САМОЕ СВЕЖЕЕ

1 ХНП СНП Естествознание на 06.05.20

Просмотр 0 веток ответов
  • Автор
    Сообщения
    • #17310

      Тема: Предмет, задачи и методы селекции. Решение элементарных генетических задач.
      1). Селекция — это наука о методах создания новых и улучшения существующих пород животных, сортов растений и штаммов микроорганизмов.Задачи современной селекции:
      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.
      Методы селекции.
      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.
      Инбридинг — близкородственное скрещивание.
      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.
      Аутбридинг — неродственное (межпородное или межсортовое) скрещивание.
      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.
      Отдалённая гибридизация — скрещивание организмов, относящихся к разным видам и родам.
      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. Полиплоидия позволяет избежать бесплодия межвидовых гибридов. Кроме того, многие полиплоидные формы культурных растений (пшеницы, картофеля, овощных культур) имеют более высокую урожайность, чем родственные диплоидные виды.
      Искусственно полиплоидию вызывают обработкой растений колхицином. Колхицин разрушает нити веретена деления и препятствует расхождению гомологичных хромосом в процессе мейоза.
      Работы Н. И. Вавилова
      Для успешной селекционной работы в первую очередь необходим разнообразный исходный материал.
      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.
      2). Селекция растений
      В селекции растений наиболее широко используются такие методы, как мутагенез, массовый отбор, внутривидовая гибридизация (инбридинг и аутбридинг), отдалённая гибридизация, полиплоидия.
      Для увеличения разнообразия исходного материала применяется искусственный мутагенез, при котором частота мутаций возрастает в десятки и сотни раз.
      Пример: с помощью рентгеновского излучения выведены ценные сорта злаков, отличающиеся повышенной урожайностью, укороченным стеблем, отсутствием остей. С помощью химических мутагенов созданы многие сорта картофеля, табака, томатов, перца, декоративных растений.
      Мутантные формы после отбора обычно вовлекаются в скрещивание для получения ценных комбинаций признаков.
      В селекции растений используются разные типы скрещиваний.
      Инбридинг (близкородственное скрещивание) у растений основан на принудительном самоопылении перекрёстноопыляющихся форм и используется для перевода генов в гомозиготное состояние и получения чистых линий.
      При скрещивании чистых линий образуются гибриды, обладающие ярко выраженным гетерозисом.
      Используется в селекции растений и отдалённая гибридизация. Полученные гибриды, как правило, бесплодны, что обусловлено в основном нарушениями мейоза при образовании половых клеток. Для преодоления нескрещиваемости видов разработаны специальные методы, одним из которых является полиплоидия.
      Впервые преодолеть бесплодие межвидового гибрида удалось в 1924 г. Г. Д. Карпеченко. Учёный получил бесплодный капустно-редечный гибрид с диплоидным набором 18 хромосом, из которых 9 «редечных» и 9 «капустных». Конъюгация этих хромосом не происходила. Карпеченко удвоил хромосомный набор. У полиплоидного гибрида оказалось 36 хромосом (по 18 «редечных» и «капустных). Появилась возможность конъюгации, и гибрид стал плодовитым.
      В 20 -х г. ХХ в. были получены пшенично-ржаные гибриды (тритикале). В 30 г. Н. В. Цицин осуществил скрещивание пшеницы с пыреем, а И. В. Мичурин получил межвидовые гибриды плодово-ягодных культур.Многие сельскохозяйственные растения являются полиплоидными. Полиплоидию у растений вызывают обработкой семян колхицином. С его помощью получены триплоидные, тетраплоидные и даже октоплоидные формы более чем у 500 видов растений.
      3). Селекция животных
      Селекция животных имеет ряд особенностей:
      животные размножаются только половым путём;
      число особей в потомстве небольшое;
      половозрелость наступает через несколько лет после рождения;
      затруднено выведение чистых линий, так как невозможно самооплодотворение;
      некоторые признаки (молочность, яйценоскость) проявляются только у самок.
      Основные методы (отбор и гибридизация) используются и в селекции животных. Отбор применяется только индивидуальный.
      Близкородственное скрещивание (инбридинг) применяется для закрепления в породе хозяйственно ценных качеств.
      Межпородное скрещивание (аутбридинг) проводится для закрепления необходимых человеку качеств, имеющихся у обеих пород. У гибридов наблюдается увеличение жизнеспособности, продуктивности, устойчивости к болезням, т. е. проявляется гетерозис.
      Пример: при скрещивании двух мясных пород кур получают гетерозисных бройлерных кур, которые отличаются быстрым ростом и большой массой.
      Отдалённая гибридизация подразумевает скрещивание животных, которые относятся к разным видам.
      Пример: при скрещивании лошади с другими непарнокопытными (ослом, зеброй и т. д.) получают жизнеспособное потомство, совмещающее признаки обоих видов.Отбор особей у животных бывает затруднён, потому что некоторые важные качества проявляются только у самок (плодовитость, яйценоскость у кур, молочность и жирность молока у крупного рогатого скота и т. д.).
      Для определения этих признаков у самцов используется метод определения качества производителей по потомству. Сначала от производителей получают небольшое потомство и сравнивают его продуктивность с матерями и со средней продуктивностью породы. Если продуктивность дочерей оказывается повышенной, то это указывает на большую ценность производителя, которого следует широко использовать для дальнейшего улучшения породы.
      В селекции животных находит широкое применение искусственное осеменение. С его помощью можно получить больше потомства от конкретного производителя.
      Для увеличения численности потомства ценной самки используют трансплантацию эмбрионов. У самки с помощью гормонов увеличивают количество яйцеклеток. Затем яйцеклетки оплодотворяют, извлекают эмбрионы и подсаживают их другим самкам.
      4). Биотехнология
      Биотехнология — методы и приёмы получения полезных для человека продуктов с помощью живых организмов.
      Биотехнологические процессы давно используются в производстве хлеба, молочнокислых продуктов, вина, пива.
      Объекты биотехнологии — микроорганизмы (бактерии, цианобактерии, грибы, протисты). Их особенности: короткий жизненный цикл, интенсивное размножение, большое разнообразие биохимических свойств, лёгкое получение мутантов.
      В селекции микроорганизмов используются индуцированный мутагенез и последующий отбор групп генетически идентичных клеток с заданными свойствами.
      Биотехнология открывает новые возможности для селекции. Её основные направления: микробиологический синтез, генная и клеточная инженерия.
      Микробиологический синтез — использование микроорганизмов для получения белков, ферментов, органических кислот, лекарственных препаратов и других веществ.
      С помощью микроорганизмов получают лизин (аминокислоту, не образующуюся в организме животных; её добавляют в растительную пищу), органические кислоты (уксусную, лимонную, молочную и др.), витамины, антибиотики.
      Клеточная инженерия — выращивание клеток вне организма на специальных питательных средах.
      Клетки растут и размножаются, образуя культуру ткани.
      Культура тканей — это фрагменты органов, тканей или клетки, выращиваемые вне организма.
      Из растительных клеток можно вырастить целый организм. С помощью этого метода получают и размножают ценные сорта растений.
      К методам клеточной инженерии относится гибридизация (слияние) как половых, так и соматических клеток.
      Гибридизация половых клеток позволяет проводить оплодотворение «в пробирке» и имплантацию оплодотворённой яйцеклетки в материнский организм.
      Гибридизация соматических клеток делает возможным создание новых сортов растений, обладающих полезными признаками и устойчивых к неблагоприятным факторам внешней среды.
      Получение гибридных клеток, совмещающих свойства лимфоцитов и раковых клеток, позволяет быстро получить антитела.
      Генная инженерия — искусственная перестройка генома.
      Пример: введя в генотип кишечной палочки соответствующие гены человека, получают гормоны инсулин и соматотропин.
      Организмы, в геном которых встроены гены других видов, называют трансгенными, или генетически модифицированными.
      5). Решение генетических задач. Алгоритм решения генетических задач
      1. Внимательно прочтите уровень задачи.
      2. Сделайте краткую запись условия задачи.
      3. Запишите генотипы и фенотипы скрещиваемых особей.
      4. Определите и запишите типы гамет, которые образуют скрещиваемые особи.
      5. Определите и запишите генотипы и фенотипы полученного от скрещивания потомства.
      6. Проанализируйте результаты скрещивания. Для этого определите количество классов потомства по фенотипу и генотипу и запишите их в виде числового соотношения.
      7. Запишите ответ на вопрос задачи.
      Приемы решения задач.
      I. Основные законы генетики
      Правило чистоты гамет: при образовании половых клеток в каждую гамету попадает только один ген из каждой аллельной пары. Чистота гамет обеспечивается независимым расхождением хромосом при мейозе.
      Правило единообразия гибридов первого поколения (первый закон Менделя): гибриды первого поколения (F1), полученные при скрещивании гомозиготных особей, однообразны по генотипу и фенотипу и обладают доминантным признаком. (Нужно уметь применять не только прямые, но и обратные формулировки законов Менделя. В данном случае это звучит так: если гибриды однообразны (одинаковы) по фенотипу (и генотипу), то их родители гомозиготны)
      Закон расщепления (второй закон Менделя): в потомстве (F2), полученном при скрещивании гибридов первого поколения (F1), наблюдается расщепление признаков в соотношении 3 к 1: 75% гибридов второго поколения обладают доминантными и 25% — рецессивными признаками. (Обратная формулировка: Если в потомстве наблюдается расщепление по фенотипу с соотношении 3:1, то родительские особи гетерозиготны по данному признаку)
      Закон независимого наследования признаков (третий закон Менделя): каждая пара признаков наследуется независимо от другой.
      Закон сцепленного наследования (закон Моргана): гены, локализованные в одной хромосоме, наследуются совместно (сцеплено).
      Задача: У кареглазого мужчины и голубоглазой женщины родились три кареглазые девочки и один голубоглазый мальчик. Ген карих глаз доминирует. Каковы генотипы родителей?
      а) отец АА, мать Аа б) отец аа, мать АА в) отец аа, мать Аа
      г) отец Аа, мать аа д) отец АА, мать аа
      Решение: Учитывая, что в оплодотворении участвуют мужские и женские гаметы, содержащие только по одному аллельному гену (Правило чистоты гамет), выясняем, что голубоглазый сын (обладатель рецессивного признака) получил по одному гену от каждого из родителей. В этом случае, однозначно, его кареглазый отец гетерозиготен. Тогда схема скрещивания будет выглядеть следующим образом:
      голубые карие
      Р: ♀ аа ✕ ♂ Аа
      F1: Аа – кареглазые дочери, аа – голубоглазый с Ответ: г)
      Задачи:
      1. У человека ген длинных ресниц доминирует над геном коротких ресниц. Женщина с длинными ресницами, у отца которой ресницы были короткими, вышла замуж за мужчину с короткими ресницами. Какова вероятность рождения в данной семье ребенка с длинными ресницами?
      2. Ген сахарного диабета рецессивен по отношению к гену нормального состояния. У здоровых супругов родился ребенок, больной диабетом. Какова вероятность рождения здорового ребенка в данной семье? Какова вероятность того, что второй ребенок родится больным?
      3. У человека серповидноклеточная анемия наследуется как признак неполностью доминантный. У рецессивных гомозигот развивается сильная анемия, приводящая к смерти, а у гетерозигот анемия проявляется в легкой форме. Малярийный плазмодий не может усваивать аномальный гемоглобин, поэтому люди, имеющие ген серповидноклеточной анемии, не болеют малярией. В семье у обоих супругов легкая форма анемии.
      а) Какова вероятность рождения ребенка с тяжелой формой анемии?
      б) Какова вероятность рождения ребенка, устойчивого к малярии?
      в) Какова вероятность рождения ребенка, чувствительного к малярии?
      конспект и решение задач выслать на электронную почту zorina.76@bk.ru до 8.05.20

Просмотр 0 веток ответов
  • Для ответа в этой теме необходимо авторизоваться.