Урок в 9—м классе "Методы селекции"

Урок в 9–м классе "Методы селекции"

Урок в 9–м классе "Методы селекции" <532933>

Цель урока:

Образовательная – познакомить учащихся с основными методами селекции, обеспечить усвоение базовых понятий сорт, порода, штамм, научить различать сорта и гибриды.

Воспитательная – подчеркнуть роль трудолюбия, любви к своему делу, свойственной увлечённым селекционерам.

Развивающая – расширить познания учащихся о современных методах селекции.

План урока

I. Актуализация знаний (устный опрос).

Что изучает селекция? Какой вклад в развитие селекции внёс ? Что такое сорт, порода или штамм? Каковы же задачи, стоящие перед селекцией? Сформулируйте задачи, стоящие перед селекцией?

1.повышение урожайности сортов растений и продуктивности пород животных

Повышение экологической пластичности сортов (выведение сортов, которые можно выращивать в различных климатических условиях – вспомнить понятие “ районирование”) Выведение сортов, устойчивых к различным заболеваниям (на примере фитофтороустойчивых сортов картофеля) Выведение сортов растений, пригодных для механического выращивания и пород животных для промышленного разведения

Какие задачи ещё можно поставить перед селекцией (учащиеся предлагают свои варианты)? Каковы же методы селекции, которые помогут решить поставленные задачи?

II. Объяснение нового материала

Основные методы селекции – отбор и гибридизация. Отбор бывает массовый и индивидуальный. При индивидуальном отборе выбирают отдельную особь с нужными признаками и получают от неё потомство. Индивидуальный отбор применяется для самоопыляющихся растений и животных. Массовый отбор применятся в селекции перекрёстноопыляемых растений некоторых животных.

Гибридизация это процесс скрещивания родительских форм и получение от них гибридов. Различают два вида гибридизации – близкородственную и отдалённую (иногда даже межвидовую).

Рассмотрим упрощённую схему комбинационной селекции для получения нового сорта самоопыляющегося растения (например пшеницы).

1 этап – скрещивание между собой двух родительских форм.

2 этап – оценка гибридов до восьмого поколения (при самоопылении к 7-8 поколению достигается почти 100% уровень гомозиготности) Таким образом цель отбора для многих селекционных программ является получение максимально гомозиготных форм. Что же такое гомозиготность? Гомозиготность – это такое состояние наследственного аппарата, при котором гомологичные хромосомы имеют одну и ту же форму аллельных генов.

3 этап – отбор лучших потомков, их оценка, испытание на урожай и другие признаки.

Заключительный этап - лучшее потомство становится сортом.

Аналогично получают и породы животных, к примеру, если заниматься разведением чистокровных такс, спаривание полных братьев и сестёр приводит к 90% - ной гомозиготности к 8 поколению, а при скрещивании двоюродных братьев и сестёр гомозиготность достигает 65% лишь к 15-16 поколению.

Почему же повышение гомозиготности является важнейшей задачей селекции? Оказывается, скрещивание разных чистых линий приводит к явлению гетерозиса, явлению гибридной силы. При данном явлении резко возрастает жизнестойкость особей, увеличивается урожайность и плодовитость. Но к сожалению эффект гетерозиса быстро затухает, так как при дальнейших скрещиваниях гены переходят в гомозиготное состояние и это приводит к неблагоприятным последствиям (депрессия генов).

Таким образом, близкородственное скрещивание - инбридинг проводят для получения максимально гомозиготных форм, а чтобы разнообразить генотип, насыщать его различными аллелями, для повышения гетерозиготности проводят аутбридинг – скрещивание между особями разных сортов и пород и даже разных видов. Например, скрещивая ослов с лошадьми получают мулов и лошаков, бизонов с коровами – коровобизонов, пшеницу с рожью – тритикале. При этом селекционеры нашли методы преодоления бесплодия у межвидовых гибридов (в 1924 году путём полиплоидизации получил плодовитый капустно-редечный гибрид).

Развитие генетики привело к тому, что человек может целенаправленно манипулировать генами. Совокупность приёмов, методов и технологий выделения генов из организма, осуществления манипуляций с генами и введения их в другие организмы называется генной инженерией. Генная инженерия не является наукой в широком смысле, но является инструментом биотехнологии.

Биотехнология – это интеграция естественных и инженерных наук для получения необходимых человеку веществ. Генная инженерия открывает широкие возможности в повышении изменчивости видов, служит для получения желаемых качеств, создания генетически модифицированных организмов (ГМО). В отличие от традиционной селекции, входе которой генотип особи подвергается лишь косвенно, генная инженерия позволяет непосредственно вмешиваться в генетический аппарат, применяя технику молекулярного клонирования. Генная инженерия позволяет встраивать в геном организма одного вида гены другого вида. В результате такого переноса, называемого трансформацией, получается трансгенное растение или животное с “чужим” геном, который будет в дальнейшем передаваться потомкам. Уже существуют улучшенные сорта кукурузы, риса, сои, хлопчатника, сахарной свёклы, масличного рапса и люцерны, выведенные из трансгенных растений. Среди признаков, переданных методом трансформации – устойчивость к гербицидам, к насекомым вредителям, к болезням, повышенная питательная ценность и особенности размножения, способствующие созданию новых сортов. В числе долгосрочных целей – повышение эффективности фотосинтеза, устойчивость к экстремальным условиям среды (жаре, холоду, засухе и т. п.), общей продуктивности и усиления реакции на внесение удобрений. Разрабатывают программы выведения трансгенных животных, дающих продукцию повышенного качества и устойчивых к болезням и средовым стрессам.

