Достежения в селекции растений, животных, микроорганизмов.

Достижения селекции растений.

1. Г. Д. Карпеченко в 1924 г. получил гибрид редьки и капусты (у этого растения в клетке по 9 пар хромосом, при этом если хромосом 2n, то гибриды первого поколения бесплодны, если же растения полиплоидные, то потомство в первом поколении плодовитое, поэтому что в каждую хромосому попадает не n хромосом, а 2n, и все хромосомы имеют для себя гомологическую). Гибриды не расщепляются на редьку и капусту и не скрещиваются с ними, то есть полученная растение является новым видом.

2. Н. В. Цицин скрестил пшеницу и пырей.

3. В результате скрещивания пшеницы и ржи получен новый вид - тритикале.

4. И. В. Мичурин в своих опытах применял закаливания. Плохо и то, что сорта, выведенные им, размножаются только вегетативно. Положительным в его трудах являются:

- использование гибридизации и отбора;

- изучение влияния условий среды на развитие гибридов;

- применение метода ментора (подвой или привой к местным сортам растений с нужными качествами).

5. Выведение озимых сортов пшеницы:

- П. П. Лукьяненко вывел сорт Безостая 1 (50 ц / га), Аврора (100 ц / га);

- В. Н. Ремесло - Мироновская 808 и 224 (65 ц / га), Ильичевска (100 ц / га).

6. Вывод яровых сортов пшеницы: А. П. Шехурдин и В, Н. Мамонтов вывели сорт Саратовская-29 (повышенные хлебопекарные качества).

7. Подсолнечник: В. С. Пустовойт - сорт с маслянистостью от 50 до 90% за 20 лет.

8. Сахарная свекла: А. Н. Лутков и В.П. Зосимов - повышение сохранности за счет полиплоидии.

9. Кукуруза М. И. Хаджинов - повышение урожайности за счет гетерозиса.

10. Г. Мельперс демонстрировал новое гибридное растение «помата», полученное в результате слияния клеток картофеля и томата. По замыслу растение должно работать на «два фронта», но для этого необходимо удвоить активность фотосинтетического процесса, так что гибрид пока еще не совершенен.

Контроль знаний и умений:

(Тестовый контроль)

1.Определите, какой метод часто используется в селекции растений для создания межвидовых гибридов с увеличенной вегетативной массой.

а) трансдукции фрагментов ДНК на новое место.

б) Кратное увеличение хромосомного набора.

в) Изменения аминокислотной последовательности.

г) Вирусный трансгенез.

2. Укажите, почему нет смысла в селекции чистых линий.

а) Потому что они имеют разный фенотип.

б) Потому что они имеют разный генотип.

в) Потому что они имеют одинаковый генотип.

г) Все указанное.

3.Определите, что является естественным источником селекционного материала.

а) Существующий генофонд домашних животных и растений.

б) дикие виды.

в) Наиболее производительные домашние породы и сорта.

г) Все указанное.

4.Определите, в какой последовательности надо выполнить действия при создании штамма микроорганизмов с определенными, необходимыми человеку свойствами.

а) Создать вектор.

б) Ввести генетический вектор к клетке-мишени.

в) Прикрепить к вектору необходимые гены.

г) Культивировать штамм.

Домашнее задание:

изучить соответствующую тему учебника § 17. Подготовить сообщения о генной, клеточной, эмбриональной инженерии, Лек.№ 22

Лекция № 23 Тема: Основные направления современной биотехнологии Проблемы, связанные с ГМО и применением полученных от них продуктов. Трансгенные организмы. Базовые понятия и термины:биотехнологии, микробиологическая промышленность, лекарственные препараты, биологические методы борьбы, химерные и Трансгенные организмы, селекция.План лекции: 1.Трансгенные организмы. Их характеристики.2.Проблемы, связанные с генетически модифицированными организмами и применением полученных от них продуктов. Содержание лекции:Развитие новых биотехнологий позволяют расщеплять молекулы ДНК в определенных местах и смешивать фрагменты ДНК в единую молекулу способных сначала имплантировать в геном живого организма чужих генов бактерий растений животных и человека, а впоследствии – и создания новых гибридных молекул ДНК. Итак, основные процедуры генетической инженерии сводятся к тому, что из набора полученных фрагментов ДНК, содержащих нужные гены, состоит компактная генетическая структура - рекомбината (гибрида) ДНК, которая затем вводится в клетку чужого организма. После получения новой генетической информации в организме начинается синтез соответствующего продукта, закодированного в этой генетической структуре. В результате таких манипуляций, собственно, создается уже новый организм с новыми признаками. Такой организм называют трансгенным, или генетически модифицированным организмом (ГМО), или, по другой терминологии, живым измененным организмом (ЖЗЛ). Согласно формулировке утвержденным в статье 2 Директивы 2001/18/ЕС Европейского парламента и Совета от 12 марта 2011 о высвобождении окружающей среды генетически модифицированных организмов, термин «генетически модифицированные» используются для организмов, материал которых был изменен путем, который не происходит в естественных условиях, в отличие от скрещивания или естественной рекомбинации. Это официальное определение. Но оно сразу вызывает ряд вопросов. Например, непонятно, можем ли мы считать обычную мягкую пшеницу (из которой производят хлеб) ГМО. С одной стороны, ее геном содержитгеном трех разных родов. К тому же этот вид был получен в результате деятельности человека, вряд ли можно считать обычным естественным путем. С другой стороны, для достижения этого результата, скорее всего, использовались технологии обычного скрещивания, хотя и между особями разных видов. То есть этот путь, все же, можно считать естественным. Та же ситуация и со сливой и твердой пшеницей, которые включают в себя геномы двух разных видов. Кроме того, учитывая, что для введения в геном живых организмов генная инженерия использует преимущественно вирусные векторы, возникает вопрос почему этот способ считается естественным. Горизонтальный перенос генов между особями разных видов и даже царств с помощью вирусов было описано уже давно. Как показывают исследования последних десятилетий, этот способ обмена генетической информацией был достаточно распространенным. Более того, он, скорее всего, играет важную роль в эволюции жизни. Например, возникновения эукариотических клеток (а значит, и человек) без горизонтального переноса генов было бы невозможным логично определить генетически модифицированными те организмы, которые человек создал, целенаправленно изменяя их геном. Но в этом случае к категории ГМО попадают в общем все домашние животные и культурные растения, которые создавались человеком путем изменения генотипов их диких предков. Таким образом, проблема генетического модифицированных организмов вызывает трудности уже на стадии формирования самого термина и при попытке определить, какие из живых организмов можно считать генетически модифицированными, а какие нет. В средствах массовой информации к ГМО относят только те, которые были получены с помощью методов генетической инженерии. Но этот подход трудно считать логически обоснованным. Генетическая инженерия как система экспериментальных методов и средств позволяет конструировать в лабораторных условиях генетические структуры, представляющие практически любые комбинации как природных, так и искусственно созданных генов, в главные задачи.

В 2000 году было принято международное соглашение о мерах и процедурах, необходимых для безопасного перемещения через государственные границы, переработки и применения продуктов современной биотехнологии. Необходимость в международном масштабе регулировать деятельность, связанную с современной биотехнологией, члены ООН признали на конференции в Рио-де -Жанейро в 1992 году. На ней 193 государства (плюс Европейское Содружество в целом как отдельный участник конференции) подписали конвенцию по биоразнообразию ( что-то вроде соглашения о намерениях принимать меры по исключению вредного влияния современной биотехнологии на здоровье человека и окружающую среду) и создали комитет по разработке соответствующего Протокола. Картахенский протокол называется так потому, что его почти приняли в 1999 году на конференции в колумбийском городе Картахена-де-Индиас. Из-за разногласий сторон окончательный вариант Протокола по биобезопасности был принят в 2000 году в Монреале.
23 декабря 2007 года , после десятилетнего обсуждения проблемы было принято Постановление Кабинета Министров Украины об обязательном маркетировании продукции, содержащей ГМО.
18 февраля 2009 года утвержден порядок этикетирования упаковок пищевых продукто в, содержащих ГМО.

Создание химерных и трансгенных организмов создает проблемы биобезопасности. Биобезопасность- это состояние защищенности человека, общества и природы от воздействия генетически модифицированных организмов, а также продуктов и веществ различного назначения. Биобезопасность- это безопасность, обеспечивающая использование достижений современных биотехнологий, в первую очередь, генной инженерии. В настоящее время, несмотря на недостаточность сведений о влиянии ГМО на человека, широко используют модифицированные сорта сои, кукурузы, рапса, картофеля. 98% в США, Бразилии, Чили, Канаде, Аргентине и Китае. Общая площадь посевов этих растений- более 50 млн. га. Корпорации, которые производят ГМО, постепенно расширяют свои возможности. Из области сельского хозяйства они внедряются в рыболовство, овладевают лесным бизнесом, рынком медикаментов. За последние 15 лет прошли испытания 25 тысяч трансгенных растений, предназначенных для использования в сельскохозяйственном производстве. Эти растения: 40%-устойчивы к вирусам, 25%-к инсектицидам, 25%- к гербицидам. Химерные животные- это генетические мозаики, образующиеся в результате объединения бластомеров от эмбрионов с разными генотипами. Демонстрация химерных растений (хлорофитум, разные сорта узамбарских фиалок ,имеющих полосы на лепестках). Научные работы по изучению химерных организмов позволяют понять роль генов в дифференцировке клеток и в регуляции взаимодействия между клетками. Исследование механизмов дифференцировки клеток, регуляции взаимодействий между клетками в процессе развития привели ученых к созданию химерных и трансгенных организмов. Экспериментальные методы генной инженерии сделали возможным создание совершенно необычных животных и растений, которые несут гены не только одного отца и одной матери , но и большего количества родительских генов. В последнее время появилось такое образное выражение по отношению к химерным организмам- это генетические мозаики, сконструированные из бластомеров различных эмбрионов, имеющих разные генотипы. Получение таких эмбрионов заключается в объединении двух или более ранних зародышевых клеток на стадии бластулы и их слияния. Вопрос происхождения тех или иных клеток тканей, дифференцировки их можно решить , наблюдая за развитием тканей химерного организма. С помощью химерных мышей удалось установить, каким способом возникают в ходе развития многоядерные клетки исчерченных мышц. Сложные вопросы эмбриологии и генетики удается решить с помощью создания химерных организмов. Растения, имеющие белые полосы на листьях, пятна, не содержащие хлорофилл, представляют собой естественные природные химерные организмы. Селекционеры декоративных растений искусственно получают химерные организмы, содержащие полосы и крапы на лепестках венчиков цветковых растений и листьях. У растений "химерные" организмы получают искусственным путем при объединении групп клеток, имеющих различный генотип. Такие мозаичные культуры можно получить при помощи воздействия мутагенными факторами, а также прививками и при помощи биотехнических методов. Британские ученые планируют получить гибрид человека и коровы, китайские- гибрид человека и кролика, американские-

гибрид мыши и человека. Зачем нужны гибридные организмы и нужны ли они?Ирвинг Вайссман - профессор, директор Института стволовых клеток Стэнфордского медицинского колледжа - считает, что эксперименты по получению химерных организмов, например, по перенесению человеческой ДНК в коровью яйцеклетку, собственное ядро которой было удалено ,послужат для получения стволовых клеток ,которые станут ценным материалом для научных исследований."Мои коллеги полагают: открытие надежного и этически приемлемого источника стволовых клеток может привести к созданию принципиально новых методов лечения ряда тяжелейших заболеваний ,таких как рак или диабет, травм головного и спинного мозга, врожденных дефектов развития -например пороков сердца, которые сейчас встречаются у 15% новорожденных младенцев, -сообщает Ирвинг Вайссман. - Деятели культуры и церкви тогда ополчились на исследователей, решив, что в результате непременно получится человек -кролик. Но это не могло стать ни целью, ни следствием эксперимента. Ведь задача ученых -получение устойчивых и эффективных форм стволовых клеток, способных решить насущные проблемы человечества, а вовсе не рождение химер. Известно, что скрещивание ДНК человека и животных дает в этом случае наиболее успешный результат. К тому же, крайне маловероятно, что гибридный эмбрион способен стать жизнеспособным зародышем",- заверяет профессор. В ближайших планах ученого-исследование человеческих нейронов после введения их в мозг мыши. При помощи этого исследования ученые хотят научиться излечивать тяжелые поражения мозга- такие, как болезнь Альцгеймера (рассеянный склероз), злокачественные опухоли мозга, последствия черепно-мозговых травм. « Впрочем, отражая нападки критиков, мы настаиваем на том, что мозг мыши никогда не сможет обрести человеческих умственных способностей ввиду слишком малого объема и простоты организации. Говорить о появлении у мыши самосознания, идентичного человеческому, просто нелепо. Тем не менее в научной среде наш проект вызывает этические вопросы о допустимости смешивания животных и человеческих тканей в органе, как мозг, долгое время считавшемся вместилищем души и сознания человека",- сообщает в интервью ученый. По словам российского эксперта, старшего научного сотрудника Федерального научного клинико-экспериментального центра традиционной медицины МЗРФ, доктора биологических наук, профессора Александра Дуброва, перед человечеством открываются безграничные перспективы создания гибридных организмов. Фантазия автора древнегреческого мифа наделили Химеру львиной головой, козьим туловищем и хвостом дракона. Получить такой гибридный организм генетически пока не берутся. Однако химер сегодня на клеточном уровне создается немало. Изолированную тканевую клетку какого-либо организма можно заставить жить на искусственной питательной среде. Размножающееся множество ее потомков называют клеточной культурой. Для получения химер культурные клетки двух разных животных обрабатывают специальными вирусными препаратами, добиваясь слияния их ядер. Исследования в этой области науки позволяет решить множество проблем человечества

Контроль знаний и умений: Ответить на вопросы:

1. В каких областях применения биотехнологий сейчас является массовым?

2. Какие виды продукции производят благодаря биотехнологиям?

3. Какие направления биотехнологии являются наиболее перспективными и почему?

4. Могут ли биотехнологии негативно влиять на человека? Какие организмы называют химерными и как ученые их получают?

5. Какие генетические методы широко используются в селекции?

6.Почему нужно постоянно проводить дальнейшую селекцию давно одомашненных организмов?

Домашнее задание:пересказ конспекта, § 18, отвечать на вопросы, Лек.№23

Лекция № 24

Тема: Оплодотворение. Онтогенез. Периоды онтогенеза многоклеточных организмов: эмбриогенез и постэмбриональное развитие. Особенности постэмбрионального развития животного. Влияние генотипа и факторов внешней среды на развитие организма. Диагностирование пороков развития человека, и их коррекция.

Базовые термины и понятия: оплодотворение, онтогенез, эмбриогенез, постэмбриональное развитие, дробление, гаструляция, гистогенез.

План лекции:

<34 35 363738 39 40 >

Дата добавления: 2020-03-21; просмотров: 652;