Выдающийся генетик и селекционер акад. Н.И.Вавилов показал, что наиболее многообразные генотипы культурных растений находятся в центрах их происхождения, где в диком состоянии сохранились их предки.
В связи с этим для сбора мировой коллекции культурных растений Н.И.Вавилов и его сотрудники побывали в экспедициях по всей территории бывшего Советского Союза и во многих зарубежных странах: в Иране, Афганистане, Средиземноморье, Эфиопии, Центральной Азии, Японии, Северной, Центральной и Южной Америке.
Центры происхождения
Вавилов вывел семь основных центров происхождения культурных растений.
- Южно-азиатский (родина риса, сахарного тростника, банана, кокосовой пальмы и др.).
- Восточноазиатский (родина проса, гречихи, груши, яблони, сливы, ряда цитрусовых).
- Юго-западно-азиатский (родина мягкой пшеницы, карликовой пшеницы, гороха, чечевицы, конских бобов, хлопчатника).
- Средиземноморский (родина маслины, свеклы, капусты и др.).
- Абиссинский (эфиопский) (родина твердой пшеницы, ячменя, кофейного дерева).
- Центральноамериканский (родина кукурузы, американской фасоли, тыквы, перца, какао, американского хлопчатника).
- Южно-американский (родина картофеля, табака, ананаса, арахиса).
Н.И.Вавиловым собрана самая крупная в мире коллекция культурных растений, которая и в настоящее время используется селекционерами в их практической работе.
Так, известный сорт озимой пшеницы Безостая-1 был получен П.П.Лукьяненко в результате гибридизации использованных из коллекции Вавилова аргентинских пшениц, скрещенных с сортами, выведенными на территории нашей страны.
Основными методами, используемыми селекционерами, являются подбор, гибридизация, отбор и воспитание. Гибридизация опирается на комбинативную изменчивость. Благодаря ей удается в одном гибридном организме сочетать ценные признаки, которые существовали ранее у разных сортов растений и пород животных. Селекционерами проводится подбор родительских пар с последующим отбором в их потомстве.
Таблица центров происхождения культурных растений по Н.И.Вавилову
| Центр происхождения культурных растений | Виды растений |
|---|---|
| Южно-азиатский | Рис, сахарный тростник, банан, кокосовая пальма |
| Восточноазиатский | Просо, гречиха, груша, яблоня, слива, ряд цитрусовых |
| Юго-западно-азиатский | Мягкая пшеница, карликовая пшеница, горох, чечевица, конские бобы, хлопчатник |
| Средиземноморский | Маслины, свекла, капуста |
| Абиссинский или эфиопский | Твердая пшеница, ячмень, кофейное дерево |
| Центральноамериканский | Кукуруза, американская фасоль, тыква, перец, какао, американский хлопчатник |
| Южно-американский | Картофель, табак, ананас, арахис |
Успех селекционной работы зависит главным образом от генетического разнообразия исходной группы растений или животных. Между тем генофонд существующих пород животных или сортов растений, естественно, менее разнообразен по сравнению с генофондом исходного дикого вида.
Поэтому при выведении новых сортов растений и пород животных очень важны поиски и выявление полезных признаков у диких предков. С целью изучения многообразия и географического распространения культурных растений Н.И. Вавилов организовал многочисленные экспедиции как в пределах территории нашей страны, так и во многие зарубежные страны. Во время этих экспедиций был собран огромный семенной материал, который в дальнейшем использовали для селекционной работы. Н.И. Вавилов выделил 7 центров происхождения культурных растений (табл. 4). Им были сделаны важные обобщения, послужившие крупным вкладом в теорию селекции.
Изучение наследственной изменчивости у культурных растении и их предков позволило Н.И. Вавилову сформулировать закон гомологических рядов наследственной изменчивости: «Виды и роды, генетически близкие, характеризуются сходными рядами наследственной изменчивости с такой правильностью, что, зная ряд форм в пределах одного вида, можно предвидеть нахождение параллельных форм у других видов и родов. Чем ближе генетически расположены в общей системе роды и виды, тем полнее сходство в рядах их изменчивости. Целые семейства растений в общем характеризуются определенным циклом изменчивости, проходящей, через все роды и виды, составляющие семейство».
Таблица 4. Центры происхождения культурных растений (по Н.И. Вавилову)
|
На примере семейства злаковых Н.И.
Вавилов показал, что сходные мутации обнаруживаются у целого ряда видов этого семейства. Так, черная окраска семян встречается у ржи, пшеницы, ячменя, кукурузы и ряда других растений, за исключением овса, проса и пырея, удлиненная форма зерна - у всех изученных видов. У животных также наблюдаются сходные мутации: альбинизм и отсутствие шерсти у млекопитающих,
альбинизм и отсутствие перьев у птиц, короткопал ость у крупного рогатого скота, овец, собак, птиц. Некоторые наследственные заболевания и уродства, встречающиеся у человека, отмечены и у некоторых животных. Животных с такими болезнями используют в качестве модели для изучения аналогичных дефектов у человека. Например, катаракта глаза бывает у мышей, крыс, собак, лошадей; гемофилия - у мыши и кошки; диабет - у крысы; врожденная глухота - у морской свинки, мыши, собаки и т.д. Тот факт, что сходные, наследственно обусловленные нарушения жизнедеятельности встречаются у представителей разных видов одного и того же класса - класса млекопитающих,- убедительно подтверждает закон гомологических рядов наследственной изменчивости Н.И. Вавилова. Появление сходных мутаций объясняется общностью происхождения генотипов. В процессе возникновения новых видов от одного общего предка различия между ними устанавливаются только по части генов, обусловливающих успешное существование в данных конкретных условиях. Многие гены у видов, имеющих общее происхождение, остаются неизменными и при мутации дают сходные приэнаки.
Таким образом, обнаружение спонтанных или индуцированных мутаций у одного вида дает основания для поисков сходных мутаций у родственных видов растений или животных.
Закон гомологических рядов наследственной изменчивости успешно используется в се лекционной практике. Работа по созданию семенных коллекций сортов культурных растений и их дикорастущих предков, начало которой положил Н.И. Вавилов, в настоящее время продолжается. В нашей стране коллекция включает более 320 тыс. образцов, относящихся к 1041 виду растений. Сюда входят дикие виды, сородичи культурных растений, старые местные сорта, все лучшее и новое, что создано за последнее время усилиями селекционеров всех стран мира. Из мирового генофонда ученые выделяют генетические источники хозяйственно ценных признаков: урожайности, скороспелости, устойчивости к болезням и вредителям, засухоустойчивости, устойчивости к полеганию и др. Современные генетические методы дают возможность добиваться в селекции растений очень крупных успехов. Так, использование ценных генов дикого эфиопского ячменя позволило создать выдающийся по продуктивности сорт ярового ячменя Одесский 100.
Вопросы для повторения н задания
Чем отличаются одомапш иные животные и культурные растения от диких?
Что служит предметом селекции?
Какое значение для селекции имеет знание центров проиосожд ним культурных растений!!
Какие центры происхождения культурных растений вы знаете?
Почему у близкородственных видов обнаруживаются сходные мутации?
Изложите сущность закона гомологических рядов наследственной изменчивости Н.И. Вавилова.
Чем разнообразнее исходный материал, используемый для селекции, тем большие возможности дает он для успешного создания сортов и тем эффективнее будут результаты селекции. Но где в природе искать это многообразие.
Н.И. Вавилов с сотрудниками в результате многочисленных экспедиций изучил многообразие и географическое распространение культурных растений. Экспедициями были охвачены вся территория бывшего Советского Союза и много зарубежных стран: Иран, Афганистан, страны Средиземноморья, Эфиопия, Центральная Азия, Япония, Северная, Центральная и Южная Америка и др.
Во время этих поездок было изучено около 1600 видов культурных растений. Из экспедиций были привезены тысячи образцов семян, которые высевали в питомниках Всесоюзного института растениеводства, расположенных в разных географических зонах бывшего СССР. Работа по изучению мирового многообразия культурных растений продолжается и в настоящее время. Эти ценнейшие, все время пополняемые уникальные коллекции служат материалом для селекционной работы.
В результате изучения всего этого колоссального материала Н.И. Вавилов установил важные закономерности, показав, что не во всех географических зонах культурные растения обладают одинаковым разнообразием.
