Селекция микроорганизмов. Методы и значение селекции в биологии
Содержание:
Бактерии, актиномицеты, микоплазмы, простейшие и одноклеточные эукариоты – это микроорганизмы, которые человек сумел применить в промышленном производстве, сельскохозяйственной деятельности, медицине.
Насчитывается примерно 100 тыс. видов микроорганизмов и около сотни из них активно используются людьми. В конце прошлого столетия особенно активно стали заниматься изучением генома микроорганизмов и разработали ряд методов управления биохимическими процессами.
Для эффективного производства необходимы такие качества микроорганизмов как:
- Быстрый рост;
- недорогие условия для размножения и жизнедеятельности бактерий;
- недопустимость заражения людей мутированными микроорганизмами.
Основная задача селекционеров выводить новые штаммы, с точно установленными хаpaктеристиками и способствовать их внедрению в производство.
Биотехнология — наука, изучающая применение живых организмов и их биологических свойств, для выработки новых, полезных веществ используемых человеком. Бактерии, простейшие, грибы, клетки растений и животных являются основными объектами изучения биотехнологии.
Чем селекция микроорганизмов отличается от селекции растений и животных?
- Для работы есть обилие исходного материала — за короткий промежуток времени на питательной среде вырастают миллионы колоний бактерий;
- мутационные изменения можно увидеть уже в первом поколении, так как набор хромосом клеток простейших одинарный, что делает селекцию эффективней;
- структура генома бактерий проще, чем у растительных и животных клеток. Поэтому не так трудно отрегулировать действие генов друг на друга.
Учитывая хаpaктеристики и особенности селекции микроорганизмов, были разработаны особые методы их исследований. Селекционеры используют такие методы селекции: генетическую инженерию, искусственный мутагенез и отбор.
Методы селекции микроорганизмов
Генетическая инженерия
Генетическая инженерия — метод, который дает возможность внедрять необходимый наследственный материал, полученный из клетки одного организма, в геном другого. Образованные таким путем микроорганизмы называются трaнcформированными.
В генной инженерии чаще всего используется Escherichia coli, бактерия, обитающая в кишечном тpaкте человека. Благодаря ей продуцируется гормон роста — соматотропин, инсулин, который прежде можно было получить только из клеток поджелудочных желез домашних животных, интерферон, используемый для лечения вирусных заболеваний.
Процесс получения трaнcформированных микроорганизмов делится на ряд последовательных стадий.
Стадии получения трaнcформированных микроорганизмов
Поиск нужных генов и вырезание их из генома. Это возможно благодаря действию специфичных ферментов — рестриктаз.
Образование субстрата — особой конструкции, в ее составе необходимая закодированная хаpaктеристика будет встроена в геном другой клетки. Для формирования субстрата используют двухцепочечные кольцевые молекулы (плазмиды).
Ген встраивают в плазмиду под действием ферментов, которые осуществляют лигирование – соединение двух молекул. Генетическая конструкция состоит из определенных частей — это промотор, терминатор, ген-оператор и ген-регулятор, которые нужны для контроля генов. В структуре новообразованной конструкции находятся также маркерные гены, которые обеспечивают проявление новых хаpaктеристик, отличающих ее от первичных клеток.
Tрaнcформация — введение новой генетической информации в геном микроорганизма.
Скрининг — сортировка бактерий, выбор организмов с успешно внедренными хаpaктеристиками.
Дальнейшее размножение полученных бактерий.
Искусственный мутагенез
Для получения желаемых мутаций на микроорганизмы воздействуют рентгеновскими лучами, ультрафиолетом, химическими соединениями, что повышает скорость мутирования и его эффективность.
Искусственный отбор
Проводят отбор штаммов с высокой синтезирующей активностью.
Перед отбором производительных штаммов, селекционер длительное время работает с первоначальным геномом клеток. Используются разные методы перестройки генома: конъюгация, трaнcдукция, трaнcформация.
Конъюгация – перенос части генетического материала при непосредственном контакте двух бактериальных клеток, дала возможность создать штамм, который может утилизировать углеводороды нефти.
Амплификация — умножение числа копий необходимого гена. Благодаря амплификации многократно удалось повысить синтез антибиотиков.
