Ģenētiskā atlase. Atlases ģenētiskais pamats. Biotehnoloģija, gēnu un šūnu inženierija

Atlase ir zinātne par jaunu dzīvnieku šķirņu, augu šķirņu un mikroorganismu celmu radīšanu un uzlabošanu. Atlases teorētiskais pamats ir ģenētika.

Atlases uzdevumi :

Augu, dzīvnieku un mikroorganismu produktivitātes paaugstināšana

Jaunu šķirņu, šķirņu, celmu audzēšana

Maksimālas ražošanas nodrošināšana ar minimālām izmaksām

Lai atrisinātu šīs problēmas, ir nepieciešams:

Zināšanas par pazīmju pārmantošanas modeļiem

Iedzimtas mainīguma izpēte

Modifikācijas mainīguma pētījums (vides ietekme uz pazīmju attīstību)

Kultūraugu šķirņu, sugu un vispārīgās daudzveidības izpēte

Mākslīgās atlases stratēģiju un metožu izstrāde

Dzīvnieku šķirnes, augu šķirnes un mikroorganismu celmi ir cilvēka mākslīgi radītas organismu populācijas ar raksturīgu iedzimtu pazīmju kopumu (ražīgums). Celmi - vienas šūnas pēcnācējs, tīrkultūra, bet tajā pašā laikā no vienas šūnas var iegūt dažādus celmus.

Bieži kultivētie augi un mājdzīvnieki nevar iztikt bez cilvēka, jo selekcijas rezultātā organismiem ir ieaudzinātas cilvēkiem labvēlīgas, bet pašiem organismiem kaitīgas īpašības.

Krievijā tiek uzskatīts par atlases dibinātāju Nikolajs Vavilovs .

Uzstādīts 8 izcelsmes centri kultivētos augus, jo ekspedīcijās pētījis to daudzveidību un savvaļas senčus dažādās vietās visā pasaulē.

Formulēts homoloģisko sēriju likums iedzimtība un mainīgums: ģenētiski tuvas sugas un ģintis raksturo līdzīgas ģenētiskās variabilitātes sērijas. Zinot, kādas mainīguma formas novērojamas vienā sugā, var paredzēt līdzīgu formu atklāšanu radniecīgā sugā. Tas ir tāpēc, ka radniecīgās sugas attīstījās no kopīga senča dabiskās atlases ceļā. Tas ir, pēcnācēji no viņa mantoja aptuveni tādu pašu gēnu komplektu, un iegūtajām mutācijām jābūt līdzīgām.

Likums attiecas uz augiem un dzīvniekiem: albīnisms un spalvu trūkums putniem; albīnisms un apmatojuma trūkums zīdītājiem. Augos paralēlisms ir novērojams šādās rakstzīmēs: kaili un plēvi graudi, acētas un bezsargas vārpas.

Audzēšanai un lauksaimniecībai tas ļauj radniecīgās sugās atrast raksturīgu pazīmi, kuras vienā nav, bet citās ir. Medicīna saņem materiālu saviem pētījumiem, jo ​​ir iespējams pētīt cilvēku slimības, izmantojot dzīvniekus ar homologām slimībām. Piemēram, cukura diabēts žurkām, iedzimts kurlums pelēm, katarakta suņiem utt.

Hibridizācija

Hibrīdu iegūšanas process ir balstīts uz dažādu šūnu un organismu ģenētiskā materiāla apvienošanu. Hibrīdus var iegūt dzimumprocesa laikā, apvienojot somatiskās šūnas. Hibridizācija: starpsugu un starpsugu (saistīta un nesaistīta)

1) Inbredings - organismu saaugums ar kopīgiem senčiem. Raksturīgs pašapputes augiem un hermafrodītiem dzīvniekiem.

Grūti - šķērsojot tuvākos radiniekus: māti un dēlu, brāli un māsu

Mīksts - radniecīgu organismu krustošanās 4 un nākamajās paaudzēs

Ar katru paaudzi hibrīdu homozigotiskums palielinās, un tāpēc daudzi ir kaitīgi mutācijas ir recesīvos gēnos, tie izpaužas homozigotā stāvoklī. Inbrīdinga sekas ir pēcnācēju novājināšanās un deģenerācija. Inbreeding ražo tīras līnijas , tiek fiksēti reti vēlamie raksturlielumi.

2) Outbreeding - nesaistīta organismu krustošanās, bez ģimenes saitēm iepriekšējās 6 paaudzēs. Tas ir vienas sugas, bet dažādu līniju, šķirņu, šķirņu pārstāvju krustojums. Tos izmanto, lai apvienotu dažādu līniju vērtīgās īpašības, palielinātu šķirnes vai šķirņu līniju dzīvotspēju, kas palīdz novērst to deģenerāciju.

Heteroze - parādība, kurā pirmās paaudzes hibrīdu produktivitāte un dzīvotspēja ir palielinājusies salīdzinājumā ar vecāku formām.

Pilnīga heterozes izpausme tiek novērota tikai pirmajā paaudzē, jo lielākā daļa alēļu kļūst heterozigotas. Tad tie pakāpeniski pāriet homozigotā stāvoklī un heterozes efekts vājinās. To izmanto lauksaimniecībā, jo augu selekcijā vienmēr tiek uzturētas tīras līnijas. Augu heteroze var būt reproduktīva, somatiska un adaptīva.

4) Attālā vai starpsugu hibridizācija - krustojot divus dažādu sugu īpatņus. Izmanto, lai apvienotu dažādu sugu indivīdu vērtīgās īpašības. Tādā veidā tika iegūti hibrīdi: kvieši un kviešu zāle, rudzi un kvieši = tritikāle, ķirsis un putnu ķirsis = ceropadus, beluga un sterlete = ērzelis, ērzelis un ēzelis = ērzelis, sesks un ūdele = honoriks, zaķis un baltais zaķis = aproce.

Savvaļas argali aita un smalkvilnas merino aita = arharomerino

Ķēve un ēzelis = mūlis, izturīgs, spēcīgs, sterils, ar ilgu mūžu un paaugstinātu vitalitāti.

