Селекция биотехнология презентация егэ

1.

Основные методы селекции и
биотехнологии
Домашнее задание: параграф 64,
устно ответить на вопросы до и
после параграфа

2.

Селекция. Методы селекции.
Селекция — это наука о выведении и
улучшении сортов растений, пород
животных и штаммов
микроорганизмов; это эволюция,
направленная волей человека.

3.

Порода, сорт и штамм – это популяция
организмов, искусственно созданная
человеком, которая характеризуется
специфическим генофондом,
наследственно закрепленными
морфологическими и физиологическими
признаками, определенным уровнем и
характером продуктивности.

4.

Основные методы селекции:
Искусственный
отбор
Гибридизация
Искусственный
мутагенез

5.

Искусственный отбор по форме
А) Бессознательный отбор
Возникает на первых этапах одомашнивания
человеком животных и растений
Б) Методический отбор
Отбор в определенных направлениях и по
определенным признакам
Искусственный отбор по числу особей
А) Массовый отбор
Выделение целой группы особей, обладающий ценными
признаками
Б) Индивидуальный
Потомство от каждого растения или животного отдельно
контролируется и отбирается

6.

Искусственный отбор по числу особей
Массовый отбор:
Производится на основе
свойств, выявленных у
группы организмов
(растений или животных).
Недостаток: потомство
неоднородно уже в первом
поколении и дает
расщепление, поэтому
необходимо все время
отбирать особей, имеющих
данный признак
Индивидуальный отбор:
Производится на основе
индивидуальной
наследственной изменчивости
особи
Недостаток: происходит
повышение гомозиготности и
накопление рецессивных
признаков, снижающих
жизнеспособность в
гомозиготном состоянии;
При половом размножении
могут существовать
определенный период времени,
потом происходит расщепление

7.

8.

Гибридизация –искусственное скрещивание
различных по признакам особей с целью
выявления характера наследования признаков,
получения новых сочетаний и закрепления
признаков на уровне генотипа
1.Инбридинг – близкородственная гибридизация близкородственное скрещивание животных или
принудительное самоопыление растений с целью сохранения и
распространения особенно желательных признаков. Позволяет
перевести рецессивные гены в гомозиготное состояние. Часто
ведет к снижению жизнеспособности и продуктивности особи,
появлению уродств – инбредной депрессии.

9.

2. Аутбридинг – неродственное скрещивание
(внутривидовое и межвидовое), отдаленная
гибридизация.
Неродственное скрещивание организмов, относящихся
к разным линиям внутри породы или сорта, разным
сортам и породам, разным видам и родам,
отличающихся контрастными признаками.
Переводит вредные мутации в гетерозиготное
состояние, оказывая положительное влияние.
Потомки от скрещивания – гибриды

10.

Гетерозис –мощное развитие признаков (ускорение
роста, увеличение размеров, повышение
жизнестойкости и плодовитости) по сравнению с
родительскими формами у гибридов, полученных при
скрещивании особей двух чистых линий, одна из
которых несет доминантные, а другая — рецессивные
признаки в гомозиготном состоянии.
AAbbCCdd х aaBBccDD
AaBbCcDd
Для сохранения эффекта гетерозиса в следующих поколениях
организмы надо размножать только бесполым путем

11.

12.

Мул – гибрид
лошади и осла

13.

Искусственный мутагенез
Получение мутаций, контролируемых человеком
1927г. – американский генетик Меллер открыл
искусственный мутагенез.
Воздействовал на растения рентгеновскими, УФ,
химическими веществами.
(основные объекты — пшеница, ячмень, рис, овес, кукуруза,
гречиха, соя, хлопчатник и т.д.)
Созданные сорта превосходят исходные:
-урожайностью
-содержанием белка
-скороспелостью
-устойчивостью к полеганию
-устойчивостью к болезням

14.

Полиплоидия кратное увеличение количества
хромосом
Автоплоидыимеют
увеличенный по
сравнению с
диплоидным
набор хромосом
Аллоплоиды –
имеют в геноме
суммированные
наборы хромосом
разных видов

15.

Автоплоиды:
4n – клевер
(+) большой урожай зеленой
массы, устойчив к болезням
(-) шмели не могут опылять
3n – арбузы
(+) крупные плоды
(-) нет семян, сложно
размножать
3n- свекла
(+)урожайность выше,
содержание сахара выше,
устойчивость к болезням
Аллоплоиды:
Капустно-редечный
Ржано-пшеничный

16.

17.

В роде Осина (Populus) у всех видов 2n = 38, но в 20 веке
выявлены и случаи полиплоидии и анеуплоидии. Первый
триплопд осины обнаружен в Швеции в 1935 г., а позже — в
нескольких местах; обнаружена также и гаплоидная осина.
Триплоидные осины значительно превосходят диплоидные по
росту в высоту и толщину, устойчивее к гнили.

18.

Генная инженерия позволяет путем
операций в пробирке переносить
генетическую информацию из
одного организма в другой.
Генотип является не просто
механической суммой генов, а
сложной, сложившейся в
процессе эволюции
организмов системой.
Перенос
генов
дает
возможность преодолевать
межвидовые барьеры и
передавать отдельные
наследственные признаки
одних организмов другим.

19.

Сущность
методов
генной
инженерии
заключается
в
том,
что в генотип организма
встраиваются
или
исключаются из него
отдельные гены или
группы генов.
В
результате
встраивания
в генотип
ранее
отсутствующего
гена можно заставить
клетку
синтезировать
белки, которые ранее
она не синтезировала

20.

Хромосомная инженерия – позволяет заменить
отдельные хромосомы или добавить новые.
Клеточная инженерия – выращивание клеток вне
организма на специальных питательных средах
(культивирование), где они растут и
размножаются, образуя ткани.

21.

https://us04web.zoom.us/j/35267
64600?pwd=dTNHa01qUnBsMWR
HUnJXbHFrbXNiQT09
Идентификатор конференции:
352 676 4600
Код доступа: 3r0D8G

22.

Примеры
пород животных и сортов растений

23.

Триплоидные арбузы

24.

Цветы картофеля- естественного автотетраплоида

25.

Зеброид:
Зебра + лошадь и зебра + осел

26.

Американский кучерявый башкир

27.

Кролики породы Бабочка были выведены в Англии в конце 80-х годов XIX века.
Окраска кроликов белая с черными пятнами, симметрично разбросанными по
спинке, бокам. У некоторых кроликов эти пятна более светлые — голубых, серых,
шоколадных оттенков.

28.

Манчкины –по размеру манчкины достаточно небольшие, средний
вес представителя этой породы — 2–2,5 кг
Недостатки: прогнутая спина, вислый круп, выдающаяся грудная
кость (киль), кривые конечности.
Популяция манчкинов очень малочисленна, поэтому допустимы
скрещивания с некрупными кошками, не принадлежащими к той или
иной породе. Аутбридинг способствует расширению генофонда.

29.

Бестеры – гибриды
белуги и стерляди

30.

Хонорик:
Гибрид хорька
с норкой

31.

Лигр — это помесь льва и
тигрицы.
Лигры являются самыми
крупными из семейства
кошачьих в мире. Самки
лигров (лигрицы) могут
давать потомство, что
необычно для гибридов.
Внешним видом и
размером схож с
вымершим в плейстоцене
пещерным львом.
Необыкновенный
гигантизм лигра
объясняется тем, что в ДНК
льва и тигрицы имеется
ген, отвечающий за рост.

32.

Тигон:
Родители львица
и тигр

Слайд 1

Основные методы селекции и биотехнологии

Слайд 2

Селекция — наука о выведении новых и совершенствовании существующих сортов растений, пород животных и штаммов микроорганизмов с необходимыми человеку свойствами. Сорт, порода, штамм — популяция организмов, искусственно созданная человеком (генофонд, физические и морфологические признаки).

Слайд 3

1. Отбор 2. Гибридизация 3. Мутагенез 4. Клеточная инженерия 5. Генная инженерия Основные методы селекции

Слайд 4

Отбор 1. Методический отбор (определённые признаки) 2. Массовый отбор (желаемые признаки) 3. Индивидуальный отбор (отдельные особи с ценными качествами) Чистая лини я — группа генетически однородных организмов.

Слайд 5

Гибридизация 1. Близкородственная (инбридинг) — повышается степень гомозиготности организмов 2. Неродственная (аутбридинг) : внутривидовая, отдалённая — гетерозиготные оранизмы. Новые организмы превосходят родительские формы — эффект гетерозиса

Слайд 6

Генная инженерия это целенаправленный перенос нужных генов от одного вида в другой

Слайд 7

Клеточная инженерия это культивирование отдельных тканей и клеток на искусственных питательных средах

Слайд 8

Бельгийская голубая

Слайд 9

Сельскохозяйственные животные размножаются только половым путем Потомство, полученное от одной пары производителей, невелико Высока селекционная ценность каждой особи Особенности селекции животных

Слайд 10

Одомашнивание Отбор Гибридизация Основные методы селекции животных:

Слайд 11

Одомашнивание Человек бессознательно/целенаправленно отбирает животных с определёнными качествами, важных для человека в конкретных природных и экономических условиях.

Слайд 12

Основные направления селекции животных 1. высокая продуктивность 2. приспособленность к природным зонам 3. повышение качественных показателей продуктивности (жирномолочность, мясо, мех и шерсть) 4. снижение экономических затрат за счёт пород интенсивного типа 5. повышение устойчивости к заболеваниям

Слайд 13

Гибридизация и индивидуальный отбор Массовый отбор не применяется из-за небольшого количества особей

Слайд 14

Самый большой кот Геркулес — смесь льва и тигрицы. Вес 418 кг, длинна 3,3,м весота 1,8 м

Слайд 15

Бестер- помесь белуги и стерляди, который дает очень вкусную черную икру

Слайд 16

Искусственное осеменение — введениеполученной от высокоценных самцов спермы в половые пути самки с целью оплодотворения Полиэмбрионная гибридизация — искусственное образование нескольких зародышей из одной зиготы с последующим их введением в матку беспородных животных

Слайд 17

Генетическое клонирование

Слайд 18

Ученые -селекционеры и их достижения Методы, используемые при получении необходимых признаков Сорта или породы, полученные ученым Домашнее задание: параграфы 64 – 65 Заполнить таблицу, используя текст параграфа 65

Урок по теме
Селекция
Авторы

• Свиридова Татьяна Олеговна
• Штуро Наталья Юрьевна

СЕЛЕКЦИЯ

Наука, разрабатывающая теорию и методы

СЕЛЕКЦИЯ

создания сортов растений, пород животных и штаммов микроорганизмов

Сорт, порода, штамм – искусственно созданная человеком популяция организмов, имеющих сходные наследственно закрепленные особенности, однотипную реакцию на условия среды

• Сорт, порода, штамм – искусственно созданная человеком популяция организмов, имеющих сходные наследственно закрепленные особенности, однотипную реакцию на условия среды

СЕЛЕКЦИЯ ЖИВОТНЫХ
Особенности селекции животных

• Для животных характерно в основном половое размножение, поэтому любая порода является сложной гетерозиготной системой, и оценка генетических задатков качеств, которые у самцов фенотипически не проявляются (яйценоскость, жирномолочность), производится по потомству и родословной.
• У животных часто поздняя половозрелость, смена поколений происходит через несколько лет.
• Потомство у птиц и млекопитающих немногочисленное.

Методы селекции животных

гибридизация

отбор

Отдаленная гибридизация

Внутривидовая гибридизация

Межлинейная гибридизация

МЕТОДЫ СКРЕЩИВАНИЯ

• Инбридинг- близкородственное скрещивание. Приводит к депрессии (угнетению) жизнеспособности и других свойств

• Аутбридинг- неродственное скрещивание.

В селекции животных применяют следующие основные методы:

• Внутрипородное разведение направлено на сохранение и улучшение породы. Практически оно выражается в отборе лучших производителей, выбраковке особей, не отвечающих требованиям породы.

Межпородное скрещивание(аутбридинг)

• Используют для создания новой породы. Перед этим часто проводят близкородственное скрещивание (инбридинг): родителей скрещивают с потомством, братьев с сестрами, это помогает получить большее число особей, обладающих нужными свойствами. Инбридинг сопровождается жестким постоянным отбором, обычно получают несколько линий, затем производят скрещивание разных линий.

Хорошим примером может служить выведенная академиком М.Ф.Ивановым порода свиней — украинская белая степная. При создании этой породы использовались свиноматки местных украинских свиней с небольшой массой и невысоким качеством мяса и сала, но хорошо приспособленных к местным условиям. Самцами- производителями были хряки белой английской породы. Гибридное потомство вновь было скрещено с английскими хряками, в нескольких поколениях применялся инбридинг, были созданы различные линии, при скрещивании которых получены родоначальники новой породы, которые по качеству мяса и массе не отличались от английской породы, а по выносливости – от украинских свиней.

• Хорошим примером может служить выведенная академиком М.Ф.Ивановым порода свиней — украинская белая степная. При создании этой породы использовались свиноматки местных украинских свиней с небольшой массой и невысоким качеством мяса и сала, но хорошо приспособленных к местным условиям. Самцами- производителями были хряки белой английской породы. Гибридное потомство вновь было скрещено с английскими хряками, в нескольких поколениях применялся инбридинг, были созданы различные линии, при скрещивании которых получены родоначальники новой породы, которые по качеству мяса и массе не отличались от английской породы, а по выносливости – от украинских свиней.

Использование эффекта гетерозиса

• Часто при межпородном скрещивании в первом поколении проявляется эффект гетерозиса, гетерозисные животные отличаются скороспелостью и повышенной мясной продуктивностью. Например, при скрещивании двух мясных пород кур получают гетерозисных бройлерных кур.

Испытание
по потомству

• проводят для отбора самцов, у которых не проявляются некоторые качества (молочность и жирномолочность быков, яйценоскость петухов). Для этого производителей- самцов скрещивают с разными самками и оценивают продуктивность и другие качества дочерей, сравнивая их с материнскими и со среднепородными.

Искусственное осеменение

• Используют для получения потомства от лучших самцов- производителей. Этот метод легко применять, так как половые клетки можно хранить при температуре жидкого азота сколь угодно долго.
• Гормональная суперовуляция и трансплантация.
• С помощью нее у выдающихся коров можно забирать десятки эмбрионов в год, а затем имплантировать их в других коров, эмбрионы также могут храниться при температуре жидкого азота. Это дает возможность увеличить в несколько раз число потомков от выдающихся производителей.

Отдаленная гибридизация
(межвидовое скрещивание)

• Чаще всего межвидовые гибриды стерильны.
• гибрид кобылицы с ослом – мул, отличается выносливостью и долгожительством.
• Архаромериносы(плодовитые), которые, как и архары, могут пастись высоко в горах и, подобно мериносам, дают хорошую шерсть.
• При скрещивании белуги и стерляди получен плодовитый гибрид — бестер,
• Хорька и норки – хонорик,
• Продуктивен гибрид между карпом и карасем.

МУЛ

(кобылица +осел)

АРХАРОМЕРИНОСЫ

(архары+мериносы)

БЕСТЕР

(Белуга + стерлядь)

ХОНОРИК

(Хорек + норка)

ЛОШАК:

ослица х жеребец домашней лошади

ЗЕБРОИД: Зебра х лошадь домашняя

Лигр — это помесь самца льва и самки тигра.

Лигры являются самыми крупными из семейства кошачьих в мире.

Тигролев ( тиглон).

( папа тигр, мама львица )

Левопард

Левопард — это результат скрещивание самца леопарда с самкой льва. Голова животного похожа на голову льва, в то время как остальное тело больше напоминает леопарда.

Собаковолк

Свинья из железного века

Домашние свиньи темворской породы скрещиваются с диким боровом и получается так называемые свиньи из железного века

Зеброиды

Получаются в результате скрещивание зебры с лошадью, ослом или пони. Зеброидов предпочитают обычным зебрам по практическим соображениям, например, на них гораздо удобнее ездить верхом. Однако характер зеброидов более непредсказуем и с ними тяжело справиться. К тому же гибридные зебры крайне редко выживают больше нескольких дней, так как рождаются болезненными и недоразвитыми.

Верблюлама

Это гибрид верблюда и ламы. Рождаются на свет в результате искусственного оплодотворение, поскольку различие размеров животных не допускает естественного размножения.

Полярный гризли

Это помесь медведя гризли с полярным медведем. Несмотря на генетическую схожесть, на природе эти два вида избегают друг друга. Недавно американские охотники застрелили в Канаде медведя, который оказался первым обнаруженным в диких условиях гибридом гризли и полярного медведя.

Гибридный фазан

Получается в результате скрещивания золотого фазана с алмазным фазаном и имеет уникальный цвет оперения.

Косаткодельфин

Это редкий гибрид дельфина семейства афалина и малой черной касатки. В неволе живут всего два экземпляра – в морском парке на Гавайях.

Гибриды гибридов

Речь идет о помесях между самцом тигра и самкой лигра/тигрольва или самцом льва и самкой лигра/тигрольва. Напомним, что самки лигра и тигрольва могут давать потомство. Такие гибриды второго уровня чрезвычайно редки и находятся главным образом в частной собственности.

СЕЛЕКЦИЯ РАСТЕНИЙ

гибридизация

Массовый

Индивидуальный

Методы селекции растений

отбор

Методы гибридизации
(типы скрещивания)
в селекции.

• Инбридинг. Инбридинг —это близкородственное (внутрисортовое)
• Аутбридинг. Аутбридинг — неродственное (межсортовое) скрещивание.

Полиплоидия и отдаленная гибридизация.

• автополиплоидия, приводит к увеличению размеров клеток и всего растения вследствие умножения числа наборов хромосом. Кроме того, избыток хромосом повышает их устойчивость к патогенным организмам (вирусам, грибам, бактериям) и ряду других неблагоприятных факторов, например к радиации.

Аллополиплоидия

• в основе лежит метод отдаленной гибридизации, т. е. скрещивания организмов, относящихся к разным видам и даже родам.
• Например, выведены межвидовые полиплоидные гибриды капусты и редьки, ржи и пшеницы (тритикале)

Спонтанный и индуцированный мутагенез.

• На основе мутанта желтого безалколоидного люпина получено несколько сортов сладкого люпина, которые выращивают на корм скоту. Люпин, содержащий алкалоиды, для этой цели непригоден, поскольку животные его не едят.
• Большое число мутантов известно у плодовых культур, которые используются как новые сорта или как гибриды с другими формами. Один из наиболее известных спонтанных мутантов кукурузы — opaque, отличающийся высоким содержанием аминокислоты лизина в зерне, подходит для создания так называемых высоколизиновых гибридов кукурузы. .

Селекция
микроорганизмов

• Микроорганизмы (бактерии, микроскопические грибы, простейшие и др.) играют исключительно важную роль в биосфере и хозяйственной деятельности человека.
• В природе известно более чем 100 тыс. видов  микроорганизмов.
• Качественный скачок в их использовании произошел в последние десятилетия, когда были установлены многие генетические механизмы регуляции биохимических процессов в клетках микроорганизмов.

Многие из них продуцируют десятки видов органических веществ — аминокислот, белков, антибиотиков, витаминов, липидов, нуклеиновых кислот, ферментов, пигментов, сахаров, которые широко используются в разных областях промышленности и медицины.

• Многие из них продуцируют десятки видов органических веществ — аминокислот, белков, антибиотиков, витаминов, липидов, нуклеиновых кислот, ферментов, пигментов, сахаров, которые широко используются в разных областях промышленности и медицины.
• Такие отрасли пищевой промышленности, как хлебопечение, производство спирта, молочных продуктов, виноделие и многие другие, основаны на деятельности микроорганизмов.

Особенности селекции
МИКРООРГАНИЗМОВ

• 1) у селекционера имеется неограниченное количество материала для работы: за считанные дни в чашках Петри или пробирках на питательных средах можно вырастить миллиарды клеток;
• 2) более эффективное использование мутационного процесса, поскольку геном микроорганизмов гаплоидный, что позволяет выявить любые мутации уже в первом поколении;
• 3) простота генетической организации бактерий: значительно меньшее количество генов, их генетическая регуляция более простая, взаимодействия генов просты или отсутствуют.

Методы селекции
микроорганизмов

• Рекомбинирование генов: конъюгацию, трансдукцию, трансформацию и другие генетические процессы. Например, конъюгация (обмен генетическим материалом между бактериями) позволила создать микроорганизм, способный утилизировать углеводороды нефти.

Трансформация (перенос изолированной ДНК, из одних клеток, в другие)

• Трансформация (перенос изолированной ДНК, из одних клеток, в другие)
• Трансдукция (перенос гена из одной бактерии в другую посредством бактериофагов)
• Амплификация (увеличение числа копий нужного гена).

Индуцирование мутаций Экспериментальное получение мутаций

• Индуцирование мутаций Экспериментальное получение мутаций
• Для выявления мутаций служат селективные среды, на которых способны расти мутанты, но погибают родительские клетки дикого типа. Проводится также отбор по окраске и форме колоний, скорости роста мутантов и диких форм и т. д.

Отбор по продуктивности (например, продуцентов антибиотиков) осуществляется по степени угнетения роста чувствительного штамма.

• Отбор по продуктивности (например, продуцентов антибиотиков) осуществляется по степени угнетения роста чувствительного штамма.

Получение рекомбинантов

• Получение рекомбинантов

(осуществляется путем слияния протопластов,
или гибридизации, разных штаммов бактерий). Слияние протопластов позволяет объединить генетические материалы таких микроорганизмов, которые
в естественных условиях
не скрещиваются.

СПАСИБО

ЗА ВНИМАНИЕ!

Список используемых
источников

• ps://www.liveinternet.ru
• http://ecology.md/page/10-samyh-neverojatnyh-gibridov-zhivotnyh
• https://agronomu.com/bok/2797-tritikale-opisanie-i-vyraschivanie-gibrida-rzhi-i-pshenicy.html
• http://greendeer.ru/products/sideraty-i-medonosy-semena-sideralnykh-i-medonosnykh-kultur/lupinus.html

Селекция и биотехнология

Эпиграф

«Просто знать – еще не все, знания нужно уметь использовать»

Гете

Цели и задачи урока.

• 1. Обобщить материал по теме “Основы селекции и биотехнологии”
• 2. Систематизировать знания учащихся о селекции организмов.
• 3. Познакомить учащихся с основными направлениями биотехнологии, о значении биотехнологии в развитии сельского хозяйства.
• 4. Значение биотехнологии в практической деятельности, нацеленных на оптимальное решение народнохозяйственных проблем и задач.
• 5. Продолжить развитие познавательного интереса к изучению проблем современной селекции.

Достижения селекции.

Достижения Мичурина: учёный вывел около 30 новых сортов роз, а также луковицы лилии фиалковой (цветок выглядит как лилия, а пахнет, как фиалка), 48 сортов яблонь, 15 сортов груш и 33 сорта вишни и черешни, несколько сортов слив. Иван Владимирович также вывел приспособленные к условиям центральной России сорта винограда, абрикосов, ежевики, смородины. Всего более 300 сортов различных растений!

Великие ученые

Биотехнология.

• 1919г. Впервые использован термин «биотехнология» венгерским инженером Карлом Эреки.
• До 1971 года термин «биотехнология» использовался, большей частью, в пищевой промышленности и сельском хозяйстве.
• С 1970 года учёные используют термин в применении к лабораторным методам, таким, как использование рекомбинантной ДНК и культур клеток.

• Биотехнология основана на генетике,
• молекулярной биологии,
• биохимии,
• эмбриологии и клеточной биологии,
• прикладных дисциплинах — химической и информационной технологиях и робототехнике.

Направления биотехнологии

Биологические методы борьбы с загрязнением окружающей среды

Производство витаминов В 2 , В 12 ,С

создание новых полезных штаммов микроорганизмов, сортов растений, пород животных и т.п.

Производство пищевых белков и аминокислот

Получение и использование ферментов

Получение биологически активных белков и гормонов

Получение антибиотиков

• Соматотропин представляет собой полипептидную цепь, состоящую из 191 аминокислоты. Он вырабатывается в гипофизе и контролирует рост человеческого тела; его недостаток приводит к карликовости.
• До развития генной инженерии его выделяли из гипофизов от трупов.

• Так, с 1980 г. гормон роста человека — соматотропин получают из бактерии Е. со li (кишечной палочки).
• Соматотропин, синтезированный в специально сконструированных клетках бактерий, имеет очевидные преимущества: он доступен в больших количествах, его препараты являются биохимически чистыми и свободны от вирусных загрязнений.

Селекция микроорганизмов

Микроорганизмы

Прокариоты

Микроскопические

водоросли

Микроскопические

грибы

Особенности селекции микроорганизмов.

Неограниченное количество материала для работы: за считанные дни в чашках Петри или пробирках на питательных средах можно вырастить миллиарды клеток;

Использование для жизнедеятельности дешёвых субстратов.

Высокая скорость роста

• Интерферон – белок, синтезируемый организмом в ответ на вирусную инфекцию, изучают сейчас как возможное средство лечения рака и СПИДа. Понадобились бы тысячи литров крови человека, чтобы получить такое количество интерферона, какое дает всего один литр бактериальной культуры.

• Пенициллин — первый антибиотик, то есть антимикробный препарат, полученный на основе продуктов жизнедеятельности микроорганизмов. Он был выделен в 1928 году Александром Флемингом из штамма гриба вида Penicillium notatum на основе случайного открытия: попадание в культуру бактерий плесневого гриба из внешней среды оказывает бактерицидное действие на культуру бактерий.

• Впервые использовали пенициллин для лечения бактериальных инфекций в 1941 году.
• В 1945 году Флемингу, Флори и Чейну была присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине «за открытие пенициллина и его целебного воздействия при различных инфекционных болезнях».

• В СССР первые образцы пенициллина получили в 1942 году микробиологи З. В. Ермольева и Т. И. Балезина. Созданный ею препарат пенициллин-крустозин ВИ ЭМ был получен из штамма гриба вида Penicillium crustosum.

Зинаида Виссарионовна Ермольева – руководитель лаборатории, в которой был впервые получен первый отечественный антибиотик.

колония пеницилла

пенициллиум

При стимуляции мутагенами выход пенициллина был увеличен в 10 раз.

Из аспергилла получают статины.

• Они вмешиваются в синтез холестерина, которые образуют холестериновые бляшки, а с ними связаны целый ряд сердечнососудистых заболеваний, заболеваний мозговых и прочих. Вот эти статины оказались хорошими лекарствами.

• В настоящее время идёт речь о создании симбиоза между злаками и азотфиксирующими клубеньковыми бактериями, а это решит проблему азотных удобрений. Имеются уже доказательства того, что свободноживущие азотфиксирующие бактерии способны ассоциировать с корнями злаков, давая возможность растению-хозяину получать некоторое количество азота в результате бактериальной азотфиксации.

Корневой рак плодовых культур.

Закрепление.

• А. Укажите основные направления биотехнологии:

• Гибридизация
• Мутагенез
• Генная инженерия
• Полиплоидия
• Инбридинг
• Клеточная инженерия
• Аутбридинг

• Б. Для создания новых штаммов микроорганизмов используется:

• Искусственный мутагенез
• Гибридизация
• Гетерозис
• Полиплоидия

• В. Создание гибридной ДНК осуществляется:

• Введение ДНК одного организма в клетки другого.
• Гибридизация.
• Введение белков одного организма в клетки другого.
• Синтез ДНК по РНК.

Домашнее задание

• Повторить § 25- § 27;
• Решите задачу: представьте, что вы — селекционер, вами получено задание вывести новый сорт морозоустойчивого сорта пшеницы. Запишите ваши методы, последовательность действий и результат.

Слайд 1
Тема урока.

Биотехнология.
Селекция микроорганизмов.

Учитель биологии МОУ «Средняя общеобразовательная школа №5»
Супрун

Зинаида Михайловна.

---

Слайд 2
Цели и задачи урока.
1. Обобщить, материал и проконтролировать знания учащихся

по теме “Методы селекции растений и животных”
2. Систематизировать знания учащихся о селекции организмов.
3. Познакомить учащихся с основными направлениями биотехнологии, о значении биотехнологии в развитии сельского хозяйства.
4. Сформировать у учащихся представление об основных методах селекционной работы с микроорганизмами.
5. Научить школьников обосновывать значение метода генной инженерии для процесса выведения новых штаммов микроорганизмов.
6. Значение биотехнологии в практической деятельности, нацеленных на оптимальное решение народнохозяйственных проблем и задач.
7. Продолжить развитие познавательного интереса у старшеклассников к изучению проблем современной селекции.

---

Слайд 3
Ход урока.
Организационный момент.
Повторение изученного материала (тесты).
Систематизация знаний о селекции растений

и животных.
Изучение нового материала.
Закрепление знаний.
Домашнее задание.

---

Слайд 4
Достижения селекции.
Достижения Мичурина: учёный вывел около 30 новых сортов

роз, а также луковицы лилии фиалковой (цветок выглядит как лилия, а пахнет, как фиалка), 48 сортов яблонь, 15 сортов груш и 33 сорта вишни и черешни, несколько сортов слив. Иван Владимирович также вывел приспособленные к условиям центральной России сорта винограда, абрикосов, ежевики, смородины. Всего более 300 сортов различных растений!

---

Слайд 5

---

Слайд 6
Что значит воспитание гибридов методом прививки?

---

Слайд 7
Василий Степанович ПУСТОВОЙТ
Карпеченко Георгий Дмитриевич.
Николай Васильевич Цицин

---

Слайд 8
Федор Григорьевич Кириченко.
– Озимая твердая пшеница обладает лучший в мире

по морозо- и зимоустойчивости.
Впервые была обнаружена на границе Ирана и Туркмении.

Кириченко взял для скрещивания озимую мягкую и яровую твердую пшеницу.

---

Слайд 9
Сосна густоцветковая
Ель гималайская

---

Слайд 10
можжевельник твердый
Ель колючая форма Кастера

---

Слайд 11
Образование побегов из каллусной ткани на питательной среде.
Проращивание семян трансгенных

растений Т1 на содержащей фосфинотрицин питательной среде.

Регенеранты на стадии укоренения.

Tрансгенные растения капусты белокочанной в гидропонной установке «Минивит 2».

Назовите использование данного метода?

---

Слайд 12
Назовите особенности указанных животных?
В чём их преимущества и недостатки?
Почему прекращена

работа по выведению хонориков?

---

Слайд 13
Бестер — рыба (семейство осетровые), гибрид, полученный искусственным скрещиванием белуги

со стерлядью.

Белуга

Стерлядь

Х

---

Слайд 14
Мул результат скрещивания ослаМул результат скрещивания осла и кобылыМул результат

скрещивания осла и кобылы. Отличаются большей, чем лошаки, долговечностью (живут до 40 лет), меньшей восприимчивостью к заболеваниям, нетребовательностью к корму и уходу. Муловодство развито в странах АзииМул результат скрещивания осла и кобылы. Отличаются большей, чем лошаки, долговечностью (живут до 40 лет), меньшей восприимчивостью к заболеваниям, нетребовательностью к корму и уходу. Муловодство развито в странах Азии, АфрикиМул результат скрещивания осла и кобылы. Отличаются большей, чем лошаки, долговечностью (живут до 40 лет), меньшей восприимчивостью к заболеваниям, нетребовательностью к корму и уходу. Муловодство развито в странах Азии, Африки, юга ЕвропыМул результат скрещивания осла и кобылы. Отличаются большей, чем лошаки, долговечностью (живут до 40 лет), меньшей восприимчивостью к заболеваниям, нетребовательностью к корму и уходу. Муловодство развито в странах Азии, Африки, юга Европы, СевернойМул результат скрещивания осла и кобылы. Отличаются большей, чем лошаки, долговечностью (живут до 40 лет), меньшей восприимчивостью к заболеваниям, нетребовательностью к корму и уходу. Муловодство развито в странах Азии, Африки, юга Европы, Северной и Южной Америки.

Лошак -помесь жеребца и ослицы. Лошаков выводят в странах Средиземноморья. Лошаков выводят в странах Средиземноморья и в Азии. Однако, так как они уступают мулам по работоспособности и выносливости, встречаются гораздо реже, чем мулы.
Самцы лошака всегда бесплодны, самки в большинстве случаев.

---

Слайд 15
Хонорик — это гибрид между хорьком и европейской норкой. Хонорик

(«хо» — хорек, «нор» — норка) был выведен в 1978 году Д. Терновским и произошел от скрещивания гибридного хорька-самца, родителями которого были черный («хо» — хорек, «нор» — норка) был выведен в 1978 году Д. Терновским и произошел от скрещивания гибридного хорька-самца, родителями которого были черный и светлый («хо» — хорек, «нор» — норка) был выведен в 1978 году Д. Терновским и произошел от скрещивания гибридного хорька-самца, родителями которого были черный и светлый хорьки, и самки европейской норки.

---

Слайд 16
Зеброид — гибрид зебры с ослом
Зеброид появился на свет в

заповеднике в США.

---

Слайд 17
Можно ли по внешнему виду определить направление разведения животных?
Казахская

белоголовая порода мясного направления.

Ярославская порода крупного рогатого скота, молочного направления.

---

Слайд 18
Появившись на Свет из клетки вымени другой овцы от отца

— Рослинского института, Долли пережила всех своих 276 братьев-зародышей, полученных в ходе эксперимента.
Но опухоль легких, ставшая причиной смерти, могла быть и не вызвана процессом клонирования, за два года до кончины Долли умерла от той же болезни ее соседка по камере.

Овечки-клоны Долли и Полли, фото с сайта knowledgenews.net

Тихая овечка Долли — звезда современного клонирования — дожила всего до семи не полных лет: 05.07.1996 — 14.02.2003 г.г.

---

Слайд 19
Какой метод использовали учёные при клонировании животного?

---

Слайд 20
Подводим итог.
Почему Н.И. Вавилов трактовал селекцию, как эволюцию, направленную

волей человека?
Что же использует человек в процессе селекционной работе?
Растения
Животных
Микроорганизмы
Получают в процессе селекции:

сорт

породу

штаммы

---

Слайд 21
Биотехнология.
1919г. Впервые использован термин «биотехнология» венгерским инженером Карлом Эреки.
До 1971

года термин «биотехнология» использовался, большей частью, в пищевой промышленности и сельском хозяйстве.
С 1970 года учёные используют термин в применении к лабораторным методам, таким, как использование рекомбинантной ДНК и культур клеток.

---

Слайд 22
Биотехнология основана на генетике,
молекулярной биологии,
биохимии,
эмбриологии и клеточной биологии,

прикладных дисциплинах — химической и информационной технологиях и робототехнике.

---

Слайд 23

---

Слайд 24

---

Слайд 25
Человечеству необходимо научиться эффективно изменять наследственную природу живых организмов, чтобы

обеспечить себя доброкачественной пищей и сырьем и при этом не привести планету к экологической катастрофе.

С увеличением роста населения.

---

Слайд 26
Количество людей с сахарным диабетом, по данным государственного регистра РФ,

на 1 января 2009 года составляло около 3 млн. человек.

За период с 2000 по 2008 г. Численность больных сахарным диабетом увеличилась на 800 000 человек

---

Слайд 27
В 1979 г. из 60 млн. больных сахарным диабетом во

всем мире лишь 4 млн. получали препарат инсулина — гормона поджелудочной железы, регулирующего уровень сахара в крови и клетках.
Инсулин выделяли из поджелудочных желез забиваемых коров и свиней, что сложно и дорого.
С 1982 г. этот гормон получают в промышленных масштабах из бактерий Е. соli, содержащих ген человеческого инсулина.

---

Слайд 28
Соматотропин представляет собой полипептидную цепь, состоящую из 191 аминокислоты. Он

вырабатывается в гипофизе и контролирует рост человеческого тела; его недостаток приводит к карликовости.
До развития генной инженерии его выделяли из гипофизов от трупов.

---

Слайд 29

Так, с 1980 г. гормон роста человека — соматотропин получают

из бактерии Е. соli (кишечной палочки).
Соматотропин, синтезированный в специально сконструированных клетках бактерий, имеет очевидные преимущества: он доступен в больших количествах, его препараты являются биохимически чистыми и свободны от вирусных загрязнений.

---

Слайд 30
Согласно результатам новых исследований, опубликованным в журнале общества клинической эндокринологии

и метаболизма (JCEM), лечение соматотропином (гормоном роста) может значительно увеличить рост детей с диагнозом карликовости, даже если ребенок не имеет дефицита соматотропина.

---

Слайд 31
Селекция микроорганизмов

---

Слайд 32

---

Слайд 33

---

Слайд 34
Эти особенности накладывают свой отпечаток на выбор методов селекции микроорганизмов.

В случае использования методов генной инженерии можно заставить бактерии и другие микроорганизмы продуцировать те соединения, синтез которых в естественных природных условиях им никогда не был присущ (например, гормоны человека и животных, биологически активные соединения).

---

Слайд 35
Интерферон – белок, синтезируемый организмом в ответ на вирусную инфекцию,

изучают сейчас как возможное средство лечения рака и СПИДа. Понадобились бы тысячи литров крови человека, чтобы получить такое количество интерферона, какое дает всего один литр бактериальной культуры.

---

Слайд 36
Механизм создания рекомбинантной ДНК
1. Рестрикция — разрезание ДНК человека рестрикционной

эндонуклеазой (рестриктазой) на множество различных фрагментов, но с одинаковыми «липкими» концами. Такие же концы получают при разрезании плазмидной ДНК той же рестриктазой.

---

Слайд 37
2. Лигирование — включение фрагментов ДНК человека в плазмиды благодаря

«сшиванию липких концов» ферментом лигазой.
3. Трансформация — введение рекомбинантных плазмид в бактериальные клетки, обработанные специальным образом — так, чтобы они на короткое время стали проницаемыми для макромолекул.
4. Скрининг — отбор среди клонов трансформированных бактерий тех, которые содержат плазмиды, несущие нужный ген человека.

---

Слайд 38

---

Слайд 39
Использование микроорганизмов.
Что мы знаем о применении микроорганизмов?

---

Слайд 40
А. Г. Полотебнов (1838—1907)
Работы А.Г. Полотебнова и В.А. Манассеина

независимо от причин, их породивших, были первыми микробиологическими и клиническими наблюдениями, указавшими на возможность применения пенициллина в медицинской практике.

---

Слайд 41
Пенициллин — первый антибиотик, то есть антимикробный препарат, полученный на

основе продуктов жизнедеятельности микроорганизмов. Он был выделен в 1928 году Александром Флемингом из штамма гриба вида Penicillium notatum на основе случайного открытия: попадание в культуру бактерий плесневого гриба из внешней среды оказывает бактерицидное действие на культуру бактерий.

---

Слайд 42
Впервые использовали пенициллин для лечения бактериальных инфекций в 1941 году.

В 1945 году Флемингу, Флори и Чейну была присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине «за открытие пенициллина и его целебного воздействия при различных инфекционных болезнях».

---

Слайд 43
В СССР первые образцы пенициллина получили в 1942 году микробиологи

З. В. Ермольева и Т. И. Балезина. Созданный ею препарат пенициллин-крустозин ВИ ЭМ был получен из штамма гриба вида Penicillium crustosum.

Зинаида Виссарионовна Ермольева – руководитель лаборатории, в которой был впервые получен первый отечественный антибиотик.

---

Слайд 44
колония пеницилла
пенициллиум
При стимуляции мутагенами выход пенициллина был увеличен в

10 раз.

---

Слайд 45
Из него получают лекарство циклоспорин, который применяют при пересадки органов.

Он предупреждает отторжения аллотрансплантатов почек, печени, сердца, легкого, поджелудочной железы,

колония аспергилла

Гриб является продуцентом лимонной и щавелевой кислот. При скрещивании и отборе исходные штаммы увеличиваются вдвое.

---

Слайд 46
Они вмешиваются в синтез холестерина, которые образуют холестериновые бляшки, а

с ними связаны целый ряд сердечнососудистых заболеваний, заболеваний мозговых и прочих. Вот эти статины оказались хорошими лекарствами.

Из аспергилла получают статины.

---

Слайд 47
Препарат клубеньковых бактерий бобовых культур Ризобофит. При предпосевной обработки семян

бобовых культур дает возможность улучшить условия азотного питания бобовых, благодаря фиксации атмосферного азота; повысить урожай зерна и зеленой массы; увеличить содержание белка в растениях. Применение РИЗОБОФИТА обеспечивает экономию (20-35%) минеральных удобрений.

---

Слайд 48
В настоящее время идёт речь о создании симбиоза между злаками

и азотфиксирующими клубеньковыми бактериями, а это решит проблему азотных удобрений. Имеются уже доказательства того, что свободноживущие азотфиксирующие бактерии способны ассоциировать с корнями злаков, давая возможность растению-хозяину получать некоторое количество азота в результате бактериальной азотфиксации.

---

Слайд 49
АГРОБАКТЕРИИ
Род грамотрицательных аэробных бактерий. 4 вида, обитают в почве, главным

образом в ризосфере. Способны вызывать образование галлов (опухолей) у многих растений. Патогенность агробактерий обусловлена наличием в их клетках плазмид.
На основе этих плазмид создают векторы, которые используются в генетической инженерии для введения чужеродных генов в клетки растений.

---

Слайд 50
Получив такой подарок, клетки начинают бурно делиться, превращаясь

в разрастание рыхлой ткани — корончатый галл, и вырабатывать ряд экзотических веществ, которыми и питаются трансформировавшие их бактерии.

Корончатые галлы, образуемые на корнях

Agrobacterium tumefaciens поражает стебли и листья некоторых растений, причем ее Ti-плазмиды умеют встраивать часть своей ДНК в хромосому растительной клетки.

---

Слайд 51
Генетическая колонизация растения
1- агробактерии существуют в ризосфере; 2 —

строение A. tumefaciens;
3 – встраивание Т-ДНК в геном;
4 – образование опухоли

---

Слайд 52
Локализация корончатого галла на шейке корней растений.
Опины (необычное для растений

соединение) синтезируются трансформированными растениями.

Не обнаруживаются в нетрансформированных растительных тканях.

---

Слайд 53
Корневой рак плодовых культур.

---

Слайд 54

---

Слайд 55
Наросты появляются:
В течении всей жизни растений;
Сильный их рост наблюдают в

июне-июле.
Способствуют росту:
Высокие температуры (30-35° С).
Высокая влажность воздуха ( 95%).
Резкие колебания температуры во время зимнего покоя (вызывают трещины).

---

Слайд 56
Растения и животные, геном которых изменен путем генноинженерных операций, получили

название трансгенных растений или трансгенных животных.

Получены «трансгенные» мыши, свиньи, овцы, коровы и рыбы.

---

Слайд 57
Трансгенные растения, созданные при помощи агробактерий.
Двудольные растения: картофель, бобовые, крестоцветные

(капуста, редис, рапс), плодовые и т.д.

---

Слайд 58
Выделение генов (отдельных фрагментов ДНК) из клеток бактерий, растений или

животных.
Соединение (сшивание) отдельных фрагментов ДНК любого происхождения в единую молекулу в составе плазмиды;
Введение гибридной плазмидной ДНК, содержащей нужный ген, в клетки хозяина;
Копирование (клонирование) этого гена в новом хозяине с обеспечением его работы.

---

Слайд 59
Первый трансгенный продукт (томаты) поступил на рынок в 1994 г.
В

2004 г. человечество отметило своеобразный юбилей — десятилетие их присутствия на продовольственном рынке.
За это время в мире созданы и доведены до полевых испытаний ГМ-сорта сельскохозяйственных растений более чем 50 видов, а площади под ними в мире выросли в 67 раз и в прошлом году достигли 112 млн. гектаров.

---

Слайд 60
Ученые пошли далее. Так как множество растений подвержены нападению и

поеданию со стороны насекомых, то ученые генной инженерии провели эксперимент с давно известной бактерией Bacillus-Thiringiensis, которая продуцирует белок, оказалось она является очень токсичной для многих видов насекомых, но в то же время безопасна для млекопитающих.

---

Слайд 61
Закрепление.
А. Укажите основные направления биотехнологии:
Гибридизация
Мутагенез
Генная инженерия
Полиплоидия
Инбридинг
Клеточная инженерия
Аутбридинг

---

Слайд 62
Б. Для создания новых штаммов микроорганизмов используется:
Искусственный мутагенез
Гибридизация
Гетерозис
Полиплоидия

---

Слайд 63
В. Создание гибридной ДНК осуществляется:
Введение ДНК одного организма в клетки

другого.
Гибридизация.
Введение белков одного организма в клетки другого.
Синтез ДНК по РНК.

---

Слайд 64
Агробактерии — природные геномодификаторы
По мнению древних ученых-философов, ни один человек

не способен придумать что-либо, чего в природе не существует. Людям отведена лишь роль первооткрывателей или (в худшем случае) исказителей идей и явлений самой природы.
В отношении ГМО эта теория оправдана на все сто процентов.

---

Слайд 65
Прочитайте внимательно последующие текст.
1. Что вы думаете о трансгенных

растениях?
2. За или против?
3. Что вы можете сказать о геномодифицированных продуктах?

Д/з подготовить высказывания на поставленные вопросы.
§11.3; 11.4.

---

Слайд 66
Генетические изменённые растения с устойчивостью к различным классам гербицидов в

настоящее время являются наиболее успешным биотехнологическим продуктом. Биотехнология позволила совершить такой прыжок, так как оказалось возможным генетически изменять устойчивость растений к тем или иным гербицидам:
путем введения генов, кодирующих белки, нечувствительные к данному классу гербицидов,
за счет введения генов, обеспечивающих ускоренный метаболизм гербицидов растений.

---

Слайд 67
Основная литература:
В.В. Захаров, С.Г.Мамонтов, И.И.Сонин Общая биология.10 класс. Изд. «Дрофа»,

Москва 2006г.
А.А. Каменский, Е.А.Криксунов, В.В.Пасечник Общая биология 10-11 класс Изд. «Дрофа» 2006г.
М.Е. Лобашов, К.В.Ватти, М.М. Тихомирова. Генетика с основами селекции. Изд. Москва «Просвещение» 1979г.
Ресурсы Интернета. Единая коллекция образовательных ресурсов.
Горленко М.В. Бактериальные болезни растений (ред. Соколов Н.А.). М.: Высшая школа, 1966. 291 с. (ресурсы Интернета).
Исаева Е.В. Меры борьбы с корневым раком плодовых культур. / Всесоюзный симпозиум по бактериальным заболеваниям растений (тез. докл.) (ред. Бельтюкова К.И.). Киев: Наукова думка, 1966. С. 31-32. (ресурсы Интернета).
Макрушина А.Т. Бактериальный рак на виноградных саженцах. Бактериальные болезни растений (ред. Горленко М.В.). М.: Колос, 1977. С 80-85. (ресурсы Интернета).

---