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:
К расистским теориям примыкает «социальный дарвинизм», переносящий биологические законы борьбы за существование на человеческое общество....
25 05 2026 0:52:58
Современный животный мир – результат длительного исторического развития. Первыми на Земле были древние простейшие. От них произошли саркодовые, жгутиковые, споровики. Они представляют одну клетку, в которой осуществляются все процессы жизнедеятельности, целого организма....
24 05 2026 23:37:19
Педагог должен не только давать знания, но и учить детей добывать эти знания. Модульное обучение предполагает формирование у учащихся навыков самообразования, переводит учителя из режима информирования в режим консультирования и управления. Сущность модульного обучения: ученик самостоятельно достигает целей учебно-познавательной деятельности в процессе работы над модулем – целевым функциональным узлом, в который объединены учебное содержание и приемы учебной деятельности по овладению этим содержанием....
23 05 2026 13:24:45
Урок проводится в занимательной форме. Цель: расширять знания учащихся по биологии по теме «Дыхание». В различных заданиях развивается биологическое мышление, способность применять имеющиеся знания в поисках решения проблемных ситуаций, межпредметные связи. Урок формирует привычку здорового образа жизни....
22 05 2026 7:18:17
Для большинства уже не секрет, что для укрепления здоровья лучше есть больше овощей и фруктов. Но они должны быть здоровыми и чистыми от таких веществ как нитраты и нитриты. Цель работы: является определение содержания нитратов в отобранных образцах овощей и фруктов....
21 05 2026 16:11:28
Данное мероприятие позволяет учащимся расширить знания по теме "Семейство свиньи". Материал излагается в форме путешествия по материкам, на которых предстоит встреча с представителями пяти родов данного семейства. Роль натуралистов исполняют учащиеся, которые рассказывают присутствующим о повадках, особенностях строения, образе жизни животных. Исторические сведения о животном рассказывает архивариус, о пользе данных представителей поведает врач. ...
20 05 2026 0:45:52
Поскольку урок вводный, то главная цель его - вызвать интерес к изучаемому царству животных. Интерес учащихся формируется через групповую и индивидуальную работу с использованием игровых моментов. Урок раскрывает особенности строения, жизнедеятельности животных, многообразие их видов. Знания по географии дают нам в полном объеме представление о распространении животных на Земле....
19 05 2026 17:28:31
На примере урока биологии в 10-м классе показано, как можно использовать компьютерную презентацию, подготовленную учителем в программе Microcoft Power Point. Современное обучение уже трудно представить без технологии мультимедиа которая позволяет использовать текст, графику, видео и мультипликацию в интеpaктивном режиме и тем самым расширяет области применения компьютера в учебном процессе. Применение графических иллюстраций в учебных компьютерных материалах позволяет на новом уровне передавать информацию обучаемому и улучшить ее понимание....
18 05 2026 22:29:30
На занятии формируется представление о побеге как сложном органе растения. Учащиеся знакомятся со строением побега, раскрывают функции частей побега....
17 05 2026 18:44:20
Материал урока может быть использован при подготовке к урокам по общей биологии в 9 – 11-х кл. по теме "Основы генетики",
при подготовке учащихся к сдаче экзамена в форме ЕГЭ, для проведения элективных курсов по теме "Генетика человека".
При проведении данного урока возможно использовать местный материал, касающийся донорства в своем регионе.
...
16 05 2026 20:43:38
Методическая разработка урока биологии для 8-го класса позволяет детям легко изучить строение мочевыделительной системы, процесс образования мочи. Учащиеся узнают о причинах заболеваний почек, о методах их профилактики. Урок поможет в формировании правильного отношения школьников к здоровому образу жизни.
...
15 05 2026 7:33:54
Статья адресована учащимся, педагогам дополнительного образования, учителям общеобразовательных школ, воспитателям детских садов, специалистам-биологам и содержит сведения по содержанию уголка живой природы....
