Конспект и презентация к уроку общей биологии в 11 классе "Гибридизация цитрусовых"

Образовательные цели:

Способствовать усвоению учащимися основного метода селекции – гибридизации.

Задачи:

1.Способствовать усвоению учащимися родственной (внутривидовой) и отдаленной (межродовой и межвидовой) гибридизации растений семейства рутовые (растений, известных как цитрусовые).

2.Способствовать применению закона гомологических рядов наследственной информации для предсказания появления будущих сортов цитрусовых.

Развивающая цель:

Способствовать формированию и развитию ОУУН.

Задачи:

1.Способствовать формированию и развитию учебно-информационных умений свертывания информации текста и презентации в схему, таблицу.

2. Способствовать формированию и развитию учебно-логических умений: умения обобщать и делать выводы.

3. Способствовать формированию и развитию учебно-организационных  умений: умения организовать свою работу в паре.

4. Способствовать формированию и развитию учебно-коммуникативных умений: умения краткого публичного выступления.

Воспитательная цель:

Способствовать формированию и развитию у школьников культуры покупателя: понимания того, что надпись на ценнике в магазине: «Мандарины» может означать совершенно разные межвидовые гибриды.

 

Ход урока:

Мотивация:

Ребята! Предложите свои ассоциации, связанные с цитрусовыми: Новый год... (мандарины), кислый... (лимон), оранжевый... (апельсин)... 

Эти слова рождаются у нас, как будто сами. И мы даже не задумываемся, покупая фрукты, почему одни апельсины толстокожие, а у других – тонкая кожура, бывают ли апельсины красные, зеленые или желтые, а лимоны – сладкие. Далеко не все люди скажут, что такое помело (ударение на втором слоге), танжело, тангор, лиманж и пр.

Названия отдельных цитрусов весьма разнообразны, и случается так, что под разными именами фигурирует один и тот же вид. Например, помело, помелла, шеддок, шаддок,  помпельмус.    

Сегодня «мандарин» – весьма условное наименование целой группы популярных товаров – танжеринов, клементинов, гибридов – танжело и пр. Эта путаница возникла из-за существования большого количества гибридных форм, полученных от скрещивания мандаринов и ближайших цитрусовых родственников и внешне похожих на мандарины.

Генетические исследования показали, что всему многообразию нынешних цитрусовых дали начало три вида –  мандарин, помело и цитрон.

А вы знаете, что лимон – это тоже гибрид? Обыкновенный лимон Citrus limon, Гибрид, правда, довольно древний. Просто, цитрусовые очень легко скрещиваются и не менее легко мутируют. По поводу лимона есть две версии: первая – гибрид цитрона и лайма (который в свою очередь - мутация цитрона,  впрочем, некоторые источники относят лайм к исходным цитрусовым, как и цитрон, помéло и мандарин); вторая – гибрид апельсина и лайма. Гибридизация случилась очень давно, а вот когда точно и где – неизвестно. Известно только, что когда Марко Поло прибыл к Хубилаю в Китай, лимоны у китайцев уже были. А в 1493 Колумб уже привёз семена лимона на Гаити.

Родина лимонов - это юго-восточная Азия. Из Персии с войсками Александра Македонского этот субтропический плод попал в Грецию, где ему дали название "цитрон" (отсюда цитрусовые).

В I веке новой эры разведением лимонов занимались римляне. Но тогдашние войны прервали распространение этих фруктов в Европе. И только в ХІІІ веке крестоносцы повторно привезли лимоны в Италию.

Из Италии они попали во Францию. При дворе Людовика ХІV возродился древний римский обычай носить с собой лимоны. Больше всего любили их дамы, считая, что кислый сок лимона делает цвет губ ярче.[4]

Лимоны все наверняка видели. А  цитрусовый первопредок цитрон? Из всех цитрусовых цитрон – самый изменчивый. Многообразие форм – просто поражает.

Среди цитрусовых больше всего нам "знакомы"  сладкие  апельсины. Научное название - Цитрус китайский (Citrus sinensis), или апельсин сладкий, настоящий, португальский.

Прижившееся в русском языке название плода «апельсин» происходит от «немецкого» Apfelsine: Apfel - яблоко и China – Китай – «китайское яблоко».

Во многих европейских языках за сладким апельсином закрепилось слово с корнем «оранж», название происходит от арабского слова "наранжи" - золотистый.

Именно апельсинам мы обязаны словом «оранжерея»: изначально оранжерея – постройка, призванная защитить от европейской погоды капризные апельсиновые (оранжевые) деревья. 

Апельсин появился в Европе только в начале XVI века. Принято считать, что первое апельсиновое дерево в эту часть мира привёз в конце XV века Васко да Гама, португальский мореплаватель, первооткрыватель морского пути вокруг Африки в Индию и Южную Азию. Первое дерево было выращено в Лиссабоне, после чего апельсины быстро распространились на Сицилии и Сардинии. На территории Италии, возле города Милиса разместился огромный апельсиновый лес, где растет около 500 тысяч деревьев.

Интересно, что под Санкт-Петербургом был город, который назывался "Апельсиновое дерево". В 1714 году Меньшиков построил в этих краях дворец с большими оранжереями, где разводили апельсины, и назвал его Ораниенбаум. В 1780 году Екатерина ІІ присвоила городу герб, на котором было оранжевое дерево.

Возделывается сейчас апельсин в субтропиках обоих полушарий, его плантации занимают гораздо большие площади, чем все прочие цитрусовые.

Португалия, Греция, Испания, Италия, Франция и Израиль — шестёрка основных поставщиков апельсинов на европейский рынок.

Мандарины... в подарок Наполеону

Мандарины появились в Европе только в начале ХІХ века. Первые два дерева действительно были привезены из Индокитая в подарок Наполеону  и были посажены одно в Париже, другое - в Мальмезони - любимом дворце императрицы Жозефины.

Мандарины - высоковитаминные плоды. Они содержат большое количество витамина С (38-40 мг/100 г продукта), ретинол. Эти фрукты отличаются от других цитрусовых высоким содержанием бета-каротина, который подавляет образование раковых клеток. Прекрасный вкус мандаринам придают сахара (до 10%), органические кислоты и эфирные масла.

Мандарины полезны ослабленным детям, для выздоровления после тяжелых заболеваний. Они способствуют нормализации работы желудочно-кишечного тракта, моторики кишечника.[2]

Родиной растений семейства Рутовые (Rutaceae) является Индия, Южный Китай и Восточная Азия. Н.И.Вавилов установил, что Китай - родина померанцевых, апельсина. Культурные растения Японии в основном позаимствованы из Китая. Особенно знаменита Япония селекцией цитрусовых (мандаринов и апельсинов), построенной на генетических основах, на использовании точковых мутаций и рекомбинаций. 

Штат Ассам в верхнем течении Брахмапутры (Индия) – один из основных очагов происхождения и широкой культуры  апельсина и лимона.

Сегодня, используя закон гомологических рядов Н.И.Вавилова,  мы попробуем предсказать, что ждет цитрусоводов в будущем.

Обработка обширного материала  позволила Н. И. Вавилову в 1920 г. сформулировать Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости, доложенный им на Третьем Всероссийском съезде селекционеров, проходившем в Саратове. Закон  был воспринят слушателями как крупнейшее событие в мировой биологической науке, которое открывает самые широкие горизонты для практики. Делегаты съезда устроили ему овацию. Участник съезда профессор В.Р.Заленский при этом воскликнул: »Это биологи приветствуют своего Менделеева!» Изучив множество видов и сортов растений, Вавилов впервые установил закономерность в хаосе изменчивости растительного царства. Все его разнообразие он систематизировал в виде таблицы (Действительно напоминающей менделеевскую), с помощью которой смог предсказать существование форм, еще не обнаруженных наукой. Селекционеры могли уже не вслепую, как было раньше, а целенаправленно вести селекционную работу. Это действительно был переворот в генетике, селекции, биологии.

Сегодня закон Вавилова принадлежит к наиболее фундаментальным открытиям естествознания. Он действует уже не только применительно к миру растений — гомологические ряды найдены в царстве животных, в т.ч. у человека, микроорганизмов.

