Н и вавилов конспект
Обновлено: 05.07.2024
Данный конспект урока может быть использован на уроке биологии в 9 классе при изучении темы "Основы генетики и селекции".
| Вложение | Размер |
|---|---|
| konspekt_uroka_osnovy_selekcii.doc | 49 КБ |
Предварительный просмотр:
1.Сформировать представление о селекции как науке, познакомить с центрами происхождения культурных растений открытых Вавиловым Н.И., определить практическое значение закона гомологических рядов для развития селекции.
2. В ходе урока продолжить формирование умений анализировать, обобщать полученные знания, продолжить развитие коммуникативной и информационной компетенции.
3. Сформировать уважительное отношение к труду ученых селекционеров на примере научной деятельности Вавилова Н.И.
Тип урока: Изучение нового материала.
Дидактическая цель: Добиваться осознания и изучения нового материала.
Организационный момент: Приветствие класса.
Побудительная мотивация: Одной из главных физиологических потребностей человека является - потребность в еде. Эта потребность была присуща первобытному человеку и человеку современному. В современном мире много стран, население которых, голодает и многие семьи не знают, что будет, есть их семья на обед. Это страны Африки и Латинской Америки. Продовольственная проблема - глобальная проблема человечества. Решить эту проблему помогает такая наука, как селекция, с которой мы сегодня и познакомимся.
Без знания основ генетики селекция как наука, не могла бы развиваться. Поэтому мы должны вспомнить основные понятия генетики
Актуализация: Работа с терминами в виде фронтального опроса.
Основная часть урока:
Все современные сорта растений и породы животных, без которых немыслима современная цивилизация, созданы человеком благодаря селекции.
1. Предком коровы является тур.
2. Предком Овцы мериноса является муфлон.
3. Предками Арабского жеребца и Владимирского тяжеловоза является дикая лошадь Прежевальского.
4. Предками различных пород собак является дикий волк.
Вопрос классу: Чем занимается наука селекция? Как дать определение этой науке?
Определение записывается в тетрадь.
Селекция - это наука о методах создания новых сортов растений, пород животных и штаммов микроорганизмов с нужными человеку признаками.
Сейчас на несколько минут мы представим, что мы селекционеры.
Первый ряд обдумывает ответ на первое задание, второй ряд на второе задание. Время 2 минуты.
Первое задание: Представьте, что вы селекционеры, вам необходимо создать новый сорт томатов, которые будут выращиваться для приготовления томатного сока? Какими признаками бы вы наделили свой сорт? Почему?
Второе задание: Вам необходимо вывести новый сорт томата, пригодного для механизированной уборки плодов. Какими признаками вы наделили бы свой сорт? Почему?
Человеку для разных целей необходимы разные признаки. В первом случае это вкусовые качества томата, во втором случае это форма и размер.
Как человек может сформировать фенотипические признаки?
Может ли человек воздействовать на генотип?
Какие мутагенные факторы вам известны? (колхицин, рентген, ультрафиолет)
Итог: Человек может способствовать возникновению мутаций и отбирать нужные ему признаки. Этим и занимается наука селекция.
В чем заслуга этого выдающегося человека мы сейчас узнаем из рассказа.
Николай Иванович Вавилов выдающийся генетик и селекционер.
В поисках исходного материала для получения новых гибридов растений Н.И. Вавилов организовал в 20-30-е годы десятки экспедиций по всему миру. Во время этих экспедиций было собрано более 1500 видов культурных растений и огромное количество их сортов.
В настоящее время эта уникальная коллекция хранится во всероссийском институте растениеводства и используется селекционерами в их практической работе.
Так, например, известный сорт озимой пшеницы Безостая-1 был получен в результате гибридизации аргентинской пшеницы из коллекции Н.И. Вавилова с отечественными сортами.
Анализируя собранный материал, Николай Иванович Вавилов заметил, что в некоторых районах наблюдается очень большое разнообразие сортов определенных видов культурных растений, а в других районах такого разнообразия нет. Ученый предположил, что район наибольшего генетического разнообразия является центром его происхождения и одомашнивания. На карте показаны восемь центров происхождения важнейших культурных растений. Эти центры совпадают с очагами человеческой культуры.
1. С какой целью Вавилов Н.И. организовал в 20-30 годы десятки экспедиций по всему миру?
2. Какой вывод был сделан ученым, после анализа собранного материала?
Задание: Сейчас вам предлагается на основе текста ст.123-125 учебника заполнить таблицу: (10 мин.)
Селекция: её задачи и значение.
Вклад Н.И.Вавилова в развитие селекции
Ключевые слова: селекция (примитивная, комбинационная; доместикация), задачи селекции, Н.И. Вавилов, развитие селекции, центры многообразия и происхождения культурных растений, центры происхождения домашних животных, закон гомологических рядов в наследственной изменчивости.
