29.04. «Урок на тему: «Завдання та досягнення сучасної селекції»

Мета: Розглянути основні напрями сучасних селекційних досліджень, їх досягнення та завдання

Селекція — це наука, що вивчає біологічні основи і методи створення та покращення порід тварин, сортів рослин і штамів мікроорганізмів. Завдяки селекції з приблизно 150 видів культурних рослин та 20 видів одомашнених тварин створені тисячі різноманітних порід і сортів.

Завданнями селекції є:

  • збільшення продуктивності сортів рослин, порід тварин та штамів мікроорганізмів;
  • вивчення різноманіття рослин, тварин та мікроорганізмів, що є об’єктом селекційної роботи;
  • аналіз закономірностей спадкової мінливості за гібридизації та мутаційного процесу;
  • розробка систем штучного добору, що сприяють посиленню та закріпленню корисних для людини ознак організмів з різними типами розмноження;
  • створення стійких до захворювань та кліматичних умов сортів та порід.

Залежно від цілей селекцію проводять на якість (смак, зовнішній вигляд, збереження плодів та овочів, уміст білка та амінокислот у зерні, жирномолочність), стійкість до хвороб, шкідників та несприятливих кліматичних умов, урожайність рослин, плодючість та продуктивність у тварин тощо.

Сорт — це штучно створена людиною група рослин, які мають біологічну й морфологічну подібність з метою одержання високого урожаю. Це група культурних рослин, які в результаті селекції отримали певний набір характеристик (корисних або декоративних), які відрізняють цю групу рослин від інших рослин того ж виду.

Порода — популяція тварин у межах певного виду, штучно створена людиною. Відтворює в потомстві стійкий генофонд, має свої особливості, морфологічні та фізіологічні ознаки, продуктивність.

Штам — генетично однорідна культура мікроорганізмів у межах одного виду. Має властиві лише їй специфічні властивості чи ознаки.

У порід, сортів та штамів усі ключові гени переведені у гомозиготний стан, і розщеплення в ряду поколінь не відбувається. Породи, сорти та штами максимально проявляють свої властивості в спеціально створених умовах і не здатні існувати без постійної підтримки людини.

Внесок вітчизняних учених-селекціонерів:

  • В. Я. Юр’єв (автор близько 100 праць з питань методики й організації селекції сільськогосподарських культур; вивів 21 сорт найважливіших зернових культур — озимої і ярої пшениці, озимого жита, ярового ячменю, вівса, проса, кукурудзи та інших культур);
  • В. І. Дідусь (досліджував добір у селекції озимої пшениці; вивів сорт пшениці «Зенітка» та сорт ярого ячменю «Харківський скоростиглий 353-ж»);
  • А. Ф. Шулиндін (досліджував гібриди пшениці та жита — тритикале) та ін.
  • Ф. Г. Кириченко (вивів новий високоврожайний сорт озимої пшениці «Одеська-21», «Мічуринка», «Новомічуринка», «Одеська ювілейна» та ін.);
  • П. Х. Гаркавий (вивів сорти озимого ячменю «Одеський-14», «Одеський-17», «Оріон», «Оксамит»; усього вивів 14 сортів озимого і 23 сорти ярового ячменю);
  • О. С. Мусійко (вивів 15 сортів і гібридів кукурудзи, жита, гречки, зокрема — гібриди кукурудзи «Орбіта», «Новинка»);
  • В. М. Ремесло (створив високоврожайний сорт озимої пшениці «Миронівська-808», «Миронівська ювілейна 50», а всього ним створено і районовано 20 сортів).

Так, було створено унікальні сорти озимої пшениці: «Лісостепка 74», «Лісостепка 75», «Білоцерківська 198» та ін. (селекціонери Ковтун Т. Д., Максимчук Л. П., Горлач А. А.). Пізніше — «Веселка», «Білоцерківська напівкарликова», «Олеся», «Перлина лісостепу» та «Елегія» (Бурденюк-Тарасевич Л. А.).

