Селекция растений, животных и микроорганизмов.

МБОУ СОМШ № 44 Имени В. Кудзоева

Открытый урок по теме:

«Основные методы селекции растений, животных и микроорганизмов»

Учитель биологии

Зеленская Д.П.

2020г.

Тема урока: «Основные методы селекции растений, животных и микроорганизмов»

Цель урока:

Формировать умения реализации новых способов действий: формулировать цель учебной деятельности, по овладению обобщёнными способами приобретения новых знаний; уметь выбирать  способ и средства реализации  учебной цели; развивать умение находить общее, закономерности, отличное;  осуществлять самооценку  собственной учебной деятельности на уроке.

Предметно - дидактическая цель: создать условия для формирования у обучающихся представления о селекции как науке; изучить методы селекции, выявить их суть, особенности их применения к растениям, животным и микроорганизмам, показать преимущества селекции микроорганизмов; дать представление о биотехнологии.

Планируемые образовательные  результаты:

Предметные:

давать определения понятиям «селекция», «гибридизация», «массовый отбор», «индивидуальный отбор», «чистая линия», «близкородственное скрещивание», «гетерозис», «межвидовая гибридизация», «искусственный мутагенез», «биотехнология», определять теоретическую основу селекции; характеризовать методы селекции растений, животных, микроорганизмов, сравнивать их между собой, выявлять их практическую значимость в хозяйственной деятельности человека.

Метапредметные

1.     Познавательные:

      уметь работать с различными источниками информации, описывать методы науки и выделять их особенности, сравнивать и анализировать информацию, делать выводы, давать определения понятиям, устанавливать причинно-следственные связи.

2.     Коммуникативные:

слушать одноклассников и учителя, задавать вопросы, адекватно высказывать и аргументировать свою точку зрения, формулировать предположения в поиске ответа на проблемные вопросы.

3.     Регулятивные:

уметь самостоятельно обнаруживать и формулировать учебную проблему, определять цель учебной деятельности (формулировка вопроса урока), осуществлять самоконтроль и коррекцию.

Личностные:

    Осознавать единство и целостность мира, выстраивать собственное целостное мировоззрение,  личностное самоопределение и смыслообразование, понимание значения селекционной работы для развития экономики и хозяйства страны, способствовать выбору будущей специальности (селекционер, агроном).

Тип урока: урок открытия нового знания.

Методы обучения: словесные (беседа, объяснение), частично-поисковые, индивидуальная работа, самостоятельная работа, работа в парах, работа в группах, самостоятельная работа с учебником.

Основные понятия, изучаемые на уроке: селекция, гибридизация, массовый отбор, индивидуальный отбор, чистые линии, близкородственное скрещивание, гетерозис, межвидовая гибридизация, искусственный мутагенез, биотехнология, антибиотики.

Обеспечение урока: учебники, рабочие листы, компьютер, проектор, презентация.

1. Организационный момент. (1-2 мин.)

Учитель проверяет готовность к уроку, проверяет подготовленность рабочего места обучающихся к уроку, организует внимание класса к работе на уроке, включает в учебный ритм, создаёт положительный, эмоциональный настрой у обучающихся.

- Доброе утро, я очень рада вас видеть, садитесь, пожалуйста. Посмотрим друг на друга, улыбнёмся, пожелаем удачи и начнём урок.

2. Актуализация знаний.

Предлагает выполнить разно уровневый тест, задание №1 в рабочем листе предлагает выполнить взаимопроверку.

3. Ход урока

Создается проблемнаю ситуацию (слайд 1).

1.Трава может быть не только зеленой. К такому выводу пришли американские ученые из института ботаники в Лос-Анджелесе. Существует трава пурпурно-красного, голубого, желтого цвета и даже в полосочку.

2.Во Всероссийском научно-исследовательском институте имени И.В.Мичурина получены ценные зеленоплодные формы черной смородины.