Problēma - neauglība starpsugu hibrīdi. Tas notiek tāpēc, ka dažādām sugām ir atšķirīgs hromosomu skaits un struktūra, tāpēc meiozes laikā tiek traucēta konjugācija un hromosomu segregācijas process.

Īpaši grūti ir pārvarēt neauglību dzīvnieku hibrīdos. 1924. gadā Karpečenko izveidoja kāpostu-rutku hibrīdu un pirmo reizi pārvarēja neauglību, izmantojot metodi poliplodizācija . Viņš šķērsoja redīsu un kāpostu (2 n -18; n -9 HR-m). Bet mejozes laikā hromosomas nekonjugēja vai atdalījās hibrīdi. Pēc tam, izmantojot kolhicīnu, kas bloķē vārpstas mikrotubulu veidošanos, Karpečenko dubultoja hibrīdu hromosomu kopu uz tetraploīdu (4 n -36, 2 n -18). Rezultātā kļuva iespējama konjugācija, gametu veidošanās un auglības atjaunošana.

Ir kļuvis iespējams ražot hibrīdus dzīvniekiem, izmantojot šūnu inženieriju.

Atlase

Mākslīgais atlase - jaunu šķirņu un šķirņu radīšana, sistemātiski saglabājot un pavairojot indivīdus ar noteiktām īpašībām. Sākumā atlase tika veikta neapzināti: cilvēks to veica no dzīvnieku pieradināšanas sākuma. Mūsdienu atlase tiek veikta apzināti, balstoties uz zināšanām par atlasi un ģenētiku, tas ir, iedzimtības un mainīguma likumiem.

Teorētiskos pamatus izvirzīja Čārlzs Darvins. Viņš pierādīja, ka šķirnēm un šķirnēm ir viens kopīgs sencis un tās nav neatkarīgas sugas. Cilvēks veidoja šķirnes un šķirnes atbilstoši savām interesēm, bieži vien kaitējot dzīvnieku dzīvotspējai.

- masīvs kuru mērķis ir saglabāt grupu. Izmanto galvenokārt mikroorganismiem un krusteniski apputeksnētiem augiem. Atlase tiek veikta saskaņā ar fenotips , tādējādi vēlamā īpašība tiek attīstīta arvien vairāk.

- individuāls kuru mērķis ir saglabāt indivīdus. To izmanto pašapputes augiem (tīru līniju iegūšanai) un dzīvniekiem. Tā kā pēcnācēju radīšanas periods dzīvniekiem ir diezgan ilgs, atlase tiek veikta atbilstoši genotips , atsevišķi indivīdi tiek atstāti vairošanai.

Mutaģenēze

Mutaģenēze ir mutāciju veidošanās, izmantojot fizikālus un ķīmiskus aģentus. Piemēram, metode poliplodizācija , kura iedarbība tiek panākta, iedarbojoties uz indes kolhicīnu, kas iznīcina vārpstas pavedienus.

Atlases iezīmes

1) augi

Tiek izmantota seksuāla un aseksuāla vairošanās, pamatojoties uz fenotipu. Dažādas hibridizācijas formas. Poliploīdiju izmanto, lai palielinātu šķirņu izturību un pārvarētu hibrīdu sterilitāti.

Mičurins – mentora metode : mātes auga virzīta ietekme uz jaunā hibrīda īpašībām pēc potēšanas.

Dzīvnieku atlases iezīmes

Dzīvnieki vairojas tikai seksuāli, kas būtiski ierobežo atlases metodes. Galvenās metodes ir individuāla atlase un dažādas hibridizācijas formas. Lauksaimniecībā izmanto heterozes un mākslīgās apsēklošanas fenomenu.

Astaurovs - zīdtārpiņš ar poliplodizāciju.

Ivanovs – Ukrainas baltā stepju cūka ar starpsugu hibridizāciju

Mikroorganismu selekcijas iezīmes

Baktēriju genoms ir haploīds, ko attēlo viena cirkulāra DNS molekula, tāpēc jebkuras mutācijas parādās jau pirmajā paaudzē. Tomēr ļoti augsts vairošanās ātrums atvieglo mutantu meklēšanu. Galvenās metodes ir eksperimentālā mākslīgā mutaģenēze un produktīvāko celmu atlase. Tādā veidā tika iegūts penicillium sēnītes celms, kura produktivitāte tika palielināta vairākas reizes.

Mūsdienīgas papildu audzēšanas metodes .

1. Mākslīgā apsēklošana.

2. Hormonālā superovulācija.

3. Embriju transplantācija.

Darvina uzskati

Darvins pētīja jaunu šķirņu audzēšanas metodes un iedibinātos posmus: selekcionārs atlasa īpatņus ar viņam nepieciešamajām īpašībām; saņem no tiem pēcnācējus; atlasa indivīdus, kuros vēlamā īpašība izpaužas labāk. Pēc vairākām paaudzēm pazīme tiek fiksēta, kļūst stabila un veidojas jauna šķirne vai šķirne.
Tādējādi atlase tiek veikta, pamatojoties uz šādiem faktoriem:

1. Indivīda sākotnējā daudzveidība, tas ir, to dabiskā mainība.

2. Iezīmju pārnešana mantojuma ceļā.

3. Mākslīgā atlase.

Aizpildiet pieteikumu, lai sagatavotos vienotajam valsts eksāmenam bioloģijā vai ķīmijā

Īsa atsauksmju veidlapa

Nodarbības laikā aplūkosim, kā ģenētikas atklātais modelis tiek pielietots praksē medicīnā un lauksaimniecībā, apgūsim organismu selekcijas pamatus un kā selekcija veicina tādu dzīvnieku šķirņu audzēšanu, kurām piemīt cilvēkam nepieciešamās īpašības.

