Селекция как наука решает задачи

Селекция

Этими полезными свойствами могут быть размер и форма плодов, урожайность, удойность у коров, устойчивость к факторам внешней среды (к засушливому климату, к морозу).

Селекция как наука решает задачи. Смотреть фото Селекция как наука решает задачи. Смотреть картинку Селекция как наука решает задачи. Картинка про Селекция как наука решает задачи. Фото Селекция как наука решает задачи

Основы селекции

В основе селекции лежит способность генотипа живых организмов к изменениям, что происходит главным образом за счет комбинативной и мутационной изменчивости. В процессе селекции происходит искусственный отбор организмов с полезными для человека свойствами и их размножение.

В результате множества последовательных скрещиваний, в конце концов, селекционерам удается достичь желаемой цели: вывести гибридов с нужными признаками.

Селекция как наука решает задачи. Смотреть фото Селекция как наука решает задачи. Смотреть картинку Селекция как наука решает задачи. Картинка про Селекция как наука решает задачи. Фото Селекция как наука решает задачи

Автополиплоидия

Существуют различные тетраплоидные сорта свеклы, мака, кукурузы и других сельскохозяйственных культур, которые отличаются большими размерами плодов.

Селекция как наука решает задачи. Смотреть фото Селекция как наука решает задачи. Смотреть картинку Селекция как наука решает задачи. Картинка про Селекция как наука решает задачи. Фото Селекция как наука решает задачи

Аллополиплоидия

Селекция как наука решает задачи. Смотреть фото Селекция как наука решает задачи. Смотреть картинку Селекция как наука решает задачи. Картинка про Селекция как наука решает задачи. Фото Селекция как наука решает задачи

В рамках биотехнологии разработаны методы, с помощью которых стало возможным создание бактерий, синтезирующих полезные для человека белки, многие из которых используются как лекарства: аминокислоты, антибиотики, инсулин.

Селекция как наука решает задачи. Смотреть фото Селекция как наука решает задачи. Смотреть картинку Селекция как наука решает задачи. Картинка про Селекция как наука решает задачи. Фото Селекция как наука решает задачи

Скрещивание особей в селекции

Каждое скрещивание как сдача новых карт: может повезет, а может и нет. Вполне возможно, что особь унаследует полезные признаки от родителей и сможет передать их своим потомкам, всегда есть и шанс того, что появятся новые полезные для человека признаки, равно как и шанс, что ничего полезного из проводимого скрещивания не выйдет.

Близкородственное скрещивание в течение нескольких поколений приводит к переходу генов в гомозиготное состояние, вследствие чего потомство ослабевает и становится более подвержено наследственным заболеваниям.

Селекция как наука решает задачи. Смотреть фото Селекция как наука решает задачи. Смотреть картинку Селекция как наука решает задачи. Картинка про Селекция как наука решает задачи. Фото Селекция как наука решает задачи

Селекция как наука решает задачи. Смотреть фото Селекция как наука решает задачи. Смотреть картинку Селекция как наука решает задачи. Картинка про Селекция как наука решает задачи. Фото Селекция как наука решает задачи

Применение отдаленной гибридизации заключается в скрещивании особей, принадлежащих к разным родам и видам. Такие особи обладают крайне полезными для человека свойствами, но часто бесплодны (стерильны).

Селекция как наука решает задачи. Смотреть фото Селекция как наука решает задачи. Смотреть картинку Селекция как наука решает задачи. Картинка про Селекция как наука решает задачи. Фото Селекция как наука решает задачи

Отбор в селекции

Отбор организмов исключительно на основе внешних данных (фенотипа). Основным критерием для человека служит проявление признака: размер плодов, цвет лепестков, цвет листьев и т.д. Этот вид отбора характеризуется массовостью и быстротой.

В результате массового отбора формируется группа особей, которые обладают нужными и полезными для человека признаками. В дальнейшем они подвергаются размножению.

Селекция как наука решает задачи. Смотреть фото Селекция как наука решает задачи. Смотреть картинку Селекция как наука решает задачи. Картинка про Селекция как наука решает задачи. Фото Селекция как наука решает задачи

Выборочный отбор и сохранение особей с ценными для человека признаками. В ходе индивидуального отбора оценивается не только фенотип, но и генотип, вследствие чего данный вид отбора занимает большее время, но оказывается более эффективен.

