11.Поясніть, які пристосування на тканинному, органному та організменому рівнях виникають у рослин різних екологічних груп по відношенню до температури.

Стосовно температури як екологічного фактора розрізняють дві групи рослин: теплолюбні(термофіли)і холодолюбні(психрофіли).Теплолюбними наз.рослини,які добре розвиваються в умовах високих температур,холодолюбними—рослини,які можуть рости в умовах досить низьких температур.Відносно погодних умов рослини поділяють на морозостійкі та неморозостійкі.За ступенем адаптації до умов крайнього дефіциту тепла можна виділити три групи рослин:1.Нехолодостійкі—сильно пошкоджуються або гинуть при температурах,вищих за точку замерзання води. Загибель пов'язана з інактивацією ферментів,порушенням обміну нуклеїнових кислот і білків,руйнуванням мембран і припиненням дії асиміляторів.Це рослини дощових тропічних лісів,водорості теплих морів.2.Неморозостійкі—переносять низькі температури,але гинуть,як тільки у тканинах починає утворюватись лід.При настанні холодного періоду року в них підвищується концентрація осмотично активних речовин у клітинному соці і цитоплазмі,що знижує точку замерзання до -5°-7°С.За ступенем адаптації до високих температур виділяють такі групи організмів: 1)нежаростійкі—пошкоджуються вже при температурі 30-40°С(водні квіткові, наземні мезофіти);2)жаровитривалі—рослини сухих місцезростань з сильною інсоляцією(степи,пустелі,савани,сухі субтропіки) переносять півгодинне нагрівання до 50-60°С).Відома ще одна група рослин, які витримують температуру пожеж,що сягає сотень градусів,їх називають гігрофітами (рослини саван з грубою корою і товстошкірим насінням).Жаростійкість-здатність рослин переносити дію високих температур.Ця властивість зумовлюється фенотипічним потенціалом,онтогенетичним станом рослин,добовим ходом розвитку та співвідношенням температури із ін.факторами середовища.Рослини за жаростійкістю поділяються на:жаростійкі-переважно нижчі рослини:термофільні бактерії та синьо-зелені водорості.(до 75-90°); жаровитривалі-рослини сухих місць:сукуленти(до 60)та ксерофіти(до 54); нежаростійкі-мезофіти(40-47) та водні росл(38-42).Органічна жаростійкість-справжня жаростійкість,яка зумовлюється високою термостабільністю біоколоїдів,що витримують без коагуляції пряму дію високих температур(диня при слабкій транспірації погано охолоджується і в’яне,але завдяки високій термостабільності біоколоїдів клітин рослини не гинуть).Зумовлена жаростійкість- полягає у здатності рослин захищати себе від перегрівання завдяки наявності тих чи ін. захисних пристосувань. При Т35-40 витрати орг..реч.на дихання переважають їх синтез.Порушення співвідношення синтезу та розпаду реч.зумовлене неоднаковим ступенем зміни активності відпов.ферментів.При цьому спостер.нагромадження аміаку,який не встигає вступати у проц..синтезу білка і становить токсичну небезпеку організм.Різні органи росл.мають неоднакову жаростійкість-елементи колосу і квіток витримують вищі температури,ніж листя.Із тканин найстійкіші камбіальні.Транпірація –рослини,які інтенсивно випаровують воду,легше уникають перегріву сон.променями. В умовах сильної спеки внаслідок підсиленої транспірації Тсамих органів і тканин росл.знижується на 10-15,але це відбув.до меж оптимального температурного рівня, після чого наступає денатурація білків,що викликає руйнування білково-ліпідних структур мембран.Інші пристосування:розташ.листкіп паралельно променям сонячного світла;опушення або лусочки;тонкі шари коркової тканини,що охороняють флоему і камбій;наявність кутикули;світле забарвлення південних росл;високий вміст цукрі і малий-води у цитоплазмі.Посухостійкість-здатність рослин витримувати сухість повітря та ґрунту.Ксерофіти-рослини сухих місцезростань,які здатні завдяки ряду пристосувальних властивостей переносити перегрів і зневоднення.Ксероморфізм виявляється у зменшенні розмірів листя і клітин,збільшенні числа клітин продихів і мережі жилок,незначні розміри транспіраційної поверхні по відношенню до їх підземної частини.Сукуленти-рослини,що належать до категорії ксерофітів.Кактуси-рослини з товстим м’ясистим стовбуром,у якому запасається велика к-сть води,що дуже повільно витрачається.листя редуковане в колючки і втратило асиміляційну функцію.Коренева система розгалужена в боки у верхньому шарі ґрунту,епідерміс вкритий товстою кутикулою і невеликою к-тю майже завжди закритих продихів. Плазма клітин не здатна до желатинування і посуху переносить у стані обводнення. Алое,агава-вода запасається у м’ясистих листках,вкритих щільним шаром кутикули, продихи не чисельні і заглиблені,коренева с-ма розвинена слабо,вода витрач. економно.Усі сукуленти мають низький осмотичний потенціал.Можуть обходитись без води к-ка місяців.Тонколисті ксерофіти(евксерофіти)(верблюжа колючка,полин, люцерна степова)-мають довгу кореневу с-му,що сягає підґрунтових вод, ксероморфну будову листя,відзнач.інтенсивною транспірацією, плазма не желатинується, тому посуху переносить у стані обводнення.Осмотичний тиск клітин низький. Жорстколисті ксерофіти(стипаксерофіти)(ковила,степові злаки,перекотиполе,типчак)-високий осмотичний потенціал за рахунок високої концентрації клітинного соку.Плазма желатинується,що сприяє перенесенню тривалої посухи.Листя має ксеноморфну будову,під час посухи скручується і продихи опиняються всередині трубочки. У посухостійких рослин спостер.вищий ступінь гідратації колоїдів,підвищений вміст зв’язаної води у тканинах сприяє збереженню урівноваженого водного балансу.

Первинні зміни клітинних структур відбуваються лише на рівні мембран внаслідок активації утворення кисневих радикалів і наступного перекисного окислення ліпідів,порушення антиоксидантної системи–активності супероксиддисмутази, глутатионредуктази та ін. ферментів. Це призводить руйнації білково-ліпідних комплексів плазмалеми та ін.клітинних мембран,призводить до втрати осмотичних властивостей клітини.Через це спостерігаються дезорганізація багатьох функцій клітин,зниження швидкості різних фізіологічних процесів.Так,за нормальної температури 20° усі клітини проходять процес мітотичного поділу,при 38° мітоз відбув. у кожній сьомої клітині,а підвищення до 42° знижує число клітин,які діляться,на 500 раз.При максимальних температурах витрата органічних речовин на дихання перевищує його синтез,рослина збідніла вуглеводами,та починає голодувати. Особливо різко це виражено рослин більш помірного клімату(пшениця,картопля).

Морозостійкі рослини здатні запобігати або зменшувати дію низьких негативних температур.Такі рослини мають пристосуваннями,що зменшують зневоднення клітини.1)Для запобігання утворення внутрішньоклітинного льоду при заморозках- швидкий транспорт вільної води з клітини до місць позаклітинного утворення льоду, тобто підтримання високої проникності мембран в цих умовах.Це забезчується особливостями ліпідного складу мембран стійких рослин-збільшення кількості ненасичених жирних кислот.Це обумовлює зниження температури фазового переходу ліпідів з рідко-кристалічного стану в гель до величини,що лежить нижче точки замерзання у морозостійких рослин,а у нестійких рослин вона вище 0°С.Фазові переходи мембран з рідко-кристалічного в твердий (гель) стан знижують проникність ліпідних мембран.2)Посилення процесів синтезу речовин,що захищають тканини (кріопротекторів).-Полімери,здатні зв'язувати значні кількості води,- гідрофільні білки, моно-і олігосахариди.Вода,яку зв'язують у вигляді гідратних оболонок цими молекулами,не замерзає і не транспортується,залишаючись в клітині.Таким чином клітини захищаються від внутрішньоклітинного льоду і надмірного зневоднення.У рослин підсилюється гідроліз крохмалю і в цитоплазмі накопичуються цукри,у більшості рослин зростає синтез водорозчинних білків.Чим вище їх зміст,тим більше здатність клітини до виживання в умовах низьких температур.Інший тип полімерів-кріопротекторів-молекули геміцелюлоз (ксілан,арабіноксілани),що виділяються в клітинну стінку.Вони обволікають кристали льоду і гальмують їх зростання.У підсумку утворюються дрібніші кристали,які менше пошкоджують клітину.3)У морозостійких рослин накопичуються запасні речовини,які можуть використися потім при відновленні зростання.Істотна також стійкість їх до хвороб,небезпека виникнення яких зростає при пошкодженні тканин морозом.Холодостійкість рослин можна підвищити за допомогою гарту.Загартовування готує весь комплекс захисних засобів рослини,про який говорилося вище.Загартування пришвидшується при зупинці ростових процесів у рослини і здійснюється при поступовому зниженні температури, а для ряду об'єктів-і при скороченому фотоперіоді.

12.Охарактеризувати форми штучного добору при селекції рослин, тварин та мікроорганізмів. Основні напрямки та досягнення селекції. Провідні селекціонери.

Селекція—наука про методи створення нових та вдосконалення існуючих сортів рослин,порід тварин і штамів мікроорганізмів із потрібними для людини ознаками. Основні методи селекції–це штучний добір та гібридизація.Теорію штучного добору створив Дарвін.Він виділив три форми добору:природний(здійснюється автоматично, без участі людини;спадкова мінливість;селектуючий фактор-зовн.умови),несвідомий (здійснювався людиною на перших етапах доместикації і продовжувався протягом тисячоліть;добір за фентипом);методичний(свідомий добір людиною,успіхи у селекції гороху і пшениці:Найт,Галлет,Беквел,брати Колінги).Дарвін зібрав і узагальнив численні матеріали про методи роботи і досягнення селекціонерів і створив цілісне вчення про штучний добір-головну рушійну силу у створенні нових порід і сортів.Штучний добір–це вибір людиною найцінніших у господарському відношенні тварин,рослин,мікроорганізмів для одержання від них нащадків з бажаними ознаками.Яскраві представники цього покоління селекціонерів:Вільморен,Рімпау, Лохов,Мічурін,Бербанк.ХХст:Рудзинський,Жегалов,Писарєв.Порода-сукупність спільних за походженням с/г тварин одного виду,які мають схожий екстер’єр, конституцію,продуктивність та ін.корисні ознаки,які стійко передаються нащадкам (місцеві породи-у певних регіонах під вливом ПД та ШД;заводські породи). Сорт-створена шляхом селекції культурна рослина із стійкими біоособливостями і властивостями,цінними для с/г виробництва(сорти-популяції-х-ні для перехресно-запильних росл.,мають високий ступінь гетерозиготності,сорти-лінії- беруть початок від однієї гомозиготної самозапильної росл.,сорти-клони- потомство однієї росл,яка розмн.вегетатино:плодові,ягідні,картопля).Штам-чиста культура мікроорганізму, виділена з певного джерела чи одержана внаслідок мутації.Селекція рослин: Види:1)масовий добір-негативний добір–вилучення з певної популяції найгірших рослин.Кращі рослини використовують для розмноження.Використовують для підтримання високої продуктивності і чистоти вже існуючих сортів.-позитивний добір – відбирають незначну частину(5-10%)кращих рослин.Насіння,яке зібране з них, об’єднують і висівають для випробування у порівнянні з вихідним сортом і стандартом.(соняшник,жито,пшениця).У наступні роки добір і випробування повторюють.Недоліки:поряд з генетично цінними орг.добираються і такі,які виділяються внаслідок позитивних модифікацій і позбутися від генетично посередніх особин під час повторних доборів важко.2)індивідуальний добір–кожна відібрана рослина обмолочується окремо і одержаний урожай висівають за сім`ями(Вільморен). Проводячи ретельну оцінку відібраних рослин за потомством,селекціонер має змогу звільнитися від нащадків спадково посередніх рослин,під час добору яких він допустив помилку.3)Створення чистих ліній—гомозиготних особин з однаковим генотипом,отриманих внаслідок самозапилення.Самозапилення підвищує кількість гомозигот,дає можливість виявити несприятливі мутації.Для самозапильних рослин застосовують багаторазовий індивідуальний добір і виводять декілька чистих ліній за визначеними ознаками.Для перехреснозапильних рослин проводять штучне самозапилення і виявляють мутації.В отриманих гомозиготних лініях урожайність знижується.4)Одержання міжлінійних гібридів—перехресне запилення двох чистих ліній—приводить до появи високоврожайного покоління.У гібридів спостерігається гетерозис(явище підвищеної життєздатностіі продуктивності гібридівF1 у порівнянні з батьківськими формами),врожайність і життєздатність підвищ. у 1,5-2 рази.Подальше розмноження міжлінійних гібридів знижує ефект гетерозису.Кращі комбінації чистих ліній отримують шляхом дослідницької роботи.Напрямки селекції рослин:Підвищення продуктивності нових сортів;Покращення якості продукції;Збільшення стійкості проти хвороб, шкідників і несприятливих умов;Виведення сортів,придатних до умов сучасної агротехніки.Вітчизняні досягнення в селекції рослин.Ф.К.Кириченко вивів ряд зимостійких сортів озимої м'якої пшениці.Ним вперше створена озима тверда пшениця,найбільш врожайні сорти якої Одеська,Ювілейна Новомічурінська.Тарасенко та І.Д.Прохожай вивели високоврожайні сорти ярого ячменю,які районовано в багатьох областях України.І.М.Хаджінов досяг великих успіхів у селекції кукурудзи. Високою популярністю користуються сорти картоплі,які вивела Н.А.Лебедева.

