Селекция микроорганизмов. Биотехнология. - раздел Биология, ЦИТОЛОГИЯ С ОСНОВАМИ ОБЩЕЙ ГЕНЕТИКИ Микроорганизмы - Мельчайшие Организмы, Различимые Только Под Микроскопом. Сре...
Микроорганизмы - мельчайшие организмы, различимые только под микроскопом. Среди них представители различных царств органического мира, относящихся как к прокариотам (бактерии и сине-зеленые водоросли), так и эукариотам (микроскопические грибы, микроскопические формы водорослей и протистов). Микроорганизмы - одноклеточные организмы. Они характеризуются высокой скоростью роста и размножения, чрезвычайно разнообразны по биохимическим и физиологическим свойствам, их клетки содержат меньше генов, чем клетки многоклеточных, они являются удобными и важными объектами исследований для решения многих проблем биологии. Велико и разнообразно практическое значение микроорганизмов. Они используются в разных отраслях промышленности, сельском хозяйстве. В пищевой промышленности с деятельностью микроорганизмов связано хлебопечение, виноделие, пивоварение, получение молочнокислых продуктов и спирта. Микроорганизмы используются для очистки сточных вод, образования метана, для выделения меди и урана из бедных руд. В сельском хозяйстве они незаменимы при производстве силоса, производстве кормового белка, в качестве азотфиксаторов, для биологической защиты растений. Многие лекарственные препараты - антибиотики, витамины, гормоны, ферменты, аминокислоты - также получают с помощью микроорганизмов. Так, грибы и бактерии синтезируют антибиотики (пенициллин, стрептомицин, эритромицин и др.); сенная палочка - фермент амилазу; кишечная палочка - аминокислоты; пивные дрожжи - витамины группы В.
Природные популяции микроорганизмов низкопродуктивны. Для повышения их продуктивности используются методы селекции: индуцированный мутагенез и искусственный отбор, что позволяет повысить продуктивность природных популяций микроорганизмов в сотни и тысячи раз.
Этапы селекции микроорганизмов:
1) Выделение из дикой природы популяций микроорганизмов способных синтезировать интересующие селекционера соединения.
2) Индуцирование мутаций (мутации вызывают воздействием мутагенных факторов: ультрафиолетовых и рентгеновских лучей, химических мутагенов).
3) Отбор по продуктивности (при размножении отбираются наиболее продуктивные штаммы).
Так, сочетая мутагенез и отбор, селекционерам удалось повысить продуктивность штаммов гриба пеницилла, синтезирующего антибиотик пенициллин, более чем в 100 раз.
Биотехнология - это производство продуктов и материалов, необходимых для человека, с помощью живых организмов.
Термин «биотехнология» получил распространение в середине 70-х годов XX в., хотя отдельные отрасли биотехнологии (хлебопечение, виноделие, пивоварение, сыроварение и др.) используются человеком с древних времен. Достижения генетики создали большие дополнительные возможности для развития биотехнологии. Главные направления биотехнологии:
2) Расширение использования микроорганизмов в пищевой промышленности.
3) Использование биологических методов для борьбы с загрязнением окружающей среды (биологическая очистка сточных вод, загрязненной почвы и т.д.).
4) Биологическая защита растений от вредителей и болезней (создание трансгенных растений).
5) Промышленный синтез кормовых белков (белок, синтезируемый одноклеточными организмами можно использовать на корм скоту вместо продуктов - зерна, семян бобовых, которые годятся людям).
6) Использование микроорганизмов для добычи ценных металлов из бедных месторождений, где традиционные методы добычи экономически невыгодны.
Для достижения этих целей в биотехнологии используются следующие современные методы генной и клеточной инженерии.
Генная (генетическая) инженерия — это искусственный перенос нужных человеку генов от одного вида живых организмов в клетки другого вида, т.е. создание организмов с новыми свойствами.
Для этого необходимо:
1. выделить ген из какого-либо организма или искусственно синтезировать его;
2. клонировать (размножить) данный ген;
3. создать специальные генетические структуры (векторы), в составе которых намеченные гены будут внедряться в геном другого вида;
4. перенести и включить генетические векторы в геном другого организма.
С помощью генной инженерии созданы штаммы кишечных палочек, в которые встроены гены человеческого инсулина (необходимого для лечения сахарного диабета), интерферона (противовирусного белка), соматотропина (гормона роста).
Генная инженерия используется в основном на прокариотах, хотя в последнее время начала применяться и на высших эукариотах. Так, во многих странах выращиваются трансгенные растения, устойчивые к насекомым-вредителям (например, созданы сорта трансгенного картофеля, содержащего в своих клетках бактериальный ген который, предотвращает поражение растений личинками колорадского жука).
Первоочередной задачей генной инженерии у человека являются поиск путей генотерапии, то есть замены мутантных генов человека нормальными.
Клеточная инженерия - это метод образования клеток новых типов на основе их культивирования вне организма, гибридизации и клеточной реконструкции.
1) Культура тканей. В настоящее время использование культур растительных клеток и тканей позволяет получать необходимые человеку природные вещества в промышленных количествах. Так, как и целое растение, культура клеток женьшеня синтезирует ценные, широко используемые в медицине, лекарственные препараты. В хирургии при лечении обширных ожогов широко используется для трансплантации эпидермис, выращенный вне организма.
