Панагушина Елена Аркадьевна

Урок биологии в 10 классе «Методы селекции растений и животных. Отбор и гибридизация»

Материал опубликован 23 May 2018 в группе

Учебный фильм - окружающий мир, естествознание, краеведение

1056

4464

Урок с видеоматериалами разработан согласно требованиям ФГОС, подготовка к ЕГЭ. Оригинально организованный материал с учётом конкретных задач урока, с выделением опорных знаний, прикладных аспектов и проблемных моментов даёт возможность учителю использовать также данную методику для работы с любыми учебниками.

Методические разработки уроков 10-11класс

Тип урока - комбинированный

Методы: частично-поисковый, проблемного изложения, объяснительно-иллюстративный.

Цель:

- формирование у учащихся целостной системы знаний о живой природе, ее системной организации и эволюции;

-умения давать аргументированную оценку новой информации по биологическим вопросам;

-воспитание гражданской ответственности, самостоятельности, инициативности

Задачи:

Образовательные: о биологических системах (клетка, организм, вид, экосистема); истории развития современных представлений о живой природе; выдающихся открытиях в биологической науке; роли биологической науки в формировании современной естественнонаучной картины мира; методах научного познания;

Развитие творческих способностей в процессе изучения выдающихся достижений биологии, вошедших в общечеловеческую культуру; сложных и противоречивых путей развития современных научных взглядов, идей, теорий, концепций, различных гипотез (о сущности и происхождении жизни, человека) в ходе работы с различными источниками информации;

Воспитание убежденности в возможности познания живой природы, необходимости бережного отношения к природной среде, собственному здоровью; уважения к мнению оппонента при обсуждении биологических проблем

ТРЕБОВАНИЯ К РЕЗУЛЬТАТАМ ОБУЧЕНИЯ- УУД

Личностные результаты обучения биологии:

1. воспитание российской гражданской идентичности: патриотизма, любви и уважения к Отечеству, чувства гордости за свою Родину; осознание своей этнической принадлежности; усвоение гуманистических и традиционных ценностей многонационального российского общества; воспитание чувства ответственности и долга перед Родиной;

2. формирование ответственного отношения к учению, готовности и способности обучающихся к саморазвитию и самообразованию на основе мотивации к обучению и познанию, осознанному выбору и построению дальнейшей индивидуальной траектории образования на базе ориентировки в мире профессий и профессиональных предпочтений, с учётом устойчивых познавательных интересов;

Метапредметные результаты обучения биологии:

1. умение самостоятельно определять цели своего обучения, ставить и формулировать для себя новые задачи в учёбе и познавательной деятельности, развивать мотивы и интересы своей познавательной деятельности;

2. овладение составляющими исследовательской и проектной деятельности, включая умения видеть проблему, ставить вопросы, выдвигать гипотезы;

3. умение работать с разными источниками биологической информации: находить биологическую информацию в различных источниках (тексте учебника, научно популярной литературе, биологических словарях и справочниках), анализировать и

оценивать информацию;

Познавательные: выделение существенных признаков биологических объектов и процессов; приведение доказательств (аргументация) родства человека с млекопитающими животными; взаимосвязи человека и окружающей среды; зависимости здоровья человека от состояния окружающей среды; необходимости защиты окружающей среды; овладение методами биологической науки: наблюдение и описание биологических объектов и процессов; постановка биологических экспериментов и объяснение их результатов.

Регулятивные: умение самостоятельно планировать пути достижения целей, в том числе альтернативные, осознанно выбирать наиболее эффективные способы решения учебных и познавательных задач; умение организовывать учебное сотрудничество и совместную деятельность с учителем и сверстниками; работать индивидуально и в группе: находить общее решение и разрешать конфликты на основе согласования позиций и учёта интересов; формирование и развитие компетентности в области использования информационно-коммуникационных технологий (далее ИКТ-компетенции).

Коммуникативные: формирование коммуникативной компетентности в общении и сотрудничестве со сверстниками, понимание особенностей гендерной социализации в подростковом возрасте, общественно полезной, учебно-исследовательской, творческой и других видов деятельности.

Технологии: Здоровьесбережения, проблемного, развивающего обучения, групповой деятельности

Приемы: анализ, синтез, умозаключение, перевод информации с одного вида в другой, обобщение.

Ход урока

Задачи

Сформировать знания об основных методах селекции — отборе и гибридизации.

Раскрыть их биологические основы, добиться усвоения понятий «сорт» и «порода».

Основные положения

Селекция, по выражению Н.И Вавилова «представляет собой эволюцию, направянную волей человека»»

Первые попытки одомашнивания животных относятся к глубокой древности.

Цель и задачи селекции — получение новых организмов с необходимыми человеку качествами.

Одна из основных задач селекции — создание высокопродуктивных пород животных сортов растений и штаммов микроорганизмов наилучшим образом удовлетворяющих пищевые, технические и эстетические потребности людей.

В связи с острой нехваткой продуктов питания в целых регионах мира актуальной задачей стала интенсификация сельского хозяйства.

Селекция является важнейшей стороной интенсификации сельскохозяйственного произ- водства.

Терминология

Массовый отбор- выделение из исходного материала группы особей с желаемыми для селекционеров признаками, оставление их для дальнейшего размножения

Гибридизация - скрещивание особей, относящихся к различным сортам, видам, родам; один из методов селекции, сочетаемый с последующим отбором.

Продуктивность- биомасса, производимая биологической системой на единице площади или за единицу времени.

Методы селекции

Генетика рассматривает закономерности передачи наследственной информации и способы управления таким процессом. В селекции используются знания, полученные от генетики, и применяются иные методы для оценки организмов.

Селекция представляет собой науку, выводящую новые сорта растений, пород животных, микроорганизмов. Основным критерием выбора нового, лучшего материала является индивидуальный и массовый отбор как метод селекции.

Обычно селекционирование проводится скрещиванием и мутацией генов родительских экземпляров, а затем выполняется искусственный отбор. Все новые породы, сорта, штаммы, созданные человеком, имеют определенные морфологические и физиологические свойства. Каждый вид приспособлен для определенных климатических зон. Все выведенные новинки проверяются, сравниваются с другими сортами на специальных станциях.

Основными из них являются:

Метод отбора. В селекции применяется естественный и искусственный (бессознательный или методический) отбор. Также отбираться может конкретный организм (индивидуальный отбор) или их группа (массовый отбор). Определение вида отбора основывается на особенностях размножения животных и растений.

Массовый метод отбора растений

Массовый отбор в выведении новых сортов растений предусматривает опыление сразу большого количества растений. Чаще всего этот метод применяется при выведении новых сортов ржи, кукурузы, подсолнечника, пшеницы. При отсеве этих культур новые сорта состоят из гетерозиготных представителей вида и обладают уникальным генотипом.

Массовый отбор в селекции позволяет получить новые сорта с улучшенными качествами. Однако этот метод считается неустойчивым из-за высокой вероятности получить незапланированное перекрестное опыление (насекомыми, птицами.

Массовый отбор растений – это определение группы экземпляров растений, схожих между собой по установленным признакам. Для примера можно взять метод выведения нового поколения злаковых культур. Обычно получение сортов массовым методом селекционирования предполагает посев большого количества экземпляров с дальнейшей оценкой их развития и роста, устойчивости к болезням, вредителям. Также оценивается уровень скороспелости, требования к климату, урожайность. При выведении новых сортов ржи селекционерами отбираются только те экземпляры растений, которые оказались более стойкими к различным воздействиям и имеющие крупный колос с наибольшим числом зерен. При повторном посеве полученного материала опять отбираются только те виды растений, которые показали себя с наилучшей стороны. В результате такой работы получается новый сорт, с однородными генами. Это и есть массовый отбор. Примеры селекции ржи показывают, как проводится отбор растений. -

Массовый отбор имеет множество достоинств, среди которых главным считается простота, экономичность и возможность в сжатые сроки получить новые сорта растений. К недостаткам следует отнести невозможность получить детальную оценку потомства. Эффективность массовой селекции

При работе с самоопылителями и перекрестниками используют массовый отбор как метод селекции. Его эффективность зависит от гена, наследственности, величины отобранного образца.

Если отвечающие за признаки гены имеют устойчивые признаки, то результат отбора будет высоким. При наследовании растениями желаемых признаков отбор прекращается, сорту присваивается название. При плохих показателях работа по отбору продолжается. Она длится до тех пор, пока селекционеры не получат всех желаемых результатов по урожайности, величине плодов, стойкости к вредным факторам, вредителям, болезням. Причем при массовом отборе иногда ранее отобранное потомство отличается от последующего, взятого от родителей с плохими показателями.

Для успешной селекционной работы важное значение имеет величина образца. Если берется материал с низкими показателями, то у растения возможно проявление инбридинговой депрессии, в результате которой снижается урожайность.

Массовый отбор наиболее эффективен при сочетании с дополнительными методами отбора. Чаще всего его применяют совместно с гибридизацией, полиплоидном методом выведения растений. -

Гибридизация

Гибрид – это растение первого поколения, которое обладает повышенной жизнеспособностью и более высокой продуктивностью в сравнении с родительскими формами. При дальнейшем использовании семян гибридов заложенные родителями гены разрушаются.

Гибридизация

позволяет получить новые генотипы. В методе выделяют внутривидовую (скрещивание происходит внутри одного вида) и межвидовую гибридизацию (скрещивание разных видов). Проведение инбридинга позволяет закрепить наследственные свойства при снижении жизнеспособности организма. Если во втором или последующих поколениях проводится аутбридинг, то селекционер получает высокоурожайные и стойкие гибриды. Установлено, что при отдаленном скрещивании потомство бесплодно. Здесь значение генетики для селекции выражается в возможности исследования генов и влияния на плодовитость организмов.

Полиплоидия – процесс увеличения хромосомных наборов, который позволяет добиться рождаемости у бесплодных гибридов. Замечено, что некоторые культурные растения после полиплоидии имеют более высокую рождаемость, чем их родственные виды.

Полиплоидный отбор

Метод полиплоидии также относится к гибридным. При создании новых сортов селекционеры применяют полиплоидию, которая приводит к увеличению размера клеток растения и умножению хромосом. Большое количество хромосом повышает устойчивость растения к различным болезням и разным неблагоприятным факторам. При повреждении у растений нескольких хромосом остальные остаются неизменными. Все растения, полученные полиплоидным методом отбора, обладают отличной жизнеспособностью. -

Примеры массовых отборов

Примером получения гибрида путем массового отбора является тритикале. Это растение получили путем скрещивания пшеницы и ржи. Новый сорт обладает высокой морозостойкостью, неприхотливо и устойчивостью ко многим болезням.

Российским академиком были получены новые пшенично-пырейные сорта растений, обладающие высокой устойчивостью к полеганию. Однако первые растения не подходили для получения посадочного материала, так как в их геноме содержались разные хромосомы, не участвующие в мейозе. При дальнейших исследованиях было предложено удвоить численность некоторых хромосом. Результатом работы стал амфидиплоид. Селекционеры проводили скрещивание капусты с редькой. У этих растений число хромосом идентичное. Последний результат нес 18 хромосом, но он был бесплодным. Последующее удваивание числа хромосом привело к получению растения с 36 хромосомами и имеющему плоды. Полученный организм имел признаки капусты и редьки.

Еще одним примером гибридизации является кукуруза

. Именно она стала родоначальником гетерозисных гибридов. Показатель урожая у гибридной культуры был выше на тридцать процентов, чем у родителей. Заключение При появлении новой линии отбираются только чистые растения. В ходе экспериментов определяются наиболее удачные комбинации гибридов. Полученные результаты фиксируются и используются для дальнейшего получения гибридных культур.

Заключение

При появлении новой линии отбираются только чистые растения. В ходе экспериментов определяются наиболее удачные комбинации гибридов. Полученные результаты фиксируются и используются для дальнейшего получения гибридных культур.

Выведение новых сортов, которые получают только массовым отбором, дали возможность получения высокоурожайных сортов пшеницы, риса, кукурузы, ржи. Примером таких работ являются сорта, выведенные российскими селекционерами. Это зерновые культуры «Саратовская-29», «Саратовская-36», «Безостая-1», «Аврора». Они устойчивы к полеганию, практически не болеют, способны давать стабильный урожай в любых климатических условиях.

Индуцированный мутагенез – искусственно вызванный процесс мутаций организма после обработки его мутагеном. После окончания мутации селекционер получает информацию о влиянии фактора на организм и приобретение им новых качеств.

Клеточная инженерия предназначена для конструирования клеток нового типа с помощью культивирования, реконструкции и гибридизации.

Генная инженерия позволяет выделять и исследовать гены, проводить с ними манипуляции с целью усовершенствования качеств организмов и выведения новых видов. Растения

В процессе изучения роста, развития и выделения полезных свойств растений генетика и селекция тесно взаимосвязаны. Генетика в сфере анализа жизнедеятельности растений занимается вопросами изучения особенностей их развития и генов, которые обеспечивают нормальное формирование, а также функционирование организма. Наука изучает такие направления:

Развитие одного конкретного организма.

Контроль сигнальных систем растения.

Экспрессия генов.

Механизмы взаимодействия клеток и тканей растения.

Селекция, в свою очередь, обеспечивает создание новых или улучшение качеств уже существующих видов растений на основании знаний, полученных с помощью генетики. Наука изучается и успешно используется не только фермерами и садоводами, но и селекционерами в исследовательских организациях.

Презентация Селекция растений

Презентация Селекция растений
PPTX / 1.5 Мб

Применение достижений генетики в селекции и семеноводстве дает возможность привить растениям новые качества, которые могут быть полезны в разных сферах человеческой жизни, например в медицине или кулинарии. Также знания о генетических особенностях позволяют получить новые сорта культур, которые могут произрастать в иных климатических условиях. Благодаря генетике в селекции применяется метод скрещивания и индивидуального отбора. Развитие науки о генах позволяет применять в селекции такие методы, как полиплоидия, гетерозис, экспериментальный мутагенез, хромосомная и генная инженерия.

Селекция животных: основные методы

Селекция животных появилась примерно 30 тысяч лет до нашей эры одновременно с развитием процесса одомашнивания представителей дикой фауны. Изначально люди пользовались методом так называемого бессознательного отбора, выбирая тех особей, которые лучше уживались с человеком, могли быть полезны, имели более покладистый характер, были послушны и, что самое важное, могли продолжать свой род в неволе, размножались. Примерно 9 тысяч лет до нашей эры человек стал более тщательно отбирать в животных определенные полезные качества, то есть началась эпоха методического отбора. Именно тогда и начала развиваться селекция растений и животных в более привычном для нас понимании. Но одомашнивание, как и метод отбора, сохраняется до сих пор. К примеру, стоит отметить такую отрасль, как пушное звероводство.

Особенности селекции животных

Следует выделить особенности селекции животных по сравнению с селекцией растений. Во-первых, представители фауны способны размножаться только половым путем, то есть большую долю в популяции имеют гетерозиготные организмы. Во-вторых, они имеют более продолжительный период половозрелости. Млекопитающие способны к размножению не сразу после рождения, а спустя несколько лет. Третья особенность заключается в том, что у представителей фауны потомства гораздо меньше, чем у растений. Все эти особенности сформировали особенные методы селекции, не присущие для представителей флоры. Конечно, основные методы, к которым относят гибридизацию и отбор, сохранились. Но появились также совершенно другие методы, не применимые к растениям.

Презентация селекция животных

Презентация селекция животных
PPTX / 1.02 Мб

Методы селекции

Близкородственное скрещивание, или имбридинг, производится за счет спаривания особей, приходящихся друг другу сестрами и братьями или потомками и родителями. В результате необходимый признак может перейти в гомозиготное состояние. Однако следует отметить, что со временем наступает потеря или значительное ухудшение жизнеспособности полученных особей.

Межпородное скрещивание, или аутбридинг, необходим для закрепления необходимых человеку качеств, имеющихся у обеих пород. Благодаря аутбридингу было получено огромное множество ценнейших пород, например, белая степная украинская свинья, полученная от скрещивания белого английского хряка с беспородными украинскими свиньями. В результате селекция животных позволила получить породу, отличающуюся большей массой, большим содержанием сала, мяса, а также крайне неприхотливую.

Отдаленная гибридизация подразумевает скрещивание пар, которые относятся к разным видам. Данный метод имеет огромный минус: все потомство бесплодно. Но даже эту проблема селекция животных смогла преодолеть. Ярким примером отдаленной гибридизации является мул, который представляет собой помесь осла с кобылой. Мул отличается большой выносливостью осла и покладистым характером лошади. Еще один метод представляет собой искусственное осеменение. Он применяется для того, чтобы получить как можно больше потомства от конкретного производителя. Еще один новый и очень интересный метод – трансплантация эмбрионов. Он основан на довольно сложной медицинской операции, когда у необходимой самки путем гормональной терапии увеличивают количество яйцеклеток. Затем яйцеклетки оплодотворяют, извлекают эмбрионы, которые подсаживают к другим животным, выполняющим роль суррогатной матери, или замораживают при температуре 273 ̊С. Тогда их можно хранить длительный промежуток времени, чтобы иметь возможность использовать в будущем. Таким образом, селекция животных решает одну из самых важных проблем всего человечества – проблему поиска пищи, пропитания. Современная наука позволяет создавать новые виды, которые в большей степени удовлетворяют потребности людей. И наука никогда не стоит на месте.

Селекция и генетика животных – разделы наук, которые занимаются изучением особенностей развития представителей животного мира. Благодаря генетике человек получает знания о наследственности, генетических особенностях и изменчивости организма. А селекция позволяет отобрать для использования только тех животных, качества которых необходимы человеку. Издавна люди проводят отбор животных, которые, например, более подходят для использования в сельском хозяйстве или охоты. Большое значение для селекции имеют хозяйственные признаки и экстерьер. Так, животные хозяйственного назначения оцениваются по внешнему виду и качеству их потомства. Применение знаний генетики в селекции позволяет контролировать потомство животных и их необходимые качества: устойчивость к вирусам; увеличение удоя; размер особи и телосложение; терпимость к климату; плодовитость; пол приплода; устранение наследственных нарушений у потомков.

Селекция животных получила распространение не только в целях удовлетворения первоочередных потребностей человека в питании. Сегодня можно наблюдать множество домашних пород животных, выведенных искусственно, а также грызунов и рыб, например гуппи. Селекция и генетика в животноводстве используют такие методы: гибридизация, искусственное осеменение, экспериментальный мутагенез. Селекционеры и генетики часто сталкиваются с проблемой нескрещиваемости видов среди первого поколения гибридов и значительным снижением плодовитости потомков. Современные ученые активно решают такие вопросы. Основной задачей научных работ является изучение закономерностей совместимости гамет, плода и организма матери на генетическом уровне.

Методы селекции. Отбор и гибридизация. Отличия клеточной и гененной инженерии.