Занимается усовершенствованием и выведением новых сортов растений видов животных и микроорганизмов
Обновлено: 07.07.2024
СЕЛЕКЦИЯ. !
Слово "селекция" произошло от лат. "selectio" , что в переводе обозначает "выбор, отбор" Селекция ¦ это наука, которая разрабатывает новые пути и методы получения сортов растений и их гибридов, пород животных. Это также и отрасль сельского хозяйства, занимающаяся выведением новых сортов и пород с нужными для человека свойствами: высокой продуктивностью, определенными качествами продукции, невосприимчивых к болезням, хорошо приспособленных к тем или иным условиям роста.
2. Генетика, как теоретическая основа селекции.
Теоретической основой селекции является генетика -наука о законах наследственности и изменчивости организмов и методах управления ими. Она изучает закономерности наследования признаков и свойств родительских форм, разрабатывает методы и приемы управления наследственностью. Применяя их на практике при выведении новых сортов растений и пород животных, человек получает нужные формы организмов, а также управляет их индивидуальным развитием онтогенезом.
Основы современной генетики заложил чешский ученый Г. Мендель, который в 1865 году установил принцип дискретности, или прерывности, наследовании признаков и свойств организмов.
В опытах с горохом исследователь показал, что признаки родительских растений при скрещивании не уничтожаются и не смешиваются, а передаются потомству либо в форме, характерной для одного из родителей, либо в промежуточной форме, вновь проявляясь в последующих поколениях в определенных количественных соотношениях. Его опыты доказали также, что существуют материальные носители наследственности, в последствии названные генами. Они особые для каждого организма.
В начале двадцатого века американский биолог Т. Х. Морган обосновал хромосомную теорию наследственности, согласно которой наследственные признаки определяются хромосомами органоидами ядра всех клеток организма. Ученый доказал, что гены расположены среди хромосом линейно и что гены одной хромосомы сцеплены между собой. Признак обычно определяется парой хромосом. При образовании половых клеток парные хромосомы расходятся. Полный их набор восстанавливается в оплодотворенной клетке. Таким образом новый организм получает хромосомы от обоих родителей, а с ними наследует те или иные признаки.
В двадцатых годах возникли и стали развиваться мутационная и популяционная генетики. Популяционная генетика это область генетики, которая изучает основные факторы эволюции наследственность, изменчивость и отбор - в конкретных условиях внешней среды, популяции. Основателем этого направления был советский ученый С. С. Четвериков. Мутационную генетику мы рассмотрим параллельно с мутагенезом.
В 30-е годы генетик Н. К. Кольцов предположил, что хромосомы - это гигантские молекулы, предвосхитив тем самым появление нового направления в науке молекулярной генетики.
Позднее было доказано, что хромосомы состоят из белка и молекул дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) . В молекулах ДНК и заложена наследственная информация, программа синтеза белков, являющихся основой жизни на Земле.
Современная генетика развивается всесторонне. В ней мно-го направлений. Выделяют генетику микроорганизмов, растений, животных и человека. Генетика тесно связана с другими биологическими науками - эволюционным учением, молекулярной биологией, биохимией. Она является теоритической основой селекции. На основе генетических исследований были разработаны методы получения гибридов кукурузы, подсолнечника, сахарной свеклы, огурца, а также гибридов и помесей животных, обладающих вследствие гетерозиса (гетерозис- это ускорение роста, увеличение размеров, повышение жизнеспособности и продуктивности гибридов первого поколения по сравнению с родительскими организмами) повышенной продуктивностью.
Селекция — это наука, разрабатывающая методы получения новых и совершенствования существующих пород животных, сортов растений и штаммов микроорганизмов.
- повышение продуктивности организмов;
- улучшение качества продукции (вкуса, внешнего вида, химического состава);
- улучшение хозяйственно важных физиологических свойств (устойчивости к болезням и вредителям, отзывчивости на удобрения или корм).
Сорт , порода , штамм — это искусственно созданная устойчивая группа (популяция) живых организмов, имеющая определённые наследственные особенности.
Все особи такой группы имеют сходные морфологические и физиологические признаки, однотипную реакцию на изменение факторов внешней среды, определённый уровень продуктивности.
1. Искусственный отбор используется для сохранения и размножения особей с желаемой комбинацией признаков. Различают массовый и индивидуальный отбор.
При массовом отборе одновременно отбирают большое число особей с нужным признаком, остальные выбраковывают. Это отбор по фенотипу, он не даёт генетически однородного материала. Повторяется многократно.
При индивидуальном отборе (по генотипу) выделяют одну особь с необходимыми признаками и получают от неё потомство.
2. В селекционной работе используют следующие методы гибридизации : инбридинг, аутбридинг и отдалённую гибридизацию.
При инбридинге скрещиваются потомки с родительскими формами или потомки одних и тех же родителей. Этот тип скрещивания применяют для получения чистых линий , т. е. перевода большинства генов в гомозиготное состояние и закрепления ценных признаков. Нежелательным последствием близкородственного скрещивания является инбредная депрессия — снижение продуктивности и жизнеспособности потомства из-за проявления рецессивных мутаций.