2) Гибридизация клеток. При гибридизации искусственно объединяются различные целые клетки (иногда далеких видов) с образованием гибридных клеток. Полученные гибриды лимфоцитов с опухолевыми клетками способны к синтезу специфичных антител и обладают способностью к длительному выращиванию на искусственных средах. Гибридизация клеток широко используется в селекции растений. Получены гибриды картофеля и томата, яблони и вишни, выращенные из клеток, созданных в результате гибридизации.
3) Клеточная реконструкция. При реконструкции создаются жизнеспособные клетки из фрагментов (ядра, цитоплазмы, хромосом и др.) различных клеток. Прежде всего, используется замена отдельных пар хромосом у растений или добавление новых, что позволяет создавать сорта растений, сочетающие в себе признаки разных сортов или даже разных видов.
Биотехнология активно развивается в последние годы и является одним из ведущих направлений современной биологии. Дальнейший прогресс человечества во многом зависит от развития биотехнологии.
УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ... ГРОДНЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ... Кафедра медицинской биологии и общей генетики...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Селекция микроорганизмов. Биотехнология.
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Гродно 2008
УДК 576.3(07)
ББК 28.05я73
Ц97
Авторы:
Левэ О.И. доцент кафедры биологии ГрГМУ.
Рецензент:
Жмакин А.И. доцент,
Цитология как наука. Методы изучения клетки.
Цитология - наука о клетке. Ее предметом являются клетки прокариотических (бактерий и сине-зеленых водорослей) и эукариотических (протистов, грибов, растений и животных) организмов.
Липиды. Углеводы. Белки.
Липиды - это органические вещества, которые не растворяются в воде, а растворяются в органических растворителях.
Липиды делятся на:
1. Жиры и масла (сложные э
Ферменты как биологические катализаторы.
Ферменты - это биологические катализаторы. По химическому строению они бывают простые и сложные. Простые ферменты состоят только из аминокислот. Сложные имеют в своем составе б
Нуклеиновые кислоты.
Нуклеиновые кислоты были открыты Мишером в ядрах лейкоцитов в 1868г. Но только в 1953г. Д. Уотсон и Ф. Крик предложили двухцепочечную модель строения молекулы ДНК.
В природе существуют два
Органоиды, имеющие мембранное строение.
Пластиды - это двумембранные органоиды клеток растений. Они классифицируются по окраске: хлоропласты (имеют зеленый цвет, обусловленный присутствием пигмента - хл
Органоиды, имеющие немембранное строение.
Рибосома состоит из большой и малой субъединиц, содержащих рибосомальную РНК и белок. Малая субъединица связывается с иРНК и активированными тРНК. В большой субъединице
Фотосинтез - синтез первичного органического вещества.
Пластический обмен - это совокупность всех реакций биосинтеза, которые происходят в организме. К нему относятся фотосинтез, синтез белков, жиров, углеводов и нуклеиновых кислот.
Фотосин
Энергетический обмен. Гликолиз. Клеточное дыхание.
Для жизни клетки, роста, синтеза органических веществ необходима энергия, ее клетки получают при расщеплении органических веществ.
Энергетический обмен (диссимиляция) - совокупность реакци
Мейоз и его биологическое значение.
Мейоз - особый способ деления клеток, в результате которого уменьшается число хромосом вдвое, и клетки переходят из диплоидного состояния в гаплоидное.
Мейоз состоит из двух последо
О О О О О О О О
-----------------------------------------------------¯-------------------------------¯-----------------------
Роста сперматоцит О 2n4с
Оплодотворение, онтогенез, эмбриональное развитие зародыша.
Оплодотворением называется процесс соединения двух гамет, в результате чего образуется диплоидная зигота. Оплодотворению предшествует осеменение. Осеменение - процесс, обеспечивающий встречу сперма
Постэмбриональное развитие (прямое и непрямое).
Различают прямое и непрямое постэмбриональное развитие.
При прямом развитии появившийся организм похож на взрослую особь, но отличается от нее меньшими размерами и недоразвитием некоторых
Ж.г. : 3 ж.м. : 3 з.г. : 1з.м.
Причем по каждой паре признаков в отдельности в отношении 3:1 (как при моногибридном скрещивании).
Закон независимого наследования (третий закон Менделя): При скрещивании гомозиготн
Наследование групп крови у человека.
Ген I, определяющий формирование групп крови по системе АВ0, представлен тремя аллелями: IА; IВ; I0). Аллель I0 рецессивен по отношению к аллелям IА
Хромосомная теория наследственности.
1. Гены находятся в хромосомах. Гены, расположенные в одной хромосоме, образуют группу сцепления. Число групп сцепления генов равно гаплоидному набору хромосом.
2. Гены в хромосоме располо
Изменчивость организмов, ее типы.
Изменчивость - это свойство живых организмов, противоположное наследственности, которое заключается в способности дочерних организмов приобретать признаки и свойства, которых не было у родит
Виды мутаций: генные, хромосомные, геномные.
Мутационная изменчивость обусловлена возникновением мутаций. Мутации - это внезапные, скачкообразные изменения наследственного материала, которые передаются по наследству. Мутации характериз
Селекция растений.
Селекция растений - раздел селекции, занимающийся выведением новых и улучшением существующих сортов культурных растений, используемых человеком. Сортами называют искусственно созданны
Селекция животных.
Селекция животных - раздел селекции, занимающийся выведением новых и улучшением существующих пород домашних животных, используемых человеком. Породами называют искусственно созданные человек
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Новости и инфо для студентов