Генетические основы селекции организмов. Конспект урока:«Генетические основы селекции организмов. Изучение нового материала

Предмет – биология

Класс – 9 «А» и «Б»

Продолжительность – 40 минут

Учитель – Желовникова Оксана Викторовна

Тема урока : «Генетические основы селекции организмов»

Форма учебного процесса : классный урок.

Тип урока: урок сообщения новых знаний.

Цель: познакомить с генетическими основами селекции организмов.

Задачи урока:

1. расширить знания о селекции организмов как науки;

2. познакомить с краткой историей селекции;

3. углубить знания о сорте, породе и штамме организмов;

4. сформировать знания о главных методах селекции организмов;

5. раскрыть основополагающую роль генетических закономерностей и законов для селекционной практики.

Оборудование: ИКТ презентация «Основы селекции» учебник под ред.И.Н. Пономарёвой,

журнал «Биология в школе» №1-1998г., таблицы «Методы селекции растений», «Методы селекции животных», муляжи гибридов плодовых культур.

Ход урока.

1.Актуализация знаний учащихся:

Какую роль сыграли в развитии селекции общие свойства всех организмов – наследственность и изменчивость?

В чем суть генетических законов и какова их роль в селекции?

2.Изучение нового материала

Рассказ учителя сопровождается презентацией

Слайд 1 Культурные растения и домашние животные сформировались в доисторический период. Окультуривание растений и приручение животных обеспечили людей и питании и одежде. Первые попытки одомашнивания животных и окультуривания растений относится к 20 – 30 тысячелетию до нашей эры. В Средней Азии Закавказье, юге России в каменном веке знали пшеницу. В начале 7-ого тысячелетия до н.э. в горном Курдистане (Ирак) возделывали пшеницу – дикую однозернянку. В 10-м тысячелетии до н.э. начали культивировать многие растения и одомашнивать животных.

Домашние животные и культурные растения произошли от диких предков.

Человек на заре своего становления приручал необходимых ему животных.

Вопрос классу: Каких животных приручил человек?

банкиевская курица (курица) архар (овцы)волк (собака)

Человек собирал семена полезных растений и высевал их около своего жилища, обрабатывал землю и для новых посевов отбирал самые крупные семена.

Длительный отбор растений и животных способствовали появлению культурных форм с особыми свойствами, нужными человеку.

Однако основная роль в эволюции культурных растений и домашних животных принадлежит мутациям, отбору и селекции.

Учитель: Как вы понимаете, что такое селекция?

Селекция (лат. «selectio» – отбор)

Дети думают, отвечают, затем учитель показывает правильный ответ. Слайд№2

Это наука, изучающая биологические основы и методы создания и улучшения пород животных, сортов растений и штаммов микроорганизмов.

Это отрасль с/х производства, занимающаяся практическим выведением новых сортов и гибридов культурных растений, пород животных и штаммов микроорганизмов с нужными для человека свойствами.

Учитель: Назовите, пожалуйста, задачи селекции. (учащиеся отвечают )

слайд№3

1.повышение урожайности сортов растений,продуктивности пород животных,

штаммов микроорганизмов.

2.создание устойчивых к заболеваниям и климатическим условиям сортов и пород.

3.получение сортов, пород и штаммов, пригодных для механизированного или промышленного выращивания и разведения.

В настоящее время учитывая рост населения Земли, требуется более широкое производство сельскохозяйственных продуктов. Решающая роль в решении данной глобальной задаче для всего мира отводится селекции растений, животных, микроорганизмов

3.Физкультминутка.

1.упражнения для позвоночника

2.упражнения для глаз.

Слайд 4 ПОРОДА, СОРТ, ШТАММ- это искусственно полученные популяции животных, растений, грибов и бактерий с нужными для человека признаками.

Слайд 5 ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ОСНОВА СЕЛЕКЦИИ –генетика. генетика изучает наследственность и изменчивость. Свойства живых организмов определяется их ГЕНОТИПОМ, подвергается изменчивости, поэтому развитие селекции базируется на законах генетики.

Слайд 6 ОБЩИЕ МЕТОДЫ СЕЛЕКЦИИ ИСКУССТВЕННЫЙ ОТБОР. ГИБРИДИЗАЦИЯ. МУТАГЕНЕЗ. ПОЛИПЛОИДИЯ.

Слайд 7 ИСКУССТВЕННЫЙ ОТБОР- это выбор человеком наиболее ценных для него особей животных и растений данного вида, породы или сорта для получения от них потомства с желательными свойствами. Ч. Дарвин заложил теоретические основы этого метода, выделил два направления: БЕССОЗНАТЕЛЬНЫЙ и МЕТОДИЧЕСКИЙ (СОЗНАТЕЛЬНЫЙ)

Слайд 8 Искусственный отбор по отдельным, интересующим человека признакам. Бессознательный отбор ведется с давних времён: по внешним признакам отбирают и размножают лучших. Методический искускуственный. Отбор – целенаправленное создание новых форм культивируемых растений и животных с использованием методов селекции и различных технологий.

