"Биология. Введение в общую биологию и экологию", Каменский А.А., Крискунов Е.А., Пасечник В.В.
Селекция помогает получать сорта растений, породы животных и штаммы микроорганизмов с полезными для человека свойствами. Её методы основаны на наследственной изменчивости: отбор сохраняет подходящие признаки, а скрещивание позволяет пробовать сочетать их у потомства. Для разных организмов применяют разные приёмы: учитывают особенности размножения растений, родословную животных и быстрое развитие микроорганизмов. Результаты скрещивания проверяют и отбирают.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Селекция — наука о создании новых и улучшении существующих сортов растений, пород животных и штаммов микроорганизмов. Сорт, порода и штамм — группы организмов с определёнными наследственными свойствами. Селекция нужна, чтобы получать организмы с признаками, полезными человеку.
Искусственный отбор — выбор человеком организмов с нужными наследственными признаками для размножения. Например, можно оставлять семена только от растений с крупными плодами. Так в последующих поколениях чаще встречается желаемый вариант признака.
Гибридизация — скрещивание организмов, различающихся наследственными признаками, чтобы получить потомство с желаемым сочетанием свойств. Родители передают потомству свои наследственные варианты, поэтому скрещивание даёт возможность объединить полезные качества. Потомство затем проверяют и отбирают.
Инбридинг — близкородственное скрещивание. Оно помогает закреплять нужные признаки, потому что у родственных организмов могут быть сходные наследственные варианты. Одновременно возрастает риск, что проявятся вредные рецессивные аллели — варианты генов, действие которых обычно скрыто при наличии другого варианта.
Селекция опирается на наследственную изменчивость — различия между организмами, которые могут передаваться потомству. Если признак не наследуется, отбор родителей не обеспечит его появления у следующих поколений. Скрещивание также приносит результат потому, что потомки получают наследственный материал от обоих родителей. Поэтому селекционер не только замечает различия, но и проверяет, сохраняются ли они в потомстве.
У растений применяют массовый и индивидуальный отбор. При массовом способе оставляют для размножения сразу группу растений с подходящими признаками; он удобен, когда нужно отбирать много экземпляров. При индивидуальном способе выбирают отдельное растение и отдельно проверяют его потомство. Такая проверка показывает, передаётся ли нужный признак наследственно, а не возник ли он только из-за условий выращивания.
Гибридизация позволяет сочетать полезные признаки разных родителей, например устойчивость к засухе и крупные плоды. Однако потомки одной пары могут различаться: наследственные варианты комбинируются неодинаково. Поэтому нельзя ожидать, что каждый гибрид получит все нужные свойства; подходящие экземпляры отбирают для дальнейшего размножения. При отдалённом скрещивании объединяют признаки разных видов, но такие гибриды могут оказаться бесплодными.
В селекции животных важно знать родословную — сведения о происхождении особи, а также оценивать её продуктивность и потомство. Это помогает понять, связаны ли нужные качества с наследственностью и передаются ли они дальше. Инбридинг используют для закрепления признака у родственных животных, но он увеличивает вероятность проявления вредных рецессивных аллелей. Скрещивание с другими особями помогает сочетать качества и может увеличить разнообразие наследственных вариантов.
Микроорганизмы быстро размножаются, а их поколения сменяются за короткое время. Поэтому селекционер может получить много вариантов и быстро отобрать те, которые обладают нужными свойствами. Наследственную изменчивость расширяют мутагенезом — воздействием, повышающим вероятность мутаций, и полиплоидией — увеличением числа наборов хромосом. Полученные варианты оценивают, а полезные используют дальше.
| Группа организмов | Основные методы | Что учитывают или получают | Особенности применения |
|---|---|---|---|
| Растения | Искусственный отбор, гибридизация | Урожайность, размер плодов, устойчивость | Используют массовый и индивидуальный отбор; при индивидуальном проверяют потомство выбранного растения. |
| Животные | Отбор, гибридизация, инбридинг | Продуктивность и наследование нужных признаков | Учитывают родословную, признаки особи и качество потомства. |
| Микроорганизмы | Отбор вариантов, мутагенез, полиплоидия | Полезные свойства и новые наследственные варианты | Быстрое размножение позволяет быстро получать и проверять много вариантов. |
| Искусственный отбор | Выбор организмов для размножения | Увеличение доли желаемого наследственного признака | Применяют к разным группам организмов; отбирают уже существующие варианты. |
| Гибридизация | Скрещивание организмов с разными признаками | Попытка объединить полезные свойства родителей | Потомство различается, поэтому нужные сочетания отбирают и проверяют. |
| Инбридинг | Близкородственное скрещивание | Закрепление признаков | Может повысить риск проявления вредных рецессивных аллелей. |
| Мутагенез и полиплоидия | Расширение наследственной изменчивости | Новые варианты признаков | Особенно применимы при селекции микроорганизмов; полезные варианты нужно отобрать. |
Сначала найдите в таблице нужную группу организмов, чтобы увидеть, какие методы обычно используют для неё. Затем сравните цель метода с особенностями его применения. Например, наличие метода в строке не означает, что каждый результат будет полезным: потомство нужно оценивать.
Задача 1. Селекционер оставляет для получения семян только растения с крупными плодами. Назовите применённый метод и объясните, какой признак отбирают.
Ответ: применён искусственный отбор; отбирают наследственный признак крупного размера плодов.
Задача 2. У двух сортов растений разные полезные признаки: один устойчив к засухе, другой даёт крупные плоды. Какой метод можно применить, чтобы попытаться объединить эти признаки у потомства?
Ответ: можно применить гибридизацию, но сочетание обоих признаков не гарантировано у каждого потомка.
Задача 3. Для получения продуктивной породы животных скрещивают близкородственных особей с выраженным нужным признаком. Объясните цель этого приёма и возможный риск, а затем предложите, как можно усилить генетическое разнообразие потомства.
Ответ: инбридинг помогает закрепить нужный признак, но может проявить вредные рецессивные аллели; разнообразие можно усилить скрещиванием с неродственными животными.
Ошибка — считать, что искусственный отбор сам создаёт наследственный признак. Так думают, потому что после отбора желаемое свойство становится более частым, но это не означает, что его создал сам выбор. Отбор сохраняет и усиливает в популяции уже имеющиеся варианты. Проверьте себя: назовите признак у выбранных родителей до размножения и спросите, был ли он у них изначально.
Ошибка — ожидать, что гибридизация всегда даст потомство с нужным сочетанием признаков. Её допускают, потому что родители действительно передают потомкам свои наследственные свойства, но сочетания у потомков могут различаться. Поэтому гибридов проверяют и отбирают. Для самопроверки спросите: предусмотрен ли следующий этап отбора после скрещивания?
Ошибка — называть инбридингом любое скрещивание. Инбридинг означает именно близкородственное скрещивание, которое способно повысить вероятность проявления вредных рецессивных признаков. Проверьте себя: связаны ли особи близким родством и учтён ли возможный риск для потомства?
Ошибка — переносить методы селекции животных на микроорганизмы без учёта различий. У животных важны родословная и продуктивность, а микроорганизмы быстро размножаются и позволяют быстро отбирать многочисленные варианты. Для самопроверки определите, какая особенность организма влияет на выбор метода: сроки смены поколений, родословная или способ размножения.
Чтобы понять селекцию, нужно знать наследственность и изменчивость, различать генотип — наследственные особенности организма — и фенотип, то есть проявившиеся признаки. Также важно представлять роль мутаций, которые могут создавать новые наследственные варианты. Эти знания помогают объяснить, почему признаки передаются, а потомство различается.
Селекция связывает генетику с практическими задачами сельского хозяйства и биотехнологии: знания о наследовании помогают получать организмы с полезными свойствами. Понимание селекционных методов нужно и для сохранения генетического разнообразия. Оно позволяет учитывать, что закрепление отдельных признаков не должно вести к потере разнообразия наследственных вариантов.
Чем искусственный отбор отличается от естественного?
При искусственном отборе организмы для размножения выбирает человек, ориентируясь на нужную ему цель. Естественный отбор происходит без участия человека: чаще размножаются организмы, лучше приспособленные к условиям среды.
Почему потомство от скрещивания не всегда наследует все нужные признаки?
Потомок получает наследственный материал от обоих родителей, а признаки могут сочетаться по-разному. Поэтому часть потомства не обладает желаемой комбинацией, и селекционеру приходится проверять и отбирать подходящие организмы.
Зачем селекционеры используют близкородственное скрещивание?
Инбридинг помогает закрепить нужные наследственные признаки в потомстве. Но вместе с ними чаще могут проявляться вредные рецессивные аллели, поэтому результат такого скрещивания оценивают внимательно.
Почему селекция микроорганизмов может идти быстрее, чем селекция животных?
Микроорганизмы быстро размножаются, и их поколения сменяются за короткое время. Селекционер может быстрее получить и проверить большое число вариантов, чем при работе с животными.
Как мутации помогают получать новые формы организмов?
Мутации изменяют наследственный материал и тем самым могут создавать новые варианты признаков. Если вариант полезен, его можно отобрать и использовать в дальнейшей селекции; большинство мутаций не обязательно будет полезным.
Основные методы селекции растений, животных и микроорганизмов.
