Шпаргалка по "Биологии"

2.

Билет№23

1. Полиплоидия и отдаленная гибридизация. Работы И.В. Мичурина

Организмы, имеющие набор хромосом, кратный гаплоидному, называются полиплоидными. Явление полиплоидии основано на нерасхождении хромосом в процессе мейоза, в результате чего формируются диплоидные гаметы. Если такая диплоидная гамета сольется с гаплоидной, получится триплоидная зигота, а если с диплоидной – зигота будет тетраплоидной. Полиплоиды отличаются большей массой, урожайностью, устойчивостью к неблагоприятным условиям среды и вредителям. Издавна использовались полиплоиды картофеля, пшеницы, овса, хлопчатника. В последние годы полиплоиды искусственно получают при воздействии химическими веществами, нарушающими процесс мейоза. 
Отдаленная гибридизация – скрещивание растений, принадлежащих к разным видам и родам. Обычно межвидовые гибриды бесплодны вследствие нарушения деления клеток из-за случайного расхождения хромосом из отцовского и материнского наборов. Использование для скрещивания полиплоидных организмов позволило восстановить способность гомологичных хромосом к равному расхождению к полюсам клетки. 
В разработку теории и практики селекции большой вклад внес русский ученый-селекционер И.В. Мичурин. Он создал методы преодоления барьера генетической несовместимости, предложил и широко использовал новые методы селекции: метод ментора, отбор сеянцев. Метод ментора (воспитателя) состоит в прививании черенков зрелых особей с одними признаками (как правило, урожайных и с высоким качеством плодов) на вершину сеянцев с другими признаками (как правило, устойчивыми к неблагоприятным климатическим фактором). Используя этот метод Мичурин создал сорт груши Бере-зимняя, отличающийся ценными плодами и хорошей зимостойкостью. Семена таких растений не обладают свойствами родительского сорта, и для получения новых сортовых деревьев прививку надо проводить вновь.

2. Биотехноло́гия — дисциплина, изучающая возможности использования живых организмов, их систем или продуктов их жизнедеятельности для решения технологических задач, а также возможности создания живых организмов с необходимыми свойствами методом генной инженерии.

1. Биотехнология — целенаправленное  использование биологических объектов  и процессов в разных отраслях  производства: медицине, охране природы.  Микроорганизмы, клетки растений, животных  — основные объекты биотехнологии.  Производство человеком с давних  времен сыра, хлебопечение, виноделие,  выделка кож на основе использования  микроорганизмов.

2. Выращивание бактерий, низших  грибов, дрожжей на специальных  питательных средах в стерильных  условиях, при определенной температуре,  реакции среды с целью повышения  интенсивности их размножения,  ускорения производства витаминов,  ферментов, белков, антибиотиков, лимонной, уксусной кислот.

Использование произведенной с  помощью микроорганизмов продукции  в пищевой промышленности (в качестве пищевых добавок, корма для скота), в здравоохранении (в качестве лекарств), применение ферментов для ускорения  процесса производства сыров. Производство с помощью микроорганизмов свыше 150 видов продукции, в том числе  ценной аминокислоты — лизина, который  не синтезируется в организме  человека и животных, а его недостаток в организме задерживает рост. 3. Клеточная инженерия — направление  биотехнологии, в основе которого лежит  процесс выращивания из отдельной  клетки или кусочка ткани целых  организмов или большой массы  органического вещества. Создание для  выращивания клеток специальных  условий: особой питательной среды, определенной реакции среды, температуры, влажности, стерильных условий. Возможность  получения из небольшой части  растения путем выделения и выращивания  отдельных клеток до 1 млн растений в год. Использование этого метода в селекции растений для ускорения размножения растений нового сорта и сокращения сроков его выведения с 12 до 4 лет. Нерешенность проблемы выращивания из отдельных клеток организма животного. Выращивание биологической массы женьшеня с помощью клеточной инженерии, сокращение сроков выращивания до 5—6 недель вместо 5—6 лет в природе.

4. Генная инженерия — направление  биотехнологии, в основе которого  лежит пересадка генов от одного  организма к другому, получение  организмов с новыми свойствами. Создание с помощью пересадки  генов новых сортов растений  с ценными для человека признаками, например устойчивого к колорадскому  жуку картофеля, высокоурожайных  сортов сои и других растений. Возможность пересадки генов  человека в клетки микроорганизмов  с целью синтеза ими ценных  для человека ферментов, гормонов, например инсулина, необходимого  больным сахарным диабетом.

5. Клонирование — новое направление  в биотехнологии, в основе которого  лежит пересадка ядра из клетки  тела в яйцеклетку другого  организма, пересадка этой яйцеклетки  в клетку другого животного  с целью получения организма  с новыми свойствами. Пример клонирования  — получение овечки Доли в  Англии.

Для решения проблемы повышения  скорости роста и предоставления шерсти новых технологических свойств  используют различные генно-инженерные методы влияли на овец: усиление энергетики обменных процессов вследствие изменения  метаболического пути синтеза глюкозы, повышение синтеза серосодержащих аминокислот в результате введения бактериальных генов, определяющих синтез цистеина и экспрессируются в ЖКТ, изменение структурных белков шерсти при введении генов кератиновых белков и т.д. По данным Мороз В.А. и других ученых (2001), в Америке получено трансгенных мериносовых овец, которые при одинаковой с аналогами живой массе потребляли в 1,5 раза меньше кормов, имели увеличенную массу мышечной ткани при уменьшении жировой, а также в 1,5 раза превосходящие их за шерстной продуктивностью.

Применение методов генной инженерии  позволяет получать трансгенных животных, устойчивых к заболеваниям. Принцип интеграции генов антисмысловых РНК является основой для получения животных, устойчивых против большинства вирусных заболеваний. Так, получено кроликов с интегрированным геном антисмысловой РНК вируса лейкоза коров и доказано устойчивость животных против данной болезни (Л. Эрнст, 2001). Перенос этих исследований из модельного объекта на крупный рогатый скот иметь большое народнохозяйственное значение, учитывая распространение этой болезни в мире.

Развитие биотехнологии воспроизводства  сельскохозяйственных животных в Украине  в значительной степени зависит  от подготовки специалистов. Учеными  НАУ разработаны типовые программы  по данной отрасли науки, которые позволяют готовить высококлассных специалистов всех образовательно-квалификационных уровней (Мельничук Д.А. и другие, 2000).

Таким образом, биотехнология воспроизводства  сельскохозяйственных животных, кроме  самостоятельного практического значения в животноводстве, особенно в селекции, также позволяет получать животных, использование которых в селекционном процессе может обусловить создание пород с уникальными, принципиально  новыми производительными и жизнеспособными  свойствами. Поэтому она является мощным источником создания и совершенствования  пород разных видов животных Украины.