Краткий конспект подготовки к ЗНО по биологии №42 "Селекция. Биотехнология, клеточная и генная инженерия"

Подготовка к ЗНО. Биология.
Конспект 42. Селекция. Биотехнология, клеточная и генная инженерия

Селекция – наука о создании новых и улучшении существующих пород животных, сортов растений, штаммов микроорганизмов. В основе селекции лежат такие методы, как гибридизация и отбор. Теоретической основой селекции является генетика.
Породы, сорта, штаммы – искусственно созданные человеком популяции организмов с наследственно закрепленными особенностями: продуктивностью, морфологическими, физиологическими признаками.

Селекция растений

Центры происхождения культурных растений, выявленные Н.И. Вавиловым:

1. Южноазиатский тропический

2. Восточноазиатский

3. Юго-Западноазиатский

4. Средиземноморский

5. Абиссинский

6. Центральноамериканский

7. Южноамериканский.

Классическими методами селекции растений были и остаются гибридизация и отбор.
Массовый отбор применяют при селекции перекрестноопыляемых растений (рожь, кукуруза, подсолнечник). В этом случае сорт представляет собой популяцию, состоящую из гетерозиготных особей, и каждое семя обладает уникальным генотипом.
Индивидуальный отбор применяют при селекции самоопыляемых растений (пшеница, ячмень, горох). В этом случае потомство сохраняет признаки родительской формы, является гомозиготным и называется чистой линией.

Чистая линия – потомство одной гомозиготной самоопыленной особи.
Инбридинг (инцухт) – близкородственное скрещивание. Имеет место при самоопылении перекрестноопыляемых растений. В результате многие рецессивные неблагоприятные гены переходят в гомозиготное состояние, что приводит к снижению жизнеспособности растений, к их «депрессии». Затем полученные линии скрещивают между собой, образуются гибридные семена, дающие гетерозисное поколение.
Гетерозис («гибридная сила») – явление, при котором гибриды по ряду признаков и свойств превосходят родительские формы. Характерен для гибридов первого поколения, первое гибридное поколение дает прибавку урожая до 30%. В последующих поколениях его эффект ослабляется и исчезает.
Перекрестное опыление самоопылителей дает возможность сочетать свойства различных сортов. В результате получают гибридные семена, сочетающие нужные селекционеру признаки разных сортов.
Метод получения полиплоидов. Полиплоидные растения обладают большей массой вегетативных органов, имеют более крупные плоды и семена.
Автополиплоиды – виды, у которых кратно умножен один и тот же геном.
Отдаленная гибридизация – скрещивание растений, относящихся к разным видам. Отдаленные гибриды обычно стерильны, так как у них нарушается мейоз (два гаплоидных набора хромосом разных видов не могут конъюгировать) и, следовательно не образуются гаметы.
Аллополиплоиды – виды, у которых произошло объединение разных геномов в одном организме, а затем их кратное увеличение.

Селекция животных

Особенности селекции животных
1. Для животных характерно в основном половое размножение, поэтому любая порода является сложной гетерозиготной системой.
2. Смена поколений происходит через несколько лет.
3. Немногочисленное потомство.
Основными методами селекции животных являются гибридизация и отбор. Различают те же методы скрещивания – близкородственное скрещивание, инбридинг, и неродственное, аутбридинг. Инбридинг, как и у растений, приводит к депрессии. Отбор у животных проводится по экстерьеру (определенным параметрам внешнего строения), т.к. именно он является критерием породы.
Внутрипородное разведение направлено на сохранение и улучшение породы. Практически выражается в отборе лучших производителей, выбраковке особей, не отвечающих требованиям породы.

Межпородное скрещивание используют для создания новой породы. При этом часто проводят близкородственное скрещивание – родителей скрещивают с потомством, братьев с сестрами, что помогает получить большее число особей, обладающих нужными свойствами, затем – скрещивание разных линий.
Искусственное осеменение используют для получения потомства от лучших самцов производителей, тем более что половые клетки можно хранить при температуре жидкого азота любое время.
Гормональная суперовуляция и трансплантация эмбрионов позволяют у выдающихся коров забирать десятки эмбрионов в год, а затем имплантировать их другим коровам; эмбрионы так же хранятся при температуре жидкого азота. Это дает возможность увеличить в несколько раз число потомков от выдающихся производителей.

Центры происхождения домашних животных

Селекция микроорганизмов. Биотехнология

  Традиционная селекция микроорганизмов (в основном бактерий и грибов) основана на экспериментальном мутагенезе и отборе наиболее продуктивных штаммов.
Особенности селекции микроорганизмов
1. Геном бактерий гаплоидный, любые мутации проявляются уже в первом поколении.
2. Хотя вероятность естественного возникновения мутации у микроорганизмов такая же, как и у всех других организмов (1 мутация на 1 млн. особей по каждому гену), очень высокая интенсивность размножения дает возможность найти полезную мутацию по интересующему исследователя гену.
Биотехнология – использование живых организмов и их биологических процессов в производстве необходимых человеку веществ. Объект: бактерии, грибы, клетки растительных и животных тканей. Их выращивают на питательных средах в специальных биореакторах.
Генная инженерия – совокупность методик, позволяющих выделять нужный ген из генома одного организма и вводить его в геном другого организма.
Хромосомная инженерия – совокупность методик, позволяющих осуществлять манипуляции с хромосомами.
Метод гаплоидов основан на выращивании гаплоидных растений с последующим удвоением хромосом.
Клеточная инженерия – конструирование клеток нового типа на основе их культивирования, гибридизации и реконструкции.
Клетки растений и животных, помещенные в питательные среды, содержащие все необходимые для жизнедеятельности вещества, способны делиться, образуя клеточные культуры.
В биотехнологии для получения моноклональных антител используются гибридомы – гибрид лимфоцитов с раковыми клетками, которые нарабатывают антитела, как лимфоциты, и обладают возможностью неограниченного размножения в культуре, как раковые клетки.
Метод пересадки ядер соматических клеток в яйцеклетки позволяет получить генетическую копию животного, то есть делает возможным клонирование животных.

Метод слияния эмбрионов на ранних стадиях делает возможным создание химерных животных.

Онлайн-тест подготовки к ЗНО по биологии №42 "Селекция"