Слайд 9 Гибридизация - это процесс создания гибридов из двух отличающихся по генотипу родительских организмов, размножающихся половым путем.

Слайд 10 ГИБРИДИЗАЦИЯ Внутривидовая (в пределах одного вида между особями разных форм.) Межвидовая, или отдаленная (между особями разных видов)

Слайд 11 ГЕТЕРОЗИС явление превосходства первого поколения гибридов по ряду признаков над обеими родительскими формами называют ГИБРИДНОЙ МОЩНОСТЬЮ или ГЕТЕРОЗИСОМ. - выше продуктивность в животноводстве -выше урожайность в растениеводстве. - при скрещивании гибридов F 1 эффект гетерозиса ослабевает и исчезает. -гибриды, полученные путем отдаленной гибридизации, часто неплодовиты.(мул-гибрид лошади с ослом.)

Слайд 12 МУТАГЕНЕЗ - это процесс возникновения наследственных изменений (мутаций) под влиянием физических и химических факторов.(мутагенов) МУТАЦИИ – естественные (спонтанные) – - искусственные (индуцированные)

Слайд 13 МУТАГЕНЕЗ Некоторые мутации улучшают свойства организма, оказываются интересными и полезными для человека и используются в селекции.

Слайд 14 ПОЛИПЛОИДИЯ - наследственное изменение, при котором многократно увеличивается гаплоидный набор хромосом.Возникает в результате нарушения расхождения хромосом в митозе или мейозе под воздействием факторов окружающей среды. - ионизация.- низкие температуры. -химические вещества.

Слайд 15 ПОЛИПЛОИДИЯ Крупные размеры Устойчивы к неблагоприятным условиям. Повышено содержание многих веществ, ценных для человека. Применяется в селекции растений.

Самостоятельная работа с учебником (заполнение таблицы)

Методы селекции

			Использование в селекции
			растений		животных

	Нродственная (аутбридинг)	Внутривидовое, межвидовое, Межродовое скрещивание, ведущее к гетерозису, для получений гетерозиготных популяций с высокой продуктивностью		Скрещивание отдаленных пород, отличающихся признаками, для получения гетерозиготных популяций и гетерозиса. Потомство может быть бесплодным
	Близкородственная (инбридинг)	Самоопыление перекрестноопыляющихся растений путем искусственного создания чистых линий		Скрещивание между близкими родственниками для получения гомозиготных чистых линий с желательными признаками
Искусствен ный отбор	массовый	Применяется в отношении перекрестноопыляющихся растений		Не применяется
	индивидуаль	Применяется в отношении самоопыляющихся растений, выделяются чистые линии – потомство одной самоопыляющейся особи		Применяется жесткий отбор по хозяйственно ценным признакам, выносливости, экстерьеру
Селекция	Экспериментальное получение полиплоидов	Применяется для получения более продуктивных и урожайных форм полиплоидов		Не применяется
	Экспериментальный мутагенез	Применяется для получения исходного материала для селекции высших растений и микроорганизмов

5. Рефлексия Итак, давайте подведём итог:

1.Что такое изучает селекция?

2. Что такое сорт, порода, штамм?

3. Следующая наша задача - вспомнить основные методы селекции.

Искусственный отбор (бессознательный, сознательный)

Гибридизация (внутривидовая, межвидовая)

Мутагенез (мутации естественные и искусственные)

Полиплоидия

6. Домашнее задание : §27, термины стр. 109 вопросы 1, 2, 3 устно.

Селекция -это наука о создании новых и улучшении существующих пород животных, сортов растений, штаммов микроорганизмов. В основе селекции лежат такие методы, как гибридизация и отбор . Теоретической основой селекции является генетика. Развитие селекции должно быть основано на законах генетики как науки о наследственности и изменчивости, поскольку свойства живых организмов определяются их генотипом и подвержены наследственной и модификационной изменчивости. Именно генетика прокладывает пути эффективного управления наследственностью и изменчивостью организмов. Вместе с тем селекция опирается и на достижения других наук:

систематики и географии растений и животных,
цитологии,
эмбриологии,
биологии индивидуального развития,
молекулярной биологии,
физиологии и биохимии.

Бурное развитие этих направлений естествознания открывает совершенно новые перспективы. Уже на сегодняшний день генетика вышла на уровень целенаправленного конструирования организмов с нужными признаками и свойствами. Генетике принадлежит определяющая роль в решении практически всех селекционных задач. Она помогает рационально, на основе законов наследственности и изменчивости, планировать селекционный процесс с учетом особенностей наследования каждого конкретного признака.

Для успешного решения задач, стоящих перед селекцией, академик Н.И. Вавилов особо выделял значение:

изучения сортового, видового и родового разнообразия культур;
изучения наследственной изменчивости;
влияния среды на развитие интересующих селекционера признаков;
знаний закономерностей наследования признаков при гибридизации;
особенностей селекционного процесса для само- или перекрестноопылителей;
стратегии искусственного отбора.

