Die mensdom is lank reeds besig met die keuse van plante en diere wat geskik is om in die behoeftes van die bevolking te voorsien. Hierdie kennis word gekombineer in wetenskap – seleksie. Genetika bied op sy beurt die basis vir noukeuriger seleksie en teling van nuwe variëteite en rasse wat spesiale eienskappe het. In die artikel sal ons die beskrywing van hierdie twee wetenskappe en die kenmerke van hul toepassing oorweeg.
Wat is genetika?
Die wetenskap van gene is 'n dissipline wat die proses van oordrag van oorerflike inligting en die veranderlikheid van organismes deur generasies bestudeer. Genetika is die teoretiese basis van seleksie, waarvan die konsep hieronder beskryf word.
Die take van wetenskap sluit in:
- Bestudering van die meganisme van berging en oordrag van inligting van voorouers na afstammelinge.
- Die studie van die implementering van sulke inligting in die proses van individuele ontwikkeling van die organisme, met inagneming van die invloed van die omgewing.
- Bestudering van die oorsake enmeganismes van veranderlikheid van lewende organismes.
- Bepaling van die verband tussen seleksie, veranderlikheid en oorerwing as faktore in die ontwikkeling van die organiese wêreld.
Wetenskap is ook betrokke by die oplossing van praktiese probleme, wat die belangrikheid van genetika vir teling toon:
- Bepaling van seleksiedoeltreffendheid en seleksie van die mees geskikte tipes verbastering.
- Beheer van die ontwikkeling van oorerflike faktore om die voorwerp te verbeter om meer betekenisvolle eienskappe te verkry.
- Verkryging van oorerflik gewysigde vorms op kunsmatige wyse.
- Ontwikkeling van maatreëls wat daarop gemik is om die omgewing te beskerm, byvoorbeeld teen die invloed van mutagene, plae.
- Beveg teen oorerflike patologieë.
- Vooruitgang maak met nuwe teelmetodes.
- Soek vir ander metodes van genetiese ingenieurswese.
Die oogmerke van die wetenskap is: bakterieë, virusse, mense, diere, plante en swamme.
Basiese konsepte wat in wetenskap gebruik word:
- Oorerflikheid is die eienskap om genetiese inligting te bewaar en aan afstammelinge oor te dra, inherent aan alle lewende organismes, wat nie weggeneem kan word nie.
- Geen is 'n deel van 'n DNA-molekule wat verantwoordelik is vir 'n sekere kwaliteit van 'n organisme.
- Veranderlikheid is die vermoë van 'n lewende organisme om nuwe eienskappe te verkry en oues te verloor in die proses van ontogenese.
- Genotipe - 'n stel gene, die oorerflike basis van 'n organisme.
- Fenotipe - 'n stel eienskappe wat 'n organisme verkry in die proses van individuontwikkeling.
Stadiums van ontwikkeling van genetika
Die ontwikkeling van genetika en seleksie het deur verskeie stadiums gegaan. Beskou die tydperke van vorming van die wetenskap van gene:
- Tot die 20ste eeu was navorsing op die gebied van genetika abstrak, hulle het geen praktiese basis gehad nie, maar was gebaseer op waarnemings. Die enigste gevorderde werk van daardie tyd was die studie van G. Mendel, gepubliseer in die Proceedings of the Society of Naturalists. Maar die prestasie het nie wydverspreid geword nie en is eers in 1900 geëis, toe die drie wetenskaplikes die ooreenkoms van hul eksperimente met Mendel se navorsing ontdek het. Dit was vanjaar wat as die tyd van die geboorte van genetika beskou is.
- Ongeveer in 1900-1912 is die wette van oorerwing bestudeer, aan die lig gebring tydens hibridologiese eksperimente wat op plante en diere uitgevoer is. In 1906 het die Engelse wetenskaplike W. Watson die bekendstelling van die begrippe "geen" en "genetika" voorgestel. En na 3 jaar het V. Johannsen, 'n Deense wetenskaplike, voorgestel om die konsepte van "fenotipe" en "genotipe" bekend te stel.
- Ongeveer in 1912-1925 het die Amerikaanse wetenskaplike T. Morgan en sy studente die chromosoomteorie van oorerwing ontwikkel.
- Omstreeks 1925-1940 is mutasiepatrone vir die eerste keer verkry. Russiese navorsers G. A. Nadson en G. S. Filippov het die invloed van gammastraling op die voorkoms van muterende gene ontdek. S. S. Chetverikov het bygedra tot die ontwikkeling van wetenskap deur genetiese en wiskundige metodes uit te lig vir die bestudering van die veranderlikheid van organismes.
- Van die middel van die 20ste eeu tot vandag is genetiese veranderinge op molekulêre vlak bestudeer. Aan die eindeIn die 20ste eeu is 'n DNS-model geskep, die essensie van die geen is bepaal en die genetiese kode is ontsyfer. In 1969 is 'n eenvoudige geen vir die eerste keer gesintetiseer, en later is dit in 'n sel ingebring en die verandering in sy oorerflikheid is bestudeer.
Metodes van Genetiese Wetenskap
Genetika, as die teoretiese basis van teling, gebruik sekere metodes in sy navorsing.
Dit sluit in:
- Hibridiseringsmetode. Dit is gebaseer op die kruising van spesies met 'n suiwer lyn, wat verskil in een (maksimum verskeie) eienskappe. Die doel is om bastergenerasies te verkry, wat ons in staat stel om die aard van die oorerwing van eienskappe te ontleed en te verwag om nageslag met die nodige eienskappe te verkry.
- Genealogie metode. Gebaseer op die ontleding van die stamboom, wat jou toelaat om die oordrag van genetiese inligting deur generasies, aanpasbaarheid by siektes op te spoor, en ook om die waarde van 'n individu te karakteriseer.
- Tweelingmetode. Gebaseer op vergelyking van monosigotiese individue, gebruik wanneer dit nodig is om die mate van invloed van paratipiese faktore vas te stel terwyl verskille in genetika geïgnoreer word.
- Die sitogenetiese metode is gebaseer op die ontleding van die kern en intrasellulêre komponente, en vergelyk die resultate met die norm vir die volgende parameters: die aantal chromosome, die aantal arms en strukturele kenmerke.
- Die metode van biochemie is gebaseer op die studie van die funksies en struktuur van sekere molekules. Byvoorbeeld, die gebruik van verskeie ensieme word gebruik inbiotegnologie en genetiese ingenieurswese.
- Die biofisiese metode is gebaseer op die studie van die polimorfisme van plasmaproteïene, soos melk of bloed, wat inligting verskaf oor die diversiteit van bevolkings.
- Die monosoommetode gebruik somatiese selhibridisasie as basis.
- Die fenogenetiese metode is gebaseer op die studie van die invloed van genetiese en paratipiese faktore op die ontwikkeling van die eienskappe van 'n organisme.
- Die bevolking-statistiese metode is gebaseer op die toepassing van wiskundige analise in biologie, wat dit moontlik maak om kwantitatiewe eienskappe te ontleed: berekening van gemiddelde waardes, aanwysers van veranderlikheid, statistiese foute, korrelasie en ander. Die gebruik van die Hardy-Weinberg-wet help met die ontleding van die genetiese struktuur van die populasie, die vlak van verspreiding van anomalieë, en ook om die variasie van die populasie op te spoor wanneer verskeie seleksie-opsies toegepas word.
Wat is seleksie?
Teling is 'n wetenskap wat metodes bestudeer om nuwe variëteite en basters van plante, sowel as diererasse te skep. Die teoretiese basis van teling is genetika.
Die doel van wetenskap is om die eienskappe van 'n organisme te verbeter of daarin die eienskappe te verkry wat nodig is vir 'n persoon deur oorerflikheid te beïnvloed. Seleksie kan nie nuwe spesies organismes skep nie. Seleksie kan beskou word as een van die vorme van evolusie waarin kunsmatige seleksie aanwesig is. Danksy haar word die mensdom van kos voorsien.
Die hooftake van wetenskap:
- kwalitatiewe verbetering van die eienskappe van die liggaam;
- toename in produktiwiteit en opbrengs;
- verhoging van die weerstand van organismes teen siektes, plae, veranderinge in klimaatstoestande.
Die eienaardigheid is die kompleksiteit van wetenskap. Dit is nou verwant aan anatomie, fisiologie, morfologie, taksonomie, ekologie, immunologie, biochemie, fitopatologie, gewasproduksie, veeteelt en vele ander wetenskappe. Kennis van bevrugting, bestuiwing, histologie, embriologie en molekulêre biologie is betekenisvol.
Prestasies van moderne teling laat jou toe om die oorerwing en veranderlikheid van lewende organismes te beheer. Die belangrikheid van genetika vir teling en medisyne word weerspieël in die doelgerigte beheer van die opeenvolging van kwaliteite en die moontlikhede om basters van plante en diere te verkry om in menslike behoeftes te voorsien.
Stadiums van seleksie-ontwikkeling
Sedert antieke tye het die mens plante en diere vir landboudoeleindes geteel en uitgesoek. Maar sulke werk was gebaseer op waarneming en intuïsie. Die ontwikkeling van teling en genetika het feitlik gelyktydig plaasgevind. Oorweeg die stadiums van seleksie-ontwikkeling:
- Tydens die ontwikkeling van gewas- en veeteelt het seleksie massief begin wees, en die vorming van kapitalisme het gelei tot selektiewe werk op industriële vlak.
- Aan die einde van die 19de eeu het die Duitse wetenskaplike F. Achard 'n studie gedoen en die kwaliteit van toenemende opbrengste by suikerbeet ingeprent. Engelse telers P. Shiref en F. Gallet het koringvariëteite bestudeer. In Rusland is die Poltava-proefveld geskep, waarstudies van die variëteitssamestelling van koring.
- Teling as 'n wetenskap het begin ontwikkel sedert 1903, toe 'n teelstasie by die Moskou Landbou-instituut georganiseer is.
- Teen die middel van die 20ste eeu is die volgende ontdekkings gemaak: die wet van oorerflike veranderlikheid, die teorie van sentrums van oorsprong van plante vir kulturele doeleindes, ekologiese en geografiese beginsels van seleksie, kennis oor die bronmateriaal van plante en hul immuniteit. Die All-Union Instituut vir Toegepaste Plantkunde en Nuwe Kulture is geskep onder leiding van N. I. Vavilov.
- Navorsing vanaf die einde van die 20ste eeu tot vandag is kompleks, seleksie is nou in wisselwerking met ander wetenskappe, veral met genetika. Basters met hoë agro-ekologiese aanpassing is geskep. Huidige navorsing fokus daarop om basters te kry om hoogs produktief te wees en om biotiese en abiotiese stressors te weerstaan.
Seleksiemetodes
Genetika oorweeg die patrone van oordrag van oorerflike inligting en maniere om so 'n proses te beheer. Teling gebruik kennis verkry uit genetika en gebruik ander metodes om organismes te evalueer.
Die belangrikstes is:
- Seleksiemetode. Seleksie gebruik natuurlike en kunsmatige (onbewustelike of metodiese) seleksie. 'n Spesifieke organisme (individuele seleksie) of 'n groep daarvan (massaseleksie) kan ook geselekteer word. Die definisie van die tipe seleksie is gebaseer op die eienskappe van die voortplanting van diere en plante.
- Verbastering stel jou in staat om nuwe genotipes te kry. In die metode word intraspesifiek (kruising vind binne een spesie plaas) en interspesifieke verbastering (kruising van verskillende spesies) onderskei. Deur inteling uit te voer, kan u oorerflike eienskappe herstel terwyl u die lewensvatbaarheid van die organisme verminder. As uitteling in die tweede of daaropvolgende generasies uitgevoer word, ontvang die teler hoë-opbrengs en weerstandbiedende basters. Daar is vasgestel dat met ver kruising die nageslag steriel is. Hier word die betekenis van genetika vir teling uitgedruk in die moontlikheid om gene te bestudeer en die vrugbaarheid van organismes te beïnvloed.
- Polyploïdie is die proses om chromosoomstelle te verhoog, wat dit moontlik maak om vrugbaarheid in onvrugbare basters te bereik. Daar is waargeneem dat sommige gekweekte plante na poliploïdie hoër vrugbaarheid het as hul verwante spesies.
- Geïnduseerde mutagenese is 'n kunsmatig geïnduseerde proses van mutasie van 'n organisme na die behandeling daarvan met 'n mutagene. Na afloop van die mutasie ontvang die teler inligting oor die invloed van die faktor op die organisme en die verkryging van nuwe eienskappe daardeur.
- Selingenieurswese is ontwerp om 'n nuwe tipe sel te konstrueer deur bewerking, rekonstruksie en verbastering.
- Geeningenieurswese stel jou in staat om gene te isoleer en te bestudeer, hulle te manipuleer om die eienskappe van organismes te verbeter en nuwe spesies te teel.
Plante
In die proses om die groei, ontwikkeling en seleksie van nuttige eienskappe van plante te bestudeer, is genetika en seleksie nou met mekaar verbind. Genetika in die veld van plantlewe-analise handel oorkwessies van die bestudering van die kenmerke van hul ontwikkeling en gene wat die normale vorming en funksionering van die liggaam verseker.
Wetenskap bestudeer die volgende areas:
- Die ontwikkeling van een spesifieke organisme.
- Beheer van aanlegseinstelsels.
- Geenuitdrukking.
- Meganismes van interaksie tussen plantselle en weefsels.
Teling verseker op sy beurt die skepping van nuwe of verbetering van die eienskappe van bestaande plantspesies gebaseer op die kennis wat deur genetika verkry is. Wetenskap word nie net deur boere en tuiniers bestudeer en suksesvol gebruik nie, maar ook deur telers in navorsingsorganisasies.
Die gebruik van genetika in teling en saadproduksie maak dit moontlik om nuwe kwaliteite by plante te vestig wat nuttig kan wees op verskeie terreine van die menslike lewe, soos medisyne of kook. Ook maak kennis van genetiese eienskappe dit moontlik om nuwe variëteite gewasse te verkry wat in ander klimaatstoestande kan groei.
Danksy genetika gebruik teling die metode van kruising en individuele seleksie. Die ontwikkeling van die wetenskap van gene maak dit moontlik om metodes soos poliploïdie, heterose, eksperimentele mutagenese, chromosomale en genetiese ingenieurswese in teling toe te pas.
Dierewêreld
Seleksie en genetika van diere is takke van die wetenskap wat die kenmerke van die ontwikkeling van verteenwoordigers van die dierewêreld bestudeer. Danksy genetika verkry 'n persoon kennis oor oorerflikheid, genetiese eienskappe en veranderlikheidorganisme. En seleksie laat jou toe om slegs daardie diere te selekteer wie se eienskappe vir mense nodig is.
Mense selekteer al lank diere wat byvoorbeeld meer geskik is vir gebruik in die landbou of jag. Ekonomiese eienskappe en uiterlike is van groot belang vir teling. Plaasdiere word dus beoordeel volgens die voorkoms en kwaliteit van hul nageslag.
Die gebruik van kennis van genetika in teling stel jou in staat om die nageslag van diere en hul nodige eienskappe te beheer:
- virusweerstand;
- toename in melkopbrengs;
- individuele grootte en liggaamsbou;
- klimaatverdraagsaamheid;
- fertility;
- nageslaggeslag;
- uitskakeling van oorerflike afwykings by afstammelinge.
Diereteelt het wydverspreid geword, nie net om in die primêre menslike behoeftes vir voeding te voorsien nie. Vandag kan jy baie huisdierrasse, kunsmatig geteel, sowel as knaagdiere en visse, soos guppies, waarneem. Teling en genetika in veeteelt gebruik die volgende metodes: hibridisasie, kunsmatige inseminasie, eksperimentele mutagenese.
Telers en genetici het dikwels die probleem van nie-teling van spesies onder die eerste generasie basters en 'n aansienlike afname in die vrugbaarheid van nageslag. Moderne wetenskaplikes los sulke vrae aktief op. Die hoofdoelwit van wetenskaplike werk is om die patrone van verenigbaarheid van gamete, die fetus en die moeder se liggaam op genetiese vlak te bestudeer.
Mikro-organismes
Moderne kennis van teling engenetika maak dit moontlik om in menslike behoeftes vir waardevolle voedselprodukte te voorsien, wat hoofsaaklik uit veeteelt verkry word. Maar die aandag van wetenskaplikes word ook getrek deur ander voorwerpe van die natuur - mikroörganismes. Wetenskap het lank geglo dat DNA 'n individuele kenmerk is en nie na 'n ander organisme oorgedra kan word nie. Maar navorsing het getoon dat bakteriese DNA suksesvol in plantchromosome ingebring kan word. Deur hierdie proses skiet die eienskappe inherent aan 'n bakterie of virus in 'n ander organisme wortel. Ook die invloed van die genetiese inligting van virusse op menslike selle is lank reeds bekend.
Die studie van genetika en die seleksie van mikroörganismes word in 'n korter tyd uitgevoer as met gewasproduksie en veeteelt. Dit is as gevolg van die vinnige voortplanting en verandering van generasies van mikroörganismes. Moderne metodes van teling en genetika - die gebruik van mutagene en verbastering - het dit moontlik gemaak om mikroörganismes met nuwe eienskappe te skep:
- Mutante van mikroörganismes is in staat tot oorsintese van aminosure en verhoogde vorming van vitamiene en provitamiene;
- mutante van stikstofbindende bakterieë kan plantegroei aansienlik versnel;
- Gis-organismes is geteel - eensellige swamme en vele ander.
Telers en genetici gebruik hierdie mutagene:
- ultraviolet;
- ioniserende straling;
- ethyleneimine;
- nitrosometielureum;
- toediening van nitrate;
- akridienverf.
Vir mutasiedoeltreffendheidgereelde behandelings van die mikro-organisme met klein dosisse van die mutagene word gebruik.
Medisyne en Biotegnologie
Algemeen in die betekenis van genetika vir teling en medisyne is dat die wetenskap jou in beide gevalle toelaat om die oorerwing van organismes te bestudeer, wat in hul immuniteit gemanifesteer word. Sulke kennis is belangrik in die stryd teen patogene.
Die studie van genetika in die veld van medisyne stel jou in staat om:
- voorkom die geboorte van kinders met genetiese abnormaliteite;
- voorkom en behandel oorerflike patologieë;
- bestudeer die invloed van die omgewing op oorerwing.
Die volgende metodes word hiervoor gebruik:
- genealogies - die studie van die stamboom;
- tweeling - bypassende tweelingpaar;
- sitogeneties - studie van chromosome;
- biochemies - laat jou toe om mutante stegies in DNA te identifiseer;
- dermatogliewe - velpatroonanalise;
- modeling en ander.
Moderne navorsing het ongeveer 2 000 oorgeërfde siektes geïdentifiseer. Meestal geestesversteurings. Die studie van genetika en die seleksie van mikroörganismes kan die voorkoms onder die bevolking verminder.
Vooruitgang in genetika en seleksie in biotegnologie maak dit moontlik om biologiese stelsels (prokariote, swamme en alge) in wetenskap, industriële produksie, medisyne en landbou te gebruik. Kennis van genetika bied nuwe geleenthede vir die ontwikkeling van sulke tegnologieë: energie- en hulpbronbesparend, afvalvry, kennisintensief, veilig. In biotegnologiedie volgende metodes word gebruik: sel- en chromosoomseleksie, genetiese manipulasie.
Genetika en seleksie is wetenskappe wat onlosmaaklik verbind is. Teelwerk hang grootliks af van die genetiese diversiteit van die aanvanklike aantal organismes. Dit is hierdie wetenskappe wat kennis verskaf vir die ontwikkeling van landbou, medisyne, nywerheid en ander areas van die menslike lewe.