Селекція тварин:У тварин можливе тільки статеве розмноження,відсутня масовість у потомстві від однієї пари.В селекції тварин необхідно враховувати екстер'єр і продуктивність.На продуктивність дуже впливають умови утримування,раціон харчування,догляд.Методи схрещування:1)споріднене (інбридинг) - проводиться між особинами однієї породи і використовується для одержання чистих ліній. При цьому може виникнути зниження життєздатності особини і поява мутацій, тому необхідний строгий добір за потрібними ознаками.Після інбридингу використовують міжлінійну гібридизацію і отримують гетерозисні гібриди. Це збільшує життєздатність і продуктивність гібридів. У самок перевіряють наступні ознаки: яйценесучість, молочність, у самців — продуктивність. Виведено різні породи великої рогатої худоби (молочні, м'ясні, м'ясо-молочні), свиней, овець (меринос, асконійський рамбулье), курей (яйценесучі, бройлери).2)неспоріднене (аутбридинг).а) внутрішньопородні–статеві партнери не зв’язані близькими родинними зв’язками. Мета–покращення племінних і продуктивних якостей існуючих порід,створення високопродуктивних стад і масивів тварин певної породи.б)міжпородна гібридизація–ретельний добір і підбір,формування тварин бажаного типу,цілеспрямований вплив на генетичну структуру популяції.Для схрещування використовують дві чи кілька порід з бажаними ознаками.(виведення червоної степової породи корів(молочна)).в)міжвидова гібридизація–завдяки віддаленим схрещуванням одержують цікаві форми навіть породи тварин.(Мул (гібрид коня й осла),архаромеринос(гібрид вівці меринос і гірського барана архара),риба бістер(гібрид білуги і стерляді).Багато міжвидових гібридів отримано серед пухнастих звірів—норок,тхорів.Б.Б.Астауровим вперше виведено поліплоїдні форми тутового шовкопряда.Міжвидові гібриди тварин,як правило,безплідніНапрямки селекції тварин:

-Створення високопродуктивних порід і типів, пристосованих до специфічних умов окремих зон.-Підвищення якісних показників (вмісту жиру і білка в молоці, м'ясних якостей свиней,якості шерсті у овець)-Підвищення інтенсивності росту і забій маси тварин.-Підвищення стійкості проти хвороб.-Покращення пристосованості тварин до промислової технології утримання.-Створення високопродуктивних стад і масивів тварин певної породи. Селекція мікроорганізмів.Мікроорганізми використовуються в медицині і харчовій промисловості.Завдяки їм одержують антибіотики,вітамінні препарати,харчові білки.Колонії мікроорганізмів вирощують з однієї особини,що швидко розмножується безстатевим шляхом,створюючи штам.Експериментальний мутагенез і ступінчастий добір.Метод гібридизації викор.у селекції еукаріотів.Метод лиття протопластів викор.у видів і штамів,які не схрещуються між собою і в яких не виявлено власних систем обміну генетичної інформації.Методи генної інженерії.