Раздел ЕГЭ: 3.8. Селекция, ее задачи и практическое значение. Вклад Н.И. Вавилова в развитие селекции: учение о центрах многообразия и происхождения культурных растений, закон гомологических рядов в наследственной изменчивости…
Сорт, порода, штамм — популяция организмов, искусственно созданная человеком и характеризующаяся определенными наследственными особенностями.
Задачи селекции:
- повышение урожайности сортов культурных растений;
- повышение продуктивности штаммов микроорганизмов;
- увеличение продуктивности пород домашних животных.
Для успешной селекционной работы необходимо: исходное сортовое и видовое разнообразие растений и животных; исследование закономерностей наследования при гибридизации; изучение мутаций и их роли в проявлении и развитии исследуемых признаков; применение различных форм искусственного отбора.
Практические значение современной селекции: обеспечивать продовольственную безопасность будущего человечества, численность которого из года в год неуклонно растёт. Например, созданные во второй половине XX в. селекционерами новые сорта зерновых культур совершили так называемую зелёную революцию в земледелии ряда стран: Индии, Мексики, Аргентины и др. Достижения селекционеров заключались в том, что ими были выведены низкорослые, карликовые сорта злаков (риса и пшеницы), у которых все образующиеся в процессе фотосинтеза питательные вещества расходуются в основном на рост колоса, а не на развитие стеблей и листьев. Урожайность таких низкорослых сортов злаков возросла в 7—8 раз, и они оказались более устойчивыми к полеганию, так как стебли-соломины у них стали толще и крепче, чем у высокорослых сортов растений.
Примеры полезных свойств: рост, размер и форма плодов, урожайность, удойность у коров, устойчивость к факторам внешней среды (к засушливому климату, к морозу).
Зарождение селекции
С давних пор человек для своих нужд вёл промысел диких животных и собирал дикорастущие растения. С ростом народонаселения земного шара и расширением его оседлости природа была уже не в состоянии удовлетворить возросшие потребности людей в пище, одежде и других ресурсах. Человек оказался перед необходимостью целенаправленного выращивания и разведения необходимых ему организмов.
Начальным этапом селекции стала доместикация (от лат. domesticus — домашний) — превращение диких организмов в культурные. Одними из первых культурных растений стали зерновые злаки. Так, возделывание пшеницы и ячменя на Ближнем Востоке и в Древнем Египте началось 10 тыс. лет назад. С давних времён в земледельческой культуре известны рис, кукуруза, виноград, маслина и др. К числу сравнительно недавно окультуренных растений принадлежит сахарная свёкла, которую стали выращивать в последние двести лет с целью снижения зависимости зон умеренного климата от тропических областей, где возделывается сахарный тростник. За всю свою историю человечество окультурило свыше 150 видов растений, из которых сейчас наиболее широко выращивается около 20 видов.
Центры многообразия и происхождения
культурных растений и домашних животных
Большой вклад в изучение центров доместикации культурных растений внёс Н. И. Вавилов. В 1920—1940 гг. в результате многочисленных экспедиций он изучил географическое распространение около 1600 сортов культурных растений всего земного шара и установил их центры многообразия и происхождения. Рассмотрим их по порядку.
Центры происхождения культурных растений: 1 — Тропический; 2 — Восточноазиатский; 3 — Юго-Западноазиатский; 4 — Средиземноморский; 5 — Абиссинский; 6 — Центральноамериканский; 7 — Андийский; 8 — Африканский; 9 — Австралийский; 10 — Европейско-Сибирский; 11 — Североамериканский
- Тропический, или Индомалайский, центр охватывает территории Индии, Индокитая и островов Юго-Восточной Азии. Из этого центра происходит около 30 % возделываемых в настоящее время культурных растений, например сахарный тростник, рис, огурец, банан, манго.
- Восточноазиатский центр включает Китай, Корею, Японию и Тайвань. Отсюда произошло более 20 % всей мировой культурной флоры, в том числе соя, просо, яблоня, апельсин, слива, чайный куст.
- Юго-Западноазиатский центр расположен на территории Аравийского полуострова, Малой и Средней Азии, Кавказа. С этим центром связано происхождение около 15 % культурных растений, наиболее важные из которых — зерновые злаки (мягкая пшеница, рожь), а также бобовые культуры (горох и чечевица). Из этого же центра происходят абрикос, груша, виноград.
- Средиземноморский центр охватывает страны Средиземноморья, в том числе юга Европы и севера Африки. Этот центр совпадает с очагами древних цивилизаций. Отсюда произошло около 10 % всей мировой культурной флоры, среди которой овощные растения, например капуста и свёкла, а также масличные культуры, например маслина.
- Абиссинский центр, находящийся в Африке (в Эфиопии), характеризуется рядом уникальных видов и даже родов культурных растений, таких как кофейное дерево, твёрдая пшеница и ячмень.
- Центральноамериканский центр включает территорию юга Мексики и некоторых стран Карибского бассейна. Отсюда ведут начало такие культуры, как кукуруза, тыква, перец, фасоль, хлопчатник, какао.
- Андийский центр расположен в пределах Южной Америки и включает часть районов Андийского горного хребта вдоль её западного побережья. Это родина ананаса, клубненосных культур, в том числе картофеля, и лекарственных растений, например кокаинового куста.
Начатая Н. И. Вавиловым работа была продолжена другими учёными. В 1970 г. отечественный учёный П. М. Жуковский установил ещё четыре центра происхождения культурных растений: Африканский, Австралийский, Европейско-Сибирский и Североамериканский.
В 1926 г. Н. И. Вавиловым была заложена коллекция семян культурных растений, которая постоянно пополняется и используется селекционерами для работ по созданию новых сортов. В настоящее время коллекция, хранящаяся в Санкт-Петербурге, насчитывает свыше 320 тыс. образцов семян культурных растений, происходящих из разных уголков земного шара.
С распространением земледелия важную роль в хозяйственной деятельности человека стали играть домашние животные. Процесс одомашнивания животных был более сложным и длительным, чем окультуривание растений. Человек одомашнил лишь 0,004% фауны планеты: около 60 видов млекопитающих, 12 видов птиц, семь видов рыб и пять видов насекомых. Центры происхождения домашних животных, так же как и центры происхождения культурных растений, совпадают с очагами древнейших цивилизаций. Эти области определены ареалами обитания диких предков домашних животных.
Число культурных растений и домашних животных, возникших вне вышеперечисленных центров доместикации, невелико.
Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости
Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости был сформулирован выдающимся русским ученым Н.И. Вавиловым в 1920 г.
Сущность закона заключается в следующем: виды и роды, генетически близкие, связанные друг с другом единством происхождения, характеризуются сходными рядами наследственной изменчивости. Зная, какие формы изменчивости встречаются у одного вида, можно предвидеть нахождение аналогичных форм у родственного ему вида. Фактами, подтверждающими этот закон, являются случаи альбинизма у позвоночных, гемофилия у человека и других млекопитающих.
В основе закона гомологических рядов фенотипической изменчивости у родственных видов лежит представление о единстве их происхождения от одного предка в процессе естественного отбора.
У родственных видов, имеющих общее происхождение, возникают и сходные мутации. Это означает, что у представителей разных семейств и классов растений и животных со сходным набором генов можно встретить параллелизм — гомологические ряды мутаций по морфологическим, физиологическим и биохимическим признакам и свойствам. Так, у разных классов позвоночных встречаются сходные мутации: альбинизм и отсутствие перьев у птиц, альбинизм и бесшерстность у млекопитающих, гемофилия у многих млекопитающих и человека. У растений наследственная изменчивость отмечена по таким признакам, как пленчатое или голое зерно, остистый или безостый колос и др.
Знание характера изменчивости нескольких родственных видов дает возможность поиска признака, который отсутствует у одного из них, но характерен для других. Таким путем были собраны и изучены голозерные формы злаков, односемянные сорта сахарной свеклы, не нуждающиеся в прорывке, что особенно важно при механизированной обработке почв.
Никола́й Ива́нович Вави́лов – российский и советский учёный-генетик, ботаник, селекционер, географ. Организатор и участник ботанико-агрономических экспедиций, охвативших большинство континентов (кроме Австралии и Антарктиды), в ходе которых выявил древние очаги формообразования культурных растений. Создал учение о мировых центрах происхождения культурных растений. Обосновал учение об иммунитете растений, открыл закон гомологических рядов в наследственной изменчивости организмов. Внёс существенный вклад в разработку учения о биологическом виде. Под руководством Вавилова была создана крупнейшая в мире коллекция семян культурных растений. Он заложил основы системы государственных испытаний сортов полевых культур. Сформулировал принципы деятельности главного научного центра страны по аграрным наукам, создал сеть научных учреждений в этой области.
Погиб в годы сталинских репрессий. На основании сфабрикованных обвинений был арестован в 1940 году, в 1941 году – осуждён и приговорён к расстрелу, который впоследствии был заменён 20-летним сроком заключения. В 1943 году умер в тюрьме. В 1955 году посмертно реабилитирован.
Детство и юность
Николай Иванович Вавилов родился 25 ноября (13 ноября по старому стилю) 1887 года на Средней Пресне в Москве.
Мать Александра Михайловна Вавилова (1868—1938), урождённая Постникова, дочь художника-резчика, работавшего в Прохоровской мануфактуре. В своей автобиографии Сергей Вавилов пишет о ней:
Всего в семье было семеро детей, однако трое из них умерли ещё в младенчестве. У Николая Вавилова был младший брат Сергей Вавилов (1891—1951) и две сестры — Александра и Лидия. Сергей Вавилов получил образование физика в 1914 году в Московском университете, в том же году был призван в армию, участвовал в Первой мировой войне. В 1932 году Сергей Вавилов стал академиком АН СССР, в том же году возглавил Государственный оптический институт, является основателем научной школы физической оптики в СССР. Возглавлял Академию наук СССР с 1945 по 1951 год. Умер в 1951 году от инфаркта. Старшая сестра Александра (1886—1940) получила медицинское образование, была общественным деятелем, организовала санитарно-гигиенические сети в Москве. Младшая сестра Лидия (1891—1914) получила специальность микробиолога. Умерла от чёрной оспы, ухаживая за больными во время эпидемии.
С раннего детства Николай Вавилов был предрасположен к естественным наукам. В числе его детских увлечений были наблюдения за животным и растительным миром. У отца была большая библиотека, в которой были редкие книги, географические карты, гербарии. Это сыграло немалую роль в формировании личности Вавилова.
Образование
Семейное положение
Научная деятельность и дальнейший жизненный путь
1911—1918
По окончании института в 1911 году Вавилов был оставлен для подготовки к профессорскому званию на кафедре частного земледелия, которую возглавлял Д. Н. Прянишников. Был прикомандирован к Селекционной станции института, которой руководил селекционер Д. Л. Рудзинский, где начал исследование иммунитета культурных растений к паразитическим грибам; одновременно преподавал в институте и на Голицынских высших женских сельскохозяйственных курсах.
С целью более широкого ознакомления с систематикой и географией культурных злаков и их болезней в течение 1911—1912 годов Николай Вавилов прошёл стажировку в Петербурге, в Бюро прикладной ботаники и селекции (руководитель Р. Э. Регель), а также в бюро по микологии и фитопатологии (руководитель А. А. Ячевский).
В 1913 году Вавилов был направлен за границу для завершения образования.
В 1915 году Николай Вавилов начал заниматься изучением иммунитета растений. Первые опыты проводились в питомниках, развёрнутых совместно с профессором С. И. Жегаловым.
Из-за дефекта зрения (в детстве он повредил глаз) Вавилов был освобождён от военной службы, но в 1916 году его привлекли в качестве консультанта по вопросу массового заболевания солдат русской армии в Персии. Он выяснил причину заболевания, указав на то, что в местную муку попадают частицы семян Плевела опьяняющего (Lolium temulentum ), а с ним грибок Stromantinia temulenta, который вырабатывает алкалоид темулин — вещество, способное вызвать серьёзное отравление у людей (головокружение, сонливость, потеря сознания, судороги) с возможным летальным исходом. Решением проблемы стал запрет на употребление местных продуктов, провизию стали завозить из России, в результате чего вопрос с болезнью был исчерпан.
1918—1930
В 1919 году Вавилов создал учение об иммунитете растений.
В 1920 году Сельскохозяйственный научный комитет, во главе с его председателем В. И. Ковалевским, избрал Николая Вавилова заведующим Отделом прикладной ботаники и селекции в Петрограде, и в январе 1921 года он почти со всеми своими саратовскими учениками покинул Саратов. Научная работа на новом месте началась с большим размахом.
С 1921 года Вавилов заведовал Отделом прикладной ботаники и селекции в Петрограде, который в 1924 был реорганизован во Всесоюзный институт прикладной ботаники и новых культур, а в 1930 — во Всесоюзный институт растениеводства (ВИР), руководителем которого он оставался до августа 1940.
Голод в Поволжье 1921—1922 годов заставил российских учёных изменить направление исследований.
На обратном пути Вавилов посетил ряд европейских стран (Англия, Франция, Бельгия, Голландия, Швеция), где встречался с учёными, установил новые научные связи, знакомился с научными лабораториями и селекционными станциями, организовал закупки сортового семенного материала, книг, научного оборудования.
Так, например, в 1922 году Вавилов в Голландии встретился с Гуго де Фризом (основателем мутационной теории). Ознакомившись с научными изысканиями голландца, Вавилов, вернувшись в Россию, выступил за вовлечение науки в создание сортовых ресурсов страны, продолжил расширение Отдела прикладной ботаники, стремясь превратить его в крупный центр сельскохозяйственной науки, приглашал учёных из других городов. Работа была направлена на выявление мирового разнообразия культурных растений с целью дальнейшего использования его для нужд страны. В 1923 году Вавилов был избран членом-корреспондентом АН СССР в отделение физико-математических наук (по разряду биологическому).
В 1923 году Вавилова избрали директором Государственного института опытной агрономии.
В 1924 году под руководством учёного на всей территории СССР была заложена и стала расти сеть опытных станций по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур. В 115 отделениях и опытных станциях, в различных почвенно-климатических условиях СССР — от субтропиков до тундры — шло изучение и испытание разных форм полезных растений.
С 1924 по 1927 год был проведён ряд внутрисоюзных и зарубежных экспедиций — Афганистан (Вавилов вместе с Д. Д. Букиничем первыми из европейцев проникли в Нуристан — высокогорную провинцию Афганистана, в то время закрытую для иноземцев), Средиземноморье, Африка, в ходе которых Вавилов продолжал пополнять коллекцию образцов и изучение очагов возникновения культурных растений.
Путешествие было, пожалуй, удачное, обобрали весь Афганистан, пробрались к Индии, Белуджистану, были за Гиндукушем. Около Индии добрели до финиковых пальм, нашли прарожь, видел дикие арбузы, дыни, коноплю, ячмень, морковь. Четыре раза перевалили Гиндукуш, один раз по пути Александра Македонского. Собрал тьму лекарственных растений
В 1925 году последовали экспедиции в Хивинский оазис и другие сельскохозяйственные районы Узбекистана.
В 1926—1927 годах Вавилов совершил экспедицию по странам Средиземноморья. Исследовательские работы им были проведены в Алжире, Тунисе, Марокко, Ливане, Сирии, Палестине, Трансиордании, Греции, Италии, Сицилии, Сардинии, Крите, Кипре, южной части Франции, Испании, Португалии, затем во Французском Сомали, Абиссинии и Эритрее. На обратном пути Вавилов ознакомился с земледелием в горных районах Вюртемберга (Германия). Караванные и пешие маршруты в этой экспедиции составили около 2 тысяч км. Семенной материал, собранный Вавиловым, исчислялся тысячами образцов.
В 1929 году Вавилов с целью изучения особенностей сельского хозяйства совершил экспедиции в страны Восточной Азии: вместе с М. Г. Поповым — в северо-западную часть Китая — Синьцзян, а в одиночку — в Японию, на Тайвань и в Корею.
В 1929 году Вавилов был избран действительным членом АН СССР и одновременно академиком Всеукраинской академии наук, назначен президентом Всесоюзной академии сельскохозяйственных наук имени В. И. Ленина (ВАСХНИЛ), организованной на базе Государственного института опытной агрономии, который Вавилов возглавлял с 1923 г. Здесь он направил свою энергию на организацию системы научных институтов сельскохозяйственного профиля. За первые три года работы Вавилова на посту президента ВАСХНИЛ были созданы институты зернового хозяйства на Северном Кавказе, в Сибири, на Украине и юго-востоке европейской части страны, появились институты овощного хозяйства, плодоводства, прядильных лубо-волокнистых растений, картофельного хозяйства, риса, виноградарства, кормов, субтропических культур, лекарственных и ароматических растений и другие — всего около 100 научных учреждений. Всесоюзный институт растениеводства стал одним из головных институтов новой академии.
1930—1939
Коллекция початков кукурузы в кабинете Николая Вавилова в Всероссийском институте растениеводства.
В 1930 году Вавилов создал и возглавил Генетическую лабораторию АН СССР в Москве (в 1933 году преобразована в Институт генетики АН СССР, который Вавилов возглавлял вплоть до своего ареста в 1940 году). В 1930 году организовал II Международный конгресс почвоведов в Москве, участвовал (по приглашению Корнелльского университета, США) в Международной конференции по сельскохозяйственной экономике, а после неё совершил экспедицию по американскому континенту: он объехал все южные штаты США от Калифорнии до Флориды, пересёк двумя маршрутами горные и равнинные районы Мексики, Гватемалу.
В 1931 году Вавилов возглавил Всесоюзное географическое общество и оставался в должности его президента до 1940 года.
В 1932 году Вавилова выбрали вице-президентом VI Международного конгресса по генетике, проведённого в Итаке. На нём была представлена коллекция ВИРа, собранная во время последней американской экспедиции. После конгресса он объехал ряд провинций Канады и затем полгода обследовал земледельческие районы стран Центральной и Южной Америки: Сальвадора, Коста-Рики, Никарагуа, Панамы, Перу, Боливии, Чили, Аргентины, Уругвая, Бразилии, Тринидада, Кубы, Пуэрто-Рико и других, всего — 17 стран.
В 1939 году Вавилов возглавил сельскохозяйственную группу Северо-Кавказской комплексной экспедиции Академии наук СССР. Пройдя по Военно-Осетинской дороге, он посетил и исследовал Цейский ледник и Мамисонский перевал.
Научные достижения
Экспедиции
Разработка научных теорий
Учение об иммунитете растений
Основная статья: Иммунитет растений
Вавилов является основателем учения об иммунитете растений, положившего начало изучению его генетической природы. Он считал, что устойчивость против паразитов выработалась в процессе эволюции растений в центрах их происхождения на фоне длительного (в течение тысячелетий) естественного заражения возбудителями болезней. Согласно Вавилову, если в результате эволюции растения приобретали гены устойчивости к патогенам — возбудителям болезней, то последние приобретали способность поражать устойчивые сорта благодаря появлению новых физиологических рас. Так, каждый сорт пшеницы может быть восприимчивым к одним расам и иммунным к другим. Новые расы фитопатогенных микроорганизмов возникают в результате гибридизации, мутаций или гетерокариозиса (разноядерности) и других процессов.
Вавилов подразделял иммунитет растений на структурный (механический) и химический. Механический иммунитет растений обусловлен морфологическими особенностями растения-хозяина, в частности, наличием защитных приспособлений, которые препятствуют проникновению патогенов в тело растений. Химический иммунитет зависит от химических особенностей растений.
Учение о центрах происхождения культурных растений
Основная статья: Центры происхождения культурных растений
Учение о центрах происхождения культурных растений сформировалось на основе идей Чарлза Дарвина (см. Происхождение видов) о существовании географических центров происхождения биологических видов. В 1883 году Альфонс Декандоль опубликовал работу, в котором установил географические области начального происхождения главнейших культурных растений. Однако эти области были приурочены к целым континентам или к другим, также достаточно обширным, территориям. После выхода книги Декандоля познания в области происхождения культурных растений значительно расширились; вышли монографии, посвящённые культурным растениям различных стран, а также отдельным растениям. Наиболее планомерно эту проблему в 1926—1939 годах разрабатывал Николай Вавилов. На основании материалов о мировых растительных ресурсах он выделял 7 основных географических центров происхождения культурных растений.
Южноазиатский тропический центр (около 33 % от общего числа видов культурных растений)
1. Восточноазиатский центр (20 % культурных растений)
2. Юго-Западноазиатский центр (4 % культурных растений)
3. Средиземноморский центр (примерно 11 % видов культурных растений)
4. Эфиопский центр (около 4 % культурных растений)
5. Центральноамериканский центр
6. Андийский центр
Многие исследователи, в том числе П. М. Жуковский, Е. Н. Синская, А. И. Купцов, продолжая работы Вавилова, внесли в эти представления свои коррективы. Так, тропическую Индию и Индокитай с Индонезией рассматривают как два самостоятельных центра, а Югозападноазиатский центр разделён на Среднеазиатский и Переднеазиатский, основой Восточноазиатского центра считают бассейн Хуанхэ, а не Янцзы, куда китайцы как народ-земледелец проникли позднее. Установлены также центры древнего земледелия в Западном Судане и на Новой Гвинее. Плодовые культуры (в том числе ягодные и орехоплодные), имея более обширные ареалы распространения, выходят далеко за пределы центров происхождения, более согласуясь с представлениями Декандоля. Причина этого заключается в их преимущественно лесном происхождении (а не предгорном, как для овощных и полевых культур), а также в особенностях селекции. Выделены новые центры: Австралийский, Североамериканский, Европейско-Сибирский.
Некоторые растения были введены в прошлом в культуру и вне этих основных центров, но число таких растений невелико. Если ранее считалось, что основные очаги древних земледельческих культур — широкие долины Тигра, Евфрата, Ганга, Нила и других крупных рек, то Вавилов показал, что почти все культурные растения появились в горных районах тропиков, субтропиков и умеренного пояса.
Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости
Основная статья: Гомологические ряды в наследственной изменчивости
Суть явления состоит в том, что при изучении наследственной изменчивости у близких групп растений были обнаружены сходные аллельные формы, которые повторялись у разных видов (например, узлы соломины злаков с антоциановой окраской или без неё, колосья с остью или без неё и т. п.). Наличие такой повторяемости давало возможность предсказывать наличие ещё не обнаруженных аллелей, важных с точки зрения селекционной работы. Поиск растений с такими аллелями проводился в экспедициях в предполагаемые центры происхождения культурных растений. Следует помнить, что в те годы искусственная индукция мутагенеза химическими веществами или воздействием ионизирующих излучений ещё не была известна, и поиск необходимых аллелей приходилось производить в природных популяциях.