Стимуляция мутаций — необходимый этап в селекции. Изменения генома микроорганизмов возникают не так часто как в клетках растений и животных. Но возможность выделения этой мутации у бактерий гораздо выше, чем у других организмов, потому что получить миллиарды колоний микроорганизмов можно легко и быстро.
Отбор по производительности (например, бактерий синтезирующих антибиотики) происходит по степени влияния трaнcформированного штамма бактерии на рост и размножение болезнетворного микроорганизма. Их селят на питательную среду и определяют активность штамма по диаметру очага, где рост патологических бактерий замедлен или отсутствует. Для дальнейшей работы используют самые продуктивные виды бактерий.
Так традиционные методы селекции микроорганизмов (мутагенез и искусственный отбор) дали возможность при селекции грибов Penicillium, ускорить синтез антибиотика пенициллина в тысячи раз соотносительно с первоначальным штаммом.
Значение и роль в биологии селекции микроорганизмов
Широко применяются в медицинской промышленности для изготовления лекарственных средств – антибиотиков, незаменимых при лечении бактериальных заболеваний. Необходимы для синтеза ферментов, витаминов, аминокислот.
Для производства продуктов питания применяются дрожжевые грибки, с помощью селекции выделяют виды, которые наиболее быстро вызывают брожение теста и повышают качество продукции.
Примером селекции микроорганизмов также служит использование новых штаммов для изготовления молочнокислых продуктов, виноделия.
В сельском хозяйстве для получения силоса или для защиты растений также используют трaнcформированные микроорганизмы.
Комментарии:
Автором предложена разработка сценария празднования Дня птиц «Здравствуйте, птицы!» и форма проведения мероприятия: конкурсно-игровая. В сценарий включены произведения знаменитых поэтов и писателя. Предложено музыкальное оформление праздника, использование современных технических средств: компьютера, проектора....
18 04 2026 8:34:10
Под самостоятельной учебной деятельностью понимается любая организованная деятельность учащихся, направленная на выполнение поставленной дидактической задачи. Самостоятельная работа вынуждает, а потом приучает ученика искать ответ на вопрос, читать дополнительную литературу, давать объяснение и толкование явлениям природы, выдвигать гипотезы, т.е. в конечном итоге добывать знания....
17 04 2026 20:24:22
Опыт работы учителя-предметника по проведению в техническом лицее г. Алматы работы по внедрению проектного метода обучения по биологии и знакомство с некоторыми результатами этой работы. ...
16 04 2026 13:50:55
На уроке учащиеся знакомятся со строением цветка, многообразием строения цветов, их значением в жизни растений. Расширяются знания обучающихся о разнообразии цветковых растений....
15 04 2026 7:56:12
Интегрированное занятие по биологии и ЛФК формирует общие представления о жизненной емкости легких и факторах, влияющих на ее формирование. В качестве рефлексии учащимся предлагаются логические тесты на установление причинно-следственных связей (тесты составлены одним из учеников). На занятии предусмотрена пpaктическая часть, индивидуальная работа, в парах и группах....
14 04 2026 3:22:22
Задания для самостоятельной работы учащихся отpaбатывают знание основных фактов, понятий, терминов, закономерностей; обобщают и систематизируют изученное по теме «Система растений и животных ‒ отображение эволюции»....
13 04 2026 18:55:20
Основная задача урока – показать различные приспособления животных к температуре как к экологическому фактору, а также научить отличать холоднокровных и теплокровных животных. В ходе урока у учащихся развиваются познавательные интересы и логическое мышление, формируется правильное отношение к природе.
...
12 04 2026 4:31:54
Данный урок разработан в соответствии с тематическим планированием и прохождением программы по биологии в 7-м классе. Изучение нового материала – это не просто знакомство с новой темой, но и создание элемента новизны, интереса, загадки. Основной ход урока включает элементы игры-расследования суперагентов.
...
11 04 2026 4:54:43
Представлен конспект урока биологии в 8-м классе. Применение новых информационных технологий позволяет включать в работу разные сенсорные системы учащихся, для аудиалов будет интересным звуковое сопровождение видеофрагментов и флэш-клипов; для визуалов - крупные качественные цветные иллюстрации (вместо старых и тусклых таблиц на бумажной основе); полем деятельности для кинестетиков являются все возможные интеpaктивные средства флэш-клипов и, безусловно, возможности смарт-доски....
10 04 2026 5:45:30
Применение компьютера в обучении позволяет управлять познавательной деятельностью школьников. В этом случае обучение строят в рамках личностно-ориентированной модели, учитывающей индивидуальные темпы усвоения знаний и умений, уровень сложности, интересы и пр.
Совместимость компьютерных технологий с традиционными средствами и формами обучения — один из важных методических принципов их применения. При планировании уроков необходимо найти оптимальное сочетание обучающих программ с другими (традиционными) средствами обучения.
Применение ИКТ на уроках требует и от педагога особой профессиональной подготовки....
09 04 2026 8:33:54
Изучение фотосинтеза занимает важное место в курсе изучения ботаники. Предложенные схемы помогут учащимся усвоить суть процесса фотосинтеза и осознанно применять знания для объяснения значения фотосинтеза для жизни на Земле....
08 04 2026 14:43:42
Цель урока: провести обобщение и систематизацию изученного материала по теме "Кровь и кровообращение"; воспитывать бережное отношение к своему здоровью и здоровью окружающих....
07 04 2026 18:20:57
Экология не является лабораторной наукой. Это наука, в которой важнейшее место занимают наблюдения и эксперименты в природе. Нет придела человеческому любопытству и научным изысканиям, следовательно, можно разработать для учащихся огромное количество проектов, которые будут для них познавательны и интересны....
06 04 2026 21:21:50
Проблемно-поисковый урок, цель: выявлять эволюционные закономерности на основе анализа геохронологической таблицы; учить анализировать материал темы (сравнить и сопоставить ароморфозы растительных и животных), выдвинуть научную гипотезу и объяснить. На основе хаpaктеристики особенностей климата в мезозое учащийся должен распознавать ароморфозы растений и животных, а также ориентироваться в эволюционных связях изменения животного и растительного мира мезозойской и палеозойской эры....
05 04 2026 12:16:39
Урок, на котором происходит общее знакомство учащихся с особенностями внешнего строения, приспособления насекомых для жизни в определенной среде обитания, многообразием, значением в природе и жизни человека. На уроке проводится лабораторная работа.
...
04 04 2026 14:23:33
Урок направлен на изучение особенностей строения нервной системы у разных групп животных и на формирование представления об эволюционном изменении нервной системы. Изучение нервной системы животных сопровождается презентацией и демонстрацией ЦОР....
03 04 2026 22:51:27
Урок в 9-м классе знакомит учащихся с историей открытия и изучения клетки, основными положениями клеточной теории и методами изучения клетки....
02 04 2026 20:13:51
![]("/img/contest-medal-icon.png" "\"Лауреат\""){kind=icon}
Занятие формирует понятие об особенностях строения и жизнедеятельности змей, многообразии и значении их в природе и жизни человека....
01 04 2026 21:46:17
Изучая данную тему, обучающиеся узнают об особенностях пластического и энергетического обмена в клетке, однако изучению условий протекания данных процессов уделяется недостаточное внимание. Данный урок позволяет ученикам на пpaктике познакомиться с некоторыми условиями, необходимыми для протекания обмена веществ в клетке....
31 03 2026 3:27:23
Данная разработка урока может быть использована при изучении лишайников в 5-м классе и на факультативных занятиях. Инструктивная карточка позволяет ребятам самостоятельно добывать знания о лишайниках, использовать эти знания в пpaктической деятельности. Особенно уделить внимание на экологическую сторону произрастания этих объектов в живой природе....
30 03 2026 15:27:44
Цель урока - расширить знания о науке биология путем различных игр. С помощью игры учащиеся развивают умение отвечать на нестандартные вопросы, учатся принимать правильные решения в различных ситуациях, у них воспитывается бережное отношение к окружающей среде.
...
29 03 2026 17:15:16
На уроке биологии в 7-м классе объясняются особенности размножения и развития земноводных, устанавливается происхождение земноводных от древних кистеперых рыб....
28 03 2026 5:21:32
Скаты – одни из древнейших рыб. Среда обитания – пресные и соленые воды. Скаты встречаются по всей планете: в тропических районах, субтропических, а также у берегов Антарктиды....
27 03 2026 21:39:26
Представлен урок в игровой форме: разгадывание загадок и кроссворда о камчатских лекарственных и редких растениях с использованием музыки, танца, стихов, пословиц, изображений растений....
26 03 2026 16:58:31
Данный урок является повторительно-обобщающим и может быть полезен учителям, работающим по УМК линии Н.И. Сонина. На уроке применяются различные игры, позволяющие включить в учебную деятельность всех обучающихся и проверить уровень знаний по ранее изученным темам. Широко используются литературные произведения, которые рассматриваются с биологической точки зрения....
25 03 2026 20:57:14
Урок проводится с целью дать учащимся представление о генетике; познакомить их с историей открытия законов генетики; объяснить понятия «наследственность», «изменчивость», принципы решения генетических задач; применить теоретические знания на пpaктике при решении задач; сформулировать законы Г.Менделя. ...
24 03 2026 19:27:10
Групповые задания взяты из учебной литературы, материалов периодической печати (журналов по биологии). Руководители групп и их состав подбираются по принципу объединения школьников разного уровня обученности, информированности по данному предмету, совместимости учащихся, что позволяет им взаимно дополнять и обогащать друг друга. Эта форма позволяет реализовать основные условия коллективности: осознание общей цели, целесообразное распределение обязанностей, взаимную зависимость и контроль....
23 03 2026 12:29:37
Вашему вниманию предлагается развивающая игра по биологии "Брейн-ринг". Подобные игру способствуют лучшему запоминанию материала учениками и заинтересованности в предмете.
...
22 03 2026 8:54:58
Урок биологии разработан для 7-го класса с применением основ гуманной педагогики. Тип урока – изучение и первичное закрепление знаний. На уроке создаются условия для развития у учащихся положительной мотивации к обучению биологии. Целью данного урока является не только усвоение новых знаний учащимися, но и развитие умения видеть и чувствовать красоту, воспитание бережного отношения к окружающему миру....
21 03 2026 20:17:42
Урок помогает сформировать у учащихся понятие о плоде как важном генеративном органе растения, познакомить с разнообразием плодов и семян, их строением и функциями. На уроке получают знания об образовании, значении плодов и семян. На уроке учащиеся учатся самостоятельно распознавать и определять типы плодов. Знания о разнообразии плодов, их строении, приспособлении плодов и семян к распространению необходимы учащимся для выращивания и охраны растений.
...
20 03 2026 14:55:42
Задачами урока являются актуализация знания учащихся об основных стилях русского языка, выявление
особенности художественного и научного стилей, а также формулировка определения листопада, выяснение
значения листопада в жизни растений, рассказ о биологических процессах, происходящих в растениях
перед листопадом.
Урок рассчитан на учащихся 6-го класса.
Проводят урок учитель биологии и учитель русского языка и литературы. Тип урока - бинарный урок-обобщение.
...
19 03 2026 5:41:26
На уроке использовалась технология критического мышления с учетом личностно ориентированного подхода к учащимся. Используются различные методы: словесные, наглядные, пpaктические, устного и письменного контроля и самоконтроля. Различные формы организации познавательной деятельности активизируют позицию ученика....
18 03 2026 18:47:27
Методическая разработка урока предназначена для использования при изучении курса «Биология-8. Человек» в рамках любого УМК. Урок проводится в форме научно-пpaктической конференции. Учащиеся в ходе пpaктической работы закрепляют и расширяют знания о зрительном анализаторе и его гигиене. На уроке используются инструктивно-информационные карты, мультимедийная презентация....
17 03 2026 7:24:57
Урок биологии в 6-м классе посвящен изучению корневой системы растений....
16 03 2026 15:58:58
Представлен сценарий урока памяти, посвященного теме войны. Цель урока – воспитать чувство патриотизма, гордости за свою страну; расширить представления учащихся о Великой Отечественной войне, героизме советского народа....
15 03 2026 16:20:53
Углерод вступает в круговорот веществ в биосфере и завершает его в форме углекислого газа. Во время фотосинтеза из атмосферы поглощается диоксид углерода, который превращается фотосинтезирующими организмами в углеводы....
14 03 2026 2:45:16
Опopно-двигательная система человека - это совокупность костей скелета, хрящевой ткани и прикрепленных к ним связок, мускулатуры, которые вместе обеспечивают поддержание позы, перемещение, выполнение активных движений....
13 03 2026 23:11:37
В ходе урока задания представлены в виде конкурсов в игровой форме, что позволяет развивать творческое мышление, логику, интеллектуальный потенциал, интерес к предмету....
12 03 2026 3:19:16
"ИСУД" (индивидуальный стиль учебной деятельности ученика) является частным случаем развивающего обучения. Эта технология специально спроектирована как открытая система для добавления новых приёмов и форм работы и для корректирования и модернизации системы ресурсов учебного успеха ученика. В статье показано использование приёмов ИСУД на уроке биологии в 10-м классе по учебнику В.Б. Захарова, Н.И. Сонина.
...
11 03 2026 10:39:14
Урок биологии в 6-м классе знакомит учащихся со строением и составом семян, используя субъективный опыт учащихся....
10 03 2026 5:44:22
Урок «Особенности живого организма» подводит итоги изучения темы в 5-м классе. Игровая форма позволяет использовать данный материал и во внеурочное время....
09 03 2026 7:44:46
Урок-состязание по биологии в 7-м классе – итоговое занятие в конце изучения данной темы. Этот урок расширяет и углубляет знания ребят, позволяет развивать творческий потенциал. На таких уроках дети не замечают, что они учатся, они более активны, чем на обычных уроках, и в то же время получают новые знания....
08 03 2026 0:55:48
В разработке урока по курсу биологии для 8-го класса по теме "Личность и ее структура" предложены формы работы (работа в малых группах, сообщения, психологические упражнения), направленные на формирование знаний о личности, ее структуре и особенностях, типах темперамента....
07 03 2026 18:12:25
Одной из самых привлекательных профессий для нынешних выпускников школ является профессия «дизайнер», так как ее деятельность направлена на создание комфортной, эстетически оформленной среды обитания человека. Кружок «Ландшафтный дизайн» направлен на изучение основных закономерностей дизайна, технологию создания культурного, эстетически оформленного по правилам ландшафтного дизайна цветника, приусадебного участка....
06 03 2026 22:41:59
Методическая разработка урока составлена на основе учебно-методического комплекса под ред. Н.И. Сонина. Основная цель урока - познакомить учащихся с особенностями строения и функциями кровеносной системы у животных....
05 03 2026 10:35:19
Цель урока: показать, что строение листа соответствует его функциям. Урок проводится с ИКТ-, игровыми, здоровьесберегающими технологиями и взаимоконтролем....
04 03 2026 20:40:48
Все группы животных интересны. Но чаще всего интерес у учащихся вызывают птицы. Они привлекают причудливым оперением, пением, движениями, полетом и, конечно, загадочным образом жизни. Нужно всегда помнить, что птицы – наши лучшие друзья, защитники урожая, защитники зеленых насаждений — наше богатство. По программе В.В. Пасечника данный урок можно проводить в 7-м классе как обобщающий в теме "Позвоночные. Класс птицы" или в теме "Животный мир и хозяйственная деятельность человека"....
03 03 2026 4:35:42
В ходе урока раскрывается сложность проявления биотических связей в природе (прямые, косвенные, односторонние, двусторонние); их результаты для жизни видов. Дается определение и раскрывается сущность основных понятий: «комменсализм», «мутуализм», «симбиоз», «аменсализм», «протокооперация»....
02 03 2026 0:39:52
Урок позволяет сформировать у учащихся понятие о многообразии одноклеточных, особенностях строения и жизнедеятельности представителей типов Споровики, Инфузории, о роли одноклеточных в биосфере. Развивает умения пользоваться различными источниками информации, выделять главное, сравнивать и делать выводы.
...
01 03 2026 19:39:43
Сочетание на уроке нескольких методов использования ИКТ, которые позволяют активизировать познавательную деятельность учащихся, доступно и интересно воспроизводить новый материал, а также самим включаться в проведение урока.
На уроке прослеживается межпредметная связь, позволяющая детям логически мыслить, извлекать нужную информацию из различных источников знаний, обучать приемам работы с картой, воспитывать эстетическое восприятие явлений природы...
28 02 2026 5:35:51
Еще:
Биология, химия -1 :: Биология, химия -2 :: Биология, химия -3 :: Биология, химия -4 :: Биология, химия -5 :: Биология, химия -6 :: Биология, химия -7 :: Биология, химия -8 :: Биология, химия -9 :: Биология, химия -10 :: Биология, химия -11 :: Биология, химия -12 :: Биология, химия -13 :: Биология, химия -14 :: Биология, химия -15 :: Биология, химия -16 :: Биология, химия -17 ::
