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:
Данный урок является заключительным по теме "Пищеварение". Провожу его в виде конференции, она закрепляет и обобщает изученный материал по данной теме. Учащиеся в нетрадиционной форме общаются, расширяя знания, а тест, предлагаемый в конце урока, позволяет выяснить, не слишком ли много жира употрeбляют сами учащиеся....
24 08 2025 17:46:38
Урок «Особенности живого организма» подводит итоги изучения темы в 5-м классе. Игровая форма позволяет использовать данный материал и во внеурочное время....
23 08 2025 16:20:10
Урок проводился по технологии проектного обучения, поскольку эта методика дает возможность более полного, всесторонне систематического исследования проблемы и разработки конкретного продукта (схема, модель, сценарий, отчет, презентация и т.п.), т.е. пpaктического результата. Как правило, проект - результат коллективной работы: более того предполагает на последнем этапе рефлексию - анализ, что дает возможность объективного оценивания работы....
22 08 2025 21:38:26
Урок позволяет познакомить обучающихся с многообразием земноводных, их ролью в природе и жизни человека, формирует знания о хаpaктерных признаках данного класса животных, развивает умения выделять существенные признаки класса, отрядов, сравнивать, обобщать; способствует развитию интереса к предмету, расширяет кругозор; воспитывает бережное отношение к окружающему миру. ...
21 08 2025 19:38:33
Все лесные звери в ужасе бегут от пищевого монстра - Колобка, испечённого из опасных для здоровья продуктов. Основная цель сценария "Пищевой Монстр, или Новые приключения Колобка" - призыв к здоровому образу жизни. Используя такие современные педагогические технологии как сказкотерапия, игротерапия, смехотерапия, можно привлечь внимание ребят к вопросу правильного питания как залога долголетия.
...
20 08 2025 22:50:20
Цель урока: познакомить учащихся с представителями хлебных злаковых культу, особенностями строения и значением в природе и для человека....
19 08 2025 23:30:19
Урок формирует новый уровень знаний учащихся об обмене веществ, углубляет и конкретизирует понятия "типы питания", "фотосинтез", роль АТФ и ферментов, знакомит с хемосинтезом и бактериальным фотосинтезом....
18 08 2025 4:36:45
На уроке учащиеся знакомятся с особенностями строения, разнообразием и функциями мышц. Использование ИКТ делает урок современным и содержательным. Используются элементы технологии критического мышления, проблемный метод. Материал мотивирует учащихся на здоровый образ жизни....
17 08 2025 8:54:39
Одной из главных задач школы является развитие в процессе обучения самостоятельного творческого мышления учащихся. Курс школьной биологии представляет большие возможности для такого развития. Осознанное усвоение учащимися курса биологии невозможно без проведения специальной работы по целенаправленному развитию мышления. Цель данного урока: развитие в процессе обучения курса зоологии аналитического мышления учащихся....
16 08 2025 14:38:50
Данный материал помогает обеспечить учащихся знаниями об особенностях строения, жизнедеятельности кишечнополостных как низших многоклеточных животных, их приспособленности к среде обитания, значении кишечнополостных в природе и жизни человека. Формирует научное мировоззрение на основе знаний о взаимосвязи кишечнополостных со средой....
15 08 2025 7:17:58
![]("/img/contest-cup-icon.png" "\"Победитель\""){kind=icon}
Урок изучения нового материала расширяет кругозор учащихся о многообразии и значении насекомых. Представлены задания – измерители для проверки знаний и закрепления изученного материала....
14 08 2025 2:42:27
На первый план в этом уроке выдвигается идея развивающего обучения. Создаются возможности для развития интеллекта, творческих способностей. Ученикам дана возможность принимать решения, самостоятельно мыслить, обрести уверенность в своих силах. В процессе изучения темы использовался словесно-логический метод обучения....
13 08 2025 12:16:25
Вашему вниманию предлагается две презентации. В них содержится очень много познавательного, интересного и поучительного материала по данной теме. ...
12 08 2025 11:10:10
Представлена презентация для проведения урока по генетике по теме "Основные закономерности наследственности "(2 часа) и дополнительный материал, который может быть использован для развития познавательной активности на уроках биологии.
...
11 08 2025 3:19:15
Познавательная игра в форме брейн-ринга по теме «Растения и животные России» позволяет познакомить обучающихся с многообразием растительного и животного мира нашей страны; расширяет кругозор; способствует развитию интереса к предметам; воспитывает бережное отношение к окружающему миру....
10 08 2025 10:56:25
Павлов установил, что условный рефлекс можно выработать, только если безразличный раздражитель предшествует безусловному сигналу. В других сочетаниях условные рефлексы не образуются, а если образуются, то слабые, и быстро угасают. Важно, чтобы условный раздражитель по биологической важности был слабее безусловного....
09 08 2025 7:11:37
Цель урока: дать представление о том, что такое здоровый образ жизни; заставить учащихся задуматься о необходимости быть здоровым; приобщение к ЗОЖ....
08 08 2025 8:32:40
В работе дано тематическое планирование с указанием: темы урока, класса, места проведения (в классе или дома), название работы, хаpaктер выполняемой работы, планируемый результат....
07 08 2025 9:42:37
Урок помогает обобщить, систематизировать и расширить знания по главам "Происхождение человека" и "Строение организма"....
06 08 2025 7:39:41
Урок природоведения отвечает общедидактическим требованиям, решает обучающие, развивающие, воспитательные задачи. Учебный процесс для учащихся является процессом познания, который организуется учителем и проходит под его руководством. Задача учителя сводится к такой организации учебной деятельности учащихся, которая обеспечивает максимальное развивающее и воспитывающее действие на ученика. На уроке применяется самостоятельный поиск в приобретении знаний. Урок раскрывает одну из самых интересных страниц истории человеческих цивилизаций. Рассматривает некоторые проблемы, возникающие при обживании человеком новых земель.
...
05 08 2025 6:16:46
Урок изложения нового материала, который позволяет сформировать у учащихся 10-го класса представление о вирусах как неклеточной форме жизни, их особенностях строения и жизнедеятельности, а также о профилактике и мерах борьбы с вирусами – возбудителями болезней человека. Урок помогает учащимся развивать умения анализировать, обобщать и систематизировать полученные знания. В ходе урока учащиеся осваивают умения самостоятельно изготовлять ватно-марлевые повязки, необходимые при эпидемиях гриппа....
04 08 2025 20:30:34
Современное общество предполагает развитие знаний, которые помогут каждому человеку выжить в экстремальной ситуации. Овладение наукой выживания необходимо современному человеку, поэтому обучающимся предлагается заранее подготовиться к преодолению и осознанию различных психофизиологических факторов.
Предлагается разработка интегрированного урока по ОБЖ и биологии для 6-классников. В данном уроке используются различные формы: работа в группах, рассказ с элементами беседы. Работа в группах объединяет детей и помогает логически выстроить ответ, причем обосновать его. На уроке раскрываются понятия таких психофизиологических факторов, как страх, боль, переутомление, уныние, холод, жара, жажда и голод. Знания этих факторов помогут обучающимся не растеряться в экстремальной ситуации.
Для лучшего усвоения понятий урок сопровождается презентацией, что позволяет обучающимся активизировать свое внимание.
...
03 08 2025 12:14:51
В ходе этого занятия развивается интерес к природным явлениям, дети, работая с натуральными объектами – семенами, узнают много нового. Это занятие интересно не только младшим школьникам, но и ребятам 5–7-х классов. Работа с семенами позволяет сделать процесс преподавания более привлекательным, расширяет кругозор, заставляет волноваться, переживать за каждое семя....
02 08 2025 7:57:48
Эта настольная игра показывает противоречия между охранной природы и экономическим развитием и помогает обсудить проблемы влияния экономического развития на окружающую среду. Победа здесь имеет центральное значение, когда один из игроков не оставляет шансов на спасение своему противнику, вторгнувшись на его территорию.
...
01 08 2025 19:33:28
Курс для предпрофильной подготовки учащихся 9-го класса. Эта программа предполагает помощь в осознанном выборе учащимися профессий, требующих биологических знаний.
...
31 07 2025 9:45:37
Вопросы пoлoвoго воспитания школьников сегодня имеют первостепенное значение. Уже в девятом классе девчонки спрашивают меня, как пить пpoтивoзaчaточные средства. В уроке показана духовная и физиологическая часть вопроса, разница между понятиями ceкc и любовь. Делается небольшой экскурс в область применения пpoтивoзaчaточных средств, показано к чему приводит частая смена пoлoвых партнеров. Особое место отводится рассказу о венерических заболеваниях.
...
30 07 2025 16:39:41
Задачи по биологии. Код ДНК В продолжение предыдущего поста. Есть еще один тип задач включенных в задание С5, это задачи по молекулярной биологии. Для их решения необходимы знания о структуре нукле…...
29 07 2025 2:17:54
Учащиеся формируют знания о здоровых принципах питания, которые укрепляют организм; учатся подбирать продукты для составления меню с учетом калорийности продуктов; уметь анализировать свой суточный рацион и определять его соответствие нормам питания. Воспитывают стремление к здоровому образу жизни....
28 07 2025 2:40:32
Цель урока: познакомить учащихся с насекомыми-переносчиками возбудителей болезней человека и паразитами сельскохозяйственных животных, показать необходимость изучения их жизни и строения для борьбы с ними....
27 07 2025 22:47:10
Задача учителя - на уроке создать условия для полноценного проявления и развития личностных функций ученика, используя следующие принципы: а) отношение учителя к ученику как равному; б) не простое сообщение знаний, а самостоятельное " строительство" знания учеником с помощью критического отношения к изучаемой информации, самостоятельного решения задач; в) плюрализм мнений, подходов, уважительное отношение к мнению другого.
...
26 07 2025 10:33:42
![]("/img/contest-medal-icon.png" "\"Лауреат\""){kind=icon}
Цель урока: познакомить ребят с царством грибов, их разнообразием, строением и применением; развивать умения работать с микроскопом, находить нужный объект, наблюдать, фиксировать результаты. В ходе урока рассматриваются все группы грибов, их особенности....
25 07 2025 19:43:50
Цель урока: расширить знания о питании растений, показать особенности получения растением питательных веществ, раскрыть суть процесса фотосинтеза.
...
24 07 2025 16:57:52
Содержание внеклассного мероприятия позволяет раскрывать те или иные негативные проявления образа жизни современного общества, может быть использовано на уроках биологии, основ безопасности жизнедеятельности как в повествовательной форме, так и в виде инсценировок к отдельным темам изучаемых курсов, может быть дополнено презентациями обучающихся. При этом идет формирование валеологической культуры, ответственности за последствия своей жизнедеятельности по отношению к своему здоровью....
23 07 2025 14:43:48
Направляемые на фестиваль сценарии и материалы выступают против асоциальных явлений и могут быть использованы для проведения внеклассных мероприятий для детей среднего школьного возраста. Все материалы пропагандируют здоровый образ жизни. ...
22 07 2025 0:52:13
Биологическая игра «Орнитолог» предлагается школьникам 7-х классов как обобщающий урок по программе регионального компонента в биологическом образовании. Содержание игры позволит углубить и обобщить знания школьников в области биологии птиц Хабаровского края, Нижнего Амура. В процессе игры «Орнитолог» развиваются творческие способности, интерес и познавательная деятельность школьников, навыки межличностного общения. Воспитать у учащихся любовь к пернатому миру, желание знать и охранять его – цель игры....
21 07 2025 3:55:12
Урок является обобщающим по теме «Селекция» и сочетает в себе проверку степени усвоения, закрепление, систематизацию знаний и терминологии по пройденной теме, самоконтроль и самооценку. Проверка знаний сопровождается яркой презентацией и подготовка к сдаче ЕГЭ по биологии....
20 07 2025 4:15:12
Урок изложения нового материала, который позволяет сформировать у учащихся 10-го класса представление о вирусах как неклеточной форме жизни, их особенностях строения и жизнедеятельности, а также о профилактике и мерах борьбы с вирусами – возбудителями болезней человека. Урок помогает учащимся развивать умения анализировать, обобщать и систематизировать полученные знания. В ходе урока учащиеся осваивают умения самостоятельно изготовлять ватно-марлевые повязки, необходимые при эпидемиях гриппа....