Опубликованию закона предшествовала огромная работа по изучению Вавиловым и его сотрудниками тысяч сортов в течение восьми лет, с 1913 по 1920 год.
Первая (1920) формулировка закона включала в себя две закономерности:
Первая закономерность, которая бросается в глаза при детальном изучении форм у каких-либо линнеонов растений, принадлежащих к одному и тому же роду, — это тождество рядов морфологических и физиологических свойств, характеризующих разновидности и расы у близких генетических линнеонов, параллелизм рядов видовой генотипической изменчивости …Чем ближе генетически виды, тем резче и точнее проявляется тождество рядов морфологических и физиологических признаков.
…2-я закономерность в полиморфизме, вытекающая по существу из первой, состоит в том, что не только генетически близкие виды, но и роды проявляют тождества в рядах генотипической изменчивости.
Вавилов рассматривал сформулированный им закон как вклад в популярные в то время представления о закономерном характере изменчивости, лежащей в основе эволюционного процесса (например, теория номогенеза Л. С. Берга). Он полагал, что закономерно повторяющиеся в разных группах наследственные вариации лежат в основе эволюционных параллелизмов и явления мимикрии.
Признание иностранных научных организаций
В иностранных государствах Н. И. Вавилов был избран:
Награды в честь Вавилова
- Российской академией наук была учреждена премия имени Н. И. Вавилова;
- ВАСХНИЛ учредил Золотую медаль имени Н. И. Вавилова;
- Академия Наук СССР учредила премию (1965) и золотую медаль (1968) имени Вавилова.
Растения
В честь Н. И. Вавилова назван род растений Вавиловия (Vavilovia ) Fed. семейства Бобовые, а также целый ряд видов растений:
Селекция — это комплексная наука, теоретической основой которой является генетика.
Основоположником теоретической селекции является Н.И. Вавилов, который и определил основные задачи этой науки.
Н.И. Вавилов
с 1924 и по 1939 годы Н.И. Вавилов организовал 180 экспедиций с целью изучения многообразия и географического распространения культурных растений. В ходе экспедиций было собрано более 250 000 образцов растений из различных регионов земного шара, которые до сих пор используются в качестве исходного материала для выведения новых сортов растений. Экспедиции позволили Вавилову выявить мировые очаги (центры происхождения) культурных растений.
Советский ботаник Николай Вавилов на основе теоретической базы генетики обосновал практические основы селекции. Он много путешествовал и собирал семена редких и продуктивных растений в разных уголках земного шара. Результатом стало создание уникальной коллекции семян – база для получения новых сортов культурных растений.
Важным открытием Н.И. Вавилова стали центры происхождения культурных растений. Данные ученый собирал и систематизировал после экспедиций по регионам мира. Идеи о существовании регионов или областей, где выведены культурные растения далекими предками, были выдвинуты Ч. Дарвином. Он утверждал, что остатки окультуренных форм во всем генетическом разнообразии сохранились в диком виде. Николай Вавилов поддержал и доказал верные выводы, сделанные Ч. Дарвином. Проведя практические исследования, он выделил 7 центров происхождения культурных растений.
Центры происхождения
- Южноазиатский (рис, сахарный тростник, баклажан, кокосовое пальмы и др.).
- Восточноазиатский (просо, гречиха, груши, яблони, сливы, ряда цитрусовых).
- Юго-западно-азиатский (мягкая пшеница, карликовая пшеница, горох, чечевица, конские бобы, хлопчатник).
- Средиземноморский (маслины, свекла, капуста и др.).
- Центральноамериканский (кукуруза, американская фасоль, тыква, перец, какао, американский хлопчатник).
- Южно-американский (картофель, табак, ананас, арахис).
- Абиссинский (эфиопский) (твердая пшеница, ячмень, кофейное дерево).
В каждом центре берут происхождение растения, которые выращивались в древних цивилизациях. Ученый доказал, что часть растений в древности окультурена в горных областях тропиков, субтропиков и умеренного пояса. Их семена Николай Вавилов привез в Россию, что стало толчком для дальнейшего развития селекции и создания новых сортов.
В основе закона лежит степень исторического родства, которое пропорционально количеству общих генов. Отсюда вытекает возможность сходных мутаций, что проявляется в фенотипе (внешнем облике) похожими изменениями. Благодаря выявленным, в близкородственных группах, сочетанием признаков, можно предвидеть существование новых, еще неизвестных науке видов.