Существуют методы и хромосомной инженерии. Эти методы позволяют ввести в геном определённого вида или сорта какой-либо пары дополнительных хромосом, контролирующих развитие нужных признаков, или замещение одной пары гомологичных хромосом на другую. Новые формы называют дополненными линиями, что позволяет создавать “идеальные сорта”.

За последние несколько десятилетий учёные создали методы, благодаря которым отдельные клетки тканей и растений можно заставить расти и размножаться отдельно от организма. Это методы клеточной инженерии, которые позволяют решать многие проблемы - клетки женьшеня вырабатывают ценные биологически активные вещества, можно осуществлять гибридизацию соматических клеток, пересаживать ядра соматических клеток в яйцеклетку (возможно клонирование животных).

Итак, генетика является теоретической основой селекции. Каждый организм обладает генетическим потенциалом, передающимся из поколения в поколение. Задача селекционеров - изменить генофонд популяции в желаемом направлении, для этого существуют как ставшие традиционными, так и современные методы селекции.

III. Закрепление изученного материала (решение биологических задач).

В 1760-е годы английский селекционер Р. Бейкуэлл сформулировал два правила селекции крупного рогатого скота: “Скрещивай лучшее с лучшим” и “Подобное рождает подобное”. Трудами этого специалиста Англия во многом обязана своим лидирующим положением в племенном животноводстве. О каких методах селекции идёт речь в данных высказываниях? Знаменитый русский селекционер вывел более 300 сортов плодовых и ягодных культур, на выведение же одного сорта требуется не менее 20 лет. Поэтому жизнь этого учёного - беспримерный подвиг, пример колоссального трудолюбия и патриотизма. Мало кому известно, что Мичурин занимался и селекцией цветов – роз, лилий. Голландцы предлагали большие деньги за лилию фиалкоцветную. Не продал…

А каков метод получения этого растения, излюбленный мичуринский метод?

Всеми любимый виноград сорта кишмиш не имеет семечек, обладает раннеспелостью и приятным вкусом. Сорт Кишмиш Чёрный. Кишмиш белый овальный обладают хромосомным набором 4 п. Как называются такие растения, как можно получить растения с удвоенным набором хромосом? Некоторые объекты сочинской олимпиады в 2014 году заденут территорию Северо-Кавказского биосферного заповедника. С целью сохранения эндемичных растений этого заповедника, например иглицу колхидную, перевезли в город Волгоград, где их не только сохранят, но и увеличат их численность. Предложите метод, как это можно сделать.

IV. Домашнее задание.

Подготовить сообщение о истории создания породы ваших домашних питомцев (можно подготовить и провести дискуссию о ГМО). Повторить основные понятия генетики: ген, гетерозигота, гетерозис, фенотип, экстерьер, сорт, штамм, биотехнология и т. д.

Урок хочется закончить анализом знаменитого мичуринского высказывания “Мы не можем ждать милостей от природы, взять у неё – наша задача” Но мало кто знает продолжение этой фразы: “Но к природе надо относиться бережно и по возможности сохранять её в первозданном виде”. В наш сегодняшний век – век манипулирования генетическим материалом, актуальнее вторая часть мичуринского завета, поэтому перед селекционерами сейчас важнейшими являются и нравственные задачи.

Приложение 1.

ДИДАКТИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ

Задание №1: Прочитайте п.1 стр. 122-123.п.1 стр. 100 в учебнике биологии 9кл. и выполните задания. А. выберите правильный ответ

I. Селекция представляет собой -

1)одомашнивание диких животных окультуривание дикорастущих растений.

2)выращивание растений в суровых условиях.

3дрессировка животных.

4)создание новых, полезных человеку пород животных и сортов растений.

II. Какие важнейшие свойства живых организмов лежат в основе селекции -

1) фотосинтез

2) наследственность и изменчивость

3) обмен веществ

4) выделение и дыхание.

Задание № 2. Используя  учебники: Биология 6 кл., , (стр. 203-204),Биология 7 кл., , (стр. 280-283) ответьте на вопросы:

1.Чем вид отличается от сорта (породы). Что такое сорт(порода, штамм)

Используя учебник, Биология  6 класс , 9 класс и др.  Дополните  фразы.

2.Сорта яблонь - Антоновка, Боровинка, Белый налив относятся к одному виду - …..

Предками собаки были - …  , лошади-…, коровы-…, овцы-…, козы-…, свиньи -…, кур-…

  Приложение 2.

ДИДАКТИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ

Используя текст «Центры происхождения культурных растений» , Учебник Биология. 9 класс. , , (стр. 123-125), ответьте на вопросы 1.С какой целью организовал в 20-30гг. десятки экспедиции по всему миру.

2.Какой вывод сделал , анализируя собранный материал.

3.Заполните таблицу, правильно подставляя предложенные растения напротив названии центров

Названия центров	Названия растений
1
2
3
4
5
6
7
8

4.Сформулируйте закон, открытый . Раскройте его значение для практической биологии.

Урок биологии по теме "Основы селекции. Работы Вавилова" <522619>

Цели

расширить знания о селекции как науке, познакомить с краткой историей селекции, углубить знания учащихся о культурных растениях и их происхождении, познакомить учащихся с исследованиями ; подчеркнуть роль и значения закона Вавилова в практической биологии; развивать навыки работы с компьютером.

Оборудование: карта «Центры происхождения культурных растений», раздаточный гербарный материал, дидактические задания для групп, муляжи плодов, дополнительная литература.

Метод: интерактивный с использованием методов компьютерных технологий.

Тип урока: изучение нового материала.

Ход урока

I. Организационный момент

II. Изучение новой темы

Предлагаю учащимся записать тему урока.

1 этап. Для актуализации знаний о науке селекции предлагаю посмотреть заранее выполненную презентацию учащихся. (Приложение 1) После просмотра презентации класс выполняет задание №1 и №2. (Приложение 2)

2 этап. Самостоятельная работа с текстом учебника. Прочитайте текст на стр. 123-124 п. «Центры происхождения культурных растении» и ответьте на вопросы.

1. Какое предположение (гипотезу) выдвинул , анализируя собранный материал видов и сортов растении? (Некоторые районы обладают богатством сортов определенных видов культурных растении. Районы наибольшего генетического разнообразия какого-либо культурного растения является центром его происхождения.)

2. Каковы были результаты экспедиции ? (Были установлены 8 очагов происхождения культурных растении. Центры происхождения культурных растении совпадают с очагами возникновения великих цивилизации древностей.)

После оформления ответов классу демонстрируется Презентация 2 - «Откуда родом культурные растения». (Приложение 3) После просмотра на каждую парту раздаю листки с названиями центров и предлагаю подобрать к ним соответствующие растения из гербарного материала или муляжей плодов.

Затем следует объяснительный рассказ учителя о законе гомологических рядов наследственной изменчивости.

Пионером разработки научных основ селекционной работы в нашей стране был Николай Иванович Вавилов и его ученики.

В поисках исходного материала для получения новых гибридов растений организовал в 20-30-е годы десятки экспедиций по всему миру. Во время этих экспедиций было собрано более 1500 видов культурных растений и огромное количество их сортов. Анализ собранного материала позволил сформулировать закон, устанавливающий параллелизм в наследственной изменчивости организмов и имеющий большое значение, как для теоретической генетики, так и для практической селекции. Это обобщение, получившее название закона гомологических рядов наследственной изменчивости, выглядит так: «генетически близкие роды и виды характеризуется сходными рядами наследственной изменчивости с такой правильностью, что, зная ряд форм в пределах одного вида, можно предвидеть нахождение параллельных форм у других родственных видов и родов». Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости Вавилова помогает исследователю ориентироваться среди огромного разнообразия живых существ объединенных в науке по видам, родам, семействам и т. д.

В природе Вавилов обнаружил, удивительное повторение одних и тех же признаков у растений, принадлежащих к различным ботаническим видам. Так, у мягкой пшеницы есть растения с остистыми колосьями, полуостистые; белоколосые, красноколосые, герноколосые, сероколосые и с неопущенными чешуями высокорослые и низкорослые, озимые и яровые.

Родственные мягкой пшеницы виды – плотноколосная пшеница, круглозерная, пшеница спельта имеют точно такие же формы.

Это явление Вавилов объяснил так.

У родственных организмов изменчивость признаков идет в одном направлении, т. е параллельно. Такую параллельную изменчивость имеют не только виды одного и того же рода, но и виды близких по происхождению родов. Например, пшеницы, ячменя, ржи, овса, и др. злаков.

Вавилов установил, что подобный параллелизм (гомологичность) изменчивости присущ не только растениям, но и всему живому миру.

В основе этого явления лежат не случайные, а вполне закономерные генетические, то есть наследственные взаимосвязи между поколениями организмов (т. е филогенетические). Чем ближе по своим наследственным связям особи видов, родов и даже семейств, тем резче проявляется у них параллелизм признаков.

Этот закон может способствовать более рациональному использованию органических богатств Земли. Закон гомологичных рядов признан одним из основных законов живой природы. Он облегчает поиск нужных для селекции хозяйственных признаков растений и животных.

III. Закрепление

IV. Рефлексия