§13. Особливості селекції рослин, тварин та мікроорганізмів

Основні терміни і поняття: гібридизація, добір, поліплоїдія, щеплення, гетерозис, метод «у пробірці», мікробіологічна промисловість.

Особливості рослин, які зумовлюють специфіку їхньої селекції:

а) висока плідність (велике число нащадків);

б) крім статевого, характерне вегетативне розмноження;

в) рослинам притаманне явище поліплоїдії;

г) невимогливі до умов середовища;

д) не вимагають великих економічних витрат.

Методи селекції рослин:

а) висока плідність, численність потомства дозволяють використовувати метод ма­ сового добору;

б) наявність видів, що самозапилюються, дає можливість вивести чисту лінію шля­ хом застосування індивідуального добору;

в) завдяки вегетативному розмноженню можна тривалий час зберігати гетерозиготну комбінацію, соматичну мутацію;

г) впливаючи на пророслі насіння, сходи хімічними речовинами, радіацією, вдається одержувати матеріал для добору;

.у д) поліплоїдія - один зі шляхів поліпшення сортів культурних рослин.

Особливості тварин, які зумовлюють специфіку їхньої селекції:

а) нечисленність потомства;

б) значна тривалість життя;

в) роздільностатевість (утруднює інбридинг);

г) тільки статеве розмноження;

д) необхідна гомозиготність чистих ліній досягається за рахунок близькородинного схрещування, що веде до деякої депресії;

ж) складні взаємини із довкіллям у зв'язку з наявністю нервової системи;

з) кожен об'єкт являє собою значну селекційну цінність; є) значні економічні витрати на утримання.

Особливості селекції тварин:

а) не застосовується масовий добір, з огляду на співвідносну мінливість;

б) визначення якості плідників за показниками нащадків (використовують тому, що у ве­ ликої рогатої худоби серед самців не виявляються такі ознаки, як молочність, жирність, у півнів - яйценосність); вивчення родоводу;

в) штучне запліднення, одержання цінних порід великої рогатої худоби в штучних умовах («у пробірці»). Потім ембріон пересаджують у матку самки іншої породи для по­ дальшого розвитку. У такий спосіб можна одержати значну кількість нащадків з важливими практичними властивостями.

Особливості селекції мікроорганізмів

Мікроорганізми (прокаріоти, одноклітинні гриби) як об'єкти селекції:

а) не мають типового статевого процесу;

б) мають гаплоїдний набір хромосом або кільцеву молекулу ДНК, що дає можливість мутаціям виявлятися вже у першому поколінні нащадків;

в) швидкі темпи розмноження дають можливість одержувати велику кількість клітин- нащадків.

111

§14. Біотехнологія та її основні напрямки.

Мікробіологічна промисловість. Генна, клітинна (тканинна), ембріональна інженерія. Штучний синтез генів

Основні терміни і поняті я: біотехнологія, синтез генів, плазміди, культура клітин (тканин), клон, ембріональна інженерія.

Основи біотехнології

1 Біотехнологія - це сукупність промислових методів, які застосовують для ви­робництва різних речовин із використанням живих організмів, біологічних процесів чи явищ.

До таких виробництв відноситься древня біотехнологія сироваріння, виноробства, пивоваріння, хлібопечення, готування молочнокислих продуктів, квашення овочів, силосування.

Основні напрямки біотехнології

Інженерна ензимологія

від грец. «еп» усере­дині + «zyme» за­кваска) - ферменти. Одержання і вико­ристання чистих ферментів і фер­ментних препаратів.

Генна інженерія

Штучне конструю­вання молекул ДНК (генів).

Промислова мікробіологія

Перетворення па­рафінів у кормовий білок в результаті 'життєдіяльності мікроорганізмів, ви­робництво антибіоти­ків та інших лікар­ських речовин.

Усі ці напрямки тісно пов'язані.

Клітинна інженерія

Культивування клі­тин і тканин вищих організмів (рослин і тварин).

sftor

Методи генної інженерії

Метод	Сутність
1	2
Спочатку це були методи реком-бінування і конструювання очищених з клітин генів чи їхніх частин.	Видаляють дефектні гени на ранніх етапах онто­генезу і замінюють їх нормальними алелями. У 1969 р. вперше виділені в чистому вигляді гени кишкової палички.
Удосконалені методи перенесення генів у мікроорганізми відпрацьо­вані підходи до перенесення генів у культивовані клітини тварин (70-ті роки XX ст.) 1980 - 1982 pp. - перенесення генів у цілі тваринні і рослинні ор­ганізми.	Ген Гепноінженерне П -^. рансфекиі, Перенесення Д N^i|J«nv^.u,. Ретровірус Ембріональні (стовбурові клітини) Інфекція N^v /1 Мікроін'екіїія /Шь. ім-.- йІНта (№Шт\ Ембріон Зигота ф =оЦ с=> §|||» ^=^> (РШ) 3 генРом Морула ^ЩЙ*/ Лщф Мікроін'скція Бластоциста Трансгенна миша Способи перенесення генів у генетичний апарат тварин

113

7	2
Об'єднання різних генів в одній клітині.	Перенесення метафазних хромосом з однієї еука-ріотичної клітини в іншу. Хромосоми розпада­ються на фрагменти, одні з яких губляться, інші вбудовуються у хромосому клітини-хазяїна і мо­жуть у ній функціонувати. Перспектива створен­ня нових видів.
Штучний синтез генів.	У 1969 р. у США індійський вчений Г. Хоран синте­зував ген аланінової тРНК дріжджів, який скла­дається з 77 пар нуклеотидів.

Учнівська сторінка

1. Робота з біологічними термінами і поняттями. Заповніть таблицю. (10 балів)

Термін	Визначення терміна	Приклад застосування терміна
Генетична (генна) інженерія	Прикладна галузь молекуляр­ної біології та біохімії, засно­вана на розробці методів пе­ребудови генів організмів.
Плазміди	Кільцеві молекули ДНК, що при­сутні у клітинах поза хромосо­мами.
Тканинна (клітинна) інженерія	Галузь біотехнології, у якій ви­користовують методи виділен­ня клітин з організму і перене­сення їх на штучні живильні се­редовища, де продовжується їхня життєдіяльність.
Клон (гілка)	Сукупність клітин або особин, що виникли від спільного пред­ка безстатевим шляхом.
Ембріональна інженерія (ембріон - зародок)	Галузь, яка займається штуч­ними змінами організмів у ході зародкового розвитку.	.

2. Академік В.І. Вернадський відкрив, що бактерії мають максимальну для живих ор­ганізмів енергію хімічних перетворень на Землі.

Дріжджі накопичують білок у 100 тисяч разів швидше, ніж організм бика. Бактерії на­копичують біомасу і білок ще швидше, ніж дріжджі. Як пояснити таку велику різницю в нако­пиченні білка і біомаси? (12 балів)

3. Що вам відомо про азотфіксуючі бактерії? Про симбіоз бульбашкових бактерій з бо­бовими культурами? (10 балів)

4. Наведіть відомі вам факти про досягнення у клонуванні рослин і тварин. Ваше ставлення до проблеми клонування людини. (12 балів)

114