Урок "Генетичні основи селекції організмів"

    Тема. Генетичні основи селекції організмів

      Мета: 

   ▪ ознайомити учнів із поняттями «селекція», «гібридизація», «інбридинг», «аутбридинг», «сорт», «порода», «штам»; з класичними методами селекції, із можливостями, які дає селекція людству, розкрити завдання селекції; дати уявлення про центри походження й різноманітності культурних рослин та райони одомашнення й походження порід домашніх тварин;

   ▪ розвивати логічне та біологічне мислення, творчу активність та

     пізнавальні інтереси  учнів;

   ▪ коригувати процеси запам'ятовування та відтворення у пам'яті;

   ▪ виховувати  повагу до професії селекціонера; товарискість, взаємодопомогу і

     вміння співпрацювати.

      Методичне забеспечення уроку:

   роздаткові картки-таблиці, підручники (Біологія 11кл.),  презентації

  «Ценрти походження та різноманітності  культурних рослин», скринька,   

  натуральні овочі та фрукти, фігурки тварин з м'якої резини. 

     Міжпредметні  звязки:  біологія,  інформатика,  географія,  історія.

    Тип уроку. Урок засвоєння знань з елементами відеоскрайбінгу (презентація

                         Power Point)

                                                      ХІД УРОКУ

 

1. Організаційний етап

1.1. Привітання.

1.2. Перевірка готовності учнів до уроку.

2. Повідомлення теми, мети і завдань уроку

2.1. Повідомлення теми уроку.

Розгадування ребусів (генетика та селекція)

     

 

2.2. Визначення мети і завдань уроку.

Мета уроку: ознайомитися з генетичними основами селекції.

Завдання уроку:

1. Дізнатися: що таке селекція та які її завдання.

2. Ознайомитися з поняттями «порода», «сорт», «штам».

3. Визначити, які можливості надає людству селекція.

3. Мотивація навчальної діяльності

Порівняння й обговорення фото (слайди)

     

     

      Запитання до учнів:

— Які спільні ознаки мають ці тварини?

— Які відмінні ознаки є в цих тварин?

— Із чим пов’язані відмінності в будові їхнього тіла?

Необхідно підвести учнів до розуміння того, що кожна порода має своє призначення, тому при селекції цих порід ознаки відбиралися так, щоб вони максимально відповідали призначенню тварини (бійцівська порода має бути сильною, декоративна — гарною, мисливська — швидкою).

- Якого кольору бувають квіти та овочі?

 

 

 

4. Засвоєння нового матеріалу

План пояснення нового матеріалу

1. Поняття про селекцію (порода, сорт, штам). Завдання та методи селекції.

2. Селекція рослин. Центри походження й різноманітності культурних рослин.

   3. Селекція тварин. Райони одомашнення й походження порід домашніх тварин.

   4. Міжвидові гібриди рослин та тварин

   5. Селекція мікроорганізмів.

  6. Вчені селекціонери.

1. Поняття про селекцію (порода, сорт, штам). Завдання селекції.

    

  

В Україні селекція почала розвиватися наприкінці ХІХ ст., коли виникли перші станції для селекції цукрового буряку й інших сільськогосподарських культур. У 30-х роках ХХ ст. селекція зазнала занепаду, також занепад відбувся під час Великої Вітчизняної війни. Згодом науково-дослідницькі установи селекції було знову відбудовано і значно поширено.

Українські селекціонери створили низку нових сортів сільськогосподарських культур: озимої й ярої пшениці, кукурудзи, ячменю та інших зернових, гороху, соняшнику, цукрового буряку, зернобобових, технічних і кормових культур, картоплі, городини, тютюну, овочів, винограду тощо.

 

2. Основними методами селекції є: штучний  та масовий добір; гібридизація.

Штучний добір — це вибіркове допущення до розмноження тварин, рослин або інших організмів із метою виведення нових сортів та порід, які володіють бажаними якостями.

Масовий добір - вибраковування усіх особин, що за фенотипом не відповідають породним або сортовим стандартам; його значення — збереження сталості породних та сортових якостей.

Гібридизація — це схрещування (поєднання генетичного матеріалу) різнорідних організмів із метою одержання якісно нових, кращих нащадків (гібридів). Гібриди утворюються в результаті статевого процесу або поєднання нестатевих клітин.

Гібридизація — це процес, на основі якого виникає і реалізується комбінативна мінливість, яка є одним із факторів еволюції.

Гібридизація може відбуватись у межах одного виду (внутрішньовидова) і між особинами різних видів (міжвидова або віддалена). Внутрішньовидове схрещування буває спорідненим і неспорідненим.

Споріднене схрещування, або інбридинг (від англ. in — в, усередині та breeding — розведення),— це схрещування організмів, що мають безпосередніх спільних предків. Інбридинг може бути більш та менш тісним (залежно від ступеня спорідненості організмів). Найтісніший інбридинг спостерігається серед самозапильних рослин і самозаплідних гермафродитних тварин. В організмів із перехресним заплідненням тісний інбридинг відбувається при схрещуванні братів

і сестер, батьків та їхніх нащадків тощо. Це призводить до появи гомозигот.

