrularda bulunan köprülerin %4'ü beyaz gözlü dişiler ve %4'ü kırmızı gözlü erkeklerdir. Yavruların geri kalanı kırmızı gözlü dişilerden ve beyaz gözlü erkeklerden oluşuyordu. Yazar, bu tür istisnai bireylerin ortaya çıkışını ikincil ayrışmasızlıkla açıkladı. X- mayozda kromozomlar, çünkü dişiler çaprazlanır ( XXY), birincil kromozom ayrılmamasının bir sonucu olarak ortaya çıktı. Mayoz sırasında bu tür dişilerde sekonder kromozom ayrılmaması, birincil ayrılmama durumuna göre 100 kat daha sık gözlenir.

İnsanlar da dahil olmak üzere diğer bazı organizmalarda cinsiyet kromozomlarının ayrılmadığı da bilinmektedir. Iraksamama sonucu ortaya çıkan 4 tür yavrudan X-Kadınlarda kromozom bulunmayan bireylerde X-Embriyonik gelişim sırasında kromozomlar ölür. Zigotlar XXX zihinsel kusurlara ve kısırlığa sahip olma olasılığı normalden daha yüksek olan kadınlarda gelişir. Zigotlardan XXY kusurlu erkekler gelişir - Klinefelter sendromu - kısırlık, zeka geriliği, hadım vücut yapısı. Birinin torunları X-kromozomlar genellikle embriyonik gelişim sırasında ölür; hayatta kalanlar ise Shereshevsky-Turner sendromlu kadınlardır. Kısa, çocuksu ve kısırdırlar. İnsanlarda e-kromozomlar erkek organizmasının gelişimini belirleyen genleri içerir. yokluğunda e-Kromozomlar dişi tipine göre gelişir. Cinsiyet kromozomlarındaki ayrılmama insanlarda Drosophila'ya göre daha sık görülür; Ortalama olarak doğan her 600 erkek çocuğa karşılık bir tanesi Klinefelter sendromludur.