Реферат: Методы селекции

Школа № 643

Реферат побиологии

«Методыселекции»

Ученицы9Б класса

ЖаровойАнны

УчительДубовик О. А.

Санкт-Петербург2008-2009


 

Содержание

 

Определение селекции, основные методы

Методы селекции растений

Методы селекции животных

История селекции

Учёные, которые внесли вклад в развитиеселекции и генетики

Примеры селекции живых организмов

Список использованных источников


Определение селекции,основные методы

 

Селекция– это эволюция, управляемая человеком

Н.И. Вавилов

Селекция — наука ометодах создания и улучшения пород животных, сортов растений, штаммовмикроорганизмов с целью увеличения их продуктивности, повышения устойчивости кболезням, вредителям, приспособления к местным условиям и другое. Селекциейназывают также отрасль сельского хозяйства, занимающуюся выведением новыхсортов и гибридов сельскохозяйственных культур и пород животных. Основнымиметодами селекции являются отбор и гибридизация, а также мутагенез (образующийметод в селекции высших растений и микроорганизмов, который позволяетискусственно получать мутации с целью увеличения продуктивности), полиплоидия(кратное увеличение диплоидного или гаплоидного набора хромосом, вызванноемутацией), клеточная (совокупность методов конструирования клеток нового типана основе их культивирования, гибридизации и реконструкции)игенная инженерия (наука, создающая новые комбинации генов в молекуле ДНК). Как правило,эти методы комбинируют. В зависимости от способа размножения вида применяютмассовый или индивидуальный отбор. Скрещивание разных сортов растений и породживотных – основа повышения генетического разнообразия потомства

Методы селекциирастений

Основные методыселекции растений в частности — отбор и гибридизация. Для перекрестно-опыляемыхрастений применяют массовый отбор особей с желаемыми свойствами. В противномслучае невозможно получить материал для дальнейшего скрещивания. Если жежелательно получение чистой линии — то есть генетически однородного сорта, топрименяют индивидуальный отбор, при котором путем самоопыления получаютпотомство от одной единственной особи с желательными признаками.

Для закрепленияполезных наследственных свойств необходимо повысить гомозиготность новогосорта. Иногда для этого применяют самоопыление перекрестно-опыляемых растений.При этом могут фенотипически проявиться неблагоприятные воздействия рецессивныхгенов. Основная причина этого — переход многих генов в гомозиготное состояние.У любого организма в генотипе постепенно накапливаются неблагоприятныемутантные гены. Они чаще всего рецессивны, и фенотипически не проявляются. Нопри самоопылении они переходят в гомозиготное состояние, и возникаетнеблагоприятное наследственное изменение. В природе у самоопыляемых растенийрецессивные мутантные гены быстро переходят в гомозиготное состояние, и такиерастения погибают.

Несмотря нанеблагоприятные последствия самоопыления, его часто применяют уперекрестно-опыляемых растений для получения гомозиготных («чистых»)линий с нужными признаками. Это приводит к снижению урожайности. Однако затемпроводят перекрестное опыление между разными самоопыляющимися линиями и врезультате в ряде случаев получают высокоурожайные гибриды, обладающие нужнымиселекционеру свойствами. Это метод межлинейной гибридизации, при котором частонаблюдается эффект гетерозиса (гетерозис – мощное развитие гибридов, полученныхпри скрещивании «чистых» линий, одна из которых гомозиготная подоминантным, другая — по рецессивным генам): гибриды первого поколения обладаютвысокой урожайностью и устойчивостью к неблагоприятным воздействиям. Гетерозисхарактерен для гибридов первого поколения, которые получаются при скрещиваниине только разных линий, но и разных сортов и даже видов. Основная причинагетерозиса заключается в устранении в гибридах вредного проявления накопившихсярецессивных генов. Другая причина — объединение в гибридах доминантных геновродительских особей и взаимное усиление их эффектов.

В селекции растенийшироко применяется экспериментальная полиплоидия, так как полиплоиды отличаютсябыстрым ростом, крупными размерами и высокой урожайностью. Получаютискусственные полиплоиды при помощи химических веществ, которые разрушаютверетено деления, в результате чего удвоившиеся хромосомы не могут разойтись,оставаясь в одном ядре.

При создании новыхсортов при помощи искусственного мутагенеза исследователи используют законгомологических рядов Н. И. Вавилова. Организм, получивший в результате мутацииновые свойства, называют мутантом. Большинство мутантов имеет сниженнуюжизнеспособность и отсеивается в процессе естественного отбора. Для эволюцииили селекции новых пород и сортов необходимы те редкие особи, которые имеютблагоприятные или нейтральные мутации.

Методы селекцииживотных

Основные принципыселекции животных не отличаются от принципов селекции растений. Однако селекцияживотных имеет некоторые особенности: для них характерно только половоеразмножение; в основном очень редкая смена поколений (у большинства животныхчерез несколько лет); количество особей в потомстве невелико.

Одним из важнейшихдостижений человека на заре его становления и развития (10—12 тыс. лет назад)было создание постоянного и достаточно надежного источника продуктов питанияпутем одомашнивания диких животных. Главным фактором одомашнивания служитискусственный отбор организмов, отвечающих требованиям человека. У домашнихживотных весьма развиты отдельные признаки, часто бесполезные или даже вредныедля их существования в естественных условиях, но полезные для человека. Поэтомув естественных условиях одомашненные формы существовать не могут.

Одомашниваниесопровождалось отбором, вначале бессознательным (отбор тех особей, которыелучше выглядели, имели более спокойный нрав, обладали другими ценными длячеловека качествами), затем осознанным, или методическим. Широкое использованиеметодического отбора направлено на формирование у животных определенныхкачеств, удовлетворяющих человека.

Отбор родительских форми типы скрещивания животных проводятся с учетом цели, поставленнойселекционером. Разводимые животные оцениваются не только по внешним признакам,но и по происхождению и качеству потомства. Поэтому необходимо хорошо знать ихродословную. По признакам предков, особенно по материнской линии, можно судитьс известной вероятностью о генотипе производителей.

В селекционной работе сживотными применяют в основном два способа скрещивания: аутбридинг(неродственное скрещивание) и инбридинг (близкородственное).

Аутбридинг между особямиодной породы или разных пород животных, при дальнейшем строгом отборе приводитк поддержанию полезных качеств и к усилению их в ряду следующих поколений.

При инбридинге вкачестве исходных форм используются братья и сестры или родители и потомство. Такоескрещивание в определенной степени аналогично самоопылению у растений, котороетакже приводит к повышению гомозиготности и, как следствие, к закреплениюхозяйственно ценных признаков у потомков.

В селекции инбридингобычно является лишь одним из этапов улучшения породы. За ним следуетскрещивание разных межлинейных гибридов, в результате которого нежелательныерецессивные аллели переводятся в гетерозиготное состояние и вредные последствияблизкородственного скрещивания заметно снижаются.

У домашних животных,как и у растений, наблюдается явление гетерозиса: при межпородных илимежвидовых скрещиваниях у гибридов первого поколения происходит особенно мощноеразвитие и повышение жизнеспособности.

Гетерозис широкоприменяют в промышленном птицеводстве и свиноводстве, так как первое поколениегибридов непосредственно используют в хозяйственных целях.

Отдаленная гибридизациядомашних животных менее эффективна, чем растений. Межвидовые гибриды животныхчасто бывают бесплодными. Но в некоторых случаях отдаленная гибридизациясопровождается нормальным слиянием гамет, обычным мейозом и дальнейшимразвитием зародыша, что позволило получить некоторые породы, сочетающие ценныепризнаки обоих использованных в гибридизации видов.

История селекции

Первоначально в основе селекциилежал искусственный отбор, когда человек отбирает растения или животных синтересующими его признаками. До XVI—XVII вв. отбор происходил бессознательно,то есть человек, например, отбирал для посева лучшие, самые крупные семенапшеницы, не задумываясь о том, что он изменяет растения в нужном емунаправлении.

Только в последнеестолетие человек, еще не зная законов генетики, стал использовать отборсознательно или целенаправленно, скрещивая те растения, которые удовлетворялиего в наибольшей степени.

Однако методом отборачеловек не может получить принципиально новых свойств у разводимых организмов,так как при отборе можно выделить только те генотипы, которые уже существуют впопуляции. Поэтому для получения новых пород и сортов животных и растений применяютгибридизацию (скрещивание), скрещивая растения с желательными признаками и, вдальнейшем, отбирая из потомства те особи, у которых полезные свойства выраженынаиболее сильно.

Учёные, которые внесливклад в развитие селекции и генетики

1) Г. Мендель

Этот немецкий учёныйзаложил основы современной генетики, установив в 1865 году принцип дискретности(прерывности), наследовании признаков и свойств организмов. Также он доказалметод скрещивания (на примере гороха) и обосновал три закона, названных позжеего именем.

2) Т. Х. Морган

В начале двадцатоговека этот американский биолог обосновал хромосомную теорию наследственности,согласно которой наследственные признаки определяются хромосомами — органоидамиядра всех клеток организма. Ученый доказал, что гены расположены среди хромосомлинейно и что гены одной хромосомы сцеплены между собой.

3) Ч. Дарвин

Этот учёный, основательтеории происхождения человека от обезьяны, провёл большое количество опытов погибридизации, в ряде которых и была установлена теория о происхождениичеловека.

4) Т. Фэрчайлд

Впервые в 1717 годуполучил искусственные гибриды. Это были гибриды гвоздик, получившиеся врезультате скрещивания двух различных родительских форм

5) И. И. Герасимов

В 1892 году русскийботаник Герасимов исследовал влияние температуры на клетки зеленой водорослиспирогиры и обнаружил удивительное явление — изменение числа ядер в клетке.После воздействия низкой температурой или снотворным, он наблюдал появлениеклеток без ядер, а также с двумя ядрами. Первые вскоре погибали, а клетки сдвумя ядрами успешно делились. При подсчете хромосом оказалось, что их вдвоебольше, чем в обычных клетках. Так было открыто наследственное изменение,связанное с мутацией генотипа, т.е. всего набора хромосом в клетке. Оно получилоназвание полиплоидии, а организмы с увеличенным числом хромосом – полиплоидов.

5) М. Ф. Иванов

Выдающуюся роль вселекции животных сыграли достижения известного советского селекционераИванова, разработавшего современные принципы отбора и скрещивания пород. Он самшироко вводил генетические принципы в практику племенного дела, сочетая их сподбором условий воспитания и кормления, благоприятных для развития породныхсвойств. На этой основе им были созданы такие выдающиеся породы животных, как белаяукраинская степная свинья и асканийский рамбулье.

6) Я. Вильмут

В последнее десятилетиеактивно изучается возможность искусственного массового клонирования уникальныхживотных, ценных для сельского хозяйства. Основной подход заключается впереносе ядра из диплоидной соматической клетки в яйцеклетку, из которойпредварительно удалено собственное ядро. Яйцеклетку с подмененным ядромстимулируют к дроблению (часто электрошоком) и помещают животным длявынашивания. Таким путем в 1997 г. в Шотландии от ядра диплоидной клетки измолочной железы овцы-донора появилась овечка Долли. Она стала первым клоном,искусственно полученным у млекопитающих. Именно этот случай был достижениемВильмута и его сотрудников.

7) С. С. Четвериков

В двадцатых годахвозникли и стали развиваться мутационная и популяционная генетики.Популяционная генетика это область генетики, которая изучает основные факторыэволюции — наследственность, изменчивость и отбор — в конкретных условияхвнешней среды, популяции. Основателем этого направления и был советский ученыйЧетвериков.

8) Н. К. Кольцов

В 30-е годы генетикэтот учёный предположил, что хромосомы — это гигантские молекулы, предвосхитивтем самым появление нового направления в науке – молекулярной генетики.

9) Н. И. Вавилов

Советский ученый Вавиловустановил, что у родственных растений возникают сходные мутационные изменения,например у пшеницы в окраске колоса, остистости. Эта закономерность объясняетсясходным составом генов в хромосомах родственных видов. Открытие Вавиловаполучило название закона гомологических рядов. На основании его можнопредвидеть появление тех или иных изменений у культурных растений.

10) И. В. Мичурин

Занимался гибридизациейяблонь. Благодаря этому, он вывел новый сорт Антоновка шестиграммовая. А егогибриды яблок нередко называют «Мичуринскими яблоками»

Примеры селекции живыхорганизмов

В пушном деле большоезначение имеет отбор естественных мутаций, отличающихся новой красивойокраской. Такой отбор очень быстро дает положительные результаты. Это можнопоказать на новых породах лисиц: серебристо-черной, платиновой и белой.Серебристо-черная лисица, которая была завезена в СССР в 1927 г., за 20 летселекционной работы приобрела ряд свойств, отличающих ее от исходной формы.Платиновая лисица выведена путем отбора из группы серебристо-черных, имевшихбольшое количество серебристых волос. У платиновой лисицы большие белые пятнаразвиты на груди, брюхе, лапах и морде.

Хорошим примером можетслужить выведенная академиком М.Ф.Ивановым порода свиней — украинская белаястепная. При создании этой породы использовались свиноматки местных украинскихсвиней с небольшой массой и невысоким качеством мяса и сала, но хорошоприспособленных к местным условиям. Самцами- производителями были хряки белойанглийской породы. Гибридное потомство вновь было скрещено с английскимихряками, в нескольких поколениях применялся инбридинг, были созданы различныелинии, при скрещивании которых получены родоначальники новой породы, которые покачеству мяса и массе не отличались от английской породы, а по выносливости –от украинских свиней.

Доказано, что вкладселекции в повышение в два раза урожайности основных сельскохозяйственныхкультур, достигнутое за последнюю четверть века в развитых странах, составляетоколо 50%. Так называемую «зеленую революцию» в земледелии Мексики,Индии и ряда других стран совершило внедрение низкорослых (с высотой стебля100—110 см), полукарликовых (80—100 см) и карликовых (60—80 см) сортов риса,пшеницы и др. Они характеризуются нетолько высокой устойчивостью к полеганию,но и высокой продуктивностью колоса, главным образом за счет повышенногоколичества в нем зерновок. Такие сорта обеспечивают урожайность выше 60 ц/га.Производство пшеницы в Мексике и Индии с 1950 по 1970 г. возросло более чем в 8раз; посевная площадь увеличилась вдвое, а урожай — вчетверо. Подобные сортапшеницы созданы и в России (например, Донская полукарликовая и Мироновскаянизкорослая).


Список использованныхисточников

 

1.naexamen.ru/otvet/11/biol/600.shtml

2.www.biorg.ru/metodiselekcii.html

3.shkola.lv/index.php?mode=lsntheme&themeid=113

4. ru.wikipedia.org/wiki/Селекция

5.schools.keldysh.ru/school1413/pro_2005/per/Metan.htm

6.dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/163134

7. sbio.info/page.php?id=39

8.www.beekeeping.orc.ru/Arhiv/a2007/n1007_10.htm

еще рефераты
Еще работы по биологии