Породы, сорта, штаммы - искусственно созданные человеком популяции организмов с наследственно закрепленными особенностями:

продуктивностью,
морфологическими,
физиологическими признаками.

Каждая порода животных, сорт растений, штамм микроорганизмов приспособлены к определенным условиям, поэтому в каждой зоне нашей страны имеются специализированные сортоиспытательные станции и племенные хозяйства для сравнения и проверки новых сортов и пород. Селекционная работа начинается с подбора исходного материала, в качестве которого могут быть использованы культурные и дикие формы растений.

В современной селекции применяют следующие основные виды и способы получения исходного материала.

Естественные популяции. К этому виду исходного материала относятся дикорастущие формы, местные сорта культурных растений, популяции и образцы, представленные в мировой коллекции сельскохозяйственных растений ВИР.

Гибридные популяции, создаваемые в результате скрещивания сортов и форм в пределах одного вида (внутривидовые) и получаемые в результате скрещивания разных видов и родов растений (межвидовые и межродовые).

Самоопыленные линии (инцухт-линии) . У перекрестноопыляющихся растений важный источник исходного материала - самоопыленные линии, получаемые путем многократного принудительного самоопыления. Лучшие линии скрещивают между собой или с сортами, а полученные семена используют в течение одного года для выращивания гетерозисных гибридов. Гибриды, созданные на основе самоопыленных линий, в отличие от обычных гибридных сортов нужно ежегодно воспроизводить .

Искусственные мутации и полиплоидные формы . Этот вид исходного материала получают путем воздействия на растения различными видами радиации, температурой, химическими веществами и другими мутагенными средствами.

Во Всесоюзном институте растениеводства Н.И. Вавиловым была собрана коллекция сортов культурных растений и их диких предков со всего земного шара, которая в настоящее время пополняется и является основой для работ по селекции любой культуры. Наиболее богатыми по количеству культур являются древние центры цивилизации. Именно там наиболее ранняя культура земледелия, более длительное время проводятся искусственный отбор и селекция растений.

Классическими методами селекции растений были и остаются гибридизация и отбор. Различают две основные формы искусственного отбора: массовый и индивидуальный.

Массовый отбор применяют при селекции перекрестноопыляемых растений (рожь, кукуруза, подсолнечник). В этом случае сорт представляет собой популяцию, состоящую из гетерозиготных особей, и каждое семя обладает уникальным генотипом. С помощью массового отбора сохраняются и улучшаются сортовые качества, но результаты отбора неустойчивы в силу случайного перекрестного опыления.

Индивидуальный отбор применяют при селекции самоопыляемых растений (пшеница, ячмень, горох). В этом случае потомство сохраняет признаки родительской формы, является гомозиготным и называется чистой линией . Чистая линия - потомство одной гомозиготной самоопыленной особи. Так как постоянно происходят мутационные процессы, то абсолютно гомозиготных особей в природе практически не бывает.

Естественный отбор. Этот вид отбора играет в селекции определяющую роль. На любое растение в течение его жизни действует комплекс факторов окружающей среды, и оно должно быть устойчивым к вредителям и болезням, приспособлено к определенному температурному и водному режиму.

Гибридизация - процесс образования или получения гибридов, в основе которого лежит объединение генетического материала разных клеток в одной клетке. Может осуществляться в пределах одного вида (внутривидовая гибридизация) и между разными систематическими группами (отдалённая гибридизация, при которой происходит объединение разных геномов). Для первого поколения гибридов часто характерен гетерозис, выражающийся в лучшей приспособляемости, большей плодовитости и жизнеспособности организмов. При отдалённой гибридизации гибриды часто стерильны. В селекции растений наиболее распространён метод гибридизации форм или сортов в пределах одного вида. С помощью этого метода создано большинство современных сортов сельскохозяйственных растений.

Отдалённая гибридизация - более сложный и трудоёмкий метод получения гибридов. Основное препятствие получения отдалённых гибридов - несовместимость половых клеток скрещиваемых пар и стерильность гибридов первого и последующих поколений. Отдаленная гибридизация - это скрещивание растений, относящихся к разным видам. Отдаленные гибриды обычно стерильны, так как у них нарушается мейоз (два гаплоидных набора хромосом разных видов не могут конъюгировать) и, следовательно не образуются гаметы.

Гетерозис («гибридная сила») - явление, при котором гибриды по ряду признаков и свойств превосходят родительские формы. Гетерозис характерен для гибридов первого поколения, первое гибридное поколение дает прибавку урожая до 30%. В последующих поколениях его эффект ослабляется и исчезает. Эффект гетерозиса объясняется двумя основными гипотезами. Гипотеза доминирования предполагает, что эффект гетерозиса зависит от количества доминантных генов в гомозиготном или гетерозиготном состоянии. Чем больше в генотипе генов в доминантном состоянии, тем больше эффект гетерозиса.

	♀AAbbCCdd		♂aaBBccDD
	AaBbCcDd

Гипотеза сверхдоминирования объясняет явление гетерозиса эффектом сверхдоминирования. Сверхдоминирование - вид взаимодействия аллельных генов, при котором гетерозиготы превосходят по своим характеристикам (по массе и продуктивности) соответствующие гомозиготы. Начиная со второго поколения гетерозис затухает, так как часть генов переходит в гомозиготное состояние.

