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:
Учащиеся восстанавливают в памяти когда-то изученный материал. Используют свои знания в конкретной ситуации, расширяют кругозор. Анализируют, обобщают, используют знания при решении пpaктических задач, переносят знания из одной области знаний в другую. Делают выводы о роли человеческого фактора в экологическом состоянии планеты. ...
10 04 2026 15:24:49
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)....
09 04 2026 16:31:40
Урок биологии в 8-м классе направлен на развитие коммуникативной и проектной компетентности учащихся, предполагает опору на их субъектный опыт. Презентация, включенная в урок, является продуктом самостоятельной поисковой деятельности учеников. В урок включены дифференцированные задания для групповой самостоятельной работы, возможности выбора вида деятельности учениками. Урок позволяет обучающимся освоить большую часть информации самостоятельно, проявив поисковые способности....
08 04 2026 17:23:18
![]("/img/contest-medal-icon.png" "\"Лауреат\""){kind=icon}
Обобщающий урок-игра для 8-го класса проводится в занимательной форме смотра знаний с целью углубить и закрепить знания учащихся по биологии по темам "Обмен веществ", "Выделение", "Терморегуляция". Через занимательные задания развивается биологическое мышление, устная речь, способность применять имеющиеся знания при поиске решения проблемных ситуаций....
07 04 2026 23:42:31
Цель урока: познакомить с классификацией класса земноводные, особенностями внешнего и внутреннего строения земноводных; познакомить с происхождением класса; классификацией земноводных; изучить особенности строения земноводных....
06 04 2026 0:48:12
Урок направлен на формирование любви к природе родного края. Главная задача - расширить знания учащихся о растительном и животном мире Кубани; показать необходимость охраны природы; познакомить с историей создания Кавказского биосферного заповедника; развивать логическое мышление, любознательность, умение работать творчески. Презентация дает возможность визуально познакомиться с растительным и животным миром Кубани, с редкими и исчезающими видами. В ходе дискуссии учащиеся понимают значение мер по охране природы родного края.
...
05 04 2026 11:23:22
Информационно-коммуникационные технологии, микроисследования и работы с дополнительными источниками информации, межпредметные связи с физикой и литературой позволяют глубоко изучить учебный материал, развивают мышления воспитанников, навыки работы с информацией и помогают расширить воспитательные возможности урока....
04 04 2026 11:39:44
Скорость диффузии углекислого газа из крови в 25 раз выше, чем кислорода, поэтому за счет разности 7 мм рт. ст. углекислый газ успевает выделиться из крови....
03 04 2026 20:47:34
Проблема нарастания динамики социально-экономической активности приобретает в настоящее время глобальный хаpaктер и требует от школы обновления структуры.
Элективные курсы предлагают выход за рамки традиционных учебных предметов.
...
02 04 2026 14:19:20
![]("/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....
01 04 2026 15:43:52
Все живое разделено на 2 империи — клеточные и неклеточные формы жизни. Основными формами жизни на Земле являются организмы клеточного строения. Этот тип организации присущ всем видам живых существ, за исключением вирусов, которые рассматриваются как неклеточные формы жизни....
31 03 2026 0:18:25
Разработка позволяет познакомить учащихся с хаpaктерными особенностями строения, питания, размножения грибов, их многообразием и сформировать умение отличать съедобные грибы от ядовитых. Урок способствует активизации познавательной активности школьников, освоению новых жизненно необходимых навыков и сохранению здоровья. С целью создания условий для творческого восприятия учебного материала на уроке используются информационно-коммуникационные технологии....
30 03 2026 11:30:51
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 03 2026 18:29:10
Проверка знаний об особенностях строения грибов и умений узнавать изученные грибы. Закрепление знаний об особенностях строения, питания и размножения лишайников (демонстрация фильма, загадки). ...
28 03 2026 1:46:44
Цель урока – развитие глобального мышления учащихся, интереса к изучению права на профильном уровне, показать значимость биологии в разных сферах жизни, в том числе в деле правосудия, формирование правового мировоззрения, уважения к деятельности правоохранительных органов.
...
27 03 2026 19:35:16
"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.
...
26 03 2026 6:24:59
Программа приобщает школьников к научному познанию мира и сохранению окружающей природной среды родного края. Отобраны темы, раскрывающие биологические свойства и жизнь наиболее типичных растительных сообществ, а также редких и охраняемых растений, произрастающих в заповеднике "Кологривский лес"....
