Урок по теме селекция растений и животных. Конспект: Методы селекции. Применяется жесткий индивидуальный отбор по хозяйственно ценным признакам, выносливости, экстерьеру

Тема урока:

Цели урока:

1.Сформировать представление о селекции как науке, познакомить с центрами происхождения культурных растений, определить практическое значение закона гомологических рядов для развития селекции.

2. В ходе урока продолжить формирование умений анализировать, обобщать полученные знания, продолжить развитие коммуникативной и информационной компетенции.

3. Сформировать уважительное отношение к труду ученых селекционеров на примере научной деятельности Вавилова Н.И.

Тип урока: Изучение нового материала.

Дидактическая цель: Добиваться осознания и изучения нового материала.

Организационный момент: Приветствие класса.

Побудительная мотивация: Одной из главных физиологических потребностей человека является - потребность в еде. Эта потребность была присуща первобытному человеку и человеку современному. В современном мире много стран, население которых, голодает и многие семьи не знают, что будет, есть их семья на обед. Это страны Африки и Латинской Америки. Продовольственная проблема - глобальная проблема человечества. Решить эту проблему помогает такая наука, как селекция, с которой мы сегодня и познакомимся.

Итак, тема нашего урока: Селекция – эволюция, направляемая человеком

Без знания основ генетики селекция как наука, не могла бы развиваться. Поэтому мы должны вспомнить основные понятия генетики

Актуализация: Работа с терминами в виде фронтального опроса.

Ген

Генетика

Генотип

Наследственность

Изменчивость

Фенотип

Мутации

Основная часть урока:

Все современные сорта растений и породы животных, без которых немыслима современная цивилизация, созданы человеком благодаря селекции.

Например:

1. Предком коровы является тур.

2. Предком Овцы мериноса является муфлон.

3. Предками Арабского жеребца и Владимирского тяжеловоза является дикая лошадь Прежевальского.

4. Предками различных пород собак является дикий волк.

Вопрос классу: Чем занимается наука селекция? Как дать определение этой науке?

(Заслушиваются ответы)

Определение записывается в тетрадь.

Селекция - это наука о методах создания новых сортов растений, пород животных и штаммов микроорганизмов с нужными человеку признаками.

Сейчас на несколько минут мы представим, что мы селекционеры.

Первый ряд обдумывает ответ на первое задание, второй ряд на второе задание. Время 2 минуты.

Первое задание: Представьте, что вы селекционеры, вам необходимо создать новый сорт томатов, которые будут выращиваться для приготовления томатного сока? Какими признаками бы вы наделили свой сорт? Почему?

Второе задание: Вам необходимо вывести новый сорт томата, пригодного для механизированной уборки плодов. Какими признаками вы наделили бы свой сорт? Почему?

Человеку для разных целей необходимы разные признаки. В первом случае это вкусовые качества томата, во втором случае это форма и размер.

Как человек может сформировать фенотипические признаки?

Может ли человек воздействовать на генотип?

Какие мутагенные факторы вам известны? (колхицин, рентген, ультрафиолет)

Итог: Человек может способствовать возникновению мутаций и отбирать нужные ему признаки. Этим и занимается наука селекция.

Выдающийся селекционер Николай Иванович Вавилов сказал, что: «Селекция – это эволюция, направляемая волей человека».

В чем заслуга этого выдающегося человека мы сейчас узнаем из рассказа.

Выступление ученика:

Николай Иванович Вавилов выдающийся генетик и селекционер.

В поисках исходного материала для получения новых гибридов растений Н.И. Вавилов организовал в 20-30-е годы десятки экспедиций по всему миру. Во время этих экспедиций было собрано более 1500 видов культурных растений и огромное количество их сортов.

В настоящее время эта уникальная коллекция хранится во всероссийском институте растениеводства и используется селекционерами в их практической работе.

Так, например, известный сорт озимой пшеницы Безостая-1 был получен в результате гибридизации аргентинской пшеницы из коллекции Н.И. Вавилова с отечественными сортами.

Анализируя собранный материал, Николай Иванович Вавилов заметил, что в некоторых районах наблюдается очень большое разнообразие сортов определенных видов культурных растений, а в других районах такого разнообразия нет. Ученый предположил, что район наибольшего генетического разнообразия является центром его происхождения и одомашнивания. На карте показаны восемь центров происхождения важнейших культурных растений. Эти центры совпадают с очагами человеческой культуры.

Вопросы классу:

1. С какой целью Вавилов Н.И. организовал в 20-30 годы десятки экспедиций по всему миру?

2. Какой вывод был сделан ученым, после анализа собранного материала?

Задание: Сейчас вам предлагается на основе текста ст.123-125 учебника заполнить таблицу: (10 мин.)

Название растений

1.Индийский

Рис, цитрусовые, огурцы, баклажаны

2. Китайский

Просо, соя, гречиха, вишня, слива

3. Среднеазиатский

Пшеница, горох, бобы, лен, чеснок

4. Преднеазиатский

Рожь, ячмень, инжир, роза

5. Средиземноморский

Капуста, маслины, свекла, клевер

6. Абиссенский

Сорго, бананы

7. Центральноамериканский

Кукуруза, тыква, хлопчатник, перец

8. Южноамериканский

Томаты, картофель, ананас, фасоль

После работы с текстом, ученикам показываются овощи и фрукты, а ученики показывают этот центр на карте.

Перец – Центральноамериканский

Банан – Абиссенский

Томат – Южноамериканский

Апельсин – Индийский

Роза – Переднеазиатский

Лимон - Индийский

Кроме центов происхождения культурных растений Н.И. Вавилов сформулировал закон гомологических рядов.

«Генетически близкие роды и виды характеризуются сходными рядами наследственной изменчивости с такой правильностью, что, зная ряд форм в пределах одного вида, можно предвидеть нахождение параллельных форм у других родственных видов и родов» (записывается в тетрадь).

Практическое значение : Есть такое растение люпин (семейства Бобовые) которое содержит много белка. Растение могло быть ценной кормовой культурой, если бы в семенах этого растения не содержался ядовитый алкалоид. Согласно закону гомологических рядов безалкалоидные мутации должны быть у люпина. Такая форма была найдена и послужила основой для создания ценного сорта сладкого безалкалоидного люпина.

Этот закон позволяет предсказать существование диких растений с признаками, ценными для селекционной работы.

Сегодня мы получили представление об еще одной биологической науке – селекции.

Давайте подведем итоги.

Закрепление:

1.Почему селекцию называют сестрой генетики?

2. Что открыл Вавилов Н.И.?

3. Какие проблемы поможет решить человечеству селекция?

Домашнее задание:

Параграф

Письменно ответить на вопрос:

«В чем практическое значение для биологии закона гомологических рядов?»

Тема «Основные методы селекции растений и животных» (11 класс)

Цель: продолжить у учащихся формирование знаний о селекции животных и растений.

Задачи:

Обучающие :

1. продолжить формирование у учащихся знаний о селекции животных и растений.
2. познакомить учащихся с методами селекции животных и растений.
3. продолжить формирование умений анализировать и делать выводы при устном развернутом ответе.

Развивающие :

1. способствовать развитию речи учащихся путем постановки вопроса, требующих развернутого и связного ответа.
2. создание условий для развития устной и письменной речи при индивидуальном устном и письменном опросе.
3. создать условия для развития произвольного внимания при объяснении нового материала
4. способствовать развитию наглядно-образного мышления при демонстрации презентации, наглядных материалов.

Воспитывающие :

1. создать условия для воспитания у учащихся правильной научной картины мира
2. способствовать воспитанию у учащихся ответственного отношения к труду, за результаты труда.
3. создать условия для воспитания у учащихся положительной мотивации к учению через обоснование необходимости изучаемого материала в повседневной жизни.

Демонстрационное оборудование : мультемедийный проектор, презентация PowerPoint, фотографии животных, распечатанные на бумаге формата А4 эпиграфы.

План урока:

I. Организационный момент
II. Этап проверки домашнего задания
III. Объяснение нового материала
IV. Закрепление полученных знаний
V. Домашнее задание
VI. Подведение итогов урока

ХОД УРОКА

I. Организационный момент

–К изучению какой темы мы приступили на прошлом уроке? (Селекция)
– Сегодня на уроке мы с вами должны:
– повторить основные понятия темы «Селекция»;
– углубить материал по данной теме

II. Проверка домашнего задания

–Какая основная задача селекции как науки? (Выведение новых и совершенствование старых сортов растений, пород животных, штаммов микроорганизмов.)
– Хорошо. А скажите, какая наука является теоретической базой селекции? (Генетика)
– А теперь подумайте, почему именно генетические знания играют большую роль в развитии селекции? (Потому что основой успеха селекционной работы в значительной степени является генетическое разнообразие исходного материала. В своей работе селекционеры стараются использовать все многообразие диких и культурных растений.)
– Правильно. На необходимость использовать в селекции растений все видовое многообразие флоры нашей планеты указывал еще академик Николай Иванович Вавилов (слайд 2) – выдающийся генетик и селекционер. Именно Николаем Ивановичем были выделены 8 центров происхождения культурных центров растений. Давайте вспомним, какие это центры. Обратите внимание, на слайде перечислены культурные растения, такое же задание и на карточках на ваших столах. Ваша задача записать на карточках центры их происхождения. (Слайд 3, Приложение 2 )

Учащиеся записывают в тетрадь центры происхождения растений.

– Время вышло. Поменяйтесь карточками. На следующем слайде красным цветом обозначены правильные ответы. Отметьте знаком «+» правильные ответы, знаком «–» – неверные. (Слайд 4)
(взаимопроверка, оценивание результатов)

Учащиеся называют количество ошибок.

Вопросы:

По горизонтали:

1. Популяция растений, искусственно созданная человеком? (Сорт)
2. Как называется метод, при котором проводят различные скрещивания организмов? (Гибридизация)

По вертикали:

1. Наука о выведении новых сортов растений и пород животных?
2. В основе этого метода, который используется до сих пор, лежит концепция, разработанная еще Ч. Дарвиным.
3. Популяция животных, искусственно созданная человеком?
4. Популяция микроорганизмов, искусственно созданная человеком?

– Какие 2 основных метода выделяют в селекции? (Отбор и гибридизация)

– Именно сегодня на уроке мы и познакомимся с особенностями селекции животных и растений, методами, применяемыми в их селекции, а о селекции микроорганизмов поговорим на следующем уроке. (Слайд 13)
– учащиеся записывают в тетрадях тему урока – «Особенности селекции животных, растений и микроорганизмов» (Слайд 14)

III. Объяснение нового материала

– Примитивная селекция растений возникла одновременно с земледелием. Начав возделывать растения, человек стал отбирать, сохранять и размножать лучшие из них. Многие культурные растения возделывались примерно за 10 тысяч лет до нашей эры.

Селекционеры создали прекрасные сорта культурных растений. А какими методами они пользовались мы узнаем прочитав текст параграфа 65. У вас на столах распечатки со схемой такой же как на слайде. В схеме пропущено несколько методов селекции растений. Ваша задача, используя текст параграфа 65 на страницах 246-252 заполнить недостающие графы в таблице и кроме того привести пример на каждый вид скрещивания растений. (Слайд 15, Приложение 3 )
– Теперь проверим, что вы написали. А теперь посмотрим, что у вас должно было получиться… (слайд 16)
– Итак, мы познакомились с основными методами селекции растений. Как вы думаете, отличаются ли методы селекции растений от методов селекции животных? (Нет…)
– Методы селекции животных те же, что и методы селекции растений, но при их применении селекционерам приходится учитывать ряд особенностей, характерных для животных.
– Скажите, пожалуйста, какие это особенности?

1. Сельскохозяйственные животные размножаются только половым путем
2. Потомство, полученное от одной пары производителей, невелико
3. Высока селекционная ценность каждой особи

(Слайд 17)
– Сельскохозяйственные животные размножаются только половым путем, в связи с этим при подборе селекционеру важно определить наследственные признаки, которые у производителей могут проявляться. Потомство, полученное от одной пары производителей невелико, поэтому возникает проблема максимально сохранить его. Следовательно, селекционная ценность каждой особи высока.
– Запишите пожалуйста в тетрадь основные особенности селекции животных, представленные на слайде 18

1. Одомашнивание
2. Гибридизация
3. Отбор

– Одомашнивание началось более 10 тыс. лет назад. Его центры в основном совпадают с центрами многообразия и происхождения культурных растений. Одомашнивание способствовало резкому повышению уровня изменчивости у животных.

Гибридизация и индивидуальный отбор являются основными методами в селекции животных. Массовый отбор практически не применяется из-за небольшого количества особей в потомстве.
В селекции животных применяют 2 вида гибридизации.

(Слайд 19)

Инбридинг – родственная гибридизация. Скрещивание между братьями и сестрами или между родителями и потомство ведет к гомозиготности и часто сопровождается ослаблением животных, уменьшению их устойчивости к неблагоприятным условиям, снижению плодовитости. 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. Особенно широко явление гетерозиса применяется, например, в птицеводстве - при получении бройлерных цыплят.
О новых видах животных мы узнаем из доклада … (опережающее задание).

Материал для виртуальной экскурсии

Сегодня мы попробуем провести «виртуальную» экскурсию среди некоторых пород домашних животных, а заодно и вспомним основные методы селекции животных.

1 . Аутбридингом получен, например, собаковолк

Собаки и волки скрещиваются довольно свободно. Волк – это пугливое животное с особенным поведение и развитым охотничьим инстинктом. Челюсти у него гораздо мощнее, чем у собаки. Поведение гибридов волка и собаки непредсказуемо.
Для того, чтобы приручить животное, обязательно нужна дрессировка

2. Инбридингом получены:

Тигролев – это помесь самца тигра и самки льва. Они имеют склонность к карликовости и обычно по размерам меньше своих родителей. Самцы бесплодны, в то время как самки порой могут приносить потомство.

Предмет : Биология

Группа: 11Д,12П

Специальность: Дошкольное образование, Преподавание в начальных классах,

Дата: 22. 02. 2018

Тема: Основы селекции

Цель: сформировать знания студентов о роли селекции в практической деятельности человека, о методах создания различных пород животных, сортов растений.

Задачи урока :

Образовательные:

Продолжить формирование у учащихся знаний о селекции животных и растений.

Познакомить учащихся с методами селекции животных и растений.

Продолжить формирование умений анализировать и делать выводы при устном развернутом ответе.

Развивающие:

Способствовать развитию речи учащихся путем постановки вопроса, требующих развернутого и связного ответа.

Создание условий для развития устной и письменной речи при индивидуальном устном и письменном опросе.

Создать условия для развития произвольного внимания при объяснении нового материала.

Способствовать развитию наглядно-образного мышления при демонстрации презентации, наглядных материалов.

Воспитательные:

Создать условия для воспитания у учащихся правильной научной картины мира.

Способствовать воспитанию у учащихся ответственного отношения к труду, за результаты труда.

Создать условия для воспитания у учащихся положительной мотивации к учению через обоснование необходимости изучаемого материала в повседневной жизни.

Сформировать уважительное отношение к труду ученых селекционеров на примере научной деятельности Вавилова Н.И.

Тип урока: Урок «открытия» новых знаний.

Дидактическая цель: Добиваться осознания и изучения нового материала.

Технология обучения: ИКТ-технология, технология проблемно - поискового обучения.

Оборудование: компьютер, мультимедийный проектор, экран; презентация к уроку, раздаточный материал.

Опорные понятия: изменчивость, наследственная изменчивость, культурные растения

Новые понятия: селекция, центры происхождения культурных растений, закон гомологических рядов наследственной изменчивости, гибридизация, мутагенез, полиплоидия, инбридинг, аутбридинг.

План урока:

Организационный момент.

Активизация мыслительной деятельности студентов.

III . Объяснение нового материала.

IV . Закрепление полученных знаний.

V . Подведение итогов урока.

VI . Домашнее задание

Ход урока

1. Организационный момент (Приветствие студентов. Проверка готовности к уроку).

– Здравствуйте ребята, сегодня на уроке нам нужно изучить очень объемный материал. Поэтому давайте максимально сконцентрируемся на уроке и будем работать быстро и продуктивно.

Побудительная мотивация: Как вы знаете, одной из главных физиологических потребностей человека является - потребность в еде. Эта потребность была присуща первобытному человеку и человеку современному. В современном мире много стран, население которых, голодает и многие семьи не знают, что будет, есть их семья на обед. Это страны Африки и Латинской Америки. Продовольственная проблема - глобальная проблема человечества. Решить эту проблему помогает такая наука, как селекция, с которой мы сегодня и познакомимся.

2. Активизация мыслительной деятельности студентов.

Давайте вспомним, предыдущую тему - «Основы генетики», основные понятия генетики, ответив на вопросы интерактивного кроссворда. (презентация) (ответы по группам – 2 группы делятся заранее).

3.Изучение нового материала.

Посмотрите на слайд. Что здесь изображено? (БИОЛОГИЧЕСКОЕ РАЗНООБРАЗИЕ)

Все это многообразие было сформировано в течении миллионов лет в ходе определенного процесса.

Как вы думаете, какого процесса? (эволюция).

А кто знает, что такое эволюция? (процесс развития органического мира).

Как вы думаете, какие основные эволюционные факторы привели к такому биоразнообразию? (естественный отбор, борьба за существование).

Почему говорят, что естественный отбор играет творческую роль? (появляются новые виды, роды, и другие систематические единицы).

Все это биологическое разнообразие происходит в каких условиях? Естественных или искусственных? (естественных)

Посмотрите на слайд, что тут изображено? (Демонстрация пород животных и сортов растений).

Как называется наука изучающая выведение новых пород животных и сортов растений?

Объявление темы урока. (слайд) (запись в тетради)

Давайте попытаемся поставить цель нашего занятия. ……..ответы……… Давайте проверим цель поставленную вами с целью которую я поставила (слайд)

(Определения учащиеся записывают в тетрадь)

Итак, давайте определим, что же такое селекция? Селекция – от лат. «selectio» - отбор. Что же это за наука? Формулируем определение понятия « селекция». Запись определения:

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

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

АСР: Сейчас на несколько минут мы представим, что мы селекционеры.

Первая группа обдумывает ответ на первое задание, вторая группа - на второе задание. Время 2 минуты. (задания группам выдаются в конвертах, заранее приготовленных)

Первое задание: Представьте, что вы селекционеры, вам необходимо создать новый сорт томатов, которые будут выращиваться для приготовления томатного сока? Какими признаками бы вы наделили свой сорт? Почему?

Второе задание: Вам необходимо вывести новый сорт томата, пригодного для механизированной уборки плодов. Какими признаками вы наделили бы свой сорт? Почему?

Ответ: Человеку для разных целей необходимы разные признаки. В первом случае это вкусовые качества томата (1) , во втором случае это форма и размер(2) .

- Как вы думаете, как человек может сформировать фенотипические признаки? (создать определенные условия)

- Может ли человек воздействовать на генотип? ( нет. Наши гены – это наша судьба. И свои гены, и свои возможности расти и меняться – мы напрямую не можем изменить. Гены определяют границы наших возможностей (родился высоким и будешь высоким, а если низкий рост, то увеличить его можно максимум на 1-2 см- подтягиваясь).

- Что такое мутации? (стойкое изменение генотипа, происходящее под влиянием внешней или внутренней среды).

- А что такое мутагенный фактор? И какие мутагенные факторы вы можете назвать? (химические или физические агенты, вызывающие изменения генетического материала клетки. Это ультрафиолет, рентген, некоторые лекарства, соли тяжелых металлов, кофеин, табачный дым. Они могут изменить последовательность нуклеиновых кислот ДНК. И такие мутации оказываются летальными или являются причиной очень серьезных заболеваний.)

Таким образом, Человек может способствовать возникновению мутаций и отбирать нужные ему признаки. Этим и занимается наука селекция .

Выдающийся селекционер Николай Иванович Вавилов сказал, что: «Селекция – это эволюция, направляемая волей человека». (слайд)

-Как вы считаете, давно ли зародилась селекция?

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).

Широкое одомашнивание животных началось 10-12 тыс 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.

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

Первоначально в основе селекции лежал искусственный отбор, когда человек отбирает растения или животных с интересующими его признаками. До XVI- XVII (16-17)веков 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.

Подумайте, и ответьте на вопрос: «С какими науками селекция очень тесно взаимодействует?» (ботаника, зоология, микробиология)

Научной основой современной селекции выступает генетика . Использование генетических подходов позволяет решать следующие задачи современной селекции: (слайд) (студенты зачитывают по очереди)

– повышение урожайности и продуктивности уже существующих сортов и пород;
– выведение новых сортов и пород;
– улучшение качества продукции;
– повышение устойчивости сортов и пород к заболеваниям;
– повышение экологической пластичности сортов и пород;
– выведение сортов и пород, пригодных для механизированного или промышленного выращивания и разведения и др.

Большой вклад в развитие селекции как науки, как я уже говорила, внес русский ученый Н.И.Вавилов. (слайд). Перед тем заслушать сообщение, обратите внимание на пару вопросов, на которые нам нужно будет ответить, заслушав сообщение: (слайд)

1. С какой целью Вавилов Н.И. организовал в 20-30 годы десятки экспедиций по всему миру?

2. Какой вывод был сделан ученым, после анализа собранного материала?

Сообщение студента о судьбе и научной деятельности русского ученого Н.И.Вавилова (презентация).

Обсуждение вопросов по реферату.

- Давайте посмотрим, какие же центы происхождения культурных растений выделил Н.И. Вавилов:

АСР: Задание: Сейчас вам предлагается на основе текста стр. 118-121 учебника заполнить таблицу – выписать названия растений и дополнить таблицу теми центрами с карты, которые не указаны в ней: (10 мин.). (слайд с географической картой по центрам происхождения культурных растений).

Время вышло, давайте проверим, как вы справились с заданием. Я вам показываю овощи и фрукты, а вы называете центр происхождения по Вавилову. (слайды)

Перец – Центральноамериканский

Банан – Абиссенский

Томат – Южноамериканский

Апельсин – Индийский

Роза – Переднеазиатский

Лимон - Индийский

- Давайте проведем небольшую практическую работу по изучению центров происхождения.

Практическая работа по изучению центров происхождения культурных растений (Приложение)

Примерно 5 минут

Алгоритм деятельности обучающихся: У каждого в материалах есть набор продуктов или блюд, произведенных из растений одного центра происхождения. Каждый выбирает любой понравившийся номер меню.

Вам необходимо:

определить из каких растений произведены продукты

записать названия этих растений в соответствующую ячейку таблицы № 2.

«Меню» на столах:

Сок апельсиновый, рисовые хлебцы, сахар.

Вишневый компот, сливовый сок, гречневая каша.

Хлеб ржаной и пшеничный, виноградный сок. Льняная салфетка.

Капуста, свекла, растительное оливковое масло.

Макароны, кофе, банан.

Кукурузные хлопья, шоколад. Хлопковая салфетка.

Картофельные чипсы, томатный сок, ананасы в собственном соку.

- Время вышло. Давайте проверим 1-2 меню.

- Следующее задание:

АСР: Возьмите контурную карту мира и обведите контуры центров происхождения культурных растений, опираясь на карту. (слайд)

Есть ли у вас вопросы по теме центры происхождения культурных растений?

Тогда давайте закрепим полученные знания по данному вопросу с помощью утверждений. Вам необходимо определить верно или неверно утверждение, поставив напротив цифры знак «+» или «-».

Этап закрепления полученных знаний.

Самодиагностика уровня усвоенных знаний .

Верно или неверно утверждение :

Если салат из помидоров с огурцами полить оливковым маслом, то все компоненты блюда будут иметь разные центры происхождения. (+)

Основной компонент манной каши имеет только один центр происхождения.(+)

Лучшее сырье для производства макарон делается из пшеницы, центр происхождения которой находится там, где берет начало Голубой Нил.(+)

Н.И.Вавилов, изучая наследственную изменчивость у культурных растений и их диких предков, обнаружил ряд закономерностей, которые позволили сформулировать закон гомологических рядов в наследственной изменчивости. Этот закон можно проиллюстрировать на примере семейства Злаковые, к которому относится пшеница, ячмень, рожь, овес, просо, рис, кукуруза и другие.

(Раздаточный материал на столах у студентов заранее приготовлен) Схема 1.

Рожь Ячмень Пшеница

Кукуруза

Пырей

Общий предок семейства Злаки

Н.И.Вавилов исследовав изменчивость признаков у растений из семейства Злаковых установил, что из 38 признаков, которые характерны для различных видов этого семейства (окраска колосковых чешуй и зерна, остистость и безостость, форма зерна, строение листьев, окраска всходов, озимость и яровость, холодостойкость и т.д.), у ржи обнаружил 37 признаков, у пшеницы 37 признаков, у овса и ячменя – по 35, у кукурузы и риса по 32 и т.д. Целые семейства растений в общем характеризуются определенным циклом изменчивости, проходящей через все роды и виды, составляющие семейство.

Задание для учащихся. (Приложение №5).

Обсуждение получившихся у обучающихся формулировок закона, сравнение с правильной формулировкой. (слайд)

Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости по Н.И. Вавилову:

Трактовка Н.И.Вавилова. Виды и роды генетически близкие характеризуются сходными рядами наследственной изменчивости, с такой правильностью, что, зная ряд форм в пределах одного вида можно предвидеть нахождение параллельных форм у других видов и родов. Чем ближе родство, тем полнее сходство в рядах изменчивости.

Значение закона: (слайд) – зачитывают студенты.

1. Закон гомологических рядов наследственной изменчивости позволяет находить нужные признаки и варианты в почти бесконечном многообразии форм различных видов как культурных растений и домашних животных, так и их диких родичей.

2. Он дает возможность успешно осуществлять поиск новых сортов культурных растений и пород домашних животных с теми или иными требуемыми признаками. В этом заключается огромное практическое значение закона для растениеводства, животноводства и селекции.

- Давайте обобщим основные направления научной работы Н.И.Вавилова. (слайд)

Вывод (зачитывают студенты):

Формирование задач современной селекции.

Закон гомологических рядов

Создание учения о центрах многообразия и происхождения культурных растений.

Разработка проблемы иммунитета растений.

Создание коллекции семян культурных растений и их дикорастущих предков.

Создание сети институтов и селекционных опытных станций в стране

Есть ли у вас вопросы по изучению закона гомологических рядов наследственной изменчивости?

Давайте поставим перед собой вопрос на который нам надо ответить. Итак, какие же методы используют ученые-селекционеры? (слайд)

Главными методами селекции являются отбор, гибридизация, мутагенез и полиплоидизация (плоиплоидия) . (слайд) зачитываем определения. (студенты пользуются таблицами, заранее приготовленными на столах)

Рассмотрим некоторые методы подробнее пользуясь таблицами.

Рассмотрим их подробнее и по царствам живых организмов (с помощью таблиц «Методы селекции» (2 шт).

Методы селекции растений. (слайд)

Биологические особенности растений позволяют в селекционной работе с ними использовать инбридинг, полиплоидию, искусственный мутагенез, отдаленную гибридизацию и другие методы . (Работа со студентами по таблицам).

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.

Самое главное хочется отметить, что в разработку теории и практики селекции растений большой вклад внес ученый-селекционер Иван Владимирович Мичурин (1855- 1935) (слайд). Он вывел около 300 новых сортов плодовых растений. В своих работах он широко применял скрещивание географически отдаленных форм.

- Как вы понимаете что значит географически отдаленные формы?

Так, например, скрещивая французский сорт груши Бере рояль с дикой уссурийской и выращивая сеянцы в условиях средней полосы России, в результате чего, он создал сорт Бере зимняя (слайд), сочетающий высокие вкусовые качества плодов с зимостойкостью. Методы, разработанные И. В. Мичуриным, успешно используются селекционерами и в настоящее время.

– Итак, мы познакомились с основными методами селекции растений.

Давайте определим, каковы особенности селекции растений (слайд)(зачитывают студенты):

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.

А какие вы можете привести примеры фруктов, овощей, растений, полученные методами селекции? (свити, помело и др.)

Рассмотрим методы селекции животных (слайд) .

Как вы считаете, отличаются ли методы в селекции животных от методов селекции растений? (Работа со студентами по таблицам).

– 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. (Слайд)

Инбридинг – родственная гибридизация. Скрещивание между братьями и сестрами или между родителями и потомство ведет к гомозиготности и часто сопровождается ослаблением животных, уменьшению их устойчивости к неблагоприятным условиям, снижению плодовитости. 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. Особенно широко явление гетерозиса применяется например в птицеводстве, например при получении бройлерных цыплят.

А теперпь давайте мы попробуем провести «виртуальную» экскурсию среди некоторых пород домашних животных, а заодно и закрепим основные методы селекции животных.

Материал для виртуальной экскурсии: (слайды) (у студентов на столах карточки с описанием животных, которые они зачитывают вслух).

Аутбридингом получены например ,

Собаковолк - Собаки и волки скрещиваются довольно свободно. Волк – это пугливое животное с особенным поведение и развитым охотничьим инстинктом. Челюсти у него гораздо мощнее, чем у собаки. Поведение гибридов волка и собаки непредсказуемо.

Для того, чтобы приручить животное, обязательно нужна дрессировка

2. Инбридингом получены :

Тигролев (тиглон) – это помесь самца тигра и самки льва. Они имеют склонность к карликовости и обычно по размерам меньше своих родителей. Самцы бесплодны, в то время как самки порой могут приносить потомство.

Лигр – это помесь самца льва и самки тигра. Они являются самыми крупными из семейства кошачьих в мире. Самцы бесплодны, в то время как самки порой могут приносить потомство.

Левопард – это результат скрещивание самца леопарда с самкой льва. Голова животного похожа на голову льва, в то время как остальное тело больше напоминает леопарда. По размерам левопарды крупнее обычных леопардов, они любят карабкаться по деревьям и плескаться в воде.

У домашних животных наблюдается явление гетерозиса: при межпородных или межвидовых скрещиваниях у гибридов первого поколения происходит особенно мощное развитие и повышение жизнеспособности. Классическим примером проявления гетерозиса является мул – гибрид кобылы и осла. Это сильное, выносливое животное, которое может использоваться в значительно более трудных условиях, чем родительские формы.

– Давайте теперь определим, какие же особенности выделяют в селекции животных? (слайд) (зачитывают студенты по-очереди).

Рефлексия:

- Итак, давайте подведем итог занятия:

О чем, мы сегодня с вами говорили?

Что нового узнали на уроке?

Давайте вернемся к цели нашего занятия, посмотрите и скажите, достигли ли мы данной цели сегодня на занятии? (цель - сформировать знания студентов о роли селекции в практической деятельности человека, о методах создания различных пород животных, сортов растений).

Домашнее задание : Выполнить практическую работу. Тема 7 Основы селекции. Занятие 8. Изучение фенотипов местных сортов растений. Страница 10. (Руководство к лабораторным и практическим работам по общей биологии)

Министерство образования Тверской области

ГБОУ СПО Торжокский государственный промышленно-гуманитарный колледж

Биология

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА

ТЕМА:

« Основные методы селекции. Биотехнология»

Преподаватель биологии высшей категории Т.В. Королёва

Торжок, 2014

Пояснительная записка

Цель методической разработки обобщение и углубление знаний, полученных на предыдущих этапах обучения; формирование научного мировоззрения, активной жизненной позиции по отношению к проблемам селекции, биотехнологии, закрепление знаний о генетической основе селекции, обучение методам практической работы, самостоятельного поиска, систематизации, обобщения научной информации.

Урок разработан с применением педагогической технологии В.М. Монахова и активного метода обучения (АМО).

Методическая разработка включает:

1. ИКУ (информационная карта урока)

2. Кроссворд «Основные методы селекции»

3. Интерактивная лекция

4. АМО: «Получение ДНК из клубники»

5.Учебный элемент

6. Презентация

ИКУ Тема: «Основные методы селекции. Биотехнология»

Тип урока: изучение новых знаний

Вид урока: комбинированный урок

Место проведения: кабинет химии

Время 1 час 30 мин.

Вопросы для фронтального опроса

1. Наука о наследственности и изменчивости.

2. Участок молекулы ДНК.

3. Какая наука изучает клетку?

4. Наука о выведении новых пород животных, сортов растений, штаммов микроорганизмов.

5. Как называется метод, при котором проводят различные скрещивания организмов? В результате образуются гибриды.

6. Так называется популяция микроорганизмов искусственно созданная человеком?

7. Так называется популяция животных искусственно созданная человеком?

8. Как называется популяция растений искусственно созданная человеком?

9. Гетерозигота.

10.Гомозигота.

11. Как расшифровать ДНК?

12. Хромосомный набор человека? (2n? n?)

Приложение 1

Кроссворд

1. По горизонтали:

Так называется популяция растений искусственно созданная человеком?

1. По вертикали: Наука о выведении новых пород животных, сортов растений, штаммов микроорганизмов

2. Как называется метод при котором проводят различные скрещивания организмов?

3. Так называется популяция животных искусственно созданная человеком?

4. В основе этого метода, который используется до сих пор лежит концепция разработанная еще Ч.Дарвиным.

5. Так называется популяция микроорганизмов искусственно созданная человеком?

Приложение 2

Интерактивная лекция

Началом селекции можно считать то время, когда человек начал одомашнивать диких животных и выращивать растения. Развитие селекции определялось применением все более совершенных методов управления наследственностью и изменчивостью организмов. Отдельные биотехнологические процессы (хлебопечение, виноделие и др.) известны с древних времен. Но наибольших успехов биотехнология достигла во второй половине ХХ в. и приобретает все большее значение для развития человеческой цивилизации.

Каковы же задачи, стоящие перед селекцией?

Задачи .
1.Повышение урожайности сортов и продуктивности животных.
2.Повышение устойчивости к заболеваниям.
3. Повышение качества продукции.
4.Пригодность для механизированного или промышленного выращивания и разведения.
5.Экологическая пластичность сортов и пород.

Основные методы селекции

Гибридизация бывает родственная и неродственная. Родственное скрещивание (инбридинг) приводит к появлению чистых линей (гомозиготы). При этом снижается жизнеспособность потомства. Пример, получение мясных пород птиц.

Неродственное скрещивание (аутбридинг) бывает внутривидовым и межвидовым. Пример, розы Мичурина (получал скрещиванием морозостойкие розы, желтые, синие, устойчивые к различным заболеваниям) .

Искусственный отбор (массовый и индивидуальный).

Массовый для растений и микроорганизмов. Индивидуальный для животных и самоопыляющих растений.

Биотехнология

Микроорганизмы - это группа прокариотических и эукариотических одноклеточных микроскопических организмов.

Наука, изучающая микроорганизмы, называется микробиологией.

Продуктивность диких форм бактерий невысокая, поэтому человек совершенствует и выводит новые штаммы.

В селекции микроорганизмов применяют традиционные и новейшие методы. К традиционным методам относят экспериментальный мутагенез и отбор по продуктивности.

Экспериментальный мутагенез - это воздействие на организм различных мутагенов с целью получения мутации. Этот метод имеет свои особенности при селекции бактерий:

У селекционера имеется неограниченное количество материала для работы: за считанные дни в чашках Петри или пробирках на питательных средах можно вырастить бактерий

Значительно меньшее количество генов, их генетическая регуляция более простая, взаимодействия генов просты или отсутствуют миллиарды клеток;

Более эффективное использование мутационного процесса, поскольку геном микроорганизмов гаплоидный, что позволяет выявить любые мутации уже в первом поколении;

Простота генетической организации

Но возможности традиционной селекции ограничены. Успехи же таких наук как молекулярная биология и генетика в изучении микроорганизмов, а так же возрастающие потребности практического использования микробных продуктов привели к созданию новейших методов целенаправленного и контролируемого получения микроорганизмов с заданными свойствами.

клеточную и генную инженерию

Синтез искусственным путем гена и внедрение его в геном бактерий. (слайд)

Генная инженерия. Совокупность методов, позволяющих посредством операций in vitro (в пробирке, вне организма), переносить генетическую информацию из одного организма в другой.

Цель генной инженерии в получении клеток (в первую очередь бактериальных), способных в промышленных масштабах вырабатывать некоторые « человеческие» белки; в возможности преодолевать межвидовые барьеры и передавать отдельные наследственные признаки одних организмов другим(использование в селекции растений, животных).

Формальной датой рождения генной инженерии считают 1972 год. В этот год группа американских биохимиков Стэнфордского университета во главе с Полом Бергом, сообщила о создании вне организма первой рекомбинантной (гибридной) ДНК. Эта молекула состояла из фрагментов кишечной палочки, группы генов самой этой бактерии и полной ДНК вируса SV40, вызывающего развитие опухоли у обезьян. Такая рекомбинантная структура могла обладать функциональной активностью в клетках, как кишечной палочки, так и обезьяны. За эту работу была присуждена Нобелевская премия Полу Бергу.

Основные методы генной инженерии были разработаны в конце 70-х годов. Их суть заключается во введении в организм нового гена.

Сегодня насчитывается более 100 наименований генетически модифицированных продуктов – «трансгенов» - это растения: соя, кукуруза, рис, картофель, помидоры, сахарная свекла, пшеница, горох, подсолнечник. и другие. Что касается животных, то их гораздо меньше. Например: светящийся в темноте кролик, получивший от медузы ген, лосось, живущий и в соленой и в пресной воде.

Клонирование. Клон – это ряд поколений наследственно однородных потомков одной особи. Черенкование малины или пересадка усов садовой земляники – это клонирование, только не на клеточном уровне.

Каков механизм появления ее на свет? У этой овечки нет отца, но зато 3 матери:

Овца породы Финский Дорсет, давшая свой генетический материал (из клеток тканей молочной железы этой взрослой овцы извлекли соматические ядра);

Овца породы шотландская черномордая, от которой взяли яйцеклетку (из её яйцеклетки удалили гаплоидное ядро и поместили в цитоплазму клетки без ядра диплоидное ядро из клетки первой овцы);

Овца – реципиент породы тоже шотландская черномордая, которая выносила за 148 дней знаменитого ягненка.

Из 256 попыток пересадки яйцеклеток – удалось только единожды.

К 2002 году сама Долли произвела на свет естественным способом 4 нормальных ягнят. Была кремирована в 2003 году.

Приложение 3

Получение молекулы ДНК из клубники

Оборудование: 2 ягоды клубники, 1 пакет для заморозки с застёжкой, полчашки воды, половина чайной ложки соли, 2 чайные ложки жидкости для мытья посуды, 1 бумажный фильтр для кофе, охлажденный изопропиловый спирт.

Ход работы

1. Поместить ягоды в пакет и раздавить руками в пюре (разрушение клеточных перегородок)

2. Добавить в воду соль (она повышает растворимость ДНК) и жидкость для мытья посуды (распускает клеточную мембрану и оболочку ядра). Осторожно взболтать и добавить в пакет с клубникой. Всё перемешать.

3. Пропустить смесь через фильтр для кофе в стеклянный или пластиковый стакан. Аккуратно выдавить из фильтра остатки жидкости.

4. Медленно влить в стакан изопропиловый спирт, с таким расчётом, чтобы он покрыл смесь слоем в толщиной в палец.

6. Примерно через минуту в слое спирта образуется сгусток светлой слизи- это и есть ДНК. Её можно извлечь деревянной палочкой.

Приложение 4

Учебный элемент

Основные методы селекции. Биотехнология

Цели:

Изучив данный учебный элемент, Вы будите знать:

Основные методы селекции.

Основные методы биотехнологии.

- Базовые понятия: сорт, порода, штамм, инбридинг, аутбридинг, массовый и индивидуальный отбор, биотехнология, генная инженерия, клонирование .

Сопутствующие учебные элементы и пособия:

УЭ «Строение клеток»

УЭ «Основы генетики»

Началом селекции можно считать то время, когда человек начал одомашнивать диких животных и выращивать растения. Развитие селекции определялось применением все более совершенных методов управления наследственностью и изменчивостью организмов.

Основные методы селекции – гибридизация и искусственный отбор.

Гибридизация бывает родственная и неродственная. Родственное скрещивание (инбридинг ) приводит к появлению чистых линей. При этом снижается жизнеспособность потомства.

Неродственное скрещивание (аутбридинг ) бывает внутривидовым и межвидовым.

Например, Мичурин Иван Владимирович для создания новых сортов путем селекции и скрещивания получал гибриды растений из отдаленных географических районов, притом сортов, не родственных друг другу, и скрещивал даже различные виды и семейства. Мичурин считал, что гибриды, получаемые таким путем, легче приспосабливаются к условиям внешней среды и успешнее акклиматизируются.

Искусственный отбор (массовый и индивидуальный)

Массовый характерен для растений и микроорганизмов. Индивидуальный для животных и самоопыляющих растений.

Полиплоидия , увеличение числа наборов хромосом в клетках организма, кратное гаплоидному (одинарному) числу хромосом; тип геномной мутации . Половые клетки большинства организмов гаплоидны (содержат один набор хромосом – n), соматические – диплоидны (2n). Организмы, клетки которых содержат более двух наборов хромосом, называются полиплоидами: три набора – триплоид (3n), четыре – тетраплоид (4n) и т. д.

Поскольку полиплоидные формы часто обладают ценными хозяйственными признаками, искусственную полиплоидизацию применяют в растениеводстве для получения исходного селекционного материала. С этой целью используют специальные мутагены (напр., алкалоид колхицин), нарушающие расхождение хромосом в митозе и мейозе. Получены урожайные полиплоиды ржи, гречихи, сахарной свёклы и др. культурных растений; стерильные триплоиды арбуза, винограда, банана популярны благодаря бессемянным плодам.

Биотехнология - наука об использовании живых организмов, их биологических особенностей и процессов жизнедеятельности в производстве необходимых человеку веществ.

Основным объектом, используемым в биотехнологических процессах, являются микроорганизмы.

К новейшим методам селекции относят генную инженерию . В генной инженерии используют два способа:

Выделение нужного гена из генома одного организма и внедрение его в геном бактерий;

Синтез искусственным путем гена и внедрение его в геном бактерий.

Клонирование – это создание большого числа генетических копий одного индивидуума с помощью бесполого размножения. Клон – это ряд поколений наследственно однородных потомков одной особи. Черенкование малины или пересадка усов садовой земляники – это клонирование, только не на клеточном уровне.

В феврале 1997 году человечество было потрясено известием о генетическом клонировании овцы. Шотландский ученый Ян Вильмут с коллегами провели успешное клонирование овцы

Задания

I . Выпишите определения новых биологических понятий: инбридинг, аутбридинг, биотехнология, клонирование, полиплоидия.

II. Тест

1. Создание большого числа генетических копий одного индивидуума с помощью бесполого размножения – это

А) клонирование
Б) получение трансгенных организмов
В) создание чистых линий
Г) проявление гетерозиса

2. Искусственным переносом генов из одного организма в другой с целью получения более продуктивных трансгенных организмов занимается

А) генная инженерия
Б) клеточная инженерия
В) бионика
Г) микробиологическое производство

3. Отрасль хозяйства, которая производит различные вещества на основе использования микроорганизмов, клеток и тканей других организмов,-

А) бионика
Б) биотехнология
В) цитология
Г) микробиология

4. Какова роль клеточной инженерии в селекции растений

А) изменяет сроки размножения организмов
Б) изменяет природу ценных сортов
В) ускоряет сроки выведения сортов
Г) усиливает скорость роста организмов

5. Методы конструирования клеток нового типа на основе их культивирования, гибридизации, реконструкции используются в

А) генной инженерии
Б) клеточной инженерии
В) генетике
Г) бионике

III. Вопросы

1. В 1760-е годы английский селекционер Р. Бейкуэлл сформулировал два правила селекции крупного рогатого скота: “Скрещивай лучшее с лучшим” и “Подобное рождает подобное”. Трудами этого специалиста Англия во многом обязана своим лидирующим положением в племенном животноводстве. О каких методах селекции идёт речь в данных высказываниях?

2. Знаменитый русский селекционер И.В. Мичурин вывел более 300 сортов плодовых и ягодных культур, на выведение же одного сорта требуется не менее 20 лет. Поэтому жизнь этого учёного - беспримерный подвиг, пример колоссального трудолюбия и патриотизма. Мало кому известно, что Мичурин занимался и селекцией цветов – роз, лилий. Голландцы предлагали большие деньги за лилию фиалкоцветную. Не продал… А каков метод получения этого растения, излюбленный мичуринский метод?

3. Всеми любимый виноград сорта кишмиш не имеет семечек, обладает раннеспелостью и приятным вкусом. Сорт Кишмиш Чёрный. Кишмиш белый овальный обладают хромосомным набором 4 п. Как называются такие растения, как можно получить растения с удвоенным набором хромосом?

4. Некоторые объекты сочинской олимпиады в 2014 году задели территорию Северо-Кавказского биосферного заповедника. С целью сохранения эндемичных растений этого заповедника, например иглицу колхидную, перевезли в город Волгоград, где их не только сохранят, но и увеличат их численность. Предложите метод, как это можно сделать.

5. Почему селекция основана на генетике?