Закон представляет собой не только теорию, он подтвержден практическими опытами. Например, если известны арбузы круглой и продолговатой формы, то такие же признаки есть и у дыни. Если у пшеницы колос желтый, красный, серый, то и у ржи будут выражены такие же цвета. Позже было доказано, что закон действует и в отношении животного царства.
Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости
- Чем ближе генетически в общей системе расположены роды и виды, тем полнее тождество в рядах их изменчивости.
- Целые семейства растений характеризуются определенным циклом изменчивости, проходящей через все роды, составляющие семейство.
Вавилов Николай Иванович (1887–1943) — советский учёный-биолог, генетик, химик, географ, общественный и государственный деятель. Автор учения об иммунитете растений, основоположник генетической науки в СССР. Вавилов, биография которого тесно связана с научной деятельностью, мечтал навсегда избавить человечество от голода. В докладе для детей 5 класса стоит осветить самые важные достижения учёного, особенности его личной жизни.
Ранние годы
Николай Иванович появился на свет 25 ноября 1887 года в Москве в семье зажиточного купца, владевшего обувной мануфактурой. Из семерых детей выжило только четверо, и в дальнейшем все отпрыски Вавилова стали известными учёными.
Вавилов-старший мечтал, чтобы его сыновья продолжили семейное дело и занялись мануфактурой. Однако мальчиков не интересовала торговля: Николая занимала ботаника и география, а, младший, Сергей углублённо изучал математику и физику.
После окончания гимназии братья были вынуждены уступить отцовской воле и стать студентами коммерческого училища. Однако мечты о научной карьере взяли верх, и вскоре Николай поступил на факультет агрономии Сельскохозяйственного института. Здесь под влиянием светил аграрной науки он сформировался как учёный.
Научная деятельность
После окончания института Николай Вавилов продолжил обучение в Петербургском Бюро прикладной ботаники, а в 1913 году отправился за новыми знаниями за границу.
После исследовательской поездки по Центральной Азии Вавилов обосновался в Саратове, где стал преподавать в университете и заниматься наукой. Изучая устойчивость растений к различным инфекциям, он обнаружил в них генетический иммунитет.
После публикации своей работы Вавилов стал сенсацией в научном сообществе. Его вклад в науку был огромным, поскольку открывал большие возможности для практического применения. Свой успех советский учёный закрепил на Международном сельскохозяйственном конгрессе в США, где выступил с докладом на тему закона гомологических рядов.
В 1921 году Николай Вавилов организовал в Царском селе Всесоюзный институт растениеводства, которому посвятил всю свою жизнь.
В 1929 году Николай Иванович был избран действительным членом АН СССР, назначен президентом Всесоюзной академии сельскохозяйственных наук имени В. И. Ленина. На новом посту он взялся за организацию системы научных институтов сельскохозяйственного профиля по всей стране.
Биологические экспедиции
Научные экспедиции были неотъемлемой частью жизни Вавилова. Каждый раз, возвращаясь из очередной экспедиции, он привозил с собой богатейшую коллекцию растений, которые впоследствии легли в основу первого в мире генного банка.
При изучении краткой биографии Вавилова Николая Ивановича стоит отметить, что за всю жизнь он побывал в 180 экспедициях по всему миру, побывав в самых удалённых уголках планеты. По большей части его маршруты были пешими, и Вавилов в поисках редких растений прошагал в общей сложности более 2 тысяч километров.
Арест
В 1930-е годы вокруг Вавилова начались плестись политические интриги, однако открыто взяться за учёного с мировым именем ещё не смели. В тот период Николай Иванович работал с молодым агрономом Трофимом Лысенко, который сделал всё возможное, чтобы испортить карьеру талантливому учёному и занять его место.
Лысенко стал публично обличать действия Вавилова, называя генетику буржуазной лженаукой. Академику запретили выезжать за границу, а в августе 1940 года арестовали по ложному доносу и в течение 11 месяцев ежедневно проводили допросы, которые сопровождались жестокими пытками.
В итоге Вавилов был осуждён за вредительство, помощь буржуазным организациям и приговорён к расстрелу, который впоследствии был заменён 20-летним сроком заключения.
Личная жизнь
Николай Иванович был дважды женат. В 1912 году он женился на купеческой дочери Екатерине Николаевне, подарившей мужу сына Олега. Однако это брак продлился недолго.
В 1926 году он женился на своей возлюбленной Елене Барулиной. Вторая супруга также занималась наукой и была верным другом и единомышленником Николая Ивановича. В этом браке родился второй сын Вавилова, Юрий.
Здоровье Вавилова подорвали выпавшие на его долю лишения. Скончался выдающийся учёный 26 января 1943 года в Саратовской тюрьме. Причиной смерти стала пневмония. Был посмертно реабилитирован в 1955 году.
Читайте также: