Информационно-исследовательская работа "Секрет селекции культурных растений".

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение

Наро-Фоминская средняя общеобразовательная школа № 1

Информационно-исследовательский проект.

«Секрет селекции культурных растения».

Работу выполнила:

Володина Олеся,

ученица 3-а класса

МАОУ Наро-Фоминская СОШ № 1

Руководитель:

Бессонова Татьяна Евгеньевна,

учитель начальных классов

МАОУ Наро-Фоминская сош № 1

г. Наро-Фоминск

2017

Содержание

Введение.

Основная часть.

1.Разнообразие культурных растений.

2.Заглянем в историю происхождения культурных растений.

3.Способы выведения:

3.1Селекция.

3.2Селекционеры.

3.3Что такое ГМО?

Практическая часть.

4.Практический эксперимент.

5. Анкетирование.

6.Консультация с продавцом семян.

Заключение.

Библиография.

Приложение.

Введение.

Мир растений удивителен и разнообразен. Жизнь людей всегда была тесно связана с ними.

Изучая окружающий мир, я много узнала о растениях, но мне хочется узнать больше разных интересных факты из их жизни. Я люблю смотреть передачи «Дикий мир», «Диалоги о животных», канал «Discovery». Однажды я увидела, что в Волгограде и Хабаровске селекционеры вырастили новый вид арбуза - желтого цвета. В Китае вырастили арбуз квадратной формы. Меня заинтересовали эти факты, и я поставила перед собой цель: узнать, как ученые выводят новые виды культурных растений и провести собственный эксперимент.

Актуальность: Тема селекционирования культурных растений интересует не только ученых, но и агрономов, и садоводов-огородников, которые на своих приусадебных участках хотят выращивать высокоурожайные культуры.

Объект исследования: культурные растения.

Задачи исследования:

1. Собрать, обобщить и проанализировать материал из информационных источников по данной теме.

2. Заглянуть в историю происхождения культурных растений.

3. Изучить способы выведения культурных растений.

4. Изучить цели и достижения известных селекционеров.

5. Описать практический эксперимент.

6. Провести анкетирование и консультацию с продавцом семян

7. Представить результаты своего исследования на научно-практической конференции.

Гипотеза: Ученые дарят людям все больше и больше разновидностей культурных растений, используемых в пищу и выращиваемых для красоты. Больше всего среди них гибридов существующих уже культурных растений схожих видов. Это помогает повысить уровень их естественной защиты и сопротивляемости болезням.

Методы исследования:

• Анализ информации, содержащейся в различных источниках (справочная литература, Интернет).

• Эксперимент.

• Анкетирование.

• Консультация.

• Сравнение полученных результатов.

Основная часть.

1.Разнообразие культурных растений.

Я начала свое исследование с изучения литературы по теме "Секрет селекции культурных растений" и выяснила, что в настоящее время в природе существует свыше 2,5 тысяч видов культурных растений. Чем же культурные растения отличаются от дикорастущих?

Культурные растения – это растения, выращиваемые человеком с определённой целью (для получения продуктов питания, кормов для сельско-хозяйственных животных, лекарственного и др. сырья и т. п.). В отличие от дикорастущих видов, культурные растения не имеют естественного ареала (выращиваются независимо от места происхождения) и не способны к естественному распространению.

Классификация культурных растений.

Декоративные: нарцисс, роза, тюльпан, орхидея.

Бобовые: соя, фасоль, горох.

Зерновые: кукуруза, пшеница, рис, овес, пшено.

Сахароносные: свекла сахарная.

Крахмалоносные: картофель.

Волокнистые: лен, хлопчатник, конопля, кенаф.

Масличные: подсолнух.

Бахчевые: арбуз, дыня.

Плодовые: яблоня, груша, слива.

Овощные: помидор, огурец, капуста, редис, редька, репа.

Стимулирующие: кофе, чай, табак.

Кормовые: свекла кормовая, турнепс.

С каждым годом количество культурных растений на Земле увеличивается.

Человек способствовал расселению культурных растений в разные регионы планеты (часто очень далекие от их центров происхождения). Почему и зачем ученые стремятся вывести новые виды и сорта культурных растений?

2. Заглянем в историю происхождения культурных растений.

Первобытные люди не выращивали растения, они питались, собирая съедобные плоды, семена, корни и побеги дикорастущих растений. Осваивая новые менее благоприятные места обитания, людям не всегда хватало пищи. Чтобы быть хоть чуть-чуть сытыми, первобытные люди вынуждены были в поисках пищи бродить целыми днями. Они собирали плоды с разных деревьев, ягоды, выкапывали клубни, луковицы, собирали семена диких злаков и бобовых растений, не брезговали и мелкими животными — мышами, ящерицами, улитками и личинками насекомых.

Когда у людей древнекаменного века появились первые орудия из камня для охоты и рыбной ловли, собирательство стало обязанностью женщин. Но охота не всегда была удачной, и племя часто голодало. В такое время скудной пищей служили только дары природы, собранные женщинами. Поэтому часто первобытные племена поселялись в таких местах, где поблизости были дикие заросли полезных растений.

Люди были вынуждены учиться выращивать растения, отбирать из них наиболее ценные, ухаживать за ними и почвой. Они отбирали на посадку семена лучших по тем или иным признакам растений. Так происходил искусственный отбор, зарождалось растениеводство, как вид деятельности человека.

Из-за отбора постепенно растения, которые возделывал человек, начали отличаться от своих дикорастущих предков. У культурных растений больше семян (злаки), крупнее плоды (яблоки) и т. д.

Позже, с развитием мореплавания и общения между народами, особенно в эпоху Великих географических открытий, началось переселение культурных растений с одного континента на другой. Так, в Европу из Америки перекочевали: кукуруза, картофель, тыква, фасоль, помидоры, перец, подсолнечник и табак. А в Северной и Южной Америке, основными полевыми культурами стали: евроазиатские пшеница, рис, рожь, ячмень, овес, лен, бобы; из плодовых - яблоня, груша, слива; из кормовых трав -клевер и люцерна.

Растения, введенные древними людьми в культуру, под влиянием новых условий жизни постепенно меняли свой облик. Например, дикие пшеницы — полба и однозернянка — потеряли характерный признак — ломкость колоса после созревания, увеличили свой рост и размеры зерна.

Вывод: Из года в год, из столетия в столетие земледельцы, улучшая приемы возделывания культуры, одновременно улучшали и сами растения, отбирая для посева семена наиболее урожайных из них или обладающих каким-либо особо ценным свойством. Процесс окультуривания растений продолжается и в наше время.

3. Способы выведения культурных растений.

3.1.Селекция. Выращиванием и разведением культурных растений в наше время занимается наука растениеводство – одна из основных отраслей сельского хозяйства, используя различные методы селекции. Наука, которая разрабатывает методы и способы выведения сортов растений, называется селекцией. Латинское слово «селекцио» по-русски означает отбор или выбор. Основными направлениями селекции растений являются следующие - урожайность, качество продукции, зимостойкость, засухоустойчивость, устойчивость к болезням и вредителям, приспособленность к высоким дозам удобрений.

Долгое время селекция была искусством, которое передавалось из поколения в поколение. К концу 18 — началу 19 в. селекционеры-практики вывели немало сортов и невиданных до того времени форм растений, осо­бенно овощных и декоративно-цветочных.

К 19-20 векам сформировались основные методы селекции. Их всего два: отбор (естественный и искусственный) и гибридизация.

Естественный отбор. Этот вид отбора играет в селекции определяющую роль. На любое растение в течение его жизни действует множество факторов окружающей среды, и оно должно быть устойчивым к вредителям и болезням, приспособлено к определенному температурному и водному режиму.

Искусственный отбор. При выращивании культурные растения (на полях, в питомниках и т. п.) подвергаются воздействию всего комплекса внешних факторов. Следовательно, естественный отбор действует одновременно с искусственным и повышает приспособленность растений к условиям среды. Вновь создаваемый сорт является всегда результатом двух одновременно действующих групп факторов: деятельности человека и естественного отбора.

Гибридизация представляет собой скрещивание растений с нужными признаками. Это делается за счет переносы пыльцы, прививки растений и т.д. При отдаленной гибридизации скрещиваются растения равных видов или родов, в результате чего получают гибриды. В качестве примеров межродовых гибридов растений можно назвать гибрид пшеницы и ржи (тритикале), гибрид смородины и крыжовника (йошта). После получения видов-мутантов производится отбор растений с интересующими свойствами. Их процент обычно не превышает 10-25 процентов от всего «урожая». Из них в дальнейшем формируют новый сорт.

3.2 Селекционеры.

С развитием естествознания появилась и научная селекция. Основой научной селекции явилась теория английского ученого Чарльза Дарвина. Используя свои личные исследования и огромный опыт животноводов и растениеводов в создании и улучшении пород и сортов, он доказал, что современные растения и животные произошли от более простых организмов в результате естественного отбора и эволюции.

Самыми знаменитыми учеными-селекционерами нашей страны являются Н.И. Вавилов, И.В. Мичурин, К.А. Тимирязев, П.П. Лукьяненко.

Неоценимый вклад в развитие селекции растений внес отечественный селекционер, выдающийся преобразователь природы Иван Владимирович Мичурин (1855–1935). Объектом селекции служили разнообразные плодово-ягодные культуры: семечковые, косточковые. Всего И.В. Мичуриным было создано свыше 300 сортов культурных растений, часть которых эксплуатируется до сих пор. Основные принципы работ И.В. Мичурина: гибридизация, отбор и воздействие условий среды.

Николай Иванович Вавилов — выдающийся советский ученый-ботаник, генетик, географ и агроном, основатель школы советских ботаников-растениеводов. Первичные очаги земледелия были установлены Н.И. Вавиловым и названы центрами происхождения культурных растений (см. таблицу). Позднее их перечень был расширен другими учёными.

В селекционной практике она стала первым в мире важным банком генов.

Тимирязев Климент Аркадьевич (1843-1920) - великий русский учёный. Тимирязев внёс существенный вклад в развитие научных основ агрономии, явился инициатором ряда агромероприятий, создания опытных станций и экспериментальных теплиц.

Имя академика Павла Пантелеймоновича Лукьяненко неразрывно связано с хлебом. Всю свою жизнь он посвятит благородной цели - преобразованию и совершенствованию основной зерновой культуры – пшенице (создано 43 сорта).

В то время на Кубани возделывались местные сорта озимой пшеницы. Все они сильно поражались болезнями. Поэтому, несмотря на благоприятные природные условия, ее урожаи были низкими. Творческий поиск и настойчивость дали, ощутимые результаты. В середине 50-х годов им был создан всемирно известный сорт озимой мягкой пшеницы Безостая 1, получивший самое широкое распространение.

Вывод: Научная селекция стала могучим оружием в руках человека — преобразователя природы.

Усилиями нескольких поколений селекционеров за шесть-семь десятилетий для каждой климатической зоны нашей огромной страны были созданы многочисленные сорта культурных растений. В результате селекционной работы в плодах и ягодах увеличилось содержание витаминов и микроэлементов, необходимых для здоровья человека. Создателями всего этого неповторимого великолепия были неутомимые энтузиасты и великие труженики – селекционеры. Они создавали не только сорта, но и научные школы, воспитывали своих учеников.

3.3 Что такое ГМО?

ГМО - это генномодифицированные организмы, то есть измененные с помощью методов генной инженерии. Понятие это в узком смысле распространяется и на растения. В прошлом различные селекционеры, вроде Мичурина, добивались полезных свойств у растений, используя различные ухищрения. К ним относились, в частности, прививки черенков некоторых деревьев на другие или выбор для посева семян лишь с определенными качествами. После этого нужно было долго ждать результатов, которые лишь через пару поколений стойко проявлялись. Сегодня нужный ген можно перенести в нужное место и таким образом быстро получить желаемое. То есть ГМО - это направление эволюции в нужное русло, ускорение ее.

Целью выведения ГМО изначально было повышение урожайности различных растений, увеличение их устойчивости к неблагоприятным факторам (нехватке питательных веществ, засухе), появление нечувствительности к вирусам, непривлекательность для насекомых-паразитов. Другими словами, ученым хотелось получить растения, которые при небольших затратах смогли бы вырасти, дать высокие урожаи и спасти таким образом человечество от голода.

Некоторые ученые высказывают мнения, что ГМО могут представлять опасность для здоровья людей, в связи с тем, что они: увеличивают риск возникновения пищевых аллергий и отравлений; способны вызывать мутации; способствуют образованию опухолей; вызывают невосприимчивость к антибиотикам.

Сегодня в России официально разрешено к использованию 14 видов пищевой продукции, полученной с помощью трансгенных технологий: 3 линии сои, 6 линий кукурузы, 3 картофеля, 1 линия риса и ещё 1 сахарной свеклы для производства сахара.

Вывод: проблема ГМО (польза или вред) сегодня явно раздута. Неизвестны реальные последствия долговременного использования таких продуктов. На сегодняшний день авторитетных научных экспериментов по этому вопросу не проведено.

4.Практический эксперимент.

Изучая материал по теме «Секрет селекции культурных растений» вызвало у меня желание провести собственный эксперимент. Я решила вырастить в домашних условиях новый вид кактуса. Для этого я взяла два различных вида кактуса. (Приложение 1). Канцелярским ножом срезала верхушки и поменяла их местами. (Приложение 2). Для более плотного прилегания верхних частей растений я прижала их канцелярскими резинками. ( Приложение 3). Растения поставила на подоконник и поливала 1 раз в неделю и следила за их развитием. ( Приложение 4).

Изучая литературу о кактусах, я была уверена, что они должны были срастись, однако через 8 недель стало происходить отторжение верхних частей растений, они стали засыхать. ( Приложение 5).

Из этого я сделала вывод, что недостаточно только моего желания и поверхностных теоретических знаний.

5.Анкетирование.

К сожалению, мой опыт потерпел поражение, но, не смотря, на это я хотела бы, чтобы моя работа имела практическую значимость. Я составила вопросы для анкеты. Цель: изучить и обобщить опыт садоводов любителей по выбору семян и рассады. Я провела опрос садоводов любителей среди родителей моих одноклассников, учителей, знакомых. Всего в опросе участвовало 40 человек в возрасте 35-50 лет.

( Приложение 6).

Анкета.

Обработав ответы, я получили следующие результаты:

• 40% покупают рассаду в специализированных питомниках;

• 38% - в цветочных магазинах;

• 22% - на рынке;

• 94% обращают внимание на наличие информации о сорте, его посевных свойствах и о всхожести материала;

• 100% опрошеных покупали семена дражированные, в гелевой оболочке, на ленте;

• 90% предпочитают гибриды(F1), объясняя тем, что гибриды более урожайные, более устойчивые к заболеваниям, вредителям и стрессовым ситуациям, плоды ровные, одинакового размера, некоторые гибриды являются самоопыляющимися;

• 100% обращают внимание на корневую систему, на внешний вид растения, отсутствие внешних дефектов и равномерно окрашенные листья.

6.Консультация с продавцом семян.

Я сходила в магазин «Цветочный домик». ( Приложение 7) Побеседовала с продавцом и выяснила, что дачники-любители чаще всего выбирают семена по следующим критериям: скороспелостью, урожайностью, вкусовыми, питательными качествами, устойчивостью к болезням и вредителям. Также я выяснила, что все-таки люди предпочитают покупать гибридные семена, т.к. их плоды более холодоустойчивые, намного (в разы) урожайнее и вкуснее сортовых. При покупке посадочных семян люди обращают внимание, и продавцы им подсказывают, что обязательно нужно приобретать сертифицированные семена, что вся информация о семенах должна быть указана на упаковке, обязательно нужно обращать внимание на сроки годности и реализации. Большинство покупателей предпочитают семена обработанные (дражированные, в гелевой оболочке, на ленте). Они немного дороже обычных семян, но такая дополнительная обработка влияет на всхожесть и урожайность семян.

Я изучила и обобщила опыт садоводов-любителей по выбору семян и рассады и теперь наравне с опытными садоводами любителями могу выбирать семена, которые будут приносить богатый урожай и будут более устойчивые к заболеваниям, вредителям и стрессовым ситуациям.

Заключение.

Проанализировав материал из различных источников по селекции культурных растений, я узнала способы выведения культурных растений: (естественный, искусственный, гибридизация). Из исследований ученых селекционеров я выяснила, что при выращивании культурных растений на полях, в питомниках растения подвергаются воздействию внешних факторов: температуры, влажности, освещения и т. п. Это говорит о том, что естественный отбор действует параллельно с искусственным и приводит к повышению приспособленности растений к конкретным условиям среды. Поэтому всякий вновь создаваемый сорт является всегда результатом деятельности человека и естественного отбора. Второй путь увеличения разнообразия культурных растений представляет гибридизация. Скрещивание в сочетании с отбором — один из самых эффективных путей селекционной работы. Теоретическая цель моей работы достигнута.

Несмотря на то, что мой эксперимент по выращиванию нового вида кактуса в домашних условиях не удался, но я получила новые знания, изучая литературу, проводя опрос среди опытных садоводов любителей, продавцов специализированных магазинов, я выяснила, по каким критериям люди выбирают семена и рассаду для получения высокого урожая. Я уверена, что полученные знания мне пригодятся в дальнейшей жизни и наверняка помогут моим родным и близким. Если в дальнейшем мне будет интересна эта тема, и я решу стать селекционером, то мне будет необходимо получить специальное образование и вести активную научно-практическую работу в данном направлении.

Выдвинутая мною гипотеза, что ученые выводят новые сорта растений, среди которых большинство гибридов, и именно они являются наиболее устойчивыми к внешним факторам и приносят, более богатый урожай в ходе исследования подтвердилась.

Библиография.

1. Денисова Г.А. «Удивительный мир растений» Изд-во «Просвещение», -1981г.-63с.

2. Захарова О., Рабион Е. «Живая природа» – Минск: современная школа, 2011.-80с.

3. Калашников В.И. «Энциклопедия тайн и загадок. Удивительный мир растений» Изд-во, Белый город.-2007г. 48с.

4. «Энциклопедия Умников и умниц» «Мир растений» - Издательство «Махаон», - 2012г.-31с.

6. http://enciklopediya1.ru

5. www.vedamost.info

Приложение.

Приложение 1.

Приложение 2.

Приложение 3.

Рецензия

на информационно-исследовательский проект

ученицы 3 «А» класса

МАОУ Наро-Фоминской СОШ № 1

Володиной Олеси.

Удивительный и разнообразный мир культурных растений заинтересовал Володину Олесю. В своем информационно-исследовательском проекте «Секрет селекции культурных растений» она поставила перед собой цель: узнать, как ученые выводят новые виды культурных растений и провести собственный эксперимент.

Тема селекционирования культурных растений интересует не только ученых, но и агрономов, и садоводов-огородников, которые на своих приусадебных участках хотят выращивать высокоурожайные культуры.

Олеся выдвинула гипотезу, что ученые дарят людям все больше и больше разновидностей культурных растений, используемых в пищу и выращиваемых для красоты. Больше всего среди них гибридов существующих уже культурных растений схожих видов. Это помогает повысить уровень их естественной защиты и сопротивляемости болезням.

Изучая литературу по данной теме, Олеся узнала историю появления культурных растений и их отличие от дикорастущих культур, изучила классификацию, выяснила способы выведения новых видов культурных растений, изучила достижения учеными селекционеров нашей страны.

Олеся провела свой собственный эксперимент по выращиванию нового вида кактуса, проконсультировалась у опытного продавца семян и провела анкетирование родителей своих одноклассников, знакомых и учителей с целью изучить и обобщить опыт садоводов любителей по выбору семян и рассады.

Рецензируемая работа выполнена на высоком уровне, содержит интересную информацию и выводы. Материал в работе изложен последовательно, логично и грамотно. Выявлены самые эффективные способы выведения культурных растений.

Считаю, что информационно-исследовательский проект Володиной Олеси может быть представлен на Научно-практической конференции «Мир глазами детей».

Бессонова Татьяна Евгеньевна.