Билет № 22
Вопрос 1. Роль генотипа и среды в повышении продуктивности сельскохозяйственных растений и животных
Успех селекционной работы в определенной степени зависит от генетического разнообразия исходной группы организмов. В основе селекции лежит закон гомологических рядов Н. И. Вавилова, согласно которому близкие по эволюционному происхождению роды и виды имеют сходные ряды наследственной изменчивости. Так, черная окраска семян встречается у многих злаковых; у животных также наблюдаются сходные мутации: у млекопитающих – альбинизм, отсутствие волосяного покрова, гемофилия и т. п. Это позволяет при знании ряда вариантов признаков в пределах одного вида предвидеть наличие аналогичных вариантов у представителей родственных видов и родов.
Большой вклад в селекцию плодовых растений внес ученый-селекционер И. В. Мичурин. Важное место в селекционной работе Мичурина занимало управление доминированием. В конкретных условиях среды у гибридов преимущественно доминируют те признаки, которые получают наиболее благоприятные условия для своего развития. Если один из родительских сортов был морозостойким, а другой обладал хорошими вкусовыми качествами плодов, то развития этих качеств в гибриде И. В. Мичурин достигал специальными приемами выращивания такого гибрида. К их числу относится метод ментора. Воспитание в гибриде желательных качеств достигается путем специальных прививок между гибридом и одним из родительских сортов. Дальнейшее развитие гибрида идет под влиянием растения-воспитателя (ментора).
Для преодоления нескрещиваемости при отдаленной гибридизации Мичурин применял метод предварительного вегетативного сближения – черенок одного вида (рябины) прививали в крону растения другого вида (груши), после 5-6-летнего питания за счет веществ подвоя происходило сближение физиологических и биохимических свойств привоя и подвоя. Затем, во время цветения рябины, ее цветки опыляли пыльцой груши, при этом осуществлялось скрещивание.
Для животных характерно в основном половое размножение. В связи с этим селекционеру важно определить наследственные признаки самцов, которые непосредственно у них не проявляются (жирномолочность, яйценоскость). Поэтому оценка животных может быть осуществлена по их родословной и по качеству их потомства. Имеет определенное значение также учет экстерьера, т. е. совокупности внешних признаков животного. Подбор производителей в животноводстве особенно актуален в связи с применением в настоящее время искусственного осеменения, позволяющего получить от одного организма значительное число потомков.
В селекции животных широко применяют два вида скрещивания: родственное (инбридинг) и неродственное (аутбридинг). Инбридинг ведет к гомозиготности и чаще всего сопровождается уменьшением устойчивости животных к средовым факторам, снижением плодовитости и т. п. Для устранения неблагоприятных последствий используют неродственное скрещивание разных линий и пород. Скрещивание внутри породы или между породами сопровождается строгим отбором, что позволяет поддерживать полезные качества и усиливать их в последующих поколениях.
Важнейшим направлением в селекции животных является применение гетерозиса, сущность которого состоит в том, что гибриды первого поколения имеют повышенную жизнеспособность и усиленное развитие.
Вопрос 2. Изменения в биогеоценозах. Причины смены биогеоценозов. Охрана биогеоценозов
Хотя биогеоценоз является саморегулирующейся системой, стремящейся к устойчивому состоянию, однако последнее никогда не достигается полностью. Этому препятствует непостоянство внешних условий, например, климатических, а также изменения, возникающие в результате жизнедеятельности организмов, из которых состоит биогеоценоз.
Поэтому ни один биогеоценоз не существует вечно, рано или поздно он сменяется другим. Способность к сменам – одно из важнейших свойств биогеоценозов. Длительное существование популяций на одном месте изменяет биотоп так, что он становится малопригодным для одних видов, но подходящим для жизни других видов. В результате на этом месте развивается другой, более приспособленный к новым условиям биоценоз. Такая
Любой биогеоценоз развивается и эволюционирует. Ведущее значение в процессе смены наземных биогеоценозов принадлежит растениям, но их деятельность неотделима от деятельности остальных компонентов системы, и биогеоценоз всегда живет и изменяется как единое целое. Велика также роль деятельности человека.
Смена идет в определенных направлениях, а длительность существования различных биогеоценозов очень различна. Примером изменения недостаточно сбалансированной системы может служить зарастание водоема. Вследствие недостатка кислорода в придонных слоях воды часть органического вещества остается неокисленной и не используется в дальнейшем круговороте. В глубоких местах остатки планктона откладываются на дне, образуя мелкозернистый ил. В прибрежной зоне накапливаются остатки водной растительности, образующие торфянистые отложения. Водоем мелеет, чему способствуют также отложения глины и песка, поступающие с водосборной площади. Прибрежная водная растительность распространяется к центру водоема, образуются торфяные отложения. Озеро постепенно превращается в болото. Исчезают рыбы и планктон открытых участков. Многие растения и животные замещаются другими видами, более приспособленными к условиям болот. Окружающая наземная растительность постепенно надвигается на место бывшего водоема. В зависимости от местных условий здесь может возникнуть осоковый луг, лес или иной тип биогеоценоза.
Некоторые устойчивые биогеоценозы после нарушения способны к самовосстановлению, которое осуществляется через ряд этапов. Примером может служить закономерная смена биогеоценозов при восстановлении елового леса. На открытых местах всходы ели повреждаются весенними заморозками, страдают от солнечного нагрева и не могут конкурировать со светолюбивыми растениями. В первые два года на вырубках и гарях буйно развиваются травянистые растения. Вскоре появляются многочисленные всходы березы, осины, сосны, которые вытесняют травянистую растительность и постепенно образуют мелколиственный или сосновый лес. Только теперь возникают условия, благоприятные для возобновления ели. Теневыносливые всходы ели успешно конкурируют с подростом светолюбивых лиственных пород. Когда ель достигает верхнего яруса, она полностью вытесняет лиственные деревья. Так, через ряд временных биогеоценозов восстанавливается исходный биогеоценоз елового леса.
Вопрос 3. Рассмотреть на влажном препарате клубеньки на корнях бобовых. Описать характер взаимоотношений клубеньковых бактерий и бобовых растений. Сравнить цепь питания с включением в нее данных организмов.
Бактериальные клубеньки на корнях бобовых растений представляют собой видоизмененные боковые корни, приспособленные к симбиозу с бактериями из рода «Ризобиум». Эти бактерии проникают через корневые волоски внутрь молодых корней и вызывают образование на них клубеньков.
Бактерии находятся в цитоплазме клеток в бактероидной ткани. Снаружи клубенек покрыт покровной тканью, между ней и бактероидной тканью находятся проводящие ручки, связанные с проводящей системой материнского корня. На кончике клубенька сохраняется образовательная ткань, благодаря которой он способен нарастать в длину. Между клетками корня и бактериями существует тесное биохимическое взаимодействие. Благодаря этому происходит синтез органических веществ с использованием молекулярного азота, недоступного в такой форме для высших зеленых растений. Часть веществ, синтезированных в клубеньках, усваивают бобовые растения, бактерии же используют различные вещества, находящиеся в корнях. Таким образом, бобовые растения и клубеньковые бактерии находятся в состоянии симбиоза.
Пример пищевой цепи:
Билет № 23
