Основные понятия урока:
Селекция, сорт, порода, штамм, одомашнивание (доместикация), отбор (искусственный, естественный, индивидуальный, массовый), гибридизация, инбридинг, аутбридинг, мутагенез, полиплоидия, гетерозис (гибридная мощь), экстерьер, инбредная депрессия,
- Селекция – наука об улучшении уже существующих и о выведении новых сортов растений, пород животных и штаммов микроорганизмов с нужными человеку свойствами. Название этой науки происходит от лат.слова «selectio» - отбор.
Как род практической деятельности человека селекция возникла на заре человеческой культуры. Однако селекция стала наукой сравнительно недавно. Теория селекции стала успешно развиваться благодаря эволюционной теории Ч. Дарвина о творческой роли отбора, а затем на основе генетики.
Итогом селекционных работ являются сорт растений, порода животных, штамм микроорганизмов.
Сорт растений или порода животных – это совокупность особей одного вида, созданная в результате селекции и обладающая определенными, передающимися по наследству, морфологическими, биологическими, хозяйственными признаками и свойствами.
Штамм – совокупность микроорганизмов.
Целенаправленной селекционной работе предшествовал период одомашнивания животных и окультуривания растений. Первые попытки одомашнивания были предприняты людьми еще 10–12 тыс. лет назад, а возможно, и ранее, когда древними охотниками были уничтожены крупные млекопитающие (основные объекты промысла), и охота перестала обеспечивать людей продуктами питания в достаточной степени. Домашний кролик был одомашнен лишь в Средневековье, сахарная свекла в XIX в., мята – в XX в.
Как наука селекция окончательно оформилась благодаря трудам Ч.Дарвина. Он проанализировал огромный материал по одомашниванию животных и введению в культуру растений и на этой основе создал учение об искусственном отборе. В настоящее время селекция является важнейшим родом практической деятельности человека, итогом которой стали все имеющиеся сегодня сорта культурных растений, породы домашних животных и штаммы полезных микроорганизмов.
Научной основой современной селекции выступает генетика, в частности такие ее разделы, как теории гена и мутаций, молекулярные основы наследственности, учение о роли среды в фенотипическом проявлении генетической информации, теория отдаленной гибридизации, экологическая генетика и др.
Задачи современной селекции:
– повышение урожайности и продуктивности уже существующих сортов и пород;
– выведение новых сортов и пород;
– улучшение качества продукции;
– повышение устойчивости сортов и пород к заболеваниям;
– повышение экологической пластичности сортов и пород;
– выведение сортов и пород, пригодных для механизированного или промышленного выращивания и разведения и др.
Основные методы селекции: (заполнение таблицы)
| Методы селекции | Селекция животных | Селекция растений | |
| Подбор родительских пар: | По хозяйственно ценным признакам и по экстерьеру (совокупности фенотипических признаков) | По месту их происхождения (географически удаленных или генетически отдаленных) | |
| Гибридизация: А) неродственная (аутбридинг) Б) близкородственная (инбридинг) | Скрещивание отдаленных пород, отличающихся контрастными признаками, для получения гетерозиготных популяций и проявления гетерозиса. Получается бесплодное потомство. Основные причины бесплодия: – у отдаленных гибридов обычно невозможен нормальный ход созревания половых клеток; – хромосомы обоих родительских видов растений настолько несхожи между собой, что они оказываются неспособными конъюгировать, в результате чего не происходит нормальной редукции их числа, нарушается процесс мейоза. | Внутривидовое, межвидовое, межродовое скрещивание, ведущее к гетерозису, для получения гетерозиготных популяций, а также высокой продуктивности. | |
| Скрещивание между близкими родственниками для получения гомозиготных (чистых) линий с желательными признаками. | Самоопыление у перекрестноопыляющихся растений путем искусственного воздействия для получения гомозиготных (чистых) линий. | ||
| + инбридинга: 1) повышается гомозиготность особей (для быстрого выявления нужного признака) 2) Быстро выявляет дефекты, которые можно устранить из Аа организмов. 3) Стабилизирует генетический материал и генетические задатки организма. 4) Дает возможность точнее прогнозировать потомство. - инбридинга: 1) малейшая ошибка повышает гомозиготность особи. 2) продолжительный инбридинг ослабляет физические характеристики и экстерьер, понижает жизнеспособность, приводит к неблагоприятному эффекту, снижению жизнеспособности организмов, получившему название инбредная депрессия. 3) не обогащает генотип популяции. | |||
| Отбор: А) массовый Б) индивидуальный | Не применяется. | Применяется в отношении перекрестноопыляющихся растений. | |
| Применяется жесткий индивидуальный отбор по хозяйственно ценным признакам, выносливости, экстерьеру. | Применяется в отношении самоопыляющихся растений, выделяются чистые линии – потомство одной самоопыляющейся особи. | ||
| Метод испытания производителей по потомству | Используют метод искусственного осеменения от лучших самцов-производителей, качества которых проверяют по многочисленному потомству. | Не применяется. | |
| Экспериментальное получение полиплоидов | Не применяется. | Применяется в генетике и селекции для получения более продуктивных, урожайных форм. | |
| Индуцированный мутагенез | Применяется с целью получения исходного материала. | Практически не применяется. | |
Отбор, производимый человеком на основе наследственной изменчивости с целью создания пород и сортов, называется искусственным. В зависимости от способа размножения вида, искусственный отбор может быть массовым или индивидуальным.
Массовый отбор проводится по внешним, фенотипическим, признакам в популяциях растений и животных.
Массовый отбор может быть эффективен, когда особи выделяются по качественным, просто наследуемым, признакам (белый или красный цветок, рогатое или безрогое животное и др.). Его обычно применяют для перекрестноопыляемых растений. Так, например, были получены новые сорта ржи, в частности сорт Вятка.
При индивидуальном отборе выбирают отдельную особь с интересующим человека признаком и получают от нее потомство.
+ индивидуального отбора - точная оценка генотипа при анализе индивидуальных потомков. При отборе особей по количественным признакам, которые наследуются, как правило, очень сложно (количество зерен в колосе пшеницы, жирность молока коровы и др.), где нужна предельно точная оценка генотипа, наиболее эффективен индивидуальный отбор.
Отбор особей с нужными человеку наследственными изменениями приводит к созданию совершенно новых сортов и пород, т.е. никогда ранее не существовавших органических форм с признаками и свойствами, сформированными самим человеком. В этом заключается творческая роль искусственного отбора.
(учащиеся сравнивают виды отбора и заполняют таблицу)
Таблица 2. Сравнение искусственного и естественного отбора
| Показатели | Естественный отбор | Искусственный отбор |
| Исходный материал для отбора | Индивидуальные признаки организма | Индивидуальные признаки организма |
| Отбирающий фактор | Человек | Условия среды |
| Путь благоприятных изменений | Отбираются, становятся производительными | Остаются, накапливаются, передаются по наследству |
| Путь неблагоприятных изменений | Отбираются, бракуются, уничтожаются | Уничтожаются в борьбе за существование |
| Характер действия | Творческий – направленное накопление признаков на пользу человеку | Творческий – отбор приспособительных признаков на пользу особи, популяции, вида, приводящий к возникновению новых форм |
| Результат отбора | Новые сорта растений, породы животных, штаммы микроорганизмов | Новые виды |
| Формы отбора | Массовый, индивидуальный, бессознательный, методический | Движущий, стабилизирующий, дестабилизирующий, дизруптивный, половой |
Явление гибридной силы и его генетические основы
Более высокая жизнеспособность, продуктивность гибридов первого поколения по сравнению со скрещиваемыми родительскими формами получила название гетерозис. Гетерозис может возникать при скрещивании пород у животных, сортов и чистых линий у растений.