Дома вы познакомились более подробно с некоторыми цитрусовыми в статье «Золотые яблоки из садов дочерей Ночи», составили схему «Семейство рутовые».

(Самопроверка составленной схемы).

Золотые яблоки из садов дочерей Ночи

Любимые нами апельсины, мандарины, лимоны и другие цитрусовые растения относятся к ботаническому семейству Рутовые. Цитрусовые - это обычно небольшие вечнозеленые деревья, иногда кустарники, часто с колючками в пазухах листьев. Цветки у них довольно крупные, очень ароматные, одиночные или в щитковидных малоцветковых соцветиях. Уникален плод рутовых – гесперидий (померанец). Согласно греческой мифологии одиннадцатый подвиг Геракла состоял в том, что он должен был доставить в Грецию золотые яблоки из заморских садов дочерей Ночи - Гесперид.

Похожие на золотые яблоки древнегреческих мифов плоды цитрусовых получили научное название «гесперидиум» (hesperidium) в честь Гесперид, дочерей Атланта, — нимф, живущих на краю мира у берегов реки Океан и охраняющих яблоки вечной молодости.
Впоследствии предположили, что этими драгоценными плодами были апельсины...

Гесперидий представляет собой особую разновидность ягодообразного плода. Для него характерна довольно толстая кожура, состоящая из двух слоев. Наружный, окрашенный, спой, содержащий многочисленные железки с эфирным маслом, называется флаведо (от лат. желтый). Внутренний слой — альбедо (от лат. - белый) - представлен белой тканью. У зрелых плодов апельсина и мандарина альбедо рыхлое, поэтому мякоть легко отделяется от кожуры. Мякоть плода состоит из множества веретеновидных, заполненных соком волосков, называемых соковыми мешочками. При созревании мякоть у некоторых цитрусовых может быть легко разделена на отдельные сегменты — гнездо плода. В каждом гнезде бывает 1 —2 семени.

Представители самого распространенного среди цитрусовых рода Цитрус в диком виде неизвестны. Все существующие на сегодняшний  день виды возникли в результате многовековой селекции исходных дикорастущих форм. Родиной культурных цитрусовых считают индо-малайскую флористическую область, прежде всего южные склоны Гималаев (особенно индийский штат Ассам), а также Южный Китай и Индокитай. Известный японский цитролог Т. Танако считает, что некоторые виды, например лимон и лайм, и ныне встречаются в Индии в диком виде. Из Южной и Юго-Восточной Азии цитрусовые вначале попали в Западную и Юго-Западную Азию, затем в Средиземноморье и уже значительно позже - в Америку и Австралию.

Большинство видов цитрусовых было введено в культуру очень давно. Сведения о разнообразных сортах апельсинов и мандаринов в Китае и Японии насчитывают свыше тысячи лет. В странах Средиземноморья первой цитрусовой культурой оказался цитрон. Он был доставлен в Европу во время походов Александра Македонского в Азию. Много веков спустя после цитрона в Европу попали лимон и “горький апельсин” — померанец. Они были завезены арабами и начали культивироваться здесь с ХI-ХII вв. Со сладким же апельсином европейцы познакомились только в ХУ в. Вероятно, его привез из своих путешествий Васко Да Гама.

Апельсины имели в Европе такой успех, что для их выращивания в Голландии, Франции и других странах начали строить специальные стеклянные отапливаемые помещения - оранжереи (от франц.  — апельсиновая плантация). Русское название апельсин происходит от немецкого Арfelsine, что означает “китайское яблоко”. В ХУ-ХУI вв. испанские и португальские колонизаторы завезли апельсины, лимоны и другие цитрусовые в Центральную и Южную Америку и Западную Африку. В результате эти растения стали одними из ведущих плодовых культур в большинстве тропических и субтропических районов мира.

Сладкий апельсин - наиболее значимый вид среди цитрусовых культур. Произошел, вероятно, из Юго-Восточной Азии. Плоды шаровидные, число долек 9- 1 3. В плодах содержатся - лимонная кислота, сахара, каротин, витамины С и Р. Наиболее подходящие условия для произрастания апельсинов складываются в районах с субтропическим климатом. Лучшие по качеству плоды производят в странах Средиземноморья и в Калифорнии. У нас в продаже нередки очень вкусные марокканские апельсины.

Различают несколько групп сортов апельсинов. Обыкновенные апельсины имеют разный размер, они многосемянные, С желтой мякотью, кисло-сладкие на вкус. Деревья очень урожайны. У сортов пупочных апельсинов наблюдается некая аномалия гесперидия: геницей образует два этажа плодолистиков, и в результате внутри большого плода на верхушке развивается  второй, рудиментарный, который виден через небольшое отверстие (пупок) в кожуре большого плода. Пупочные апельсины слаще обыкновенных. В палестинской провинции Яффа выращивают так называемые яффские апельсины. Плоды их ярко-оранжевые, очень крупные, с бугорчатой кожурой. Альбедо очень толстое, рыхлое, кожура легко отделяется от мякоти. Несмотря на большой размер самого плода, объем мякоти невелик, но она очень вкусная и сочная. Имеются также многочисленные гибриды апельсина с мандарином, лаймом и другими культурами.

Мандарин отличается тем, что кожура на его плодах очень легко отделяется от мякоти. У группы пухлых мандаринов она отделена от мякоти воздушным слоем и почти не касается ее. Мандарин - самая распространенная культура цитрусовых в тропической Азии, Китае и Японии. Эти растения отличаются значительным полиморфизмом, и группы их сортов описывались некоторыми авторами как самостоятельные виды. Японские мандарины, например, относятся к группе сортов Сатсума, они очень выносливы и холодоустойчивы. Собственно, мандаринами называют сорта с желтой или светло-оранжевой окраской кожуры и мякоти. Интенсивно-оранжевые или почти красные очень сладкие мандарины с тонкой кожурой называются танжеринами. Возможно, вы встречали их в продаже под названием клементин (сорт танжеринов, происходящий из Алжира). Существует еще группа кислых мандаринов, родиной которых является Китай. В СНГ выращивают в основном мандарины из группы Уншиу. Они наиболее устойчивы к холоду и могут возделываться в районах, где зимой бывают морозы.

Цветет мандарин один раз в год, срок созревания плодов 6—10 месяцев. В тропиках нередки случаи нерегулярного цветения - 2- З раза в год.

Многочисленны гибриды мандарина, некоторые из них имеют важное промышленное значение, например танжело — гибрид мандарина с грейпфрутом, по вкусу напоминающий апельсин, или тангор - гибрид мандарина с апельсином.

Грейпфрут впервые описан на о. Барбадос в 1750 г., а позднее, в 1 814 г.- на Ямайке. В начале ХIХ в. интродуцирован во Флориду (США). Грейпфрут широко культивируют в США, а также в Марокко, Испании, Алжире и на Кипре. В нашу страну часто привозят израильские грейпфруты (с наклейкой “Яффа”). Происхождение грейпфрута не выяснено. Одни исследователи считают, что это гибрид сладкого апельсина и шеддока, возникший спонтанно уже в Новом Свете, другие считают его почковой мутацией шеддока. Однако воспроизвести грейпфрут искусственным путем пока еще никто не смог.

Плоды грейпфрута крупные (диаметром 10-15 см), кожура желтая или зеленовато-желтая, довольно толстая. Мякоть очень сочная. Вкус кисло-сладкий с характерной горечью. Горечь объясняется наличием нарингина — биологически активного вещества, которое укрепляет стенки кровеносных сосудов, улучшает пищеварение, повышает аппетит и общий тонус организма человека. По горечи нарингин превосходит даже хинин: в водных растворах он обнаруживается уже в концентрации 1:50 000. Характерной особенностью плодоношения грейпфрута являются грозди плодов, за что он и получил свое название (от англ.  - гроздь винограда). В соцветии лишь один цветок дает зрелый плод, однако соцветия размещаются на ветке настолько близко друг к другу, что создается впечатление, что плоды образуются на одном соцветии. Цветет грейпфрут обычно один раз в год. Длительность созревания плодов 9—1 2 месяцев.

Помпельмус, или шеддок  - широко распространенная культура в странах Юго-Восточной Азии. Лучшие плоды получают в Тайланде, но оттуда он почти не вывозится, т.к. не пользуется популярностью в других странах и не возделывается в промышленных масштабах. Шедлок очень похож на грейпфрут, но его плоды значительно крупнее - массой до 2-3 кг. Форма плодов округлая или грушевидная, кожура толстая, желтая или зеленоватая. Мякоть от зеленовато розовой, с характерным ароматом и винным кисло-сладким вкусом, слегка горчит. В Юго-Восточной шеддок является одной из главных цитрусовых культур. Цветет один раз в год, плоды созревают через 5-7 месяцев.

Кинкан, кумкват, или карликовый мандарин - карликовое вечнозеленое деревце. Происходит из Юго-Восточного Китая, где известен только в культуре. Плоды мелкие, шаровидные, яйцевидные или овальные, длиной 3—4,5 см, золотисто-желтые или ярко-оранжевые, с гладкой душистой и сладкой кожурой, которую употребляют в пищу вместе с мякотью.

Вышеперечисленные растения относят к сладким цитрусовым. Кроме них существует еще группа кислых цитрусовых, в которую входят лимон, лайм, горький апельсин и цитрон.

Лимон. Родина лимона – Юго-Восточная Азия. В начале нашего тысячелетия был интродуцирован в Средиземноморье, завезли его также в страны Африки и Америки. Лучше всего лимон растет в условиях субтропического климата, больше всего этих плодов на внешний рынок поставляет Италия (о. Сицилия). Плоды лимонов сильно варьируют по форме, размеру, цвету, толщине кожуры, сочности, вкусу и аромату. В лимоне ценится не только мякоть, но и кожура, специфический лимонный запах которой обусловлен наличием эфирных масел. Качество лимонов определяется тонкостью и ароматом кожуры, высокой кислотностью и отсутствием горечи. Литр лимонного сока содержит до 1 г витамина С. Уже в начале ХУIII в. его использовали как средство от цинги. Мореплаватели брали плоды лимона в кругосветные путешествия, в английском флоте в 1795 г. был введен обязательный ежедневный прием моряками 30 г лимонного сока. Засахаренная кожура плодов используется как источник витамина Р.

Цветение лимона почти ремонтантное. Плоды, созревающие в разные сезоны, различаются по внешнему виду и химическому составу. Храниться они могут в течение 6-8 месяцев после сбора. С другими видами лимон скрещивается нелегко, но известны его гибриды с апельсином (лимонанжи), лаймом (лимонаймы), мандарином (лимандарины — к ним относятся китайские красный и белый лимоны). Существует комнатная культура лимонов. Она возникла сто с лишним лет назад. В России первые лимоны в кадочной комнатной культуре были выращены жителями села Павлово на Оке, неподалеку от Нижнего Новгорода.

Лайм - основной кислый цитрус тропиков. Он наименее устойчив к перепадам температур и хорошо растет только в условиях влажного тропического климата.

Родиной лайма является полуостров Малакка, а промышленная культура этого растения возникла на Малых Антильских островах. В целом лайм очень похож на лимон, но плоды его мельче, а аромат уступает аромату лимона. Цветение и созревание плодов происходит в течение всего года.

Померанец, кислый, или горький апепьсин  - происходит из Юго – Восточной Азии. В Средиземноморье был завезен арабами за пять столетий до интродукции сладкого апельсина — в ХI в.

Плоды кислого апельсина в свежем виде не употребляются, но используются для приготовления мармелада, приправ, ликеров. Из цветков получают масло нероли для духов. Померанец разводят во многих странах, часто в качестве подвоя для других цитрусовых культур.

Апельсин-бергамот  иногда рассматривают как разновидность кислого апельсина, а иногда выделяют в отдельный вид. Разводят его как эфиромасличную культуру. Из кожуры плодов, а также из цветков и листьев получают бергамотовое масло, используемое в парфюмерии. Именно на его основе в итальянском городе Колоне впервые был изготовлен одеколон. Бергамот выращивают почти исключительно в Италии, в провинции Калабрия.