Також було створено значну кількість сортів гороху та проса. Наприкінці ХХ і початку ХХІ століття селекція продовжує стрімко розвиватися.

Домашнє завдання: вивчити § 55.

11 клас. Урок на тему: «Застосування результатів біологічних досліджень у селекції»

Мета: Розглянути напрямки сучасних селекційних досліджень, досягнення та завдання сучасної селекції

СЕЛЕКЦІЯ  — наука про створення нових і поліпшення вже існуючих сортів рослин, порід тварин і штамів мікроорганізмів. Сучасна селекція вирішує свої завдання у трьох аспектах діяльності: 1) поліпшення існуючих сортів культурних рослин й одомашнених тварин; 2) створення нових міжвидових гібридів, порід, сортів і штамів; 3) введення в культуру нових видів (наприклад, введення в культуру ламінарії, салатних рослин — руколи, спаржі, базиліку). Таким чином, селекція реалізовує можливості, що є нереальними для природної еволюції.

Досягнення селекції застосовують у рослинництві, тваринництві, медицині, харчовій, мікробіологічній та інших галузях промисловості, в побуті. Застосування результатів досліджень молекулярної біології (метод полімеразної ланцюгової реакції, ДНК-гібридизації), біохімії (отримання ферментів), застосування методів генної (генетичне рекомбінування) й клітинної (метод культури клітин, метод клонування) інженерії відкрили нові перспективи розвитку. Все ширше використовуються можливості біотехнології (наприклад, технологія генетичного редагування за допомогою систем TALEN і CRISPR/Cas9), що у поєднанні з мікробіологічним синтезом значно пришвидшує селекційний процес.
Селекція сприяла забезпеченню продовольчої безпеки, адже саме завдяки їй було створено нові, стійкі проти вилягання й більш продуктивні сорти рису, пшениці, кукурудзи. Завдяки селекції у 1940-1960 рр. було проведено «Зелену революцію» в Мексиці, Пакистані та Індії.
Нині селекція може стати основою реалізації багатьох глобальних цілей сталого розвитку. Це передусім подолання бідності й розв’язування проблем голоду. Станом на 2016 р., за даними Продовольчої і сільськогосподарської організації ООН (ФАО), у світі від голоду страждають 815 млн людей, а це 11 % населення Землі. Селекція та її дослідження є важливими для забезпечення міцного здоров’я й благополуччя (створення сортів для органічного землеробства, культур, зерно яких має дієтичні та лікувальні властивості), отримання доступної й чистої енергії (створення штамів для отримання біопалива), отримання чистої води та належних санітарних умов (створення сортів рослин, штамів мікроорганізмів для очищення водойм). Отримання штамів мікроорганізмів для розщеплення забруднювачів, створення стійкого посадкового матеріалу для відтворення лісових ресурсів аборигенних видів, підвищення стійкості та біорізноманіття штучних лісових насаджень, створення лісових насаджень з метою отримання продукції (активованого вугілля, живиці, ефірних олій) може забезпечити захист екосистем суходолу 

Селекційну діяльність в Україні на державному рівні організовує Національна академія аграрних наук України, в складі якої такі відомі науково-дослідні установи, як Всеукраїнський науковий інститут селекції у Києві, Інститут картоплярства НААН України, Інститут рослинництва ім. В. Я. Юр’єва НААН України, Селекційно-генетичний інститут в Одесі, Миронівський інститут пшениці ім. В. М. Ремесла НААН України, Інститут зернових культур у місті Дніпро, Національний науковий центр Інститут бджільництва ім. П. І. Прокоповича, Інститут свинарства і агропромислового виробництва НААН України в Полтаві, Інститут рибного господарства НААН України та ін.

Домашнє завдання § 55, самостійна робота, переглянути відео.

22. 04. 11 клас. Урок на тему: «Концепція сталого розвитку»

Мета: Розглянути основні принципи природокористування в контексті сталого розвитку

Сталий розвиток природи й суспільства — розвиток суспільства, за якого економічне зростання, матеріальне виробництво і споживання відбуваються в межах, що їх визначає здатність екосистем до самовідновлення.

Ста́лий ро́звиток (англ. Sustainable development) — загальна концепція стосовно необхідності встановлення балансу між задоволенням сучасних потреб людства і захистом інтересів майбутніх поколінь, включаючи їх потребу в безпечному і здоровому довкіллі. Як сформулювала визначення сталого розвитку у своїй доповіді Комісія Брундтланд, це «розвиток, який задовольняє потреби нинішнього покоління без шкоди для можливості майбутніх поколінь задовольняти свої власні потреби.

Розглянувши основні ознаки права природокористування, можна виділити і його принципи. Головними серед них є такі:
—цільовий характер використання природних ресурсів;
—додержання екологічних і санітарно-гігієнічних вимог при використанні природних ресурсів;
—збалансованість економічних, соціальних і екологічних чинників у процесіприродокористування (забезпечення сталого природокористування);

—екосистемний підхід до природи як до цілісного організму, неспричинення в процесівикористання одного природного ресурсу шкоди іншим;
—непорушення в процесі природокористування прав та інтересів інших власників і користувачівприродних ресурсів;
—безплатність загального і платність спеціального природокористування та деякі інші.

Усі ці принципи знаходять свій розвиток в екологічному законодавстві України.

Міжнародна взаємодія у справі охорони довкілля

Домашнє завдання: вивчити § 54.

08.04. 11 клас. Урок на тему: «Практична робота 3 «Оцінка екологічного стану свого регіону»

Мета: Ознайомитися з екологічним станом Києва та Київської області

Домашнє завдання: Передивитися відео, сформулювати висновки щодо екологічного стану Київської області.

02.04. 11 клас. Урок на тему: «Антропічний вплив на біорізноманіття»

Мета: Розглянути причини зменшення біорізноманіття та наслідки антропічного впливу на біорізноманіття

БІОРІЗНОМАНІТТЯ — це розмаїття організмів, видів та їхніх угруповань. Нині внаслідок діяльності людини скорочується генетичне, видове й екосистемне біорізноманіття. За даними науковців, до 50 % таксономічних груп перебувають під загрозою зникнення, на 60 % зменшилась кількість видів хребетних тварин у світі. Скорочується біорізноманіття не лише в природних екосистемах. Це стосується й різноманіття порід або сортів у агроекосистемах. Наука, що вивчає формування й еволюцію біорізноманіття, називається диверсикологією.

Загальною причиною стрімкого зменшення біорізноманіття екологи називають «велике прискорення» — стрімке зростання показників діяльності людини (видобуток корисних копалин, урбанізація, збільшення кількості населення).

Руйнування природного середовища життя — основна причина вимирання видів. Лісорозробки, гірничі роботи, вирубування дерев під пасовиська, будівництво дамб, автострад скорочують площі екосистем, позбавляють тварин місць живлення й розмноження. Загальний стан екосистем, або показники індексу живої планети, за останні десятиліття знизились на 37 %.

Збільшення частки чужорідних видів (біологічне забруднення). Інвазійні види — види, які розповсюджуються природним шляхом або за допомогою людини й становлять значну загрозу для флори й фауни певних екосистем, конкуруючи з місцевими видами за екологічні ніші. Процес розселення диких видів на нових територіях називають біологічною інвазією. Відомими прикладами таких видів є: колорадський жук, фітофтора, філоксера виноградна, кріль європейський, водяний гіацинт, елодея канадська

Інвазійні види: 1 — опунція (Opuntia stricta); 2 — китайський волохатий краб (Eriocheir sinensis); 3 — коза (Capra hircus); 4 — жаба ага (Bufo marinus)

Які наслідки антропічного впливу на біорізноманіття?

Діяльність людини серйозно порушила стан довкілля, в т. ч. катастрофічно вплинула на біорізноманіття.

Зникнення видів. За оцінками фахівців, за останні декілька століть внаслідок діяльності людини темпи зникнення видів зросли майже в 1 000 разів порівняно зі звичайними темпами, характерними для різних етапів історії Землі.

Проблеми вселення нових видів. Встановлено, що з другої половини XX ст. загострилися проблеми біозабруднення, пов’язані з акліматизацією (пристосуванням до умов нового середовища та нових угруповань й екосистем) і реакліматизацією (переселенням організмів у місця, де вони раніше проживали, але з різних причин зникли).

Вселення чужорідних видів часто чинить негативний вплив на аборигенні види та природні екосистеми в цілому. Звільнившись від загрози, що надходила від хижаків у них на батьківщині, вони процвітають на нових територіях, монополізують джерела їжі й відтворюються з високою швидкістю. Крім того, існує небезпека їхньої гібридизації з корінними видами, які втрачають генетичну індивідуальність. Нині чужорідні види представляють усі таксономічні групи і загрожують біорізноманіттю в глобальному масштабі. Загальне число чужорідних видів, що адаптувалися до нових умов, зросло до 500 тисяч — це вдвічі більше, ніж 60 років тому. До найнебезпечніших видів-агресорів в Україні належать пацюк мандрівний, змієголов, борщівник Сосновського, ротан-головешка, гірчак японський, рапана венозна, мнеміопсис.

Амброзія полинолиста

Поширення алергенних видів рослин-бур’янів. Ввезення до країн різноманітної продукції рослинництва є однією з причин появи низки небезпечних бур’янів, поширення яких розглядається як загроза екологічній безпеці цих країн. Так, в Україні найбільш небезпечними для людини є: амброзія полинолиста (Ambrosia artemisiifolia), чорнощир звичайний (Iva xanthiifolia), полин гіркий (Artemisia absinthium), лутига розлога (Atriplex patula), лобода біла (Chenopodium album) (іл. 83).

Масові епідемії. Втрата біорізноманіття і порушення процесів саморегуляції в екосистемах стають причиною масових захворювань ( covid-19, лихоманки Зіка, холера ).

Збереження біорізноманіття — це сукупність заходів, спрямованих на охорону окремих популяцій, видів та екосистем у цілому разом з їхнім середовищем існування. Біорізноманіття як величезний генофонд планети є одним із дуже важливих механізмів забезпечення стабільності біосфери. Що він різноманітніший, то легше біосфера адаптується до нових умов.

Стабільність біосфери — це властивість, заснована на високому рівні різноманіття живих організмів, окремі групи яких виконують різні екологічні функції. Значення біорізноманіття для стабільності біосфери полягає в тому, що воно:

  • виконує буферну роль у біосфері, завдяки чому зменшує негативний вплив абіотичних чинників (наприклад, поглинання й біоакумуляція забруднювачів);
  • забезпечує біологічний кругообіг речовин та енергії (наприклад, участь мікроорганізмів у кругообігу Нітрогену, Сульфуру, Феруму);
  • регулює кліматичні процеси на Землі (наприклад, вплив лісів на водний баланс Землі);
  • бере участь у запобіганні масовим захворюванням (зменшення біорізноманіття супроводжується збільшенням кількості тварин-носіїв небезпечних інфекцій).

Основними напрямами діяльності щодо збереження біорізноманіття є: збереження природних екосистем та оздоровлення агроекосистем; збереження видів та популяцій; створення екологічної мережі та природоохоронних документів; новий оселищний підхід до охорони біорізноманіття — збереження природних оселищ, тобто місць існування видів, що дає змогу зберегти види, їх угруповання й умови, необхідні для їхнього виживання та нормального розвитку.

Домашнє завдання: вивчити §51, прочитати статтю .

01.04. 11 клас. Урок на тему: «Основні джерела антропічного забруднення грунтів»

Мета: Ознайомитися з основними джерелами антропічного забруднення та наслідками антропічного впливу на грунти

Грунти — це верхній пухкий шар літосфери, створений діяльністю різних груп організмів: бактерій, грибів, водоростей, підземних частин вищих рослин, тварин. Однією з важливих характеристик ґрунтів є їхня родючість — здатність забезпечувати рослини необхідними елементами живлення.

Ґрунти України. Загальна площа України становить 60,355 млн га, з них на орні землі припадає 34,4, сіножаті — 2,2, пасовища — 4,8 млн га. Різноманітність фізико-географічних умов України зумовлює й різноманітність ґрунтового покриву країни: налічують близько 650 видів ґрунтів (пригадайте, які ви знаєте типи ґрунтів). Справжнім багатством нашої країни є чорноземи, які становлять десяту частину світових запасів цих родючих ґрунтів.

Антропічний вплив на ґрунти та його наслідки. Розорювання ділянок природних екосистем і вирубування лісів, які забезпечують оптимальний рівень ґрунтових вод і захищають ґрунти від впливу вітрів тощо, спричинюють їх ерозію. Пригадаємо: ерозія (від лат. еродере — роз’їдати) ґрунтів — це зменшення товщі їхнього верхнього родючого шару внаслідок розмивання водами або здування вітром. Коли невеликі ярки, спричинені дією водних потоків, з’єднуються з великими, спостерігають яружну ерозію, зокрема на крутих схилах берегів річок (наприклад, Дніпра). Яруги та прилеглі до них ділянки непридатні для сільськогосподарського виробництва.

Ерозія ґрунтів: 1 — вітрова; 2 — яружна

Частка еродованих ґрунтів в Україні внаслідок екстенсивного ведення сільського господарства щорічно зростає на 60-80 тис. га. При цьому втрата кожного сантиметра гумусового горизонту знижує потенційний урожай зерна на 0,5-2 ц/га. В Україні щорічні втрати гумусу становлять від 0,6 до 1 т/га.

Запам’ятаємо

Екстенсивний спосіб ведення сільського господарства пов’язаний зі збільшенням кількості аграрної продукції внаслідок зростання площ агроценозів.

Інтенсивний спосіб ведення сільського господарства пов’язаний зі збільшенням врожайності (кількості продукції, яку отримують з одиниці площі); для цього людина застосовує найсучасніші методики, що зменшують негативний вплив на родючість ґрунтів, використовує найбільш продуктивні сорти рослин і породи тварин.

Ще одна причина скорочення площ орних ґрунтів — це засолювання їх унаслідок нераціонального зрошення. Через надлишкове зрошення підвищується рівень ґрунтових вод, на поверхні ґрунту відкладаються солі (поміркуйте чому). Негативно впливає на родючість ґрунтів та їхнє населення застосування пестицидів. Надлишкова кількість пестицидів забруднює природні екосистеми, а також продукти харчування, питну воду, з якими вони можуть потрапляти в організм людини.

Близько 20 % ґрунтів України забруднені токсичними сполуками: радіонуклідами, важкими металами тощо. Основними джерелами забруднення ґрунтів слугують: об’єкти промисловості, енергетики та сільського господарства; транспорт (викиди вихлопних газів). Навколо великих промислових об’єктів радіус забруднення токсичними речовинами може становити від 1 до 20 км, а їхній уміст у ґрунтах може перевищувати гранично допустимий до 5-10 разів.

Загальна площа сільськогосподарських угідь України, забруднених радіонуклідами, становить близько 6,7 млн га (з них — 3,7 млн га — у зоні чорнобильської аварії; мал. 45.4). Ведення сільського господарства на територіях з високим вмістом у ґрунті радіонуклідів загрожує їхнім потраплянням у продукцію рослинництва та тваринництва (м’ясо, молоко та молочні продукти). Тому потрібно проводити меліоративні роботи, насамперед вапнування ґрунтів (як засіб зменшення рухливості радіонуклідів у ґрунті) та збільшення внесення калійних добрив (дефіцит Калію призводить до накопичення в рослинницькій продукції його хімічного аналога — Цезію (137Cs). Підвищення рівня забрудненості кормів зумовлює і зростання забрудненості продукції тваринництва.

Отже, для поліпшення екологічного стану ґрунтів України, збереження та підвищення їхньої родючості потрібно перейти на інтенсивний спосіб ведення сільського господарства. Це широке впровадження новітніх технологій обробітку ґрунтів, збільшення частки органічних добрив, застосування лише тих мінеральних добрив, які швидко розкладаються у ґрунті й не шкодять його корисним мешканцям. Крім того, потрібно посилювати заходи охорони ґрунтів від забруднення пестицидами, важкими металами, радіонуклідами тощо.

Важливим елементом збереження й підвищення родючості ґрунтів є застосування сівозмін — науково обґрунтованого чергування сільськогосподарських культур у просторі та часі. Адже постійне вирощування одного виду рослин на певній території швидко виснажує ґрунт, оскільки одні види рослин можуть більше поглинати з нього певні хімічні елементи, ніж інші. Культури, які застосовують у сівозмінах, розміщують на полях таким чином, щоб кожна з них поверталася на колишнє місце не раніше, ніж через 3-4 роки. Потрібно також враховувати можливий вплив рослини-попередника на вид-наступник. Важливим елементом ведення сівозмін є включення пару — поля, не зайнятого культурними рослинами, але й без бур’янів (зазвичай протягом року).

Домашнє завдання: вивчити §50.

17.03. 11 клас. Урок на тему: «Антропічний вплив на атмосферу»

Мета: Розглянути екологічні проблеми, що виникають внаслідок забруднення атмосфери

Атмосферне повітря ,як один з найважливіших природних ресурсів Атмосферне повітря — один з найважливіших природних ресурсів, без якого життя на Землі було б абсолютно неможливим. Атмосферний кисень О2, необхідний для дихання людей, тварин, переважної більшості рослин і мікроорганізмів. Основне джерело утворення кисню — це фотосинтез зелених рослин. Підраховано, що рослини за рік виділяють в атмосферу близько 70 млрд т кисню. Близько 80% всього кисню в атмосферу постачає морський фітопланктон, 20% виробляє наземна рослинність.

Парниковийефект(глобальнепотеплінняклімату) Накопичення в атмосфері «парникових газів» — вуглекислого газу, метану, озону, оксидів нітрогену,хлорфторвуглеводнів(ХФВ), пара води. Заостанні100роківсередньорічнаглобальна температура підняласяна 0,3-0,6?С. За прогнозамивченихдосерединиХХІ ст. температураприземноїатмосфериможепіднятисьна 1,5-4,5?С,щозумовить: підняттярівняСвітовогоокеану на 100-150 м зарахуноктепловогорозширенняводи ізатопленняприбережнихзон; таненняльодовиків; зміщеннякліматичнихзон – привнесення надмірної кількості хімічних елементів та їхніх сполук у природне середовище. Забруднення довкілля — процес зміни складу і властивостей однієї або декількох сфер Землі внаслідок діяльності людини. Приводить до погіршення якості атмосфери, гідросфери, літосфери та біосфери. Допустима міра забруднення довкілля в різних країнах регламентується відповідними стандартами, нормативами, законами. Розрізняють забруднення отруйні, хвороботворні, хімічні, механічні і теплові. Допустимі кількості відходів, що скидають в гідро- або атмосферу регламентують нормативами гранично допустимих викидів (ГДВ) з урахуванням гранично допустимих концентрацій (ГДК). В Україні вони затверджуються Міністерством охорони здоров’я.

Штучне (антропогенне) забруднення атмосфери. відбувається внаслідок зміни її складу та властивостей під впливом діяльності людини. За будовою та характером впливу на атмосферу штучні джерела забруднення умовно поділяють на технічні (пил цементних заводів, дим і сажа від згоряння вугілля) хімічні (пило- або газо- подібні речовини, які можуть вступати в хімічні реакції). фізичні(теплові,радіаційні,шумові); — біологічні(віруси,бактерії,органічні рештки).

 

Домашнє завдання: вивчити § 48.