Развитие науки позволило создать новые морозоустойчивые сорта плодовых растений какие функции науки

Добавил пользователь Валентин П.
Обновлено: 19.09.2024

Пандемия COVID-19 существенно изменила уклад нашей повседневной жизни, сделала ученых самыми востребованными ньюсмейкерами, превратила их в самостоятельных инфлюэнсеров, которым внимают миллионы людей. В то же время руководители, принимающие стратегические решения, все чаще обращаются к отраслевым специалистам, ожидая, что их данные помогут предпринять верные шаги для стабилизации ситуации.

Ученый обязан публиковаться, представлять свои знания и результаты в научном сообществе. Наукометрия — не пустой звук, статус ученого нужно подтверждать

Научный и технический прогресс требует гораздо больше времени, чем ожидает обыватель. Три статьи Эйнштейна, выпущенные в 1905 году, или, например, публикации Уотсона и Крика об открытии структуры ДНК прогремели на весь мир, но, как правило, одна статья в научном журнале редко что-то меняет в жизни ученого и всего человечества. Трудно предсказать, какие именно исследования принесут плоды. Даже знаменитый физик Генрих Герц считал открытые им электромагнитные волны совершенно бесполезными и не мог предсказать, какое значение электромагнетизм приобретет в будущем.

Фундаментальная наука не может принести немедленных результатов, однако часто происходит так, что теоретические изыскания со временем находят применение. Любые технологии, в том числе те, что спасают человеческие жизни, опираются исключительно на фундаментальные знания, и именно кропотливая работа ученых создает задел для технологического развития и более комфортной жизни в будущем.

Доступно и популярно

То, насколько важно общественное доверие к науке, становится понятно в периоды катастрофических событий вроде пандемии COVID-19. Люди, которые не понимают, как работает человеческий иммунитет, как действует вакцина, могут стать косвенными виновниками распространения заболевания, отказываясь от прививок без достаточных на то оснований. Схожая проблема возникает и при обсуждении климатического кризиса: далекие от науки люди считают, что роль человечества в глобальном потеплении переоценена, несмотря на то, что климатологи утверждают прямо противоположное.

Именно поэтому для ученых становится обязательной публичная активность. К примеру, научные фонды, выделяющие гранты, часто требуют, чтобы результаты работы освещались в СМИ. Как правило, этим занимаются пресс-службы научных учреждений, но некоторые ученые сами берутся за популяризацию своей области знаний, пишут книги для широкого круга читателей, выступают с публичными лекциями. Многие ученые стали настоящими иконами массмедиа и поп-культуры, как, например, астроном Карл Саган, физик Стивен Хокинг, биолог Ричард Докинз.

В России популяризация науки стала активно развиваться в 2010-х годах: появились научные блогеры, профессиональные научные журналисты и даже ученые, вокруг которых сформировалась своя фан-база. Проводятся фестивали науки и другие мероприятия, способные пробудить у общественности интерес не только к простым, но и к достаточно сложным научным темам вроде квантовой механики.

Далеко не каждый ученый может уделять время публичным лекциям, поскольку почти все оно уходит на профессиональную деятельность и обучение молодых специалистов. Однако молодые люди, которые хорошо разбираются в научных достижениях и цифровых технологиях, вполне способны взять на себя роль посредников между исследователями и обществом.

Некоторые популяризаторы активно следят за качеством информации, критикуют коллег за допущенные неточности и искажение фактов, рассказывают широкой публике, как тренировать критическое мышление, как распознавать фейки в социальных сетях и новостных изданиях.

Мне кажется, неважно, будет ли это сам ученый или коммуникатор, способный донести сложные научные термины до обывателей простым языком. Важно, чтобы это было сделано правильно, своевременно, интересно и без искажения фактов

Взрыв данных

Стремительное развитие цифровых технологий существенно расширило исследовательские ресурсы и инструментарий ученых. На повседневной основе они используют в работе не только данные экспериментов, но и результаты, полученные с помощью компьютерного моделирования. Речь идет о возможности выполнять вероятностные расчеты такой сложности, которые ранее были недоступны.

В связи с этим число публикаций растет с каждым годом. Национальный научный фонд США провел масштабное исследование, которое показало, что за последнее десятилетие объем научных статей и докладов на конференции рос на четыре процента в год. Согласно подсчетам компании Altmetric, в 2020 году, когда мир столкнулся с коронавирусом, ежегодное число научных публикаций во всем мире резко выросло и составило более трех миллионов, причем самые цитируемые статьи были связаны с исследованием SARS-CoV-2 и отслеживанием пандемии COVID-19.

Очевидно, что объем данных, которые приходится учитывать исследователю, тоже растет. В современной физике обрабатываемое количество информации намного больше, чем в банковской сфере. Что такое Big Data для современной физики, прекрасно продемонстрировала Европейская организация по ядерным исследованиям (ЦЕРН). Ежегодно Большой адронный коллайдер (БАК) производит 90 петабайт данных (один петабайт равен квадриллиону байт), а еще 25 петабайт — в ходе других экспериментов ЦЕРН. Общий объем информации, который хранится в информационных центрах ЦЕРН, уже превысил 300 петабайт. Для обработки этого колоссального количества данных используется несколько подходов.

Во-первых, создаются коллаборации, объединяющие сотни вычислительных центров по всему миру. Так называемые распределенные вычисления могут производиться не только суперкомпьютерами, но и тысячами добровольцев с персональными компьютерами.

