Занятие №16 селекция. Биотехнология элементы содержания, проверяемые на егэ - shikardos.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
страница 1
Похожие работы
Название работы Кол-во страниц Размер
Инструкция по выполнению работы Экзаменационная работа по французскому... 1 90.95kb.
Динамика численности выпускников общеобразовательных учреждений,... 1 59.42kb.
Правила заполнения бланков единого государственного экзамена в 2014... 1 172.94kb.
Урока. Тема урока. Тип урока. Элементы содержания. Требования к уровню... 2 701.24kb.
Уроки Тема урока Количество часов Тип урока Элементы содержания,... 1 223.3kb.
Элементы минимального содержания образования 1 285.14kb.
Правила проведения единого государственного экзамена в 2014 году... 1 152.04kb.
Тематическое планирование № урока Наименование раздела программы... 1 79.23kb.
Литература. 8 класс. № Наименование раздела программы. Тема урока. 1 246.45kb.
Состав программного комитета по подготовке и проведению Московской... 1 48.24kb.
Занятие по театрализованной деятельности. У нас уже было занятие... 1 73.97kb.
Программа учебной дисциплины биология для профессий: 270802. 1 211.71kb.
- 4 1234.94kb.
Занятие №16 селекция. Биотехнология элементы содержания, проверяемые на егэ - страница №1/1

ЗАНЯТИЕ № 16

СЕЛЕКЦИЯ. БИОТЕХНОЛОГИЯ


ЭЛЕМЕНТЫ СОДЕРЖАНИЯ, ПРОВЕРЯЕМЫЕ НА ЕГЭ

Селекция, ее задачи и практическое значение. Вклад Н.И. Вавилова в развитие селекции: учение о центрах многообразия и происхождения культурных растений; закон гомологических рядов в наследственной изменчивости. Методы селекции и их генетические основы. Методы выведения новых сортов растений, пород животных, штаммов микроорганизмов. Значение генетики для селекции. Биологические основы выращивания культурных растений и домашних животных

Биотехнология, ее направления. Клеточная и генная инженерия, клонирование. Роль клеточной теории в становлении и развитии биотехнологии. Значение биотехнологии для развития селекции, сельского хозяйства, микробиологической промышленности, сохранения генофонда планеты. Этические аспекты некоторых исследований в биотехнологии (клонирование человека, направленные изменения генома).
СЕЛЕКЦИЯ

Селекция - наука, направленная на создание новых и улучшение уже существующих пород животных, сортов растений и штаммов микроорганизмов. Породы, сорта и штаммы представляют собой искусственно изолированные популяции организмов с интересующими человека признаками. Представители разных пород (сортов) относятся к одному виду, могут скрещиваться и давать плодовитое потомство. Теоретической основой селекции является генетика. Основные задачи селекции: повышение урожайности (продуктивности) и устойчивости организмов к вредителям, болезням и неблагоприятным климатическим условиям.

Вклад Н.И. Вавилова в развитие селекиии

Н.И. Вавилов внес большой вклад в развитие селекции. Под его руководством была собрана крупнейшая в мире коллекция семян культурных растений со всего мира. Он является основателем Всесоюзного института растениеводства (ВИР). Из теоретических разработок наибольшее значение имеют учение о центрах происхождения культурных растений и закон гомологических рядов наследственной изменчивости.

  1. Центры происхождения культурных растений. Н.И. Вавилов установил, что все культурные растения имеют определенные географические центры происхождения, совпадающие с очагами древнего земледелия. Всего он выделил семь таких центров. Каждое культурное растение в пределах своего центра происхождения отличается высоким генетическим разнообразием и представлено множеством разновидностей (подвидов, рас, форм).

  2. 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. Упростив формулировку Н.И. Вавилова, можно выразить закон примерно так: если у одного вида есть какие-то наследственные изменения, то у родственных видов такие изменения тоже могут быть, и чем ближе виды, тем вероятность сходной изменчивости выше. Практическое значение закона гомологических рядов заключается в возможности прогнозирования получения тех или иных признаков у культурных растений.


Методы селекции

Искусственный отбор - процесс выделения человеком наиболее ценных, с его точки зрения, особей и их дальнейшее размножение. В ходе искусственного отбора формируются признаки, полезные человеку и, как правило, бесполезные или даже вредные для организма. Например, коротконогие овцы удобны для разведения, но без заботы со стороны человека они погибнут. Автором учения об искусственном отборе (как и о естественном) является Ч. Дарвин.

Он выделил две формы искусственного отбора: бессознательный и методический.

Бессознательный отбор осуществлялся уже на ранних стадиях селекции, когда человек, не ставя задачи вывести новый сорт или породу, оставлял лучших особей, выбраковывая худших. Например, хозяйка использует на мясо плохих несушек, а яйценосных кур оставляет.

Методический отбор отличается наличием определенной цели, т. е. направлен на получение определенного результата. Селекционер в данном случае действует по заранее продуманному плану. Именно так сейчас и ведутся селекционные работы.

В настоящее время в селекции используют индивидуальный и массовый отбор.

При массовом отборе выбирается значительная группа особей с наиболее выраженным полезным качеством (например, урожайность). Отбор ведется по фенотипу. Поскольку фенотип является результатом взаимодействия генотипа и условий среды, то хороший фенотип может быть связан как с хорошим генотипом, так и с хорошими условиями. У особей с одинаково хорошим фенотипом может быть разный генотип, поэтому при массовом отборе выбранная группа генетически разнородна. Обычно массовый отбор ведется у перекрестноопыляемых растений

При индивидуальном отборе селекционер отбирает небольшую группу организмов (иногда всего несколько особей) с наилучшим генотипом и получает от них потомство. Для этого производят предварительные скрещивания, на основании которых определяются генотипы особей и выбираются лучшие. Обычно индивидуальный отбор используется в селекции животных и самоопыляемых растений.

В ряде случаев используемый для получения потомства организм может не обладать признаком, над улучшением которого работает селекционер. Например, для получения молочной породы необходимо отобрать лучшего быка, но бык не дает молока. В этом случае проводят испытание по потомству. Сначала от самца-произ- водителя получают немногочисленное потомство и сравнивают его продуктивность с продуктивностью других представителей породы. Если продуктивность потомства высока, то это указывает на большую ценность производителя, которого следует использовать для дальнейшего улучшения породы.

Материал для искусственного отбора поставляет наследственная изменчивость. Чем выше генетическое разнообразие, тем эффективнее отбор. Для повышения генетического разнообразия исходного материала производят скрещивание (гибридизацию), увеличивающее комбинативную изменчивость, и искусственный мутагенез, результатом которого является мутационная изменчивость.

Гибоидизаиия

Гибридизация - скрещивание особей. Целей гибридизации - создание новых комбинаций генов для дальнейшего отбора.

Близкородственное скрещивание (инбридинг) заключается в скрещивании особей, являющихся близкими родственниками (например, скрещивание котят из одного помета или дочернего организма с одним из родителей). У растений близкородственным скрещиванием будет самоопыление растений, которые обычно опыляются перекрестно.

При родственном скрещивании многие гены переходят в гомозиготное состояние. В этом его достоинство и его беда. Если в гомозиготное состояние переходят хорошие гены (определяющие ценный признак), то нужный признак закрепляется «навсегда» (гомозиготы не дают расщепления при скрещивании с себе подобными). К сожалению, плохие гены тоже могут переходить в гомозиготное состояние, и это приводит к снижению жизнеспособности потомства. Это явление получило название депрессии потомства.

Неродственное скрещивание - скрещивание особей разных пород, сортов. Поскольку порода (или сорт) представляет собой группу гомозиготных организмов, то данный вид скрещивания можно рассматривать как скрещивание разных чистых линий. При скрещивании разных чистых линий потомство получается гетерозиготным по большинству аллелей. Повышенная гетерозиготность потомства является одной из причин явления гетерозиса (гибридной силы). При этом многие нехорошие гены, а обычно это рецессивные мутации, переходят в гетерозиготное состояние и не проявляются. Поэтому гибриды, у которых наблюдается гетерозис, обладают повышенной жизнестойкостью и продуктивностью.

К сожалению, гетерозис в полной мере проявляется только у гибридов первого поколения. При дальнейшем их скрещивании с себе подобными гетерозис затухает, поскольку многие гены, в том числе плохие, переходят в гомозиготное состояние.

