Методи селекції – це добір, гібридизація, штучний мутагенез і поліплоїдизація, які застосовують для створення нових і поліпшення вже існуючих сортів рослин, порід тварин і штамів мікроорганізмів.
Нижче: головні правила, форми добору, типи гібридизації та гетерозис, поліплоїдизація, сучасні напрями селекції, розбір реальних завдань НМТ, типові помилки учнів і відповіді на поширені запитання.
🔑 Ключові формули
Добір (масовий / індивідуальний) · Гібридизація (споріднена / неспоріднена / міжвидова) · Штучний мутагенез · Поліплоїдизація
Масовий добір – за фенотипом · Індивідуальний добір – за генотипом
Внутрішньовидова: споріднена (чисті лінії) / неспоріднена (гетерозисні сорти) · Міжвидова (віддалені гібриди)
Тритікале (пшениця × жито) · Культурна слива (алича × терен) · Мул (кобила × осел) · Ішак (ослиця × кінь) · Нар (два види верблюдів) · Зубробізон (зубр × бізон) · Йошта (смородина × агрус) · Логанбері (малина × ожина) · Неші (яблуня × груша) · Бістер (білуга × стерлядь)
Маркерна селекція · Геномна селекція · Адаптивна селекція · Генетична інженерія (трансгенез, рекомбіногенез, цисгенез)
Як розв'язувати — покроковий метод
-
1 Крок 1. Визначте, чи в умові йдеться про людський добір, а не про природний процес
Якщо людина обирає, хто піде далі в розмноження, і закріплює потрібну ознаку – це селекція. Слово «селекція» походить від латинського selectio, тобто добір.
-
2 Крок 2. Знайдіть слово-маркер в умові завдання
«Різні види» означає віддалену гібридизацію, «дія мутагену» означає штучний мутагенез, «колхіцин» або «кількість хромосом кратно збільшилася» означає поліплоїдизацію, «за зовнішніми ознаками» означає масовий добір, «оцінка за нащадками» означає індивідуальний добір.
-
3 Крок 3. Визначте, чи схрещування відбувається в межах одного виду чи між видами
Якщо особини одного виду – це внутрішньовидова гібридизація (споріднена чи неспоріднена, тобто інбридинг чи аутбридинг). Якщо різні види – це міжвидова (віддалена) гібридизація.
-
4 Крок 4. Перевірте, чи йдеться про фенотип чи генотип при доборі
Відбір за зовнішніми ознаками – масовий добір. Відбір за спадковими якостями, зокрема через оцінку нащадків, – індивідуальний добір.
-
5 Крок 5. Виключте варіанти відповідей, що описують інший рівень дослідження
Наприклад, «аутбридинг» та «інбридинг» – це схрещування в межах одного виду, тому вони не підходять, якщо схрещують різні види. Поліплоїдизацію застосовують переважно до рослин, тому в завданні про колхіцин варіант «порід тварин» відпадає.
📝 Розбір реальних завдань НМТ
Найбільшим представником родини Котячі є штучно створена тварина лігр – гібрид лева й тигра. Який метод було застосовано для її створення?
А) віддалена гібридизація
Б) штучний мутагенез
В) аутбридинг
Г) інбридинг
А. Лев і тигр - це різні види, а схрещування між особинами різних видів і є міжвидова, тобто віддалена, гібридизація. Варіанти «аутбридинг» та «інбридинг» приваблюють тим, що це теж системи схрещувань, але вони описують неспоріднене й споріднене схрещування в межах одного виду. Штучний мутагенез сюди не підходить взагалі: там мутації одержують спрямованою дією мутагенів, а не схрещуванням.
Один з методів селекції полягає у використанні отруйних речовин (колхіцин), які руйнують веретено поділу, внаслідок чого хромосоми не розходяться, тому їх кількість подвоюється. Це роблять з метою отримання нових
А) штамів вірусів
Б) сортів рослин
В) порід тварин
Г) штамів бактерій
Б. Хромосоми не розходяться, і їхня кількість подвоюється: це поліплоїдизація. Її застосовують переважно до рослин, бо більшість рослин не мають статевих хромосом, а поліплоїдні рослини мають більші розміри, високу врожайність і активніший обмін речовин. У тварин поліплоїдизацію застосовують значно рідше: статеві хромосоми впливають на можливість кон’югації гомологічних хромосом, тому варіант «порід тварин» відпадає. Штами вірусів і бактерій цим методом не отримують, поліплоїдизація описана саме серед особливостей селекції рослин.
