Учение Н. И. Вавилова о центрах многообразия и происхождения культурных растений»

Цель урока:

познакомить учащихся с понятием «сорт», « селекция»;

познакомить с центрами происхождения культурных растений

Задачи:

- изучить центры происхождения культурных растений открытых Н.И.Вавиловым.

- формировать умения выделять главное, сравнивать, формулировать выводы.

- патриотическое воспитание на примере работ Н.И.Вавилова.

Оборудование и материалы: Портрет Н. И. Вавилова . Карта центров происхождения культурных растений. Картинки для интеллект кары (разновидности капусты, рисунки картофеля, подсолнечника, чая, томата, арбуза, сорта яблок и др.).

План урока:

1. Появление культурных растений.

2. Сорт. Свойства и признаки сорта.

3. Селекция растений.

4. Н.И. Вавилов – советский биолог, академик, открывший центры происхождения культурных растений.

Ход урока:

1. Знакомство учащихся с целью урока.

Рассказ учителя о появлении культурных растений, о возможности получать новые сорта растений.

2. Работа по учебнику с выполнением задания: найти понятие сорта и записать его в тетрадь. Учащиеся записывают определение понятий:

сорт – это однородная группа растений, имеющих определенные признаки и свойства. Признаки: размер кроны, плода, форма плода. Свойства: урожайность, зимостойкость, устойчивость к заболеваниям и вредителям.

Проводится беседа по вопросам:

Чем по внешнему виду отличаются яблоки данных сортов?

Какие сорта яблок вам еще известны?

Форма, цвет, вкус плода – это признаки или свойства сорта?

Также демонстрируются различные сорта тюльпанов, названия которых учащиеся записывают в тетрадь.

Один из учащихся показывает презентацию о биографии Н.И. Вавилова, отмечает его любовь к природе с ранних лет, увлечения растениями. Заслуга Вавилова в мире биологии велика. Именно он в результате путешествий открыл центры происхождения культурных растений. Жизнь Н.И. Вавилова закончилась в застенках сталинской тюрьмы. Но и сейчас память об этом замечательном человеке жива в сердцах людей.

3. Работа с учебником. Заполнение таблицы

Таблица. Центры происхождения культурных растений (по Н.И. Вавилову)

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.

4.Закрепление

Класс делиться на группы. Каждая группа составляет интеллект= карту.

Задание .

1.Подпишите на контурной карте материки и океаны.

2.Покажите границы основных происхождения культурных растений (по Н.И. Вавилову).

3.Подпишите растения, родиной которых являются эти центры. Для наглядности приклейте картинки этих растений.

4.Выберите условные знаки.

Интересные факты

Самым древним растением является пшеница.

Введение картофеля в культуру в России сопровождалось «картофельными бунтами», так как крестьяне, употребляя в пищу не клубни, а плоды картофеля, часто умирали, потому что плод картофеля - ягода содержит большое количество ядовитого вещества солонина.

5.Домашнее задание: П.43

ЖЕЛАЮ УДАЧИ!

Образец, к которому вы должны стремиться

В своих экспедициях Вавилов собрал богатейшую коллекцию культурных растений, нашел родственные связи между ними, предсказал возможные для выведения ранее неизвестные, но заложенные генетически свойства этих культур. Он обнаружил существование районов с максимальной концентрацией видов, разновидностей и сортов определенных культурных растений, а также то, что эти районы связаны с местами древнейших цивилизаций.

В ходе исследований Н.И. Вавилова было выявлено семь основных географических центров происхождения культурных растений.

1. Южноазиатский тропический центр (Рис. 2) включает в себя тропическую Индию, Индокитай, Южный Китай, Юго-Восточную Азию. Культурные растения центра: рис, сахарный тростник, огурец, баклажан, цитрусовые, манго, банан, кокосовая пальма, черный перец - около 33 % всех культурных растений.

Рис. 2. Южноазиатский тропический центр ()

2. Восточноазиатский центр - Центральный и Восточный Китай, Япония, Корея, Тайвань (Рис. 3). Отсюда произошли соя, просо, гречиха, слива, вишня, редька, грецкий орех, мандарин, хурма, бамбук, женьшень - около 20 % культурных растений.

Рис. 3. Восточноазиатский центр ()

3. Юго-западноазиатский центр - Малая Азия, Средняя Азия, Иран, Афганистан, Юго-Западная Индия (Рис. 4). Этот центр является прародителем пшеницы, ячменя, ржи, фундука, бобовых культур, льна, конопли, репы, чеснока, винограда, абрикоса, груши, дыни - порядка 14 % всех культурных растений.

Рис. 4. Юго-западноазиатский центр ()

4. Средиземноморский центр - страны побережья Средиземного моря (Рис. 5). Отсюда вышли капуста, сахарная свекла, маслины, клевер, чечевица, овес, лен, лавр, кабачок, петрушка, сельдерей, виноград, горох, бобы, морковь, мята, тмин, хрен, укроп - около 11 % культурных растений.

Рис. 5. Средиземноморский центр ()

5. Абиссинский, или Африканский центр - Абиссинское нагорье Африки в районе Эфиопии (Рис. 6). Оттуда произошли пшеница, ячмень, сорго, кофе, бананы, кунжут, арбуз - порядка 4 % культурных растений.

Рис. 6. Абиссинский, или Африканский центр ()

6. Центральноамериканский центр - Южная Мексика (Рис.7). Родоначальник фасоли, кукурузы, подсолнечника, хлопчатника, какао, тыквы, табака, топинамбура, папайи - около 10 % культурных растений.

Рис. 7. Центральноамериканский центр ()

7. Южноамериканский, или Андийский центр - западное побережье Южной Америки (Рис. 8). Из этого центра произошли картофель, томат, ананас, сладкий перец, хинное дерево, кокаиновый куст, гевея, арахис - около 8 % культурных растений.

Рис. 8. Южноамериканский, или Андийский центр ()

Мы познакомились с важнейшими центрами происхождения культурных растений, они связаны не только с флористическим богатством, но и с древнейшими цивилизациями.

Список литературы

1. Мамонтов С.Г., Захаров В.Б., Агафонова И.Б., Сонин Н.И. Биология. Общие закономерности. - Дрофа, 2009.
2. Пономарева И.Н., Корнилова О.А., Чернова Н.М. Основы общей биологии. 9 класс: Учебник для учащихся 9 класса общеобразовательных учреждений/Под ред. проф. И.Н. Пономаревой. - 2-е изд., перераб. - М.: Вентана-Граф, 2005.
3. Пасечник В.В., Каменский А.А., Криксунов Е.А. Биология. Введение в общую биологию и экологию: Учебник для 9 класса, 3-е изд., стереотип. - М.: Дрофа, 2002.

1. Dic.academic.ru ().
2. Proznania.ru ().
3. Biofile.ru ().

Домашнее задание

1. Кто сформулировал полную теорию центров происхождения видов культурных растений?
2. Каковы основные географические центры происхождения культурных растений?
3. С чем связаны центры происхождений культурных растений?

Центры происхождения культурных растений и домашних животных – это те районы Земли, где возникли или были окультурены те или иные виды полезных для человека растений и где сосредоточено их наибольшее генетическое разнообразие. Соответственно это центры, где происходила, как говорят, доместификация животных. Особо важно подчеркнуть, что почти все ныне известные культурные растения и домашние животные появились за сотни и тысячи лет до нашей эры. Пожалуй, лишь сахарная свекла, каучуконосная гевея и хинное дерево стали культурными растениями сравнительно недавно.
Теорию центров происхождения культурных растений разработал выдающийся отечественный ученый академик Н. И. Вавилов на основе своих многочисленных экспедиций, которыми были охвачены вся территория Советского Союза, а также 60 стран Азии, Африки, Северной и Южной Америки. Из этих экспедиций были привезены тысячи образцов семян, которые затем высевали в питомниках Всесоюзного института растениеводства и тщательно исследовали. В этом же институте была собрана крупнейшая в мире коллекция семян зерновых культур, насчитывающая 60 тыс. сортов; эта уникальная коллекция была сохранена в Ленинграде в голодные месяцы блокады во время Великой Отечественной войны. Н. И. Вавилов считал, что общее число видов культурных растений, не считая декоративных, составляет примерно 1500–1600. При этом для разных культур существуют свои центры многообразия, которые обычно и являются центрами их происхождения, совпадая с древними центрами земледелия. Понятие о центре происхождения культурных растений Н. И. Вавилов окончательно сформулировал в 1935 г., когда выделил восемь важнейших таких центров (табл. 123 и рис. 87).
Хотя за прошедшие с тех пор шесть с половиной десятилетий эту теорию на основе многочисленных новых данных подвергли некоторым изменениям и дополнениям (ныне принято выделять 7 главных центров – Тропический, Восточноазиатский, Юго-Западноазиатский, Средиземноморский, Абиссинский, Центральноамериканский и Андийский), все же основные ее принципы не были пересмотрены, причем даже теми учеными, которые предлагают увеличить число таких центров до 12. Очень важно, что никто не подвергает сомнению тот исходный пункт теории, который связывает эти центры не только с природным флористическим разнообразием тех или иных территорий, но и с размещением древнейших цивилизаций.
Таблица 123


Немало работ посвящено и выявлению истории доместификации диких животных (рис. 88). При этом за основу обычно также берут очаги одомашнивания этих животных, предложенные Н. И. Вавиловым, который выделил пять главных таких очагов и еще семь дополнительных.

С историко-географических позиций очень интересен и вопрос о миграциях культурных растений, которые в эпоху Великих географических открытий приобрели характер поистине их великого переселения. При этом одна часть культурных растений мигрировала из Старого в Новый Свет, а другая – в обратном направлении.
К числу культур, «заимствованных» Новым Светом у Старого, можно отнести пшеницу, сахарный тростник и кофе.
Археологические исследования свидетельствуют о том, что пшеница была известна в странах Передней Азии за шесть-пять тысячелетий до нашей эры, в Египте – более чем за четыре, в Китае – за три, на Балканах – за три-два тысячелетия. После Великих географических открытий она попала сначала в Южную Америку (1528 г.), затем в Северную Америку (1602 г.), а в конце XVIII в. и в Австралию (рис. 89). Сахарный тростник, родиной которого считают Бенгалию, после Великих географических открытий также мигрировал в Новый Свет: португальцы начали возделывать его на северо-востоке Бразилии, англичане и французы – в Вест-Индии, позднее он стал фактически монокультурой на Кубе и в Пуэрто-Рико.
Родина кофе – нагорья Эфиопии, где эту культуру начали возделывать примерно тысячу лет назад. Считается, что и свое название она получила от эфиопской провинции Кафа. В XI в. кофе попал в Йемен, откуда его вывозили через порт Моха; вот почему в Европе долгое время кофе называли «мокко». Во времена позднего средневековья его стали употреблять в Италии, во Франции, в Нидерландах, Англии, других европейских странах. Чтобы удовлетворить растущий спрос, кофе начали выращивать на специальных плантациях; первую из них основали в XVII в. голландцы на о. Ява. В начале XVIII в. несколько кофейных зерен по воле случая попали во Французскую Гвиану, а оттуда – в Бразилию, где эта культура поистине обрела свою вторую родину.
Еще большее число сельскохозяйственных культур мигрировало после Великих географических открытий из Нового Света в Старый Свет. Среди них кукуруза, картофель, подсолнечник, табак, гевея, какао.
Родиной кукурузы (маиса) считают Центральную Америку. В Европу ее завез еще Колумб. Затем из Испании она распространилась по другим странам Средиземноморья, а позднее попала в Россию, Африку, Восточную Азию. Картофель, культура Андских стран, также сначала попал оттуда в Испанию, а затем в Нидерланды (которые тогда принадлежали Испании), во Францию, в Германию, другие страны Европы. В России он появился в начале XVIII в., при Петре I. Подсолнечник, который, по мнению Н. И. Вавилова, культивировался в Мексике и вообще на юго-западе Северной Америки, появился в Европе в XVI в. Сначала, как и картофель, его считали декоративным растением, и только позднее начали использовать его семена. В России эту культуру стали возделывать также в эпоху Петра I.

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) Название центра Географическое положение Родина культурных растений Южноазиатский Тропическая Ин- Рис. сахарный тростник, цитрусо- тропический дия. Индокитай, Юж­ный Китай, о-ва Юго-Восточной Азии вые. огурец, баклажан, черный перец и др. (50 % культурных растений) Восточноазиатский Центральный и Во­сточный Китай, Япония. Корея. Тай- Соя. просо, гречиха, плодовые и овощные культуры - слива, вишня, редыса и др. (20 % культурных рас­тений) Юго-Западно- ази- Малая Азия. Сред- Пшеница, рожь, бобовые культуры. атский Средиземноморский няя Азия, Иран, Афганистан, Юго-За­падная Индия Страны по берегам Средиземного моря лен, конопля, репа, морковь, чеснок, виноград, абрикос, груша и др. (14 % культурных растений) Капуста, сахарная свекла, маслины, клевер, чечевица, кормовые травы (11 % культурных растений) Абиссинский Абиссинское на­горье Африки Твердая пшеница, ячмень, кофейное дерево, сорго, бананы Централлюам ри- каиский Южная Мексика Кукуруза, длинноволокнистый хлоп­чатник. какао, тыква, табак Южноамериканский Южная Америка вдоль западного побе- Картофель, ананас, хинное дерево

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.