3.Ученые вывели сорт свёклы с увеличенным содержанием красного пигмента. На срезе эта свекла выглядит черной. Ее краситель примерно в два раза дороже синтетических, он используется в леденцах, мармеладе и йогуртах как совершенно безопасный. Вывели также новый сорт кукурузы, зерна которой имеют форму кубиков, чтобы они не скатывались с тарелок, когда их подают пассажирам самолета.

Каким образом ученые смогли достигнуть таких успехов?

Проводит подводящий диалог.

•Предположите, на чем основывались ученые при проведении данных исследований? (На данных науки генетики)

•Для каких целей проводятся такие опыты? (Для получения новых сортов растений, пород животных и штаммов микроорганизмов)

•Посмотрите на слайд: здесь вы видите многообразие сортов сельскохозяйственного растения – капусты. Их предком является – дикая капуста, которая мало чем похожа на современные.(слайд 2)

Посмотрите на рисучебника – современные породы домашних кур и на слайде- их предок- дикие банкивские куры. (слайд 3) Так почему мы можем видеть эти и другие формы многообразия растений и животных? Как вы думаете? (Учащиеся предлагают разные версии ответов).

Предлагает сформулировать тему урока.

И так, какова тема нашего урока?

Тема «Основные методы селекции растений, животных и микроорганизмов» (слайд 4)

Для дальнейшей работы предлагает обучающимся познакомиться с рабочими листами.

Предлагает сформулировать цель и задачи урока.Побуждает к высказыванию своего мнения. Уточняет цель и задачи урока (слайд 5)

-что такое селекция,

-для чего существует эта наука,

-кто является основоположником селекции,

-что лежит в основе селекции).

Предлагает составить план своих действий для достижения целей и задач урока.

Вносит необходимые коррективы в план

изучения новой темы.

1.История селекции.

2.Что такое сорт, порода, штамм.

3. Вклад Н.И.Вавилова в развитие селекции.

3.Основные задачи и методы селекции.

4.Выявить значение селекции в сельском хозяйстве и других сферах жизнедеятельности человека.

Вопрос. Как вы считаете, давно ли зародилась селекция? (обучающиеся выдвигают предположения)

Предлагает заслушать сообщения обучающихся.

Примитивная селекция растений возникла одновременно с земледелием.

Начало сельскохозяйственной деятельности было положено примерно 10 тысяч лет назад, когда люди перешли к оседлому образу жизни, начали осваивать новые территории, приступили к культивированию ряда растений и содержанию животных. С переходом к оседлому образу жизни человек поставил свое благополучие в полную зависимость от ограниченного набора видов растений и животных.

Как вы думаете, какой процесс предшествовал выведению пород животных?

Ответ: Процесс превращения диких животных и растений в культурные формы – одомашнивание. (запись определения в тетрадь) (слайд 6).

- Широкое одомашнивание животных началось 10-12 тысяч лет назад, когда человечество стало переходить к более оседлому образу жизни. Одомашнивание происходило в результате нескольких причин:

1) истощение охотничьих угодий

2) объединение общин и племен

3) возрастание потребности людей в пище.

Хорошо, а теперь подумайте, какие дикие животные стали предками домашних? Приведите примеры. (ответы обучающихся)

Волк – собака, тарпан (дикая лошадь) – лошадь, банкивская курица (дикие красные джунглевые курицы) – домашняя курица, дикий тур (дикий бык) – крупный рогатый скот (слайд 7)

Чем отличаются культурные растения и домашние животные от своих диких предков? (обучающиеся высказывают предположения)

а) размеры и продуктивность культурных растений выше, чем у родственных диких видов;

б) культурные растения лишены средств защиты от поедания: горьких и ядовитых веществ, шипов, колючек;

в) так же у культурных форм сильно развиты отдельные признаки, бесполезные или вредные для существования в естественных условиях, но полезные для человека (слайд 8)

Сообщение обучающегося.

История селекции

Первоначально в основе селекции лежал искусственный отбор, когда человек отбирает растения или животных с интересующими его признаками. До XVI—XVII вв. отбор происходил бессознательно, то есть человек, например, отбирал для посева лучшие, самые крупные семена пшеницы, не задумываясь о том, что он изменяет растения в нужном ему направлении.

Только в последнее столетие человек, еще не зная законов генетики, стал использовать отбор сознательно или целенаправленно, скрещивая те растения, которые удовлетворяли его в наибольшей степени.

Однако методом отбора человек не может получить принципиально новых свойств у разводимых организмов, так как при отборе можно выделить только те генотипы, которые уже существуют в популяции. Поэтому для получения новых пород и сортов животных и растений применяют гибридизацию (скрещивание), скрещивая растения с желательными признаками и, в дальнейшем, отбирая из потомства те особи, у которых полезные свойства выражены наиболее сильно.

Современная селекция – это обширная область человеческой деятельности, которая представляет собой сплав различных отраслей науки, производства сельскохозяйственной продукции и ее комплексной переработки.

Современная селекция базируется на достижениях генетики и является основой эффективного высокопродуктивного сельского хозяйства и биотехнологии.

Задачи современной селекции

– Создание новых и совершенствование старых сортов, пород и штаммов с хозяйственно-полезными признаками.

– Создание технологичных высокопродуктивных биологических систем, максимально использующих сырьевые и энергетические ресурсы планеты.

– Повышение продуктивности пород, сортов и штаммов с единицы площади за единицу времени.

– Повышение потребительских качеств продукции.

– Уменьшение доли побочных продуктов и их комплексная переработка.

– Уменьшение доли потерь от вредителей и болезней (слайд 9)

Вопрос: что же это за наука - селекция?

Селекция – от лат. «selectio» - отбор. Формулируем определение понятия «селекция». Задание № 1в рабочих листах. Запись определения:

Селекция – наука об улучшении уже существующих и о выведении новых пород, сортов и штаммов с нужными человеку признаками.

Сорт, порода, штамм – совокупность особей одного вида, созданные человеком в процессе искусственного отбора (слайд 10)

Не сразу сформировалась такая наука, как селекция. Прежде, чем достичь современных высот, многим селекционерам пришлось пройти сложный путь в науке, доказывая правоту своих методов.

Основоположником, можно сказать, пионером разработки научных основ селекционной работы в нашей стране был Николай Иванович Вавилов.

Сообщение(слайд 11). Российский и советский учёный-генетик, ботаник, селекционер, президент Всесоюзного географического общества Вавилов считал, что правильный выбор исходных особей с генетическим разнообразием лежит в основе селекции.

Учёный был организатором и участником ботанико-агрономических экспедиций.

В результате экспедиций был собран ценный фонд мировых растительных ресурсов, насчитывающий свыше 250000 образцов. Подобная коллекция была создана и в США, однако она значительно уступала вавиловской коллекции и по числу образцов, и по видовому составу (слайд 12).

Коллекционные образцы, собранные под руководством Н.И. Вавилова, хранились в Ленинграде во Всесоюзном институте растениеводства (ВИРе), созданном Н.И. Вавиловым в 1930 г.. В годы Великой Отечественной войны во время блокады Ленинграда сотрудники института несли круглосуточное дежурство при коллекции семян зерновых культур. Многие сотрудники ВИРа умерли голодной смертью, но бесценное видовое и сортовое богатство, из которого и поныне селекционеры всего мира черпают материал для создания новых сортов и гибридов, было сохранено.

Вавилов был человеком своего дела.

Вот что о нем писали, когда он находился на селекционной станции Петровской академии.

«Нужно иметь способности и выносливость Николая Ивановича Вавилова, чтобы выполнить все эти работы. В течение дня его можно было встретить в самых различных местах академии: только что он был в вегетационном домике на селекционной станции, а через несколько минут уже шагал с защитной книжкой в поле, позже появлялся в дендрологическом саду, где осматривал коллекции шиповника, затем на участке фитопатологической станции».

К сожалению, Н.И. Вавилов родился не в своё время. Он был необоснованно репрессирован в 1940 году и умер в тюремной больнице.

В науке он остался как генетик, растениевод, географ, автор закона гомологических рядов в наследственной изменчивости организмов, создатель учения о биологических основах селекции и центрах происхождения и разнообразия культурных растений.

Далее предлагает продолжить работу в парах.

Предлагает выполнить задание №2 в рабочем листе. На основе текста учебника предлагает заполнить кластер «Методы селекции» (слайд 13)

Организует проверку задания с заполнением схемы на доске (обучающиеся выходят и в схему вписывают название методов).

При необходимости корректирует ответы.

Формирует основы теоретического мышления, развивает умение находить общее, закономерности, отличное; развивает способности к обобщению. Стимулирует активное участие всех детей в поисковой деятельности. Оказывает консультативную помощь.

Итак, организует выполнения задания № 3 в рабочих листах по группам: 1 группа – методы селекции растений, 2 группа – методы селекции животных, 3 группа – методы селекции микроорганизмов.

Проводит проверку задания с кратким комментарием от каждой группы.

При необходимости корректирует ответы.

Выступления 1 группы.

Биологические особенности растений позволяют в селекционной работе с ними использовать инбридинг, полиплоидию, искусственный мутагенез, отдаленную гибридизацию и другие методы. Отбор и гибридизация являются основными и традиционными методами селекции растений. Применяя массовый или индивидуальный отбор, селекционер не создает ничего нового, а выделяет растения с полезными качествами, уже имеющиеся в популяции. Этим методом выведены многие сорта, в том числе так называемые сорта народной селекции, например, знаменитый по своим качествам сорт яблони Антоновка.

Для создания сортов растений с запрограммированными качествами ведется специальная целенаправленная работа — подбирается исходный материал, далее проводится гибридизация с последующим отбором.

Используя метод гибридизации с последующим отбором, селекционеры получили ценные высокоурожайные сорта пшеницы, ржи, подсолнечника, овощных, плодовых и других культур.

Итак, мы познакомились с основными методами селекции растений.

- Давайте определим, каковы особенности селекции растений (слайд 14)(ответы обучающихся):

1) высокая плодовитость, многочисленное потомство

2) быстрый рост и созревание,

3) способность размножаться вегетативными органами.

4) наличие самоопыляемых видов

5) возможность искусственного получения мутантных форм и др.

- Как вы считаете, отличаются ли методы в селекции животных от методов селекции растений? Чтобы ответить на данный вопрос послушаем выступление 2 группы.

– Методы селекции животных те же, что и методы селекции растений, но при их применении селекционерам приходится учитывать ряд особенностей, характерных для животных.

В селекции животных применяют 2 вида гибридизации.

Инбридинг – родственная гибридизация. Скрещивание между братьями и сестрами или между родителями и потомством ведет к гомозиготности и часто сопровождается ослаблением животных, уменьшению их устойчивости к неблагоприятным условиям, снижению плодовитости. Такое явление получило название - депрессия Тем не менее инбридинг применяют с целью закрепления в породе характерных хозяйственно ценных признаков.

Аутбридинг – неродственная гибридизация. Это скрещивание сопровождается строгим отбором, что позволяет усиливать и поддерживать ценные качества породы.

Сочетание родственной и неродственной гибридизации широко применяется селекционерами для выведения новых пород животных.

Важным направлением в селекции животных является направление гетерозиса. В первом поколении гибридов повышается жизнеспособность и наблюдается мощное развитие (более крупные размеры), более высокая урожайность, более активный синтез органических веществ. Объясняется гетерозис переходом многих генов в гетерозиготное состояние и взаимодействием благоприятных доминантных генов. Особенно широко явление гетерозиса применяется например в птицеводстве, например при получении бройлерных цыплят.

Вопрос: перечислите особенности селекции животных.

1)только половое размножение;

2)небольшое количество особей в потомстве;

3) затруднительно выведение чистых линий, так как животные не способны к самооплодотворению. (Слайд 15)

4.Физкультминутка.

Релаксация по музыку с закрытыми глазами.

5.Рефлексия

Объяснение учителя. Существует у животных испытание производителей по потомству. Для этого производителей - самцов скрещивают с несколькими самками, оценивают продуктивность и другие качества дочерей, сравнивая их с материнскими и со среднепородными. Если продуктивность дочерей повышена, то это указывает на большую ценность производителя.

Межвидовое скрещивание известно с древних времен. Чаще всего межвидовые гибриды стерильны, у них нарушается мейоз, что приводит к нарушению гаметогенеза. Межпородные гибриды: лигр = лев + тигр; лошак = ослица + жеребец; мул = кобылица + осел; зеброид = зебра + пони (лошадь, осел); архаромеринос = архар + овца; кама = лама + верблюд; хонорик = хорек + норка; индоутка = индюк + утка; бестер = белуга + стерлядь (слайд 16, 17)

Вопрос: в чем особенности селекции микроорганизмов?

Выступление обучающихся. (слайд 18)

Микроорганизмы – это группа прокариотических и эукариотических одноклеточных организмов, различаемых только под микроскопом. Особенности селекции микроорганизмов:

1) способность к быстрому размножению в благоприятных условиях: у селекционера имеется неограниченное количество материала для работы: за считанные дни в чашках Петри или пробирках на питательных средах можно вырастить миллиарды клеток;

2) простая организация генома: значительно меньшее количество генов, их генетическая регуляция более простая, взаимодействия генов просты или отсутствуют.

3) их гены легко мутируют: более эффективное использование мутационного процесса, поскольку геном микроорганизмов гаплоидный, что позволяет выявить любые мутации уже в первом поколении.

Таким образом, в селекции микроорганизмов применяют искусственный мутагенез, в результате которого получают штаммы, которые способны в промышленных масштабах производить необходимые человеку вещества. Это направление получило название – биотехнология (слайд 19, 20)

Примерами промышленного получения и использования продуктов жизнедеятельности микроорганизмов являются: хлебопечение; пивоварение; виноделие; приготовление молочных продуктов; производство кормового белка; производство ферментных и витаминных препаратов используемых в пищевой промышленности, медицине, животноводстве. Вывод: микроорганизмы интенсивно используются в самых разнообразных технологических процессах.

Задание № 4 в рабочих листах. Тестовые задания в форме игры: «Да-нет», с проверкой по слайду (слайд 21)

Организует работу по усвоению обучающимися нового способа действия.

Усвоение понятий: селекция, гибридизация, массовый отбор, индивидуальный отбор, чистые линии, близкородственное скрещивание, гетерозис, межвидовая гибридизация, искусственный мутагенез, биотехнология.

Формирование понятий общих и отличительных признаков идёт при выполнении самостоятельной работы по заданиям в рабочих листах.

Предлагает выполнить данные задания № 5.

Проверка правильности выполнения заданий.

На основе полученных знаний на уроке ответьте на вопрос: почему выведение новых и улучшение существующих пород и сортов – важное государственное дело, имеющее большое экономическое и народнохозяйственное значение?

Подводит обучающихся к выводу о том, почему именно селекция должна стать наиболее эффективным средством обеспечения устойчивых урожаев и высокой продуктивности сельскохозяйственных растений и животных. Организует выполнение задания № 6 в рабочим листе с целью подготовки обучающихся к ЕГЭ.

Организует самооценку обучающимися собственной учебной деятельности на уроке, меру своего продвижения к цели. Предлагает вспомнить тему и цель урока, высказать мнение о том достигнут ли результат.

- Достигли ли мы цели урока?

- Что было самым трудным? Интересным?

- Как бы вы оценили свое участие на уроке?

-Какую оценку вы могли бы себе поставить за усвоение материала, за свое участие в работе в парах и группе?

6.Домашнее задание

1. § п.90

Задание 2 или 3 выполняется по выбору.

2. Письменное задание по выбору- синквейн «Биотехнология», «Микробиология»

3 Подготовить сообщения «Вклад и достижения отечественных ученых (Н.И.Вавилова, Г.Д.Карпеченко, И.В.Мичурина и других) в развитие селекции