Генетика және селекция негіздері

ІІІ Сұрыптау

Сұрыптау (селекция) дегеніміз өсімдіктердің жаңа іріктемелері мен жануарлардың тұқымдарын және микроағзалардың халықшаруашылығына қажетті штаммдарын алу. Селекцияның теориялық негізі болып генетика табылады.
 

Селекцияның негізгі әдістері
 

Селекцияның негізгі әдістеріне сұрыптау, будандастыру, полиплоидия, мутагенез, жасушалық және гендік инженерия жатады.
 

Сұрыптау. Сұрыптау табиғи және қолдан сұрыптау болып екіге бөлінеді. Қолдан сұрыптау мақсатқа сай және мақсатсыз болады. Адамның белгілі мақсатсыз ең жақсы дараларды көбеюге қалдырып, нашар дараларды қорекке қолданып бағалы іріктемелер және тұқымдарды дамытуын мақсатсыз сұрыптау дейміз. Іріктемелер мен қолтұқымдардың құнды бір немесе бірнеше белгілерін барынша дамытуға мақсатқа сай сұрыптау деп аталады. Сұрыптау үрдісінде қолдан сұрыптау мен қатар ағзалардың қоршаған орта жағдайларына бейімділігін арттыратын табиғи сұрыптаудың да әсері бар.
 

Сұрыптау жаппай және жеке болып екіге бөлінеді. Жаппай сұрыптау дегеніміз бастапқы материялдардан сұрыптаушыға пайдалы, тиімді белгілері бар даралар топтарын бөліп алу. Жеке сұрыптау адамның назарын аударатын белгілері бар және олардан ұрпақ алуға болатын жекелеген дараларды бөліп алуға негізделген.
 

Будандастыру (гибритизация). Сұрыптау әдістерімен жаңа генотиптер түзілмейді. Жаңа пайдалы белгілердің комбинациясы түзілуі үшін гибритизация жүргізіледі. Гибритизацияны түріші және түраралық деп бөледі.
Түріші гибритизациясы кезінде бір түрге жататын дараларды будандастыра-ды. Туыстас ағзаларды және туыс емес ағзаларға гибритизация жүргізуге болады.

Туыс ағзаларды будандастыру инбридинг деп аталады. Мысалы, өсімдіктердің өздігінен тозаңдануын инбридингке жатқызуға болады.

Туыс емес ағзаларды будандастыру аутбридинг деп аталады. Аутбридингтің нәтижесінде гетерозисті гибридтерді шығаруға болады. Бірінші ұрпақ гибридтердің ата-енелік ағзалармен салыстырғанда тіршілік қабілетінің жоғары болып, түсімділігінің артуы гетерозис деп аталады. өйткені бұл жағдайда зиянды рецесивті мутациялар гетерозиготалы күйге көшеді. Бірақ екінші ұрпақта гетерозис қабілеті бірден жоғалады.
Түрарасы гибритизация (әріден будандастыру) кезінде басқа түрге жататын даралар будандастырылады. Мұндай будандар көп жағдайда тұқым бермейді, өйткені олардың ата-енесінің хромосома санындағы айырмашылығы соншалықты оларда мейоз үрдісі бұзылған.
 

Полиплоидия деп хромосом санының толық жиынтығының еселеніп көбею-ін айтамыз. Полиплоидия негізінен үш себептен туындауы мүмкін: бөлінбейтін жасушадағы хромосома санының екі еселенуі, сомалық жасушалардың немесе олардың ядроларының қосылуы, дұрыс жүрмеген мейоз барысында хромосомалар саны екі есеге азаймаған гаметалардың түзілуі.

Мутагенез. Табиғи орта жағдайында мутацияның пайда болу жиілігі салыс-тырмалы түрде аз болады. Сондықтан селекцияда жасанды мутагенез қолданыла-ды. Жасанды мутагенез дегеніміз тәжрибеде ағзада мутацияны тудыру үшін мутагендік фактормен өңделуі.
Биотехнология және оның негізгі бағыттары. Биотехнология-тірі ағзалар мен олардың биологиялық әрекеттері адам өз пайдасына өндірісте пайдалану. Биотехнология сұрыптауда жаңа мүмкіндіктер береді. Оның басты бағыттары: микробиологиялық синтез гендік және жасушалық инженерия.
 

Микробиологиялық синтез дегеніміз микроағзалардың ақуыз, ферменттер, органикалық қышқылдар, дәрілік препараттар алу мақсатында өндірісте пайдаланылуы. Микроағзалардан жануарлардың ағзасында түзілетін лизин амин қышқылы, сірке қышқылы, лимон қышқылы, сүт қышқылы, витаминдер, антибиотиктер алынады.
Жасушалық инженерия арқылы жасушаларды ағзадан тыс, арнайы жасанды ортада өсіріп, ұлпа культурасын алады. Жануарлар жасушаларынан бүтін ағзаны өсіріп шығару мүмкін емес, бірақ өсімдік жасушуларынан болады. Жасушалық инженерияның арқасында жыныс жасушаларының, сонымен қатар сомалық жасу-шаларының гибритизациясын жасауға болады. Сомалық жасушалардың гибрити-зациясы арқылы қолайсыз жағдайларға төзімді өсімдік іріктемелерін алу мүмкін.
Гендік инженерия дегніміз геномның жасанды жолмен өзгертілуі. Бұл әдіспен бір ағзаның геномына басқа түрге жататын ағзаның гендерін енгізуге болады. Осы жолмен ішек таяқшасы бактериясының генотипіне адам генін енгізіп, инсулин гормоны алынады.

Өсімдіктер, жануарлар және микроорганизмдер селекциясы

Өсімдіктерді сұрыптау.
Сұрыптаушы үшін сұрыптауға қолданылатын бастапқы материалдың қасиеттерін бөлу өте маңызды. Осы алаңда орыс генетигі Н.И.Вавиловтың (1887-1943) ашқан екі жаңалығы өте маңызды болды.
1) Тұқым қуалайтын өзгергіштегі гомологиялық қатарлар заңы.: бір- біріне генетикалық тұрғыдан жақын (шығу тегі бір) түрлер және туыстардың тұқым қуалайтын өзгергіштігі ұқсас болады. Түрлермен туыстар бір-біріне неғұрлым жақын болса белгілерінің өзгергіштігіде соғұрлым жақын болады. Бұл заңды Н.И.Вавилов өсімдіктерге байланысты тұжырымдады, кейін жануарлар мен микроағзалар үшін де дәлелденді.
2) Мәдени өсімдіктердің шығу орталықтарын анықтауға Н.И.Вавилов зор еңбек сіңірді. Ол дүние жүзі бойынша экспедициялар ұйымдастырып, мәдени өсімдіктердің алуан түрлері мен олардың географиялық таралу аймақтарын зерттеді. Н.И.Вавилов мәдени өсімдіктердің барлық географиялық аймақтарға бірдей тарамайтынын және әр дақылдың өзінің шығу орталығы болатынын анықтады.
 

Өсімдіктердің шығу орталықтары :

1. Оңтүстік азиялық орталықтан (Тропиктік Үндістан, Үндіқытай, Оңт. Қытай, Оңт.-Шығ. Азия аралдары) күріш, қант қамыс, цитрусты жемістер шыққан.
2. Шығыс Азия орталығы (Орталық және Шығыс Қытай, Жапония, Корея) күріш, тары, соя отаны.
3. Оңтүстік – Батыс Азия орталығы (Кіші Азия, Орта Азия, Иран, Ауғаныстан, Солт.-Батыс Үндістан) бидай, қарабидай, бұршақтұқымдастар және жүзімнің отаны.
4. Жерорта теңізі орталығы зәйтүн ағашы,орамжапырақ, көптеген көкөністер мен мал азықтық дақылдарының орталығы.
6. Орталық Америка орталығы (Мексика) жүгері, мақта, темекі, үрмебұршақ, какао, бірқатар асқабақ тұқымдастарының отаны.
7. Анд (Оңтүстік Америка) орталығы картоп, кокайын бұталары, хина ағашы, жержаңғақ, қызан, ананас отаны.
Өсімдік селексиясында жаппай сұрыптау, инбридинг, аутбридинг, әріден будандастыру, полиплоидия кеңінен қолданылады.

 

Жануарларды сұрыптау

Жануарларды сұрыптауда жеке сұрыптау, түріші будандастыру (инбридинг, аутбридинг), әріден (түрарасы) будандастыру кеңінен пайдаланылады.
Жеке будандастыру жануарлардың жынысты көбеюімен байланысты қолданады, өйткені жануарлардан бірден бірнеше ұрпақ алу қиын.
Инбридингті сүрыптауда тұқым гендерінің көбін гомозиготалы күйге көшіру үшін қолданылады, сөйтіп құнды белгілерді генотипте бекініп, сақталады. Сонымен қатар инбридинг гомозиготалыққа тиімсіз белгілерді де әкеліп, жануар-лардың сыртқы ортаның жағымсыз жағдайларына төзімділігін төмендетеді, ауруға шалдыққыштыққа әкеледі. Осындай тиімсіз фенотиптерді депрессия деп атайды.
Жануарларды әріден будандастырудың нәтижесінде ұрпақ бермейтін жануарлар пайда болады. Мұндай будандар тұқым бермегенімен шаруашылыққа маңызы зор. Мысалы, қашыр –бие мен есектің буданы, ана енесінен де күшті, қолайсыз жағдайларға төзімді, ұзақ өмір сүреді, біпақ ұрпақ бермейді.

Микроорганизмдерді сұрыптау

Микроорганизмдерге прокариоттардан бактериялар, көкжасыл балдырлар, ал эукариоттардан саңырауқұлақтар, микраскопиялық балдырлар, қарапайымдылар жатады. микроорганизмдерді сұрыптауда жасанды мутагенез және оның артынша генетиклық тұрғыдан бірдей жасуша тобын (клондарды)сұрыптау, жасуша және гендік инженерия әдістері кеңінен қолданылады.
Микроорганизмдердің көмегімен амин қышқылдары, ақуыздар, ферменттер, спирт, полисохариттер, антибиотиктер, дәрумендер, гормондар, интерферондар алынады. Мұндай өндірістердің қалдықтарын ыдырататын бактерия штамдары шығарылып, қошаған ортаны тазалау мақсатында қолданылады.

Биологиядан ҰБТ-ге дайындалудағы оқу құралдарының және әдістемелік құралдардың мәні-реферат

ҰЛТТЫҚ БІРІНҒАЙ ТЕСТІЛЕУГЕ ДАЙЫНДАУДАҒЫ ОҚУЛЫҚТЫҢ ЖӘНЕ ӘДІСТЕМЕЛІК ОҚУ ҚҰРАЛДАРЫНЫҢ МӘНІ.

Карипжанова Алмагуль Закеновна
биология пәнінің мұғалімі
№35 жалпы орта білім беру мектебі

Қазақстан Республикасының орта және жоғары оқу орындарындағы реформа жаңа оқу технологиясын және оқушылар білімін тексеруде нақты тәсілдерді қажет етеді.Жоғары оқу орындарына қабылдау кезінде 1999 жылдан бастап талапкерлердің білімін бағалауда тапсырмаларды шешуге барынша әділдікті және мемлекеттік білім грантын беру мен мемлекеттік білім есиелерін ұсыну мәселелерінде әлеуметтік әділдікті шешуге мүмкіндік беретін кешендік тестілеу қолданылып келеді.
ҰБТ жалпы орта білім беру ұйымдарын бітірушілерінің қорытынды мемлекеттік аттесттауы мен жоғары оқу орындарының қабылдау емтихандарын біріктіру болып табылады.Тест арқылы қабылдау барысындағы рейтингілік баға талапкерлерді нақты іріктеп алуға көмегін тигізуде.Осыған орай мектеп оқушыларының орта арнаулы және жоғары оқу орындарына түсуші талапкерлердің биология пәні бойынша білімдерін толықтырып,ғылыми қөзқарастарын қалыптастыру қажет.Жоғары оқу орындарына түсушілер биология пәнінен емтихан барысында өздерінің білім деңгейлерін көрсету керек:
1.Негізгі түсініктерді білу,заңдылықтар мен заңдарды,өсімдіктер,жануарлар және адам организмінің тіршілігіндегі құрлысы мен дамуы,тірі табиғаттың дамуы.
2.Өсімдік,жануар,адамның тіршілігі мен құрлысы мен классификациясы,өсімдік пен жануарлардың негізгі топтары.
3.Биологияны теориялық,практикалық жағынан түсініп,оның негізгі бағытын білу және табиғаттың құбылыстарына қорытынды шығара білу керек.
Оқушылардың таным белсенділігін арттырудың бірден-бір жолы-оқулықпен жұмыс.Білім көзі-оқулықта.Оқулықпен жұмыс істеуді дұрыс жолға қою арқылы оқушылардың өздігінше ізденіп,білімін толықтыруын қамтамасыз етуге болады.Оқулық ғылыми тұрғыдан қанша дұрыс болса да,материалды өз дәрижесіне сапалы меңгерту мұғалімнің әдістемелік шеберлігін,оқушылармен жұмыс істеу тәсілінің тиімділігін қажет етеді.Бұл мақсатта жалпы білім беретін оқу орындарындағы биология оқулықтарындағы негізгі мәліметтерді жүйелеу қажет.Оқушыларды ұлттық бірінғай тесттілеуге дайындау барысында материалдарды мектеп бағдарламасына сәйкес жүйелеу керек:
1 бөлім.Цитология.
Жасуша құрылысының деңгейі-тірі ағзалардың қарапайым бірлігі.Жасушасыз ағзөалар-вирустар.Прокариоттар және эукариоттар.Жасуша теориясының негізгі жағдайы,жасушаның химиялық құрылымы.Жасушаның органикалық және бейорганикалық заттары олардың жасушадағы тіршілік әрекеттері.Зат алмасу және энергиялық айналуы-жасушаның тіршілік әрекетінің негізі.Пластикалық алмасу.Нәруыз биосинтезі.
Ген және оның биосинтездегі қызметі.ДНК-кодесі.Матрицалық синтез реакциясы.Жасушадағы энергетикалық алмасу,энергетикалық алмасудағы АТФ-ң маңызы.Пластикалық және энергетикалық алмасу реакцияларының өзара байланысы.Фотосинтез.Жасушалық цикл,жасушаның бөлінуге әзірленуі.ДНК молекуласының екі еселенуі.Хромосомалар,олардың гаплоидты,диплоидты жиынтығы және формаларымен сандарының тұрақтылығы.Жасушаның бөліну типтері . Митоз. Ағзалардың жынысты және жыныссыз көбейюуі. Меиоз. Жыныс жасушалары. Жұмартқа жасушаларымен сперматозоидтардың дамуы. Ұрақтану. Жасуша меиозы мен митоздың ағзада жек дамуы мен көбеюіндегі қызметі. Ұрықтың жануарлар мысалында дамуы, ұрық жапырақтарымен ұлпалары. Онтогинез және постэндриналдық даму.
2 бөлім. Өсімдік тану
Ботаника - өсімдіктер туралы ғылым. Өсімдіктер әлемі табиғаттың құрам бөлігі, оның алуан түрлігі, жер бетінде таралу. Прокариеттар. Бактериялар. Балдырлар, фотосинтездеуші бір жасушалы және көп жасушалы балдырлар. Көбею жолдары. Балдырлардың маңызы. Қыналар құрылысы көректенуі, көбеюі және маңызы. Мүктер. Мекен ететін ортасы, құрылысы көректенуі, көбеюі және маңызы. Саңырауқұлақтар: зен, ашытқы, қалпақшалы санырауқұлақтар. Паразиттік өкілдері. Класстарға бөлінуі. Папоротниктер, қырықбуындар және плауындар. Жалпы сипамамасы құрылысы және даму циклі. Жаланаш тұқымдылар. Құрылысы және көбеюі, табиғаттағы маңызы.
Жабық тұқымдылар: Құрылысы, вигитативті және генеративті мүшелері. өсімдіктер ұлпалары; түзуші, тұрақты. Тамыр. Жапырақ. Өркен. Гүл және жеміс. Тұқым. Өсімдіктердің көбеюі. Гүлді өсімдіктердің класификациясы. Өсімдіктердің негізгі топтары; Қос жарнақтылар классы, жалпы сипатама. Дара жарнақтылар классы,жалпы сипаттама.
3 бөлім.Жануартану.
Зоология-жануарлар туралы ғылым.Жануарлардың табиғаттағы және адам өміріндегі маңызы.Жануарлармен өсімдіктердің ұқсастары мен айырмашылықтары.Жануарларды топтау.Қарапайымдылар дүниесі-жалпы сипаттамасы,көп клеткалы жануарлардан айырмашылығы.Көп жасушалы жануарлар дүниесі(ұлпалы жануарлар ).Ішек қуыстылар типі,типке жалпы сипаттама.Құрылысындағы ерекшеліктері,қозғалуы,көбеюі,маңызы.
Жалпақ құрттар типі.Жалпы сипаттама,тип өкілдері;Кірпікшелі құрттар класы,трематодтар класы,таспа құрттар класы.Жұмыр құрттар типі;Сыртқы және ішкі құрылысы,көбеюіндегі және тіршілік цикілындағы ерекшеліктері.
Бұылтық құрттар типі;Азқылтанды және көпқылтанды құрттар класы.Тіршілік әрекетіндегі ерекшеліктері,маңызы.Былқылдақ денелілер типі;Бауыраяқтар класы,қос жақтаулы моллюскалар класы.Құрылыс ерекшеліктері және маңызы.
Буын аяқтылар тип;Шаян тәрізділер класы,өрмекші тәрізділер класы.Насекомдар класы ;Қаттықанаттылар отряды, көбелектер отряды,жарғаққанаттылар отряды,қосқанаттылар отряды,тура қанаттылар отряды.Биологиялық ерекшеліктері мен маңызы.
Хордалылар типі. Хордалы жануарлардың белгілері. Балықтар класы; Сүйекті және шеміршекті балықтар, экологиялық топтары. Қос мекенділер класы. Қос мекенділердің алуан түрлілігі және маңызы. Бауырмен жорғалаушылар класы. Отрядтарына сипаттама. Құстар класы. Құстардың алуан түрлілігі Отрядтары-торғай, тауық, жыртқыш құстар, қаз тәрізділер, пингвиндер, дегелек тәрізділер, тырналар, түйеқұстар, дуадақтар. Экологиялық топтары: парктер мен бақ құстары, шалғындық пен дала құстары, орман құстары, жыртқыш құстар, дала және шөл құстары. Сүтқоректілер класы. Тіршілік қалпы. Сүт қоректілердің алуан түрлілігі: отрядтары-қалталылар, насеком қоректілер, қолқанаттылар, кемірушілер, қоян тәрізділер, жыртқыштар, ескек аяқтылар, кит тәрізділер, тұяқтылар (тақ тұяқтылар, жұп тұяқтылар), приматтар. Экологиялық топтары: құрлық және теңіз сүт қоректілері.
4 бөлім.Адам анатомиясы және оның денсаулығы.
Адам ағзасымен жалпы танысу.Ұлпалар құрылысының ерекшелігі және атқаратын қызметі.Тірек-қимыл жүйесі,маңызы және адамның тік жүруіне байланысты тірек-қимыл жүйесіндегі ерекшеліктері.Бұлшық еттердің құрылысы және атқаратын қызметі.Қан тамырлар жүйесі,қан айналым мүшелері.Тыныс алу мүшелері.Асқорту жүйесі.Тағамның негізгі құрамы.Зат алмасу;зат алмасудың пластикалық және энергетикалық алмасулары.Зәр шығару жүйесі.Ішкі секреция бездері.Биологиялық активті реттеуші заттар.Жүйке жүйесі.Сезім мүшелері.Анализаторлар.Жоғары дәрежелі жүйке қызметі.Рефлекстердің түрлері.Адам ағзасының дамуы.
5 бөлім.Генетика және селекция негіздері.
Ағзалардың туқымқуалаушылық және өзгергіштік заңдылықтары,олардың цитологиялық негіздері.Мендель анықтаған тұқымқуалаушылықтың заңдары.Аллельді гендер.Фенотип және генотип. Гомозигота және гетерозигота.Тұқым қуалаудың аралық сипаты.Ажырау заңы.Тіркесті туқым құалау.Жыныс генетикасы.Тұқымқуалаушылықтың хромосомалық теориясы.Мүтациялар,оның себептері.Өсімдіктер,жануарлар және микроорганизімдер селекциясындағы генетика негіздері.Генетикалық есептер.
6 бөлім. Эволюциялық ілім
Эволюциялық ілімдердің дамуы.Органикалық дүние эволюциясының дәлелдемелері.Эволюциялық ілімнің негізгі қағидалары.Жаратылыстану ілімінің дамуындағы эволюциялық теориясының маңызы.Түр. Популяция. Эволюциялық механизімдер,эволюциялық факторлар. Микро және макроэволюция. Органикалық дүние эволюциясының негізгі бағыттары, қысқаша даму тарихы.
7 бөлім.Экология негіздері
Экология пәні және міндеттері. Биосфера және оның шекаралары. Құрлық беті, әлемдік мұхит және топырақ биомассасы.Тірі зат оның газдық, концентрациялық, тотығу-тотықсыздану қызметі. Биосферадағы зат айналым және энергияның өзгеруі.Түрдің экологиялық сипаттамасы.Адам әрекеті-экологиялық факторлар түрі.Биогеоценоз.
Талапкерлер биология оқу пәніне арналған оқулықтардағы маңызды нәрсені бөліп, мағынасына қарай топтастырады ;
1. Жоспар жасау.
2. Конспект жазу.
3. Сызба нұсқау түсіру.
4. Қорытындылрды тұжырымдау.
Сонымен қатар қосымша әдістмелік оқу құралдарын пайдаланып, салыстырмалы кестелермен сызбанұсқалар арқылы талапкерлердің материалдарды жылдам меңгеріп есте сақтау мүмкіншілігі артады.
«Ұстазы жақсының ұстамы жақсы» деген, бүгінгі тәуелсіз мемлекетіміздің ертеңі біз тәрбиелеп отырған жас ұрпақтың меңгерген біліміне, алған тәжірибесіне, өмірлік мүдде бағдарына байланысты екеніне күмән жоқ.

Пайдаланған әдебиеттер:

1. Интернеттегі ұлттық бірыңғай тестілеу ережесі.
2. Биашева З.М. Биология мен география тест бағдарламасы.Алматы 1999