25 03 2026 22:55:41
Отработка умений усваивать научную информацию, анализировать, развивать мышление и воображение. Для этого необходимо делать урок ярким, запоминающимся, поэтому учащимся нужно предлагать задания
творческого хаpaктера....
24 03 2026 16:51:53
При встрече люди обычно говорят "Здравствуйте", желая друг другу здоровья. А что такое здоровье, как его измерить? Классный час посвящен сохранению здоровья человека.
...
23 03 2026 7:36:47
Урок биологии по УМК Н.И. Сонина, М.Р. Сапина расширяет знания о газообмене в легких и тканях, физиологической связи кровеносной и дыхательных систем; доказывает значение легких в постоянстве внутренней среды организма. На уроке используются элементы проблемного обучения, системно-деятельностного подхода. Презентация сопровождает все этапы урока. Видеоролики и флеш-анимация позволяют школьникам понять сущность газообмена в легких и тканях....
22 03 2026 8:52:46
Урок помогает выработать умения выявлять явления и находить различия между ними, формирует представление о физических и химических явлениях. С помощью задания для интеpaктивной доски, малых фольклорных форм учащиеся самостоятельно находят и выделяют явления. Демонстрационные опыты помогают выявить различия между физическими и химическими явлениями.
...
21 03 2026 12:39:44
Состояние кожи напрямую отражается на здоровье человека. Поэтому гигиена кожи, одежды и обуви имеет большое значение при профилактике различных заболеваний....
20 03 2026 22:48:32
Урок помогает повторить строение и функции нервной системы, развивать умение сравнивать, устанавливать причинно-следственные связи, обобщать и делать выводы, развивать навыки самостоятельной работы с учебным материалом....
19 03 2026 19:20:21
Исследование предполагает межпредметную интеграцию, что позволяет учитывать при работе с детьми их интересы к различным дисциплинам....
18 03 2026 11:44:56
Урок биологии в 6-м классе ставит перед учащимися проблему: могут ли растения существовать обособленно, без окружающей среды?...
17 03 2026 17:24:29
Материал урока знакомит учащихся с растениями и животными, используемыми в символике г. Абакана и республики Хакасия. Во время проведения игры ребята разгадывают кроссворды, загадывают загадки, рассказывают стихи хакасских поэтов о красоте родного края. Данный урок-игру можно провести как внеклассное мероприятие....
16 03 2026 6:41:25
Целью разработки является: изучение учебного материала, а также расширение и углубление знаний обучающихся по данной теме. развитие интереса к изучению биологии через использование ИКТ-ресурсы, дополнительной литературы, развитие творческого потенциала обучающихся и привлечение их к исследовательской деятельности.
...
15 03 2026 14:36:16
Урок изучения нового материала с элементами проблемно-диалогового обучения. В начале урока создается проблемная ситуация для нахождения правильного решения. Используемые формы: индивидуальная, фронтальная, групповая, самостоятельная работа с целью активизировать учебный процесс, эффективно усвоить учебный материал, т.к. новое знание открывается в совместной деятельности....
14 03 2026 15:40:52
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....
13 03 2026 19:55:19
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....
12 03 2026 9:49:51
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.
...
11 03 2026 19:17:23
Цель комбинированного урока: познакомить учащихся со строением органов кровообращения (сосудами и сердцем), а также изучить закономерности движения крови и лимфы в организме человека....
10 03 2026 4:45:27
Представлена разработка урока-викторины. Использование игровых приемов создает благоприятный психологический климат, способствует познавательной деятельности всех учащихся. Урок расширяет представление учащихся о многообразии животных форм; развивает интерес к биологии, бережное отношение к животным....
09 03 2026 8:20:22
Урок проводится в рамках технологии проблемного обучения. Учащиеся-исследователи, ведущие раскопки на холмах, так как корни – подземный орган растения. Терминологическая работа фиксирует внимание учащихся на основных понятиях темы. Проблемные вопросы и задачи способствуют развитию мышления учащихся....
08 03 2026 2:55:40
Материал может быть использован для проведения урока или внеклассного мероприятия. В статье представлены различные определения термина «жизнь», а также наиболее важные и интересные гипотезы возникновения жизни на Земле: креационизм, самопроизвольное зарождение, гипотеза стационарного состояния, панcпepмия, биохимическая эволюция....
07 03 2026 15:12:15
Данный урок – урок изучения нового материала по технологии развития критического мышления, в основе которого лежит самостоятельная работа учащихся с различными источниками информации. Такой подход позволяет развивать критическое мышление школьников....