Отдаленная гибридизация - скрещивание организмов, относящихся к разным видам или даже родам. У полученных таким путем гибридов сочетаются полезные признаки разных родителей. Например, бестер - гибрид белуги и стерляди - сочетает быстрый рост белуги и вкусовые качества стерляди. Тритикале - гибрид пшеницы и ржи - сочетает неприхотливость ржи и ценные качества пшеницы.

Однако, как правило, полученные при отдаленной гибридизации гибриды бесплодны. Причиной бесплодия является отсутствие парных хромосом в кариотипе таких гибридов, что приводит к нарушению мейоза и бесплодию. Например, кариотип мула включает гаплоидный набор хромосом осла (их «принес» сперматозоид осла) и гаплоидный набор хромосом лошади (они были в ее яйцеклетке). Чтобы получить очередного мула, приходится опять скрещивать лошадь и осла.

Способ преодоления бесплодия у растительных гибридов был предложен отечественным ученым Г.Д. Карпетченко. Клетки межвидовых гибридов не могут делиться мейозом, но митоз у них проходит нормально. При митозе каждая хромосома удваивается. Если уловить нужный момент, когда хроматиды отделились друг от друга, но еще не разошлись далеко (начало анафазы), и обработать клетки веществом, разрушающим веретено деления (например, колхицином), то разделившиеся хроматиды так и не разойдутся. Вокруг них образуется ядерная оболочка, и клетка, так и не разделившись, приобретет хромосомный набор вдвое больше первоначального. При этом у каждой хромосомы появляется пара, с которой можно конъюгировать при мейозе. Гибрид становится плодовитым. В основе данного метода лежит явление полиплоидии - кратного увеличения числа хромосом.
Искусственный мутагенез

Искусственный мутагенез - метод селекции, который заключается в получении мутаций искусственным путем. Для этого используются различные яды, рентгеновское излучение и другие способы жесткого воздействия на селекционный материал. Получение полиплоидных форм - тоже результат искусственного мутагенеза.

Искусственный мутагенез чаще применяется в селекции растений, грибов и микроорганизмов. Особенно эффективен данный метод в селекции бактерий. Бактерии имеют одну кольцевую ДНК, поэтому любая новая мутация сразу проявляется в фенотипе. В селекции животных использование искусственного мутагенеза затруднено малым количеством потомков, долгой сменой поколений, сложным геномом и высокой стоимостью.
БИОТЕХНОЛОГИЯ

Биотехнология - направление в науке, предметом которого является изучение возможностей использования живых организмов для решения технологических задач. В настоящее время живые организмы используются во многих сферах деятельности человека:

  1. производство вакцин и лекарственных препаратов (промышленное получение инсулина с помощью кишечной палочки, в геном которой был введен ген инсулина человека);

  2. производство витаминов и кормовых добавок для сельскохозяйственных животных;

  3. биологическая очистка сточных вод и переработка отходов животноводства;

  4. добыча металлов из бедных пород и морской воды.

Важным направлением в биотехнологии является создание организмов с необходимыми свойствами. Для этих целей используются методы клеточной и генной инженерии.

Клеточная инженерия - совокупность методов, используемых для конструирования новых клеток. Включает культивирование клеток на специально подобранных средах, гибридизацию клеток, пересадку клеточных ядер, клонирование и т. п.

Гибридизация соматических клеток осуществляется путем совместного выращивания клеток различных линий одного или двух видов. При определенных условиях происходит слияние разных клеток в одну, содержащую оба исходных генома. Например, гибриды между опухолевыми (раковыми) клетками и лимфоцитами обладают качествами обоих типов клеток: способны неограниченно долго делиться, как раковые клетки, и вырабатывать антитела, как лимфоциты. Получаемые антитела используются для лечебных и диагностических целей.

Клонированием называют процессы получения генетических копий исходного организма. С этой целью диплоидное ядро соматической клетки пересаживают в лишенную ядра яйцеклетку и затем выращивают организм, идентичный тому, от которого было получено диплоидное ядро. Наиболее известный результат подобной операции - овечка Долли.

Генная инженерия - совокупность методов получения гибридных ДНК, выделения отдельных генов и введения их в геном других организмов.

Методы клеточной и генной инженерии технически сложны и довольно дороги, но позволяют значительно ускорить процесс селекции и открывают широкие возможности генетического комбинирования.

ТРЕНИНГ



1. Разные породы домашних кур - это представители:

  1. разных видов; 3) одного вида;

  2. разных родов; 4) одной популяции.

2. Разнообразие селекционного материала достигается путем использования:

  1. искусственного и естественного отбора;

  2. искусственного мутагенеза и гибридизации;

  3. явления гетерозиса;

  4. близкородственного скрещивания.

3. Домашние животные фенотипически более разнообразны, чем их дикие предки. Это связано с:

  1. ослаблением действия естественного отбора;

  2. ослаблением действия искусственного отбора;

  3. обострением борьбы за существование;

  4. отсутствием мутационного процесса.

4. В основе создания новых пород сельскохозяйственных животных лежит:

  1. правильное содержание организмов;

  2. скрещивание и искусственный отбор;

  3. влияние на организмы условий среды;

  4. правильное кормление.

5. Согласно закону гомологических рядов наследственной изменчивости близкие виды:

  1. не могут скрещиваться;

  2. могут иметь сходные наследственные изменения;

  3. не могут иметь сходные наследственные изменения;

  4. могут долго существовать на одной территории.

6. Центром происхождения культурного растения является регион, в котором:

  1. данный вид возделывается наиболее интенсивно;

  2. данный вид наиболее востребован;

  3. отмечается наибольшее генетическое разнообразие данного вида;

  4. климатические условия для этого вида наиболее благоприятны.

7. У животных в результате близкородственного скрещивания может наблюдаться:

  1. явление гетерозиса (жизненной силы);

  2. увеличение частоты мутаций;

  3. ослабление (депрессия) потомства;

  4. появление межвидовых гибридов.

8. В результате близкородственного скрещивания:

  1. повышается гомозиготность особей;

  2. повышается гетерозиготность особей;

  3. увеличивается частота мутаций;

  4. увеличивается число хромосом.

9. При получении чистых линий у перекрестноопыляемых растений снижается жизнеспособность особей, так как:

  1. рецессивные мутации переходят в гомозиготное состояние;

  2. рецессивные мутации переходят в гетерозиготное состояние;

  3. увеличивается число доминантных мутаций;

  4. уменьшается количество мутаций.

10. Затухание эффекта гетерозиса в последующих поколениях связано с:

  1. возникновением доминантных мутаций;

  2. проявлением рецессивных мутаций;

  3. уменьшением числа гомозигот;

  4. увеличением числа гетерозигот.

11. Эффект гетерозиса является следствием:

  1. гомозиготности особей;

  2. увеличения числа мутаций;

  3. перехода рецессивных мутаций в гетерозиготное состояние;

  4. бессознательного отбора.

12. Бесплодие межвидовых гибридов связано с:

  1. повышением их гетерозиготности;

  2. повышением их гомозиготности;

  3. нарушением хода мейоза;

  4. неблагоприятными условиями среды.

13. Преодоление бесплодия межвидовых гибридов у растений осуществляется с помощью:

  1. близкородственного скрещивания; 3) гетерозиса;

  2. массового отбора; 4) полиплоидизации.

14. Для получения полиплоидных сортов растений:

  1. проводят родственное скрещивание;

  2. кратно увеличивают число хромосом в клетках;

  3. скрещивают чистые линии;

  4. вызывают хромосомные мутации.

15. В результате искусственного мутагенеза:

  1. формируются чистые линии;

  2. повышается генетическое разнообразие исходного селекционного материала;

  3. происходит массовый отбор;

  4. все потомство имеет одинаковый фенотип.

16. Методы клеточной и генной инженерии позволяют значительно ускорить:

  1. мутационный процесс;

  2. селекционный процесс;

  3. созревание гамет у домашних животных;

  4. эволюцию дикорастущих растений.

17. Производство необходимых человеку веществ с помощью живых клеток - это:

  1. пищевая промышленность; 3) бионика;

  2. селекция; 4) биотехнология.

18. Получение новых сортов путем гибридизации клеток разных организмов - предмет исследований:

  1. генной инженерии; 3) микробиологии;

  2. клеточной инженерии; 4) цитологии.

19. Получением новых сортов растений с использованием гибридных ДНК занимается:

  1. клеточная инженерия; 3) биофизика;

  2. генная инженерия; 4) ботаника.


20. Вклад биотехнологии в развитие медицины заключается в получении:

  1. межвидовых гибридов; 3) кормовых добавок;

  2. антибиотиков и гормонов; 4) нуклеиновых кислот.