Это актуально не только для физики частиц, но и для других научных областей — например, молекулярной биологии и фармацевтики. Свойства жизненно важной биологической молекулы зависят от того, в какую трехмерную структуру она свернется. С размером молекулы экспоненциально растет число возможных конфигураций, и на то, чтобы предсказать правильную структуру методом перебора, у компьютера могут уйти сотни тысяч лет непрерывной работы. Решить эти проблемы могут, например, технологии машинного обучения.

Сейчас почти невозможно предсказать, что именно нужно будет знать исследователю даже в недалеком будущем. Именно поэтому появляются ученые, которые одинаково хорошо разбираются как в своей специальности, так и в вычислительных методах. Хорошим примером такого междисциплинарного подхода является биоинформатика, которая объединяет в себе не только компьютерные науки и машинное обучение, но и генетику, молекулярную и эволюционную биологию, химию и кибернетику. Компетентные ученые, занятые в этой области, могут и создавать новые алгоритмы, и со знанием дела использовать уже имеющиеся, получая ценные результаты.

Междисциплинарный подход в науке в целом способствует новаторскому мышлению, позволяет взглянуть на сложную проблему со стороны и найти необычные способы ее решения. Сейчас ученый не может ограничиваться только одной узкой областью науки. Границы между разными областями знаний стираются, поэтому необходимо понимать, что происходит в смежных направлениях. Например, химик может использовать информацию об эволюции живых организмов, чтобы получить белковые молекулы с нужными свойствами; нейробиология помогает лингвистам понять, является ли языковая грамотность врожденной способностью; ядерная медицина включает в себя достижения из физики, химии и биологии.

Новаторские исследования, проводимые на стыке различных наук, имеют больше шансов выделиться из океана публикуемых статей, попасть в престижные научные журналы и получить признание мирового научного сообщества. Чтобы оставаться в тренде, ученые должны не только поддерживать прочные связи с коллегами и выступать на конференциях, но и осваивать новые методы исследований и быть в курсе последних научных достижений. Только так можно остаться конкурентоспособным в эпоху больших данных.

Цифровая революция

По оценкам эксперта в области искусственного интеллекта Ли Кайфу, через 15 лет ИИ сможет заменить до 40 процентов профессий. В то же время большинство экспертов сходятся во мнении, что это не станет угрозой для ученых. Хотя компьютеры могут делать открытия, характеризуя явления и генерируя научные объяснения, полностью заменить исследователей они не в состоянии.

Искусственный интеллект, по-видимому, всегда будет конечен, и его все равно нужно будет слегка направлять в нужное русло. В работе исследователя требуется нечто большее — интуиция, творчество и разум, который является бесконечным

Действительно, искусственный интеллект более приспособлен к одним аспектам научной деятельности и менее — к другим. Лучше всего у него получается обработка числовой информации, но о творческом мышлении говорить пока не приходится.

Как научить тому, чего еще нет? Именно этим занимаются настоящие ученые: они открывают новое, а не просто ведут обработку статистики. Они создают новые модели — то, чего не было раньше

Этот подход называется генеративным моделированием (ГМ), и он заключается в поиске наиболее вероятного объяснения наблюдаемых данных. Например, астрофизики использовали ГМ для исследования эволюции галактик, при этом задача состояла в том, чтобы найти в данных скрытые закономерности. ИИ определил, что чем больше плотность окружения галактик, тем краснее становятся сами галактики.

Чтобы объяснить, почему это происходит, ученые вмешиваются в модель и изменяют некоторые параметры, а потом исследуют результат. Меняя скорость формирования звезд, ученые сумели изменить цвет галактик в модели, что указывает на связь этих параметров. Это похоже на обычную симуляцию, однако для этой модели не требуются предварительные знания о процессах, происходящих в галактиках. Данные сами показывают то, что ученые хотят знать. Это похоже на то, как человек определяет пол другого человека по лицу, не строя для этого подробные теоретические модели.

С компьютерным моделированием тесно связано еще одно направление цифровых технологий — создание цифровых двойников. Так называются виртуальные копии физических объектов или процессов, которые точно воспроизводят свойства оригинала. Ученые создают цифровых двойников, чтобы предсказывать, как поведет себя та или иная система в определенных условиях. Например, можно создать виртуальную копию какого-либо материала, чтобы посмотреть, как на него будет действовать высокая или низкая температура, давление или сильная деформация.

В настоящее время ученые работают над созданием цифрового двойника Земли, который будет отображать изменение климата и биосферы

Цифровые технологии значительно изменят науку будущего, предоставляя ученым новые инструменты для познания Вселенной. Компьютерное моделирование, ИИ и роботизированные системы сделают исследовательские процессы более интересными, позволят талантливым ученым сделать еще больше открытий и ускорят научный прогресс.

Квантовая революция

Одним из перспективных направлений является разработка квантовых компьютеров, которые способны дать толчок развитию многих сфер науки. Например, такие машины могут улучшить понимание искусственным интеллектом естественного языка, дать ему возможность анализировать целые предложения и фрагменты текста вместо отдельных слов. Квантовый компьютер способен совершить революцию в разработке синтетических лекарств и биоактивных материалов, а также значительно ускорить обработку больших данных. От обычных компьютеров квантовые машины отличаются принципиально иной архитектурой, которая позволяет им проводить множество вычислений одновременно.