Protams, maz ticams, ka šāda zīme ļautu šim pe-tu-hu izturēt konkurences cīņu un dabisko atlasi vidē -zha-yu-shchee vidē. Bet tā ir cilvēka zīme, un šī ir radīta. Turklāt tas, vai mājas formas atšķiras no savvaļas, ir saistīts arī ar to ļoti lielo plakanumu, tā ir galvenā īpašība, lai nodrošinātu to, ka cilvēks sāka radīt šīs sugas. Piemēram, White Leghorn šķirnes cāļu olas deguna kauls saražo apmēram 350 olas gadā, un olas deguna kauls ir viņu savvaļas sencis. Bank-ki-vskaya vista gadā saražo 18-20 olas (att. 2).

Rīsi. 2. White Leghorn un Banker cāļu šķirnes ()

No šiem piemēriem no mūsdienu atlases varat secināt, ka tiem no-no-sēdēt:

1. Jaunu augstražīgu un pret pāraugšanu izturīgu dzīvnieku šķirņu un šķirņu augu ražošana -niy.

2. Ekoplastmasas šķirņu un iežu, tas ir, tādu, kas var dzīvot dažādos eko-logi-če-skih apstākļos, ražošana.

3. Rūpnieciskai ražošanai un mehanizācijai piemērotu šķirņu un šķirņu iegūšana bez tīrīšanas.

Atlase radās cilvēces rītausmā, apmēram pirms 20-30 tūkstošiem gadu, kad cilvēki nejauši sāka viļņot dzīvās radības, kas tos ieskauj. Galvenais sauciens bija par to, ka dzīvās būtnes var vairoties nebrīvē un tām ir simts precīzi labs raksturs, tās ir ērti turēt rokās. Tas kalpoja par priekšnoteikumu ciltsdarba zinātnes attīstībai. Visdažādākie odo-mash-ni-va-nie sākās kaut kur 8.-6. gadsimtā pirms mūsu ēras, un jau tajā brīdī tie visi bija zināmi. Tagad ir dzīvi un ocul-tu-re-ny augi, bet tas nebija. tomēr zinātne. Selekcijas zinātnes pionieris mūsu valstī bija Niko-lay Iva-no-vich Va-vi-lov (3. att.).

Rīsi. 3. N.I. Vavilovs (1887-1943) ()

Va-vi-lovs uzskatīja, ka atlases pamatā bija pareizā izvēle darbam, izmantojot ma-te-ri-a-la , ģenētisko daudzveidību un vides ietekmi uz iedzimto pazīmju izpausmēm ar gi-bri- or-ga-niz-mov di-za-tion. Meklējot ma-te-ri-a-la izmantošanu jaunu hibrīdu ražošanai Va-vi-lov or-ga-ni-zo-val 1920.-30. gados bija desmitiem ex-pe-di. - visā pasaulē. Šo eks-pe-diciju laikā viņam izdevās savākt vairāk nekā pustūkstoti kultivēto augu sugu un milzīgu kolekciju - vai ir kādas šķirnes? Līdz 1940. gadam Vissavienības ūdeņu institūts jau uzskaitīja 300 tūkstošus īpatņu. Šobrīd kolekcija ir simt-jangu, bet-ne-pilna ar to un tiek izmantota jaunu atkritumu iegūšanai - uz to pamata jau zināms. Pētot rezultātus ma-te-ri-al ex-pe-di-tion laikā, N.I. Va-vi-lovs atklāja noteiktu mērījumu, kas kļuva par gēnu - jaunu atlasi. Šo izmēru modeli sauc par "viendabīgu mantojuma sēriju likumu". Šī for-co-on izveidošana, ko ierosināja pats N.I. Va-vi-lovs: “Ge-ne-ti-che-ski tuvām ģintīm un sugām ha-rak-te-ri-zu-yut ir līdzības vairākos vīriešu mantojumos ar tādu noteikumu, ka , zinot vairākas formas viena tipa robežās, var paredzēt līdzību - paralēlo formu esamību citās radniecīgās sugās un ģintīs. Jo tuvāk sugas un ģintis ir si-ste-ma-ti-che-ski, jo pilnīgāka ir līdzība to pieminēto rindās.

Šo sarežģīto formu var ilustrēt, izmantojot ļauno ģimenes piemēru (4. att.), kurā ietilpst - Labās lietas, kuras jūs zināt, ir kvieši, rudzi, mieži, rīsi, ku-ku-ru-za.

Rīsi. 4. Graudaugu ģimene ()

Šai ģimenei ir vairākas rakstzīmes, kas ir izsekotas dažādās sugās, sākot no šīs ģimenes. Šādas pazīmes ietver graudu sarkano krāsu, piemēram, -cha-et-sya un rudzu, kviešu un ku-ku-ru-za sarkano krāsu. Tādā pašā veidā ziemas formas ir sastopamas gan kviešos, gan rudzos. Tas bija galvenais iemesls šīs za-co-na atvēršanai. Go-mo-lo-gi-che-che-series likums ir spēkā ne tikai augiem, bet arī dzīvniekiem. Tā, piemēram, al-bi-niz-ma parādīšanās gan cilvēkiem, gan mazuļiem -šihiem un pat putniem (5. att.).

Rīsi. 5. Albīnisma fenomens ()

Vavilova atklātajam likumam ir praktiska nozīme, to var analizēt, izmantojot konkrētu piemēru: lu-pi-na augiem ir ļoti daudz olbaltumvielu, un lupīna (6. att.) varētu būt ļoti vērtīga barība; ražu, bet tās sēklas satur bīstamu indīgu vielu -ka-lo-id.

Rīsi. 6. Daudzgadīga lupīna ar indīgām alkaloīdu sēklām ()

Tāpēc nebija iespējams izmantot lupīnu kā pārtikas kultūru. Tomēr ir zināms, ka citiem pākšaugu dzimtu pārstāvjiem: zirņiem, pupiņām, lucernai, sojas pupām - nav vienāda - kāds gēns. Tātad, mēs varam paredzēt, ka arī lu-pi-na ir iespējams mu-ta-tēties šādā al-ka-lo-id brīvā formā. Un patiešām, se-lek-tsi-o-ne-ram izdevās iegūt lu-pi-na ne-al-ka-lo-id formu, un tagad lupīnu aktīvi izmanto lauksaimniecībā kā skaistu barības kultūru (att. 7).

Rīsi. 7. Lupīnas lopbarības šķirnes ()

Mēs izskatījām jaunas, interesantas un, pats galvenais, ļoti noderīgas un praktiski nozīmīgas atlases zinātnes rašanās vēsturi, tās galvenos uzdevumus. Nākamo nodarbību laikā mēs sīkāk uzzināsim par atlases metodēm un N.I. Wa-vi-lo-wa.

Bibliogrāfija

1. Mamontovs S.G., Zaharovs V.B., Agafonova I.B., Sonins N.I. Bioloģija. Vispārīgi modeļi. - Bustards, 2009. gads.
2. Ponomareva I.N., Korņilova O.A., Černova N.M. Vispārējās bioloģijas pamati. 9. klase: Mācību grāmata vispārējās izglītības iestāžu 9. klašu skolēniem / Red. prof. I.N. Ponomarjova. - 2. izdevums, pārskatīts. - M.: Ventana-Graf, 2005.
3. Pasechnik V.V., Kamensky A.A., Kriksunov E.A. Bioloģija. Ievads vispārējā bioloģijā un ekoloģijā: Mācību grāmata 9. klasei, 3. izd., stereotips. - M.: Bustards, 2002.

1. Genetics-b.ru ().
2. Google vietnes ().
3. Moykonspekt.ru ().

Mājasdarbs

1. Kas ir atlase?
2. Kādi ir mūsdienu atlases galvenie mērķi?
3. Ko saka iedzimtības homoloģiskās sērijas likums?

Tēma: Augu, dzīvnieku un mikroorganismu selekcijas pamati.

Nodarbības tēma Nr.1. Organismu atlases ģenētiskais pamats.

Nodarbības mērķi: 1 . paplašināt zināšanas par organismu atlasi kā zinātni;

2. iepazīstināt ar īsu atlases vēsturi;

3. padziļināt zināšanas par organismu šķirni, šķirni un celmu;

4. radīt zināšanas par galvenajām organismu selekcijas metodēm;

5. atklāt ģenētisko modeļu un likumu fundamentālo lomu selekcijas praksē.

Izglītības līdzekļi : tabula “Selekcijas metodes”, “Dzīvnieku šķirnes”, prezentācija “Selekcijas pamati”, filmā “”.

Nodarbību laikā.

es Studentu zināšanu papildināšana:

1. Kādu lomu augu, dzīvnieku un mikroorganismu celmu selekcijas attīstībā spēlēja visu organismu kopīgās īpašības – iedzimtība un mainīgums?

2. Kāda ir ģenētisko likumu būtība un kāda ir to nozīme atlasē?

II. Koncepcijas posms.

1. Kultivētie augi un mājdzīvnieki veidojās aizvēsturiskajā periodā. Augu un dzīvnieku pieradināšana nodrošināja cilvēkiem gan pārtiku, gan apģērbu. Pirmie mēģinājumi pieradināt dzīvniekus un kultivēt augus ir datēti ar 20. – 30. gadu tūkstoti pirms mūsu ēras. Vidusāzijā, Aizkaukāzijā un Krievijas dienvidos kvieši bija pazīstami akmens laikmetā. 7. tūkstošgades sākumā pirms mūsu ēras. kalnainajā Kurdistānā (Irāka) audzēja kviešus – savvaļas einkornu. 10. gadu tūkstotī pirms mūsu ēras. sāka kultivēt daudzus augus un pieradināt dzīvniekus.

Mājdzīvnieki un kultivētie augi cēlušies no savvaļas senčiem.

Savas attīstības rītausmā cilvēks pieradināja sev vajadzīgos dzīvniekus.

bankevskaya vistas gaļa

Arharovieši

vilku suns

Viņš savāca derīgo augu sēklas un iesēja tās pie savas mājas, apstrādāja zemi un izraudzījās lielākās sēklas jaunražiem.

Ilgtermiņa augu un dzīvnieku selekcija veicināja kultūras formu rašanos ar īpašām cilvēkiem nepieciešamām īpašībām.

Tomēr galvenā loma kultivēto augu un mājdzīvnieku evolūcijā ir mutācijām, selekcijai un selekcijai - jaunu augu šķirņu un dzīvnieku šķirņu ar cilvēkam noteiktām īpašībām mērķtiecīgai audzēšanai.

Šobrīd, ņemot vērā pasaules iedzīvotāju skaita pieaugumu, ir nepieciešama lielāka lauksaimniecības produktu ražošana. Izšķiroša loma šīs globālās problēmas risināšanā visai pasaulei ir augu, dzīvnieku un mikroorganismu selekcijai.

Atlase ir zinātne, kas pēta dzīvnieku šķirņu, augu šķirņu un mikroorganismu celmu radīšanas un uzlabošanas bioloģiskos pamatus un metodes.

Šķirne, šķirne, celms– tās ir mākslīgi iegūtas populācijas (augi, dzīvnieki, sēnes, baktērijas) ar cilvēkam nepieciešamām īpašībām.

Dzīvo organismu īpašības nosaka to genotips, un tās sistemātiski ir pakļautas iedzimtībai un modifikācijas mainīgumam, tāpēc selekcijas attīstība balstās uz ģenētikas kā iedzimtības un mainīguma zinātnes likumiem.