Селекция как наука решает задачи. Смотреть фото Селекция как наука решает задачи. Смотреть картинку Селекция как наука решает задачи. Картинка про Селекция как наука решает задачи. Фото Селекция как наука решает задачи

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Источник

Тема: Методы изучения органической природы, биологические науки

bio.na5bal.ru > Биология > Документы
Вопросы и задания для подготовки к ОГЭ

Тема: Методы изучения органической природы, биологические науки

1. Селекция как наука решает задачи: 1) сохранение биосферы, 2) создание агроценозов, 3) создание новых удобрений, 4) выведение новых пород и сортов

2. Специальность ученого, изучающего тонкие структуры хромосом, называется: 1) селекционер, 2) цитогенетик, 3) эмбриолог, 4) анатом

4. Функции человеческого организма изучает наука: 1) анатомия, 2) физиология, 3) психология, 4) гигиена

5. Орнитология – это наука о: 1) рыбах,2) пресмыкающихся, 3) млекопитающих,4) птицах

6. Сезонные изменения в жизни растений и животных изучает наука: 1) микология, 2) ихтиология, 3) фенология, 4) палеонтология

7. Как называется учение о происхождении и развитии человека: 1) эмбриогенез, 2) антропогенез, 3) филогенез, 4) гаметогенез

8. Какая наука изучает многообразие организмов и распределение их по группам: 1) генетика, 2) зоология, 3) систематика, 4) палеонтология

9. Выведением новых пород и сортов занимается: 1) агроном, 2) микробиолог, 3) селекционер, 4) агротехник

10. Какая наука изучает взаимосвязи организмов и среды их обитания: 1) генетика, 2) экология, 3) гигиена, 4) физиология

11. Разнообразие видов животных, объединение их в таксономические категории изучает наука:

1) палеонтология, 2) экология, 3) систематика, 4) анатомия

12. Изучением передачи наследственных признаком организма занимается: 1) ботаника, 2) зоология, 3) генетика, 4) экология

13. Как называется метод Павлова, позволивший установить рефлекторную природу выделения желуд. сока: 1) наблюдение, 2) описание, 3) моделировани,4) эксперимент

14. Ученый хочет выяснить закономерности наследования цвета глаз у детей в нескольких поколениях одной семьи. Каким методом он воспользуется: 1) экспериментальным, 2) гибридологическим, 3) генеалогическим, 4) наблюдение

15. Какой метод используется для изучения микроскопом передвижения амебы: 1) моделирование, 2) эксперимента, 3) сравнения, 4) наблюдения

16. Впервые обнаруженный ученым в природе организм изучается с помощью метода: 1) моделирование, 2) наблюдение, 3) эксперимент, 4) сравнение

18. С помощью какого метода изучают сезонные изменения в живой природе: 1) эксперимент, 2) наблюдения, 3) проведения опыта, 4) палеонтологического

19. Какой метод используют в селекции для получения признаков у потомства: 1) скрещивания, 2) самоопыление, 3) наблюдение, 4) сравнение

20. Основным методом исследования в самый ранний период развития биологии был: 1) эксперимент, 2) микроскопия, 3) сравнительно-исторический, 4) наблюдение и описание

21. Система наиболее общих знаний в области науки – это: 1) теория, 2) эксперимент, 3) факт, 4) гипотеза

22. Клеточную теорию сформулировали: 1) Мюллер и Геккель, 2) Гук и Броун, 3) Вирхов и Пастер, 4) Т. Шванн и М. Шлейден

23. Законы наследования признаков изучал: 1) Мечников, 2) Павлов, 3) Дарвин, 4) Мендель

24. Из каких веществ состоят живые организмы: 1) только из органических, 2) только из неорганических, 3) из органических и неорганических, 4) в основном из органических

25. Чем живое отличается от не живого: 1) способностью изменяться, 2) клеточным строением, 3) движением, 4) атомным строением

26. В живых телах в отличие от неживых присутствует: 1) вода, 2) углерод, 3) азот, 4) белок

27. Обмен веществ и превращение энергии – это признак, по которому можно отличить: 1) низшие растения от высших, 2) живое от не живого, 3) одноклеточных от многоклеточных, 4) животных от человека

28. Процессы окисления и синтеза новых молекул органических веществ проявляются на уровне организации живой природы: 1) видовом, 2) биосферном, 3) клеточном, 4) организменном

29. Минимальным уровнем организации жизни является: 1) биосферный,2) молекулярный, 3) организменный, 4) клеточный

30. Высшим уровнем организации жизни является: 1) биосферный, 2) молекулярный, 3) организменный, 4) клеточный

31. Взаимосвязь систем органов человека рассматривают на уровне организации: 1) клеточном, 2) молекулярном, 3) организменном, 4) видовом

33. Первым надорганизменным уровнем жизни является: 1) биосферный, 2) биогеоценотический,3) популяционно-видовой, 4) клеточный

34. Элементарной живой системой можно считать: 1) молекулу ДНК, 2) вирус крови, 3) инфузорию, 4) муравейник

36. Благодаря биологии в современную естественно – научную картину мира включено положение о: а) популяции как единице эволюции, б) строении неорганических соединений, в) природе как сложной многоуровневой системе, г) неизменности живой и неживой природы.