Квантовый компьютер имеет серьезное преимущество в вычислительной мощности. Представьте, что на обычном компьютере нужно сделать вычисление из десяти последовательных шагов, обработать полученный результат на первом шаге, запустить второй шаг моделирования, снова обработать результат, запустить третий — и так далее. В квантовом компьютере нужно будет сделать только один шаг со всеми условиями, и программа позволит смоделировать все возможные результаты эксперимента

Считается, что квантовые компьютеры могут предоставить ученым и медицинским специалистам возможность решать задачи, на которые даже с помощью самых мощных суперкомпьютеров уйдут тысячи лет. Ученые надеются, что квантовые вычисления и моделирование ускорят разработку вакцин против инфекционных заболеваний, помогут предотвращать эпидемии, позволят быстрее создать препараты от рака и нейродегенеративных нарушений, таких как болезни Альцгеймера и Паркинсона.

Квантовые компьютеры могут быть полезны не только в биологии или моделировании процессов, они также помогут в разработке катализаторов для утилизации углекислого газа из атмосферы, что позволит бороться с изменением климата. Они ускорят решение задач, сложность которых растет экспоненциально, — например, так называемой задачи коммивояжера, которая заключается в поиске оптимального маршрута. Соответственно, с помощью квантовых вычислений можно оптимизировать потоки данных в сети, что имеет огромное значение, например, для обработки петабайтов данных, полученных в ЦЕРН и других ускорительных лабораториях.

Квантовые компьютеры не смогут полностью заменить обычные компьютеры, но расширят возможности ученых в моделировании сложных процессов. Поскольку стоимость таких машин очень велика, далеко не каждое научное учреждение сможет его себе позволить, не говоря уже о том, чтобы приобрести персональный квантовый компьютер. Решить эту проблему может удаленный доступ через облачные платформы. В этом случае пользоваться квантовыми компьютерами смогут как государственные организации и корпорации, так и научные центры и университеты.

Но наука будущего — это не только мир профессиональных ученых. Общество должно понимать, насколько важны научные открытия и разработки. Научная безграмотность не только делает людей уязвимыми для опасной дезинформации, например, о вреде или бесполезности вакцин, но и ставит под угрозу само развитие науки.

К.А. Тимирязев

В условиях жестких тенденций глобализации, открытой научно-технической конкуренции и климатических вызовов дальнейшее развитие сельского хозяйства без науки невозможно. Это касается разработки механизмов внедрения технологий по приоритетным направлениям развития: биотехнология, генное моделирование, ресурсосбережение.

По данным Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН, в 2050 году сельское хозяйство в мире должно будет производить примерно на 70 % больше продовольствия, чем в настоящее время. Чтобы увеличить урожайность и качество продуктов питания также необходимо использовать цифровые интеллектуальные технологии.

Цифровые технологии сегодня позволяют аграриям вести мониторинг состояния посевов также с помощью беспилотных летательных аппаратов. Совершая полеты над полями, беспилотники, с помощью камеры и датчиков, позволяют аграриям в режиме реального времени видеть, как выглядит каждое растение, как происходит процесс созревания сельхозкультур и как изменяется цвет почвы.

Наука в античные времена. Тайны растений

Приоритетные направления в современной науке

В центре внимания, как и прежде, остаются вопросы производства зерна. Возделывание хлебных культур (пшеницы, кукурузы, риса, ячменя, ржи, овса), многих крупяных и зернобобовых культур ведется на огромных площадях, к выращиванию хлеба приковано внимание многомиллионной армии тружеников села, с его производством связывают решение множества других проблем народного хозяйства.

Ушло в прошлое то время, когда данные вопросы могли решаться в рамках чисто аграрных наук, как об этом еще не так давно твердили некоторые из агробиологов. Сейчас, когда спрос на продукты питания резко возрос, простые агротехнические приемы уже не в состоянии обеспечить нужды населения. Выход из этого положения один: углубленное изучение жизнедеятельности организмов, выяснение закономерностей, определяющих комплекс хозяйственно ценных признаков растений.

Сельскохозяйственная наука должна подняться на качественно иной уровень — стать комплексной. Деятельность специалистов одних дисциплин должна быть согласована с возможностями и планами других. Это влечет за собой повышение роли планирования предстоящих научных разработок, роли координации усилий ученых разных отраслей науки.

Жан-Жак Руссо,

французский философ эпохи Просвещения

Возрастание роли фундаментальной науки в развитии сельского хозяйства

Сегодня нас уже не может удовлетворить простое увеличение урожайности. На первый план выдвигаются проблемы качества сельскохозяйственной продукции. Важно, чтобы в единице продукции содержалось необходимое количество определенных видов молекул — белков, жиров, углеводов… Чтобы белки несли оптимальное количество аминокислот, чтобы жиры содержали полезные масла.

Постоянная борьба за источники пищи для людей и корма для скота пронизана поисками ключей к раскрытию тайн генетического шифра, молекулярного устройства различных клеточных структур и образований. Таким образом, размышления ученых над вопросом о резервах получения пищи смыкаются с усилиями сельхозпроизводителей, которые стремятся вырастить большие урожаи, придать сортам новые свойства, улучшить качество зерна.

Все это — тайны мира растений, которые продолжают интересовать и волновать человека и которые он постепенно раскрывает, опираясь на все более совершенные знания и опыт.

