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:
Цель урока: сформулировать знания о закономерностях эмбрионального развития организма, изучить его стадии. Формировать интерес к предмету и науке в целом, развивать способность анализировать, выделять главное в изучаемом материале, развивать профессиональную компетенцию (работа в группах на основе сотрудничества, взаимообучения). Содержание учебного материала скорректировано с учетом программы по биологии для СПУУ, использовано максимальное количество заданий, с помощью которых студенты получали, систематизировали и закрепляли изученный материал.
...
16 08 2026 7:45:50
Методы и приемы на уроке подбирались исходя из содержания материала с учетом возрастных и индивидуальных особенностей учащихся. Обучение строилось как процесс общения. Урок проведен в рамках технологии "Критическое мышление", одной из основных целей которой является научить ученика самостоятельно мыслить, осмысливать, передавать информацию....
15 08 2026 13:54:19
Предложена разработка двух уроков по зоологии для 7-го класса с использованием на уроке мультимедийной презентации, разработанной для разнообразия наглядности, применяемой на уроках. Применение ИКТ формирует коммуникативные качества личности, помогает ребёнку адаптироваться в информационном обществе....
14 08 2026 16:46:36
Программа предпрофильного образования «Человек и природа» является, с нашей стороны, смысловым шагом. Мы попытались найти общий смысловой компонент в учебных программах по литературе и биологии (5–11-е классы) и разработали систему интегрированных тем, объединенных антропологическим аспектом. Данная программа позволяет не только сэкономить часы в каждом из предметов, но и представить материал комплексно, подчеркивая межпредметные связи и отношения. Ведь выпускник школы должен быть подготовлен к жизни – способен к самообразованию, к оценке собственных поступков, к самостоятельному выбору правильных действий в любой жизненной ситуации....
13 08 2026 22:47:40
Предлагаю свой авторский вариант итогового урока ботаники в 6-м классе в игровой форме. В разработке подробно описаны все методические и технические моменты проведения итогового урока по теме "Строение растительной клетки". Предлагаемый урок является завершающим в изучении соответствующей темы по УМК "Биология: растения, бактерии, грибы, лишайники" И.Н. Пономарёвой (М.: Вентана-Граф, 2005)....
12 08 2026 15:32:37
На уроке учащиеся знакомятся с химическим составом, строением и свойствами костей, учатся оформлять результаты мыслительных операций в устной и письменной форме....
11 08 2026 9:46:37
Данный проект может быть с успехом реализован на занятиях клуба любителей биологии, на уроках при изучении темы «Хранение и реализация наследственной информации». В проекте предусмотрена групповая исследовательская работа над решением проблемных вопросов в рамках решения основополагающего вопроса....
10 08 2026 12:37:48
Хордовые – это животные с высокой организацией и развитой нервной системой. Рассмотрим происхождение, особенности строения и систематику хордовых....
09 08 2026 21:28:22
Цель урока: изучение особенностей работы мышц, статической и динамической нагрузок. Задачи урока: выяснить особенности работы мышц; дать понятия статическая, динамическая работа мышц, утомление мышц; воспитать осознанное отношение к собственному здоровью....
08 08 2026 5:56:41
Развитие личности – сложный, перманентный и многогранный процесс, который не должен прерываться ни на одном из этапов развития, а преемственно дополнять каждый последующий. Главная цель современного образования – создание условий для развития творческих способностей личности обучаемых, воспитание у них умений анализировать и принимать самостоятельные решения, формирование навыков самообразования....
07 08 2026 0:42:31
Вашему вниманию предлагается статья на тему алкоголя и его влияния на организм....
06 08 2026 2:55:32
Зубная щётка - одно из величайших изобретений человечества - это основная составляющая личной гигиены человека. Человек обязательно должен ухаживать ежедневно за полостью рта с помощью зубной щётки, ведь это не только здоровые зубы и дёсны, а это в целом это наше здоровье. Ухаживая за полостью рта с помощью зубной щётки, мы бережём своё здоровье. Презентацию можно использовать на уроке биологии в 8-м классе при прохождении темы "Пищеварительная система человека"....