19 07 2025 13:46:35
Учебно-методическое пособие для обучающихся 9–10-х классов и учителей-предметников "Микробиология" создано на основе стандартной версии программы Microsoft Office PowerPoint. Автор учебника Захаров В.Б. "Общая биология". Пособие было разработано как сопровождающий справочный, дополнительный материал к серии уроков по темам 9-х и 10-х классов: "Возникновение жизни на Земле", "Учение о клетке"....
18 07 2025 3:34:13
На уроке в 5-м классе пойдет речь о большой тайне природы, которую человек все же сумел увидеть своими глазами. Пятиклассники – народ очень любопытный, поэтому даже сложные биологические термины могут воспринимать легко, особенно если это преподнести как игру, театр....
17 07 2025 12:33:19
В представленной разработке предлагается в игровой форме - соревновании двух комaнд обобщить и повторить тему "Покрытосеменные растения". Учащиеся разгадывают загадки, работают с гербариями, составляют рассказы с ошибками, учатся формулировать и задавать вопросы, позволяющие определить растение. Используются формы групповой, индивидуальной, парной работы. Урок можно провести и как внеклассное мероприятие в рамках недели биологии....
16 07 2025 7:19:10
Урок биологии для 6-го класса призван познакомить с многообразием, значением растений, сформировать понятие о высших и низших растениях, развивать умение выделять главное, развитие творческих способностей, экологическое воспитание....
15 07 2025 21:22:24
Методическая задача: место пoлoвoго воспитания в рамках обобщающего урока-семинара с элементами соревновательности. Решаются задачи: углубить и расширить знания по гигиене, строению и функциям кожи; научить работе с дополнительными образовательными ресурсами, составлению выступлений по определенной тематике адекватно подростковому возрасту, развитие творческих способностей при составлении рассказов от имени кожи....
14 07 2025 14:19:38
Применение информационных технологий вносит элемент новизны, необычности, что активизирует внимание учащихся при объяснении нового материала. А послайдовая подача информации позволяет создать целостную картину учебного материала. Учащиеся выполняют задания по инструктивной карточке, действуют по алгоритму, что позволяет наиболее эффективно добиться целей урока, исходя из специфики класса....
13 07 2025 18:31:52
Интегрированный урок биологии и физкультуры не только раскрывает значение двигательной активности для организма, но и знакомит с бесценным опытом выживания в тяжелых для существования климатических условиях коренных народов Севера. Использование народных игр и состязаний на занятиях не только учит детей играть, но и знакомит их с обычаями и традициями....
12 07 2025 11:39:37
Урок направлен на закрепление знаний о paкообразных и паукообразных животных, изучение многообразия, особенностей строения, процессов жизнедеятельности и образа жизни насекомых....
11 07 2025 8:50:49
Данный материал повествует о том, как готовился в Правдинской общеобразовательной школе № 2 проект «Экология и здоровье человека». Проект разpaбатывался силами учащихся одиннадцатых классов, на базе которых было создано в школе научное общество.
...
10 07 2025 3:40:49
Цель данного курса: через возможности элективных курсов углубить знания учащихся по биологии и заложить интерес к экспериментальной науке.
...
09 07 2025 1:13:17
В статье представлен модульный урок по изучению особенностей строения и образа жизни млекопитающих животных; систематике и ознакомление с некоторыми отрядами класса Млекопитающие.
...
08 07 2025 23:34:36
Данный урок занимает четвертое место в теме "Опора и движение". При изучении нового материала и его закреплении использую работу в группах, так как создаются условия для восприятия теоретической и пpaктической частей изучаемого материала. На уроке создаются условия для проявления познавательной активности учащихся, атмосферы заинтересованности, ситуаций общения, позволяющие ученику проявить себя, происходит стимулирование учащихся к высказываниям.
...
07 07 2025 5:56:14
Цель урока: научить учащихся самостоятельно, без ошибок прослеживать весь путь движения крови по малому и большому кругам кровообращения, развивать наблюдательность и внимание. В начале урока с целью проверки домашнего задания используются карточки-схемы, с которыми работают все ученики. Закрепление темы сопровождается мультимедийной презентацией, самостоятельной работой с учебником и схемой, которую учащиеся заносят в тетрадь....
06 07 2025 7:58:59
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 ::
Анализирующее скрещивание и неполное доминирование