Audzēšanas metodes

		Izmantot audzēšanā
		augi	dzīvnieki
Hibridizācija	Nesaistīts (autbredings)	Starpsugu, starpsugu, starpģenērisko šķērsošanu, kas izraisa heterozi, lai iegūtu heterozigotas populācijas ar augstu produktivitāti	Tālu šķirņu šķērsošana, kas atšķiras pēc pazīmēm, lai radītu heterozigotas populācijas un heterozi. Pēcnācēji var būt neauglīgi
	Cieši saistīta (inbredings)	Pašapputeksnēšana augos, kas veic apputeksnēšanu, mākslīgi veidojot tīras līnijas	Krustošanās starp tuviem radiniekiem, lai iegūtu homozigotas tīras līnijas ar vēlamām iezīmēm
Mākslīgā atlase	masu	Piemērots augu apputeksnēšanai	Nav piemērojams
	individuāls	To izmanto pašapputes augiem, tiek izolētas tīrās līnijas - viena pašapputes indivīda pēcnācēji	Stingra atlase tiek piemērota ekonomiski vērtīgām īpašībām, izturībai un eksterjeram
Atlase	Poliploīdu eksperimentālā ražošana	Izmanto, lai iegūtu produktīvākas un produktīvākas poliploīdu formas	Nav piemērojams
	Eksperimentālā mutaģenēze	Izmanto, lai iegūtu izejmateriālu augstāku augu un mikroorganismu selekcijai

III. Pārdomas: Tests.

1. Selekcijā jaunu poliploīdu augu šķirņu iegūšanai

a) krustojiet divu tīru līniju indivīdus

b) krustot vecākus ar viņu pēcnācējiem

c) reizināt hromosomu kopu

d) palielināt homozigotu indivīdu skaitu

2. Dzīvnieku audzēšana praktiski netiek izmantota

a) masu atlase

b) nesaistīts krustojums

c) radniecīgums

d) individuāla atlase

3. Kura no šīm metodēm tiek izmantota augu un dzīvnieku audzēšanā?

a) atlase pēc ārpuses

b) masu atlase

c) poliploīdu iegūšana

d) organismu krustošanās

4. Kad dārzā zied augļu koki, dārzā tiek novietoti stropi ar bitēm, tāpēc viņi

a) veicina augu sporu pārnesi

b) iznīcināt citus kukaiņus - dārza kaitēkļus

c) apputeksnēt kultivēto augu ziedus

d) dot cilvēkam propolisu un medu

5. Tiek saukta struktūras un darbības ziņā vislīdzīgākā dzīvnieku grupa, ko lauksaimniecības vajadzībām radījis cilvēks

dažādība

c) šķirne

IV. Mājas darbs: §27, termini 109 jautājumi 1., 2., 3. mutiski.

Radošais izvēles uzdevums: sagatavot referātu par krievu zinātnieku – selekcionāru darbu

Lieta- bioloģija

Klase– 9 “A” un “B”

Ilgums- 40 minūtes

Skolotājs -Želovņikova Oksana Viktorovna

Nodarbības tēma: “Organisma selekcijas ģenētiskais pamats”

Izglītības procesa forma: forša nodarbība.

Nodarbības veids: jaunu zināšanu nodošanas nodarbība.

Mērķis: iepazīstināt ar organismu atlases ģenētisko pamatu.

Nodarbības mērķi:

1. paplašināt zināšanas par organismu atlasi kā zinātni;

2. iepazīstināt ar īsu atlases vēsturi;

3. padziļināt zināšanas par organismu šķirni, šķirni un celmu;

4. radīt zināšanas par galvenajām organismu selekcijas metodēm;

5. atklāt ģenētisko modeļu un likumu fundamentālo lomu selekcijas praksē.

Aprīkojums: IKT prezentācijas “Atlases pamati” mācību grāmata I.N. Ponomareva,

žurnāls "Bioloģija skolā" Nr.1-1998, tabulas "Augu selekcijas metodes", "Dzīvnieku audzēšanas metodes", augļaugu hibrīdu manekeni.

Nodarbību laikā.

1.Skolēnu zināšanu papildināšana:

Kādu lomu selekcijas attīstībā spēlēja visu organismu kopīgās īpašības – iedzimtība un mainīgums?

Kāda ir ģenētisko likumu būtība un kāda ir to loma atlasē?

2. Jauna materiāla apgūšana

Skolotājas stāstu papildina prezentācija

1. slaids Kultivētie augi un mājdzīvnieki veidojās aizvēsturiskajā periodā. Augu un dzīvnieku pieradināšana nodrošināja cilvēkiem gan pārtiku, gan apģērbu. Pirmie mēģinājumi pieradināt dzīvniekus un kultivēt augus ir datēti ar 20. – 30. gadu tūkstoti pirms mūsu ēras. Vidusāzijā, Aizkaukāzijā un Krievijas dienvidos kvieši bija pazīstami akmens laikmetā. 7. tūkstošgades sākumā pirms mūsu ēras. Kalnainajā Kurdistānā (Irāka) tika kultivēti kvieši - savvaļas einkorns. 10. gadu tūkstotī pirms mūsu ēras. sāka kultivēt daudzus augus un pieradināt dzīvniekus.

Mājdzīvnieki un kultivētie augi cēlušies no savvaļas senčiem.

Savas attīstības rītausmā cilvēks pieradināja sev nepieciešamos dzīvniekus.

Jautājums klasei: Kādus dzīvniekus cilvēki ir pieradinājuši?

bankevskaya vista (vista) argali (aita) vilks (suns)

Cilvēks savāca derīgo augu sēklas un sēja tās pie savām mājām, apstrādāja zemi un selekcionēja lielākās sēklas jaunām kultūrām.

Ilgtermiņa augu un dzīvnieku selekcija veicināja kultūras formu rašanos ar īpašām cilvēkiem nepieciešamām īpašībām.

Tomēr galvenā loma kultivēto augu un mājdzīvnieku evolūcijā ir mutācijām, selekcijai un selekcijai.

Skolotājs: Kā jūs saprotat, kas ir atlase?

Atlase (latīņu valodā “selectio” — atlase)

Bērni domā, atbild, tad skolotājs parāda pareizo atbildi. 2. slaids

Šī ir zinātne, kas pēta dzīvnieku šķirņu, augu šķirņu un mikroorganismu celmu radīšanas un uzlabošanas bioloģiskos pamatus un metodes.

Šī ir lauksaimnieciskās ražošanas nozare, kas nodarbojas ar jaunu kultivēto augu šķirņu un hibrīdu, dzīvnieku šķirņu un mikroorganismu celmu ar cilvēkiem nepieciešamām īpašībām praktisku selekciju.

Skolotājs: Lūdzu, nosauciet atlases mērķus. ( studenti atbild)

3. slaids

1.augu šķirņu produktivitātes, dzīvnieku šķirņu produktivitātes paaugstināšana,

mikroorganismu celmi.

2.pret slimībām un klimatiskajiem apstākļiem izturīgu šķirņu un šķirņu veidošana.

3. mehanizētai vai rūpnieciskai audzēšanai un selekcijai piemērotu šķirņu, šķirņu un celmu iegūšana.

Šobrīd, ņemot vērā pasaules iedzīvotāju skaita pieaugumu, ir nepieciešama lielāka lauksaimniecības produktu ražošana. Izšķiroša loma šīs globālās problēmas risināšanā visai pasaulei ir augu, dzīvnieku un mikroorganismu selekcijai.

3. Fiziskās audzināšanas minūte.

1.vingrinājumi mugurkaulam

2.vingrinājumi acīm.

4. slaidsŠĶIRNE, ŠĶIRNE, ŠĶIRNE ir mākslīgi iegūtas dzīvnieku, augu, sēņu un baktēriju populācijas ar cilvēkam nepieciešamām īpašībām.

5. slaids ATLASES TEORĒTISKAIS PAMATS – ģenētika. ģenētika pēta iedzimtību un mainīgumu. Dzīvo organismu īpašības nosaka to GENOTIPS un ir pakļautas mainīgumam, tāpēc selekcijas attīstība balstās uz ģenētikas likumiem.

6. slaids VISPĀRĒJĀS ATLASES METODES MĀKSLĪGĀ ATLASE. HIBRIDIZĀCIJA. MUTAGĒZE. POLIPLOĪDIJA.

7. slaids MĀKSLĪGĀ ATLASE ir personas izvēle par sev vērtīgākajiem noteiktas sugas, šķirnes vai šķirnes dzīvnieku un augu indivīdiem, lai no tiem iegūtu pēcnācējus ar vēlamām īpašībām. Čārlzs Darvins ielika šīs metodes teorētiskos pamatus un noteica divus virzienus: NEAPZINĀTO un METODISKO (APZINĀTO)

8. slaids Mākslīgā atlase cilvēkiem interesējošām individuālām iezīmēm. Kopš seniem laikiem tiek veikta neapzināta atlase: labākos izvēlas un atveido, pamatojoties uz ārējām īpašībām. Metodiski mākslīgi. Selekcija ir mērķtiecīga jaunu kultivēto augu un dzīvnieku formu veidošana, izmantojot selekcijas metodes un dažādas tehnoloģijas.

9. slaids Hibridizācija ir hibrīdu radīšanas process no diviem vecāku organismiem, kas atšķiras pēc genotipa un vairojas seksuāli.

10. slaids HIBRIDIZĀCIJA Intraspecifisks (vienas sugas ietvaros starp dažādu formu īpatņiem.) Starpsugu vai attālināts (starp dažādu sugu indivīdiem)

11. slaids HETEROZI, pirmās paaudzes hibrīdu pārākuma parādību vairāku īpašību ziņā pār abām vecāku formām, sauc par HIBRĪDA SPĒKU vai HETEROZI. - lielāka produktivitāte lopkopībā - lielāka ražība augkopībā. - krustojot F 1 hibrīdus, heterozes efekts vājinās un pazūd. - hibrīdi, kas iegūti tālās hibridizācijas ceļā, bieži ir neauglīgi (zirga un ēzeļa mūļa hibrīds).

12. slaids MUTAGĒZE ir iedzimtu izmaiņu (mutāciju) rašanās process fizikālo un ķīmisko faktoru (mutagēnu) ietekmē MUTĀCIJAS - dabiskas (spontānas) - - mākslīgas (izraisītas)

13. slaids MUTAGĒZE Dažas mutācijas uzlabo organisma īpašības, izrādās interesantas un noderīgas cilvēkiem un tiek izmantotas vaislai.

14. slaids POLIPLODIJA ir iedzimta izmaiņa, kurā haploīdais hromosomu kopums palielinās vairākas reizes. Tas notiek hromosomu diverģences pārkāpuma rezultātā vides faktoru ietekmē. - jonizācija - zemas temperatūras. - ķīmiskās vielas.

15. slaids POLIPLODIJA Liela izmēra Izturīgs pret nelabvēlīgiem apstākļiem. Palielināts daudzu cilvēkiem vērtīgu vielu saturs. Izmanto augu selekcijā.

Patstāvīgais darbs ar mācību grāmatu(aizpildot tabulu)

Audzēšanas metodes

			Izmantot audzēšanā
			augi		dzīvnieki
	Radniecīgs (autbredings)	Starpsugu, starpsugu, krustošanās, izraisot heterozi, lai iegūtu heterozigotu populācijas ar augstu produktivitāte		Tālu šķirņu šķērsošana, atšķiras pēc īpašībām, lai iegūtu heterozigotu populācijas un heteroze. Pēcnācēji var būt neauglīgi
	Cieši saistīta (inbredings)	Pašapputes savstarpēja apputeksnēšana augi līdz mākslīgs veidojot tīras līnijas		Krustošanās starp tuvi radinieki lai iegūtu homozigotu tīras līnijas ar vēlamām īpašībām
Mākslīgais galīgā atlase	masu	Piemērojams savstarpējai apputeksnēšanai augi		Nav piemērojams
	individuāls	Attiecas uz pašapputes augi tīras līnijas izceļas - viena pēcnācējs pašapputes indivīds		Tiek piemērota stingra atlase pēc ekonomiski vērtīgām īpašībām, izturība, eksterjers
Atlase	Eksperimentāls poliploīdu iegūšana	Izmanto, lai saņemtu produktīvākas un produktīvākas poliploīdu formas		Nav piemērojams
	Eksperimentāls mutaģenēze	Izmanto, lai iegūtu izejmateriālu augstāko atlasei augi un mikroorganismi

5. Atspulgs Tātad apkoposim:

1.Ko pēta atlase?