06 03 2026 23:19:33
Мышцы живота участвуют в образовании передней и боковых стенок брюшной полости. Прямые мышцы живота участвуют в сгибании туловища вперед....
05 03 2026 20:21:16
Урок биологии в 11-м классе (2 часа) является заключительным в теме "Наследственная информация и реализация ее в клетке". Урок интересен проблемным построением, разнообразием методов для формирования положительной мотивации учащихся при изучении биологии.
...
04 03 2026 15:14:18
На современном этапе модернизации образования возникла необходимость разработать новые подходы к внедрению в учебный процесс современных технологий. Актуальность межпредметного интегрирования в школьном обучении очевидна. Она обусловлена современным уровнем развития науки, в котором ярко выражена интеграция естественно-научных знаний. Природа – это наш общий дом. В природе все взаимосвязано. Поэтому важно, чтобы у учеников складывалось целостное восприятие мира при изучении предмета....
03 03 2026 8:22:46
Цели урока: содействовать стремлению учащихся вести здоровый образ жизни; развить навыки работы учащихся с учебником; умения сравнивать, анализировать, соотносить, делать выводы; давать оценку результатам деятельности....
02 03 2026 19:38:52
Представлен урок биологии в 9-м классе по теме "Основные закономерности наследственности. Дигибридное скрещивание"....
01 03 2026 21:42:43
Данная разработка предлагает проведение нестандартного урока с целью активации познавательной и творческой деятельности обучающихся на уроках биологии. Учащиеся работают в группах по заданиям, позволяющим применять знания, полученные ранее, а также обобщать изученный материал.
...
28 02 2026 20:23:40
Урок проводится с применением игровых технологий, как конкурс между двумя комaндами класса. Используются групповые, парные, индивидуальные формы работы. Используется дифференцированный подход: для более слабых - биологическая "рыбалка", для средних и сильных учеников - работа по исправлению ошибок в тексте, для увлекающихся - возможность выступить с докладом, собрать названия рыб....
27 02 2026 2:56:31
На уроках важное место отводится исследовательской деятельности. Учащиеся выявляют влияние шума, курения на организм, изучают экологическое состояние пришкольного участка, исследуют содержание нитратов в овощах, консервантов в продуктах, содержание витамина «С» в различных соках.
...
26 02 2026 6:41:54
Урок изучение нового материала ‒ составная часть темы «Размножение», опирается на знания учащихся, полученные в 9-м классе. В ходе урока большая часть материала предлагается в виде таблиц для удобства изучения и восприятия. Закрепление нового материала в виде тестовой проверки проверит овладение учащимися большого объема учебного материала. Чередование различных форм и методов обучения сохранит внимание учащихся в течение урока....
25 02 2026 9:52:34
Урок по теме «Гигиена зрения» должен способствовать использованию знаний из других предметов: физики, химии философии. Учитывая внедрение в систему образования современных технических средств, ученик должен понимать, как рационально их использовать, т.к. это способствует в том числе и ухудшению зрения. Поэтому задача учителя - помочь ученикам снимать напряжение, выполняя комплекс упражнений, в том числе и для глаз....
24 02 2026 0:14:46
Проведение приурочено к 1 декабря (Всемирный день борьбы со СПИДом). Усилия всего прогрессивного человечества направлены на борьбу с вирусом иммунодефицита человека. Самое трудное – начать. В каждой стране, в каждом обществе существует множество проблем, но проблема ВИЧ продолжает входить в круг первоочередных задач мирового масштаба. Поэтому очень важно информировать учащихся об этой проблеме. Предлагаемый сценарий образно и доступно дает представление о том, что такое СПИД....
23 02 2026 5:45:46
Урок направлен на формирование способности сравнивать признаки семян однодольных и двудольных растений; обращать внимание не только на основные признаки растений( количество семядолей в зародыше), но и на варьирующие признаки - наличие эндоcпepма, срастание околоплодника с покровами семени и др.
...
22 02 2026 15:51:59
На уроке учащиеся получают представление об атмосфере как оболочке Земли; узнают о составе воздуха и содержание понятия "погода"; узнают как образуются облака и ветер....
21 02 2026 21:36:38
Цель урока - проследить эволюцию пресмыкающихся; выяснить, какие отряды, кроме ранее изученных, входят в состав класса; определить основные черты представителей класса. На уроке обобщаются знания по особенностям внешнего строения пресмыкающихся, выясняется, от каких животных произошли древние пресмыкающиеся и какие изменения произошли в их организме....
20 02 2026 8:25:12
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 ::