05 08 2026 16:44:35
Год за годом сокращается площадь ледников. Участились случаи погодных аномалий, увеличилось количество циклонов. Изменения климата уже привели к разрушению некоторых экосистем и угрожают существованию миллионов людей. Это только начало! Мы можем помочь природе! В решении проблемы глобального изменения климата необычайно важна роль каждого человека. Мы можем помочь сократить выбросы парниковых газов. Действовать надо прямо сейчас!...
04 08 2026 13:28:34
Цели урока: конкретизировать понятие "анализатор" на примере зрительного, слухового, обонятельного, тактильного, вкусового, вестибулярного и двигательного анализаторов; продолжать развивать умение самостоятельно работать с учебником, компьютерной программой "Репетитор 1С: Биология", рисунками в рабочей тетради к учебнику "Биология. Человек" автор Н.И.Сонин, и использовать их данные для составления схем, таблиц и ответов на вопросы....
03 08 2026 2:56:46
В статье приведен урок природоведения в 5-м классе по изучению нового материала с использованием набора минералов, таблиц по географии, схемы "Круговорот горных пород", справочных материалов, индивидуальных дифференцированных карточек, презентации к уроку....
02 08 2026 9:36:16
Урок-конференция, диалоговая дискуссия, обобщение знаний материала по теме «Экосистемный уровень». Представление учащимися результатов исследовательской деятельности в 137 квартале Еткульского участкового лесничества о сохранении биоценозов....
01 08 2026 16:53:32
Учитель вводит в урок пpaктические действия анализирующего хаpaктера. Пpaктическая работа активизирует и направляет внимание и деятельность детей на активный поиск частей цветка. И после проверки знаний выясняется, что у учащихся имеются четкие представления о строении цветка.
...
31 07 2026 20:33:20
Целью данного урока стало обобщение и систематизирование знаний по теме "Пищеварительная система человека".
К уроку подготавливается "Листок учета знаний", по которому учителю и учащемуся хорошо видно, по каким компонентам знаний есть недочеты и пробелы. За каждый элемент знаний ученик получает отметку....
30 07 2026 14:20:30
В основе урока лежит реализация принципов развивающего обучения. Урок изучения нового материала построен на основе самостоятельной деятельности учащихся при работе с учебно-тематическими картами. Материал можно использовать при проведении уроков соответствующей темы для учащихся 9-х и 11-х классов.
...
29 07 2026 14:58:37
"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.
...
28 07 2026 22:36:15
Материал урока готовится за 7–10 дней до занятия. В подготовке материала участвуют сами дети. Они под руководством учителя проращивают семена, выращивают растения. Такие виды работ развивают у детей любознательность, формируют пpaктические навыки, наблюдательность, учат бережному отношению к природе, развивают логическое мышление. Привлекаются дети из биологического кружка, а также участвуют шестиклассники....
27 07 2026 18:25:28
Живые растения и выделенные из них эфирные масла занимают важное место в улучшении воздушной среды мест, где работает, учится и отдыхает человек. Их применение как по отдельности, так и совместно позволяет не только подавить вредную микрофлору воздуха: патогенные бактерии, грибы, вирусы; улучшить химический состав воздуха, увеличивая количество О2 и уменьшая СО2, и физическое состояние его молекул, ионизируя их, повышая содержание легких отрицательных ионов со снижением тяжелых, что необходимо для здоровья человека....
26 07 2026 11:26:27
Представленный урок относится к контрольно-обобщающим и проводится в группах. Цели урока: проверка знаний, полученных по темам курса "Биология 8-й класс" "Кровь" и "Система кровообращения". Выработка навыков коллективного мышления, логики, выполнение санитарно-гигиенических норм, умения работы с компьютером. Воспитание привычек здорового образа жизни и потребность физического совершенствования....
25 07 2026 3:22:21
Данный учебно-методический материал может использоваться при проведении проблемно-исследовательского «урока здоровья» в рамках элективного курса по биологии «Основы культуры здоровья». На пpaктическом занятии учащиеся анализируют свой образ жизни, выявляют причины функциональных нарушений и развивающихся болезней, проектируют собственное поведение....
24 07 2026 2:54:18
В данной разработке представлен урок с применением принципа развивающего обучения. Особую роль в этом играет выполнение лабораторной работы с выполнением заданий поискового, исследовательского хаpaктера, привлекаются знания обучающихся, полученные на экскурсии "Приспособления к сезонным явлениям природы, распространение плодов и семян"....
23 07 2026 1:15:29
Урок с применением элементов теории решения изобретательских задач – ТРИЗ. Цели урока: сформировать у учащихся знания о внутреннем строении стeбля древесного растения на примере трехлетней ветки липы; выяснить, как передвигаются по стeблю минеральные и органические вещества и что можно определить по годичным кольцам древесины; научиться формулировать гипотезы на предложенный проблемный вопрос и находить ответы на вопросы, используя методику мозгового штурма....
22 07 2026 22:49:55
Материалы публикации помогут учителям при подготовке проблемных уроков, при подготовке к выступлениям на семинарах, методических объединениях, педагогических советах....
21 07 2026 2:30:16
Цельурока: изучить механизм деления клеток с применением моделирования; сформировать понятие об универсальных способах деления клеток – митозе, мейозе; продолжить формирование познавательной активности учащихся, умение самостоятельно добывать знания, выделять главное, анализировать, сравнивать....
20 07 2026 11:32:24
"Лишайники" - это урок изучения новой темы. Целью урока является знакомство учащихся с особенностями строения и жизнедеятельности лишайников как симбиотических организмов; приспособленностью лишайников к разнообразным условиям обитания, их ролью в природе и жизни человека. В ходе урока происходит отработка понятий: "грибница", "симбиоз", "паразитизм", питание грибов и водорослей. В течение урока учащиеся работают с информационными листами, готовят сообщения, используя дополнительные источники литературы. ...
19 07 2026 8:49:42
Изменчивость не создается человеком, он только подвергает органические существа новым жизненным условиям, и природа, действуя на них, вызывает их изменения....
18 07 2026 18:38:31
Жизнь любого организма начинается от образования зиготы и продолжается до cмepти. В это время живой организм растет, развивается, стареет. Начало...
17 07 2026 5:18:30
Урок биологии в 5-м классе по программе Понаморевой И.П. является 2-м в теме «Растения». Тип урока: урок комплексного применения знаний с целью продолжить формирование представления об органах растений: вегетативных и генеративных; значении их для растения; развитие понятий “орган”, «голосеменные», «покрытосеменные» «вегетативные органы» «генеративные органы» формирование представлений о двух группах органов, вегетативных (побег и корень) и генеративных (цветок, плод с семенами)....
16 07 2026 22:58:41
Представлен мастер-класс по развитию общеучебных умений и навыков у учащихся при работе с учебником. Дан анализ содержания нового учебника, методического пособия и рабочей тетради. Автором проведено анкетирование учащихся по использованию ими данного учебника на уроках и при подготовке домашних заданий, изложен краткий анализ опроса....
15 07 2026 0:52:18
Урок может быть проведен в 7-м классе при изучении темы "Класс птицы", материалы урока могут быть использованы на занятиях биологического кружка.
На уроке ученики имеют возможность уточнить причины разнообразия птиц (результат приспособленности к среде обитания), научиться распознавать экологические группы птиц, признаки птиц разных экологических групп. Поставленные перед учениками задачи ставят их в ситуацию недостатка информации, которую они должны получить из разных источников (личный опыт, информация из "Школьного определителя птиц", информация, полученная в результате выполнения лабораторной работы). Кроме того, дети учатся обобщать полученную информацию и делать выводы....
14 07 2026 3:35:47
В процессе обучения весомое значение имеют обобщающие уроки. Обобщающий урок проводится после изучения темы или целого раздела. Его функциональное назначение - повторение, обобщение знаний, построение их в систему, предусматривающую установление связей между понятиями, их соподчиненности. В результате проведения таких уроков учащиеся лучше усваивают содержание учебного материала, качественнее формируется их научно-материалистическое мировоззрение, эффективнее выpaбатываются интеллектуальные и пpaктические умения, способствующие развитию познавательного интереса и самодеятельности.
...
13 07 2026 8:51:33
У учащихся формируется понятие о почках и побеге. Учитель показывает особенности их строения и создает условия для развития у детей самостоятельности при выполнении пpaктических работ. Учит распознавать и называть листья по внешним признакам, а также типы их расположения и жилкования, формировать представление о побеге....
12 07 2026 20:42:10
Урок является первым в данной теме. Этот урок включает в себя лабораторную работу. Нестандартная наглядность привлечет обучающихся к изучении темы. Выступление медицинского работника на уроке расширяет кругозор подростков.
...
11 07 2026 3:40:21
Исходя из значимости темы, главной целью урока являлось: познакомить обучающихся с основами исследовательской деятельности путем интеpaктивного включения их в процесс обучения.
...
10 07 2026 11:39:10
Обобщение знаний по теме «Класс Птицы» проводится всегда интересно, ярко, красочно. Урок проводится в форме путешествия по материкам. Использование при проведении этого урока метода информационных листов сделает его еще и результативным, т.к. поможет систематизировать уже имеющиеся знания....
09 07 2026 11:49:34
Витамины называют чудесными веществами. И это действительно так. Как оказалось, материал по этой теме чудесным образом быстро забывается. Предлагаемая форма урока помогает более образно запомнить все виды витаминов, а работа в малых группах помогает проявиться всем учащимся....
08 07 2026 4:58:55
Это урок, в задачу которого входит детальное изучение современных теорий происхождения жизни на Земле. У учащихся отpaбатываются умения самостоятельно совершить выбор той гипотезы, которая, по их мнению, верна и пpaктически доказуема. Отpaбатываются умения выделять главное, сравнивать, отстаивать свое мнение
...
07 07 2026 4:48:59
На уроке в 6-м классе используется игровая форма обучения, поисковая работа в группах, защита проектов, которые смогут не только увеличить его продуктивность, но и повысить интерес обучающихся к биологии, способствует развитию коммуникативной, учебно-познавательной и информационной компетенций обучающихся....
06 07 2026 3:12:51
Исследователь лаборатории биолигического поведения университета Нанси Дидье Дезор, изучая поведение крыс, поместил в одну клетку шесть особей с целью изучить их плавательные способности. Единственн…...
05 07 2026 15:58:38
Наркотик заставляет нервные клетки постоянно выбрасывать в кровь эндорфины, при этом они истощаются и погибают. Человек утрачивает способность объективной самооценки. Наркотики по химическому строению схожи с ферментами и витаминами и вместо них включаются в обмен веществ. Когда всеми реакциями организма управляют наркотики, человек становится наркоманом....
04 07 2026 23:35:49
![]("/img/contest-cup-icon.png" "\"Победитель\""){kind=icon}
В ходе урока дается обобщенное представление о процессе оплодотворения в живой природе. Рассмотрены различные типы оплодотворения, а также факторы, влияющие на этот процесс. Презентация содержит видеофрагменты, смонтированные мной специально для урока, а также анимацию из банка ЦОР....
03 07 2026 12:40:23
Урок в 7-м классе знакомит учащихся с особенностями внешнего строения и опopно-двигательной системой птиц. Сопровождается презентацией....
02 07 2026 12:57:22
Урок обобщения и систематизации знаний учащихся в 7-м классе по биологии "Путешествие в страну Кишечнополостных"....
01 07 2026 0:38:52
Урок биологии проводится в 7-м классе (автор программы В.В. Пасечник). Тема урока является актуальной – ученики изучают влияние экологических факторов на биоценозы. В группах школьники выбирают капитана, который координирует их работу. В качестве рефлексии предлагается составить синквейн....
30 06 2026 6:43:18
Урок - самостоятельная работа, в процессе которого формируются самообразовательные умения учащихся при работе с книгой, лабораторным оборудованием, энциклопедической литературой, раскрываются творческие способности, что ведет к личностному росту обучающихся. Урок построен на основе личностно ориентированной технологии....
29 06 2026 11:12:41
Данный урок проводится с целью обобщения и закрепления знаний учащихся по метаболизму клетки....
28 06 2026 1:17:22
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 ::
