Конспект по биологии на тему «Искусственный отбор. Центры происхождения культурных растений и домашних животных. Посевные культуры и породы домашних животных Казахстана. Биотехнология» (8 класс).

Конспект по биологии к разделу  «Наследственность и изменчивость» на тему «Искусственный отбор. Центры происхождения культурных растений и домашних животных. Посевные культуры и породы домашних животных Казахстана. Биотехнология» на основе учебника А.Р.Соловьевой, Б.Т.Ибрагимовой.  Биология. Учебник для 8 класса общеобразовательной школы, Алматы: Атамура, 2018, 218с.

Тема. Искусственный отбор. Центры происхождения культурных растений и домашних

           животных. Посевные культуры и породы домашних животных Казахстана. 

           Биотехнология.

Основные понятия и термины:

ü эволюция – непрерывный и необратимый процесс исторического развития природы;

ü естественный отбор – процесс выживания организмов, лучше приспособленных к существованию в определенных природных условиях;

ü искусственный отбор — выбор человеком наиболее ценных в хозяйственном или декоративном отношении особей животных и растений для получения от них потомства с желаемыми свойствами;

ü селекция — наука о методах создания новых и улучшения существующих пород животных, сортов растений и штаммов микроорганизмов;

ü порода, сорт, штамм — искусственно полученные популяции животных, растений, грибов и бактерий с нужными для человека признаками;

ü массовый отбор – выделение из исходного материала группы особей, обладающие желательными для человека признаками;

ü индивидуальный отбор – выделение отдельных особей и получение от них потомства;

ü биотехнология - использование живых организмов и биологических процессов в производстве;

ü клеточная инженерия – методы выращивания клеток на специальных питательных средах;

ü генная инженерия – методы перестройки генотипа.

1. Селекция, эволюция и отбор.

Селекция – совокупность методов создания новых пород домашних животных и сортов культурных растений и штаммов микроорганизмов с нужными человеку признаками.

Определение селекции по Н.И.Вавилову: «Селекция – эволюция, управляемая человеком». 

Н.И.Вавилов установил, что для успешной селекции надо учитывать:

·  исходное разнообразие сортов растений или пород животных;

·  законы наследственной изменчивости;

·  роль среды в развитии признаков;

·  законы наследственности;

·  формы искусственного отбора.

Главная причина эволюции – естественный отбор (Ч. Дарвин).

Естественный отбор — основной эволюционный процесс, в результате действия которого в популяции увеличивается число особей, обладающих максимальной приспособленностью (наиболее благоприятными признаками), то есть имеющие большее количество полезных адаптаций. А менее приспособленные организмы и виды погибают в ходе естественного отбора.

Искусственный отбор – процесс разведения животных и растений с выгодными для человека качествами и признаками. Искусственный отбор – метод селекции осуществляемый человеком. В результате него возникают и совершенствуются новые породы животных, сорта культурных растений и штаммов микроорганизмов. В основе метода лежит мутационная изменчивость организмов. Селекционер отбирает особей с нужными признаками и отбраковывает остальных. Породы и сорта, созданные при помощи искусственного отбора, могут существовать только благодаря заботам человека, а в дикой природе  они погибают.

2. Искусственный отбор как основной метод селекции.

Наследственная изменчивость сама по себе не может привести к созданию породы или сорта (если  это и происходит, то случается крайне редко) – она  лишь является предпосылкой возникновения   культурных форм.

 

Породы  и сорта, происходящие от  общих диких предков, развиваются  под влиянием  человека в разных направлениях, сообразно его целям, вкусам  и запросам.

Таким образом, искусственный отбор является главной движущей силой в образовании новых пород животных и сортов растений, приспособленных к интересам человека. Учение об искусственном отборе теоретически обобщило тысячелетнюю практику человека по созданию пород домашних животных и сортов культурных растений и стало одной из основ современной селекции.

   Долгое время человек искусственный отбор вел интуитивно, бессознательно и неметодично.

Первым домашним животным была собака. Древние люди оставляли остатки пищи неподалеку от жилища, чтобы самые непугливые и дружелюбные волки постоянно находились рядом. Люди стремились к соседству с животными, способными поднять шум и оказать сопротивление любому приближающемуся хищнику. Но при этом животные не должны были быть агрессивными по отношению к человеку. Со временем сформировались группы животных, у которых генетически закрепились адаптации, позволяющие жить рядом с людьми, получать от них пищу, уход и заботу. Первым этапом в селекции животных всегда было одомашнивание, а в селекции растений – окультуривание.

3. Виды искусственного отбора:

ü бессознательный (на ранних этапах развития  человек не ставил себе  цели вывести породу или сорт с заданными качествами, вел его стихийно, сохранялись и ценились  лучшие экземпляры, часто не представляя конечных результатов. Так были созданы многие сорта растений и породы животных, значительно отличавшиеся от своих диких предков;

ü методический (в XVIIIв. селекционеры ставят перед собой конкретные цели  - вывести породу или сорт с определенными качествами, например, на выведение «бородатых» кур понадобилось

 6 лет. Ч. Дарвин обращает внимание на соотносительный характер изменчивости различных признаков, например, животные с длинной шеей имеют длинные ноги;

·      массовый отбор применяется часто в селекции перекрестноопыляющихся растений, в посеве сохраняются растения только с определенными качествами (семена зерновых, например, пшеницы, просеивали через сито с разным диаметром отверстий: наиболее крупное зерно оставляли для сева на следующий год, а остальные мололи). Таким образом был выведен сорт ржи Вятка, многие сорта клевера;

·      индивидуальный отбор проводится на основе индивидуальной наследственной изменчивости особи (отслеживание каждого из потомков от каждой родительской пары):

§  в селекции животных применяют жесткий индивидуальный отбор по хозяйственно ценным признакам, выносливости, экстерьеру  (голубей, КРС, лошадей, собак и т.д.);

§  в селекции растений   данный отбор используют при работе с самоопыляющимися растениями (получено большинство сортов пшеницы, ячменя, овса и т.д.);

ü метод подбора производителей (французский селекционер Вильморен, ввели в культуру  

    свыше 450 сортов культурных растений) – анализ производительных качеств родителей по

    потомству;

ü при негативном отборе к размножению не допускаются только худшие особи, а средние и лучшие животные и растения люди размножают;

ü при позитивном отборе человек допускает к размножению только лучшие организмы.

4. Центры происхождения культурных растений и домашних животных.

Н.И.Вавилов – учение о мировых центрах происхождения культурных растений и их географическое распространение. Он выделил 7 древнейших земледельческих мировых центров, в которых и зародились основные виды культурных растений. В центрах многообразия встречается много сортов, разновидностей и наследственных уклонений. Центры совпадают с очагами древних культур.

Центры происхождения культурных растений:

Название центра	Географическое положение	Культурные растения
1. Южноазиатский     (Тропический)	Тропическая Индия, Индокитай, Южный Китай, о-ва Юго- Восточной  Азия	Рис, сахарный тростник, цитрусовые (лимон, апельсин, мандарин и др.), огурец, баклажан, черный перец, кокосовая пальма, банан (33% культурных растений)
2.Восточноазиатский	Центральный и Восточный Китай, Япония, о.Тайвань, Корея	Соя, просо, гречиха, плодовые и овощные – слива, вишня, редька, бамбук, женьшень, грецкий орех и др. (около 20 культурных растений)
3.Юго-Западноазиатский	Малая и Средняя Азия, Иран, Афганистан, Юго – Западная Индия	Мягкая пшеница, рожь, бобовые, лен, конопля, репа, морковь, чеснок, виноград, абрикос, груша, дыня и др. (около 14% культурных растений)
4.Средиземноморский	Страны по берегам  Средиземного моря	Капуста, сахарная свекла, маслины, клевер, одноцветная чечевица,  кормовые травы (около 11% культурных растений)
5.Абиссинский	Абиссинское нагорье Африки	Твердая пшеница, ячмень, зерновое сорго, масличное растение нут, кофейное дерево, бананы, арбуз (около 4% культурных растений)
6.Центрально- американский	Южная Мексика, Центральная Америка, Вест –Индийские о-ва	Кукуруза, какао, длинноволокнистый хлопчатник,  какао, тыква, табак, арахис, фасоль (около 10% культурных растений)
7.Андийский (Южноамериканский)	Часть района Андийского горного хребта вдоль западного побережья Южной Америки	Картофель, хинное дерево, ананас, кокаиновый куст (около 8 % культурных растений)

  Во времена  Н.И.Вавилова пользовались методами исследования диких предков культурных растений сравнительно – анатомическим и морфологическим. Вавилов выдвинул предположение, что родина яблонь  - ущелье гор близ Алматы.

  Центры происхождения культурных растений, как показывают археологические исследования, тесно связаны  с районами одомашнивания животных.  Многочисленные зоологические исследования подтвердили, что для каждого вида домашних животных, несмотря на многообразие пород, существует, как правило, один дикий предок.

Центры одомашнивания животных. Выделяют шесть таких центров:

Название центра	Географическое положение	Домашнее животное
1.Китайско - Малайский	Вьетнам, Лаос, Таиланд, Восточный Китай	Свинья (южнокитийская или индийская, северокитайская), куры, утка, китайский гусь, тутовый шелкопряд, дубовый шелкопряд, медоносная пчела, золотая  рыбка, собака
2.Индостанский (Индийский)	Индия, Северный Пакистан, Бирма, Непал	Зебу, гаял, балтийский кот, буйвол, собака, азиатский павлин, куры, индийская кошка,  медоносная пчела, собака
3.Юго-Западноазиатский	Северная и Восточная Турция, Сирия, Иран, Ирак, Кавказ, Афганистан	КРС, лошадь восточного типа, овца, коза, одногорбый верблюд (дромедары), свинья, голубь, пчела
4.Средиземноморский	Страны  Средиземноморья	КРС, лошадь западного типа, лошадь мясного типа, овца, коза, свинья, утка, нильский гусь, кролик, антилопа, газель
5.Южноамериканский (Андийский)	Южная Америка вдоль западного побережья	Лама, альпака, индейка, морская свинка, мускусная утка
6.Африканский	Страны Северной и Восточной Африки	Страус, цесарка, кошка, собака, осел, свинья

Знания о происхождении домашних животных и культурных растений, их эволюции, говорил

Н. И. Вавилов, дают возможность учесть основные моменты эволюционного процесса при породообразовании в новых эколого-климатических, производственных условиях. Большой вклад в познание этих процессов внесли советские ученые Е. А. Богданов, А. А. Малигонов, Д. А. Кисловский, С. Н. Боголюбский, О. Н. Заводовский, Е. Ф. Лискун, М. И. Придорогин, Н. М. Кулагин и др.

Изучение происхождения домашних животных позволяет не только познать особенности формообразовательного процесса в ходе эволюции, но и разработать методы управления ими в настоящее время. Используя знания о формировании ценных хозяйственно полезных признаков домашних животных в прошлом, селекционеры в наше время вырабатывают конкретные приемы совершенствования продуктивных и племенных качеств современных пород сельскохозяйственных животных. Примером может служить пушно-меховое звероводство, лосеводство, шелководство и др.

5. Посевные культуры и породы домашних животных Казахстана.

Растениеводство – крупная аграрная отрасль Казахстана:

ü первое место занимают зерновые – 66%;

ü среди них пшеницы твердых и сильных сортов – 62% от посева зерновых;

ü в Казахстане возделываются ячмень, овес, просо, рис, кукуруза на зерно, зернобобовые и др.;

ü на поливных землях в низовьях Сырдарьи, Иле и в долине Каратала сложились крупные районы выращивания риса;

ü на юге и юго – востоке республики  возделывают технические и масличные культуры - хлопчатник, сахарную свеклу, табак, подсолнечник и др.,  развито садоводство и виноградарство;

Животноводство – одна из традиционных и ведущих отраслей сельского хозяйства. Важнейшие отрасли животноводства в Казахстане – овцеводство (56%) и скотоводство, развиты также птицеводство, коневодство, верблюдоводство и свиноводство.

6. Особенности селекции в Казахстане.

Цель селекции в Казахстане – процесс выведения культурных растений и домашних животных, приспособленных к природно – климатическим условиям страны. На территории республики были окультурены и выведены в результате селекции многие сорта растений и породы домашних животных:

ü  древними породами собак считаются пастушьи казахские овчарки (тобет) и борзые тазы;

ü  из мелкого рогатого скота появилась порода  курдючная овца;

ü  из растений – сорта пшеницы,  яблонь и т.д.

7. Достижения ученых Казахстана в селекции растений и животных.

Фамилия ученого	Достижения
А.Н. Илялетдинов	Роль микроорганизмов в круговороте веществ в природе и использование их в кормопроизводстве.
Д.Л.Шамис	Использование микроорганизмов и физиологически активных веществ микробного происхождения в медицине, легкой и пищевой промышленности и сельском хозяйстве.
М.Х.Шыгаева	Создала научное направление по генетике и селекции микроорганизмов, используемых в фармацевтической, сельскохозяйственной, хлебопекарной и молочной промышленности.
В.П.Кузьмин	Развил теоретические и методические основы селекции и семеноводства зерновых, масличных и других культур в Северном Казахстане.
Н.Л.Удольская	Засухоустойчивость растений, автор четырех районированных сортов пшеницы и серии линий по сорту Казахстанская – 126 (сорт твердой яровой пшеницы).
Р.А.Уразгалиев	Выведены десятки высокоурожайных сортов озимой пшеницы.
Т.Б. Дарканбаев	Основатель биохимической науки в республике,  изучал биохимию пшеницы Казахстана.
Л.К. Клышев	Впервые изучил биохимию алкалоидов и фенольных соединений растений Казахстана, биохимии солеустойчивости растений.
Ф.М.Мухамедгалиев	Создание новых пород животных в экстремальных условиях, трансплантация зигот в племенном овцеводстве.
А.А. Слудский	Заложил научные основы рационального использования запасов промысловых животных и разработал теоретические основы акклиматизации и реконструкции фауны республики, инициатор создания Красной книги Казахстана.
Е.В. Гвоздев и И.Г.Галузо	Провели важные исследования причин паразитарных заболеваний животных.
И.А. Долгушин  и А.Ф. Ковшарь	Провели исследования видового состава и биологии птиц Казахстана. В соавторстве с другими зоологами создали пятитомный труд «Птицы Казахстана».
А.И.Жанде́ркин	Внес большой вклад в развитие животноводства в Казахстане. За выведение казахского архаромериноса вместе с группой ученых удостоен Государственной премии Казахской ССР.
М.А.Айтхожин	Фундаментальные работы по изучению генома растений, животных и человека.
Б.К. Искаков	Цикл важных исследований по изучению функционирования и регуляции белоксинтезирующего аппарата клеток.

В Казахстане :

ü создано одно из крупнейших в мире микробиологических производств - завод «Прогресс» (г. Степногорск  Акмолинской области) – выпускает десятки тысяч тонн аминокислот, витаминов, белковых и инсектицидных препаратов для сельского хозяйства;

ü на основе отдаленной межвидовой гибридизации были получены новая порода овец – казахский архаромеринос (единственная порода тонкорунных овец, получена в результате межвидовой гибридизации домашних ярок и дикого барана архара) и свинья (семиреченская), адаптированных к условиям Казахстана.

Характеристика  казахского архаромериноса:

·      крупные животные с крепкой конституцией, прочным костяком и гармоничным телосложением;

·      хорошо приспособлены к горным условиям, используют высокогорные пастбища, легко передвигаются по пересеченной местности;

·      масса баранов 90- 115кг, маток 44- 655кг;

·      настриг шерсти с баранов 7 -8кг, с маток 3.2- 3.5кг;

·      шерсть длинная, отличного качества;

·      плодовитость 110 -120 ягнят на 100 маток;

·      разводят в Алматинской, Восточно- Казахстанской и Павлодарской областях;

Казахстанская – 126 - сорт твердой яровой пшеницы:

·      ведущий сорт в областях - Уральской, Актюбинской, Восточно – Казахстанской и занимает 80%    

·      площади посева яровой пшеницы;

·      сорт сильный;

·      устойчив к полеганию, заболеваниям;

·      зерно не осыпается, но легко  обмолачивается;

Сорта озимой пшеницы Алмалы и Стекловидная – 24 обладают:

·      высокой зимостойкостью и засухоустойчивостью;

·      не осыпаются и не полегают;

·      превосходят по весу зерновок сорта Безостая-1, Одесская-120 и Богарная-56.

8. Биотехнология – использование биологических процессов и живых организмов в промышленном производстве.

  Молодая отрасль, термин введен в 70 –е гг.XX в., хотя использование дрожжей и бактерий в пивоварении, сыроварении, виноделии и хлебопечении практиковались с древних времен.

В биотехнологии применяются бактерии, грибы, клетки разных тканей:

ü они выращиваются в ферментерах (биореакторах), заполненных питательной средой:

·  бактерии и дрожжи синтезируют из нефтепродуктов белок, используемый на корм скоту;

·  налажен выпуск микробиологических препаратов против вредителей растений;

Бактериологические препараты необходимы для:

§   пищевой,  химической и текстильной промышленностях;

§   борьбы с загрязнениями среды – производство метана (превращение мусора в метан);

§   производства витаминов, антибиотиков, лекарств, аминокислот, белков и других 

       биологически активных веществ;

ü клеточная инженерия — совокупность методов для конструирования новых клеток.  Включает культивирование и клонирование клеток на специально подобранных средах, гибридизацию клеток, пересадку клеточных ядер и другие микрохирургические операции по «разборке» и «сборке» (реконструкции) жизнеспособных клеток из отдельных фрагментов.

Начало клеточной инженерии относят к 1960-м гг., когда возник метод гибридизации соматических клеток. К этому времени были усовершенствованы способы культивирования животных клеток и появились способы выращивания в культуре клеток и тканей растений.

Например, клеточная культура женьшеня используется в парфюмерии;

ü генная инженерия - это метод биотехнологии, который занимается исследованиями по перестройке генотипов.

·  в клетки вводятся новые гены или группы генов:

§  в кишечную палочку ввели ген человеческого инсулина, которая стала продуцировать этот  

 гормон, необходимый больным сахарным диабетом;

§  в клетки дрожжей ввели ген фактора свертываемости крови, необходимый гемофиликам;

·  ведутся работы по встраиванию гена фиксации азота, имеющегося у клубеньковых бактерий, в клетки высших растений.

     Методами генной инженерии

ü  созданы сорта картофеля, которые не повреждаются колорадским жуком;

ü  опыты по лечению наследственных болезней человека;

ü  применение биотехнологических методов позволило получить в 2003г. высокоурожайный сорт картофеля Пахтакор.

   В селекции животных новейшие методы в основном сводятся к криоконсервации (замораживание при очень низких температурах в жидком азоте) спермы  и эмбрионов, полученных от высокопродуктивных производителей. Также применяются клеточные и тканевые культуры, т.е. выращивание определенных типов животных клеток и тканей и их дальнейшее использование.

А знаете ли Вы, что …

§  Н.И.Вавилов совершил 60 экспедиций в разные уголки мира, собрал материал о предках культурных растений со всех континентов, кроме Австралии;

§  все породы кур произошли от дикой банкивской курицы, ныне живущей в Индии. В соответствии с интересами человека селекция кур велась в нескольких направлениях, в результате чего были созданы группы пород, имеющие разные признаки и продуктивность: яйценоские, мясные, общепользовательные, декоративные и бойцовские;

§  благодаря индивидуальному отбору от одного вида дикого сизого голубя выведено около 150 пород домашних голубей;

§  налажен выпуск человеческого инсулина, не вызывающего аллергии у больных (до этого использовали свиной инсулин).

Литература:

1. А.Р.Соловьева, Б.Т.Ибрагимова. Биология. Учебник для 8 класса общеобразовательной школы,  

    Атамура, 2018, 218с.

2. Т.Л.Богданова, Е.А.Солодова. Биология, М., «АСТ – ПРЕСС», 2001, 815с.

3. Н.А.Ввденский, И.М.Владимирова, Б.Ф.Данилов, Г.И.Локшин. Биологи: весь курс: для   

     выпускников и абитуриентов, М.:Эксмо, 2007, 544с.

4. Л.В.Елкина. Биология, весь школьный курс в таблицах, Минск, Современная школа «Кузьма»,  

    2011, 416с.

5. Е.П.Сидоров. Общая биология для поступающих в вузы, М., 1998,  «УНИКУМ- ЦЕНТР», 262с.

6. «Биологический энциклопедический словарь.» Гл. ред. М. С. Гиляров; Редкол.: А. А. Бабаев, 

   Г. Г. Винберг, Г. А. Заварзин и др. — 2-е изд., исправл. — М.: Сов. Энциклопедия, 1986.)

7.studopedia.ru›5_17017_tsentri-proishozhdeniya-i-… Центры происхождения и современное

   распространение домашних животных

8. studarium.ru›article/136 … Центры происхождения культурных растений.

9. automan.kz›377381…abdulgaziz-ibraevich.html ...ЖАНДЕРКИН АБДУЛГАЗИЗ ИБРАЕВИЧ

Краткое описание документа:

Конспект по биологии к разделу «Наследственность и изменчивость» на тему «Искусственный отбор. Центры происхождения культурных растений и домашних животных. Посевные культуры и породы домашних животных Казахстана. Биотехнология» составлен в помощь учителям и школьникам образовательной школы Казахстана в соответствие с новой программой по предмету на основе учебника А.Р.Соловьевой, Б.Т.Ибрагимовой. Биология. Учебник для 8 класса общеобразовательной школы, Алматы: Атамура, 2018, 218с., который позволит лучше усвоить программный материал и подготовиться к СОРам и СОЧам. .