Из всех цитрусовых самые крупные, до З кг, плоды имеет цитрон . Родина его

Индия или Китай, но еще за несколько тысяч лет до нашей эры цитрон культивировался в долинах рек Тигр и Евфрат, куда, по-видимому, был завезен армией Александра Македонского. Плод цитрона внешне похож на лимон. Кожура плода гладкая или сильно бугристая, толщиной 3—5 см. Вкус кислый или сладковатый, кожура используется для изготовления цукатов. [1]

Составленная схема должна выглядеть следующим образом:

[Подпись: Виды и гибриды цитрусовых]

На примере схемы «Виды и гибриды цитрусовых» мы познакомились с разветвленной схемой, её можно назвать «родословное древо».

Для ранжирования систематических категорий подходит другая схема – «матрёшка».

 

Заполним её:

Продолжим знакомство с цитрусовыми с помощью презентации «Гибридизация цитрусовых»,  составляя краткие схемы – «трилистники»:

До культивирования человеком род Цитрус состоял из трех видов:

* Citrus maxima — Помело (пуммела, шеддок), Малайский архипелаг

* Citrus medica — Цитрон, Индия

* Citrus reticulata — Мандарин, Китай

Позже появились в роде цитрус гибриды:

грейпфрут (апельсин Х помело);

апельсин (мандарин Х помело),

лимон  (цитрон или апельсин Х лайм).

Так как цитрусовые легко скрещиваются между собой, иногда человеку надо было только воспользоваться возникшими в природе естественными гибридами и ввести их в свою селекцию.

Углифрут (Ugli).

В 1917 году некто Дж. Дж. Р. Шарп, владелец Trout Hall Ltd. (ныне  Cabel Hall Citrus Ltd.), Ямайка, нашёл на пастбище растение, опознав его как вероятный гибрид танжерина и грейпфрута, он взял от него черенок, привил на кислый апельсин и продолжил повторно прививать потомство, выбирая плоды с наименьшим количеством семян. В 1934 г. он впервые дал стране столько углифрута, что смог даже начать экспорт в Англию и Канаду. К слову, хоть углифрут и выращивают в кадках на подоконниках даже в России, на самом деле Ugli – не только сорт танжело, но и торговая марка компании  Cabel Hall Citrus Ltd.

Ортаник (Ortanique) – тоже вероятно естественный тангор. Его тоже нашли на Ямайке, но уже в 1920. Поскольку рядом росли танжериновые и апельсиновые деревья, решили, что это их гибрид. Название собрали с миру по нитке – or(ange) + tan(gerine) + (un)ique. Другие его названия – тамбор, мандор, мандора. В России он известен под последним из них. Под этим же названием у нас иногда продают и другие тангоры.

Естественный тангор Востока – танкан. Эта культура с незапамятных времен культивируется на юге Китая, на острове Формоза (Тайвань) и в японской префектуре Кагошима. Дерево, на котором растет танкан, неотличимо от мандаринового, однако плоды говорят, что это гибрид танжерина с апельсином. [2]

Примеры схем – трилистников:

Обобщенная схема «паутинка» по презентации «Гибридизация цитрусовых» выглядит так:

Некоторые «взаимопревращения» цитрусовых

В биологии основной язык – латынь. Латинские названия могут о многом рассказать, например, о родственных связях в семействе рутовых. Поработаем с таблицей «Названия гибридов цитрусовых».

Мы видим множество гибридов гибридов: цитранж (гибрид трифолиаты и апельсина) является «родителем» цитранжедина (гибрид цитранжа и каламондина (гибрид мандарина и кумквата), цитранжело (гибрид цитранжа и грейпфрута (гибрид помело и апельсина) и т.д.

Примечания:

1. Сокращения обозначают: C. - Citrus;  M. - Microcitrus; F.- Fortunella

2. Старые названия изменились на новые: Citrus trifoliata  на  Poncirus trifoliata, Citrus bigaradia на Citrus aurantium

3. Citrus paradisi - это грейпфрут, известный в некоторых языках под названием  "pomelo",       не путать с "pummelo" - Citrus maxima.

4. 'Bintangor' -  это место в Малайзии, где данный гибрид был  найден. 


Просмотров: 729 | Загрузок: 175
Автор: Жукова Н.Н.
Теги: гибридизация
Предмет: Биология


Похожие образовательные материалы:
Всего комментариев: 0
avatar