Перекрестное опыление самоопылителей дает возможность сочетать свойства различных сортов. Например, при селекции пшеницы поступают следующим образом. У цветков растения одного сорта удаляются пыльники, рядом в сосуде с водой ставится растение другого сорта, и растения двух сортов накрываются общим изолятором. В результате получают гибридные семена, сочетающие нужные селекционеру признаки разных сортов.

Метод получения полиплоидов. Полиплоидные растения обладают большей массой вегетативных органов, имеют более крупные плоды и семена. Многие культуры представляют собой естественные полиплоиды: пшеница, картофель, выведены сорта полиплоидной гречихи, сахарной свеклы. Виды, у которых кратно умножен один и тот же геном, называются автополиплоидами . Классическим способом получения полиплоидов является обработка проростков колхицином. Это вещество блокирует образование микротрубочек веретена деления при митозе, в клетках удваивается набор хромосом, клетки становятся тетраплоидными.

Использование соматических мутаций. Соматические мутации применяются для селекции вегетативно размножающихся растений. Это использовал в своей работе еще И.В. Мичурин. С помощью вегетативного размножения можно сохранить полезную соматическую мутацию. Кроме того, только с помощью вегетативного размножения сохраняются свойства многих сортов плодово-ягодных культур.

Экспериментальный мутагенез. Основан на открытии воздействия различных излучений для получения мутаций и на использовании химических мутагенов. Мутагены позволяют получить большой спектр разнообразных мутаций. Сейчас в мире созданы более тысячи сортов, ведущих родословную от отдельных мутантных растений, полученных после воздействия мутагенами.

Методы селекции растений, предложенные И.В. Мичуриным. С помощью метода ментора И.В. Мичурин добивался изменения свойств гибрида в нужную сторону. Например, если у гибрида нужно было улучшить вкусовые качества, в его крону прививались черенки с родительского организма, имеющего хорошие вкусовые качества, или гибридное растение прививали на подвой, в сторону которого нужно было изменить качества гибрида. И.В. Мичурин указывал на возможность управления доминированием определенных признаков при развитии гибрида. Для этого на ранних стадиях развития необходимо воздействие определенными внешними факторами. Например, если гибриды выращивать в открытом грунте, на бедных почвах повышается их морозостойкость.

Селекция - это наука о создании новых и улучшения существующих пород животных, сортов растений и штаммов микроорганизмов. Теоретической основой селекции является генетика.

Задачи селекции :

Повышение продуктивности растений, животных и микроорганизмов

В ыведение новых пород, сортов, штаммов

О беспечение максимального производства с минимальными затратами

Для решения данных задач необходимо:

Знание закономерности наследования признаков

Изучение наследственной изменчивости

Изучение модификационной изменчивости (влияния среды на развитие признаков)

Изучение сортового, видового и родового разнообразия культур

Разработка стратегий и методов искусственного отбора

Породы животных, сорта растений и штаммы микроорганизмов - это искусственно созданные человеком популяции организмов, с характерным набором признаков, закреплённых наследственно (продуктивность). Штаммы - потомство одной клетки, чистая культура, но при этом от одной клетки можно получить разные штаммы.

Часто культурные растения и домашние животные не могут прожить без человека, поскольку в результате селекции организмам привили признаки, полезные для человека, но вредные для самих организмов.

В России основоположником селекции считается Николай Вавилов .

Установил 8 центров происхождения культурных растений, тк в ходе экспедиций он изучал их разнообразие и диких предков в разных местах земного шара.

Сформулировал закон гомологических рядов наследственности и изменчивости: виды и роды генетически близкие характеризуются сходными рядами генетической изменчивости. Зная, какие формы изменчивости наблюдаются у одного вида, можно предвидеть обнаружение аналогичных форм у родственного ему вида. Это происходит потому, что родственные виды произошли от общего предка в ходе естественного отбора. То есть потомки унаследовали от него примерно такой же набор генов и возникающие мутации должны быть сходными.

Действие закона распространяется на растения и животных: альбинизм и отсутствие перьев у птиц; альбинизм и бесшерстность у млеков. У растений наблюдается параллелизм по признакам: голое и пленчатое зерно, остистый и безостый колос.

Для селекции и сельского хозяйства это даёт возможность найти у родственных видов характерный признак, который отсутствует у одного, но есть у других. Медицина получает материал для своих исследований, поскольку можно изучать болезни человека, используя животных с гомологическими заболеваниями. Например сахарный диабет крыс, врожденная глухота мышей, катаракта собак и т.д.

Гибридизация

Процесс получения гибридов, основывается на объединении генетического материала разных клеток и организмов. Гибридов можно получить в ходе полового процесса, объединением соматических клеток. Гибридизация: межвидовая и внутривидовая (родственная и неродственная)

1) Инбридинг - близкородственное скрещивание организмов, с общими предками. Характерно для самоопыляющихся растений и гермафродитных животных.

Жёсткий - скрещивание близких родственников: матери и сына, брата с сестрой

Мягкий - скрещивание родственных организмов в 4 и последующих поколениях

С каждым поколением повышается гомозиготность гибридов, и поскольку многие вредные мутации находятся в рецессивных генах, в гомозиготном состоянии они проявляются. Следствием инбридинга является ослабление и вырождение потомков. С помощью инбридинга выводятся чистые линии , закрепляются редкие желательные признаки.

2) Аутбридинг - неродственное скрещивание организмов, без родственных связей на протяжении 6 предыдущих поколений. Это скрещивание представителей одного вида, но разных линий, сортов, пород. Применяют для объединения ценных свойств различных линий, для повышения жизнеспособности породных или сортовых линий, что позволяет предотвратить их вырождение.

Гетерозис - явление, при котором первое поколение гибридов имеет повышенную продуктивность и жизнеспособность по сравнению с родительскими формами.

Полное проявление гетерозиса наблюдается лишь в первом поколении, так как большинство аллелей переходит в гетерозиготное состояние. Далее они постепенно переходят в гомозиготное состояние и эффект гетерозиса слабеет. Применяется в сельском хозяйстве, тк в селекции растений всегда поддерживаются чистые линии. Гетерозис растений бывает репродуктивный, соматический и приспособительный.

4) Отдаленная или межвидовая гибридизация - скрещивание двух особей разных видов. Используется для объединения ценных качеств особей разных видов. Так были получены гибриды: пшеница и пырей, рожь и пшеница=тритикале, вишня и черёмуха = церопадус, белуга и стерлядь = бестер, жеребц и ослица = лошак, хорек и норка = хонорик, зайцы русак и беляк = тумак.

Дикий баран архар и тонкорунная овца меринос = архаромеринос

Кобыла и осел = мул, выносливый, сильный, бесплодный, с длительным сроком жизни и повышенной жизнеспособностью.

Проблема - бесплодие межвидовых гибридов. Происходит из-за того, что у разных видов разное количество и структура хромосом, поэтому нарушается конъюгация и процесс расхождения хромосом во время мейоза.

Особенно сложным является преодоление бесплодия у гибридов животных. В 1924г Карпеченко создал капустно-редечный гибрид и впервые преодолел бесплодие с помощью метода полиплодизации . Он скрестил редьку и капусту (2 n -18; n -9 хр-м). Но в ходе мейоза, хромосомы не коньюгировали и не расходились, гибриды были стерильны. Тогда, используя колхицин, блокирующий образование микротрубочек веретена деления, Карпеченко удвоил хромосомный набор гибридов до тетраплоидного (4 n -36, 2 n -18). Вследствие этого стала возможна конъюгация, образование гамет и восстановление плодовитости.

У животных стало возможным получать гибриды с помощью клеточной инженерии.

Отбор

Искусственный отбор - создание новых пород и сортов путем систематического сохранения и размножения особей с определенными признаками. Сначала отбор проводился бессознательно: человек проводил его с начала одомашнивания животных. Современный отбор проводится сознательно, на основе знаний селекции и генетики, то есть законов наследственности и изменчивости.

Теоретические основы были выдвинуты Чарльзом Дарвином. Он доказал, что сорта и породы имеют одного общего предка и не являются самостоятельными видами. Человек формировал сорта и породы согласно собственным интересам, зачастую в ущерб жизнеспособности животных.

- массовый направлен на сохранение группы. Применяется преимущественно для микроорганизмов и перекрёстнопыляемых растений. Отбор проводят по фенотипу , тем самым желательный признак всё более развивается.

- и ндивидуальный направлен на сохранение отдельных особей. Применяется для самоопыляемых растений (получение чистых линий) и животных. Поскольку период получения потомства у животных довольно долгий, отбор проводят по генотипу , для размножения оставляют отдельных особей.

Мутагенез

Мутагенез – получение мутаций с помощью физических и химических агентов. Например метод полиплодизации , эффект которой достигается воздействием яда колхицина, уничтожающего нити веретена деления.

Особенности селекции

1) Растений

Характерно половое и бесполое размножение, используется массовый отбор по фенотипу. Разные формы гибридизации. Полиплоидию используют для повышения устойчивости сортов и преодоления стерильности гибридов.

Мичурин – метод ментора : направленное воздействие растения-воспитателя на свойства молодого гибрида после прививки.

Особенности селекции животных

Животные размножаются только половым путём, что значительно ограничивает методы селекции. Основными методами являются индивидуальный отбор и разные формы гибридизации. В с\х применяется явление гетерозиса и искусственное оплодотворение.

Астауров - тутовый шелкопряд путем полиплодизации.

Иванов – украинская белая степная свинья путем межвидовой гибридизации

Особенности селекции микроорганизмов

Геном бактерий гаплоидный, представлен одной кольцевой молекулой ДНК, поэтому любые мутации проявляются уже в первом поколении. Однако очень высокая интенсивность размножения облегчает поиск мутантов. Основными методами являются экспериментальный искусственный мутагенез и отбор наиболее продуктивных штаммов. Так был получен штамм гриба пеницилла, продуктивность которого была увеличена в несколько раз.