Оскар Уайльд

В настоящее время остаются малоизученными другие, не менее важные, факторы, определяющие возможность земледелия в этих областях, — климат и погода.

По мнению американских исследователей, там, где за год выпадает меньше 400 миллиметров осадков, земледелие абсолютно невозможно. Однако не только все земли Казахстана, Предуралья и Алтайского края, но и большинство сельскохозяйственных районов России, где выращивают яровую пшеницу, расположены в климатическом поясе с количеством осадков менее 400 мм в год. И тем не менее, там получают устойчивые и достаточно высокие урожаи зерновых культур.

Все исконно русское разведение пшеницы было основано на получении урожаев в этих условиях частых засух. Стародавние отечественные сорта пшеницы отличались своей засухоустойчивостью. Системы обработки земли предусматривали заботу о запасании влаги в почве и ее экономном расходовании. Уже в советское время научные исследования множества институтов и опытных станций были направлены на то, чтобы научиться еще лучше бороться с засухой, почти повсеместной в хлебодобывающих районах как европейской, так и азиатской России.

Много лет своей творческой жизни отдал разработке вопроса о том, как правильно обрабатывать земли в условиях засушливого климата Терентий Семенович Мальцев. Изучив различные способы возделывания почвы, лучшие сроки сева, необходимые для получения надежных урожаев, еще задолго до освоения целины Мальцев предложил проводить безотвальную обработку почвы. По его многолетним данным получалось, что только в этом случае удается в областях с засушливым климатом избежать губительного действия суховеев.

Чтобы бороться с сорняками, Мальцев применял ряд приемов. Расчет его заключался в том, чтобы ранней весной уничтожить сорняки, первыми трогающиеся в рост, прямо в поле. Лишь после этого можно было начинать сеять пшеницу по уже чистым полям.

Приемы обработки почв, предложенные Мальцевым, оказали серьезное влияние на специалистов сельского хозяйства, работавших в районах освоения целинных земель. Они дали первый мощный толчок к разработке противоэрозионных систем земледелия. Исследования ряда институтов и опытных станций дополнили выводы ученого.

УСТАМИ УЧЕНЫХ ГЛАГОЛЕТ ИСТИНА

Ученые — священники земли, нижайший Вам поклон

За благородный труд и преданность науке,

За смелый поиск в решении задач и за открытия, что кормят мир!

— Необходимо повысить престиж тружеников сельского хозяйства и поддерживать молодых специалистов, в результате чего отрасль поднимется на новый уровень. Обучение молодых кадров является важным условием роста производительности труда. Новые технологии в растениеводстве и животноводстве требуют применения самых перспективных видов техники, самых перспективных сортов растений и пород скота и птицы. Сложность современных машин не оставляет права на ошибку при подборе персонала. Производственные процессы в сельском хозяйстве, практически, рассчитаны по минутам. Отставание от графика выполнения работ и невыполнение необходимых технологических операций грозит значительными убытками хозяйству.

Предыдущее поколение работников уже уходит на заслуженный отдых, оставив нам заделы в различных областях сельскохозяйственной науки. Наша задача не упустить тот момент, когда еще остаются специалисты в своих направлениях, чтобы перенять их бесценный опыт. Если мы не успеем выполнить эту задачу, то последующим поколениям все придется начинать сначала, но мы уже отстанем навсегда.

Галина Владимировна Волкова,

гл. н.с., доктор биологических наук, г. Краснодар:

— В ФНЦБЗР уделяется большое внимание работе с молодежью. У нас существует целая программа по привлечению и созданию условий для их профессионального и личностного роста. Работать в Центре интересно и престижно.

Такое объединение усилий селекционеров, производителей подобных препаратов и производителей плодовой продукции, безусловно, будет благоприятствовать развитию современного отечественного садоводства, получению конкурентоспособной на внутреннем и международном рынках плодовой продукции. Быть активным участником этого процесса — большая удача для исследователя, а главный элемент успеха — любовь к своему делу.

— Действие адаптогенных препаратов на растения представляет значительный интерес как для ученых, так и производственников, поскольку позволяет регулировать устойчивость к абиотическим факторам и продукционный процесс садовых культур.

— Развитие сельскохозяйственной отрасли играет важнейшую роль в экономике страны. Поэтому очень важно привлекать как можно больше молодых специалистов, чтобы поддерживать и увеличивать объемы плодово-ягодной продукции, а также осваивать новые площади, закладывая промышленные сады.

На мой взгляд, привлечение юных кадров должно происходить на уровне школьного возраста, как это произошло со мной. Мой дедушка был агрономом, он закончил аграрный техникум в Харьковской области, но по специальности работать не было возможности, поэтому любимая профессия стала хобби, однако это не мешало ему проводить научные исследования, заниматься селекцией и выращивать растения для души в свободное от работы время. Начиная со школьного возраста мы с дедушкой ходили в походы, он учил меня различать лекарственные растения, рассказывал о целебных свойствах различных трав и ягодных культур. Зимой на подоконнике мы выращивали томаты, каким же счастьем это было для ребенка, получать плоды, когда за окном снег. Проходили годы, а любовь к растениям только увеличивалась. В 2021 году я закончила учебу в магистратуре в РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева, и теперь мы с сыном в зимний период тоже выращиваем томаты и огурцы на окошке.

На данный момент в Ботаническом саду я занимаюсь морфобиологическим изучением сортов и дикорастущих видов ежевики, пополнением коллекции, а также сортоизучением ежевики, шелковицы, малины и шиповника. Основная проблема, с которой мы сталкиваемся на таких культурах, как ежевика и шелковица — это зимостойкость. Данные культуры являются нетрадиционными для Средней полосы, однако они обладают высокоадаптивным потенциалом, что позволяет расширять их ареал произрастания.

Ежевика, как и шелковица, в большей степени, подвержена зимним повреждениям из-за иссушающих ветров. И если в случае ежевики есть возможность создания укрытия на зиму, то шелковица остается незащищенной на протяжении зимнего периода.

Еще одной проблемой является защита растений. Большинство культур, в большей или меньшей степени, повреждаются болезнями и вредителями. В питомниководстве, выращивая саженцы, разрешено использование химических средств защиты, однако при выращивании плодово-ягодной продукции необходимо максимально снизить нагрузку пестицидами, например, за счет использования биологических препаратов, обладающих антистрессовыми и фитозащитными свойствами.

Органическое земледелие с каждым годом становится популярнее. Очень надеюсь, что в ближайшем будущем мы будем получать экологически чистый урожай и сможем сохранить здоровье себе и будущему поколению.

— Каждый задумывался, кем же ему стать или какую профессию выбрать. Мы решили стать теми, кто обеспечивает качественной сельскохозяйственной продукцией полки магазинов, совмещая в себе и знания химии, биологии, физики и механики, ведь именно профессия агронома соединяет в себе данные науки. Но с этой работой приходит и большая ответственность, так как результат нашего труда прямо влияет на здоровье людей.

Данная сфера развивается с каждым днем, совершенствуются технологии, совершаются новые открытия, создаются новые сорта, формы и виды удобрений.

Поступив на данную специальность, мы решили связать свое будущее со сферой агрономии и кто-то пойдет в науку, чтобы изучать и открывать что-то новое (А.С. Волкова), а кто-то поможет нашим коллегам кормить и повышать культуру земледелия нашей страны (И.С. Петелин).

За последние годы коллекция микроорганизмов пополнена более чем 20 штаммами бактерий и грибов со свойствами стимуляции роста растений или биогербицидными, азотфиксирующей и фосфатмобилизирующей активностью, энтомоцидным и защитным действием. Созданы новые комплексные микробные препараты: тройной комплекс , циано-ризобиальный , целлюлозоразлагающий .

Считая это высказывание Луи Пастера своим жизненным кредо, Татьяна Николаевна не только не перестает учиться сама, но и передает свои знания студентам и молодым ученым. Под ее руководством защищены 3 кандидатские диссертации, в настоящее время идет подготовка двух соискателей. Одна из них — Анна Юрьевна Еговцева, которая ведет свою работу под непосредственным руководством наставника Т.Н. Мельничук. Именно Татьяне Николаевне молодой ученый, будущий кандидат наук, благодарна за все шаги в науке, за все, что умеет, чему научилась.

Урок с видеоматериалами разработан согласно требованиям ФГОС, подготовка к ЕГЭ. Оригинально организованный материал с учётом конкретных задач урока, с выделением опорных знаний, прикладных аспектов и проблемных моментов даёт возможность учителю использовать также данную методику для работы с любыми учебниками.

Тип урока - комбинированный

Методы: частично-поисковый, проблемного изложения, объяснительно-иллюстративный.

- формирование у учащихся целостной системы знаний о живой природе, ее системной организации и эволюции;

-умения давать аргументированную оценку новой информации по биологическим вопросам;

-воспитание гражданской ответственности, самостоятельности, инициативности

Образовательные: о биологических системах (клетка, организм, вид, экосистема); истории развития современных представлений о живой природе; выдающихся открытиях в биологической науке; роли биологической науки в формировании современной естественнонаучной картины мира; методах научного познания;

Развитие творческих способностей в процессе изучения выдающихся достижений биологии, вошедших в общечеловеческую культуру; сложных и противоречивых путей развития современных научных взглядов, идей, теорий, концепций, различных гипотез (о сущности и происхождении жизни, человека) в ходе работы с различными источниками информации;

Воспитание убежденности в возможности познания живой природы, необходимости бережного отношения к природной среде, собственному здоровью; уважения к мнению оппонента при обсуждении биологических проблем

ТРЕБОВАНИЯ К РЕЗУЛЬТАТАМ ОБУЧЕНИЯ- УУД

Личностные результаты обучения биологии:

1. воспитание российской гражданской идентичности: патриотизма, любви и уважения к Отечеству, чувства гордости за свою Родину; осознание своей этнической принадлежности; усвоение гуманистических и традиционных ценностей многонационального российского общества; воспитание чувства ответственности и долга перед Родиной;

2. формирование ответственного отношения к учению, готовности и способности обучающихся к саморазвитию и самообразованию на основе мотивации к обучению и познанию, осознанному выбору и построению дальнейшей индивидуальной траектории образования на базе ориентировки в мире профессий и профессиональных предпочтений, с учётом устойчивых познавательных интересов;

Метапредметные результаты обучения биологии:

1. умение самостоятельно определять цели своего обучения, ставить и формулировать для себя новые задачи в учёбе и познавательной деятельности, развивать мотивы и интересы своей познавательной деятельности;

2. овладение составляющими исследовательской и проектной деятельности, включая умения видеть проблему, ставить вопросы, выдвигать гипотезы;

3. умение работать с разными источниками биологической информации: находить биологическую информацию в различных источниках (тексте учебника, научно популярной литературе, биологических словарях и справочниках), анализировать и

Познавательные: выделение существенных признаков биологических объектов и процессов; приведение доказательств (аргументация) родства человека с млекопитающими животными; взаимосвязи человека и окружающей среды; зависимости здоровья человека от состояния окружающей среды; необходимости защиты окружающей среды; овладение методами биологической науки: наблюдение и описание биологических объектов и процессов; постановка биологических экспериментов и объяснение их результатов.