37. Точно установить влияние удобрений на рост и развитие растений можно методом: а) наблюдения, б) описания, в) сравнения, г) экспериментальным.

38. Биология не служит теоретической основой для: а) медицины, б)рационального природопользования, в) растениеводства, животноводства, г) компьютерных технологий.

39. Экзамен по биологии является обязательным при поступлении в: а) юридический институт, б) медицинский, в) строительный, г) финансовый.

40. При разведении растений на приусадебном участке необходимы знания по: а) физике, б) агротехнике, в) медицине, г) молекулярной биологии

41. Эксперимент позволяет: а) проверить гипотезу, б) наблюдать явление, в) проверить наблюдение, г) описать явление.

42. Впервые обнаруженные в природе организмы изучают с помощью: а) наблюдения и описания, б) моделирования, в) сравнения и обобщения, г) постановки эксперимента.

43. Изучить сходство и различия человека и приматов позволяет: а) метод наблюдения, б) экспериментальный метод, в) метод описания, г) сравнительный метод.

44. С помощью какого метода изучают сезонные изменения в живой природе: а) экспериментального, б) метода наблюдения и описания, в) метода сравнения, г) метода измерения.

45. Какие действия можно считать биологическим экспериментом: а) электрическое раздражение мозга для получения данных о его работе, б) изучение размеров и формы листьев одного растения, в) сбор данных о древних животных, г) создание клеточной теории.

46. Выяснить, необходим ли свет для образования крахмала в листьях, можно с помощью: а) эксперимента по фотосинтезу, б) наблюдения за ростом растения, в) сравнения растений разных природных зон, г) описания органов растения.

47. Определите верное суждение: а) собирай букеты дикорастущих растений, б) убирай за собой мусор после привала, в) срезай еловый лапник для устройства ночлега в лесу, г) для разведения костра используй любое удобное место.

48. Громко кричать в лесу нельзя, поскольку это: а) тревожит птиц и других диких животных, б) привлекает хищников, в) вызывает заболевание голосовых связок, г) замедляет рост растений.

49. Наука «цитология» получила свое название благодаря созданию: а) эволюционного учения, б) генной теории, в) клеточной теории, г) атомно – молекулярной теории.

50. Ученый хочет выяснить влияние величины освещенности на скорость фотосинтеза у нового сорта пшеницы. Для этого, в первую очередь, он должен: а) поставить эксперимент, б) провести наблюдение, в) прочитать статью о фотосинтезе, г) сравнить данные из разных литературных источников.

52. Микология – это наука, изучающая: а) растения, б) вирусы, в) грибы, г) фаги.

53. Наука, изучающая отпечатки и окаменелости вымерших организмов: а) физиология, б) экология, в) палеонтология, г) селекция.

54. Развитие организма животного от момента образования зиготы до рождения изучает наука: а) генетика, б) физиология, в) морфология, г) эмбриология.

55. Метод биологии, заключающийся в сборе научных фактов и их исследовании: а) моделирование, б) исторический, в) описательный, г) экспериментальный.

56. Способность организма отвечать на воздействие окружающей среды: а) воспроизведение, б) эволюция, в) раздражимость, г) норма реакции.

57. Какая наука изучает возбудителей гриппа, СПИДа: а) бактериология, б) ботаника, в) вирусология, г) микология.

58. Метод, основанный на изучении хода развития исследуемого объекта: а) метод наблюдения и описания, б) сравнительный, в) исторический, г) экспериментальный.

59. Наука, изучающая возбудителей столбняка, туберкулеза: а) бактериология, б) ботаника, в) вирусология, г) микология.

60. Ученый, изучающий жизнедеятельность бактерий: а) микробиолог, б) паразитолог, в) эпидемиолог, г) гельминтолог.

61. Как называется система увеличительных стекол микроскопа в верхней части зрительной трубы: а) зеркало, б) объектив, в) микровинт, г) окуляр.

62. Часть микроскопа, с помощью которой осуществляется настройка на резкость: а) зеркало, б) объектив, в) микровинт, г) окуляр.

63. Основоположник систематики растений: а) Ж.Б. Ламарк, б) Ч. Дарвин, в) Л. Пастер, г) К. Линней.

64. Каким будет увеличение микроскопа, если увеличение окуляра х7, а увеличение объектива – х8: а) 15, б) 56, в) 28, г) 30..

Задания с выбором нескольких ответов (три правильных ответа из шести предложенных)

1.К биологическому эксперименту можно отнести: а) рассматривание под микроскопом простейших, б) слежение за миграцией птиц, в) изучение характера пульса после разных физических нагрузок, г) исследование действия слюны на пищу, д) описание внешних признаков земноводных, е) выработку условного пищевого рефлекса.

2. Каждый человек должен соблюдать следующие правила поведения в природе: а) убирать за собой мусор, б) собирать раннецветущие растения, в) использовать для ночлега коврики, а не лапник. Г) быть осторожным со сбором сомнительных грибов, д) громко разговаривать и петь в лесу, е) пить воду из водоемов.

Задания на установление правильной последовательности биологических процессов и явлений.

1. Установите последовательность изучения живых организмов:

А) описание, б) наблюдение, в) эксперимент, г) гипотеза, д) формулирование закономерности.

2. Установите последовательность действий при выращивании растений.

А) замочить семена, б) отобрать лучшие семена, в) высадить растения в открытый грунт, г) посадить проклюнувшиеся семена в торфяной горшочек, д) рассадить молодые растения.

А) эксперт по контролю за качеством воды 1) эколог

Б) стоматолог 2) врач

В) инспектор по рыбнадзору 3) работник сельского хозяйства

Е) терапевт

абвгдЕ
121332

2. Установить соответствие между запрещенной деятельностью и видом запрета, к которому оно относится.

Запрещенная деятельность вид запрета

А) весенняя охота на птиц 1. На загрязнение

Б) сведение лесов 2. На истребление

В) сброс сточных вод в реки

Г) сбор раннецветущих растений

Е) сжигание угля на теплоэлектростанции

абвгде
221221

Закончите предложения

1. Теоретические знания общей биологии, служащие основой для создания новых сортов картофеля, устойчивых к колорадскому жуку, применяются в практической области… (сельское хозяйство)

3. Все биологические исследования начинаются с …(наблюдение)

4. Наблюдение за миграцией рыб позволяет … (сравнить) этот процесс у разных рыб.

5. Чтобы убедиться, что для прорастания семян необходимы воздух, тепло, вода, необходимо провести соответствующий … (экспериент)

6. Предположение, которое проверяется в результате эксперимента, называется … (гипотеза)

Источник

Основы селекции. Методы и задачи.

Лекция 1. Основы селекции. Основные направления биотехнологии

Селекция — наука о выведении новых и совершенствовании существующих сортов растений, пород животных и штаммов микроорганизмов с необходимыми человеку свойствами.

Сортом, породой и штаммом называют популяцию организмов (растений, животных и микроорганизмов), искусственно созданную человеком, которая характеризуется определенным генофондом, наследственно закрепленным морфологическими и физиологическими признаками, определенным уровнем и характером продуктивности.

В задачи селекции входит:

Основные методы селекции.

К методам селекции относят отбор, гибридизацию, мутагенез. Во второй половине XX в. стали применять принципиально новые методы экспериментальной биологии — клеточную и генную инженерию. Это направление легло в основу новой области биологии — биотехнологии.

Биотехнология — это промышленное использование биологических процессов и систем на основе получения высокоэффективных форм микроорганизмов, культур клеток и тканей растений и животных с заданными свойствами.

В основе селекции как науки лежит разработанная Ч. Дарвином концепция искусственного отбора.

Различают два вида искусственного отбора: массовый и индивидуальный. При массовом отборе выделяют группу особей с желаемыми признаками. Потомство при таком отборе генетически неоднородно и поэтому дает расщепление признаков при размножении. В связи с этим отбор проводят в ряде поколений.

При индивидуальном отборе выделяют единичные особи с ценными качествами и отдельно выращивают их потомство. При последующем самоопылении у растений или близкородственных скрещиваниях у животных выводят чистые линии. Чистая линия — группа генетически однородных (гомозиготных) организмов, представляющих ценный исходный материал для селекции.

Отбор тем эффективнее, чем разнообразнее в наследственном отношении исходный материал. Одним из путей увеличения разнообразия материала для селекции является гибридизация. Она бывает двух видов: близкородственная, позволяющая перевести рецессивные гены в гомозиготное состояние; неродственная, помогающая объединить в одном организме гены, ответственные за ценные признаки разных особей.

При близкородственной гибридизации — инбридинге (англ. inbreeding, от in — в, внутри и breeding — разведение) — повышается степень гомозиготности организмов. Многократный инбридинг может привести к резкому ослаблению или вырождению потомков.

Неродственная гибридизация может быть внутривидовой — скрещивание особей разных сортов или пород одного вида и отдаленной — скрещивание особей разных видов и родов.

При гибридизации особей разных линий — аутбридинге (англ. out — вне и breeding — разведение) — удается получить гетерозиготные гибриды, превосходящие по своим качествам родительские формы. В этом случае проявляется эффект гетерозиса (греч. heteroiosis — изменение, превращение) — гибридной силы, основной причиной которого является отсутствие проявления вредных рецессивных аллелей в гетерозиготном состоянии.

В естественных условиях частота мутирования невелика. Повышения количества мутаций можно достичь, действуя на организм различными мутагенами (радиация, ультрафиолетовые лучи, некоторые химические вещества). Мутации не носят направленного характера, но они поставляют материал, из которого селекционер отбирает организмы с интересующими его признаками.

Генная инженерия — это целенаправленный перенос нужных генов от одного вида живых организмов в другой, часто очень далеких по своему происхождению. Это, как считают ученые, перспективное направление, которое в недалеком будущем позволит человеку целенаправленно улучшать наследственные качества организмов, получать в неограниченном количестве ценные биологически активные вещества. В то же время многие ученые высказывают опасения, что неконтролируемые работы в области генной инженерии могут привести к созданию организмов, опасных для человека.

Методы селекции растений

На необходимость использовать в селекции растений все видовое многообразие флоры нашей планеты указывал еще академик Николай Иванович Вавилов, выдающийся генетик и селекционер. Под его руководством были организованы научные экспедиции в разные регионы Земли для сбора образцов культурных растений, их диких предков и сородичей. В ходе экспедиций было собрано более 160 тыс. образцов разных видов и сортов растений.

Дальнейшие исследования ученых привели к установлению еще четырех центров; Австралийского, Африканского, Европейско-Сибирского и Североамериканского.

Закон гомологических рядов наследственной изменчивости.

Н. И. Вавилов сформулировал закон гомологических рядов наследственной изменчивости: «Виды и роды, генетически близкие, характеризуются сходными рядами наследственной изменчивости с такой правильностью, что, зная ряд форм в пределах одного вида, можно предвидеть нахождение параллельных форм у других видов и родов. Чем ближе генетически расположены в общей системе роды и виды, тем полнее сходство в рядах их изменчивости. Целые семейства растений в общем характеризуются определенным циклом изменчивости, проходящей через все роды и виды, составляющие семейство».

Основные методы селекции растений.

Отбор и гибридизация являются основными и традиционными методами селекции растений. Применяя массовый или индивидуальный отбор, селекционер не создает ничего нового, а выделяет растения с полезными качествами, уже имеющиеся в популяции. Этим методом выведены многие сорта, в том числе так называемые сорта народной селекции, например знаменитый по своим качествам сорт яблони Антоновка.

Для создания сортов растений с запрограммированными качествами ведется специальная целенаправленная работа — подбирается исходный материал, проводится гибридизация с последующим отбором.

Используя метод гибридизации с последующим отбором, селекционеры получили ценные высокоурожайные сорта пшеницы, ржи, подсолнечника, овощных, плодовых и других культур.

В селекции растений широко применяется явление гетерозиса.

Сначала выводят ряд отличающихся друг от друга чистых линий, а затем производят межлинейное скрещивание.

Выяснив, в каких случаях эффект гетерозиса проявляется наиболее сильно, используют лишь эти линии для получения гибридных семян. Эта методика применяется для получения высоких урожаев кукурузы, огурцов, томатов и других культур.

Полиплоидию (кратное увеличение числа хромосом) использовали при создании сортов пшеницы, овса, картофеля, хлопчатника, плодовых, декоративных и других культур. Полиплоидные растения появлялись в популяциях случайно в результате естественных мутаций. В настоящее время применяют методы искусственного получения полиплоидов, воздействуя на растения разными мутагенами (в основном колхицином), разрушающими веретено деления клетки. Таким образом из диплоидных (2n) можно получить тетраплоидные (4n) формы.

Полиплоидные растения могут отличаться более крупными размерами, высокой урожайностью и более активным синтезом органических веществ. Использование метода полиплоидии позволило селекционерам получить ценные сорта сахарной свеклы, ржи, гречихи, фасоли и других культур.

Методы клеточной инженерии.

Селекционеры все шире начинают применять для получения новых сортов растений методы клеточной инженерии. В качестве примера можно привести работу по соматической гибридизации двух видов картофеля: культурного и дикого. Для гибридизации использовались протопласты (греч. protos — первый и греч. plastos — вылепленный, образованный) — клетки, полностью лишенные клеточной стенки (оболочки) и имеющие только клеточную мембрану, которая ограничивает цитоплазму с различными органоидами.

Полученный соматический гибрид в сравнении с родительскими формами имел промежуточные характеристики по форме листа, величине клубней, но отличался большей мощностью куста и высотой стеблей, благодаря чему и был включен в дальнейшую практическую селекционную работу.

Метод вегетативного размножения культурой тканей широко применяется в селекции для быстрого размножения новых перспективных сортов растений.

Методы селекции животных

Основные методы селекции животных.

Анализ и обобщение опыта многих поколений по выведению новых пород животных позволил разработать методы и правила селекции животных, сформировав ее как науку.

К основным направлениям селекции животных относят:

сочетание высокой продуктивности с приспособленностью пород к условиям среды конкретных природных зон;

— повышение роли качественных показателей продуктивности животных (жирномолочность, соотношение мяса, жира и костей у мясных животных, качество меха и шерсти и т. д.);

— выведение пород интенсивного типа, снижающих экономические затраты;

— повышение устойчивости к заболеваниям и др.

Гибридизация и индивидуальный отбор являются основными методами в селекции животных. Массовый отбор практически не применяется из-за небольшого количества особей в потомстве.

В селекции животных применяют два вида гибридизации: родственную (инбридинг) и неродственную (аутбридинг).

Родственное скрещивание между братьями и сестрами или между родителями и потомством ведет к гомозиготности и часто сопровождается ослаблением животных, уменьшению их устойчивости к неблагоприятным факторам среды, снижению плодовитости и т. д. Тем не менее инбридинг применяют в селекции животных с целью закрепления в породе характерных хозяйственно ценных признаков. Как правило, близкородственное скрещивание ведется в нескольких линиях внутри породы. Для устранения неблагоприятных последствий инбридинга используют неродственное скрещивание разных линий или даже разных пород. Это скрещивание сопровождается строгим отбором, что позволяет усиливать и поддерживать ценные качества породы.

Сочетание близкородственного скрещивания с неродственным широко применяется селекционерами для выведения новых пород животных. Так, известный селекционер М. Ф. Иванов, используя эту методику, создал высокопродуктивную породу свиней Белая степная украинская, породу овец Асканийская рамбулье и др.
Важным направлением в селекции животных является использование явления гетерозиса. Особенно широко это направление применяется в птицеводстве, например для получения бройлерных цыплят.

Метод полиплоидии в селекции животных практически не применяется. Исключение составляет выведение генетиком В. Л. Астауровым полиплоидных гибридов тутового шелкопряда, размножавшихся партеногенезом.
Вы уже знаете, что межвидовые гибриды лошади с ослом (мул), одногорбого и двугорбого верблюдов (нар), яка с крупным рогатым скотом и других с древних времен используются человеком. Эти гибриды обладают повышенной выносливостью по сравнению с родителями.

В некоторых случаях отдаленная гибридизация домашних животных с дикими предками дает плодовитое потомство и может быть использована в селекции. Так, в результате скрещивания тонкорунных овец мериносов с диким бараном архаром были получены тонкорунные архаромериносы, которые могут круглогодично пастись на высокогорных пастбищах. В результате скрещивания крупного рогатого скота с горбатым зебу получены ценные группы молочного скота (рис. 100).

В селекции животных, кроме описанных выше методов, применяют искусственное осеменение (введение полученной от высокоценных самцов спермы в половые пути самки с целью ее оплодотворения) и полиэмбрионию (искусственное образование нескольких зародышей из одной зиготы ценных пород с последующим их введением в матку беспородных животных). Эти методы позволяют в несколько раз увеличить скорость получения потомства от пенных производителей.

Методы клеточной инженерии.

Успехи клеточной инженерии могут открыть новые возможности в селекции животных. В 1997 г. научная общественность была взбудоражена сообщением, что в Англии были проведены успешные эксперименты по генетическому клонированию овцы. Для этого использовали ядра соматических клеток, полученных ш ткани молочной железы взрослой овцы. Из яйцеклетки удалялось Ядро и замещалось ядром соматической клетки. Образовавшуюся диплоидную зиготу стимулировали к дроблению электрошоком и трансплантировали в овцу-реципиента, Через 148 дней приемная мама родила живую овечку, ее назвали Долли (рис. 101).

Открытие английских ученых показало, что соматические клетки взрослого организма млекопитающих способны передавать полную информацию о всех признаках, характерных для взрослой особи. Следовательно, как считали ученые, открываются возможности воспроизведения многочисленных генетических копий выдающихся по продуктивности животных-рекордистов. Но в ходе дальнейших наблюдений за овечкой Долли было установлено, что она стала очень быстро стареть. К тому времени, когда Долли достигла размеров взрослой овцы, ее физиологическое состояние было такое же, как у старой особи. Это поставило под сомнение целесообразность клонирования животных.

1. Какие организмы относят к микроорганизмам?
2. Какие способы размножения характерны для микроорганизмов?
3. Какова роль микроорганизмов в жизни человека?

Микроорганизмы и особенности их селекции.

Селекция микроорганизмов, в отличие от селекции- растений и животных, имеет ряд особенностей. На небольшой площади в специальных аппаратах с питательной средой в считанные дни можно вырастить миллиарды особей.

Мутационный процесс в селекции микроорганизмов можно использовать более эффективно, чем у высших организмов, так как геном большинства микроорганизмов гаплоидный, что позволяет выявлять любые мутации уже в первом поколении.

Методы селекции микроорганизмов.

От методов селекции высших эукариот они отличаются существенно. До недавнего времени основными методами получения высокопродуктивных штаммов микроорганизмов были искусственный мутагенез и последующий отбор групп генетически идентичных клеток — клонов. После выделения из дикого штамма микроорганизмов, обладающих полезными для человека свойствами, проводится отбор наиболее продуктивных штаммов среди них. Следующий этап, как правило, — применение искусственного мутагенеза, позволяющего усилить появление различных мутаций. В качестве мутагенов используются ионизирующие излучения, некоторые химические вещества, а также ультрафиолетовое излучение, обладающее хотя и низкой проникающей способностью, но достаточной для появления мутаций у микроорганизмов.

Вероятность возникновения мутаций у микроорганизмов та же, что и у всех других организмов, — примерно 1 мутация на 1 млн особей по каждому гену. Однако, учитывая то, что получить миллионное и миллиардное потомство у микроорганизмов нетрудно, вероятность выделения мутаций по данному гену достаточно высокая.
Для получения культуры микроорганизмов — мутантов с нужными качествами учеными-селекционерами разработаны специальные методы отбора. Отобранный клон подвергается многократному пересеву на питательную среду с контролем на образование требуемого продукта. Цель такого многократного клонирования — получение наиболее однородной популяции клеток. После получения продуктивных штаммов приступают к их размножению (рис. 102). Использование данной технологии позволило селекционерам получить штаммы, продуктивность которых в сотни и тысячи раз выше по сравнению с исходными штаммами микроорганизмов, взятыми из природы.

Успехи, достигнутые молекулярной биологией и генетикой в изучении микроорганизмов, а также ограниченность возможностей традиционной селекции привели к созданию новых методов целенаправленного и контролируемого получения микроорганизмов с заданными свойствами.

В основе этих технологий лежат приемы генной инженерии. Они позволяют выделять необходимый ген и вводить его в новое генетическое окружение с целью создания организма с новыми, заранее предопределенными признаками.

Методы генной инженерии остаются еще очень сложными и дорогостоящими. Но уже сейчас с их помощью в промышленности получают такие важные медицинские препараты, как интерферон, гормоны роста, инсулин и др.

Селекция микроорганизмов является важнейшим направлением в биотехнологии.

Современное состояние и перспективы биотехнологии

Биотехнология в практической деятельности человека.

Успехи, достигнутые во второй половине XX в. в области цитологии, биохимии, молекулярной биологии и генетики, создали предпосылки для управления элементарными механизмами жизнедеятельности клетки, что способствовало бурному развитию биотехнологии. Благодаря селекции высокопродуктивных штаммов микроорганизмов, эффективность биотехнологических процессов увеличилась в десятки и сотни раз.
Особенностью биотехнологии является то, что она сочетает в себе самые передовые достижения научно-технического прогресса с накопленным опытом прошлого, выражающимся в использовании природных источников для создания полезных для человека продуктов. Любой биотехнологический процесс включает ряд этапов:

подготовку объекта, его культивирование, выделение, очистку, модификацию и использование полученных продуктов. Многоэтапность и сложность процесса обусловливает необходимость привлечения к его осуществлению самых разных специалистов: генетиков и молекулярных биологов, цитологов, биохимиков, вирусологов, микробиологов и физиологов, инженеров-технологов, конструкторов биотехнологического оборудования и др.

Перспективы развития биотехнологии.

Дальнейшее развитие биотехнологии как отрасли сельскохозяйственного производства позволит решить многие важные проблемы человечества.

Острейшей проблемой в целом ряде слаборазвитых стран, стоящей перед человечеством, является нехватка продовольствия. В связи с этим усилия биотехнологов направлены на повышение эффективности растениеводства и животноводства.

Все большее распространение получает использование биогумуса — высокоэффективного естественного органического удобрения. Его получают в процессе переработки органических отходов дождевыми червями. В настоящее время для этой цели используется выведенный селекционерами США красный калифорнийский червь, который обеспечивает быстрый прирост биомассы и скорейшую утилизацию субстрата. Как показали исследования, биогумус значительно эффективнее других удобрений, существенно повышает плодородие почвы и ее устойчивость к водной и ветровой эрозии, быстро восстанавливает плодородие низкоплодородных участков, улучшает экологическую обстановку. Промышленное получение биогумуса освоено во многих странах. В нашей стране промышленным разведением червей на основе использования органических отходов для производства биогумуса занимаются с 80-х годов XX столетия.

Все шире на промышленной основе применяется метод вегетативного размножения сельскохозяйственных растений культурой тканей. Он позволяет не только быстро размножить новые перспективные сорта растений, но и получить незараженный вирусами посадочный материал (рис. 103).

Для повышения продуктивности животных нужен полноценный корм. Микробиологическая промышленность выпускает кормовой белок на базе различных микроорганизмов — бактерий, грибов, дрожжей, водорослей. Как показали промышленные испытания, богатая белками биомасса одноклеточных организмов с высокой эффективностью усваивается сельскохозяйственными животными. Так, 1 т кормовых дрожжей позволяет сэкономить 5—7 т зерна. Это имеет большое значение, поскольку 80% площадей сельскохозяйственных угодий в мире отводятся для производства корма скоту и птице.

Особенно широко успехи биотехнологии применяются в медицине. В настоящее время с помощью биосинтеза получают антибиотики, ферменты, аминокислоты, гормоны.

Например, гормоны раньше, как правило, получали из органов и тканей животных. Даже для получения небольшого количества лечебного препарата требовалось много исходного материала. Следовательно, трудно было получить необходимое количество препарата, и он был очень дорог.

Так, инсулин, гормон поджелудочной железы, — основное средство лечения при сахарном диабете. Этот гормон надо вводить больным постоянно. Производство его из поджелудочной железы свиньи или крупного рогатого скота сложно и дорого. К тому же молекулы инсулина животных отличаются от молекул инсулина человека, что нередко вызывало аллергические реакции, особенно у детей, В настоящее время налажено биохимическое производство человеческого инсулина. Был получен ген, осуществляющий синтез инсулина. С помощью генной инженерии этот ген был введен в бактериальную клетку, которая в результате приобрела способность синтезировать инсулин человека.

Помимо получения лечебных средств, биотехнология позволяет проводить раннюю диагностику инфекционных заболеваний и злокачественных новообразований на основе применения препаратов антигенов, ДНК/РНК-проб.
С помощью новых вакцинных препаратов возможно предупреждение инфекционных болезней.

Угроза исчерпания традиционных источников энергии побудила человечество к поиску альтернативных путей ее получения. Биотехнология позволяет получать экологически чистые виды топлива путем биопереработки отходов промышленного и сельскохозяйственного производств. Например, созданы установки, в которых используются бактерии для переработки навоза и других органических отходов в биогаз. Из 1 т навоза получают до 500 м3 биогаза, что эквивалентно 350 л бензина, при этом качество навоза как удобрения улучшается.

Биотехнологические разработки находят все большее применение в добыче и переработке полезных ископаемых.
Несомненно, уже полученные и ожидаемые в будущем достижения в области биотехнологии будут использоваться практически во всех сферах человеческой деятельности. В то же время современные исследования требуют тщательного анализа всех возможных опасных последствий их проведения.

В настоящее время во многих странах, в том числе и в России, активно разрабатываются законы, направленные на то, чтобы ввести в правовые рамки работы по генной инженерии, по практическому использованию трансгенных организмов, а также исследований по клонированию человека. Важно, чтобы новые научные исследования и разработки в биотехнологии были направлены на благо человечества.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *