Селекция животных.достижения современной селекции

Биология

Урок № 7

11класс ТЕМА УРОКА: «СЕЛЕКЦИЯ ЖИВОТНЫХ.

Дата: 19.10 ДОСТИЖЕНИЯ СОВРЕМЕННОЙ СЕЛЕКЦИИ»

ЦЕЛИ УРОКА:

1.Продолжить формирование у учащихся понятие о селекции как науке, ее методах.

2.Изучить основные традиционные и современные методы селекции животных.

3.Познакомиться с достижениями современной селекции.

ЗАДАЧИ:

Образовательные.

Сформировать у учащихся понятия: селекция, сорт, штамм, порода, генофонд, чистые линии, гибридизация, индивидуальный и массовый отбор, естественный отбор, искусственный отбор, гетерозис, полиплоидия, клеточная и генная инженерия, клонирование.

Развивающие.

Развивать абстрактное, логическое мышление, интерес к предмету, стремление к самообразованию; умение адекватно оценивать окружающие явления, умения обосновать своё утверждение; содействовать развитию психологической и содержательной рефлексии, развитию эмоциональной сферы обучающихся, монологической речи, коммуникативной культуры; способствовать сплачиванию детского коллектива

Воспитательные.

Воспитывать толерантность, уважение к учителю, оппонентам, дисциплинированность. Содействовать воспитанию положительного отношения к знаниям, формированию взглядов, убеждений, развивать у обучающихся уверенность в своих силах..

ТИП УРОКА: комбинированный урок.

МЕТОДЫ РАБОТЫ:

1. Словесные: объяснение, разъяснение, рассказ, беседа

2. Наглядный (иллюстративный)

3. Репродуктивный (воспроизводящий)

4. Проблемно - поисковый (работа с книгой, с тетрадью)

5. Метод стимулирования и мотивации учебной деятельности: поощрения

6. Мультимедийный

ОБОРУДОВАНИЕ: мультимедийная презентация по теме «Селекция. Основные методы селекции и биотехнологии», учебник, рабочая тетрадь, карточки-задания, тесты, таблица,

компьютер, экран.

ХОД УРОКА

1. Организационный момент

Вступительное слово учителя (приветствие, проверка готовности учащихся к уроку, представление присутствующих на уроке гостей, выражение надежды на понимание, работоспособность учащихся, и уверенность в том, что они смогут показать все свои знания)

2. Активизация знаний учащихся. (слайд 2)

-- Итак, мы с вами на сегодняшнем уроке продолжаем изучать тему «Селекция» и давайте вспомним, что такое селекция?

-- Селекция —наука о выведении новых и совершенствовании сущест­вующих сортов растений, пород животных и штаммов микроорганиз­мов с необходимыми человеку свойствами.

-- В ответе прозвучали слова «сорт, порода, штамм». Дайте определение этим терминам.

-- Сортом, породой и штаммом называют популяцию организмов (растений, животных и микроорганизмов), искусственно созданную че­ловеком, которая характеризуется определенным генофондом, наслед­ственно закрепленным морфологическими и физиологическими при­знаками, определенным уровнем и характером продуктивности.

-- Как любая наука селекция ставит перед собой определенные задачи. Назовите их, пожалуйста.

-- В задачи селекции входит:

— повышение продуктивности сортов растений, пород животных и штаммов микроорганизмов;

— изучение разнообразия растений, животных и микроорганиз­мов, являющихся объектами селекционной работы;

— анализ закономерностей наследственной изменчивости при гиб­ридизации и мутационном процессе;

— исследование роли среды в развитии признаков и свойств орга­низмов;

— разработка систем искусственного отбора, способствующих уси­лению и закреплению полезных для человека признаков у организмов с различными типами размножения;

— создание устойчивых к заболеваниям и климатическим услови­ям сортов и пород; — получение сортов, пород и штаммов, пригодных для механизи­рованного промышленного выращивания, разведения и уборки.

-- Возникнув много лет назад селекция должна была на чем-то основываться, что-то должно было быть теоретической основой селекции?

-- Теоретической базой селекции является генетика. Она также ис­пользует достижения теории эволюции, молекулярной биологии, био­химии и других биологических наук. Селекция, опираясь на комп­лекс наук, использует научные открытия для преобразования наслед­ственности растений, животных и микроорганизмов.

-- И, естественно, у селекции существуют свои методы. Какие это методы и как их можно классифицировать?

-- К методам селекции традиционно от­носят отбор, гибридизацию, мутагенез. Во второй половине XX в. стали применять принципиально новые методы экспериментальной биологии — клеточную и генную инженерию. Это направление легло в основу новой области биологии — биотехнологии. (слайд 3)

-- Почему методы клеточной и генной инженерии считаются перспективными в селекции и биотехнологии?

-- Клеточная инженерия основана на культивировании отдель­ных клеток или тканей на искусственных питательных средах. Такие клеточные культуры используются для синтеза ценных веществ, про­изводства незаряженного посадочного материала, получения клеточ­ных гибридов (слайд 4)

Генная инженерия — это целенаправленный перенос нужных генов от одного вида живых организмов в другой, часто очень далеких по своему происхождению. Это, как считают ученые, перспективное направление, которое в недалеком будущем позволит человеку целе­направленно улучшать наследственные качества организмов, полу­чать в неограниченном количестве ценные биологически активные вещества. В то же время многие ученые высказывают опасения, что не­контролируемые работы в области генной инженерии могут привести к созданию организмов, опасных для человека (слайд 5)

.

-- Говоря о методах селекции, одним из них был назван отбор. Скажите, пожалуйста, чем методический отбор отличается от бессознательного?

В чем отличие массового отбора от индивидуального? (слайд 6)

-- В основе селекции как науки лежит разработанная Ч. Дарвином концепция искусственного отбора. На ранних этапах социальной эво­люции человека искусственный отбор проводился бессознательно. Люди сохраняли потомство от лучших представителей и употребляли в пищу худших без сознательного намерения вывести более совершен­ную породу или сорт.

При методическом отборе человек сознательно систематически отбирает представителей с определенными качествами и стремится к выведению нового сорта или породы.

При массовом отборе выделяют группу особей с желаемы­ми признаками. Потомство при таком отборе генетически неоднород­но и поэтому дает расщепление признаков при размножении. В связи с этим отбор проводят в ряде поколений.

При индивидуальном отборе выделяют единичные особи с цен­ными качествами и отдельно выращивают их потомство. При после­дующем самоопылении у растений или близкородственных скрещива­ниях у животных выводят чистые линии. Чистая линия — группа генетически однородных (гомозиготных) организмов, представляю­щих ценный исходный материал для селекции.

--А сейчас я предлагаю вам вспомнить, что вы знаете о селекции растений

И начнем мы с вами с особенности селекции растений. Назовите их.

-- В селекции растений необходимо учитывать следующие особенности биологии растений:

– высокая плодовитость и многочисленность потомства;

– наличие самоопыляемых видов;

– способность размножаться вегетативными органами;

– возможность искусственного получения мутантных форм.

--Одним из путей увеличения разнообразия материала для селекции является гибридизация. Она бывает двух видов: близкородственная, позволяющая перевести рецессивныегены в гомозиготное состояние; неродственная, помогающая объ­единить в одном организме гены, ответственные за ценные признаки разных особей.

При гибридизации особей разных линий — аутбридинге (англ. out — вне и breeding — разведение) — удается получить гетерозигот­ные гибриды, превосходящие по своим качествам родительские фор­мы. В этом случае проявляется эффект гетерозиса (греч. heteroiosis — изменение, превращение) — гибридной силы, основной причиной ко­торого является отсутствие проявления вредных рецессивных алле­лей в гетерозиготном состоянии. Эффект гетерозиса широко применя­ют для получения высокоурожайных гибридов кукурузы, огурцов, сахарной свеклы и других культурных растений. Уже со второго поколения эффект гетерозиса угасает, начинают преобладать мелкие растения, несущие признаки исходных форм.

--Обратите, пожалуйста, внимание на рисунок 3.7 стр.81 учебника

При близкородственной гибридизации — инбридинге (англ. inbreeding, от in — в, внутри и breeding — разведение) — повышается степень гомозиготности организмов. Многократный инбридинг может привести к резкому ослаблению или вырождению потомков.

Неродственная гибридизация может быть внутривидовой — скрещивание особей разных сортов или пород одного вида и отдален­ной — скрещивание особей разных видов и родов. (слайд7)

Пауза для релаксации. (Приложение 1)

Метод «Земля, воздух, огонь и вода».

Ребята, по моей команде вы должны изобразить одно из состояний – воздух, землю, огонь и воду

Воздух. Встаньте,пожалуйста, и сделайте глубокий вдох, а затем выдох. Представьте, что ваше тело, словно большая губка, жадно впитывает кислород из воздуха. Постарайтесь услышать, как воздух входит в нос, почувствовать, как он наполняет грудь и заполняет все части тела от головы до кончиков пальцев на ступне ног. Сделайте так несколько глубоких вдохов и выдохов.

Земля.  Теперь мы должны установить контакт с землей, «заземлиться» и почувствовать уверенность. Давайте сильно давить на пол, стоя на одном месте, можно топнуть ногами и даже пару раз подпрыгнуть вверх, потереть ногами пол, покрутиться на месте. Огонь. Давайте активно будем двигать руками, ногами, телом, изображая языки пламени. При этом мы должны ощутить энергию и тепло в своем теле. 

 Вода. Представьте себе, что комната превращается в бассейн, и делайте мягкие, свободные движения в «воде», следя за тем, чтобы двигались суставы – кисти рук, локти, плечи, бедра, колени.

3. Изучение нового материала

--Вспомнив основную терминологию по нашей теме и освятив основные вопросы селекции в целом и селекции растений, мы переходим к изучению селекции животных.

(В ходе краткой беседы с учащимися формулируется тема и задачи урока, тема записывается в тетрадях)

Тема: «Селекция животных. Достижения современной селекции»

Цели: 1.Изучить основные традиционные и современные методы селекции животных.

2.Познакомиться с достижениями современной селекции. (слайд 8)

--И рассмотрим следующие вопросы: (слайд 9)

1.Особенности селекции животных

2.Основные методы селекции животных

3.Одомашнивание животных

4.Основные направления селекции животных

5. Современные направления селекции животных.

1.Особенности селекции животных

Беседа, в ходе которой определяются особенности животных.

При селекции животных необходимо учитывать следующие их особенности:

– малочисленность потомства у пары родителей;

– большая продолжительность жизни;

– невозможность вегетативного размножения высокоорганизованных животных и наличие у них только полового способа размножения;

– раздельнополость;

– часто поздняя половая зрелость;

– более сложные, чем у растений, взаимоотношения с внешней средой благодаря наличию нервной системы; (слайд 10)

2.Основные методы селекции животных (слайд11)

Методы селекции животных те же, что и методы селекции растений, но при их применении се­лекционерам приходится учитывать ряд особенностей, характерных для животных. Животные размножаются только половым путем, а количество особей в потомстве невелико. В связи с этим при подборе селекционеру важно определить наследственные признаки, которые непосредственно у производителей могут не проявляться, например наследственные признаки самцов по жирномолочности или яйценос­кости. Поэтому значительную роль приобретает оценка животных по их родословной и по качеству их потомства. Часто большое значение имеет учет экстерьера, т. е. совокупности внешних признаков живот­ного.

3.Одомашнивание животных (слайд 12)

--Целенаправленной селекционной работе предшествовал период одомашнивания животных и окультуривания растений. Как это происходило и какое имело значение для развития селекции?

--Давайте послушаем подготовленное сообщение.

Одомашнивание животных (сообщение учащегося) (Приложение 2)

Гибридизация и индивидуальный отбор являются основными методами также и в селекции животных. (слайд 13)

-- Как вы думаете, какой отбор применяется в селекции животных и почему?

-- Массовый отбор практически не при­меняется из-за небольшого количества особей в потомстве, следовательно, применяется индивидуальный.

-- В селекции животных применяют два вида гибридизации: родст­венную (инбридинг) и неродственную (аутбридинг).

Родственное скрещивание между братьями и сестрами или между родителями и потомством ведет к гомозиготности и часто сопровожда­ется ослаблением животных, уменьшению их устойчивости к небла­гоприятным факторам среды, снижению плодовитости и т. д. Тем не менее, инбридинг применяют в селекции животных с целью закрепле­ния в породе характерных хозяйственно ценных признаков. Как пра­вило, близкородственное скрещивание ведется в нескольких линиях внутри породы. Для устранения неблагоприятных последствий ин­бридинга используют неродственное скрещивание разных линий или даже разных пород. Это скрещивание сопровождается строгим отбо­ром, что позволяет усиливать и поддерживать ценные качества по­роды. Сочетание близкородственного скрещивания с неродственным ши­роко применяется селекционерами для выведения новых пород жи­вотных. Так, известный селекционер М. Ф. Иванов, используя эту ме­тодику, создал высокопродуктивную породу свиней Белая степная ук­раинская, породу овец Асканийская рамбулье и др.

--Обратите внимание на таблицу (работа с таблицей создание высокопродуктивной породы свиней Белая степная ук­раинская М. Ф. Ивановым)

--Также примером может быть выведение новой породы рыб –бестер при скрещивании белуги и стерляди. (слайд 14)

-- Как вы думаете, какие основные направления селекции можно выделить?

-- К основным направлениям селекции животных относят:

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 15)

-- Какой метод используется для получения бройлерных цып­лят? На каком явлении он основан? О каких методах вы еще узнаете?

--Давайте прочитаем рубрику «Биофокус» (лупа) в учебнике на стр.83

-- Итак, важным направлением в селекции животных является использование явления гетерозиса, например для получения бройлерных цыплят. Метод полиплоидии в селекции животных практически не приме­няется. Вы уже знаете, что межвидовые гибриды лошади с ослом (мул), од­ногорбого и двугорбого верблюдов (нар), яка с крупным рогатым ско­том и других с древних времен используются человеком. Эти гибриды обладают повышенной выносливостью по сравнению с родителями.

В некоторых случаях отдаленная гибридизация домашних жи­вотных с дикими предками дает плодовитое потомство и может быть использована в селекции. Так, в результате скрещивания тонкорун­ных овец мериносов с диким бараном архаром были получены тонко­рунные архаромериносы, которые могут круглогодично пастись на высокогорных пастбищах. В результате скрещивания крупного рога­того скота с горбатым зебу получены ценные группы молочного скота .

-- Какие еще методы селекции используются в настоящее время и каких результатов они позволяют достичь?

-- В селекции животных, кроме описанных выше методов, применяют искусственное осеменение (введение полученной от высокоценных самцов спермы в половые пути самки с целью ее оплодотворения) и полиэмбрионию (искусственное образование нескольких зародышей из одной зиготы ценных пород с последующим их введением в матку беспородных животных). Эти методы позволяют в несколько раз уве­личить скорость получения потомства от ценных производителей. (слайд 16)

5. Современные направления селекции животных

Методы клеточной инженерии (клонирование) (слайд 17)

(Беседа о методах клеточной инженерии, открывших но­вые возможности в селекции животных; обсуждение резуль­татов и перспектив генетического клонирования животных. Комментирование учащимися схемы генетического клониро­вания овцы по схеме слайда и сообщения учащегося).

-- Одним из ярких примеров достижений ученых, с проблемностью которых человечеству ещё не раз придется столкнуться, является клонирование.

--Давайте послушаем краткое сообщение по этому вопросу.

Клонирование (сообщение учащегося) (Приложение 3)

4. Закрепление изученного материала

Вопросы для закрепления:

1. С чем связаны особенности селекции животных?

2. Почему массовый отбор в селекции животных практически не применяется?

3. Какой метод используется для получения бройлерных цып­лят? На каком явлении он основан?

4. Почему рождение овечки Долли можно рассматривать как важное событие с биологической точки зрения, но не как перс­пективное направление в селекции животных?

Тестовая проверка знаний (Приложение4)

1. Наука о создании новых и улучшении существующих сортов, пород и штаммов называется:

A. цитологией Б.селекцией

B. экологией Г. микробиологией

2. Искусственно созданная человеком популяция расти­тельных организмов с определенными ценными хозяйствен­ными признаками называется:

A. видом Б. штаммом

B. популяцией Г. сортом

3. Теоретической основой методов селекции, направлен­ных на изменение наследственных свойств сортов и пород, является наука:

A. биотехнология Б. цитология

B. генетика Г. эмбриология

4. Группа генетически однородных (гомозиготных) орга­низмов, имеющих ценный исходный материал для селекции, называется:

A. чистой линией Б. филогенетическими рядами

B. культурой тканей Г. полиэмбрионией

5. Гибридизация, помогающая перевести рецессивные ге­ны в гомозиготное состояние, называется:

A. аутбридингом Б. близкородственной

B. неродственной Г. полиплоидией

6. Отдаленная гибридизация может обеспечивать возник­новение биологических форм, представляющих большую хо­зяйственную ценность, благодаря:

A. инбридингу Б.отбору

B. мутагенезу Г. гетерозису

7. Использование для гибридизации протопластов отно­сится к:

A. генетическому Б. клеточной инженерии клонированию

B. генной инженерии Г. искусственному мутагенезу

8. Закон гомологических рядов наследственной изменчи­вости организмов сформулировал:

A. В.И. Вернадский Б. Б.Л. Астрауров

B. Н.И. Вавилов Г. И.В. Мичурин

Ответы

Объявление критериев оценивания теста, взаимопроверка работ с их оцениванием.

5.Домашнее задание (слайд 18)

1. §34, термины, вопросы и задания стр.83

2. Составить опорный конспект ответа по параграфу.

5. Индивидуальное сообщения «Генетически-модифицированные продукты»

6. Подведение итогов урока. Выставление оценок.

Сегодня мы с вами очень плодотворно поработали на уроке. Но на этом наш разговор о селекции не окончен, его мы продолжим на следующих уроках. А сейчас мне хотелось бы от вас услышать оценку нашей с вами работы.

7.Рефлексия (слайд 19)

1.Что вам понравилось на сегодняшнем уроке?

2.Что нового вы узнали?

3. Что вызвало затруднение?

4. Было ли вам интересно на уроке?

Мне с вами было очень приятно работать, спасибо всем за сотрудничество. Урок окончен. До свидания.

Приложение 1

Пауза для релаксации

Метод «Земля, воздух, огонь и вода».

Ребята, по моей команде вы должны изобразить одно из состояний – воздух, землю, огонь и воду

Воздух. Встаньте, пожалуйста, и сделайте глубокий вдох, а затем выдох. Представьте, что ваше тело, словно большая губка, жадно впитывает кислород из воздуха. Постарайтесь услышать, как воздух входит в нос, почувствовать, как он наполняет грудь и заполняет все части тела от головы до кончиков пальцев на ступне ног. Сделайте так несколько глубоких вдохов и выдохов.

Земля.  Теперь мы должны установить контакт с землей, «заземлиться» и почувствовать уверенность. Давайте сильно давить на пол, стоя на одном месте, можно топнуть ногами и даже пару раз подпрыгнуть вверх, потереть ногами пол, покрутиться на месте. Огонь. Давайте активно будем двигать руками, ногами, телом, изображая языки пламени. При этом мы должны ощутить энергию и тепло в своем теле. 

 Вода. Представьте себе, что комната превращается в бассейн, и делайте мягкие, свободные движения в «воде», следя за тем, чтобы двигались суставы – кисти рук, локти, плечи, бедра, колени.

Приложение2

Сообщение учащегося - Одомашнивание животных

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. Его центры в основном совпадают с центрами многообразия и проис­хождения культурных растений

В стаде, стае, в поле, на грядке и т.д. человек замечал отдельное животное или растение с каким-то представляющим для него интерес, хотя бы и мелким, наследственным отличием, отбирал эти особи на племя и скрещивал их. Все другие особи не допускались до размножения. Из поколения в поколение оставлялись в качестве производителей особи, у которых данный наследственный признак был выражен наиболее заметно. Таким образом, признак усиливался и накапливался в этой искусственной популяции.

Как свидетельствуют современные данные, центры происхождения животных и районы их одомашнивания, или доместикации (от лат. domesticus – домашний), – это территории древних цивилизаций. В Индонезийско-Индокитайском центре впервые, по-видимому, были одомашнены животные, не образующие крупные стада: собака, свинья, куры, гуси, утки. Причем собака, большинство пород которой происходит от волка, – одно из наиболее древних домашних животных.

В Передней Азии, как полагают, были одомашнены овцы, их предки – дикие бараны муфлоны. В Малой Азии одомашнены козы.

Одомашнивание тура, ныне исчезнувшего вида, произошло, вероятно, в нескольких областях Евразии. В результате возникли многочисленные породы крупного рогатого скота.

Предки домашней лошади – тарпаны, окончательно истребленные в конце XIX–начале XX вв., были одомашнены в степях Причерноморья.

В американских центрах происхождения растений были одомашнены такие животные, как лама, альпака, индейка.

Домашний кролик, был одомашнен лишь в Средневековье, сахарная свекла в XIX в., мята – в XX в.

Таким образом, для большинства видов домашних животных и культурных растений, несмотря на их огромное разнообразие, обычно удается указать исходного дикого предка.

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.

Приложение 3

Сообщение учащегося - Клонирование

Клонирование – это процесс, в ходе которого живое существо производится от единственной клетки, взятой от другого живого существа. Клонирование обычно определяется, как производство клеток или организмов с теми же нуклеарными геномами, что и у другой клетки или организма. Соответственно, путём клонирования можно создать любой живой организм или его часть, идентичный уже существующему или существовавшему, если сохранилась информация о его нуклеарных геномах.

В 1997 г. научная общественность была взбудоражена сообщением, что в Анг­лии были проведены успешные эксперименты по генетическому клонированию овцы. Для этого использовали ядра соматичес­ких клеток, полученных из ткани молочной железы взрослой овцы. Из яйцеклетки удалялось ядро и замещалось ядром соматической клетки. Образовавшуюся диплоидную зиготу стимулировали к дроб­лению электрошоком и трансплантировали в овцу-реципиента. Через 148 дней приемная мама родила живую овечку, ее назвали Долли

Открытие английских ученых показало, что соматические клетки взрослого организма млекопитающих способны передавать полную информацию о всех признаках, характерных для взрослой особи. Следовательно, как считали ученые, открываются возможности вос­произведения многочисленных генетических копий выдающихся по продуктивности животных-рекордистов. Но в ходе дальнейших на­блюдений за овечкой Долли было установлено, что она стала очень быстро стареть. К тому времени, когда Долли достигла размеров взрослой овцы, ее физиологическое состояние было такое же, как у старой особи. Это поставило под сомнение целесообразность клони­рования животных.

Приложение4

Тестовая проверка знаний

1. Наука о создании новых и улучшении существующих сортов, пород и штаммов называется:

A. цитологией Б.селекцией

B. экологией Г. микробиологией

2. Искусственно созданная человеком популяция расти­тельных организмов с определенными ценными хозяйствен­ными признаками называется:

A. видом Б. штаммом

B. популяцией Г. сортом

3. Теоретической основой методов селекции, направлен­ных на изменение наследственных свойств сортов и пород, является наука:

A. биотехнология Б. цитология

B. генетика Г. эмбриология

4. Группа генетически однородных (гомозиготных) орга­низмов, имеющих ценный исходный материал для селекции, называется:

A. чистой линией Б. филогенетическими рядами

B. культурой тканей Г. полиэмбрионией

5. Гибридизация, помогающая перевести рецессивные ге­ны в гомозиготное состояние, называется:

A. аутбридингом Б. близкородственной

B. неродственной Г. полиплоидией

6. Отдаленная гибридизация может обеспечивать возник­новение биологических форм, представляющих большую хо­зяйственную ценность, благодаря:

A. инбридингу Б.отбору

B. мутагенезу Г. гетерозису

7. Использование для гибридизации протопластов отно­сится к:

A. генетическому Б. клеточной инженерии клонированию

B. генной инженерии Г. искусственному мутагенезу

8. Закон гомологических рядов наследственной изменчи­вости организмов сформулировал:

A. В.И. Вернадский Б. Б.Л. Астрауров

B. Н.И. Вавилов Г. И.В. Мичурин