Регулятивные: умение самостоятельно планировать пути достижения целей, в том числе альтернативные, осознанно выбирать наиболее эффективные способы решения учебных и познавательных задач; умение организовывать учебное сотрудничество и совместную деятельность с учителем и сверстниками; работать индивидуально и в группе: находить общее решение и разрешать конфликты на основе согласования позиций и учёта интересов; формирование и развитие компетентности в области использования информационно-коммуникационных технологий (далее ИКТ-компетенции).

Коммуникативные: формирование коммуникативной компетентности в общении и сотрудничестве со сверстниками, понимание особенностей гендерной социализации в подростковом возрасте, общественно полезной, учебно-исследовательской, творческой и других видов деятельности.

Технологии: Здоровьесбережения, проблемного, развивающего обучения, групповой деятельности

Приемы: анализ, синтез, умозаключение, перевод информации с одного вида в другой, обобщение.

Сформировать знания об основных направлениях современной селекции.

Познакомить учащихся с достижениями селекции растений, животных, микроорганизмов.

Углубить знания о методах селекции.

Продолжить формирование умения применять знания генетических закономерностей для объяснения особенностей методов селекции растений.

Основные положения

Значительные успехи достигнуты в обл районирования культурных растений в раз. ных климатических условиях.

Размножение гибридных — Мичурине сортов осуществляется вегетативным путем

В условиях непрерывного роста населения актуальным является выведение новых высокопродуктивных пород животных и сортов растений.

Одна из главных задач ученых-селекционеров

разработка теоретических основ селекции доведение до практического использования ких новых методов создания высокопродуктивных сортов, как химический и радиационный мутагенез, отдаленная гибридизация полиплоидия, сохранение генофонда растительного мира,

ДОСТИЖЕНИЯ И ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ СОВРЕМЕННОЙ СЕЛЕКЦИИ

Селекция является одной из самых современных и перспективных наук. Благодаря ее достижениям уже созданы новые виды живых организмов, которые принесли много пользы человечеству. Предмет изучения, задачи и основные направления селекции будут рассмотрены в нашей статье.

Предмет и задачи селекции

Что служит предметом селекции? Это наука о совершенствовании существующих и выведении новых пород животных, сортов растений и штаммов микроорганизмов. Ее предметом служит изучение и претворение на практике специфических закономерностей их эволюции. Достижения современной селекции насчитывают десятки тысяч полезных для человека организмов. Теоретической основой данного направления является другая наука - генетика. Она рассматривает особенности наследственности и изменчивости всего живого.

Основными задачами селекции является выведение более урожайных сортов растений и плодовитых видов животных. Причем ученые пытаются вывести особи, которые будут неприхотливы к условиям среды обитания и их изменению в неблагоприятную для них сторону. К микроорганизмам предъявляются также высокие требования. Это стойкость к мутационным процессам и скорость деления полезных бактериальных клеток

Основные методы селекции

Что служит предметом селекции, мы выяснили. Но поскольку все изучаемые организмы значительно отличаются между собой по структуре и особенностям, к каждому из них применяются различные группы методов. С давних времен еще неосознанно человек использовал отбор. В селекции это основной метод. Наряду с ним используют гибридизацию и действие мутагенов. На современном этапе развития применяют принципиально новые экспериментальные методы - генную и клеточную инженерию. -

Биотехнология

В настоящее время биологические процессы и системы получили масштаб промышленного производства. В результате получены высокоэффективные формы микроорганизмов, культуры клеток и тканей растений и животных. Причем достижения современной селекции позволяют получать естественный продукт с заранее заданными свойствами.

Особенности селекции растений

Итак, ценная исходная форма - вот что служит предметом селекции. Однако особенности строения растений позволяют применять только определенные методы для создания новых признаков на основе исходных. Это инбридинг, полиплоидия, мутагенез и гибридизация. Среди них можно выделить более традиционные. Это различные виды отбора, а также гибридизация. Чтобы вывести новый сорт с предполагаемыми качествами, необходимо провести сложную работу. Она заключается в подборе ценных исходных форм и гибридизации с последующим отбором. Таким способом в результате скрещивания яблонь с ценными вкусовыми и морозоустойчивыми качествами были получены сорта, сочетающие в себе ценные свойства гибридов. Эффективным в селекции растений является и метод гетерозиса. Для этого необходимо вывести независимые ряды чистых линий, а после скрестить их между собой. В результате получают более урожайные сорта многих плодовых и кормовых культур. Явление полиплоидии заключается в кратном увеличении числа хромосом. Первоначально это происходило в природе естественным путем при воздействии на растения мутагенов. На современном этапе селекционеры чаще всего действуют на диплоидные клетки алкалоидом колхицином. Полученные формы имеют повышенную плодовитость по сравнению с исходными. А генотип их изменен на тетраплоидный.

Селекция животных

В селекции животных применяют несколько иные методы, потому что они не способны к вегетативному размножению. Используют ученые в основном индивидуальный отбор и два вида гибридизации. При родственном скрещивании наблюдается повышение гомозиготности, приводящее к вырождению вида и потере его ценных качеств. Чтобы избежать этого, селекционеры чередуют близко- и неродственное скрещивание. Ценные особи удалось получить ученым при скрещивании особей разных видов. Примерами таких достижений селекции являются гибрид осла и лошади - мул, яка и коровы - хайнак. Проблемой является то, что большинство особей, полученных от такого скрещивания, стерильны и не способны давать плодовитое потомство. Исключением из этого правила являются лигр и тигролев, самки которых способны к дальнейшему размножению.

Микроорганизмы и особенности их селекции

А теперь давайте выясним, что служит предметом селекции микроорганизмов. Это все виды прокариотических бактерий, простейшие, одноклеточные грибы и низшие растения - водоросли. Многие из них являются источниками лекарственных средств, кормовых добавок, удобрений, используются в виноделии, производстве хлеба и молочных продуктов. Для того чтобы передать ценный и продуктивный штамм в промышленное производство, необходимо пройти несколько этапов. Сначала выявляются самые стабильные клетки. В основе этого отбора лежит наследственная изменчивость. Далее ценные штаммы обрабатывают мутагенами. После необходимо выявить самые продуктивные клетки с уже измененным генотипом. Отобранные клоны подвергаются многократному пересеву на новую питательную среду. И уже отобранные штаммы размножают в промышленном масштабе.

Перспективы развития биотехнологии

Достижения современной селекции уже помогли решить множество важнейших проблем. К примеру, вновь выведенные, более продуктивные сорта растений и породы животных помогают обеспечить продовольствием районы планеты, которые особо в нем нуждаются. Использование биогумуса и удобрений, созданных на основе хемотрофов и дождевых червей, обеспечивают ускоренный прирост растительной массы. При использовании данных веществ, полученных селекционерами, почва эффективнее снабжается азотом и фитогормонами. В размножении растений все чаще используют метод культуры тканей, в результате которого можно получить посадочный материал, не зараженный вирусами. На основе микроорганизмов в последнее время селекционерами созданы новые кормовые белки, которые лучше усваиваются животными. Селекция является и важной частью современной фармацевтической промышленности. С помощью биосинтеза получают гормоны, антибиотики и ферменты. Итак, предметом селекции являются методы, благодаря которым можно повысить продуктивность сельского хозяйства, пищевой и фармацевтической промышленности. В настоящее время благодаря достижениям современной науки созданы сорта, породы и микроорганизмы, благодаря которым будут решены многие проблемы человечества.

Многообразие окультуренных растений в наши дни

В наше время селекция стала наукой, которая работает не только над урожайностью культурных растений, но и над их вкусовыми качествами и повышенной выживаемостью. Практически все виды овощей, фруктов и злаков, которые употребляет в пищу современный человек, - гибридные, то есть выведенные искусственно.

Интересные факты о культурном растении, которое подверглось не просто отбору, а скрещиванию с другими видами - это то, что получается совершенно новый организм, не имеющий аналогов в природе. Помеси, искусственно выведенные в лабораториях, являются одноразовым посевным материалом, но благодаря им количество вкусных, дающих высокий урожай культурных растений в сотни раз увеличилось. Сегодня гибридность коснулась как зерновых культур, так и фруктов, и хорошо знакомых нам овощей, таких как помидоры, перец, огурцы и многие другие.

Окультуренные огурцы

Культурное растение огурец настолько привычно на нашем столе как в свежем, так и в консервированном виде, что мы не задаемся вопросом "а откуда он вообще к нам пришел". Оказывается, путь огурца на наш стол был немаленьким, так как его родиной являются Индия и Китай. Еще 6 000 лет назад этот овощ окультурили, хотя его древние сородичи до сих пор растут в индийских лесах, как лианы, обвивая стволы деревьев, а также их используют для озеленения заборов и изгородей

На фресках в Древнем Египте, а затем и Древней Греции этот овощ изображался на столах богатых людей и долгое время был доступен только высокопоставленным особам. В Европу огурцы привезли греки, и их распространение стало стремительным благодаря вкусовым качествам и возможности засаливать впрок на зиму. Сегодня этот овощ доступен всем и везде. Каждый огородник считает своим долгом вырастить хороший урожай огурцов, для чего применяются как его сортовые виды, так и гибридные.

Вопросы и задания для повторения

Приведите примеры отечественной селекции в области растениеводства.

Расскажите о методах селекционной работы И. В. Мичурина.

Приведите примеры достижения селекционеров нашей страны в области животноводства.

В России проводится работа по созданию русской черно-пестрой породы купного рогатого скота на основе скрещивания с азербайджанским и кубинским зебу. Зебу отличается высокой жирностью молока (до 5.5%), хорошей адаптационной способностью и устойчивостью к заболеваниям. Какие методы используются в этой работе, охарактеризуйте их? Какими качествами и свойствами могут обладать животные новой породы?

Приведите примеры отдаленной гибридизации в селекции. Что она даст практике сельского хозяйства?

Какие перспективы открываются в селекции в связи с применением методов клеточной инженерии?

Что такое селекция? (Наука о создании новых и улучшении существующих пород домашних животных, сортов культурных растений, штаммов микроорганизмов.)

Что такое порода, сорт, штамм? (Популяция, созданная человеком, которая характеризуется определенными наследственными особенностями: продуктивностью, морфологическими и физиологическими особенностями.)

Какие виды изменчивости используются человеком при селекции животных? (Наследственная изменчивость – мутационная и комбинативная.)

Какие виды искусственного отбора использовал человек при селекции животных? (Бессознательный и методический виды отбора.)

Напишите названия основных центров происхождения культурных растений, открытых Н. И. Вавиловым. (Южно-Азиатский, Восточно-Азиатский, Юго-Западно-Азиатский, Средиземноморский, Абиссинский, Центрально-Американский и Южно-Американский центры.)

Для каких растений эффективен массовый, а для каких – индивидуальный отбор? (Массовый отбор – для перекрестноопылителей, индивидуальный – для самоопылителей.)

Приведите два примера самоопыляющихся и два примера перекрестноопыляющих растений. (Пшеница и горох, рожь и подсолнечник.)

Что такое чистая линия у растений? (Потомство от самоопыляющейся особи.)

Что такое инбридинг и аутбридинг? (Инбридинг – близкородственное скрещивание, аутбридинг – неродственное скрещивание между особями одного вида.)

Как получить эффект гетерозиса? (С помощью межлинейной или отдаленной гибридизации.)

Как преодолеть бесплодие отдаленных гибридов? (С помощью полиплоидизации.)

Какое явление получило название полиплоидии? (Кратное геному увеличение хромосомного набора.)

Какой межродовой гибрид был получен Г. Д. Карпеченко? (Капустно-редечный.)

Какие основные методы селекции использовал И. В. Мичурин? (Гибридизация географических удаленных форм, метод ментора, метод посредника, метод опыления смесью пыльцы.)

Какие мутагены часто используются человеком? (Излучение, химические мутагены.)

Для чего проводят межпородное скрещивание? (Для создания новых пород или для получения эффекта гетерозиса.)

Приведите примеры использования эффекта гетерозиса в животноводстве. (Бройлерные куры, скрещивание дюрокджерсейской и беркширкской пород свиней.)

Как оценить качества производителя-самца, которые у него не проявляются (яйценоскость у петухов, жирномолочность у быков)? (По этим качествам у его дочерей.)

Приведите примеры отдаленной гибридизации у животных. (Мулы, архаромериносы.)

Что такое бройлерные куры? (Гетерозиготные гибриды от скрещивания двух мясных пород кур.)

Каковы традиционные методы селекции микроорганизмов? (Искусственный мутагенез и отбор.)

Приведите два примера практических результатов генной инженерии. (Получение инсулина и интерферона.)

Перечислите основные методы хромосомной инженерии. (Получение полиплоидов, введение или замещение пар гомологичных хромосом, метод гаплоидов.)

Перечислите основные методы клеточной инженерии. (Создание клеточных культур, гибридизации протопластов, создание гибридом, клонирование, слияние эмбрионов.)

Что такое гибридомы? (Гибриды лимфоцитов с раковыми клетками.)

Достижения и основные направления современной селекции

Презентация Достижения и основные направления современной селекции

Книга для учителя Сивоглазов В.И., Сухова Т.С. Козлова Т. А. Биология: общие закономерности.

Биология 100 самых важных тем В.Ю. Джамеев 2016 г.

Биология в схемах, терминах, таблицах" М.В. Железняк, Г.Н. Дерипаско, Изд. "Феникс"

8 февраля отмечается праздник — День российской науки. Появился он в конце ХХ века. И дата была выбрана не случайно. Именно 8 февраля была основана Академия наук, которая сейчас называется Российская Академия наук (РАН). Основная цель деятельности РАН — это проведение и развитие фундаментальных исследований, направленных на получение новых знаний о законах развития природы, общества, человека и способствующих технологическому, экономическому, социальному и духовному развитию России.

Наука охватывает все сферы жизни на Земле. Она делает жизнь намного легче и комфортнее. Наука решает проблемы, возникшие перед человечеством, помогает создать прогнозы развития человечества, формирует мировоззрение человека и так далее. Её развитие очень велико и неоценимо. Наука — один из самых важных источников знаний.

Наука — это особый вид познавательной деятельности человека, направленный на получение, обоснование и систематизацию объективных знаний о действительности.

Когда люди придумали письменность, тогда появились и первые научные труды. Так как появилась возможность сохранять полученные знания, анализировать их и передавать другим.

Интерес людей к животным, растениям, звёздам, явлениям природы и так далее со временем породил такие науки, как математика, астрономия, биология, социология и другие.

На сегодняшний момент одна из общепринятых классификаций выглядит следующим образом: общественные и гуманитарные науки, естественные науки и технические.

Общественные и гуманитарные науки изучают человека, его духовную, умственную, нравственную, культурную и общественную деятельность.

Естественные науки отвечают за изучение естественных явлений, то есть внешних по отношению к человеку, природных. Эти виды наук занимаются в основном сбором информации. Когда-то учёные, собирающие данные о мире, назывались естествоиспытателями.

Технические науки, или инженерные науки, — это науки в области естествознания, изучающие явления, важные для создания и развития технологий и техники.

В честь праздника мы предлагаем вам разгадать кроссворд и сыграть в игру.

Их можно использовать на классных часах, занятиях по профориентации, тематических и внеклассных мероприятиях.

Читайте также: