Значение работ К. Линнея

Краткое изложение теоретических вопросов

Биотехнология, ее объекты и основные направления

Биотехнология(от греч. bios – жизнь, techne – искусство, мастерство и logos)– учение - это производство необходимых человеку продуктов и биологически активных соединений с помощью живых организмов, культивируемых клеток и биологических процессов.

Объектами биотехнологиислужат вирусы, бактерии, протисты, дрожжи, а также растения, животные или изолированные клетки и субклеточные структуры (органеллы).

Основными направлениями биотехнологииявляются:

 1) производство с помощью микроорганизмов и культивируемых эукариотических клеток биологически активных соединений (ферментов, витаминов, гормонов), лекарственных препаратов (антибиотиков, вакцин, сывороток, высокоспецифичных антител и др.), а также ценных соединений (кормовых добавок, например незаменимых аминокислот, кормовых белков;

 2) использование биологических методов борьбы с загрязнением окружающей среды (биологическая очистка сточных вод, загрязнений почвы) и защита растений от вредителей и болезней;

3) создание новых полезных штаммов микроорганизмов, сортов растений, пород животных и т.п.

Клеточная инженерия

Клеточная инженерия— метод, позволяющий конструировать клетки нового типа. Метод заключается в культивировании изолированных клеток и тканей на искусственной питательной среде в регулируемых условиях, что стало возможным благодаря способности растительных клеток в результате регенерации формировать целое растение из единичной клетки. Условия регенерации разработаны для многих культурных растений, таких как картофель, пшеница, ячмень, кукуруза, томат и др.

Соматическая гибридизация— это слияние двух различных клеток в культуре тканей. Пересадка ядер соматических клеток в яйцеклетки, это метод клонирования, который позволяет получать клонированные организмы- генетические копии. В 1997 г. в Англии были проведены успешные эксперименты по генетическому клонированию овцы. В зародыши клеток животных научились вводить новые гены и получать животных с новыми наследуемыми свойствами. Казалось, стало возможным воспроизведение многочисленных генетических копий выдающихся по продуктивности животных-рекордистов. Но после наблюдений за овечкой Долли установили, что по достижению размеров взрослой овцы, ее физиологическое состояние было как у старой особи. Это поставило под сомнение целесообразность клонирования животных.

Важное направление клеточной инженерии связано с ранними стадиями эмбриогенеза. Например, оплодотворение яйцеклеток в пробирке уже сейчас позволяет преодолевать некоторые распространенные формы бесплодия у человека.

Генная инженерия

Генная инженерия— направленное изменение наследственных свойств животных и растений путем создания действующих генов искусственным путем или извлечения генов из одних организмов и введения их в клетки других. Генная инженерия занимается расшифровкой структуры генов, их синтезом и клонированием, вставкой выделенных из клеток живых организмов или вновь синтезированных генов в клетки растений и животных с целью направленного изменения их наследственных свойств.

Для осуществления переноса генов (или трансгенеза) от одного вида организмов в другой, часто очень далекий по своему происхождению, необходимо выполнить несколько сложных операций:

· выделение генов (отдельных фрагментов ДНК) из клеток бактерий, растений или животных. В отдельных случаях эту операцию заменяют искусственным синтезом нужных генов;

· соединение (сшивание) отдельных фрагментов ДНК любого происхождения в единую молекулу в составе плазмиды;

· введение гибридной плазмидной ДНК, содержащей нужный ген, в клетки хозяина;

· копирование (клонирование) этого гена в новом хозяине с обеспечением его работы

Клонированный ген путем микроинъекции вводят в яйцеклетку млекопитающего или протопласт растения (изолированная клетка, лишенная клеточной стенки) и выращивают из них целое животное или растение. Растения и животные, геном которых изменен путем генно-инженерных операций, получили название трансгенных растений и трансгенных животных. Уже получены трансгенные мыши, кролики, свиньи, овцы, в геноме которых работают чужеродные гены различного происхождения, в том числе гены бактерий, дрожжей, млекопитающих, человека, а также трансгенные растения с генами других, неродственных видов.

На сегодняшний день методы генной инженерии позволили осуществить синтез в промышленных количествах таких гормонов, как инсулин, интерферон и соматотропин (гормон роста), которые необходимы для лечения генетических болезней человека — сахарного диабета, некоторых видов злокачественных опухолей и карликовости соответственно.

Домашнее задание:

Ответить на вопросы (письменно ) и выполнить тестирование:

1. Что такое биотехнология?

2. Каковы основные задачи и направления биотехнологии?

3. Расскажите о методах генной и клеточной инженерии. Какие результаты получены при их применении?

4. Какие перспективы открываются в селекции в связи с применением методов генной и клеточной инженерии?

Тестирование по теме: «Генетика и селекция»

Часть А. Задание: выбрать один правильный ответ.

А 1. При дигибридном скрещивании Г.Мендель изучал наследование признаков, за которые отвечают гены, расположенные:

а) в разных хромосомах; б) в одной хромосоме; в) в одной паре гомологичных хромосом

А 2. Укажите генотип человека, если по фенотипу он светловолосый и голубоглазый (рецессивные признаки). А. ААВВ  Б. АаВв  В. аавв Г. Аавв

А 3. При скрещивании черного кролика (Аа) с черным кроликом (Аа) в поколении F1 получатся крольчата:  

А. 100% черные Б. 75% черные и 25% белые В. 50% черные и 50% белые Г. 25% черные и 75% бе лые

А 4. Цвет глаз у человека определяет аутосомный ген, а дальтонизм- рецессивный, сцепленный с полом ген. Определите генотип кареглазой женщины с нормальным цветовым зрением, отец которой дальтоник (кареглазость доминирует над голубоглазостью): А. ААХ^ВХВ Б. АаХ^bХ^b В. АаХ^вХ^в Г. ааХ^вХ^b

А 5. У особи с генотипом АаВВ могут образовываться гаметы следующих типов:

а) АаВВ; АаВВ; б) АаВ; АаВ; в) Аа; Вв; г) АВ; аВ.

А 6. Болезнь Дауна связана с появлением лишней 21-й пары хромосом в генотипе человека, поэтому подобное изменение называют:

  А. соматической мутацией Б. геномной мутацией В. полиплоидией Г. гетерозисом

А 7. Наркотические вещества относят к мутагенам, так как при их употреблении:

  А. возникают изменения в хромосомах или генах Б. нарушается работа нервной системы

  В. ухудшается самочувствие Г. возникает зависимость от наркотиков

А 8. Какие методы используют в селекции растений при выведении новых сортов?

    А. выращивание растений на удобренных почвах

    Б. вегетативное размножение отводками

    В. скрещивание растений разных сортов с последующим отбором потомства с ценными признаками

    Г. выращивание растений в теплицах

А 9. Чем можно объяснить снижение жизнеспособности перекрёстноопыляемых растений при их опылении с целью получения чистых линий?

  А. переходом рецессивных мутаций в гомозиготное состояние

    Б. образование гетерозиготных особей

  В. увеличение числа доминантных мутаций

  Г. появлением полиплоидного потомства

Часть В. К каждому понятию, подберите соответствующее определение.

I. Полиплоидия II Чистая линия   III Гибрид IV Искусственный мутагенез

1. Потомство, гомозиготное по комплексу признаков                                     2. Использование ионизирующей радиации и некоторых химических веществ для стимулирования мутационного процесса 3. Организм, полученный в результате скрещивания разнородных в генетическом отношении родительских форм. 4. Наличие дополнительных наборов хромосом.

 

Часть С.  Решите задачу

  Задача. У человека ген полидактилии (многопалости) доминирует над нормальным строением кисти. У жены кисть нормальная, муж гетерозиготен по гену полидактилии. Определите вероятность рождения в этой семье многопалого ребенка. Написать генотипы всех членов семьи.

  

 

Урок № 17. История развития эволюционных идей

Урок по ссылке: https://www.youtube.com/watch?v=x1NlDmIe6M4

Термин «эволюция» (от лат. evolutio — развертывание) впервые был использован в биологии в 1762 г. швейцарским натуралистом Шарлем Бонне (1720—1793).Эволюция необратимое направленное историческое развитие живой природы, сопровождающееся изменением, генетического состава популяций, формированием адаптаций, образованием и вымиранием видов, преобразованием биогеоценозов и биосферы в целом.

Эволюция — это процесс приспособительного исторического развития живых организмов на всех уровнях организации живого.

Издавна мыслителей поражало многообразие форм организмов, удивительная целесообразность в их строении и поведении, соответствие их среде обитания и прогрессивное развитие от простого к сложному.       

    Греческий философ Гераклит, живший в 6 в. до н. э., считал, что все живые существа, в том числе и человек, развивались естественным путем из первичной материи. Его изречение «Все течет, все изменяется» предполагает признание изменения живой природы.

  Аристотель (384—322 до н. э.) рассматривал развитие природы с идеалистических позиций. Он считал, что материя пассивна, а ее стремление к движению обусловливает форма — особое нематериальное начало, и допускал существование божественного «первого двигателя». Важную роль в развитии революционной идеи сыграла работа Аристотеля «Лестница природы», в которой он расположил живых существ в определенном порядке. Таким образом, философы древности выдвигали две важнейшие идеи: единства и развития живой природы.

Значение работ К. Линнея

Впоследствии с установлением господства христианской церкви в Европе представления античных мыслителей были отвергнуты. Начался метафизический период развития естествознания, когда главным было утверждение абсолютной неизменности природы и изначальной целесообразности. Царил креационизм(от лат. creato — творить) — учение о постоянстве видов, рассматривающее многообразие. К началу 18 в. накопилось много сведений о растениях и животных. Английский ботаник Джон Рей (1627—1705) ввел в научное употребление единицу систематики — вид. Шведский натуралист Карл Линней (1707—1778) в работе «Система природы» (1753) создал классификацию растений и животных объединив их в группы разного ранга. К. Линнеем было определено понятие вида как основной формы организации живого и как основной единицы классификации. Он предложил и утвердил принцип двойных названий (бинарная номенклатура). Первым дается название рода (существительное), вторым — название вида, к которому принадлежит организм (прилагательное). Например, лютик едкий, медведь бурый, человек разумный. Классификация К. Линнея была искусственной, так как основывалась на небольшом числе произвольно взятых признаков (число тычинок в цветке, форма клюва птицы или строение кровеносной системы) и не отражала исторического родства между группами организмов. К. Линней был сыном своего времени, т.е. представлял природу как нечто застывшее, не изменяющееся во времени. По Линнею, видов существует столько, сколько их было создано во время «творения мира», и они неизменны.