Современные дополнительные методы селекции .

1. Искусственное осеменение.

2. Гормональная супер-овуляция.

3. Трансплантация эмбрионов.

Взгляды Дарвина

Дарвин изучал методы выведения новых пород и установил этапы: селекционер отбирает особи с нужными ему признаками; получает от них потомство; отбирает особей, у которых нужный признак выражен лучше. Через несколько поколений признак закрепляется, становится устойчивым, формируется новая порода или сорт.
Таким образом, в основе селекции лежат следующие факторы:

1. Исходное разнообразие особи, то есть их природная изменчивость.

2. Передаваемость признаков по наследству.

3. Искусственный отбор.

Заполните заявку на подготовку к ЕГЭ по биологии или химии

Краткая форма обратной связи

Тема: Основы селекции растений, животных и микроорганизмов.

Тема урока №1. Генетические основы селекции организмов.

Задачи урока : 1 . расширить знания о селекции организмов как науки;

2. познакомить с краткой историей селекции;

3. углубить знания о сорте, породе и штамме организмов;

4. сформировать знания о главных методах селекции организмов;

5. раскрыть основополагающую роль генетическихзакономерностей и законов для селекционной практики.

Средства обучения :таблица«Методы селекции», «Породы животных», презентация «Основы селекции», в/фильм «».

Ход урока.

I . Актуализация знаний учащихся :

1. Какую роль сыграли в развитии селекции растений, животных, щтаммов микроорганизмов общие свойства всех организмов – наследственность и изменчивость?

2. В чем суть генетических законов и какова их роль в селекции?

II . Стадия осмысления.

1. Культурные растения и домашние животные сформировались в доисторический период. Окультуривание растений и приручение животных обеспечили людей и питании и одежде. Первые попытки одомашнивания животных и окультуривания растений относится к 20 – 30 тысячелетию до нашей эры. В Средней Азии Закавказье, юге России в каменном веке знали пшеницу. В начале7-ого тысячелетия до н.э. в горном Курдистане (Ирак)возделывали пшеницу – дикую однозернянку. В 10-м тысячелетии до н.э. начали культивировать многие растения и одомашнивать животных.

Домашние животные и культурные растения произошли от диких предков.

Человек на заре своего становления приручал необходимых ему животных.

банкиевская курицакурица

архаровцы

волксобака

Собирал семена полезных растений и высевал их около своего жилища, обрабатывал землю и для новых посевов отбирал самые крупные семена.

Однако основная роль в эволюции культурных растений и домашних животныхпринадлежит мутациям, отбору и селекции – целенаправленному выведению новых сортов растенийи пород животных с заданными человеком свойствами.

Селекция – это наука, изучающая биологические основы и методы создания и улучшения пород животных, сортов растений и штаммов микроорганизмов.

Сорт, порода,штамм – это искусственно полученные популяции (растений, животных, грибов, бактерий) с нужными для человека признаками.

Свойства живых организмов определяются их генотипом, систематически подвергаются наследственной и модификационной изменчивости, поэтому развитие селекции базируется на законах генетики как науки о наследственности и изменчивости.

Методы селекции

		Использование в селекции
		растений	животных

Гибридизация	Неродственная (аутбридинг)	Внутривидовое, межвидовое, межродовое скрещивание, ведущеек гетерозису, для получений гетерозиготных популяций с высокой продуктивностью	Скрещивание отдаленных пород, отличающихся признаками, для получения гетерозиготных популяций и гетерозиса. Потомство может быть бесплодным
Гибридизация	Близкородственная (инбридинг)	Самоопыление у перекрестноопыляющихся растений путем искусственного создания чистых линий	Скрещивание между близкими родственниками для получения гомозиготных чистых линий с желательными признаками
Искусственный отбор	массовый	Применяется в отношении перекрестноопыляющихся растений	Не применяется
Искусственный отбор	индивидуальный	Применяется в отношении самоопыляющихся растений, выделяются чистые линии – потомство одной самоопыляющейся особи	Применяется жесткий отбор по хозяйственно ценным признакам, выносливости, экстерьеру
Селекция	Экспериментальное получение полиплоидов	Применяется для получения более продуктивных и урожайных форм полиплоидов	Не применяется
Селекция	Экспериментальный мутагенез	Применяется для получения исходного материала для селекции высших растений и микроорганизмов

III. Рефлексия:Тест.

1. В селекции для получения новых полиплоидных сортов растений

а) скрещивают особей двух чистых линий

б) скрещивают родителей с их потомками

в) кратно увеличивают набор хромосом

г)увеличивают число гомозиготных особей

2. В селекции животных практически не используют

а) массовый отбор

б) неродственное скрещивание

в) родственное скрещивание

г) индивидуальный отбор

3. Какой из перечисленных методов используется в селекции растений и животных?

а) отбор по экстерьеру

б) массовый отбор

в) получение полиплоидов

г) скрещивание организмов

4. Во время цветения плодовых деревьев в саду в саду ставят улья с пчёлами, так они

а) способствуют переносу спор растений

б) уничтожают других насекомых – вредителей сада

в) опыляют цветки культурных растений

г) дают человеку прополис и мёд

5. Группунаиболее сходных по строению и жизнедеятельности животных, созданных для сельскохозяйственных целей человеком, называют

а) сортом

в) породой

IV . Домашнее задание:§27, термины стр. 109 вопросы 1, 2, 3 устно.

Творческое задание по выбору: подготовить сообщение о работе русских ученых - селекционеров

На уроке мы рассмотрим, как на практике применяется открытая генетикой закономерность в медицине и сельском хозяйстве, узнаем основы селекции организмов, как селекция способствует выведению пород животных с необходимыми для человека признаками.

Ко-неч-но, вряд ли такой при-знак поз-во-лил бы этому пе-ту-ху вы-дер-жи-вать кон-ку-рент-ную борь-бу и есте-ствен-ный отбор в окру-жа-ю-щей среде. Но этот при-знак за-ин-те-ре-со-вал че-ло-ве-ка, и эта по-ро-да была со-зда-на. Кроме этого, от-ли-ча-ют-ся до-маш-ние формы от диких еще и своей очень боль-шой пло-до-ви-то-стью, это то глав-ное ка-че-ство, ради ко-то-ро-го че-ло-век и стал со-зда-вать эти по-ро-ды. К примеру, яй-це-нос-кость кур по-ро-ды белый лег-горн со-став-ля-ет около 350 яиц в год, а яй-це-нос-кость их ди-ко-го пред-ка бан-ки-вской ку-ри-цы со-став-ля-ет 18-20 яиц в год (рис.2).

Рис. 2. Курица породы белый леггорн и банкивская курица ()

Из этих при-ме-ров можно вы-ве-сти за-да-чи со-вре-мен-ной се-лек-ции, к ним от-но-сит-ся:

1. По-лу-че-ние новых вы-со-ко-уро-жай-ных и устой-чи-вых к за-бо-ле-ва-нию пород жи-вот-ных и сор-тов рас-те-ний.

2. По-лу-че-ние эко-ло-ги-че-ски пла-стич-ных сор-тов и пород, то есть тех, ко-то-рые могут жить в раз-лич-ных эко-ло-ги-че-ских усло-ви-ях.

3. По-лу-че-ние пород и сор-тов, удоб-ных для про-мыш-лен-но-го вы-ра-щи-ва-ния и ме-ха-ни-зи-ро-ван-ной убор-ки.

Воз-ник-ла се-лек-ция на заре че-ло-ве-че-ства, при-мер-но 20-30 тысяч лет тому назад, когда люди стали слу-чай-ным об-ра-зом одо-маш-ни-вать жи-вот-ных, ко-то-рые их окру-жа-ли. Глав-ным кри-те-ри-ем было то, что жи-вот-ные могут раз-мно-жать-ся в нево-ле и имеют до-ста-точ-но хо-ро-ший ха-рак-тер, их удоб-но со-дер-жать. Это и послужило пред-по-сыл-кой развития науки се-лек-ции. Ши-ро-кое одо-маш-ни-ва-ние на-ча-лось где-то в 8-6 веках до нашей эры, и уже в тот мо-мент были одо-маш-не-ны все из-вест-ные сей-час жи-вот-ные и окуль-ту-ре-ны рас-те-ния, но это еще была не наука. Пи-о-не-ром науки се-лек-ции в нашей стране был Ни-ко-лай Ива-но-вич Ва-ви-лов (рис. 3).

Рис. 3. Н.И. Вавилов (1887-1943) ()

Ва-ви-лов счи-тал, что в ос-но-ве се-лек-ции лежит пра-виль-ный выбор для ра-бо-ты ис-ход-но-го ма-те-ри-а-ла, ге-не-ти-че-ское раз-но-об-ра-зие и вли-я-ние окру-жа-ю-щей среды на про-яв-ле-ние на-след-ствен-ных при-зна-ков при ги-бри-ди-за-ции ор-га-низ-мов. В по-ис-ках ис-ход-но-го ма-те-ри-а-ла для по-лу-че-ния новых ги-бри-дов Ва-ви-лов ор-га-ни-зо-вал в 1920-30 годы де-сят-ки экс-пе-ди-ций по всему зем-но-му шару. Во время этих экс-пе-ди-ций ему с кол-ле-га-ми уда-лось со-брать более по-лу-то-ра тысяч видов куль-тур-ных рас-те-ний и огром-ное ко-ли-че-ство сор-тов. К 1940 году во Все-со-юз-ном ин-сти-ту-те рас-те-ние-вод-ства на-счи-ты-ва-лось уже 300 тысяч об-раз-цов. В на-сто-я-щее время кол-лек-ция по-сто-ян-но по-пол-ня-ет-ся и ис-поль-зу-ет-ся для по-лу-че-ния новых сор-тов на ос-но-ве уже из-вест-ных. Ис-сле-дуя по-лу-чен-ный во время экс-пе-ди-ции ма-те-ри-ал, Н.И. Ва-ви-лов при-шел к от-кры-тию опре-де-лен-ной за-ко-но-мер-но-сти, ко-то-рая и стала ге-не-ти-че-ской ос-но-вой се-лек-ции. Эта за-ко-но-мер-ность по-лу-чи-ла на-зва-ние «закон го-мо-ло-ги-че-ских рядов на-след-ствен-но-сти». Фор-му-ли-ров-ка этого за-ко-на, ко-то-рую пред-ло-жил сам Н.И. Ва-ви-лов: «Ге-не-ти-че-ски близ-кие роды и виды ха-рак-те-ри-зу-ют-ся сход-ны-ми ря-да-ми на-след-ствен-ной из-мен-чи-во-сти с такой пра-виль-но-стью, что, зная ряд форм в пре-де-лах од-но-го вида, можно пред-ви-деть на-хож-де-ние па-рал-лель-ных форм у дру-гих род-ствен-ных видов и родов. Чем более близ-ки виды и роды си-сте-ма-ти-че-ски, тем пол-нее сход-ство в рядах их из-мен-чи-во-сти».