    У результаті інбридингу відбувається ослаблення або навіть виродження нащадків, оскільки в таких гомозиготних організмів збільшується ймовірність фенотипного прояву летальних чи сублетальних рецесивних алелів. Отже, тісний інбридинг часто призводить до появи організмів із різноманітними спадковими аномаліями. У селекції споріднене схрещування застосовують для отримання чистих ліній. Інбридинг дає можливість дістати цінні ознаки в гомозиготному стані і закріпити їх серед нащадків.

Цікавий факт

Чому вимерли фараони?

    Неспоріднене схрещування, або аутбридинг (від англ. out — поза та breeding — розведення),— гібридизація організмів, які не мають тісних родинних зв’язків, тобто представників різних ліній, сортів чи порід одного виду. Неспорідненими вважають особин, у яких немає спільних предків принаймні протягом попередніх шести поколінь. Аутбридинг застосовують для поєднання у потомстві цінних властивостей, притаманних різним лініям, породам чи сортам. При аутбридингу

в кожного наступного покоління підвищується гетерозиготність нащадків. Це пояснюється тим, що із зменшенням ступеня спорідненості організмів зростає ймовірність наявності в них різних алелів певних генів.

    У разі неспорідненого схрещування часто спостерігається явище гетерозису.  Гетерозис повною мірою виявляється в першому поколінні гібридів, однак у наступних, унаслідок розщеплення ознак та переходу частини генів у гомозиготний стан, його ефект слабшає і до восьмого покоління сходить нанівець. У рослин гетерозис можна закріпити вегетативним розмноженням, подвоєнням числа хромосом або партеногенезом.

   Явище гетерозису широко застосовується в сільському господарстві, оскільки воно значно підвищує продуктивність (наприклад, у кукурудзи — до 20–25 %). Ефект гетерозису добре виражений в овочевих культур (цибулі, томатів, огірків, баклажанів, буряків тощо). У тваринництві схрещування між різними породами прискорює ріст і статеве дозрівання, поліпшує якість м’яса, молока тощо.

   Віддалена гібридизація — схрещування особин, які належать до різних видів
і навіть родів із метою поєднання у гібридів цінних спадкових ознак представників різних видів.

При віддаленій гібридизації гібриди часто є стерильними (не дають нащадків). Уперше методику подолання стерильності міжвидових гібридів у рослин розробив
у 1924 р. Г. Д. Карпеченко на прикладі гібрида капусти та редьки, який за своїм фенотипом займав проміжне положення між відповідними фенотипами батьків.

    Якщо в рослин міжвидові гібриди можна розмножувати вегетативно, то у хребетних тварин, як вам відомо, вегетативне розмноження неможливе. Розмножують складні міжвидові гібриди за допомогою методів клітинної інженерії. Зокрема, новий організм вирощують з окремих гібридних соматичних клітин. Цей метод дістав назву клонування.

2.Селекція рослин. Центри походження й різноманітності культурних рослин.

Виявлення центрів походження і різноманітності культурних рослин підказало вченим, де саме потрібно шукати вихідний матеріал для селекційної роботи.

Зараз ви переглянете презентацію та будете заповнювати таблицю (працювати в парах) «Центри різноманітності та походження культурних рослин», по закінченню якої ви повинні відповісти на такі питання:

              Хто створив карту походження культурних рослин?

              Скільки  існує центрів походження культурних росли?             

№	Назва центру	Батьківщина рослин (країни)	Приклади

 

  1.          2.      

    3.           4.

    5.            6.

     7.            8.   

    9.            10.                                           

     3.  Селекція тварин. Райони одомашнення й походження порід домашніх 

        тварин.                                                                                                                   

       

   

    озповідь  викладача

Райони одомашнення і походження порід свійських тварин пов’язані з давніми центрами землеробства, однак встановити центри походження свійських тварин значно складніше, ніж культурних рослин. Одомашнення могло відбуватись у будь-якому місці первинного ареалу, а подальше поширення порід було пов’язане не з природним середовищем існування, а з діяльністю людини. Більшість свійських тварин приручено 8-10 тис. років тому.

 Їхні предки вели, зазвичай, вели гуртовий спосіб життя, що сприяло прирученню диких тварин. Під час одомашнення відбулись значні зміни в будові й життєвих функцій свійських тварин, їхній поведінці.

    Інтерактивна вправа «Пошук  інформації»

Назвати предків  і приблизне місце одомашнення основних видів свійських тварин, заповнивши таблицю:

Свійські тварини	Дикий предок	Місце і час одомашнення
Кішка	Дика лівійська кішка	Давній Єгипет, близько 5 тис. років тому
Собака	Вовк	В кількох місцях Євразії 10-15 тис. років тому
Кінь	Тарпан	Лісостепова зона Європи і Казахстану
Коза	Дикі козли - безоарові	Гірські райони Греції, Кавказу, Малої та Середньої Азії  близько 8-10 тис. років тому
Вівця	Архар і муфлон
Велика рогата худоба	Дикий бик – тур	Лісостепова і степова зони Євразії, Давня Греція близько  4 тис. років тому
Кури	Банківські та червоні кури	Південна і Південно-Східна Азія 5-6 тис. років тому
Свиня	Дика свиня (кабан)	Євразія 5-9 тис. років тому
Качка	Дика качка - крижня	4 тис. років тому
Короп	Походить від сазана	Євразія , майже 5 тис. років тому
Індик	Дика  індичка	Центральна Америка близько 2 тис. років тому
Шовковичний шовкопряд	_____________________	Китай, понад 5 тис. років тому

 

4. Міжвидові гібриди рослин та тварин

 Міжвидові гібриди рослин: гібрид пшениці та пирію; гібрид пшениці з житом (тритікале); гібрид китайської цукрової тростини з дикими видами (це сприяло підвищенню цукристості); гібрид рапсу і кормової капусти; гібрид суріпиці і капусти китайської; гібрид малини та ожини; гібрид сливи й терену; гібрид горобини та сибірського глоду.

    

     Міжвидові гібриди тварин: гібрид кобили та осла (мул); гібрид одногорбого та двогорбого верблюдів; гібрид тонкорунних овець (мериносів) і дикого гірського барана (архара); гібриди яка з великою рогатою худобою (сарлики та хайнаки); гібрид білуги та стерляді (бістер).

  

 5. Селекція мікроорганізмів.

 

 

 

 

 6. Вчені селекціонери.

   

  

5. Узагальнення і закріплення знань

           Програмоване опитування (за варіантами)

                                                                  Варіант  - 1

1.Особливе значення для  успіху селекційної роботи має генетичне різноманіття вихідного матеріалу.

2. З допомогою селекції не створюють нові сорти.

3. Штам – це культура  мікроорганізмів, забруднена пеніцилами.

4. У селекції  часто застосовують штучний добір.

5. Явище гетерозису не застосовують у сільському господарстві.

6. Аутбридинг – неспоріднене схрещування.

7. Гетерозис – підвищення життєдіяльності гібридів.                                                                                                                                                                                                                                                                                    

8. Масовий та індивідуальний добір – форми природного добору.

9. При інбридингу в кожному наступному поколінні знижується гомозиготність гібридів.

10. Крім генетики, теоретичним  підґрунтям  для селекції слугує вчення про штучний добір.

11. Віддалена гібридизація – міжвидова.

12. Методику подолання безпліддя міжвидових гібридів у рослин було розроблено на прикладі гібрида капусти і редьки.

  Прізвище    _____________________

 

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
+	-	-	+	-	+	+	-	-	+	-	+

                                                                                                                                                        

    Оцінка    ____________

 

 

                                                             Варіант – 2

1.При інбридингу в кожному наступному поколінні підвищується гетерозиготність гібридів.

2.Інбридинг – близькоспоріднене схрещування.

3.Гібридизація – об’єднання генетичного матеріалу різних клітин чи  організмів.

4.За допомогою селекції створюють нові сорти рослин.

5. У селекції ніколи не застосовують штучний добір.

6. Щеплення є дійсною гібридизацією.

7. Теорію штучного добору створив видатний англійський вчений Ч.Дарвін.

8.Гібриди утворюються в результаті статевого розмноження або поєднання нестатевих клітин.

9.Вперше методику подолання безпліддя міжвидових гібридів у рослин розробив 1924 року Г.Д.Карпеченко.

10. Гібрид кобили і віслюка – мул.

    11. Тритікале – сорт соняшника.

12.Може бути свідомий та плановий штучний добір.

  Прізвище    _____________________                                                                             

 

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
-	+	+	+	-	+	+	+	+	+	-	-

 

 

 Оцінка    ____________

 

6. Підбиття підсумків уроку, рефлексія

Гра «Вгадай»

Почерзі  виймаються з скриньки рослини (овочі та фрукти, насіння),  той хто правильно називає рослину і центр походження, одержує її в подарунок.

Поміркуйте

Чим можна пояснити, що райони одомашнення тварин, зазвичай, збігаються з центрами походження культурних рослин?

Чи є кінь Пржевальського предком свійського коня? Чому?

Фронтальна бесіда

1. Що таке селекція?

2. Які методи використовує селекція?

3. Що таке гібридизація? Якою вона буває?

4. Що таке штучний добір?

5. Що таке сорт рослин?

6. Що таке порода тварин?

7. Що таке штам мікроорганізмів?

8. Інформування учнів про домашнє завдання, інструктаж щодо його виконання

8.1. Завдання для всих учнв.

Підручник

1. Вивчити матеріал підручника.
2.  Дати відповіді на запитання підручника.

8.2. Індивідуальне завдання.

Підготувати повідомлення про розвиток біотехнології, клонування.