При неродственном скрещивании может наблюдаться эффект гетерозиса ( гибридной силы ) — повышение жизнеспособности и продуктивности гибридов по сравнению с родительскими формами. Гетерозис проявляется у гибридов первого поколения и обусловлен переходом большинства генов в гетерозиготное состояние. При этом нежелательные рецессивные мутации становятся скрытыми. При половом размножении в следующих поколениях степень гетерозиготности уменьшается и эффект гибридной силы исчезает. Он может сохраняться только при вегетативном размножении.
Осуществляется с трудом, а полученные гибриды бесплодны из-за затруднения конъюгации хромосом разных видов в профазе \(I\) мейоза. Разработаны методы преодоления бесплодия.
3. Искусственный ( индуцированный ) мутагенез используют для увеличения разнообразия исходного материала. Мутагенез вызывают действием мутагенных факторов, например, рентгеновского облучения. Мутации носят ненаправленный характер, поэтому селекционер отбирает организмы с новыми полезными свойствами.
Геномной мутацией является полиплоидия , т. е. кратное увеличение числа хромосомных наборов. Используется в селекции растений. Большинство современных сортов сельскохозяйственных растений полиплоидны. Их урожайность может быть в несколько раз выше, чем у исходных диплоидных форм. Кроме того, полиплоидия даёт возможность преодолеть бесплодие гибридов, полученных при межвидовой гибридизации.
Искусственно полиплоидию вызывают обработкой растений с помощью колхицина . Это вещество нарушает ход мейоза — оно препятствует формированию нитей веретена деления, из-за чего не происходит расхождения гомологичных хромосом.
Поиск исходного материала облегчает закон гомологических рядов наследственной изменчивости , открытый Н. И. Вавиловым .
Родственные роды и виды живых организмов характеризуются сходными рядами наследственной изменчивости.
Если известны формы изменчивости одного вида, то можно предположить, что подобные формы будут существовать и у других близкородственных видов.
Н. И. Вавилов установил также семь центров происхождения культурных растений и основал мировую коллекцию семян культурных растений и их диких сородичей.
Тест по биологии Селекция и биотехнология 10 класс. Тест включает два варианта, в каждом по 14 заданий.
Вариант 1
A1. Наука, занимающаяся созданием новых и улучшением существующих пород животных и сортов растений
1) селекция
2) агрономия
3) биотехнология
4) бионика
А2. Совокупность особей животных, искусственно созданная человеком и характеризующаяся определенными наследственными особенностями, — это
1) сорт
2) порода
3) популяция
4) вид
А3. Отбор, производимый по генотипу
1) индивидуальный
2) естественный
3) массовый
4) стихийный
А4. Эффект гетерозиса обусловлен
1) низкой гетерозиготностью гибридов
2) переводом генов из гетерозиготного состояния в гомозиготное
3) высокой гетерозиготностью гибридов
4) накоплением рецессивных мутаций
A5. В результате полиплоидии у культурных растений происходит
1) кратное увеличение числа хромосом
2) изменение последовательности нуклеотидов
3) перестройка хромосом
4) изменение последовательности генов в хромосоме
А6. Центром происхождения картофеля является
1) Абиссиния
2) Средиземноморье
3) Южная Азия
4) Южная Америка
А7. Получение селекционерами полиплоидной пшеницы является примером
1) географической изменчивости
2) точковой мутации
3) геномной мутации
4) комбинативной изменчивости
А8. Отдаленные гибриды обычно бесплодны, так как:
1) их клетки не делятся митозом
2) их хромосомы не вступают в конъюгацию
3) их клетки не имеют ядра
4) гаметы родительских форм различаются по размерам
А9. Впервые разработал способы преодоления бесплодия межвидовых гибридов
1) Г.Д. Карпеченко
2) К.А. Тимирязев
3) Н.В. Цицин
4) Н.И. Вавилов
A10. Выведением новых сортов плодовых растений занимался выдающийся русский селекционер
1) Г.Д. Карпеченко
2) Н.И. Вавилов
3) И.В. Мичурин
4) А.Н. Северцов
A11. Основной метод в селекционной работе И.В. Мичурина
1) получение радиационных мутантов
2) отдаленная гибридизация
3) искусственный мутагенез
4) получение полиплоидных форм
А12. Процесс первого этапа селекции — это
1) научная селекция
2) одомашнивание
3) промышленная селекция
4) генетическая инженерия
А13. Биотехнология для развития медицины обеспечивает получение
1) кормового белка
2) межвидовых гибридов
3) антибиотиков, витаминов и гормонов
4) новых сортов растений и пород животных
B1. Установите последовательность этапов биотехнологического процесса по созданию генетически измененных организмов для получения кормового белка.
А. Введение в бактериальную клетку молекулы ДНК с нужным геном
Б. Получение гена, кодирующего нужный признак
В. Использование трансформированных клеток для получения белка
Г. Отбор клеток с дополнительным геном, производящим кормовой белок
(В ответ запишите ряд букв.)
Вариант 2
A1. Главной задачей селекции является
1) изучение строения и жизнедеятельности домашних животных
2) выведение новых сортов растений и пород животных
3) изучение строения и жизнедеятельности культурных растений
4) изучение жизнедеятельности сельскохозяйственных вредителей
А2. В основе методов селекции животных, растений и микроорганизмов лежит
1) изменение условий окружающей среды
2) наследственная изменчивость и искусственный отбор
3) наследственная изменчивость и естественный отбор
4) ненаследственная изменчивость и искусственный отбор
А3. Однородная группа растений, искусственно созданная человеком и характеризующаяся определенными признаками, передающимися по наследству, — это
1) сорт
2) порода
3) популяция
4) вид
А4. Отбор, производимый по фенотипу
1) индивидуальный
2) естественный
3) массовый
4) гетерозисный
A5. Чистая линия — это потомство, полученное в результате
1) инбридинга
2) гетерозиса
3) аутбридинга
4) мутагенеза
А6. В селекции при скрещивании чистых линий между собой наблюдается
1) полиплоидия
2) гетерозис
3) аутбридинг
4) близкородственное скрещивание (инбридинг)
А7. Метод селекции, при котором на организм воздействуют рентгеновскими лучами, — это
1) гибридизация
2) гетерозис
3) аутбридинг
4) мутагенез
А8. При удвоении числа хромосом путем разрушения колхицином веретена деления в делящейся клетке получаются
1) отдаленные гибриды
2) радиационные мутанты
3) полиплоиды
4) чистые линии
А9. В селекции животных обычно не используется метод:
1) получения чистых линий
2) гибридизации
3) получения полиплоидов
4) инбридинга
A10. Центры происхождения культурных растений установил
1) Г.Д. Карпеченко
2) Н.И. Вавилов
3) И.В. Мичурин
4) А.Н. Северцов
A11. Центром происхождения твердой пшеницы является:
1) Абиссиния
2) Средиземноморье
3) Южная Азия
4) Центральная Америка
А12. Отрасль хозяйства, которая производит различные вещества, используя микроорганизмы, клетки и ткани организмов
1) эмбриология
2) Физиология
3) микробиология
4) биотехнология
А13. В биотехнологии чаще всего используются
1) вирусы
2) бактерии и грибы
3) одноклеточные водоросли
4) животные
В1. Установите правильную последовательность действий селекционера по выведению нового сорта.
А. Скрещивание исходного материала
Б. Индивидуальный или массовый отбор гибридов
В. Подбор исходного материала
Г. Размножение гибридных особей
(В ответ запишите ряд букв.)
Еще на школьной скамье нам рассказывали про основы селекции на примере скрещивания генетических материалов растений. Благодаря чему появились новые сорта, более устойчивые и производительные.
Основы
Наука генетика изучает генетическую информацию видов, содержащуюся в ДНК . Способы ее сохранения, изменения и передачи в следующее поколение. Селекция занимается выведением новых генетических типов, до этого не существовавших. Симбиоз этих двух дисциплин позволят производит более совершенные растения, животных и даже людей.
Цели генетической селекции
У каждой науки есть конкретные цели для которых проводятся эксперименты и выбираются методики их реализации. Для генетической селекции можно выделить следующие:
- Получение наиболее успешных генотипов с заданными параметрами.
- Минимизация патологий вследствие мутаций.
- Способность организма передавать измененную ДНК в следующее поколение с сохранением родительских качеств.
- Усовершенствование последующих методик, на основе полученных данных.
Таким образом ученым удается масштабировать гибридизацию. Появляются возможности для совершенствования продуктов селекции.
Методики
В основе изменения генетического материала лежит получение нового генотипа с заданными параметрами или хаотическими, но превзошедшими родительский организм. И при этом способным к дальнейшему размножению. К основным методикам относятся:
- Внутривидовое скрещивание. Соединение геномов наиболее сильных особей внутри одного вида.
- Межвидовое скрещивание. Привитие одному виду определенных параметров другого с целью формирования конкретных качеств. Так, например, растениям прививали гены рыб, чтобы получить морозоустойчивые сорта растений.
- Полиплоидия. Увеличение количества хромосом в кариотипе с целью увеличения рождаемости.
- Точечные мутации. Проводятся с помощью обработки исследуемого объекта мутагеном. В результате мутагенеза ученый получает новые качества объекта.
- Клеточная инженерия. Занимается изменением организмов на клеточном уровне для получения новых гибридов.
- Генная инженерия. Проводит манипуляции с генами с целью их изменения, удаления или включения новых. Это позволяет производить новые генотипы.
Практическое применение
Рассмотрим примеры на основе микроорганизмов, растений, животных и человека.
Микроорганизмы
Вирусы и бактерии являются наиболее удобным и простым объектом исследований для селекционера. Ввиду высокой скорости размножения и смены поколений можно за короткий срок отследить изменения в результате мутаций.
Читайте также: