A A A K K K
для людей з порушеннями зору
Авдіївське професійно-технічне училище

біологія

Дата: 28.10.2021 08:45
Кількість переглядів: 149

Підручник Задорожний К. Біологія і екологія 11 клас рівень стандарту

https://uahistory.co/pidruchniki/zadorozhnij-biology-and-ecology-11-class-2019-standard-level/

п.45, п.50

зробіть конспект за темою

дайте відповіді на питання

Чому мікроклональне розмноження рослин може забезпечити більш швидке збільшення чисельності сорту?

Які переваги і недоліки мають методи біотехнології у випадку їх застосування для охорони довкілля, зокрема для очищення стічних вод? 

 Чому застосування мікроорганізмів для синтезу органічних речовин часто є вигіднішим, ніж хімічний синтез?

 
 
 
Тема Сучасні методи селекції

Різноманіття методів селекції

Методи селекції рослин, тварин і мікроорганізмів достатньо різноманітні, і використовуються вони з урахуванням особливостей біології кожної з цих груп. Тому технології селекційних досліджень для всіх цих організмів дещо різняться.

Методи селекції можна поділити на класичні методи і методи з використанням сучасних біотехнологій. Слід відзначити, що класичні методи в сучасній селекції продовжують широко використовувати. Наявність молекулярно-біологічних методів тільки розширила можливості селекційної роботи(мал.1).

Метод селекції

Сутність методу

Де застосовується

Масовий добір

Добір особин із потрібними ознаками без урахування ознак батьків. Найдавніший і найпростіший метод селекції

Переважно в селекції рослин і мікроорганізмів. У селекції тварин дуже рідко через малу кількість у них нащадків

Індивідуальний добір

Добір особин із потрібними ознаками з урахуванням ознак батьків і складанням родоводів (у селекції тварин)

У селекції тварин і рослин

Створення чистих ліній

Виведення гомозиготних особин з однаковим генотипом за великою кількістю генів

У селекції рослин і тварин. У прокаріотів усі лінії чисті, бо вони є гаплоїдами

Гібридизація

Схрещування особин із різними генотипами, які є представниками одного виду

У селекції тварин і рослин

Віддалена гібридизація

Схрещування особин, які є представниками різних видів

Переважно в селекції рослин. У тварин більша частина таких гібридів є неплідною

Споріднене схрещування (інбридинг)

Схрещування особин однієї породи або навіть з однієї родини

У селекції тварин

Неспоріднене схрещування (аутбридинг)

Схрещування особин різних порід

У селекції тварин

Мал.1 Класичні методи селекції

 

 

Деякі методи селекції з використанням сучасних біотехнологій

Метод швидкого мікроклонального розмноження

Одним із найбільш перспективних сучасних методів селекції є метод швидкого мікроклонального розмноження. Він полягає у вирощуванні культури клітин рослин на поживних середовищах. Для цього шматочки калусної (недиференційованої) тканини рослини розміщують на поживному середовищі, де під впливом доданих фітогормонів відбувається диференціація клітин і утворюються корінь і пагін нової рослини. Метод отримав назву мікроклонального через дуже малі розміри зразків тканин (у малини — 2 мм, у хмелю — 0,1 мм тощо), потрібних для вирощування нової рослини. Головними перевагами методу є можливість здійснювати дослідження (або вирощувати нові організми) протягом усього року незалежно від зовнішніх умов, і це потребує незначної площі. Крім того, ця технологія дозволяє швидко розмножувати деревні рослини, яким за звичайних умов для розмноження потрібно багато років(мал.2).

 

image.pngМал.2 Вирощування рослин із культури рослин

 

До переваг методу належить і можливість швидкого розмноження рослин, які погано розмножуються вегетативно або взагалі не здатні до такого виду розмноження. Таким чином удається розмножувати, наприклад, хвойні рослини, живці яких у природі укорінюються вкрай повільно (більше року). Значно полегшує така технологія і поширення цікавих генетичних форм для селекційної роботи. З одного унікального зразка рослини можна виростити кілька тисяч екземплярів, не змінюючи унікального генотипу в процесі статевого розмноження.

Метод соматичної гібридизації

Ще один дуже перспективний метод, який активно використовується в селекції, — це соматична гібридизація. Вона відбувається шляхом злиття соматичних клітин. Таким способом можна отримувати навіть гібриди між тими організмами, які не здатні до схрещування (пацюка і миші, вівса і кукурузи тощо), або між клітинами різних тканин представників одного виду. Одним із перспективних напрямів соматичної гібридизації є отримання гібридом (гібридних клітин, які створюються шляхом злиття лімфоцитів і ракових клітин). Гібридоми використовуються в галузі біотехнології під час створення високоефективних ліній клітин для виробництва цінних препаратів, які застосовують для діагностики і лікування багатьох захворювань (онкологічних захворювань, ревматоїдного артриту, бронхіальної астми тощо).

Гібридоми об'єднали в собі здатність лімфоциту утворювати необхідні антитіла (одного типу, так звані моноклональні антитіла) і здатність пухлинних клітин безкінечно довго розмножуватись на штучних середовищах. За допомогою гібридом можна отримати антитіла необхідного типу в необмежених кількостях(мал.3).

image.png

 

Мал.3  Технологія отримання моноклональних антитіл

 

 

Застосування методів селекції на прикладі цитрусових

Цитрусові — це велика група рослин із родини Рутові, найвідоміші представники якої належать до роду Цитрус (Citrus). Лимони, мандарини, грейпфрути, апельсини — усі вони є добре відомими представниками цього роду рослин.

Цитрусові виникли на території Південно-Східної Азії і були одомашнені в тому ж регіоні. Основними методами селекції в цій групі були гібридизація та відбір мутантних варіантів переважно соматичного походження. Крім видів із роду Цитрус, до селекції домашніх рослин цієї групи залучалися представники інших родів із групи цитрусових, таких як кумкват або мікранта (деякі дослідники і ці рослини відносять до роду Цитрус).

Не для обов'язкового вивчення.

Вихідними формами для селекції цитрусових були три види: цитрон (Citrus medica), мандарин (Citrus reticulata) і помело (Citrus maxima). Більшість культурних цитрусових (лимони, грейпфрути, апельсини тощо) є гібридами цих трьох видів. Вони гібридизувалися в різній послідовності та різних напрямках і містять різний відсоток генів кожного з видів (мал.4).

 

Мал. 4  Схема схрещувань у процесі селекції цитрусових

image.png

Частина цитрусових є гібридами двох видів. Так, помаранч є гібридом помело і мандарина, червоний лимон — мандарина і цитрона, каламондин — кумквата і мандарина. Цікава історія створення різних сортів апельсину. Вони походять від єдиного гібриду мандарина, помело і цитрона, але утворилися в результаті різних соматичних мутацій, які могли виникати в певній частині дерева або навіть в окремій гілці. А грейпфрут утворився в результаті гібридизації апельсина і помело.

Досить заплутаною виявилася генетична історія мандаринів. Їх можна поділити на три групи. Перша з них утворена мандарином Тачибану та кількома китайськими сортами. Її представники є вихідною формою для цитрусових і не мають ознак схрещування з іншими видами. Друга і третя групи сортів мандаринів виникли в результаті гібридизації мандаринів першої групи з помело. Вони різняться між собою за вмістом генів помело. У мандаринів другої групи таких генів до 10 %, а в мандаринів третьої — від 12 до 38 %.

 

Тема Сучасна біотехнологія та її основні напрямки

 

Біотехнологія та її напрями

Біотехнологія — це сукупність промислових методів, які застосовують для виробництва різних речовин із використанням живих організмів, біологічних процесів чи явищ. Сам термін «біотехнологія» з'явився в 70-х роках XX століття. Але насправді біотехнологічні принципи людина розробила вже давно. Низка продуктів харчування вироблялися за допомогою мікроорганізмів ще в Давньому Єгипті. Біотехнологія тісно пов'язана з іншими науками. Вона розвивається на основі досягнень багатьох наукових галузей і сама сприяє їхньому розвитку (мал.5).

image.png

 

Мал. 5  Зв'язок біотехнології з іншими галузями

Сучасні біотехнології широко використовують у різних галузях: медицині, виробництві різноманітних харчових і нехарчових продуктів, для захисту навколишнього середовища і в межах концепції раціонального природокористування тощо (мал.6).

image.png

 

Мал. 6 Галузі застосування біотехнології

Традиційні галузі застосування мікроорганізмів наразі розширюються. За допомогою мікроорганізмів отримують лікарські препарати (наприклад, гормональні препарати, засоби для лікування інфарктів та спадкових захворювань тощо). Уся лимонна кислота, яка продається в наших магазинах, вироблена мікроорганізмами. Таким самим способом одержують і натрій глутамат, який є підсилювачем смаку й широко застосовується як харчова добавка.

Живі організми використовують і як засоби боротьби зі шкідниками та хворобами рослин. Використання природних збудників захворювань шкідників є набагато безпечнішим, ніж обробка отрутохімікатами. Хоча цей метод має свої недоліки — повільну дію, наприклад. І ще одна новітня галузь — виробництво ферментів для побутової хімії. Щоразу, коли ви купуєте, скажімо, пральний порошок із ферментами, ви користуєтеся продуктами біотехнології.

Біотехнології також активно використовуються в галузі захисту навколишнього середовища. Значна частина сучасних систем очищення води має у своєму складі комплекси біологічного очищення, у яких знешкодження шкідливих речовин здійснюють мікроорганізми. Часто з цією метою використовують і вищу водну рослинність (технологія біоплато). Висадження лісових насаджень є одним зі способів вилучення з атмосфери вуглекислого газу, що може зменшити темпи глобального потепління.

Досягнення біотехнології в медицині

Біотехнологічні методи широко використовуються в таких галузях медицини, як репродуктивна медицина і трансплантологія. Репродуктивна медицина займається профілактикою, діагностикою та лікуванням безпліддя в людини. Ця проблема стала актуальною у зв'язку зі збільшенням кількості випадків безпліддя через постійний вплив на популяції антропогенних факторів, насамперед фізичного, хімічного і біологічного забруднення середовища. Вона базується на використанні найновіших розробок з ендокринології, хірургії, генетичної інженерії та інших галузей.

Гарно відпрацьованими і популярними технологіями репродуктивної медицини є технології штучного запліднення — екстракорпоральне (поза організмом жінки) та інтракорпоральне (в організмі жінки) запліднення. Для цього довелося вирішити велику кількість проблем, у тому числі проблеми отримання статевих клітин людини, оцінки їхнього стану, тривалого зберігання та виправлення наявних генетичних дефектів (за потреби)(мал.7).

image.png

 

Мал. 7 Схема штучного інтракорпорального запліднення

Трансплантація — це пересадка реципієнту органа або тканини, які були взяті з організму донора. Пересаджувані органи й тканини називають трансплантатами. Для трансплантації можуть використовуватися як органи свого організму (наприклад, шкіра), так і органи та тканини інших людей або навіть деяких тварин.

Основною проблемою трансплантації є подолання імунного бар'єру. Будь-які чужі органи й тканини імунна система організму розпізнає й починає атакувати, намагаючись знищити чужорідні клітини. Це стає причиною загибелі й відторгнення трансплантатів. Для попередження цього процесу лікарям доводиться пригнічувати в пацієнта роботу імунної системи за допомогою спеціальних препаратів. Але зворотним ефектом такого пригнічення є збільшення ризику розвитку інфекційних та онкологічних захворювань.

Для уникнення проблеми імунного бар'єру потенційно найкращою технологією трансплантації може стати створення нових органів із використанням стовбурових клітин самого пацієнта шляхом 3D-друку.

Успіхи у створенні генетично модифікованих організмів

Генетично модифіковані організми стали успішною основою багатьох проектів, пов'язаних із вирішенням продовольчих та медичних проблем. Першим великим успіхом було створення генетично модифікованих бактерій, які виробляли людський інсулін. До цього хворим на діабет доводилося робити ін'єкції інсуліну, який добували з підшлункових залоз свиней і телят. А він досить часто міг давати алергічні реакції.

Значним досягненням стало створення генетично модифікованого сорту рису, відомого, як «золотий рис». Завдяки генам із нарцису та бактерії ервінії цей рис отримав здатність виробляти бета-каротин і став чудовим джерелом вітаміну А. Щороку у світі через дефіцит цього вітаміну в продуктах харчування помирає від 1 до 2 млн людей. Свою назву цей сорт рису отримав завдяки золотистому кольору свого насіння(мал. 8).

 

image.png

Мал. 8 «Золотий рис»

 

Генетично модифіковані тварини використовуються не менш активно, ніж рослини. Так, у 2009 році було схвалено застосування ліків, які виробляються з молока генетично модифікованих кіз. До складу молока цих кіз входить речовина, яка є антикоагулянтом і знижує ризик утворення тромбів під час та після хірургічних операцій.

 


« повернутися

Код для вставки на сайт

Вхід для адміністратора

Онлайн-опитування:

Увага! З метою уникнення фальсифікацій Ви маєте підтвердити свій голос через E-Mail
Скасувати

Результати опитування

Дякуємо!

Ваш голос було підтверджено

Форма подання електронного звернення


Авторизація в системі електронних звернень