Задание по ЕНФГ. Кейс Значение работ Н.И. вавилова для генетики и селекции.

Курс «Общая биология»

Кейс.  «Значение работ Н.И. Вавилова для генетики и селекции»

Задание 1.  Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости.

Н.И. Вавилов  на основании  изучения большого количества различных видов  растений в 1920 году  сформулировал закон гомологических рядов  в наследственной изменчивости: «Виды и роды, генетически близкие, характеризуются сходными рядами в наследственной изменчивости с такой правильностью, что зная ряд форм  в пределах одного вида, можно предвидеть  нахождение параллельных форм  у других видов и родов». С менее четкой формулировкой  аналогичную мысль  высказывали и ранее _Ч. Дарвин и другие ученые.  Закон гомологических рядов имеет общебиологическое значение, справедлив для всех живых организмов. На основании этого закона можно предсказывать, какие мутантные формы  могут возникнуть  у близкородственных видов.  Анализ огромного количества культурных растений  и их дикорастущих предков, позволил Н.И. Вавилову  сформулировать закон, устанавливающий параллелизм  в наследственной изменчивости  организмов, имеющих большое значение  как для теоретической генетики, так и для практической селекции.

Свое открытие Вавилов представил только в 1920 году, во время съезда селекционеров, проходившего в Саратове. По мнению его коллег, открытие Николая можно было поставить в один ряд с открытием Менделеевым периодической системы элементов в химии. Разработка Вавилова произвела фурор и открыла самые широкие перспективы для ее практического применения.

Проанализируйте таблицу. Определите наиболее близкородственные виды  растений и животных.

Таблица 1. Виды растений

Таблица 2. Виды животных

Задание 2. Экспедиции Н.И. Вавилова.

Почти половину своей жизни Николай Вавилов провел в экспедициях. Еще в студенческие годы он побывал на Северном Кавказе и Закавказье.

В 20-х годах Николай отправлялся в экспедиции уже со своими студентами, каждый раз возвращался с богатейшей коллекцией растений, служившей подкреплением к его открытиям.

В 1924-м Вавилов первый из всех европейцев сумел посетить Нуристан, закрытую провинцию Афганистана. Потом бродил по Африке, Средиземноморье, Индии, откуда вернулся с новыми экземплярами для своей коллекции. Николай отметил, что в Индии им удалось обнаружить «прарожь». Экспедиция ученого прошла по пути великого полководца Александра Македонского.

В 20-е годы Вавилов организовал экспедицию в Хивинский оазис в Узбекистане, с 1926-го по 1927-й занимался исследовательской деятельностью в Марокко, Алжире, Палестине, Сирии. Кроме этого ознакомился с растительным миром Франции, Греции, Португалии и Испании. В основном его маршруты были пешими, вместе с группой ученый «протопал» более двух тысяч километров. Коллекция собранного материала насчитывала несколько тысяч образцов.

В НАЧАЛЕ 30-Х ГОДОВ НИКОЛАЙ ПОБЫВАЛ В КИТАЕ, ЯПОНИИ И ЮЖНОЙ АМЕРИКЕ. ПО ОКОНЧАНИИ ЭКСПЕДИЦИЙ УЧЕНЫЙ ИЗДАЕТ СВОЮ ВТОРУЮ ВАЖНУЮ РАБОТУ, ПОСВЯЩЕННУЮ ЦЕНТРАМ ПРОИСХОЖДЕНИЯ КУЛЬТУРНЫХ РАСТЕНИЙ. ЭТОТ ТРУД УДОСТОИЛСЯ ЛЕНИНСКОЙ ПРЕМИИ.

За всю свою жизнь Вавилов побывал в 180 экспедициях, которые охватывали Америку и Евразию. Его признали великим путешественником, обогатившим мировую науку о растениях. В результате он собрал невиданную до тех пор коллекцию культурных растений, число которых перевалило за 250 тысяч единиц. Эта коллекция и стала основой первого созданного в мире генного банка.

Задание 3. Коллекция зерновых культур Н.И. Вавилова.

      В России есть  уникальная, бесценная коллекция, виртуальная стоимость которой оценивается в триллионах долларов, но она призвана служить всему человечеству и поэтому бесценна. Это мировая коллекция генетических ресурсов растений. Ей больше ста лет, но она живая, продолжает расти и развиваться. Она расширялась и увеличивалась не ровно и неоднородно. Ей пришлось пережить Первую мировую войну, Гражданскую войну, период репрессий, Блокаду Ленинграда Великой Отечественной войны, трудности послевоенного и современного периодов.

Интерес Гитлера

Союзникам по антигитлеровской коалиции стало известно, что Гитлер создал специальную команду СС для захвата вавиловской коллекции семян. По мере продвижения команды захватывали небольшие фонды семян на западе СССР. Но главный трофей им, — коллекция ВИР в Ленинграде, — не достался.

    Уникальная коллекция зародилась  в Санкт-Петербурге. Место рождения – бюро прикладной ботаники. Бюро образовалось в 1894 году, но коллекция стала создаваться не сразу. Известно, что к 1901 году в ней был 301 образец.

Коллекция семян культурных растений, собранная советским учёным-ботаником Н. И. Вавиловым и его сотрудниками в результате 110 ботанико-агрономических экспедиций по всему миру, принёсших мировой науке результаты первостепенной значимости. С 1923 по 1940 год Н. И. Вавиловым и другими сотрудниками ВИРа было совершено 180 экспедиций, из них 40 — в 65 зарубежных странах. Результат вавиловских научных экспедиций - создание уникальной, самой богатой в мире коллекции культурных растений, насчитывавшей в 1940 году 250 тысяч образцов.

Генофонд содержит некоторые культуры, которых уже нет в природе. Роль этой коллекции незаменима в обеспечении продовольственной безопасности России. Так, с ее использованием в стране было выведено свыше 4,5 тыс. районированных сортов сельскохозяйственных культур, способствовавших повышению урожайности и качества продукции.  К 2018 году  образцов  в коллекции  было уже более 325 000. Примерно на 75 тыс. больше, чем во времена Вавилова.

У каждого образца есть дубликаты, 2-4 дубликата. Есть живые образцы, есть гербарии. Более 20% сортов из коллекции сохранились только в институте ВИР.

Всероссийский НИИ растениеводства  имени Н.И.Вавилова  в Санкт-Петербурге.

Почему Н.И. Вавилова называют ученым, накормившим человечество?

Задание 4. Химический состав зерновых культур.

По данным Всероссийского института генетических ресурсов растений имени Н. И. Вавилова (ВИР), содержание белка в зерне мягкой пшеницы изменяется от 7,6 до 25,8 %, а у твёрдой — от 9,9 до 26,5 %, в среднем 15–18 %.

В зерне пшеницы также содержатся:

·         крахмал (65–75 % на сухое вещество),

·         сахара (2–3 %),

·         клетчатка (1,5–3,5 %),

·         гемицеллюлоза (8–10 %),

·         жиры (2,0–2,5 %),

·         витамины (B, B2, B6, PP, H, C, A, E),

·         зольные элементы (1,5–2,5 %),

·         вода (8–14 %).

Таблица 3.Химический состав зерновых культур.

Проанализируйте таблицу «Химический состав зерновых культур»  и ответьте на вопросы.  Какой вид зерновых культур наиболее богат клейковиной?  Почему типичные итальянские макароны плохо получаются из мягких сортов пшени

Скачано с www.znanio.ru