У селекції використовують деякі отрути (наприклад, колхіцин), які руйнують веретено поділу в клітині, що ділиться. Унаслідок цього хромосоми подвоюються, але не розходяться. Цей метод переважно застосовують для отримання нових
А) сортів рослин
Б) порід тварин
В) штамів бактерій
Г) штамів вірусів
А. Це той самий метод, що й у попередньому завданні, але варіанти стоять в іншому порядку: тепер «сортів рослин» під літерою А. Подвоєння хромосом без їхнього розходження – це поліплоїдизація, і в селекції її застосовують переважно до рослин. Тому запамʼятовуйте не букву, а звʼязок «колхіцин → поліплоїдизація → сорти рослин».
⚠️ Типові помилки учнів
Неправильно. Селекція підпорядкована тим самим законам, що й еволюція видів у природі, однак природний добір частково замінений штучним, і сама селекція реалізовує можливості, які є нереальними для природної еволюції.
Неправильно. Масовий добір – це добір за фенотипом, за зовнішніми ознаками, а за генотипом іде індивідуальний добір.
Неправильно. У тварин цей метод і віддалену гібридизацію застосовують значно рідше, бо статеві хромосоми впливають на можливість кон’югації гомологічних хромосом, а більшість рослин статевих хромосом не мають.
Неправильно. Міжвидова гібридизація часто супроводжується безплідністю гібридів, і причина в тому, що кон’югація між гомологічними хромосомами неможлива. Саме тому поліплоїдію використовують для подолання стерильності таких гібридів.
Неправильно. Індукований мутагенез – це штучне одержання мутацій спрямованою дією мутагенів у контрольованих умовах, і таким шляхом отримують мутації, що в природі трапляються зрідка або взагалі не виявляються.
У завданнях на методи селекції відповідь майже завжди сховано в одному слові умови. «Різні види» означає віддалену гібридизацію, «генетично ідентичні» означає клонування, «дія мутагену» означає штучний мутагенез, «родовід» означає генеалогічний метод, «каріотип і хромосоми» означає цитогенетичний. Тому раджу читати умову двічі й підкреслювати саме такі слова-маркери, а вже потім дивитися на варіанти відповідей: так набагато складніше піти за красивим, але хибним варіантом.
Хочете план підготовки з біології під ваш рівень? Залиште імʼя і телефон, і ми передзвонимо.
Дивіться також: Біотехнологія, ГМО, клонування · Мутаційна мінливість · Мейоз і кросинговер · Ядро й хромосоми
Що таке селекція. Селекція – це наука про створення нових і поліпшення вже існуючих сортів рослин, порід тварин і штамів мікроорганізмів. Її теоретична основа – генетика, еволюційне вчення та екологія; природний добір у селекції частково замінений штучним.
Добір. Метод відбору й збереження особин з певними, цінними для людини ознаками і сприяння їхньому розмноженню. Масовий добір іде за фенотипом (зовнішні ознаки) і застосовується переважно у рослин, оскільки при розмноженні утворюється велика кількість насіння з різними нащадками. Індивідуальний добір іде за генотипом і застосовується переважно у тварин через їхнє статеве розмноження, пізню статеву зрілість і нечисленне потомство. Окремо виділяють підбір плідників за нащадками – для визначення спадкових якостей самців за ознаками, які в них самих не проявляються (наприклад, кількість чи жирність молока).
Гібридизація. Метод одержання нащадків внаслідок поєднання генетичного матеріалу різних клітин або організмів. Внутрішньовидова гібридизація буває спорідненою (для отримання чистих ліній) і неспорідненою (для створення гетерозисних сортів). Міжвидова (віддалена) гібридизація дає гібриди на кшталт йошти, логанбері, неші, тритікале, культурної сливи, бістера, мула, ішака, нара, зубробізона, але часто супроводжується безплідністю через неможливість кон’югації гомологічних хромосом. Гетерозис – явище гібридної сили, яке виникає при неспорідненій гібридизації.
Поліплоїдизація. Метод отримання організмів зі збільшеною кількістю хромосом, кратною гаплоїдному набору. Поліплоїдні рослини мають більші розміри, високу врожайність і активніший обмін речовин. Метод застосовують переважно до рослин, бо більшість рослин не мають статевих хромосом, що впливають на можливість кон’югації. Поліплоїдію також використовують для подолання стерильності міжвидових гібридів – це вперше довів у 1924 р. Г. Д. Карпеченко на гібриді редьки та капусти. Рослини також мають вегетативне розмноження (щеплення) і запилення (метод суміші пилку), що додатково полегшує селекційну роботу з ними.
Індукований (штучний) мутагенез. Метод штучного одержання мутацій, зумовлений спрямованою дією різних мутагенів. Дає мутації, які в природі трапляються зрідка або не виявляються взагалі; у рослин застосовується частіше через більшу частоту соматичних мутацій.
Об’єкти й розділи селекції. Об’єкти: сорт рослин, порода тварин, штам мікроорганізмів. Відповідно виокремлюють селекцію рослин, селекцію тварин і селекцію мікроорганізмів.
Сучасні напрями селекції. Маркерна селекція використовує маркери для визначення наявності й розташування генів селекційно-цінних ознак. Геномна селекція – тестування геному одразу за великою кількістю маркерів за допомогою ДНК-чіпів. Для розширення генетичної мінливості застосовують методи генетичної інженерії (трансгенез, рекомбіногенез, цисгенез) і створюють генетичні банки – сховища насіння, меристем, статевих і соматичних клітин. Найбільший у світі – Свалбардський глобальний банк насіння (Норвегія); в Україні діє Національний центр генетичних ресурсів рослин із 27 000 зразків 203 видів.
- Знайдіть слово-маркер в умові: «різні види» → віддалена гібридизація, «дія мутагену» → штучний мутагенез, «колхіцин», «кратне збільшення кількості хромосом» → поліплоїдизація, «за зовнішніми ознаками» → масовий добір, «оцінка за нащадками» → індивідуальний добір.
- Перевірте, один вид чи різні: один вид – інбридинг/аутбридинг, різні види – віддалена гібридизація.
- Перевірте, за чим іде відбір: за зовнішніми ознаками – масовий добір, за спадковими якостями (в т.ч. за нащадками) – індивідуальний добір.
- Виключіть варіанти, що описують інший метод селекції (схрещування в межах виду замість міжвидового, поліплоїдизацію тварин замість рослин тощо).
❓ Часті запитання
Які методи селекції є основними на НМТ
Добір, гібридизація, метод поліплоїдизації та метод експериментального мутагенезу, а також методи генетичної інженерії. Саме ці методи називають основними методами селекції.
Чим сорт відрізняється від породи і штаму
Це три різні об’єкти селекції: сорти – у рослин, породи – у тварин, штами – у мікроорганізмів. Відповідно виокремлюють і три розділи: селекцію рослин, селекцію тварин, селекцію мікроорганізмів, і роблять це за особливостями будови й життєдіяльності організмів.
Що таке гетерозис і як його отримують у рослин
Гетерозис – це явище гібридної сили, і в селекції рослин гетерозисні сорти створюють неспорідненою гібридизацією. Програма НМТ вимагає знати біологічне значення гетерозису та його причини. Пояснювати гетерозис своїми словами вчаться під час підготовки до НМТ з біології онлайн.
Як подолати безплідність міжвидового гібрида
Поліплоїдією. Уперше це довів у 1924 р. Г. Д. Карпеченко на прикладі гібрида редьки та капусти, і саме способи подолання стерильності міжвидових гібридів вимагає знати програма НМТ.
Хто заклав наукові основи селекції
Наукові основи селекції заклав Ч. Дарвін у працях «Походження видів» (1859) та «Зміна домашніх тварин і культурних рослин» (1868). Великий внесок зробив М. І. Вавилов, автор закону гомологічних рядів і вчення про центри походження культурних рослин, а також українські селекціонери Л. П. Симиренко, В. М. Ремесло, М. Ф. Іванов, М. М. Гришко.
Які завдання вирішує сучасна селекція
Три: поліпшення існуючих сортів культурних рослин і одомашнених тварин, створення нових міжвидових гібридів, порід, сортів і штамів, а також введення в культуру нових видів, наприклад ламінарії, руколи, спаржі, базиліку.