14 05 2026 18:11:44
Урок по теме проводится в 7-м классе с использованием компьютерных технологий, которые способствуют интенсификации учебного процесса, развивают навыки наблюдения, обеспечивают прочное усвоение обучающимися знаний, повышают интерес к предмету. Главным в данном уроке является то, что новые знания не даются обучающимся в готовом виде, а активно добываются в процессе учебной деятельности....
13 05 2026 20:35:57
Сложившийся шаблон в проведении уроков вызывает у школьников равнодушие к учёбе и откровенную скуку. Поэтому на своих занятиях я импровизирую, использую нетрадиционные уроки. Конечно, такие занятия, имеющие нестандартную структуру, необычные по замыслу, организации, методике проведения, в большей степени нравятся учащимся, чем будничные учебные занятия....
12 05 2026 17:50:12
Предлагаемая разработка занятия элективного курса может быть использована при проведении внеклассных занятий в 5–8-х классах с целью развития устойчивого интереса к изучению природы и расширения кругозора. Предлагается для учащихся, желающих узнать как можно больше о разнообразии цветущих растений. Содержание занятия позволяет познакомить с растениями-символами, легендами народов мира, поэтическими строками, посвящённым красоте и величии цветущих растений....
11 05 2026 14:34:46
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. ...
10 05 2026 1:59:32
Деление истории Земли на эры и периоды, дает представление об особенностях развития жизни на планете в разные временные промежутки. Ученые выделяют особо значимые события в отдельные отрезки времени – эры, которые делятся на периоды....
09 05 2026 19:46:22
Сегодня мы поговорим о покровных тканях, они располагаются на поверхности органов растения и пpeдoxpaняют их от высыхания, перегрева, механических и химических воздействий. Кроме этого она обеспечи…...
08 05 2026 1:55:51
Цели урока: познакомить обучающихся с организмами, достигшими высокого уровня сосуществования - лишайниками, показать их многообразие, положение в системе органического мира, а также значение в природе и жизни человека....
07 05 2026 22:50:16
При применении активных форм и методов обучения создаются такие условия, когда дети не просто запоминают и воспроизводят готовые знания и способы действия, а самостоятельно добывают их, переосмысливают и перестраивают ранее полученное, осуществляют широкий перенос усвоенного на решение новых учебных пpaктических задач....
06 05 2026 6:12:18
Современный урок должен быть не уроком запоминания, а уроком мышления, развития интеллекта, для того чтобы осилить весь поток информации; а все операции мышления (дедукция, абстpaкция, рефлексия, систематизация, обобщение и т.д.) объединяет интегративное мышление. Постановка перед учащимися межпредметных, интегрированных задач в значительной степени активизирует познавательную деятельность, так как это требует активной умственной деятельности, напряжения памяти, мышления, самостоятельной оценки событий и фактов, воображения и речи, а также эмоционально-волевых качеств.
Данный интегрированный урок "Работа с текстом научного стиля "Генетика пола" позволяет прийти к следующим выводам: интеграция неизбежна и отвечает специфике педагогической науки и пpaктики; наиболее продуктивной является интеграция, в основе которой лежит научное мировоззрение.
...
05 05 2026 19:17:54
Урок в 7-м классе представлен в виде технологической карты, составленной с учетом новых Федеральных Государственных Образовательных Стандартов. Учтены познавательные, коммуникативные, регулятивные и личностные универсальные учебные действия учеников....
04 05 2026 12:51:32
Урок "Экологические группы птиц" проводится для учащихся 7-го класса обучающихся по программе Н.И. Сонина. Раскрываются такие вопросы, как: основные группы птиц, экологические типы птиц, экологические группы птиц, значение птиц в природе и жизни человека....
03 05 2026 9:26:38
Цель урока: определить место лишайников в царстве растений....
02 05 2026 14:35:17
Урок "Галактики. Многообразие галактик" по теме "Вселенная" (предпоследний урок) проводится в 5-м классе по программе А.А. Плешакова, Н.И. Сонина. Цель урока - обеспечение условий для становления ребенка как субъекта учебной деятельности. Игровые методики применяются для стремления учащихся к творчеству, к самовыражению, самоутверждению, самореализации. Современные компьютерные технологии позволяют на этапе объяснения новой темы использовать слайд-шоу, позволяющее расширить иллюстрационный ряд, придать ему большую эмоциональность....
01 05 2026 10:10:22
Урок разработан применительно к учебнику Колесова Д.В., Маш Р.Д., Беляева И.Н. «Биология. Человек. 8 класс». Урок открытия нового знания, на котором формируется представление о биологической роли витаминов в обмене веществ и их пpaктическом значении для здоровья человека. Подобраны задания, развивающие умения наблюдать, сопоставлять, анализировать, выбирать главное, работать с натуральными объектами. Применяются интеpaктивные технологии, технологии развивающего обучения....
30 04 2026 14:11:36
Здоровье – состояние физического, душевного и социального благополучия. Преподаватели технологии, биологии и музыки в рамках интегрированного внеклассного мероприятия показывают важность этой темы и вместе с учащимися обобщают и систематизируют знания о здоровом образе жизни.
...
29 04 2026 14:47:28
Данная работа представляет собой интегрированный урок литературы и природоведения. Основные этапы урока основываются на знаниях произведений, изученных на уроках литературы, окружающего мира, жизненного опыта учащихся. На уроке используется компьютерная презентация, лабораторная работа, работа с текстом. Урок составлен с целью повышения интереса учащихся к обучению....
28 04 2026 10:32:10
Цели урока: с помощью маленького прекрасного насекомого - бабочки углубить знания по разным предметам; пробудить интерес детей и семьи к данной теме; создать условия для развития и саморазвития ребенка....
27 04 2026 2:45:28
Урок предлагается для использования его учителями вечерних школ в условиях, когда на географию и биологию в учебном плане школы отводится 1 час в неделю. Урок поможет познакомить учащихся с особенностями природы и типичными представителями флоры и фауны арктического, субарктического и умеренного поясов....
26 04 2026 11:14:53
2008 год объявлен Годом семьи. А какая же настоящая семья без детей. Это значит, что будущее планеты – в наших руках, и от нашего отношения к ней зависит очень многое. Мы все с вами - дети матушки природы и должны с уважением относиться к ней, жить по её законам....
25 04 2026 7:31:22
Спецкурс "Человек и человечество" занимает особое место при переходе на профильное обучение. Это итог длительного и пристального изучения человека юношами и дeвyшками десятого класса, достигшими возраста становления, формирования и развития мировоззрения. Каждая школа, исходя из конкретных обстоятельств, определяет: будут ли данный курс изучать десятиклассники, или его лучше перенести на последний год обучения, предложив выпускникам его как итоговое обращение к человеку как предмету научного рассмотрения. Мы предлагаем путь организации духовного поиска, духовного усилия школьника, в котором бы и сочеталось осмысление себя и своей жизни с научным осмыслением человека и eго жизни в том смысле, который подразумевает философия. ...
24 04 2026 8:19:10
Наличие среди архейских отложений пород органического происхождения — известняков, графита и пр. — указывает на существование в эту эру живых организмов....
23 04 2026 14:12:59
Презентация может быть использована в ходе объяснения новой темы.
...
22 04 2026 15:51:19
Данный урок проводится в 7-м классе коррекционной школы. Главная задача - познакомить учащихся с конкретными представлениями семейства бобовых, их разнообразием. Поэтому чем больше видов растений в пределах данного урока побывает в руках учащихся и будет изучено ими с различных точек зрения, тем лучше они поймут разнообразие растительного мира....
21 04 2026 8:55:35
![]("/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....
20 04 2026 9:59:18
На тему "Водоросли" отводится 4 урока и 1 урок на тему "Общая хаpaктеристика царства Растений". Выбор темы проекта, обсуждение плана действий, формирование групп проводится на уроке "Общая хаpaктеристика царства Растений". Работа над проектом идет на 2-м, 4-м и 5-м уроках. Урок по теме "Размножение водорослей" идет в обычном режиме. На втором уроке ребята знакомятся и начинают выполнять проектное задание. Группы создаются по желанию, с учетом умения рисовать и навыков проведения исследования. Далее каждая группа работает над проектом во внеурочное время. На 4-м уроке продолжается работа над проектом, идет отбор материала для проекта и составление тезисов к выступлениям, также подготавливается наглядность. 5-й урок - защита проекта "Мир водорослей"....
19 04 2026 10:24:32
На уроке доказывается, что законы Менделя применимы к генетике пола различных живых организмов. Учащиеся знакомятся с путями наследования некоторых наследственных заболеваний, учатся самостоятельно обнаруживать генетические закономерности при решении генетических задач....
18 04 2026 17:19:20
Элективный курс направлен на формирование ключевых компетентностей в области биологии и экологии, но также дает возможность охвата широкого комплекса общеобразовательных и общекультурных проблем. В курсе используются технология исследовательского обучения и технология учебного проектирования, которые помогают преодолеть господство «знаниевого» подхода в пользу «деятельностного».
...
17 04 2026 19:15:14
Контроль знаний и умений обучающихся является важным звеном учебного процесса. Проверка знаний и умений побуждает обучающихся напряженно работать, воспроизводить в памяти изученный материал, развивает у них мыслительные операции. Решающее влияние на повышение эффективности учебно-воспитательного процесса проверка оказывает в тех случаях, когда она носит многосторонний хаpaктер, проводится с помощью разнообразных методов и приёмов, способствует усвоению основного содержания курса биологии, обеспечивает деятельное участие всего класса.
...
16 04 2026 22:50:21
![]("/img/contest-medal-icon.png" "\"Лауреат\""){kind=icon}
Закрепление и расширение знаний о значении эндокринной системы, особенностях функционирования желез внутренней секреции. Научиться определять болезни, связанные с гипо- или гиперфункцией желез внутренней секреции на примере литературных героев....
15 04 2026 14:39:27
Представлен урок в игровой форме: разгадывание загадок и кроссворда о камчатских лекарственных и редких растениях с использованием музыки, танца, стихов, пословиц, изображений растений....
14 04 2026 9:22:57
Обобщающий урок в 9-м классе по учебнику С.Г. Мамонтова, В.Б. Захарова, Н.И. Сонина позволяет проверить сразу несколько компонентов: теоретические знания, определение понятий и терминов, умения работать с рисунками, схемами, таблицами, решать биологические задачи. «Экран учёта знаний» наглядно показывает учителю и учащимся компоненты знаний, по которым имеются недочёты и пробелы....
13 04 2026 1:30:32
Урок проводится по программе «Программа-2100». Опираясь на знание элементарных законах природы и приспособленности животных к различным средам обитания, дети по изображениям древних ящеров сравнивают их с современными животными. Урок развивает у детей логическое мышление, внимательность и умение анализировать....
12 04 2026 23:48:18
В ходе урока учащиеся получают знания о клетке как живой единице растительного и животного организма. Изучаются протекающие в клетке жизненно важные процессы....
11 04 2026 5:58:44
В последнее время наблюдается снижение интереса к изучению большинства школьных предметов. Привить интерес к сложному предмету можно только через игру. Занимательные мероприятия способствуют обогащению ученика новыми знаниями, расширению кругозора....
10 04 2026 9:57:24
Урок помогает узнать отличительные черты живых организмов, их клеточное строение, о средах обитания организмов, их приспособленности к жизни в них, о распространении растений и животных на материках, в океанах, в важнейших зонах Земли....
09 04 2026 3:49:21
Урок проводится за счет резервного времени с учетом повторения, обобщения, систематизации и контроля знаний учащихся. Учащиеся должны хорошо усвоить особенности жизненных процессов основных отделов низших и высших растений. Урок способствует развитию речи, логического мышления, коммуникативных способностей учащихся и воспитывает экологическую культуру.
...
08 04 2026 9:21:21
Презентация может быть использована педагогами, работающими по программе В.П. Пасечника. Форма урока: лекция, комбинированный, изучение нового материала....
07 04 2026 1:18:21
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....
06 04 2026 14:43:16
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 ::
