БИОЛОГИЯ · 11 КЛАСС
Проект «Педагагічная скарбонка»
Молекулы, наследственность и эволюция

§ 41. Биотехнология и трансгенные растения

Биотехнология использует организмы, клетки и их компоненты для получения продуктов и решения практических задач. Она включает как традиционные процессы, так и современные молекулярные методы.

Интерактивное исследование6 выводов2 интересных факта
41
Главный вопрос

Как изменение наследственного материала превращается в работающий признак растения?

Биологическая лаборатория

Как создают генетическую конструкцию

Открывайте этапы по порядку или возвращайтесь к любому из них. На каждом шаге схема объясняет, что меняется и почему.

Исследуйте изменения и читайте объяснения. Учебные схемы и числовые модели упрощены.

Разбираемся в теме

Четыре смысловых раздела
01

Живые системы в технологии

Биотехнология использует организмы, клетки и их компоненты для получения продуктов и решения практических задач. Она включает как традиционные процессы, так и современные молекулярные методы. Брожение и культура клеток относятся к ней наряду с генетической инженерией. Технология требует контролируемых условий, проверки качества и воспроизводимости. Наличие биологического объекта в процессе само по себе не гарантирует полезность или безопасность конечного результата.

Выделяем главное

Биотехнология
Использование живых систем и их компонентов в управляемых практических процессах
Генетическая инженерия
Методы целенаправленного изменения и переноса генетического материала
Трансгенный организм
Организм, в геном которого введена генетическая конструкция из внешнего источника
Выделяем главное
02

От цели к конструкции

Сначала определяют нужную функцию и генетический материал, способный её обеспечить. Затем создают конструкцию с кодирующими и регуляторными участками.

Ген должен не только попасть в клетку, но и работать в подходящем месте и времени. Вектор помогает доставке, а маркеры — выявлению клеток с нужным изменением. Разные способы переноса имеют разные возможности, поэтому единого метода для всех растений и задач нет.

Ген должен не только попасть, но и работать
  1. 1
    Целевая функция

    Определяем желаемый результат.

  2. 2
    Кодирующий участок

    Выбираем информацию о продукте.

  3. 3
    Регуляторные участки

    Задаём условия экспрессии.

  4. 4
    Конструкция

    Проверяем сочетание и работоспособность компонентов.

Генетическая конструкция
Спроектированное сочетание участков ДНК с определённой функцией
Вектор
Носитель для доставки или размножения генетического материала
Регуляторная последовательность
Участок ДНК, определяющий условия работы связанного гена
От схемы — к объяснению

Кукуруза — результат длительной селекции

Franz Eugen Köhler, Köhler's Medizinal-Pflanzen · Public domain
Wikimedia Commons · источник

Проверка безопасности пищи

The U.S. Food and Drug Administration · Public domain
Wikimedia Commons · источник

Картофель — растение с подземными клубнями

Scott Bauer, USDA ARS · Public domain
Wikimedia Commons · источник

03

Из клетки в растение

Преобразованную клетку необходимо получить, отобрать и регенерировать в целое растение. Возможность такого восстановления связана с потенциалом растительных клеток к развитию разных тканей. Выращивание на питательных средах требует контроля состава и стерильности. Полученную линию проверяют на наличие конструкции, её проявление и передачу потомству. Первое обнаружение введённой ДНК ещё не подтверждает устойчивое проявление полезного признака во всех поколениях.

Структура и её функция

Трансформация
Введение генетического материала в клетку с изменением её наследственных свойств
Регенерация растения
Восстановление целого растения из клеток или тканей в культуре
Тотипотентность
Потенциальная способность клетки дать начало целому организму при подходящих условиях
Структура и её функция
04

Оценивают конкретный продукт

От факта переноса к доказательству свойства
Есть последовательность

Анализ подтверждает введённый участок.

Есть проявление

Измеряется продукт или нужный фенотип.

Есть устойчивый результат

Испытания показывают эффект, наследование и ограничения.

Пользу и риски оценивают для определённого признака, растения и способа применения. Само название метода не заменяет испытаний.

Проверяют состав продукта, устойчивость признака, возможный перенос генов и взаимодействие с окружающими организмами. Сравнение должно учитывать и исходную культуру, и предполагаемые условия выращивания. Различать техническую возможность, доказанную эффективность и оценку последствий — важная часть научного подхода.

Биобезопасность
Оценка и управление возможными нежелательными последствиями применения биологических технологий
Поток генов
Передача наследственных вариантов между популяциями через размножение
Контрольная линия
Сопоставимая форма, используемая для оценки эффекта внесённого изменения
От схемы — к объяснению
Думаем как биологи

Разберите ситуацию

В растении обнаружили введённый ген. Достаточно ли этого для заявления, что новый сорт устойчив к засухе?

Сверить рассуждение

Нет. Нужны подтверждение работы гена, испытание признака в соответствующих условиях, сравнение с контролем и проверка стабильности наследования.

Собираем главное

Шесть опорных выводов

01

Биотехнология использует организмы, клетки и их компоненты для получения продуктов и решения практических задач. Она включает как традиционные процессы, так и современные молекулярные методы.

02

Сначала определяют нужную функцию и генетический материал, способный её обеспечить. Затем создают конструкцию с кодирующими и регуляторными участками.

03

Преобразованную клетку необходимо получить, отобрать и регенерировать в целое растение. Возможность такого восстановления связана с потенциалом растительных клеток к развитию разных тканей.

04

Пользу и риски оценивают для определённого признака, растения и способа применения. Само название метода не заменяет испытаний.

05

Биотехнологический результат требует цепочки от замысла до испытания. Доставка ДНК является лишь одним этапом.

06

Оценка зависит от конкретного организма и свойства. Общий ярлык метода не заменяет проверяемых данных.

Проверьте себя10 вопросов · проверяем понимание темы
1. Какое понятие соответствует описанию? «Использование живых систем и их компонентов в управляемых практических процессах»
2. Какое понятие соответствует описанию? «Методы целенаправленного изменения и переноса генетического материала»
3. Какое понятие соответствует описанию? «Спроектированное сочетание участков ДНК с определённой функцией»
4. Какое понятие соответствует описанию? «Носитель для доставки или размножения генетического материала»
5. Какое понятие соответствует описанию? «Введение генетического материала в клетку с изменением её наследственных свойств»
6. Какое понятие соответствует описанию? «Восстановление целого растения из клеток или тканей в культуре»
7. Какое понятие соответствует описанию? «Оценка и управление возможными нежелательными последствиями применения биологических технологий»
8. Какое понятие соответствует описанию? «Передача наследственных вариантов между популяциями через размножение»
9. Какое понятие соответствует описанию? «Организм, в геном которого введена генетическая конструкция из внешнего источника»
10. Какое понятие соответствует описанию? «Потенциальная способность клетки дать начало целому организму при подходящих условиях»

Источники и иллюстрации

Основа: предоставленный параграф учебника «Биология. 11 класс», § 41 «Биотехнология и трансгенные растения», издательство «Народная асвета». Материал переработан в учебный конспект по структуре и терминологии курса. Подписи, авторы и лицензии изображений приведены рядом с ними.

Конспект, схемы и задания работают без подключения к сети. Для внешних изображений требуется интернет.

↑

Загрузка прогресса…