Для разных культур существуют свои центры многообразия, где сосредоточено наибольшее число сортов, разновидностей, разнообразных наследственных уклонений. Эти центры многообразия являются и районами происхождения сортов данной культуры. Большинство центров совпадает с древними очагами земледелия. Это в основном не равнинные, а горные районы.
Таких центров многообразия Н.И. Вавилов насчитал сначала 8. В более поздних работах он различает 7 основных центров.
Южноазиатский тропический центр. Тропическая Индия, Индокитай, Южный Китай, острова Юго-Восточной Азии. Исключительно богат культурными растениями (около половины известных видов культурных растений). Родина риса, сахарного тростника, множество плодовых и овощных растений.
Восточноазиатский центр. Центральный и Восточный Китай, Япония, остров Тайвань, Корея. Родина сои, нескольких видов проса, множества плодовых и овощных культур. Этот центр тоже богат видами культурных растений - около 20% мирового многообразия.
Юго-Западноазиатский центр. Малая Азия, Средняя Азия, Иран, Афганистан, Северо-Западная Индия. Родина нескольких форм пшеницы, ржи, многих зерновых, бобовых, винограда, плодовых. В нем возникло 14 % мировой культурной флоры.
Средиземноморский центр. Сраны, расположенные по берегам Средиземного моря. Этот центр, где располагались величайшие древние цивилизации, дал около 11% видов культурных растений. В их числе маслины, многие кормовые растения (клевер, чечевица), многие овощные (капуста) и кормовые культуры.
Абиссинский центр. Небольшой район Африканского материка (территория Эфиопии) с очень своеобразной флорой культурных растений. Очевидно, очень древний очаг самобытной земледельческой культуры. Родина зернового сорго, одного вида бананов, масличного растения нута, ряда особых форм пшеницы и ячменя.
Центральноамериканский центр. Южная Мексика. Родина кукурузы, хлопчатника, какао, ряда тыквенных, фасоли.
Андийский (Южноамериканский) центр. Включает часть района Андийского горного хребта вдоль западного побережья Южной Америки. Родина многих клубненосных растений, в том числе картофеля, некоторых лекарственных растений (кокаиновый куст, хинное дерево и др.).
Подавляющее большинство культурных растений связано в своем происхождении с одним или несколькими из перечисленных выше географических центров.
Тип урока - комбинированный
Методы: частично-поисковый, про-блемного изложения, репродуктивный, объясни-тельно-иллюстративный.
Цель:
Осознание учащимися значимости всех обсуждаемых вопросов, умение строить свои отношения с природой и обществом на основе уважения к жизни, ко всему живому как уникальной и бесценной части биосферы;
Задачи:
Образовательные : показать множественность факторов, действующих на организмы в природе, относительность понятия «вредные и полезные факторы», многообразие жизни на планете Земля и варианты адаптаций живых существ ко всему спектру условий среды обитания.
Развивающие: развивать коммуникативные навыки, умения самостоятельно добывать знания и стимулировать свою познавательную активность; умения анализировать информацию, выделять главное в изучаемом материале.
Воспитательные:
Формирование экологической культуры на основе признания ценности жизни во всех её проявлениях и необ-ходимости ответственного, бережного отношения к окру-жающей среде.
Формирование понимания ценности здорового и без-опасного образа жизни
Личностные :
воспитание российской гражданской идентичности: патриотизма, любви и уважения к Отечеству, чувства гордости за свою Родину;
Формирование ответственного отношения к учению;
3) Формирование целостного мировоззрения, соответ-ствующего современному уровню развития науки и обще-ственной практики.
Познавательные : умение работать с различными источниками информации, пре-образовывать её из одной формы в другую, сравнивать и анализировать информацию, делать выводы, готовить сообщения и презентации.
Регулятивные: умение организовать самостоятельно выполнение заданий, оценивать правильность выполнения работы, рефлексию своей деятельности.
Коммуникативные: Формирование коммуникативной компетентности в общении и сотрудничестве со сверстниками, старшими и младшими в процессе образовательной, общественно полезной, учебно-исследовательской, творческой и дру-гих видов деятельности.
Планируемые результаты
Предметные: знать - понятия «среда обитания», «экология», «экологические факторы» их влияние на живые организмы, «связи живого и неживого»;. Уметь - определять понятие «биотические факторы»; характеризовать биотические факторы, приводить примеры.
Личностные: высказывать суждения, осуществлять поиск и отбор информации;анализировать связи, сопоставлять, находить ответ на проблемный вопрос
Метапредметные :.
Умение самостоятельно планировать пути достиже-ния целей, в том числе альтернативные, осознанно выби-рать наиболее эффективные способы решения учебных и познавательных задач.
Формирование навыка смыслового чтения.
Форма организации учебной деятельности - индивидуальная, групповая
Методы обучения: наглядно-иллюстративный, объяснительно-иллюстративный, частично-поисковый, самостоятельная работа с дополнительной литературой и учебником, с ЦОР.
Приемы: анализ, синтез, умозаключение, перевод информации с одного вида в другой, обобщение.
Цели: обобщить знания о многообразии растений, их происхо-ждении, особенностях строения и процессов жизнедеятельности основных отделов; познакомить с основными эволюционными этапами развития растительного мира на Земле и их значением для дальнейшего развития органического мира; дать представле-ние о методах изучения вымерших растений.
Оборудование и материалы: список относящихся к различным классам покрытосеменных растений, таблицы: «Развитие расти-тельного мира», «Фотосинтез», гербарии мхов, плаунов, хвощей, папоротников, голосеменных и покрытосеменных растений, коллекция «Ископаемые остатки живых организмов», кусочки каменного угля с отпечатками древних растений, окаменевшие остатки древних растений, геохронологическая шкала, пейзажи каменноугольного и других периодов (можно использовать ри-сунки учащихся).
Ключевые слова и понятия: автотрофы, гетеротрофы, эука-риоты, или ядерные, прокариоты, или доядерные; органические соединения, энергия солнца, ароморфоз, конкуренция; сине-зе-леные водоросли, цианобактерии; половой способ размножения, конкуренция; озоновый экран, риниофиты, псилофиты; папорот-ники, хвощи и плауны, мхи, голосеменные, покрытосеменные растения; экологическая ниша, палеонтология, палеоботаника, радиоуглеродный метод, эволюция.
Ход урока
Актуализация знаний
Кроссворд Центры происхождения культурных растений
1.Хлебная культура.
2.Однолетние или многолетние культуры, сочные мясистые части которых человек употребляет в пищу.
3.Группа растений, возделывающая человеком для получения фруктов, ягод, орехов.
4.Культурное растение, родина которого Европейско-сибирский центр.
5.Растения, дающие сырьё для различных отраслей народного хозяйства.
6.Овощ, родина которого Мексика.
7.Важнейшая группа культурных растений, возделываемых в основном для получения зерна.
8.Зерновая культура, родина которой Южная Индия.
9.Её родина — Китай.
10«Солнечный цветок». Долгое время в России оставался декоративным.
11.культуры, из которых получают растительное масло.
12.Растение из Мексики.
14.Этот овощ родом из Средиземноморья и Средней Азии.
Практическая работа по теме:
«Центры происхождения культурных растений»
Задание 1. Распределите растения по центрам (каждый вариант распределяет все 48 наименований растений по своим центрам).
| 1-й вариант Южноазиатский тропический; Абиссинский; Южноамериканский. | 2-й вариант Восточноазиатский; Средиземноморский; Центральноамериканский. | 3-й вариант Юго-Западноазиатский; Южноамериканский; Абиссинский. |
| Названия растений: |
||
| 1) подсолнечник; | 17) конопля; | 44) тыква; |
Задание 2. Работа с картой. На контурной карте отметьте все центры происхождения культурных растений, укажите географическое положение центров.
Задание 3 .Заполните таблицу. Сопоставьте центры с географическим положением и окультуренными растениями.
| Центры растений | Окультуренные растения |
|
| Абиссинский | ||
| Южноазиатский тропический | ||
| Восточноазиатский | ||
| Юго-Западноазиатский | ||
| Средиземноморский | ||
| Центральноамериканский | ||
| Южноамериканский |
Эфиопское нагорье Африки
Южная Мексика
Задание 4. Ответьте на вопросы полным и развернутым ответом.
1. Почему большинство культурных растений размножают вегетативно?
2. Почему селекционеры пытаются создать растения-полипоиды?
3. В чем суть закона гомологических рядов в наследственной теории Н.И.Вавилова?
4. Чем отличаются одомашненные растения от окультуренных?
5. С какой целью в селекции применяют мутагены?
ОТВЕТЫ НА ПРАКТИЧЕСКУЮ РАБОТУ.
Таблица 1.Центры происхождения культурных растений (по Н.И. Вавилову)
| Название центра | Географическое положение | Окультуренные растения |
| Южноазиатский тропический | Тропическая Индия, Индокитай, Южный Китай, острова Юго-Восточной Азии | Рис, сахарный тростник, огурец, баклажан, черный перец, банан, сахарная пальма, саговая пальма, хлебное дерево, чай, лимон, апельсин, манго, джут и др. (50% культурных растений) |
| Восточноазиатский | Центральный и Восточный Китай, Япония, Корея, Тайвань | Соя, просо, гречиха, слива, вишня, редька, шелковица, гаолян, конопля, хурма, китайские яблоки, опийный мак, ревень, корица, олива и др. (20% культурных растений) |
| Юго-Западноазиатский | Малая Азия, Средняя Азия, Иран, Афганистан, Юго-Западная Индия | Мягкая пшеница, рожь, лен, конопля, репа, морковь, чеснок, виноград, абрикос, груша, горох, бобы, дыня, ячмень, овес, черешня, шпинат, базилик, грецкий орех и др. (14% культурных растений) |
| Средиземноморский | Страны по берегам Средиземного моря | Капуста, сахарная свекла, маслина (олива), клевер, одноцветковая чечевица, люпин, лук, горчица, брюква, спаржа, сельдерей, укроп, щавель, тмин и др. (11% культурных растений) |
| Абиссинский | Эфиопское нагорье Африки | Твердая пшеница, ячмень, кофейное дерево, зерновое сорго, бананы, нут, арбуз, клещевина и др. |
| Центральноамериканский | Южная Мексика | Кукуруза, длинноволокнистый хлопчатник, какао, тыква, табак, фасоль, красный перец, подсолнечник, батат и др. |
| Южноамериканский | Южная Америка вдоль западного побережья | Картофель, ананас, хинное дерево, маниок, томаты, арахис, кокаиновый куст, садовая земляника и др. |
| 1-й вариант Южноазиатский тропический; | 2-й вариант Восточноазиатский; | 3-й вариант Юго-Западноазиатский; |
| Названия растений: |
||
| 1) подсолнечник; | 17) конопля; | 33) горох; |
| Ответы: |
||
| 1-й вариант Южноазиатский тропический: | 2-й вариант Восточноазиатский: | 3-й вариант Юго-Западноазиатский: |
| Название центра | Географическое положение | Окультуренные растения |
| Южноазиатский тропический | Тропическая Индия, Индокитай, Южный Китай, острова Юго-Восточной Азии | |
| Восточноазиатский | Центральный и Восточный Китай, Япония, Корея, Тайвань | |
| Юго-Западноазиатский | Малая Азия, Средняя Азия, Иран, Афганистан, Юго-Западная Индия | |
| Средиземноморский | Страны по берегам Средиземного моря | |
| Абиссинский | Эфиопское нагорье Африки | |
| Центральноамериканский | Южная Мексика | |
| Южноамериканский | Южная Америка вдоль западного побережья | |
Ресурсы:
И.Н. Пономарёва, О.А. Корнило-ва, В.С. Кучменко Биология: 6 класс: учебник для учащихся общеобразо-вательных учреждений
Серебрякова Т.И ., Еленевский А. Г., Гуленкова М. А. и др. Биология. Растения, Бактерии, Грибы, Лишайники. Пробный учебник 6—7 классов средней школы
Н.В. Преображенская Рабочая тетрадь по биологии к учебнику В В. Пасечника «Биология 6 класс. Бактерии, грибы, растения»
В.В. Пасечника . Пособие для учителей общеобразовательных учреждений Уроки биологии. 5—6 классы
Калинина А.А. Поурочные разработки по биологии 6класс
Вахрушев А.А., Родыгина О.А., Ловягин С.Н. Проверочные и контрольные работы к
учебник «Биология», 6-й класс
Хостинг презентаций