2. Kas ir šķirne, šķirne, celms?

3. Mūsu nākamais uzdevums ir atcerēties pamata atlases metodes.

Mākslīgā atlase(bezsamaņā, pie samaņas)

Hibridizācija(starpsugu, starpsugu)

Mutaģenēze(dabiskas un mākslīgas mutācijas)

Poliploīdija

6. Mājasdarbs: §27, termini 109 jautājumi 1., 2., 3. mutiski.

Atlase ir zinātne par jaunu dzīvnieku šķirņu, augu šķirņu un mikroorganismu celmu radīšanu un uzlabošanu. Atlases pamatā ir tādas metodes kā hibridizācija un selekcija. Atlases teorētiskais pamats ir ģenētika. Atlases attīstībai jābalstās uz ģenētikas kā iedzimtības un mainīguma zinātnes likumiem, jo ​​dzīvo organismu īpašības nosaka to genotips un tās ir pakļautas iedzimtībai un modifikāciju mainīgumam. Tā ir ģenētika, kas paver ceļu efektīvai organismu iedzimtības un mainīguma pārvaldībai. Tajā pašā laikā atlase balstās arī uz citu zinātņu sasniegumiem:

• augu un dzīvnieku taksonomija un ģeogrāfija,
• citoloģija,
• embrioloģija,
• individuālās attīstības bioloģija,
• molekulārā bioloģija,
• fizioloģija un bioķīmija.

Šo dabaszinātņu jomu straujā attīstība paver pilnīgi jaunas perspektīvas. Jau šodien ģenētika ir sasniegusi tādu organismu mērķtiecīgas projektēšanas līmeni, kuriem ir vēlamās īpašības un īpašības. Ģenētikai ir izšķiroša loma gandrīz visu audzēšanas problēmu risināšanā. Tas palīdz racionāli, balstoties uz iedzimtības un mainīguma likumiem, plānot atlases procesu, ņemot vērā katras konkrētās pazīmes pārmantojamības īpašības.

Lai veiksmīgi atrisinātu problēmas, ar kurām saskaras atlase, akadēmiķis N.I. Vavilovs uzsvēra nozīmi:

• kultūraugu šķirņu, sugu un vispārīgās daudzveidības izpēte;
• iedzimtas mainīguma izpēte;
• vides ietekme uz selekcionāru interesējošo īpašību attīstību;
• zināšanas par pazīmju pārmantošanas modeļiem hibridizācijas laikā;
• pašapputes vai savstarpējas apputeksnētāju atlases procesa iezīmes;
• mākslīgās atlases stratēģijas.

Šķirnes, šķirnes, celmi- cilvēka mākslīgi radītas organismu populācijas ar iedzimtām iezīmēm:

• produktivitāte,
• morfoloģiska,
• fizioloģiskas pazīmes.

Katra dzīvnieku šķirne, augu šķirne, mikroorganismu celms ir pielāgots noteiktiem apstākļiem, tāpēc katrā mūsu valsts zonā ir specializētas šķirņu pārbaudes stacijas un selekcijas saimniecības jaunu šķirņu un šķirņu salīdzināšanai un pārbaudei. Vaislas darbs sākas ar izejmateriāla izvēli, ko var izmantot kā kultivētas un savvaļas augu formas.

Mūsdienu audzēšanā tiek izmantoti šādi galvenie izejmateriāla iegūšanas veidi un metodes.

Dabiskās populācijas.Šāda veida izejmateriāli ietver savvaļas formas, vietējās kultivēto augu šķirnes, populācijas un paraugus, kas iekļauti pasaules lauksaimniecības augu kolekcijā VIR.

Hibrīdās populācijas radīts šķirņu un formu krustošanas rezultātā vienas sugas ietvaros (intrasugas) un iegūts dažādu augu sugu un ģinšu (starpsugu un starpsugu) krustošanas rezultātā.

Pašapputes līnijas (inkubētas līnijas). Savstarpējas apputeksnēšanas augos svarīgs izejmateriāla avots ir pašapputes līnijas, kas iegūtas atkārtotas piespiedu pašapputes rezultātā. Labākās līnijas tiek krustotas savā starpā vai ar šķirnēm, un iegūtās sēklas vienu gadu izmanto heterotisko hibrīdu audzēšanai. Hibrīdi, kas izveidoti uz pašapputes līniju pamata, atšķirībā no parastajām hibrīdu šķirnēm, ir nepieciešami pavairot katru gadu.

Mākslīgās mutācijas un poliploīdās formas. Šāda veida izejmateriālu iegūst, pakļaujot augus dažāda veida starojumam, temperatūrai, ķīmiskām vielām un citiem mutagēniem aģentiem.

Vissavienības Stādu audzēšanas institūtā N.I. Vavilovs savāca kultivēto augu un to savvaļas senču šķirņu kolekciju no visas pasaules, kas šobrīd tiek papildināta un ir pamats darbam pie jebkuras kultūras selekcijas. Kultūru skaita ziņā bagātākie ir senie civilizācijas centri. Tieši tur notika senākā zemkopības kultūra, un ilgāku laiku tiek veikta mākslīgā augu selekcija un selekcija.

Klasiskās augu selekcijas metodes bija un paliek hibridizācija un selekcija. Ir divas galvenās mākslīgās atlases formas: masveida un individuālā.

Masu atlase izmanto krustapputes augu (rudzi, kukurūza, saulespuķes) selekcijā. Šajā gadījumā šķirne ir populācija, kas sastāv no heterozigotiem indivīdiem, un katrai sēklai ir unikāls genotips. Ar masu selekcijas palīdzību tiek saglabātas un uzlabotas šķirnes īpašības, bet selekcijas rezultāti ir nestabili nejaušas savstarpējas apputeksnēšanas dēļ.

Individuāla atlase izmanto pašapputes augu (kvieši, mieži, zirņi) selekcijā. Šajā gadījumā pēcnācējs saglabā vecāku formas īpašības, ir homozigots un tiek saukts tīra līnija. Tīra līnija ir viena homozigota pašapputes indivīda pēcnācējs. Tā kā mutācijas procesi notiek pastāvīgi, dabā praktiski nav absolūti homozigotu indivīdu.

Dabiskā izlase. Šim atlases veidam ir izšķiroša loma atlasē. Jebkuru augu dzīves laikā ietekmē vides faktoru komplekss, un tam jābūt izturīgam pret kaitēkļiem un slimībām, kā arī jāpielāgojas noteiktam temperatūras un ūdens režīmam.

Hibridizācija- hibrīdu veidošanās vai ražošanas process, kura pamatā ir dažādu šūnu ģenētiskā materiāla apvienošana vienā šūnā. To var veikt vienas sugas ietvaros (intraspecifiska hibridizācija) un starp dažādām sistemātiskām grupām (tālā hibridizācija, kurā tiek apvienoti dažādi genomi). Pirmajai hibrīdu paaudzei bieži raksturīga heteroze, kas izpaužas kā labāka pielāgošanās spēja, lielāka auglība un organismu dzīvotspēja. Attālā hibridizācijā hibrīdi bieži ir sterili. Visizplatītākā augu selekcijā formu vai šķirņu hibridizācijas metode vienas sugas ietvaros. Izmantojot šo metodi, ir izveidotas lielākā daļa moderno lauksaimniecības augu šķirņu.

Attālā hibridizācija- sarežģītāka un laikietilpīgāka hibrīdu iegūšanas metode. Galvenais šķērslis attālu hibrīdu iegūšanai ir krustoto pāru dzimumšūnu nesaderība un pirmās un nākamo paaudžu hibrīdu sterilitāte. Distance hibridizācija ir dažādu sugu augu krustošanās. Tāli hibrīdi parasti ir sterili, jo tādi ir mejoze(divi haploīdi hromosomu komplekti no dažādām sugām nevar konjugēt) un tāpēc gametas neveidojas.

Heteroze("hibrīda spars") ir parādība, kurā hibrīdi ir pārāki par savām vecāku formām vairāku īpašību un īpašību ziņā. Heteroze ir raksturīga pirmās paaudzes hibrīdiem, pirmā hibrīda paaudze dod ražas pieaugumu līdz 30%. Nākamajās paaudzēs tā iedarbība vājinās un pazūd. Heterozes efektu izskaidro divas galvenās hipotēzes. Dominēšanas hipotēze liecina, ka heterozes ietekme ir atkarīga no dominējošo gēnu skaita homozigotā vai heterozigotā stāvoklī. Jo vairāk gēnu ir dominējošā stāvoklī genotipā, jo lielāka ir heterozes ietekme.

	♀AAbbCCdd		♂aaBBccDD
	AaBbCcDd

Pārmērības hipotēze skaidro heterozes fenomenu ar pārspīlējuma efektu. Pārsvars- alēlisko gēnu mijiedarbības veids, kurā heterozigoti pēc to īpašībām (svara un produktivitātes) ir pārāki par attiecīgajiem homozigotiem. Sākot ar otro paaudzi, heteroze izzūd, jo daži gēni kļūst homozigoti.

Krusta apputeksnēšana pašapputes ļauj apvienot dažādu šķirņu īpašības. Piemēram, audzējot kviešus, rīkojieties šādi. Vienas šķirnes augam noņem putekšņlapas, traukā ar ūdeni blakus novieto citas šķirnes augu, un abu šķirņu augus pārklāj ar kopīgu izolatoru. Rezultātā tiek iegūtas hibrīdu sēklas, kas apvieno selekcionāra vēlamās dažādu šķirņu īpašības.

Poliploīdu iegūšanas metode. Poliploīdiem augiem ir lielāka veģetatīvo orgānu masa un lielāki augļi un sēklas. Daudzas kultūras ir dabiski poliploīdi: izaudzēti kvieši, kartupeļi poliploīdo griķu un cukurbiešu šķirnes; Tiek sauktas sugas, kurās viens un tas pats genoms tiek reizināts vairākas reizes autopoliploīdi. Klasiskais veids, kā iegūt poliploīdus, ir stādu apstrāde ar kolhicīnu. Šī viela bloķē vārpstas mikrotubulu veidošanos mitozes laikā, hromosomu kopums šūnās dubultojas, un šūnas kļūst tetraploīdas.

Somatisko mutāciju izmantošana. Veģetatīvi pavairoto augu selekcijai izmanto somatiskās mutācijas. I.V. to izmantoja savā darbā. Mičurins. Ar veģetatīvās pavairošanas palīdzību ir iespējams saglabāt labvēlīgu somatisko mutāciju. Turklāt tikai ar veģetatīvo pavairošanu tiek saglabātas daudzu augļu un ogu kultūru šķirņu īpašības.

Eksperimentālā mutaģenēze. Pamatojoties uz atklāšanu par dažādu starojumu ietekmi uz mutāciju radīšanu un ķīmisko mutagēnu izmantošanu. Mutagēni ļauj iegūt plašu dažādu mutāciju klāstu. Mūsdienās pasaulē ir radīts vairāk nekā tūkstotis šķirņu, kas cēlušās no atsevišķiem mutantu augiem, kas iegūti pēc mutagēnu iedarbības.

Augu selekcijas metodes, ko ierosināja I.V. Mičurins. Izmantojot mentora metodi I.V. Mičurins centās mainīt hibrīda īpašības vēlamajā virzienā. Piemēram, ja bija nepieciešams uzlabot hibrīda garšu, tā vainagā tika potēti spraudeņi no vecāka organisma ar labu garšu vai hibrīdaugs tika uzpotēts potcelmam, uz kuru bija jāmaina augļa īpašības. hibrīds. I.V. Mičurins norādīja uz iespēju kontrolēt noteiktu īpašību dominēšanu hibrīda attīstības laikā. Lai to panāktu, agrīnā attīstības stadijā ir nepieciešama noteiktu ārējo faktoru iedarbība. Piemēram, ja hibrīdus audzē atklātā zemē, to salizturība palielinās nabadzīgās augsnēs.