Главная - Регистрация граждан - Закон гомологических рядов наследственной изменчивости н и вавилова

Закон гомологических рядов наследственной изменчивости н и вавилова


Закон гомологических рядов наследственной изменчивости н и вавилова

Похожие материалы:

  • Генетика и теория эволюции. Генетика популяций
  • Половое и бесполое размножение организмов
  • Генотип как целостная исторически сложившаяся система. Генетика пола.
  • Селекция растений: основные методы и роль естественного отбора.
  • Деление клетки и его значение. Митоз
  • Конституция — основной закон общества и государства

Рубрики Биология. Подготовка к ЕГЭ Навигация записи Роль генотипа и условий внешней среды в формировании фенотипа.Генетика и теория эволюции. Генетика популяций

Сущность закона гомологических рядов в наследственной изменчивости

17.10.2013 Posted by Закон гомологических рядов был сформулирован выдающимся русским ученым Н.

И. Вавиловым в 1920 г. Сущность закона состоит в том, что 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.

В основе закона гомологических рядов фенотипической изменчивости у родственных видов и родов лежит представление о единстве их происхождения путем дивергенции от одного предка в процессе естественного отбора. Поскольку общие предки имели специфический набор генов, то и их потомки должны обладать примерно таким же набором.

Более того, 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, например, у разных классов позвоночных встречаются сходные мутации: альбинизм и отсутствие перьев у птиц, альбинизм и бесшерстность у млекопитающих, гемофилия у многих млекопитающих и человека. Закон гомологических рядов, отражая общую закономерность мутационного процесса и формирования ор1анизмов, представляет широкие возможности для его практического применения в сельскохозяйственном производстве, селекции, медицине.

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 нуждающейся в прорывке, что особенно важно при механизированной обработке почв.

Медицинская наука в качестве моделей для изучения болезней человека получила возможность использовать животных с гомологичными заболеваниями: сахарный диабет крыс; врожденная глухота мышей, собак, морских свинок; катаракта глаз мышей, крыс, собак и ряд других дефектов.

Закон гомологических рядов позволяет также предвидеть возможность появления мутаций, еще неизвестных науке, которые могут использоваться в селекции для создания новых ценных для хозяйства форм. Updated: 17.10.2013 at 2:30 пп ◀ ▶

Ветеринарная медицина

> > 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 России, так и во многие зарубежные страны. В результате этих экспедиций был собран огромный семенной материал, который был использован для селекционной работы.

Н. И. Вавилов выделил 7 центров происхождения культурных растений (таблица 1). Кроме того, Н. И. Вавиловым были сделаны важные обобщения, послужившие крупным вкладом в теорию селекции.

Изучение наследственной изменчивости у культурных растений 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».

Суть этого закона заключается в том, что у близких по происхождению видов и родов организмов возникают сходные наследственные изменения. Так, у разных видов млекопитающих встречаются формы бесшерстные, длинношерстные, короткопалые и т.д. Этот закон имеет важное значение для селекции.

Создать заново желательный признак очень трудно.

Гораздо легче найти разновидность с таким признаком и закрепить его скрещиванием с другими формами. Опираясь на этот закон, Н. И.

Вавилову и его сотрудникам удалось найти не известные селекционерам формы многих видов растений, собрать богатейшую коллекцию сортов культурных растений. 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 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, короткопалость 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.

То, 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 мутировании дают сходные признаки. Таблица 1. Центры происхождения культурных растений (по Н. И. Вавилову). Название центра Географическое положение Родина культурных растений Южноазиатский тропический.

Тропическая Индия, Индокитай, Южный Китай, ова ЮгоВосточной Азии. Рис, сахарный тростник, цитрусовые, огурец, баклажан, черный перец и др. (50 % культурных растений). Восточноазиатский. Центральный и Восточный Китай, Япония, Корея, Тайвань. Соя, просо, гречиха, плодовые и овощные культуры – слива, вишня, редька и др.

Соя, просо, гречиха, плодовые и овощные культуры – слива, вишня, редька и др.

(20 % культурных растений). ЮгоЗападноазиатский. Малая Азия, Средняя Азия, Иран, Афганистан, ЮгоЗападная Индия.

Пшеница, рожь, бобовые культуры, лен, конопля, репа, морковь, чеснок, виноград, абрикос, груша и др. (14 % культурных растений). Средиземноморский.

Страны по берегам Средиземного моря. Капуста, сахарная свекла, маслины, клевер, чечевица, кормовые травы (11 % культурных растений).

Абиссинский. Абиссинское нагорье Африки. Твердая пшеница, ячмень, кофейное дерево, сорго, бананы. Центральноамериканский. Южная Мексика. Кукуруза, длинноволокнистый хлопчатник, какао, тыква, табак. Южноамериканский. Южная Америка вдоль западного побережья. Картофель, ананас, хинное дерево. Таким образом, обнаружение спонтанных или индуцированных мутаций у одного вида дает основания для поисков сходных мутаций у родственных видов растений или животных.
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 селекционной практике.

Работа по созданию семенных коллекций сортов культурных растений и их дикорастущих предков, начало которой положил Н.

И. Вавилов, в наше время продолжается. В России в настоящее время 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.

Posted in ,

Наследственная изменчивость. Закон гомологических рядов

  1. , учитель биологии

Разделы: Задачи урока

  • Сформировать знания о видах мутаций;
  • Сформулировать закон гомологических рядов и объяснить его значение;
  • Убедить старшеклассников в том, что мутационный процесс очень важен для эволюции органического мира и селекционной работы человека.
  • Познакомить учащихся с формами наследственной изменчивости, их причинами и влиянием на организм.

    Развить у школьников умение классифицировать формы изменчивости, сравнивать их друг с другом; приводить примеры, иллюстрирующие проявление каждой из них;

Демонстрации

  1. Схема полиплоидизации.
  2. Гомологические ряды в наследственной изменчивости.
  3. Схема различных типов хромосомных мутаций.

Термины Генотипическая изменчивость, мутация, генные мутации, геномные мутации, хромосомные мутации:

  1. дупликация;
  2. делеция;
  3. инверсия;
  4. транслокация.

Задания для учащихся:

  • Составить таблицу «Формы изменчивости»
  • Сформулировать закон гомологических рядов и привести примеры.
  • Познакомиться с биографией Н.И.

    Вавилова и знать его основные научные открытия.

  • Организационный момент.
  • Проверка знаний и умений.

Фронтальная работа

  • Что означает термин наследственность?- изменчивость?
  • Что такое норма реакции?

    Почему разнообразие качественных признаков в малой степени зависит от влияния условий среды?

  • Какие формы изменчивости вам известны?
  • Что означает норма реакции?

  • В чем проявляются закономерности модификационной изменчивости?
  • Что изучает генетика?
  • Как изменение условий сказывается на количественных и качественных признаках? Приведите примеры
  • Какое практическое значение в сельском хозяйстве имеет значение нормы реакции животных и растений?

Индивидуальная работа на компьютере — тестовая работа Заполните схему: Работа учащихся на компьютерах с .

(В течении урока выполняются задания 1-5).

  • Изучение нового материала

В понятие наследственной изменчивости входят генотипическая и цитоплазматическая изменчивость. Первая делится на мутационную, комбинативную, соотносительную.

Комбинативная изменчивость возникает при кроссинговере, независимом расхождении хромосом в мейозе и случайном слиянии гамет при половом размножении.

В состав мутационной изменчивости входят геномные, хромосомные и генные мутации. Термин мутация был введен в науку Г. де Фризом. Его биография и основные научные достижения располагаются в разделе. Геномные мутации связаны с возникновением полиплоидов и анэуплоидов. Хромосомные мутации определяются межхромосомными изменениями — транслокацией или внутрихромосомными перестройками: делецией, дупликацией, инверсией.
Хромосомные мутации определяются межхромосомными изменениями — транслокацией или внутрихромосомными перестройками: делецией, дупликацией, инверсией.

Генные мутации объясняются изменениями в последовательности нуклеотидов: увеличением или уменьшением их числа (делеция, дупликация), вставкой нового нуклеотида или поворотом участка внутри гена (инверсия).

Цитоплазматическая изменчивость связана с ДНК, которая находится в пластидах и митохондриях клетки.

Наследственная изменчивость родственных видов и родов подчиняется закону гомологических рядов Вавилова. Модификационная изменчивость отражает изменения фенотипа, не затрагивая генотипа. Противоположной ей является другая форма изменчивости — генотипическая, или мутационная (по Дарвину — наследственная, неопределенная, индивидуальная), меняющая генотип.

Мутация — стойкое наследственное изменение генетического материала. Отдельные изменения генотипа называются мутациями.

Понятие о мутациях было введено в науку голландцем де Фризом. Мутации — это наследственные изменения, приводящие к увеличению или уменьшению количества генетического материала, к изменению нуклеотидов или их последовательности. Классификация мутаций

  1. Мутации по адаптивному значению: полезные, вредные, нейтральные. (Летальные, полулетальные.)
  2. Мутации по характеру появления: спонтанные, индуцированные.
  3. Мутации по характеру проявления: Доминантные ,рецессивные.
  4. Мутаций по месту их возникновения: соматические, генеративные.

Большинство возникающих мутаций рецессивны и неблагоприятны для организма, даже могут вызвать его гибель.

В сочетании с аллельным доминантным геном рецессивные мутации не проявляются фенотипически. Мутации имеют место в половых и в соматических клетках. Если мутации происходят в половых клетках, то они называются генеративными и проявляются в том поколении, которое развивается из половых клеток.

Изменения в вегетативных клетках называются соматическими мутациями.

Такие мутации приводят к изменению признака только части организма, развивающегося из измененных клеток. У животных соматические мутации не передаются последующим поколениям, поскольку из соматических клеток новый организм не возникает.

Иначе у растений: в гибридных клетках растительных организмов репликация и митоз могут осуществляться в разных ядрах несколько по-разному. На протяжении ряда клеточных генераций происходит потеря отдельных хромосом и отбираются определенные кариотипы, способные сохраняться в течение многих поколений.

Различают несколько типов мутаций по уровню возникновения:

  • Геномные мутации- изменение плоидности, т.е. числа хромосом (численные хромосомные аберрации), встречающиеся особенно часто у растений;
  • Генные мутации — изменения в отдельных генах;
  • Хромосомные мутации — изменения структуры хромосом (структурные хромосомные аберрации);

Геномные мутации Полиплоидия — кратное увеличение числа хромосом. Анэуплоидия — утеря или появление лишних хромосом в результате нарушения мейоза.

Возникают вследствие изменения числа или структуры хромосом. Изменения плоидности наблюдаются при нарушениях расхождения хромосом. Хромосомные болезни

  1. ХО- синдром Шершевского-Тернера.
  2. Генеративные мутации
  3. ХХУ; ХУУ- синдром Клайнфельтера.

Аутосомные мутации

  1. Синдром Эдвардса (по 18 хромосоме).
  2. Синдром Патау (по 13 хромосоме).
  3. Синдром Дауна (по 21 хромосоме).

Синдром Кляйнфельтера.

ХХY и XXXY – синдром Кляйнфельтера. Частота встречаемости 1:400 – 1:500.

Кариотип – 47, XXY, 48, XXXY и др. Фенотип мужской. Женский тип телосложения, гинекомастия. Высокий рост, относительно длинные руки и ноги. Слабо развит волосяной покров. Интеллект снижен. Синдром Шершевского-Тернера X0 – синдром Шерешевского -Тернера (моносомия Х). Частота встречаемости 1:2000 – 1:3000.

Частота встречаемости 1:2000 – 1:3000.

Кариотип 45,Х. Фенотип женский. Соматические признаки: рост 135 – 145 см, крыловидная кожная складка на шее (от затылка к плечу), низкое расположение ушей, недоразвитие первичных и вторичных половых признаков.

В 25% случаев имеются пороки сердца и аномалии работы почек. Интеллект страдает редко. Синдром Патау — Трисомия по 13-й хромосоме (синдром Патау ) обнаруживается у новорожденных с частотой около 1:5000 — 1:7000 и связана с широким спектром пороков развития.

Для СП характерны множественные врожденные пороки развития головного мозга и лица.

Это группа ранних нарушений формирования головного мозга, глазных яблок, костей мозговой и лицевой частей черепа. Окружность черепа обычно уменьшена.

Лоб скошенный, низкий; глазные щели узкие, переносье запавшее, ушные раковины низко расположенные и деформированные.

Типичный признак СП — это расщелины верхней губы и неба . Синдром Дауна — Болезнь, обусловленная аномалией хромосомного набора (изменением числа или структуры аутосом), основными проявлениями которой являются умственная отсталость, своеобразный внешний облик больного и врожденные пороки развития.

Одна из наиболее распространенных хромосомных болезней, встречается в среднем с частотой 1 на 700 новорожденных. На ладони часто обнаруживают поперечную складку Хромосомные мутации Хромосомных мутаций, связанных с изменением структуры хромосом, известно несколько типов:

  1. инверсия — поворот участка хромосомы на 180 градусов;
  2. транслокация — перенос участка хромосомы на другую хромосому.
  3. делеция — выпадение участка хромосомы;
  4. транспозиция — перемещения в одной хроосоме.
  5. дупликация — удвоение участка хромосомы;

При делеции и дупликации происходит изменение количества генетического материала. Фенотипически они проявляются в зависимости от того, насколько велики соответствующие участки хромосом и содержат ли они важные гены.

Дупликации могут привести к возникновению новых генов. При инверсиях и транслокациях количество генетического материала не изменяется, но меняется его расположение. Такие мутации также играют важную роль, поскольку скрещивание мутантов с исходными формами затруднено, а их гибриды F1 чаще всего стерильны.

Делеции. У человека в результате делеции:

  1. синдром “кошачьего крика”- при делеции в хромосоме 5 . Причина: хромосомная мутация; потеря фрагмента хромосомы в 5-й паре. Проявление: неправильное развитие гортани, крики, подобные кошачьим, I раннем детском возрасте, отставание в физическом и умственном развитии
  2. синдром Вольфа- утрачен участок в большой хромосоме 4 –

Инверсии

  1. Подобная хромосомнаяперестройка — следствие двух одновременных разрывов в одной хромосоме.

  2. Это изменение структуры хромосомы, вызванное поворотом на 180° одного из внутренних её участков.

Транслокации

  1. В ходе транслокации происходит обмен участками негомологичных хромосом, но общее число генов не изменяется.

Замена оснований

  • фенилкетонурия. Проявление: нарушение расщепления фенилаланина; этим обусловлено слабоумие, вызываемое гиперфенилаланинемией.

    При своевременно назначенной и соблюдаемой диете (питание, обедни фенилаланином) и применении определенных медикаментов, клинические проявления этого заболевания практически отсутствуют

  • серповидно- клеточная анемия.
  • синдром Морфана.

Генные (точечные) мутации связаны с изменениями в последовательности нуклеотидов. Нормальный ген (свойственен дикому типу) и возникшие из него мутантные гены называются аллелями.

При генных мутациях происходят следующие структурные изменения: Генная мутация Например, серповидноклеточная анемия представляет собой результат замены одного основания в b-цепи глобина крови (аденин заменяется тимином). При делеции и дупликации сдвигается последовательность триплетов и возникают мутанты со “сдвигом рамки”, т.е.

смещениями границ между кодонами — с места мутации изменяются все последующие аминокислоты. Первичная структура гемоглобина здоровых (1) и больных серповидно-клеточной анемией (2).

  • — вал- гис-лей-тре – про-глут. к-та- глу-лиз
  • — вал- гис-лей-тре – валин- глу-лиз

Мутация в гене бета-гемоглобина Синдром Морфана Высокий выброс адреналина , характерный для заболевания, способствует не только развитию сердечно-сосудистых осложнений, но и появлению у некоторых лиц особой силы духа и умственной одаренности.

Способы лечения неизвестны. Считают, что ею болели Паганини, Андерсен, Чуковский Гемофилия Мутагены- факторы, вызывающие мутации: биологические, химические физические. Экспериментально частоту мутаций можно увеличить.

В природных условиях мутации происходят при резких изменениях температуры, под влиянием ультрафиолетового излучения и по другим причинам.

Однако в большинстве случаев истинные причины мутаций остаются неизвестными.

В настоящее время разработаны методы, позволяющие увеличить число мутаций искусственными средствами.

Впервые резкое повышение числа возникающих наследственных изменений было получено под влиянием лучей Рентгена.

  1. Физические факторы (различные виды ионизирующей радиации, ультрафиолетовое излучение, лучи Рентгена)
  2. Химические факторы (инсектициды, гербициды, свинец, наркотики, алкоголь, некоторые лекарственные препараты и др.вещества)
  3. Биологические факторы (вирусы оспы, ветряной оспы, эпидемического паротита, гриппа, кори, гепатита и др.)

Евгеника.

Евгеника – наука об улучшении породы человечества. Евгеника в переводе с греческого – рождение лучших. Эта скандальная наука ищет пути улучшения наследственных качеств человека, используя генетические принципы.

Ей всегда было трудно оставаться чистой наукой: за ее развитием пристально следила политика, распоряжавшаяся ее плодами по-своему.

В древней Спарте селекцию людей проводили более кардинально, уничтожая младенцев, не обладающих физическими качествами, необходимыми для будущего воина.

Отцом же евгеники, поставившей ее на научную основу, стал Френсис Гальтон в 1869 году. Проанализировав родословные сотни талантливых людей, он пришел к выводу: гениальные способности наследуются.

Сегодня евгеника направлена на искоренение в человеческом роде наследственных заболеваний. Любой биологический вид будет находится на грани уничтожения, если его существование вступает в противоречие с природой.

Почти половина новорожденных из тысячи рождается с какой-либо наследственной патологией. В мире в год появляется на свет 2 миллиона таких детей.

Среди них — 150 тысяч с синдромом Дауна.

Давно всем известно, что легче предупредить рождение ребенка, чем бороться с недугами. Но такие возможности появились только в наше время. Дородовая диагностика и генетическое консультирование помогает решить проблему о целесообразности родов.

Современные возможности медико-генетического консультирования позволяют определить во время планирования беременности риск наследственных заболеваний.

Николай Иванович Вавилов Николай Иванович Вавилов (1887–1943) – русский ботаник, генетик, растениевод, географ. Сформулировал закон гомологических рядов наследственной изменчивости.

Создал учение о центрах происхождения культурных растений. Русским ученым Н. И. Вавиловым была установлена важная закономерность, известная под названием закона гомологических рядов в наследственной изменчивости: виды и рода, генетически близкие (связанные друг с другом единством происхождения), характеризуются сходными рядами в наследственной изменчивости.

На основе этого закона можно предвидеть нахождение сходных изменений у родственных видов и родов. Им составлена таблица гомологических рядов в семействе злаков. У животных также проявляется эта закономерность: например, у грызунов существуют гомологические ряды по окраске шерсти.

Закон гомологических рядов Изучая наследственную изменчивость культурных растений и их предков Н.И.

Вавилов сформулировал закон гомологических рядов: “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.” На примере семейства злаковых, Вавилов показал, что сходные мутации обнаруживаются у целого ряда видов этого семейства. Так, черная окраска семян встречается у ржи, пшеницы, ячменя, кукурузы и других, за исключением овса, пырея, проса.

Удлиненная форма зерна – у всех изученных видов.

У животных также встречаются сходные мутации: альбинизм и отсутствие шерсти у млекопитающих, короткопалость у крупного рогатого скота, овец, собак, птиц. Причина появления сходных мутаций – общность происхождения генотипов. Таким образом, обнаружение мутаций у одного вида дает основание для поисков сходных мутаций у родственных видов растений и животных.

Закон гомологических рядов

  • Как гласит закон?
  • Какие мутантные формы должны возникнуть у близкородственных видов?
  • Кто является основателем закона гомологических рядов?

Домашнее задание.

  • Параграф 24
  • Найти примеры мутаций в природе.

29.05.2009 Поделиться страницей:

Суть закона гомологических рядов наследственной изменчивости

В ходе многолетнего изучения диких и культурных форм растительности на пяти материках Н.И.

Вавилов сделал вывод, что изменчивость близких по происхождению видов и родов осуществляется сходными путями. При этом образуются так называемые изменчивости. Эти ряды изменчивости настолько правильные, что, зная ряд признаков и форм в одного вида можно предвидеть нахождение этих качеств у других видов и родов.

Эти ряды изменчивости настолько правильные, что, зная ряд признаков и форм в одного вида можно предвидеть нахождение этих качеств у других видов и родов. Чем ближе родство, тем полнее сходство в рядах изменчивости.

Ничего непонятно? Попробуй обратиться за помощью к преподавателям Например, у арбуза, тыквы и дыни форма плода может быть овальной, круглой, шарообразной, цилиндрической. Окраска плода может быть светлой, темной, полосатой или пятнистой.

Листья у всех трех видов растений могут быть цельными или глубокорассеченными.Если рассматривать злаки, то из $38$ исследуемых признаков, характерных для злаков:

  1. у проса – $27$.
  2. у ржи и у пшеницы обнаружено $37$,
  3. у кукурузы и риса – $32$,
  4. у ячменя и овса — $35$,

Знание этих закономерностей позволяет предвидеть проявление определенных признаков у одних растений. На примере проявления этих признаков у других, родственных им растений.В современной трактовке формулировка данного закона гомологических рядов наследственной изменчивости выглядит следующим образом:

«Родственные виды, роды, семейства обладают гомологичными генами и порядками генов в хромосомах, сходство которых тем полнее, чем эволюционно ближе сравниваемые таксоны»

.

Эту закономерность Вавилов установил для растений.

Но последующие исследования показали, что закон имеет универсальный характер.

Значение закона гомологических рядов

При помощи данного закона можно не только установить происхождение определенных видов растений и очаги приручения животных.

Он позволяет предсказать появление мутаций, сравнивая закономерности мутирования у других типов. Также с помощью данного закона можно предсказать изменчивость признака, возможность появления новых мутаций по аналогии с теми генетическими отклонениями, что были обнаружены у других видов, родственных данному растению. 8 сентября, 2017 Статья закончилась.

Вопросы остались? Комментарии 0 Следят за новыми комментариями — 8 Загрузить аватар Отмена Ответить Редактирование комментария возможно в течении пяти минут после его создания, либо до момента появления ответа на данный комментарий. Отмена Сохранить × Причина жалобы Нежелательная реклама или спам Материалы сексуального или порнографического характера Оскорбление Детская порнография Пропаганда наркотиков Насилие, причинение себе вреда Экстремизм Взлом аккаунта Фейковый аккаунт Другое Сообщить

Закон параллелизма как дополнение к закону гомологических рядов в наследственной изменчивости Н.

И. Вавилова Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

УДК 581.169: 634.51 ББК 28. 04 С — 91 Сухоруких Юрий Иванович, доктор сельскохозяйственных наук; профессор кафедры лесохозяйственных дисциплин экологического факультета Майкопского государственного технологического университета т.: (8772)525505, ru.

ЗАКОН ПАРАЛЛЕЛИЗМА КАК ДОПОЛНЕНИЕ К ЗАКОНУ ГОМОЛОГИЧЕСКИХ РЯДОВ В НАСЛЕДСТВЕННОЙ ИЗМЕНЧИВОСТИ Н.И.

ВАВИЛОВА (рецензирована) Изучена изменчивость отдельных органов ореха грецкого.

Установлена связь формового разнообразия вида и органов. Предлагается дополнить закон гомологических рядов в наследственной изменчивости положениями закона параллелизма. Последовательность гомологических рядов в изменчивости представлена следующим образом: орган-форма-вид-род-семейство.

Ключевые слова: гомологические ряды, наследственная изменчивость, закон параллелизма, форма органа, формовое разнообразие вида. Sukhorukikh Yuri Ivanovich, Doctor of Agricultural Sciences, professor of forest sciences department of the Faculty of Ecology, Maikop State Technological University,tel.: (8772) 525505, PARALLELISM LAW AS A SUPPLEMENT TO THE LAW OF HOMOLOGOUS SERIES IN THE N.I.VAVILOV’S HEREDITARY VARIATION The variability of individual walnut organs has been studied. The connection of the form diversity of forms and bodies has been found.

It is proposed to complement the law of homologous series in hereditary variation with provisions of the law of parallelism. The sequence of homologous series in variation is presented in the following way: body-shape-form-genus-family.

Keywords: homologous series, the hereditary variability, the law of parallelism, a form of body, form diversity of species. Изучая многообразие растений Н.И.Вавилов отмечал, что

«монотипные виды существуют обычно только до того времени, пока они изучаются в гербарии»

[1].

В пределах одного линнеевского вида, по его мнению, и многочисленных других исследователей, при детальном изучении обнаруживается колоссальное число форм.

По мере изучения и детализации их численность постоянно растет и учет их «становится уже непосильным. Приходится ограничиваться установлением дифференциальных наследственных признаков, могущих сочетаться в разных направлениях» [1].

Далее в этой работе отмечается, «несмотря на огромный полиморфизм можно заметить правильности в сортовом разнообразии. Попытку интегрирования явления внутривидового полиморфизма и представляют. закономерности, подмеченные нами при изучении форм растительного мира и названные нами

«Законом гомологических рядов в наследственной изменчивости (1920)»

.

Такого рода параллелизм в изменчивости является не случайным, а совершенно общим». Так же Н.И Вавиловым указывается, что явление параллелизма проявляется точнее при увеличении численности исследуемых образцов в пределах видов. На примере гетерофиллии листьев ореха грецкого, был сформулирован закон параллелизма, согласно которому наблюдается сходство между изменчивостью листьев и наличием форм у этого вида [2].

В подготовленном с нашим участием коротком сообщении А.Н.Кривошея и В. В. Гаврилова [3] отмечается о возможности объединения обеих законов.

Дальнейшие исследования в этом направлении, требуют расширения закона параллелизма и обсуждения в научной печати дополненного им закона гомологических рядов в наследственной изменчивости. Объекты и методика Изучение изменчивости отдельных органов вида производилось на основе их случайного отбора в количестве не менее 250 штук. Одновременно производился целенаправленный поиск уникальных форм органов, встречающихся крайне редко.

Использовались сведения других авторов, приводимые в литературе [4-8]. Результаты и обсуждение На основе полевых и литературных данных составлена сравнительная таблица параллелизма (гомологических рядов) между отдельными органами и выявленными формами вида.

Таблица 1- Параллелизм между признаками органов и формами у ореха грецкого Форма органа Формовое разнообразие у вида, литературный источник Листья простые Простые одиночные, иногда тройчатые f. monopfylla D.C. (Колесников, 1974) Листья сложные Узкие перисторассеченные f. laciniata Jacgues (Колесников, 1974) С продолговатыми, зубчатыми листочками, (похожие на листья ясеня) f.

fraxinifolia hort. (Колесников, 1974) Листочки сложного листа Неправильно лопастные f.

heterophylla Koch. (Колесников, 1974) Узкие f. angustifolia Gursky (Колесников, 1974) Широкие f.

latifolia Gursky (Колесников, 1974) Очередные Щепотьев идр., 1978 Супротивные Картелев, 1981 Сидячие Щепотьев и др., 1975 iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис . С черешком Щепотьев и др., 1975 Окраска листьев Пестрая (с белой каймой по краям листочков) f. variegata hort. (Колесников, 1974) Полосатая (с желтыми и белыми полосами, пятнами на листочках) f.

striata hort. (Колесников, 1974) Соцветия Нормальные f.

normalis Sok. (Колесников, 1974) Кистевые f. racemosa Duham. (Колесников, 1974) Соцветия «Зарубина по типу А» f. Zarubini Sok. (Колесников, 1974) Соцветия «Зарубина по типу В» f.

remontans Suchorukich (Сухоруких, 2003) Соцветия «Зарубина по типу С» f. remontans Suchorukich (Сухоруких, 2003) Соцветия «Сухоруких» f.

remontans Suchorukich (Сухоруких, 2003) Пучкообразные f.

remontans Suchorukich (Сухоруких, 2003) Продолжение таблицы Тип плодоношения Верхушечный Щепотьев и др., 1975 Верхушечно-боковой Щепотьев и др., 1975 Боковой f. remontans Suchorukich (Сухоруких, 2003) Пазушный f. remontans Suchorukich (Сухоруких, 2003) Смешанный f.

remontans Suchorukich (Сухоруких, 2003) Сроки цветения Ранние f. fraecox hor. (Колесников, 1974) Поздние f.

serotina hort. (Колесников, 1974) Дваждыцветущие Щепотьев и др., 1975 Ремонтантные f. remontans Suchorukich (Сухоруких, 2003) Толщина скорлупы Тонкая f. tenera hort. (Колесников, 1974) Толстая f.

angulosa hort. (Колесников, 1974) Тип цветения Протерандричные Щепотьев и др., 1975 Протерогеничные Щепотьев и др., 1975 iНе можете найти то, что вам нужно?

Попробуйте сервис . Гомогамные Щепотьев и др., 1975 По форме кроны Моноподиальная Щепотьев и др., 1975 Симподиальная Щепотьев и др., 1975 Плакучая f. pendula Petz. et Kirchn (Колесников, 1974) Плодоносная f. fertilis Petz. et Kirchn (Колесников, 1974) Строение внутреннего слоя эндокарпа Пленчатый f.

typica (Печникова, 1940) Одревесневший f.

lignosa (Печникова, 1940) Деревянистый f. plicata (Печникова, 1940) Деревянистый частично отслаивающийся f.

lacunosa (Печникова, 1940) Деревянистый почти полностью отслаивающийся f.

macrolacunosa (Печникова, 1940) Выход ядра Низкий Щепотьев и др., 1975 Средний Щепотьев и др., 1975 Высокий Щепотьев и др., 1975 Вкус ядра Щепотьев и др., 1975 Очень хороший Щепотьев и др., 1975 Хороший Щепотьев и др., 1975 Посредственный Щепотьев и др., 1975 Плохой Щепотьев и др., 1975 Очень плохой Щепотьев и др., 1975 Крепость скорлупы Щепотьев и др., 1975 Раскалывается легко Щепотьев и др., 1975 Раскалывается со средним усилием Щепотьев и др., 1975 Раскалывается с трудом Щепотьев и др., 1975 Раскалывается при большом усилии Щепотьев и др., 1975 Цвет скорлупы Щепотьев и др., 1975 Светлые тона Щепотьев и др., 1975 Окончание таблицы Тона средней интенсивности Щепотьев и др., 1975 iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис . Темные тона Щепотьев и др., 1975 Темные тона с разной степенью окрашенности Щепотьев и др., 1975 Величина Мелкие Щепотьев и др., 1975 Средние Щепотьев и др., 1975 Крупные Щепотьев и др., 1975 Интенсивность роста Слабая Щепотьев и др., 1975 Средняя Щепотьев и др., 1975 Сильная Щепотьев и др., 1975 Приведенные в таблице сведения не являются исчерпывающими для вида. Их можно значительно расширить и такие данные имеются.

Но приведенных вполне достаточно для представления параллелизма между разнообразием органов и форм вида.

Исследованиями установлено, что в пределах формы встречаются органы с разными признаками. Они имеют различное соотношение.

Например, у ремонтантной формы грецкого ореха J. regia f. remontans Suchorukich доминирующими являются соцветия с количеством женских цветков 3 шт., но одновременно образуются с количеством цветков от одного до тридцати. Так же у этой особи встречаются соцветия 7 типов (табл.) Учитывая мнение Н.И.

Вавилова, который отмечал:

«В заключении выражаем твердое убеждение, что наиболее целесообразным и обещающим путем изучения и вскрытия систем многообразия в ближайшем будущем представляется установление параллелизмов и гомологических рядов в изменчивости, которое, несомненно, облегчит как дифференциальную, так и интегральную работу исследователя, необходимую для овладения и управления животными и растительными организмами»

предлагается объединение законов в следующей редакции. 1. Проявление эпизодической изменчивости органа у особей вида предполагает наличие в нем форм с такой же изменчивостью.

Зная такую изменчивость, возможно, предвидеть у вида наличие аналогичных форм.

2. Изменчивость органов у особей характеризуется определенным рядом, которая с различной частотой проявляется в пределах форм этого вида. 3. Виды и роды, генетически близкие, характеризуются сходными рядами наследственной изменчивости с такой правильностью, что зная ряд форм в пределах одного вида, возможно, предвидеть нахождение форм у других видов и родов. Чем ближе генетически расположены в общей системе роды и линнеоны, тем полнее сходство их изменчивости.

4. Целые семейства растений, в общем, характеризуются определенным циклом изменчивости, проходящим через все роды, составляющие семейство.

Следуя этому закону, возможно, представить гомологический ряд изменчивости следующим образом: орган-форма-вид-род-семейство. Представленный нами вариант объединенного закона, несомненно, требует дальнейшего обсуждения.

Литература: 1. Теоретические основы селекции растений. Т.1. Общая селекция растений / под ред. Н.И. Вавилова. М.: Л., 1935. 1043 с.

2. Сухоруких Ю.И. Параллелизм гетерофилии и полиморфизма у ореха грецкого // Материалы I науч.-практ.

конф. Майкоп. гос. технол. ин-та.

Майкоп: Изд-во МГТИ, 1996. С.

53-54. 3. Кривошея А.Н., Гаврилов В.В. О законе гомологических рядов в наследственной изменчивости Н.И.Вавилова и законе параллелизма Ю.И.Сухоруких.

Фундаментальные и прикладные исследования в системе образования // Материалы 2-й междунар. науч.-практ. конф. (заочной). Майкоп: Изд-во МГТИ. Вып. 5, Ч.

1. С. 82-83. 4. Колесников А.И.

Декоративная дендрология. М.: Лесная промышленность, 1974.

704 с. 5. Орехоплодовые лесные культуры / Ф.Л. Щепотьев [и др.]. М.: Лесная промышленность, 1978. 256 с. 6. Картелев В.Г. Формовое разнообразие ореха грецкого и пути его рационального использования (на примере Армянской ССР): автореф.

дис. . д-ра с.-х. наук 06.03.01. Л., 1981. 41 с. 7. Сухоруких Ю.И.

Ремонтантная форма ореха грецкого «Тхакушиновскй-2» // Актуальные проблемы экологии в условиях современного мира : материалы III науч.-практ. конф. Майкоп: Изд-во МГТИ, 2003.

20 с. 8. Печникова С.С. Внутривидовая изменчивость таджикских орехов ущелье р. Кондара // Растительность Таджикистана и ее освоение. М.: Л., 1940. Т.VIII. С. 307-356.

Гомологические ряды наследственной изменчивости

Изучение наследственной изменчивости у различных систематических групп растений позволило Н. И. Вавилову сформулировать закон гомологических рядов. Этот закон гласит: «1. 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 линнеоны (виды) у тем полнее сходство в рядах их изменчивости. 2. Целые семейства растений в общем характеризуются определенным циклом изменчивости, проходящей через все роды и виды, составляющие семейство». Свой закон Н. И. Вавилов выразил формулой: G1 (a + b + c + … +), G2 (a + b + c + … +), G3 (a + b + c + … +), где G1, G2, G3 обозначают виды и а, b, с… — различные варьирующие признаки, например окраску, форму стеблей, листьев, семян и др.

Иллюстрацией к закону может служить таблица, где показана гомология наследственной изменчивости по некоторым признакам и свойствам в пределах семейства злаковых.

Но этот перечень признаков и свойств можно было бы значительно расширить.

Общая схема сортовой (расовой) изменчивости видов семейства Gramineae В настоящее время с полным основанием можно сказать, что у родственных видов, имеющих общее происхождение, возникают и сходные мутации. Более того, даже у представителей разных классов и типов животных мы встречаем параллелизм — гомологические ряды мутаций по морфологическим, физиологическим и особенно биохимическим признакам и свойствам.

Так, например, у разных классов позвоночных животных встречаются сходные мутации: альбинизм и бесшерстность у млекопитающих, альбинизм и отсутствие перьев у птиц, отсутствие чешуи у рыб, короткопалость у крупного рогатого скота, овец, собак, птиц и т. д. Гомологические ряды мутационной изменчивости биохимических признаков встречаются не только у высших организмов, но и у простейших и микроорганизмов. Приведены данные по биохимическим мутантам, которые можно трактовать как гомологический ряд.

В таблице приведены данные по биохимическим мутантам, которые можно трактовать как гомологический ряд.

Мутации у насекомых, влияющие на синтез оммохрома Как мы видим, накопление сходных веществ (триптофана или кинуренина), детерминированных генами, встречается в весьма различных группах животных: у двукрылых, перепончатокрылых и бабочек.

При этом биосинтез пигментов достигается сходным путем. Исходя из закона гомологических рядов следует принять, что если обнаруживается ряд спонтанных или индуцированных мутации у одного вида животного или растения, то можно ожидать сходный ряд мутаций и у других видов этого рода.

То же относится и к более высоким систематическим категориям.

Причиной этого является общность происхождения генотипов. Наиболее вероятное объяснение происхождения гомологических рядов наследственной изменчивости сводится к следующему.

Родственные виды внутри одного рода, роды внутри одного отряда или семейства могли возникнуть посредством отбора различных полезных мутаций отдельных общих генов, отбора форм с различными полезными xpомосомными перестройками. В этом случае родственные виды, разошедшиеся в эволюции за счет отбора разных хромосомных перестроек, могли нести гомологичные гены, как исходные, так и мутантные. Виды могли возникать также путем отбора спонтанных полиплоидов, содержащих однородные наборы хромосом.

Дивергенция видов, идущая на основе этих трех типов наследственной изменчивости, обеспечивает общность генетического материала у родственных систематических групп.

Но в действительности дело обстоит, конечно, сложнее, чем нам это сейчас представляется. Быть может, биохимические исследования хромосом, изучение их строения и роли ДНК как материального носителя наследственной информации приоткроют завесу над этим еще не познанным явлением гомологии и аналогии путей развития органических форм.

Если нуклеиновые кислоты в комплексе с белком являются тем первичным субстратом, который обеспечил с самых ранних этапов программирование эволюции живых систем, то закон гомологических рядов приобретает всеобщее значение как закон возникновения аналогичных рядов биологических механизмов и процессов, совершающихся в органической природе. Это относится как к морфологии тканей, их функциональным свойствам, биохимическим процессам, адаптационным механизмам и т.

д., так и к генетическим механизмам всех живых организмов. Аналогия наблюдается для всех основных генетических явлений:

  1. механизма репродукции хромосом,
  2. механизма митоза,
  3. механизма рекомбинации,
  4. мутирования и т. д.
  5. механизма мейоза,
  6. оплодотворения,
  7. деления клетки,

Живая природа в процессе эволюции как бы программировалась по одной формуле независимо от времени происхождения того или иного типа организмов.

Конечно, подобные гипотетические соображения требуют подтверждения на основе синтеза многих знаний, но очевидно, что решение этой увлекательной проблемы является делом текущего века. Она должна заставить исследователей искать не столько частные различия, характеризующие дивергенцию видов, сколько их общие черты, в основе которых лежат аналогичные генетические механизмы. Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Закон гомологических рядов наследственной изменчивости

4 Закон гомологических рядов Вавилова Важным теоретическим обобщением исследований Н. И. Вавилова является разработанное им учение о гомологических рядах.

Согласно сформулированному им закону гомологических рядов наследственной изменчивости, не только близкие в генетическом отношении виды, но и роды растений образуют гомологические ряды форм, т.

е. в генетической изменчивости видов и родов существует определенный параллелизм.

Близкие виды благодаря большому сходству их генотипов (почти одинаковому набору генов) обладают сходной наследственной изменчивостью. Если все известные вариации признаков у хорошо изученного вида расположить в определенном порядке, то и у других родственных видов можно обнаружить почти все те же вариации изменчивости признаков. Например, приблизительно одинакова изменчивость остистости колоса у мягкой, твердой пшеницы и ячменя.

Трактовка Н.И.Вавилова. 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 родство, тем полнее сходство в рядах изменчивости.

Современная трактовка закона Родственные виды, роды, семейства обладают гомологичными генами и порядками генов в хромосомах, сходство которых тем полнее, чем эволюционно ближе сравниваемые таксоны. Гомология генов у родственных видов проявляется в сходстве рядов их наследственной изменчивости (1987 г.). Значение закона 1. позволяет находить нужные признаки и варианты в почти бесконечном многообразии форм различных видов как культурных растений и домашних животных, так и их диких родичей.

2. Он дает возможность успешно осуществлять поиск новых сортов культурных растений и пород домашних животных с теми или иными требуемыми признаками. В этом заключается огромное практическое значение закона для растениеводства, животноводства и селекции.

3. Его роль в географии культурных растений сопоставима с ролью Периодической системы элементов Д. И. Менделеева в химии. Применяя закон гомологических рядов, можно установить центр происхождения растений по родственным видам со сходными признаками и формами, которые развиваются, вероятно, в одной и той же географической и экологической обстановке.

Билет 4 Наследование признаков при расхождении половых хромосом(первичное и вторичное нерасхождение Х-хромосом у дрозофиллы) Как отмечалось ранее, при скрещивании белоглазой самки дрозофилы с красноглазым самцом вF1 все дочери имеют красные глаза, а у всех сыновей, получающих свою единственную Х-хромосому от матери, глаза белые. Однако иногда в таком скрещивании проявляются единичные красноглазые самцы и белоглазые самки, так называемые исключительные мухи с частотой 0,1-0,001%. Бриджес предположил, что появление таких «исключительных особей» объясняется тем, что у их матери во время мейоза обе Х-хромосомы попали в одно яйцо, т.е.

произошло нерасхождение Х-хромосом. Каждое из таких яиц может быть оплодотворено либо спермием с Х-хромосомой, либо Y-хромосомой. В результате может образоваться 4 типа зигот: 1) с тремя Х-хромосомами –ХХХ; 2) с двумя материнскими Х-хромосомами и Y-хромосомойХХY; 3) с одной отцовской Х-хромосомой; 4) без Х-хромосомы, но с Y –хромосомой.

ХХY являются нормальными плодовитыми самками.

ХО-самцы, но стерильны. Это показывает, что у дрозофилы Y-хромосома не содержит генов, определяющих пол. При скрещивании ХХY самок с нормальными красноглазыми самцами (XY) Бриджес обнаружил среди потомства 4% белоглазых самок и 4% красноглазых самцов.

Остальная часть потомства состояла из красноглазых самок и белоглазых самцов.

Появление подобных исключительных особей автор объяснил вторичным нерасхождением Х-хромосом в мейозе, потому что самки, взятые в скрещивании (XXY), возникли вследствие первичного нерасхождения хромосом. Вторичное нерасхождение хромосом у таких самок в мейозе наблюдается в 100 раз чаще, чем первичное.

У ряда других организмов, в том числе у человека, также известно нерасхождение половых хромосом. Из 4-х типов потомков, получающихся при нерасхождении Х-хромосом у женщин, особи, не имеющие ни одной Х-хромосомы, погибают в течение эмбрионального развития.

Зиготы ХХХ развиваются у женщин, у которых чаще обычного встречаются умственные дефекты и бесплодие. Из зигот ХХY развиваются неполноценные мужчины – синдром Клайнфельтера – бесплодие, умственная отсталость, евнухоидное телосложение. Потомки с одной Х-хромосомой чаще погибают в эмбриональном развитии, редкие выжившие – женщины с синдромом Шерешевского-Тернера.

Они низкого роста, инфантильны, бесплодны.

У человека Y-хромосомы содержат гены, определяющие развитие организма мужского пола.

При отсутствии Y-хромосомы развитие идёт по женскому типу. Нерасхождение половых хромосом у человека происходит чаще, чем у дрозофилы; в среднем на каждые 600 родившихся мальчиков приходится один с синдромом Клайнфельтера. 4 Рекомендуемые страницы:Читайте также:: Для уяснения предыстории конфликтологии существенное значение имеет обращение к античной.: Каждая цифра должна быть как-то представлена на физическом носителе.