Эту слож-ную фор-му-ли-ров-ку можно про-ил-лю-стри-ро-вать, на при-ме-ре се-мей-ства зла-ко-вых (рис. 4), куда вхо-дят хо-ро-шо из-вест-ные вам пше-ни-ца, рожь, яч-мень, рис, ку-ку-ру-за.

Рис. 4. Семейство злаковых ()

У этого се-мей-ства име-ет-ся ряд при-зна-ков, ко-то-рые про-сле-жи-ва-ют-ся у раз-ных видов, от-но-ся-щих-ся к этому се-мей-ству. К таким при-зна-кам от-но-сят-ся на-ли-чие ози-мых форм, крас-ная окрас-ка у зер-но-вок, на-при-мер, крас-ная окрас-ка встре-ча-ет-ся и у ржи, и у пше-ни-цы, и у ку-ку-ру-зы. Точно так же ози-мые формы встре-ча-ют-ся и у пше-ни-цы, и у ржи. Вот это и по-слу-жи-ло ос-но-вой от-кры-тия этого за-ко-на. Закон го-мо-ло-ги-че-ских рядов спра-вед-лив не толь-ко для рас-те-ний, но и для жи-вот-ных. Так, на-при-мер, яв-ле-ния аль-би-низ-ма на-блю-да-ют-ся и у че-ло-ве-ка, и у мле-ко-пи-та-ю-щих, и даже у птиц (рис. 5).

Рис. 5. Явление альбинизма ()

Закон, открытый Вавиловым, имеет практическое зна-че-ние, его можно разобрать на кон-крет-ном при-ме-ре: у растения лю-пи-на плоды со-дер-жат очень боль-шое ко-ли-че-ство белка, и люпин (рис. 6) мог бы быть очень цен-ной кор-мо-вой куль-ту-рой, но его се-ме-на со-дер-жат опас-ный ядо-ви-тый ал-ка-ло-ид.

Рис. 6. Люпин многолетний с семенами ядовитого алкалоида ()

По-это-му при-ме-нять люпин в ка-че-стве кор-мо-вой куль-ту-ры было невоз-мож-но. Од-на-ко из-вест-но, что дру-гие пред-ста-ви-те-ли се-мей-ства бо-бо-вых: горох, бобы, лю-цер-на, соя - не имеют та-ко-го гена. Зна-чит, можно преду-га-дать, что и у лю-пи-на воз-мож-на му-та-ция вот в такую без-ал-ка-ло-ид-ную форму. И дей-стви-тель-но, се-лек-ци-о-не-рам уда-лось по-лу-чить без-ал-ка-ло-ид-ную форму лю-пи-на, и сей-час люпин ак-тив-но ис-поль-зу-ет-ся в сель-ском хо-зяй-стве как пре-крас-ная кор-мо-вая куль-ту-ра (рис. 7).

Рис. 7. Кормовые сорта люпина ()

Мы рассмотрели историю возникновения новой, ин-те-рес-ной, а самое глав-ное - очень по-лез-ной и прак-ти-че-ски зна-чи-мой науки се-лек-ции, ее основные задачи. В ходе сле-ду-ю-щих наших уроков мы более по-дроб-но узна-ем о ме-то-дах селекции и ра-бо-тах Н.И. Ва-ви-ло-ва.

Список литературы

Мамонтов С.Г., Захаров В.Б., Агафонова И.Б., Сонин Н.И. Биология. Общие закономерности. - Дрофа, 2009.
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.
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.

Genetics-b.ru ().
Google Sites ().
Moykonspekt.ru ().

Домашнее задание

Что такое селекция?
Каковы основные за-да-чи со-вре-мен-ной се-лек-ции?
О чем говорит закон гомологических рядов наследственности?

Заполните заявку на подготовку к ЕГЭ по биологии или химии

Похожие материалы: