Основные методы селекции и биотехнологии конспект урока 11 класс
Обновлено: 05.07.2024
Селекция – это наука о методах создания новых и улучшении существующих пород животных, сортов растений, штаммов микроорганизмов, с необходимыми человек у свойствами .
Сорт, порода, штамм – это популяция организмов, соответственно растений, животных, микроорганизмов, которая искусственно выведена человеком, характеризующаяся конкретным генофондом, в котором передаются по наследству определенные морфологические и физиологические признаки с необходимым уровнем и спецификой продуктивности.
Основные задачи селекции: исследование многообразия растений, животных и микроорганизмов, которые относятся к объектам селекции; повышение продуктивности пород животных, сортов растений, штаммов микроорганизмов; проведение анализа характера наследственной изменчивости при проведении гибридизации и мутационного процесса; изучение действия среды на развитие признаков и свойств организмов; выведение сортов растений и пород животных, которые устойчивы к заболеваниям и действию абиотических факторов; усовершенствование методов искусственного отбора с целью усиления и закрепления необходимых для человека признаков у организмов с различными типами размножения; выведение организмов пригодных для использования в промышленности, которые можно легко выращивать, разводить и убирать.
Текст «Основные задачи селекции:
Селекция берет свое начало со времен перехода людей к земледелию и скотоводству. Уже тогда человек осуществлял бессознательный отбор лучших растений и животных. Однако полноправное становление селекции как науки произошло только с развитием генетики, которая на данный момент и является ее теоретической основой. Кроме генетики селекция связана с теорией эволюции, молекулярной биологией, биохимией и рядом других биологических дисциплин. Используя достижения других наук, селекция совершенствует свои методы. Основой селекции как науки является искусственный отбор, концепция которого была разработана гением научной мысли Ч. Дарвином.
К традиционным методам селекции относятся отбор, гибридизация и мутагенез. С развитием генетики появились принципиально новые методы – клеточная и генная инженерия, которые легли в основу нового направления в биологии – биотехнологии.
- Для учеников 1-11 классов и дошкольников
- Бесплатные сертификаты учителям и участникам
Основные методы селекции растений, животных и микроорганизмов. Биотехнология
1) Раскрыть сущность понятий селекция, сорт, порода и штамм; определить цели и задачи науки селекции; охарактеризовать основные методы селекции; сформировать знания о биотехнологии, клеточной и генной инженерии.
3) воспитывать гордость за отечественных и мировых ученых-селекционеров.
Основные понятия : селекция, сорт, порода, штамм, аутбридинг, гетерозис, биотехнология, клеточная инженерия, генная инженерия; гибридизация близкородственная (инбридинг), неродственная и отдаленная(аутбридинг).
Оборудование : компьютерная презентация, таблицы, иллюстрирующие различные методы селекции, породы животных и сорта растений.
Тип урока: комбинированный.
I. Проверка домашнего задания
1. Что такое изменчивость? Дайте определение.
2. Назовите основные формы изменчивости.
3. Что такое модификационная изменчивость? Дайте определение.
4. Что такое норма реакции? Дайте определение. Расскажите об её особенностях.
5. Что такое наследственная изменчивость? Дайте определение.
6. Расскажите о комбинативной изменчивости.
7. Расскажите о мутационной изменчивости.
8. Расскажите о видах хромосомных мутаций.
9. Расскажите о геномных мутациях.
10. Расскажите о мутационной теории.
11. Расскажите о мутагенных факторах.
II . Изучение нового материала
Учитель рассказывает с элементами беседы о теме урока. Учащиеся записывают следующее:
Доместикация – одомашнивание животных, и превращение диких растений в культурные.
Доместикацией занимаются ещё и муравьи: разводят тлей, выращивают грибы.
Селекция – наука о выведении новых и совершенствовании старых сортов растений, пород животных и штаммов микроорганизмов с нужными человеку свойствами.
Сорта, породы, штаммы – искусственно созданные человеком популяции с определённым генофондом, где наследственно закреплены внешние и внутренние признаки, уровень и характер продуктивности.
Теоретическая база селекции – генетика, а также эволюционная и молекулярная биология, биохимия и т.д.
Гибридизация – процесс получения потомства с новыми наследственными свойствами от двух родителей, размножающихся половым путём.
Искусственный отбор – выборочное сохранение и размножение особей с ценными для человека свойствами.
Гетерозис – явление, когда гибриды разных сортов одного вида часто отличаются особой плодовитостью и устойчивостью к неблагоприятным факторам.
Инбридинг – близкородственное скрещивание.
Инбредная депрессия – уменьшение урожайности растений, измельчании животных, а также возникновении аномалий и уродств.
Полиплоидия – кратное увеличение числа хромосом в клетках, путём применения колхицина – вещества, разрушающего веретено деления в мейозе у растений.
Мутагенез – действие на организм различных мутагенов (радиация и др.) с целью увеличения скорости мутационного процесса.
Клеточная инженерия – культивирование отдельных клеток или тканей на искусственных питательных средах.
Генная инженерия – целенаправленный перенос нужных генов от одного вида живых организмов в другой, часто очень далёкий по своему происхождению.
Клонирование – образование идентичных потомков (клонов) путём бесполого размножения. Получаются организмы с одинаковым генотипом.
Изготовление синтетических организмов – его геном создан искусственно синтезом генов самых разных организмов.
Биотехнология – направление биологии, изучающее возможности использования живых организмов для решения технологических задач (создание и хранение пищи, лекарств и т.д.).
III . Рефлексия
Учащиеся делают вывод урока, отвечая на вопрос: Что вы узнали сегодня на уроке?
Урок знакомит учащихся с основными методами селекции и биотехнологии. В данном уроке приводятся следующие понятия: массовый и индивидуальный отбор, близкородственная гибридизация, инбредные линии, чистые линии, гетерозис, отдалённая гибридизация, полиплоидия, искусственный мутагенез, биотехнология, клеточная инженерия, генная инженерия.
В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам
Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобретя в каталоге.
Получите невероятные возможности
Конспект урока "Основные методы селекции и биотехнологии"
В человеческую жизнь селекция вошла много тысячелетий назад. Опираясь на здравый смысл и многовековой опыт, человек отбирал только лучшие семена. И вот результат ― великое множество культурных растений.
Человек выбирал только лучших животных. Дикие муфлоны стали родоначальниками домашних овец. Домашняя лошадь существенно отличается от дикой. Домашние утки, разучившиеся летать, лишь отдалённо похожи на своих предков.
Многообразие пород… И каждая порода отвечает либо практическим интересам, либо эстетическим устремленям человека.
Сортом, породой и штаммом называют популяцию организмов (растений, животных и микроорганизмов), искусственно созданную человеком, которая характеризуется определённым генофондом, наследственно закреплённым морфологическими и физиологическими признаками, определённым уровнем и характером продуктивности.
Используя отбор, человек оставляет и допускает к размножению только особи в наибольшей степени наделённые желательными для человека признаками. Наследственность закрепляет эти признаки в потомстве.
Выведением новых и совершенствованием существующих сортов растений, пород животных и штаммов микроорганизмов с необходимыми человеку свойствами, занимается наука селекция.
Селекция — и наука, и отрасль сельскохозяйственной практики. Её задачи многообразны.
Многообразны и методы селекции.
Основные методы селекции — это отбор, гибридизация, полиплоидия, искусственный мутагенез, а также клеточная и генная инженерия.
Начнём с отбора ― самого простого, но очень важного метода селекции.
Как вы знаете, в природе действует естественный отбор, его мы изучали на предыдущих уроках. Больные, слабые, не приспособленные организмы погибают, а сильные и здоровые размножаются и дают начало новому поколению.
А вот искусственный отбор совершает не природа, а человек. Он отбирает наиболее ценных в хозяйственном или декоративном отношении особей животных и растений для получения от них потомства с желаемыми свойствами.
Различают два вида искусственного отбора: массовый и индивидуальный.
При массовом отборе отбраковывают особей, которые по своему фенотипу не отвечают хозяйственным интересам. При этом свойство генотипа во внимание не принимается.
Не-смотря на простоту и древнее происхождение, массовый отбор позволяет успешно решать практические задачи.
Для поддержания генетический стабильности многих сортов вполне достаточно массового отбора. При регулярном и тщательном его проведении сорта сохраняют все свои качества в течение десятилетий.
Как правило, массовый отбор — это первый шаг при других, более сложных, методах селекции.
При индивидуальном отборе лучших особей, отбирают не по фенотипу, а по генотипу.
Прослеживается, как-то или иное качество, например длинношёрстность, проявляется у потомства. Оценка по потомству — основной приём при инициальном отборе.
Когда эти ягнята подрастут, продуктивность их настрига — позволит оценить генетические достоинство родителей.
Таким образом, при индивидуальном отборе выделяют единичные особи с ценными качествами и отдельно выращивают их потомство.
При последующем близкородственном скрещивании у животных выводят чистые линии.
Чистая линия — эта группа генетически однородных (гомозиготных) организмов, представляющих ценный исходный материал для селекции.
Все организмы, относящиеся к одной чистой линии, являются гомозиготными по одному и тому же аллелю данного гена.
Одним из путей увеличения разнообразия материала для селекции является гибридизация.
Она бывает: близкородственная, неродственная и отдалённая.
Близкородственная гибридизация (инбридинг) позволяет перевести рецессивные гены в гомозиготное состояние.
При инбридинге родители являются родственниками и поэтому имеют много одинаковых аллелей, в результате чего гомозиготность увеличивается с каждым поколением.
Близкородственные скрещивания производят в целях количественного приумножения животных с наилучшими индивидуально отобранными генотипами. Так возникают имбредные линии, или чистые линии.
Животные, составляющие чистую линию, получают одинаковые копии хромосом каждой из гомологичных пар. Чистые линии по большинству генов гомозиготные и не дают расщепления признаков в поколениях.
Благодаря родственному скрещиванию асканийских овец обеспечивается генетическая стабильность и высокопродуктивность пород.
Чемпионы асканийской породы дают при стрижке до 12 кг шерсти. Этого хватает на 12 шерстяных костюмов.
При создании этой мясо-шёрстной породы использовался и другой метод —неродственное скрещивание (аутбридинг).
Обычно такие особи не имеют ближайших общих предков и происходят из разных популяций.
В отличие от близкородственного скрещивания, где повышается степень гомозиготности организмов, при неродственной гибридизации у потомства уменьшается вероятность присутствия одинаковых аллелей генов, то есть повышается уровень гетерозиготности.
Гетерозиготные особи часто обладают более ценными биологическими признаками, чем гомозиготные.
Черно-пёстрая порода коров славится высокой удойностью, а красная степная — жирностью молока. Произвели межпородное скрещивание у коров новой гибридной популяции почти в 1,5 раза увеличилась жирность молока — один из важных показателей его качества.
Применяя неродственное скрещивание, получают гетерозисные формы, превосходящие по ряду желаемых признаков родительские организмы. В этом случае проявляется эффект гетерозиса.
Гетерозис — это увеличение жизнеспособности гибридов вследствие унаследования определённого набора аллелей различных генов от своих разнородных родителей.
Причиной гетерозиса служит объединение у гибридного поколения доминантных генов и устранение действия рецессивных генов.
Между двумя разными имбредными линиями кукурузы на поле происходит скрещивание, при этом в следующем поколении проявится эффект гетерозиса. Гетерозисная кукуруза больше обычной, и зерна у неё крупнее.
Первое гибридное поколение обладает повышенной урожайностью и жизнеспособностью. Однако уже начиная со второго поколения эффект гетерозиса обычно снижается.
Эффект гетерозиса широко применяют не только для получения высокоурожайных гибридов кукурузы, но и других культурных растений (сахарной свёклы, например).
Скрещивание двух мясных пород домашних кур (Корниш и белый плимутрок) даёт гибридное потомство цыплят-бройлеров, отличающихся от родительских форм интенсивным ростом, низкими затратами корма на выращивание и питательным мясом.
В промышленном звероводстве комплексно используются все упомянутые нами методы селекции. Например, самая ценная сапфировая норка с голубой окраской меха была получена путём гибридного скрещивания от норок совсем иной окраски —алеутской (темно-серой с голубым оттенком) и серебристо-голубой (голубовато- серой).
Престижный цвет и другие свойства, придающие меху особую ценность, достигаются кропотливым трудом селекционеров.
Межсортовую гибридизацию широко применяют и в селекции растений, например тюльпанов и роз. Межсортовая гибридизация даёт возможность вывести новые сорта, которые отличаются окраской и формой цветков.
Отдалённая гибридизация — это скрещивание особей, принадлежащих к разным видам, а иногда и разным родам.
При этом потомки скрещиваемых видов в большинстве случаев оказываются бесплодными из-за нарушения процессов гаметогенеза.
Так, например, при скрещивании лошади с ослом получается выносливый, сильный и долгоживущий гибрид — мул.
Отличаются большой силой и выносливостью нары — гибриды одногорбого и двугорбого верблюдов.
Отдалённая гибридизация широко используется и в растениеводстве. Например, гибрид яблони и груши.
Полиплоидия — ещё один метод селекции. Полиплоидами называют формы с кратно увеличенным числом хромосом исходного вида.
В зависимости от того, во сколько раз у полиплоидных форм увеличено число хромосом, их называют тетраплоидами (четырёхкратный набор хромосом), гексаплоидами (шестикратный) или октоплоидами (восьмикратный).
Например, у картофеля исходное число хромосом равно 12, но в результате полиплоидизации возникли виды с хромосомными наборами равными 24, 48 и 72.
Полиплоидами также являются 42-хромосомные виды пшеницы, хлопчатника, люцерны, овса. Полиплоиды у растений, по сравнению с диплоидами часто характеризуются более мощным ростом, большим размером, массой семян и плодов и т. п.
Следующий метод селекции — искусственный мутагенез.
Данный метод применяют в селекции с целью повышения доли наследственной изменчивости у организмов.
Мутации вызывают действием различных физических и химических факторов.
Так, гамма-лучи и некоторые химические вещества (иприт, например) в десятки раз увеличивают частоту мутационной изменчивости у организмов.
В лабораториях получают хромосомные мутации путём химического воздействия на растение.
Благодаря растительному яду колхицину — получают полиплоидные растения.
Добавим его в чашку Петри. А поверх положим фильтровальную бумагу, на которой пророщены зерна гречихи.
Колхицин вызывает различные изменения в хромосомах, нарушается процесс деления клетки. Он разрушает веретено деления. В результате чего гомологичные хромосомы при делении клетки не расходятся. При этом получаются гаметы, содержащие по 2n хромосом. Помним, что гаметы содержат гаплоидный набор хромосом. При слиянии диплоидных гамет в зиготе окажется 4n хромосом.
Семена высадили… Кисти полиплоидной гречихи по сравнению с обычной имеют больше цветков, из которых сформируется больше плодов.
Получение искусственных мутантных форм важно и в медицине. Облучение и химия дали полезных мутантов пеницилла. Он является источником пенициллина, первого в истории антибиотика.
В этих чашках растут колонии бактерий. Мутантная форма пеницилиума более энергично истребляет микробов. Лекарство, что было когда-то на вес золота, теперь стало доступно всем.
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, животных с заданными свойствами.
Клеточная инженерия основана на культивировании отдельных клеток или тканей на искусственных питательных средах. Такие клеточные культуры используются для синтеза ценных веществ необходимых человеку, например лекарств, а также для получения клеточных гибридов.
Генная инженерия — это целенаправленный перенос нужных генов от одного вида живых организмов в другой, часто очень далёких по своему происхождению.
Это, как считают учёные, перспективное направление, которое позволяет целенаправленно улучшать наследственные качества организмов, получать в неограниченном количестве ценные биологически активные вещества.
Итак, используя различные методы селекции, учёные-селекционеры улучшают существующие и выводят новые сорта культурных растений и породы домашних животных.
Тип урока: Изучение нового материала.
Цель: Формирование представления у учащихся о биотехнологии и её достижениях.
- познакомить учащихся с методами биотехнологии;
- показать, как используются человеком продукты биотехнологии;
- способствовать профессиональной ориентации учащихся.
Оборудование и материалы: компьютер, проектор, презентация, видеоролик “Использование дрожжей человеком”, карточки-задания.
Основные понятия, изучаемые на уроке: “биотехнология”, “клеточная инженерия”, “хромосомная инженерия”, “генная инженерия”, “трансгенные организмы”, “клон”, “метод гаплоидов”.
Учитель: Десять тысяч лет назад на Земле было 10 миллионов человек, к началу нашей эры – 200 миллионов, к 1650 году – 500 миллионов, к XIX веку – 1 миллиард, в начале XX века – 2 миллиарда. Сейчас население Земли составляет около 7 миллиардов человек.
Человек освоил под сельское хозяйство всего 10% суши нашей планеты, но увеличить значительную долю пахотных земель в настоящее время невозможно, так как все доступные на сегодня резервы пригодных для сельского хозяйства земель фактически исчерпаны.
Существует гипотеза, что человечеству в будущем грозит голодный кризис, поскольку истощаются запасы продовольствия. Предложите свои пути выхода из надвигающегося продовольственного кризиса.
Учитель: Древнеримский оратор Цицерон считал, что правильно построенная речь содержит ответы на семь вопросов: Что? Где? Когда? Зачем? Как? Чем? Почему? Давайте попробуем применить на практике “алгоритм Цицерона”.
Что такое селекция? Прикладная наука, которая разрабатывает методы создания новых сортов растений, пород животных и штаммов микроорганизмов.
Когда человек начал заниматься селекцией? Примерно 10 тыс. лет тому назад человек перешёл к осёдлому образу жизни, начал заниматься растениеводством и животноводством. Для воспроизводства он отбирал лучшие экземпляры животных и растений.
Почему возникла необходимость заниматься селекцией растений и животных? С переходом к осёдлому образу жизни человек поставил своё благополучие в полную зависимость от ограниченного набора видов растений и животных.
Как создаются новые сорта растений, породы животных и штаммы микроорганизмов? В традиционной селекции используются такие методы как искусственный отбор, гибридизация, экспериментальный мутагенез. Прежде чем начать создание нового сорта растений, селекционер подбирает из мировой коллекции все необходимые для работы образцы, обладающие интересующими его признаками. Самая крупная в мире коллекция растений была собрана Н.И.Вавиловым. Вместе с сотрудниками он осуществил многочисленные экспедиции по всем континентам, кроме Австралии и выделил восемь центров происхождения культурных растений.
Чем дикий картофель отличается от культурного? Все современные сорта картофеля являются полиплоидами. У них высокая урожайность, крупные клубни, которые содержат большее количества крахмала и белка. (Демонстрация коллекции)
Где родина дикого картофеля? Это страны Чили, Перу, Боливия. (Южноамериканский центр происхождения культурных растений)
Зачем нужна селекция? Ответы учащихся. Демонстрация презентации “Достижения селекции”
Учитель: В решения продовольственных проблем и не только на помощь селекции пришла новая наука – биотехнология. Используя “алгоритм Цицерона” сформулируйте задачи урока.
- что такое биотехнология?
- когда появился термин биотехнология?
- почему биотехнология так актуальна?
- зачем человеку биотехнология?
- чем отличаются методы биотехнологии?
- где используется биотехнология?
Учитель: Впервые термин "биотехнология" применил венгерский инженер Карл Эреки в 1917 году. В традиционном понимании биотехнология – это наука о методах и технологиях получения необходимых человеку веществ с помощью живых клеток.
Что объединяет между собой следующие продукты питания: хлеб, сыр, кефир, квашеная капуста? В производстве этих продуктов питания используются микроорганизмы. (Просмотр видеофрагмента “Использование дрожжей” 26 сек.) Хлебопечение – одно из древнейших биотехнологических производств.
Учитель: В современном понимании биотехнология - это наука о методах генной и клеточной инженерии и технологиях создания и использования генетически трансформированных биологических объектов.
Предлагаю вам познакомиться с основными методами биотехнологии.
- 1 группа – аналитики,
- 2, 3, 4 группы – клеточные инженеры,
- 5 группа – хромосомные инженеры,
- 6 группа – генные инженеры.
Задание для аналитиков.
Прочитайте текст. Проанализируйте следующие данные.
Одна корова с живой массой в 500 кг за сутки образует около 0,5 кг белка;
Соя массой 500 кг за сутки образует 5 кг белка;
Дрожжи массой 500 кг за сутки вырабатывают в биореакторе 50 тонн белка.
Микробная клетка потребляет дешевые вещества – крахмальные растворы, сточные воды, нефтепродукты и др. вещества. Корове требуются хорошие и, следовательно, дорогие корма.
Чтобы вывести новую породу животных или сорт растений приходиться биться десятилетиями и даже столетиями, а у кистевидной плесени всего лишь за 30 лет удалось в 10 000 раз повысить продуктивность пенициллина!
Сделайте вывод, о том какие организмы более выгодно использовать для получения белка. Почему?
Вывод:
1) микроорганизмы обладают высокой продуктивностью;
2) микроорганизмы выращивают на дешевых субстратах.
3) высокая скорость получения нужной продукции.
Задание для клеточных инженеров.
- “v” - уже знал
- “+” - новое
- “-” - думал иначе
- “?” - не понял, есть вопросы
После выполнения задания обменяйтесь информацией в группе, а затем сообщите свои результаты классу.
Пример №1. Биотехнологи могут создавать гибриды растений в обход полового процесса. Для этого у соматических клеток удаляют клеточную стенку, в результате чего образуются протопласты. При определённых условиях протопласты от разных растений легко сливаются между собой. У таких гибридных протопластов вновь синтезируется клеточная стенка. Возникает гибридная клетка, способная делиться и регенерировать в целое растение. Например, так был получен соматический гибрид культурного и дикого картофеля, устойчивого к вирусным болезням.
Вспомним! Соматические клетки – клетки, составляющие органы и ткани любого многоклеточного организма. Регенерация – это восстановление утраченных или повреждённых частей тела.
Пример №2. С помощью методов клеточной инженерии учёные смогли получить клоны живых организмов. В 1996 году в Англии был создан клон овцы. Для этого использовали ядра соматических клеток, полученных из ткани молочной железы взрослой овцы. Необходимый генетический материал был взят из вымени уже умершей овцы и был заранее заморожен. Из яйцеклетки удалялось ядро и замещалось ядром соматической клетки. Образовавшуюся диплоидную зиготу стимулировали к дроблению электрошоком и трансплантировали в овцу – реципиента. Через 148 дней приёмная мама родила живую овечку, её назвали Долли. Таким образом, у Долли было 3 мамы и не было папы. Овечка Долли прожила 6,5 года и принесла потомство, однако была усыплена по состоянию здоровья: животное страдало от артрита и вирусных инфекций. Создатели Долли утверждали, что их достижение поможет сохранить вымирающие виды животных.
Вспомним! Клон – точная генетическая копия другого организма. Диплоидный набор хромосом – набор, содержащий по две хромосомы каждого вида.
Пример №3. Помимо традиционных черенкования, прививок, выращивания из семян, размножения корневищами, луковицами и т.д. в большинстве стран рассаду многих растений сегодня получают путем технологии “in vitro” (в пробирках). Особенно широко этот способ применяется для выращивания редких и ценных растений, которые плохо поддаются размножению другими способами. Также этот метод незаменим, если необходимо постоянно получать в достаточно короткие сроки значительное количество качественной рассады.
Образовательные ткани отделяют от нужного экземпляра растения и помещают на специальные питательные среды в пробирки. Примерно через месяц образовавшиеся микрочеренки имеют зачатки всех вегетативных органов. Когда у микрочеренков образуется достаточная корневая система, их извлекают из пробирок и пересаживают в горшочки.
Вспомним! Вегетативные органы - части растения, выполняющие основные функции питания и обмена веществ с внешней средой (корень, лист, стебель). Черенок - это часть растения, способная укорениться и вырасти в новое растение.
Полученные способом “in vitro” растения наследуют все признаки, присущие данному сорту и вполне могут в дальнейшем размножаться обычным вегетативным или семенным способом.
Задание для хромосомных инженеров.
- “v” - уже знал
- “+” - новое
- “-” - думал иначе
- “?” - не понял, есть вопросы
После выполнения задания обменяйтесь информацией в парах, а затем сообщите свои результаты классу.
Пример №1. Биотехнологи могут проводить различные манипуляции с хромосомами. Например, заменять одну или обе гомологичные хромосомы одного сорта пшеницы на ту же пару хромосом, но из другого сорта. Тем самым слабый признак заменяется на более сильный. Таким образом, биотехнологии приближаются к созданию “идеального сорта”, у которого все полезные признаки будут выражены в максимальной степени.
Вспомним! Гомологичные хромосомы – это парные, т.е. абсолютно одинаковые хромосомы.
Пример №2. Любой сорт растения является чистой линией, на создание которой в традиционной селекции уходит до 6-8 лет. Этот срок можно сократить в два раза используя метод гаплоидов. Для этого получают гибриды, берут из них пыльцу, на питательных средах выращивают из неё гаплоидные растения, а затем удваивают у них число хромосом и получают полностью гомозиготные диплоидные растения.
Вспомним! Гаплоиды – организмы, содержащие по одной хромосоме каждого вида. Гаметы имеют гаплоидный набор хромосом. Гомозигота – зигота, содержащая два одинаковых аллельных гена. Аллельные гены – гены, отвечающие за развитие одного признака. Чистая линия – потомство одной гомозиготной самоопыляющейся особи.
Задания для генных инженеров.
Внимательно прочитайте следующий текст.
Генная инженерия основана на выделении (или искусственном синтезе) нужного гена из генома одного организма и введение его в геном другого организма. “Вырезание” генов проводят с помощью специальных “генетических ножниц”, которыми являются ферменты. Затем ген “вшивают” в вектор (носитель) – плазмиду, с помощью которой ген вводится в бактерию. “Вшивание” осуществляется с помощью других ферментов. Затем вектор вводится в бактерию, и на последнем этапе отбираются те бактерии, в которых введённые гены успешно работают.
Вспомним! Геном – совокупность генов в гаплоидном наборе хромосом данного вида организмов. Плазмида – это кольцевая двухцепочечная молекула ДНК, которая есть в бактериальной клетке.
С помощью клея и ножниц, реконструируйте бактериальную клетку, способную синтезировать инсулин человека. Продемонстрируйте и объясните свой результат классу.
Учитель: Познакомимся с некоторыми примерами достижений генной инженерии. Генные инженеры с помощью микроорганизмов получают гормон роста соматотропин, гормон инсулин для лечения сахарного диабета, противовирусный белок интерферон, витамины, антибиотики, аминокислоты, ферменты, кормовые и пищевые белки. Учёные создают трансгенные организмы (или ГМО) - живые организмы, в геном которых искусственно введен ген другого организма.
Показ презентации “Невероятные примеры трансгенных продуктов”.
Слайд №1. “Золотой рис”. В 1999 г. был получен трансгенный "золотой рис" с повышенным содержанием каротина. Он служит для профилактики слепоты детей развивающихся стран, где является основным продуктом питания.
Слайд №2. “Ядовитая капуста”. Для борьбы с насекомыми - вредителями созданы растения, способные вырабатывать бактериальный белок ВТ-токсин, который вызывает образование пор в кишечнике насекомого и оно погибает.
Слайд №3. “Негниющие томаты”. Созданы томаты с повышенной лёжкостью. У таких томатов снижен синтез этилена – газа, вызывающего созревание плодов.
Слайд №4. “Устойчивость к вирусам”. Поражение растений вирусами уменьшает урожай в среднем на 30%. На сегодня получены устойчивые к вирусу трансгенные растения огурцов, кабачков и дыни.
Слайд №5. “Устойчивость к гербицидам”. Гербициды - химические вещества, применяемые для уничтожения растительности. Учёными были созданы ГМ - растения, устойчивые к гербицидам. Вместо постоянных прополок и рыхления междурядий над полем можно распылить гербицид. Культурные растения выживут, а сорняки погибнут. Опасения учёных: в результате “утечки генов” могут возникнуть суперсорняки.
Слайд №6. “Шампунь и другие моющие средства”. Для производства СМС используется лавровая кислота из пальмового масла. Для снижения зависимости от импорта пальмового масла ученые создали трансгенный рапс с повышенным содержанием лавровой кислоты.
Слайд №7. “Эко – свинья”. Навоз со свиноферм, попадая в водоёмы, вызывает бурный рост водорослей. Учёные ввели ген фитазы, которая расщепляет фосфаты в пище свиньи, уменьшая тем самым их содержание в помёте животного. Это существенно снижает вредное влияние свиноферм на окружающую среду.
Слайд №8. “Быстрорастущий лосось” В трансгенном лососе гормон роста образуется круглый год, увеличивая скорость роста рыбы в 2-3 раза. Опасения учёных: ГМ лосось способен размножаться с обычным лососем, создавать гибриды, которые вырастают еще быстрее, чем даже ГМ лосось.
Слайд №9. “Банановая вакцина”. Вскоре люди смогут получать вакцину от гепатита B и холеры, просто съев банан. Когда люди съедают кусок генетически созданного банана, заполненного вирусными белками, их иммунная система создает антитела для борьбы с болезнью; то же происходит и с обычной вакциной.
Учитель: Нужны ли нам трансгенные продукты? (Голосование учащихся с помощью цветных стикеров и аргументирование своего выбора). Также и в мире люди разделились на два лагеря: сторонники и противники ГМО.
| Сторонники ГМО | Противники ГМО |
| ГМО спасут растущее население Земли от голода, ведь генетически модифицированные растения могут существовать на менее плодородных почвах и давать богатый урожай, а затем долго храниться. | Генетическая технология еще несовершенна. |
Все испытания ГМП были краткосрочными Негативное влияние модифицированных продуктов может проявляться через длительное время или отражаться на потомстве.
Урок заканчивается рефлексией. Приём “Шесть шляп мышления”.
- Красная шляпа. Выразите, пожалуйста, свои эмоции от урока.
- Жёлтая шляпа. Что позитивного в работе группы вы можете отметить?
- Чёрная шляпа. Какие недостатки в работе группы вы заметили?
- Белая шляпа. Что нового вы узнали на уроке?
- Зелёная шляпа. Где и как можно применять изученный материал?
- Синяя шляпа. Подведите общий итог, сделайте вывод.
1. Модестов С.Ю. Сборник творческих задач по биологии, экологии и ОБЖ: Пособие для учителей. – СПб: Акцидент, 1998.
2. Пепеляева О.А., Сунцева И.В. Поурочные разработки по общей биологии: 9 класс. – ВАКО, 2006.
3. Реннеберг Р., Реннеберг И. От пекарни до биофабрики: Пер. с нем. – М.: Мир, 1991.
Читайте также: