Методика самостійної роботи студентів вищої школи



Сторінка22/37
Дата конвертації31.03.2017
Розмір8.04 Mb.
1   ...   18   19   20   21   22   23   24   25   ...   37

План. Методика навчання питань:

1. Перспективи використання біотехнології та генної інженерії в селекції рослин.

2. Генетичні та селекційні критерії ефективності трансформації крохмалю в біоетанол у сортів та гібридів зернових культур.

3. Розробка та застосування технологій in vitro для розмноження і збере­жен­ня біологічного різноманіття.



Починати лекцію необхідно з ключових понять, а саме: методи нав­ча­ння, оптимізація навчання, принцип оптимальності, лекція удвох, проблем­на лекція.

Принцип оптимальності як один з принципів НОПП вимагає, щоб процес навчання досягав не просто дещо кращого, а якнайкращого для даної ситуації рівня свого функціонування. Він виступає проти гіперболізування і недооцінки окремих методів, прийомів, засобів, форм навчання, проти шаб­лону і трафарету в навчанні, проти перевантаження студентів і викла­да­чів через складність навчання або дуже швидкого темпу вивчення навчаль­ного матеріалу.

Принцип оптимальності пред'являє вимоги розумності, раціональ­ності, відчуття міри в застосуванні всіх елементів навчального процесу. Він зведений до максимально можливих результатів при мінімально необ­хідних витратах часу і зусиль. У цьому полягає його велике гуманістичне значення.

Оптимально вибрані методи навчання можливі з огляду на : рівень роз­витку студентів, рівень педагогічної майстерності викладача, забезпечення технічними засобами навчання.

Викладач пропонує вид лекції – лекція удвох.

У цій навчальній лекції удвох й матеріал проблемного змісту дається студентам в живому діалогічному спілкуванні двох викладачів між собою. Тут моделюються реальні професійні ситуації обговорення теоретичних питань з різних позицій двома фахівцями, наприклад теоретиком і прак­тиком, прихильником або супротивником тієї або іншої точки зору і т.п.

1. Перспективи використання генної інженерії в селекції рослин.

Викладач наголошує, що нині в біотехнології сформувалось два напрями – прикладна молекулярна і клітинна біологія та промислова мікробіологія. В Ук­раїні й нині реалізується комплексна програма „Біотехнологія”, мета якої – роз­робка теоретичних і практичних досліджень з клітинної інженерії, одер­жання регенератів із тканинних культур, створення селекційних середовищ і умов до­бору на рівні клітин.

Для створення умов для евристичної бесіди між викладачами та сту­дентами, ставиться запитання проблемного характеру: „Чому нині вва­жа­ється розвиненою країна та, де на державному рівні велика увага приділяється біотехнології, а саме, генній інженерії, хоча дорожчі харчові продукти ті, де немає ГМО?” Викладач наголошує, що на лекції будуть ви­рішуватись виробничі ситуації і запрошений викладач та студенти будуть брати в дискусії участь. Найактивніші студенти отримають додатковий бал.

Одним із труднощів проведення лекції удвох є звична для студентів си­туація, коли лекцію проводить один викладач, інформація поступає тіль­ки від одного джерела. Дві позиції, пропоновані лекторами, іноді виклика­ють неприйняття самої форми навчання. Щоб зняти дані труднощі – лекцію доцільно проводити у вигляді рольової гри, коли запрошений викладач грає роль вченого, а студенти – роль фахівців, тобто форму проведення лекції потрібно заздалегідь обговорити із студентами.

Викладач звертає увагу, що сьогодні вдалося регенерувати цілі рослини з колоса кукурудзи, сорго, рису, пшениці., вівса. Розроблено методи стійкого бульбоутворення у рослин картоплі, вирощених у пробірці in Vitro з меристеми для оздоровлення посівів цієї культури від вірусів.

Найбільше значення нині має відтворення рослин з окремих клітин і про­топластів (клітин без оболонки). Виявлено, що регенеруюча здатність – гене­тична ознака і не кожен генотип має необхідний для регенерації набір генів.

Регенерація злаків із протопластів відкриває великі можливості для со­матичної гібридизації. Основні напрями соматичної гібридизації у рослин такі:

1. Реконструкція цитоплазматичних генів. Створення гібридів, які несуть частину цитоплазми вихідних клітин.

2. Подолання статевої несумісності у рослин. Соматична гібридизація допомагає подолати бар’єр при схрещуванні віддалених форм організмів.


    1. Перенесення фрагментів хромосом. Передача культурному сорту-ре­ципієнту кількох цінних генів дикого виду – донора. Робота в цьому напрямі проводиться в м. Мічурінськ, Нікітському ботанічному саду.

Гаплоїдні рослини виводять із пиляків чи пилку або з незапліднених насіннєвих зачатків. Обробкою колхіцином набір хромосом подвоюють. Методом культури гаплоїдів у короткий строк одержують гомозиготні чисті лінії з цінни­ми якостями. Успішно працюють вчені в селекційно-генетичному інституті в м. Одеса, Інституті картоплярства в м. Київ.

Як шлях поліпшення культурних рослин – генна інженерія, яка включає рекомбінацію генетичного матеріалу на базі генетичних карт хромосом, замі­щення хромосом одного виду хромосомами іншого виду; використання клітин­них методів. Суть методу генної інженерії полягає в тому, що він дає можли­вість вводити в організм окремі гени.

Використання будь-якої генно-інженерної програми передбачає одержан­ня фрагментів ДНК, які несуть потрібний ген, об’єднання їх в in Vitro з вектор­ними молекулами, здатними забезпечити доставку гена в організм реципієнта, створення умов для стабільного успадкування.

Перенесення генетичного матеріалу в клітину рослин можливе за допомо­гою плазмід (кільцеобразних молекул ДНК, які реплікуються автономно від хромосоми). Рослини зі сторонніми генами (нові сорти з цінними господарсь­кими властивостями) або трансгенні рослини впроваджуються в сільськогос­подарську практику. Нині виділені гени з картоплі (патанін), квасолі (фазеолін), гороху (легумін), кукурудзи (зеїн), які становлять основу для кормів тварин.

Подальший напрям генно-інженерних робіт – створення гербіцидостійких видів культурних рослин.

Повну відповідь на запитання проблемного характеру можна буде да­ти після викладення всього матеріалу лекції, тому викладач лише акцентує увагу студентів на елементи відповіді та сприяє виникненню евристичної бесіди.

Виклад матеріалу другого питання плану: 2. Генетичні та селекційні критерії ефективності трансформації крохмалю в біоетанол у сортів та гіб­ридів зернових культур, доцільно розпочати, створивши виробничу си­туацію, де завданням буде: розробка нового напряму селекції на створення сортів зернових культур технічного використання для виробництва біо­етанолу.

Мета роботи. Робота спрямована на розробку нового напрямку селекції на створення сортів зернових культур технічного використання для виробництва біоетанолу. Цей напрямок передбачає залучення спеціального генетичного ма­те­ріалу, використання спеціальних методів оцінки зерна, об’єктивних критеріїв добору та оцінки селекційного матеріалу на високу ферментабільність. Визна­чення серед зернових культур найбільш ефективних джерел сировини для біоета­нолу по його виходу та ефективності трансформації крохмалю в спирт. Ство­рен­ня нових генотипів зернових культур, адаптованих для виробництва біоетанолу.



Наукова новизна. Визначення критеріїв добору селекційного матеріалу зернових культур на високу ферментабільність. Дослідження впливу біохімічних властивостей крохмалю: амілазного комплексу, гранулометричного складу, співвідношення полісахаридів – амілоза/амілопектин на ефективність трансформації крохмалю в спирт.

  1. Розробка нової ефективної системи методів оцінки вихідного мате­ріалу в процесі селекції спирто-дистилятного напрямку.

  2. Дослідження сучасних комерційних сортів та гібридів зернових культур за розробленою системою на предмет використання для виробництва біоетанолу та визначення ефективності трансформації крохмалю в спирт в за­лежності від сорту та генотипу зернових культур.

  3. Створення генетичного матеріалу із залученням нових генів та гене­тичних систем, які раніше в селекції не використовувалися.

  4. Виділення та рекомендації в виробництво перспективних ліній селек­цій­ного матеріалу зернових культур з максимальною ефективністю трансфор­мації крохмалю в спирт.

  5. Визначення параметрів якості сортів та гібридів зернових культур для спирто-дистилятного напрямку.

Викладач наголошує, що під час лекції удвох потрібно прагнути до того, щоб діалог викладачів між собою демонстрував культуру сумісного пошуку рішення розігруваної проблемної ситуації, із залученням до спілку­вання студентів, які ставлять запитання, виказують свою позицію, фор­мують своє відношення до обговорюваного матеріалу лекції, показують свій емоційний відгук на те, що відбувається.

Практичне значення. Незважаючи на прогресивний розвиток світової се­лекції, селекція основних польових культур в Україні та СНД таких як пшениця та кукурудза зосереджена головним чином на створенні сортів та гібридів традиційного використання. Така ситуація пояснюється кількома причинами, серед яких основними є: а\ відсутність належного фахового рівня оцінки сучасного стану та перспектив розвитку селекції і технологій переробки зерна, б\ відсутність в селекційних програмах нового генетичного матеріалу з докорін­но іншими біохімічними та технологічними параметрами, в\ консерватизм, зас­таріла технічна, законодавчо-нормативна база та надто глибока політизація в зернопереробній, і особливо, хлібопекарській галузі, г\ відсутність належної фахової взаємодії між селекцією та зернопереробними галузями.

В той же час умови конкурентного ринку примушують зернопереробну галузь пристосовуватися до потреб ринку, розробляти нові види продуктів з зерна. Сучасний світовий ринок енергоресурсів вимагає поруч з традиційними видами енергії використання нових біологічних видів палива. Використання біоетанолу в Україні дасть можливість суттєво скоротити імпорт нафтопро­дук­тів, підвищити енергетичну незалежність країни, підвищити екологічну безпеку навколишнього середовища. Широке використання біологічних видів палива в Україні в відповідності з принципами екологічно раціонального ведення сіль­ського господарства, що становить основу загальноєвропейської аграрної політики, відкриває нові можливості для стійкого розвитку сільських районів в межах ринково орієнтованої аграрної політики. Розвиток багатофункціо­наль­ності сільського виробництва і процвітання сільських районів, в свою чергу призведе до створення спільного ринку нових сільськогосподарських продуктів та вступу в ЕС. Розвиток в сфері виробництва біоетанолу також призведе до створення нових робочих місць в сільській місцевості та підвищенню рівня аг­ро­промислового комплексу в цілому. Оскільки зернове виробництво в Україні є стабільним і має перспективи нарощування, то в якості сировини для виробниц­тва етанолу використовується зерно пшениці, тритікале, кукурудзи. Проте, сорти зернових культур досить суттєво відрізняються між собою за ефектив­ніс­тю переробки одної тони збіжжя в етанол. Не випадково, в провідних селекцій­них центрах розвинутих країн ведеться селекція сортів (гібридів) зернових культур, спеціально призначених для виробництва біоетанолу. В реальному індустріальному виробництві біоетанолу фігурують три продукти переробки зерна, які мають комерційну цінність: біоетанол, як основний продукт, сухий зброжений залишок та вуглекислий газ, як побічні продукти.

Звичайно ж, ключовим комерційним продуктом являється біоетанол, хоча й зброжений залишок після ферментації зерна та дистиляції має неабияку кор­мову цінність для тварин, оскільки містить щонайменше 30-35% цінного добре пере­трав­люваного білка. Вуглекислий газ в цьому технологічному ланцюгу має орга­нічне походження від переробки натурального продукту, не містить шкід­ливих синтетичних домішок, і має великий попит в галузі газування харчових напоїв.

Враховуючи перераховані вище обставини було розгорнуто новий напря­мок селекції з залученням оригінального генетичного матеріалу зернових куль­тур зі специфічними властивостями крохмалю.



Результати досліджень. Перш ніж повести мову про створення нових сортів зернових культур спеціального призначення, ми зробили оцінку вже існуючих комерційних сортів та гібридів селекції нашого інституту на предмет можливого їх використання для виробництва біоетанолу.

Крохмаль зерна – основний продукт, який під дією гідролітичних фер­ментів трансформується в етанол. За вмістом крохмалю вивчені сорти зернових культур мали показники, наведені в таблиці 1.

З таблиці можна бачити, що в середньому найвищий вміст крохмалю в зерні мають сорти соризу та гібриди кукурудзи. Сорти озимої пшениці займа­ють проміжне положення, а сорти озимого тритікале поступаються за цим по­казником сортам інших культур.
Таблиця 1.

Хоча, звичайно ж, інтервал коливання між сортами за вмістом крохмалю досить значний, впритул до перекриття мінімальних та максимальних показни­ків між окремими культурами.


Таблиця 2


Як і очікувалося, у сортів соризу та гібридів кукурудзи зафіксовано най­вищі показники виходу біоетанолу на одну тону сухого збіжжя. Але, знову ж таки, деякі сорти озимої пшениці мали вихід етанолу вищий, ніж деякі гібриди кукурудзи. В той час як деякі сорти пшениці поступалися за виходом біоетано­лу кільком сортам тритікале.

Ця картина наглядно показана в таблиці 2. Як видно, гібриди кукурудзи переважають інші культури за показником виходу біоетанолу з 1 тони заванта­женого в реактор-ферментатор збіжжя, особливо пшеницю та тритікале. Різни­ця між крайніми варіантами перевищує 70 літрів етанолу з однієї тони пере­робленого збіжжя на користь кукурудзи. Наші дані знаходяться у повній відповідності з висновками інших відомих нам досліджень у цьому напрямі.

Переваги пшениці над іншими культурами стають більш очевидними, якщо врахувати показник ефективності трансформації крохмалю зерна пшениці в біоетанол, а саме, вихід біоетанолу на 1000 кг крохмалю (див. рис. 4). Можна бачити, що за цим показником, який може використовуватися як важливий кри­терій в селекції, сорти пшениці значно, а деякі генетичні лінії і суттєво, перева­жають всі інші культури, в т.ч. і кращі гібриди кукурудзи.

Таким чином, проведені нами дослідження свідчать про те, що сорти пшениці, тритікале, соризу та гібриди кукурудзи суттєво відрізняються між со­бою за показниками виходу біоетанолу з одиниці збіжжя, ефективності транс­формації крохмалю в біоетанол та іншими показниками якості продуктів спирто-дистилятного виробництва.

Тому, при плануванні максимально економічно ефективного виробництва біоетанолу слід враховувати сортові розбіжності не лише за вмістом крохмалю, а й за показниками ефективності трансформації збіжжя в біоетанол.



Рис. 1. Вихід біоетанолу (Л/1000 кг крохмалю) у восьми довільно взятих сортів пшениці, тритікале, соризу та гібридів кукурудзи.

Були проведені дослідження біохімічних властивостей крохмалю: амілаз­ного комплексу, гранулометричного складу, співвідношення полісахаридів – амі­лоза/амілопектин. Крохмаль різних зернових культур досить суттєво відріз­ня­ється за розмірами та формою крохмальних гранул (рис.2).




А

А


Б


А

А

В


Г

В



Рис. 2. Крохмальні гранули пшениці (А), ячменю (Б), кукурудзи (В), трітікале (Г), проса (Д).

Фізико-хімічні властивості крохмалю зернових культур залежать від ба­га­тьох факторів. Один з найголовніших є, звичайно, розмір та форма крохмаль­них гранул.


Таблиця 3. Розмір крохмальних гранул зернових культур

Культура

Середній розмір гранул, мкм

Мінімальне та максимальне значення

Пшениця

27

20 – 35

Ячмінь

23

20 – 25

Кукурудза

13

10 – 15

Трітікале

24

20 – 28

Просо

9

3 – 14

НСР 0,05 3,8
НСР 0,01 5,9

У пшениці, ячменю й тритикале крохмальні гранули дуже схожі як розмі­ром так і формою. Їхній середній розмір – від 24 до 27 мкм. Гранули крохмалю проса схожі з гранулами крохмалю кукурудзи, за виключенням того, що грану­ли крохмалю проса менші – в середньому близько 9 мкм в діаметрі (табл. 3).

Очевидно, що дрібні гранули крохмалю у порівнянні з великими характе­ризуються більшою площею поверхні на одиницю маси. Такий тип гранул лег­ше піддається механічному руйнуванню під час розмелу, що, в свою чергу, збіль­шує атакованість ферментами на шляху перетворення крохмалю в біоетанол.

Іншим не менш важливим фактором, від якого залежать фізико-хімічні властивості крохмалю зернових культур, є співвідношення його двох складо­вих: амілози та амілопектину (табл.4).


Таблиця 4. Вміст амілози в крохмалі зернових культур

Культура

Вміст амілози в крохмалі,

%


Мінімальне та максимальне значення

Пшениця

21,6

18,2 – 25,0

Ячмінь

23,2

18,3 – 28,0

Кукурудза

24,4

23,7 – 25,0

Трітікале

24,4

22,8 – 26,0

Просо

18,7

17,0 – 20,4

НСР 0,05 2,2

НСР 0,01 3,3


Співвідношення амілоза / амілопектин у крохмалі певною мірою визначає технологічні властивості крохмалю. Під час помелу зерна з низьким вмістом амілози відсоток зруйнованих крохмальних гранул значно вищий, ніж у зерна з високим вмістом амілози що збільшує атакованість ферментами на шляху пере­творення крохмалю в біоетанол. За коротший проміжок часу амілази активно гідролізують крохмаль до низькомолекулярних сахаридів, створюючи таким чином сприятливі умови для високої активності ферментів. .

Для виробництва спирту добре підходить пшениця ваксі з нульовим вміс­том амілози. Крохмаль такої пшениці на сто відсотків складається з амілопек­ти­ну і характеризується специфічними біохімічними та фізичними властивостями. Лінії пшениці ваксі в порівнянні із звичайними сортами пшениці забезпечують значно вищий вихід спирту. Тому було вивчено та залучено в селекційний про­цес гени з фенотипом ваксі, що кодують біосинтез ключового ферменту крох­мальних гранул зерна пшениці, який приймає участь у каталізі реакцій синтезу крохмалю зерна. Цей фермент має назву granule-bound starch syntase, або скоро­чено GBSS. Пшениця ваксі має унікальні властивості крохмалю завдяки повно­му генетичному блокуванню біосинтезу амілози – одного з двох складових по­лі­мерів залишків молекул глюкопіранози. Крохмаль пшениці ваксі складається на 100% з амілопектину, тоді як у звичайної пшениці амілопектин і амілоза складають відповідно 75% та 25%. Як свідчить світовий досвід пшениця ваксі має великі перспективи в плані використання зерна для виробництва харчового спирту та технічного біоетанолу.

За розробленою нами системою оцінки якості з урахуванням розроблених критеріїв було проведено добір серед оригінального селекційного матеріалу, який включає в себе пшеницю зі специфічними біохімічними та фізичними влас­тивостями крохмалю – пшеницю ваксі (waxy).

Селекція пшениці ваксі була розпочата зі схрещувань озимого сорту Куяльник з серією з 12 ліній ярої пшениці «ваксі». Більше половини комбінацій схрещування вже в другому поколінні розщеплення були вибракуванні як се­лекційно непридатні через надто примітивний тип рослин.. Було ізольовано кіль­ка ліній «ваксі» з озимим типом розвитку для попереднього вивчення впливу крохмалю ваксі стосовно спирто-дистилятного напрямку.

Починаючи з F5/6 поколінь, були розпочаті спершу польові добори селек­ційних форм. В поточному році нами було відібрано, ідентифіковано 16 пер­спек­тивних ліній Ваксі для більш повного та детального лабораторного аналізу.

За результатами досліджень за вмістом крохмалю до дистиляції досліджувані зразки не відрізнялись від сорту стандарту. А після дистиляції вміст крохмалю значно варіював. Так, у всіх без винятку ліній пшениці Waxy вміст крохмалю був нижчим ніж у стандартного зразка, що свідчить про те, що крохмаль пшениці Waxy значно ефективніше трансформується в процесі ферментації, а тому лінії пшениці ваксі в порівнянні із звичайними сортами пшениці забезпечували значно вищий вихід спирту з однієї тони крохмалю. Так, в результаті технологічного аналізу селекційного матеріалу пшениці Waxy були виділені три лінії, в яких вихід спирту з однієї тони крохмалю перевищував сорт стандарт від 44,4 до 58,1 л. Лінії пшениці ваксі в порівнянні із звичайними сортами пшениці забезпечують значно вищий вихід спирту з однієї тони крохмалю. Також селекційна програма спирто-дистилятного напрямку включає в себе залучення спеціального гена На, інтрогресованого в пшеницю від егілопса тауші. Цей ген приводить до формування специфічної консистенції ендосперму зерна пшениці – екстра м’якозерності.

Таблиця 5. Технологічна характеристика досліджуваних ліній Ваксі


Лаб. №


Вміст крохмалю, %

Вихід спирту із 1 т, л

До ферментації

Після

ферментації



сухого шроту

крохмалю

1

7

8

9

10

Альбатрос од.

69,5

4,6

438,2

540,7

8419

67,0

2,4

429,5

569,3

8421

66,5

2,8

443,4

598,8

8423

68,0

2,8

459,9

596,5

8426

67,1

2,8

442,6

585,1

8428

67,7

1,9

431,0

563,4

8425

71,1

2,2

443,3

546,8

8429

68,6

2,4

434,3

561,5

8430

67,4

2,0

381,1

502,7

8431

68,0

3,0

440,9

576,5

8433

67,4

2,5

439,7

585,2

8435

68,9

4,2

428,9

550,9

8436

69,2

4,0

440,8

559,2

8437

70,1

3,6

438,9

553,5

8438

68,5

3,6

424,6

548,6

8439

70,0

3,6

436,3

552,9

8440

70,4

4,7

422,6

531,3

сер

68,7

3,1

434,3

559,5

За результатами Державного сортовипробовування в 2006 році в Україні районовано перший сорт (і перший національний стандарт) бісквітної пшениці «Оксана». Цей сорт створено саме на базі використання гена На. Сорт «Оксана» – це перший в Україні червонозерновий (SRW типу за міжнародною класифікацією) сорт серед категорії сортів спеціального використання. Він призначений для виробництва кондитерських виробів та представляє великий інтерес для розвитку селекції спирто-дистилятного напрямку. В поточному році було проведено технологічні дослідження 31 лінії м’якозернової пшениці, в порівнянні з сортом стандартом озимої пшениці.

За результатами досліджень було виділено 4 найкращі лінії м’якозернової пшениці спирто-дистилятного напрямку. Вихід спирту яких з однієї тони крохмалю перевищував сорт стандарт від 33,4 до 36,2 л. Слід відмітити, що м’якозерновість цих ліній перевищувала сорт Оксана, що підтверджує значимість консистенції ендосперму в селекції спирто-дистилятного напрямку.

Таблиця 6. Технологічна характеристика досліджуваних

ліній м’якозернової пшениці


Лаб.№

 


Вміст крохмалю, %

Вихід спирту із 1 т, л

До ферментації

Після

ферментації



сухого шроту

крохмалю

Альбатрос Од.

69,5

4,6

438,2

540,7

8151

67,1

2,7

443,3

576,8

8152

68,0

3,4

429,8

555,6

8153

68,3

3,8

436,7

564,0

8154

71,1

3,6

443,1

549,6

8155

68,7

2,8

451,8

574,1

8156

70,5

4,0

434,0

543,5

8161

68,0

2,4

431,0

552,6

8162

66,0

3,1

424,9

563,9

8163

67,0

3,0

419,6

549,9

8165

68,0

2,9

423,1

544,4

8166

69,6

2,8

430,3

542,8

8168

68,5

2,3

432,8

554,2

8169

67,4

3,4

444,9

576,9

8171

66,8

2,2

435,9

573,7

8173

69,0

2,9

435,0

573,7

8174

67,6

3,2

432,9

552,8

8175

67,7

3,2

431,9

561,5

8176

68,1

2,4

430,9

560,7

8177

71,5

3,5

448,7

576,5

8178

69,9

3,4

440,3

541,3

8179

70,5

2,8

431,3

535,9

8180

70,0

3,0

442,8

555,4

8181

68,2

3,2

438,7

564,8

8182

68,2

2,6

438,3

567,4

8196

64,1

3,9

406,3

560,4

8197

66,7

3,8

418,8

555,0

8198

66,4

2,9

417,1

552,1

8200

66,2

3,4

422,0

562,2

8201

66,3

3,1

416,3

555,7

8222

67,0

3,7

418,2

549,9

8224

69,1

2,9

442,3

562,7




Лінія


Вихід спирту з 1 тони крохмалю,

л


+ до стандарту

Додатковий прибуток з 1т крохмалю, грн.*







2

3

4

5




Альбатрос од.

540.7

-

-




8419

569.3

28.6

246.87




8421

598.8

58.1

501.52




8423

596.5

55.8

481.67




8426

585.1

44.4

383.26




8428

563.4

22.7

195.94




8429

561.5

20.8

179.54




8431

576.5

35.8

309.03




8433

585.2

44.5

384.12




8436

559.2

18.5

159.69




В середньому

36.6

315.93




* – із розрахунку вартості 1 тони спирту 8632 гривень
За розробленою системою проводиться оцінка генетично збалансованого вихідного матеріалу Селекційно-генетичного інституту. Виділені найкращі лінії пшениці за розробленими критеріями оцінки, та проводяться їх конкурсні та контрольні випробування для передачі сорту спирто-дистилятного напрямку в систему Державного сортовипробування.

Отже, 1. це єдина в Україні робота, спрямована на створення зернової сировини для ефективного виробництва біоетанолу шляхом цілеспрямованої селекції. А селекція, як відомо, найдешевший шлях створення сортів і гібридів зернових культур спеціально призначених для виробництва технічного біоета­нолу, харчового спирту, корму для тваринництва та натурального вуглекислого газу для газованих напоїв. Вирішення питання ефективної переробки зернової сировини в біоетанол і побічні продукти – один із шляхів вирішення проблеми енергетичної незалежності країни.

2. Енергетична незалежність країни має бути пріоритетом діяльності вла­ди. Доцільність запропонованої роботи не викликає сумнівів з огляду на світо­вий досвід, а своєчасність створення власної вихідної сировини підтверджу­ється сучасними тенденціями розвитку економіки розвинутих країн. Факти говорять за себе. Найбільші споживачі біоетанолу – США, Бразилія, Канада та Європейські країни збільшили обсяги продукції з 17 до 52 білліонів літрів з 2000 по 2007 рік, тоді як минулого року цей показник сягнув 73,9 білліонів літрів. І не дивно, адже переваги біоетанолу не лише в тому, що він походить з відновлювальної сировини, він, використовуваний лише у якості домішку до палива, допомагає зменшити залежність від нафтопостачальних країн.

Але ж користь для енергетики – це лише найбільш наочний приклад, з іншого боку, зростання попиту на біоетанол активізує аграрну економіку. Неабияке значення мають і його якості як більш екологічного типу палива: зменшення вихлопу монооксиду вуглецю, здатність до біодеградації і менша токсичність за викопні сировини.

3. У світових лідерів з виробництва паливного етанолу існують державні програми виробництва біоетанолу. Які результати? У 1999 р., наприклад, Бразилія виробила 6,5 млрд. літрів паливного етанолу, що забезпечило 13% її загальних потреб в енергоресурсах та 19% потреб у рідкому паливі, як резуль­тат – заощаджено 35,6 млрд. доларів на купівлі нафтопродуктів. Для США така економія щорічно складає до 2 млрд. доларів. Процес лише набирає оберти, так з 2010 року Європейське співтовариство узаконило використання 5% суміші біоетанолу з усіма видами бензину. Для України цей напрямок новий, і тим більш важливим видається запропонований у проекті варіант використання у якості сировини саме пшениці.

4. Світовий ринок паливного етанолу ґрунтується на біотехнологічній переробці цукрів (цукрова тростина) або крохмаловмісної сировини (кукуруд­за). За умови успішного втілення, запропонований проект забезпечить Україну власною сировиною, а враховуючі унікальні агрокліматичні умови, її буде достатньо як для внутрішнього використання, так і для експортування. Селекція власних сортів дозволить бути незалежними від насіннєвого матеріалу світових лідерів, і бути також експортером високотехнологічних сортів.



5. Ще 2001 р. Андрій Сибірний, директор Інституту біології клітини НАН України, порушував питання необхідності створення державної науково-техніч­ної програми «Біопаливний етанол», наголошуючи на значних економічних та екологічних перевагах вироблення власного біоетанолу. Вважаю, що державна підтримка ініціатив у цій галузі була б ознакою відповідального відношення влади до своєї країни сьогодні, якщо пріоритетом дійсно є незалежність і роз­виток, і до майбутніх поколінь.

Лекція удвох примушує студентів активно включатися в розумовий процес. З представленням двох джерел інформації завдання студентів порівняти різні точки зору і зробити вибір, приєднатися до тієї або іншої з них або виробити свою.

Викладач зауважує, що актуальність досліджень не викликає сумнівів. Питання розвитку альтернативних джерел енергії дуже популярне в розвинених країнах світу, проводяться багаточислені семінари та конференції з цього пи­тання. Так до кінця 2010 р. заплановано близько 16 таких подій. На жаль, в Ук­раї­ні масштабних наукових досліджень в цій галузі небагато, саме тому вважаю представлену роботи цінною і своєчасною. Особливим досягненням роботи вва­жаю розробку системи оцінки зернових культур спирто-дистилятного напря­му. Дотепер в Україні існувала лише система оцінки якості зернових хлібопе­карського напряму. Як країна з потужним зерновиробництвом Україна має широкі перспективи по впровадженню результатів представленої роботи.

Викладач зауважує студентам, що виклад третього питання плану, а саме: 3. Розробка та застосування технологій in vitro для розмноження і збереження біологічного різноманіття, дасть можливість в повній мірі відповісти на поставлене запитання проблемного характеру.

Викладач наголошує, що сучасна біотехнологія рослин – сума техно­ло­гій, які розвинені із молекулярної та клітинної біології рослин – є новою ста­ді­єю в розвитку технології для розмноження і збереження біологічного різнома­ніт­тя. За допомогою цих технологій покращення ознак може проходити на рівні індивідуального гену, а окремі гени, що визначають певну ознаку, можуть бути ідентифіковані, по ним може бути проведений відбір, їх можна ізолювати, ввес­ти, виключити або модифікувати в генотипі рослини або в сорті. Внесок біотех­нології в народне господарство полягає в полегшенні традиційних методів се­лек­ції рослин, розробці нових технологій, що дозволяють підвищити ефективність народного господарства. Методами генетичної та клітинної інженерії створені високопродуктивні та стійкі до абіотичних і біотичних факторів навколишнього середовища рослини. Однією із актуальних проблем є можливість оздоровлен­ня рослин від накопичення інфекцій, що особливо важливо для культур, які розмножуються вегетативно.

Викладач ставить студентів і запрошеного викладача у виробничу ситуацію: на сучасному рівні ефективне використання таких біотехноло­гічних методів як культура ізольованих тканин, клітин та органів, клі­тинна селекція та генетична інженерія, які дають можливість в порівняно короткі строки створити та розмножити цінний вихідний високопродук­тивний матеріал.

Викладач підкреслює, що актуальність наукової роботи обумовлена потребою в розробці теорії та сучасних біотехнологій для розмноження і збе­реження біологічного різноманіття та необхідністю їхнього застосування для поліпшення довкілля, зберігання зникаючих та створення нових сільськогос­по­дарських рослин, прискореного мікроклонального розмноження та оздоровлен­ня цінних генотипів, виявлення та оцінювання поліморфізму ДНК, а також особливостей його виникнення, вивчення структури і еволюції генома та гено­фондів, використання у таксономії, систематиці та селекції. Зумовлена обме­жен­ням генетичного різноманіття рослин, негативним впливом навколишнього середовища на структурну організацію геному рослин, внеском мутацій у фор­мування фенотипу рослин та необхідністю створювати нові форми рослин з підвищеною адаптивною здатністю в умовах сучасної екологічної ситуації в Україні. Подібні технології на даний час стрімко розвиваються і потребують детального розроблення.

Викладач наголошує, що метою наукової роботи є розробка методів клітинної селекції та індукованого мутагенезу in vitro для одержання рослин з підвищеною стійкістю до несприятливих факторів навколишнього средовища, новітньої біотехнології прямої in vivo адаптації клонованих in vitro рослин на промислових плантаціях, отримання гранул методом холодного пресування, які рекомендовано для виготовлення чистосортних та купажних преміальних сор­тів пива, методик молекулярно-генетичного аналізу ідентифікації, диференцію­вання та встановлення відмінностей на молекулярному рівні, дослідження ДНК-поліморфізму в межах конкретних родів рослин та молекулярно-генетич­ний аналіз змін структурної організації геному під впливом різних чинників (спонтанні мутації, індуковані мутації та тривале культивування калюсу рослин in vitro).

Робота виконувалася у період з січня 2006 до лютого 2010 рр. в рамках наступних державних тем і проектів:



  • "Вивчення механізмів взаємодії фітовірусів із клітинами та розробка методів діагностики вірозів і отримання безвірусних рослин" (№ держреєстрації 0198U004073);

  • "Наукове обґрунтування та дослідження ефективності біотехнологічних методів для використання в клітинній біології та селекції" (№ держреєстрації 0198U004095);

  • "Розробка технологій мікроклонального розмноження цінних сіль­сько­гос­подарських технічних та декоративних культур біотехнологічними мето­дами та ДНК паспортизації сортів рослин" (№ держреєстрації 0103U005653)

  • "Розробка біотехнологій клонування in vitro та культивування енер­гетичних та садово-паркових культур з застосуванням в альтернативній енер­гетиці і муніципальному озелененні" (№ держреєстрації 0108U001669)

  • "Фізіолого-біохімічні і біотехнологічні дослідження в підвищенні ефек­тив­ності селекції цукрових буряків" (№ державної реєстрації 0104U004555);

  • "Вплив бактеріального стресу на ізоферментний спектр пероксидази пшениці і цукрових буряків" (№ державної реєстрації 0107U010512)

В рамках наукової роботи авторами розроблено біотехнологічні прийоми оздоровлення in vitro перспективних сортів хмелю звичайного, що дозволяє у 4–5 разів прискорити процес одержання безвірусного посадкового матеріалу. Результати досліджень використано для масового виробництва безвірусного посадкового матеріалу сортів хмелю Кумир, Гайдамацький та Національний, закладання маточних і промислових плантацій та прискорення селекційного процесу шляхом застосування соматичного ембріогенезу та сомаклональної мінливості в культурі in vitro.

Вперше в Україні нами проведено гранулювання хмелю на мініграну­ляторі ЕСО-ВІО 100 (Національний університет біоресурсів і природоко­рис­тування України), що дозволяє отримувати високоякісні хмельові гра­нули за мінімальних витрат енергоресурсів із продуктивністю виробництва гранул 100 кг/год. Втрати цінних компонентів хмелю при грануляції згідно біохімічного аналізу, проведеного в Україні і підтвердженого в Німеччині (Центр хмелярства Інституту рослинництва та захисту рослин м. Хулл, Німеччина), являються мінімальними і повністю відповідають технології виробництва пива.

Важливе значення у даній науковій роботі отримали розроблені методики експериментального мутагенезу і клітинної селекції в біотехнології рослинних клітин для одержання стійких до несприятливих факторів навколишнього сере­довища рослин, оскільки останнім часом стан посівів в Україні суттєво погір­шу­ється внаслідок несприятливої дії на них викидів автотранспорту, важких мета­лів, засолення, високих температур повітря, хвороб та шкідників. Запропоновані методики та технології дозволяють вирішити таку важливу задачу, як оптиміза­ція умов вирощування рослин (на прикладі цукрових буряків) в умовах впливу критичних факторів середовища та підбір посадкового матеріалу, генетично стійкого до біотичних і абіотичних факторів урбанізованого середовища.

В рамках даної наукової роботи отримані результати аналізу структурної організації геному вищих рослин за допомогою молекулярно генетичних ме­тодів. Розроблена методика диференціації ліній Аrabidopsis thaliana L., отрима­них в результаті експериментального мутагенезу, що ефективно розширює генетичне різноманіття та стосується суттєвих змін спадкового матеріалу.

Було проаналізовано генетичне різноманіття роду Aesculus L. за допомо­гою молекулярно-генетичного аналізу. Встановлено обмеженість генофонду досліджених видів, тому було запропоновано використати тривале культиву­вання калюсних культур in vitro з метою отримання самоклональних варіантів для розширення генетичного різноманіття роду Aesculus L. Була розроблена методика диференціації сомаклональних варіантів для їх розмноження та регенерації з метою збільшення генетичного різноманіття штучних насаджень гіркокаштанів.

У науковій роботі поставлена і розв'язана задача розробки та створення технологій in vitro для розмноження і збереження біологічного різноманіття. При цьому отримані наступні результати:



  1. Модифіковано класичну схему отримання безвірусного садивного матеріалу, запропоновано технологічні операції з урахуванням матеріально-технічного забезпечення хмелярських господарств та подальшого розвитку галузі. Розроблену схему клонального мікророзмноження хмелю звичайного апробовано і вдосконалено на перспективних сортах хмелю Кумир, Гайдамаць­кий та Національний. Розроблено біотехнологічні прийоми одержання оздоров­леного рослинного матеріалу хмелю звичайного із використанням термотерапії у поєднанні з методом виділення апікальної меристеми. Вивчено регенераційну здатність різних типів меристем апекса та ефективність їх використання при елімінації вірусів хмелю звичайного. Показано залежність регенераційної ак­тивності експлантатів рослин хмелю від строків відбору вихідного рослинного матеріалу. З’ясовано, що оптимальним періодом для відбору вегетативних бруньок з надземної частини рослин в агроценозах є період з травня до сере­ди­ни липня місяця. При відборі зимуючих бруньок кореневищ для використання їх в якості первинних експлантатів при введенні в культуру in vitro цей період припадає на квітень місяць.

  2. Результатами дослідів з вивчення морфогенетичного потенціалу тканин та органів хмелю в умовах in vitro доведено доцільність використання, як базового, живильного середовища Мурасіге і Скуга. В процесі оптимізації біотехнологічних прийомів клонального мікророзмноження безвірусного по­сад­кового матеріалу рослин хмелю звичайного підібрано і модифіковано склади живильних середовищ для різних етапів морфогенезу (МС-О (основне), МС-М (морфогенне), МС-К (калюсогенне), МС-Е (ембріогенне), МС-Р (ри­зогенне). Оптимальним співвідношенням регуляторів росту для активізації пазушних меристем та росту мікропагонів є бензиламінопурин у концентрації 1,0 мг/л для експлантатів сорту хмелю Кумир та 1,5 мг/л – Гайдамацький і Національний та гіберелової кислоти у концентрації 1,0 мг/л для трьох сортів.

  3. Досліджено процеси індукції, розвитку та фізіологічні особливості калюсогенезу хмелю звичайного. Вивчено інтенсивність формування калюсу на різних типах експлантатів (міжвузля, листок, стебло) та отримано морфогенний калюс сорту хмелю Гайдамацький із високою регенераційною здатністю. Ци­тологічним аналізом підтверджено гетерогенну структуру неморфогенного ка­люсу та виявлено меристематичні зони в морфогенному калюсі хмелю зви­чай­ного. Отримані нами практичні результати з непрямого морфогенезу хмелю в подальшому можуть бути використані при отриманні трасгенних рослин та вив­ченні морфофізіологічних особливостей калюсної тканини хмелю звичайного.

  4. Встановлено, що адаптацію ефективніше проводити на субстраті суміші торфу з піском у співвідношенні 1:3, на якому можна отримувати до 90% рослин-регенерантів сортів хмелю Кумир та Гайдамацький. Для сорту хмелю Національний вперше розроблено і рекомендовано біотехнологію пря­мої in vivo адаптації, яка включає використання адаптаційних фітоконтейнерів, компосту (суміш торфу, піску і перліту) та проведення прямої посадки на про­мислові хмільники (на глибину фітоконтейнера із формуванням вологоутри­муючої ямки 30 см у діаметрі).

  5. Запропонована технологія прямої закладки хмелеплантацій без стадії маточника немає світових аналогів. Рослини, які висаджені методом прямої адаптації на промислові хмільники, набагато активніше накопичують поживні речовини (полісахариди) кореневою системою, що дозволяє на наступний рік ви­ходити на промислові врожаї. Як показали проведені нами експерименти, сфор­мовані плантації сорту хмелю Національний вже на п’ятий місяць після адаптації формують шишки, врожайність яких становить у середньому 8-10 ц/га. Важливим і досить складним процесом є переробка сировини хмелю зви­чай­ного.

  6. Вперше в Україні нами проведено гранулювання хмелю на мінігра­ну­ляторі ЕСО-ВІО 100 (Національний університет біоресурсів і природо­користування України), що дозволяє отримувати високоякісні хмельові гранули за мінімальних витрат енергоресурсів із продуктивністю виробниц­тва гранул 100 кг/год. Втрати цінних компонентів хмелю при грануляції згід­но біохімічного аналізу, проведеного в Україні і підтвердженого в Ні­меч­чині (Центр хмелярства Інституту рослинництва та захисту рослин
    м. Хулл, Німеччина), являються мінімальними і повністю відповідають тех­нології виробництва пива. Отримані, таким чином, гранули хмелю пройшли пивоварну оцінку на пивоварному заводі «Перша приватна броварня «Для людей – як для себе!» (м. Львів) та в Інституті хмелю (м. Жатець, Чеська Рес­публіка). Отримані результати засвідчили, що надана сировина сорту хмелю Національний є якісним українським хмелем і його можна використовувати для виготовлення преміальних сортів пива. Економічні розрахунки отриманої нами технології клонального мікророзмноження, прямої адаптації та переробки свід­чать про доцільність її використання.

  7. Для одержання стійких форм цукрових буряків до фітопатогенних бак­терій нами запропоновані три схеми селекції. Для визначення частоти ут­во­рення спонтанних резистентних клонів калюси цукрових буряків висаджували в селективні умови без обробки мутагенами (схема селекції 1). З метою індукції мутацій в клітинах цукрових буряків, які б сприяли росту калюсних клітин на селективних середовищах із підвищеною концентрацією прогрітих клітин, що дало б змогу відібрати значну кількість резистентних клітинних ліній в роботі використовували високоефективні мутагени γ-опромінення і N-нітрозо-N-ме­тилсечовина (схема селекції 2 і 3 відповідно). В результаті селекції з 108 ліній досліджуваного матеріалу, одержаного за схемою селекції 1 − 22,3% ліній мали стійкість вище контролю; з 124 ліній, одержаних за схемою 2 – 29,5%;
    з 140 ліній, одержаних за схемою селекції 3 – 43,5%.

  8. Досліджено молекулярно-генетичні особливості мутантних ліній Arabidopsis thaliana (L.) Heynh. на основі RAPD- ПЛР аналізу. Для диферен­ціації певних точкових змін в геномі рослин було використано метод ПЛР, який передбачав використання 17 RAPD-маркерів. Було встановлено зчеплення молекулярних маркерів: OPA-1, OPA-5, OPA-8, OPA-23 з мутацією er-1; OPA-4, OPA-11, OPA-18 з мутацією ap1-1; OPA-10 з комбінацією трьох рецесивних мутантних алелів ap1-1, clv1-1,er-1. Це дає змогу ідентифікувати, диферен­ціювати мутантні лінії та встановити відмінності на молекулярному рівні. На основі аналізу RAPD локусів визначали коефіцієнти генетичної подібності та дистанцій за Неєм та Лі. Коефіцієнт генетичних дистанцій розглядався нами, як міра генетичного різноманіття між досліджуваними генотипами. На основі RAPD аналізу виявлені поліморфні ампліфікони, які вказують на відмінність в організації геному ліній арабідопсису за рецесивними картованими генами er-1, clv1-1,er-1, ap1-1,er-1 та ap1-1,clv1-1,er-1. За результатами розрахунків філо­гене­тичних зв’язків встановлено, що утворюються два кластери, які об’єднують мутантні лінії у порівнянні з вихідною. Розмах коефіцієнту дивергенції стано­вить 0.08 – 0.1. Найбільш генетично подібними є мутантна лінія за рецесивними алелями clv1-1,er-1 та гомозиготний трирецесив за мутантними алелями
    ap1-1,clv1-1,er-1, коефіцієнт генетичної подібності між якими становить 0.9794.

  9. Оцінено генетичне різноманіття роду Aesculus L. на основі результатів RAPD-ПЛР. Через різке погіршення стану рослин виду Aesculus hippocastanum в штучних насадженнях Києва необхідно проводити пошук стійких та толе­рант­них рослин до хвороб та шкідників з високою адаптивною здатністю, високим рівнем генетичного різноманіття. Для цього було проаналізовано 8 ви­дів та гібридів роду Aesculus. За результатами аналізу поліморфних RAPD-ло­кусів у 8 видів і гібридів гіркокаштанів визначали генетичні дистанції за Неєм та Лі Цей показник розглядався нами як міра генетичного різноманіття і знахо­диться для досліджуваних об’єктів у межах 0,0741 – 0,6931, що свідчить про значну генетичну гетерогенність досліджуваного роду. Було встановлено, що найбільш генетично віддаленими серед досліджуваних видів виявилися A. octandra Marsh. і A. pavia L. та A. parviflora Walt. та A. pavia L. Найбільш спорідненими є A. hippocastanum L. та A. glabra Willd. і A. hippocastanum L. та A. glabra Willd., що підтверджує розподіл видів по ареалам походження і роз­повсюдження. Для оцінки генетичної різноманітності 8-ми видів і гібридів роду Aesculus L. були розраховані показники середньої гетерозиготності: рівень середньої гетерозиготності, що спостерігається дорівнював 0,2656, а середньої очікуваної гетерозиготності – 0,3361. Це свідчить про те, що від 26,6% до 33,6% виявлених локусів знаходяться у гетерозиготному стані.

  10. Досліджено геномну мінливість калюсних культур гіркокаштана зви­чайного з використанням молекулярно-генетичних методів. У зв’язку з високим ступенем антропогенного навантаження та пошкодження рослин гіркокаштана звичайного (Aesculus hippocastanum L.) мінуючою міллю його застосування в розбудові ландшафтів обмежене. Тому нині необхідно проводити оздоров­лен­ня, клонування та прискорене розмноження A. hippocastanum L. за допомогою культури in vitro. Одним з головних факторів, що впливають на стабільність геному і призводять до незворотних змін, які можуть накопичуватися в процесі культивування в культурі тканин in vitro, є екзогенні фітогормони та інші компоненти живильних середовищ. Для дослідження впливу на геном
    A. hippocastanum L. розроблених нами біотехнологічних підходів та живильних середовищ і перевірки можливості їх довготривалого використання без шкоди для збереження генофонду використано метод RAPD-ПЛР. Загальний рівень поліморфізму між зразками знаходиться в межах 12%. Серед шести поліморф­них маркерів можна виділити три високополіморфних. У всіх інших випадках синтезу поліморфних фрагментів вони мають коефіцієнт поліморфізму 22 – 40%, що свідчить про середній ступінь поліморфізму. Це може свідчити про наяв­ність змін, які зумовлені природою експлантата та індукуються факторами ізо­льованої культури. Значення генетичних дистанцій за Nei знаходяться в межах
    0 – 0,3747, що свідчить про суттєві зміни генетичного матеріалу в калюсних лініях гіркокаштана звичайного впродовж тривалого культивування in vitro. За результатами RAPD-ПЛР аналізу встановлено наявність феномена спонтанної (сомаклональної) мінливості серед ліній гіркокаштана звичайного одного по­ход­ження внаслідок довготривалого культивування in vitro.

За результатами наукової роботи рекомендовано виробництву біотехно­логію клонального мікро­роз­множення in vitro хмелю звичайного та ефек­тив­ного оздоровлення й одержання генетично однорідного рослинного матеріалу. Розроблену систему з непрямого морфогенезу хмелю звичайного рекомендо­вано використовувати при створенні нових селекційних форм та трансгенних рослин. Розроблено біотехнологію прямої адаптації in vivo оздоровлених рослин і рекомендовано її для закладання хмелеплантацій без стадії маточ­ника, що дозволяє наступного року отримувати промислові врожаї. Запропоновано спосіб гранулювання сировини хмелю на міні­гра­нул­яторі ЕСО-ВІО 100 для отримання високоякісних хмельових гранул з метою використання в пиво­варінні. Запропоновано три схеми селекції для створення нових сортів і гібри­дів рослин, стійких до фітопатогенів та методи боротьби з бактеріальними хворобами рослин у народному господарстві. Проведено оцінку молекулярно-генетичних особливостей мутантних ліній Arabidopsis thaliana (L.) Heynh., генетичного різноманіття роду Aesculus L. за допомогою RAPD-маркерів та аналіз мінливості калюсних ліній гіркокаштану звичайного (Aesculus hippocastanum L.) на основі RAPD-ПЛР аналізу.

Створені авторами технології in vitro впроваджені в Національному уні­верситеті біоресурсів та природокористування України. Використання запропо­нованої біотехнології дозволило сформувати молоді та промислові плантації безвірусного хмелю сорту Національний в Україні протягом 2006–2008 рр. на площі понад 200 га.

Отримані гранули хмелю пройшли пивоварну оцінку на пивоварному заводі «Перша приватна броварня «Для людей – як для себе!» (м. Львів) та в Інституті хмелю (м. Жатець, Чеська Республіка). Отримані результати засвід­чили, що надана сировина сорту хмелю Національний є якісним українським хмелем і його можна використовувати для виготовлення преміальних сортів пива. Розроблені в Національному університеті біоресурсів та природокорис­тування України методики для створення нових сортів і гібридів, зокрема цукрових буряків, дозволяють в експресному режимі одержувати стійкі до фіто­патогенів рослини та боротися з бактеріальними хворобами рослин у народ­ному господарстві. Отримані дані щодо поліморфізму RAPD-ПЛР можуть бути використані у селекційному процесі для класифікації та ідентифікації сортів, підбору відповідних батьківських пар для схрещування з урахуванням їх еко­лого-географічного походження.

Результати наукової роботи пройшли апробацію більше ніж на 60 вітчиз­няних і міжнародних конференціях, а також виставлялися на 3 національних і міжнародних виставках.



Практична цінність наукової роботи "Розробка та застосування техно­логій in vitro для розмноження і збереження біологічного різноманіття" під­тверджується опублікованими матеріалами, актами про впровадження від вітчизняних організацій, подяками і дипломами національних і міжнародних виставок, пивоварною оцінкою якості хмельових гранул, отриманих із сорту хмелю «Національний».

Викладач узагальнює і систематизує матеріал та підводить підсумки дискусії, щодо запитання проблемного характеру, яке було поставлене на початку лекції. Даючи відповідь на нього, викладач звертає увагу на ту об­ставину, що необізнаність людства в результатах генної інженерії, гальмує її розвиток.

Викладач наголошує, що спеціальним завданням цього виду лекції є демонстрація відносин викладачів до об'єкту висловів. Показує особові якос­ті викладача як професіонала в своїй наочній галузі і як педагога яскравіше і глибше, ніж будь-яка інша форма лекції.

Викладач зауважує, що застосування лекції удвох ефективне для фор­му­вання теоретичного мислення, виховання переконань студентів, а також, як і в проблемній лекції , розвивається уміння вести діалог, і як вже наголошувалося, студенти вчаться культурі ведення дискусії.

Викладач робить акцент на темі лекції і відмічає, що оптимізація спирається на методологічне положення про необхідність виділяти го­ло­вну ланку в діяльності. В навчальному процесі без опори на головне, істотне неможливо знайти оптимальний варіант.

Доцільно подати рекомендовану літературу в кінці лекції або на її по­чатку.
Література
1. Балаев А.А. Активные методы обучения. -М., 2006.-320 с.
2. Басова Н.В. Педагогика и практическая психология. -Ростов на Дону, 2000.-411 с.
3. Вербицкий А.А. Активное обучение в высшей школе: контекстный подход. М.: «Высшая школа», 2001.-456 с.
4. Вербицкий А.А. Деловая игра как метод активного обучения // «Совре­менная высшая школа». – 2005. – №3. – С.23-28.
5. Гузеев В.В. Методы и организационные формы обучения. М.: «Народ­ное образование», 2001.-323 с.
6. Матюшкин А.М. Активные проблемы психологии высшей школы. М., 1977.-467 с.

7. Насінництво з основами селекції: Навчальний посібник / М.М.Донець.-К., 2007.-337 с.

8. Педагогика / Под ред. Нойнера Г., Бабанского Ю.К. М., 1984.-459 с.



9. Червоніс М.В., Сурженко І.О. Генетичні та селекційні критерії ефек­тивності трансформації крохмалю в біоетанол у сортів та гібридів зернових культур / Селекційно-генетичний інститут Національного центру насіннє­знав­ства та сортовивчення.- К.,2011.-24 с.
Запитання для самоконтролю:

а) Ключові поняття: методи навчання, оптимізація навчання, прин­цип оптимальності, лекція удвох, проблемна лекція.

б) Тест-задача: „Ви, як викладач спеціальних дисциплін, які оптималь­ні методи порекомендуєте молодому викладачу на лекції з теми „Біотехно­ло­гічні методи і генна інженерія”, за умови середнього рівня знань сту­дентів та високої оснащеності навчального закладу технічними засобами навчання?”

3. 1.4. Вибір засобів навчання з теми „Селекційні оцінки”
Викладач наголошує, що у останні п'ять-десять років, технічні засоби навчання (ТЗН) знаходять широке застосування у всіх видах і формах нав­чання. Розширяється асортимент, методи і способи їх застосування. Нако­пичений досвід їх організації і ефективного застосування на всіх ступенях безперервного навчання впродовж всього життя людини.
1   ...   18   19   20   21   22   23   24   25   ...   37


База даних захищена авторським правом ©lecture.in.ua 2016
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка