рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Селекция микроорганизмов. Биотехнология.

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:

1) Производство микроорганизмами незаменимых аминокислот, гормонов, ферментов, витаминов, антибиотиков, противовирусного белка - интерферона.

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.

 

 

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

ЦИТОЛОГИЯ С ОСНОВАМИ ОБЩЕЙ ГЕНЕТИКИ

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:

Все темы данного раздела:

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.

Химические элементы
Макроэлементы-органогены Макроэлементы Микроэлементы Ультрамикро­элементы Кислород (О) - 65%, Углерод (С) - 20%, Водоро

Химические вещества клетки. Неорганические и органические вещества. Вода и минеральные соли, их роль в клетке.
Вода в клетке составляет около 80 процентов. По мере старения организма ее количество в клетках снижается. Важная роль воды в клетке обусловлена ее химической природой. Дипольный характер ст

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

Биологические мембраны, их строение, свойства и функции. Цитоплазматическая мембрана, оболочка клетки.
Внутреннее содержимое клетки от внешней среды отграничено плазматической мембраной (плазмолеммой). У растений, грибов, бактерий плазмолемма окружена прочной клеточной стенкой. Строение

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

Клеточное ядро. Хроматин. Хромосомы. Хромосомный набор. Кариотип. Видовая специфичность кариотипа.
Одним из основных компонентов клетки является ядро. Клетки могут содержать одно или несколько ядер, форма которых может быть различной (округлой в клетках эпидермиса кожи, овальная в мышечных волок

Особенности строения прокариотической и эукариотической клеток.
Прокариоты - это организмы у которых нет ядра. К ним относятся бактерии и цианобактерии (сине-зеленые водоросли). Основные признаки прокариот: 1) отсутствует яд

Особенности строения растительной и животной клеток.
Признак Растительная клетка Животная клетка Клеточная стенка Клеточная стенка, построенная из целлюлозы От

Обмен веществ и энергии в клетке - основа жизнедеятельности клетки. Взаимосвязь процессов ассимиляции и диссимиляции.
Обмен веществ (метаболизм) - это совокупность протекающих в живых организмах химических превращений, обеспечивающих рост организмов, процессы их жизнедеятельности, воспроизведение, постоянны

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

Генетический код и его свойства. Биосинтез белка. Реакции матричного синтеза.
Биосинтез белков происходит в цитоплазме клеток на рибосомах. Информация о структуре белка записана в молекуле ДНК, которая у эукариот находится в ядре и отделена ядерной оболочкой от цитопл

Генетический код
  2-й нуклеотид   1-ый нуклеотид У   Ц А Г 3-й нук

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

Клеточный цикл. Подготовка клетки к делению. Прямое и непрямое деление клетки. Митоз, биологическая сущность и значение митоза.
Все клетки возникают путем деления ранее существовавших клеток. Различают несколько способов деления клеток. Амитоз - прямое деление клетки, при котором сохраняется интерфазное состояние я

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

Размножение и индивидуальное развитие организмов. Типы размножения организмов. Бесполое размножение, его формы. Половое размножение.
Размножение - универсальное свойство живых организмов воспроизводить себе подобных. Размножение обеспечивает непрерывность и преемственность жизни в ряду поколений, что необходимо для поддержания с

Половые клетки: яйцеклетки и сперматозоиды, их образование и развитие.
При половом размножении источником образования нового организма являются половые гаплоидные клетки, образуемые, как правило, двумя родительскими особями (мужской и женской). Гаметы - это половые кл

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

Закономерности наследственности и изменчивости. Генетика как наука. Наследственность. Изменчивость.
Генетика - наука о закономерностях наследственности и изменчивости. Наследственность - это свойство живых организмов передавать из поколения в поколение сходные признаки и ос

Закономерности наследования при дигибридном скрещивании: закон независимого наследования.
Проводя дигибридное скрещивание, Г. Мендель скрещивал растения гороха, отличающиеся по двум парам альтернативных признаков (скрещивались растения с желтыми гладкими семенами и растения с зелеными м

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

Генетика пола. Хромосомное определение пола. Половые хромосомы. Наследование признаков, сцепленных с полом.
Пол - это совокупность морфологических, физиологических и других взаимно противоположных признаков у особей одного вида, обеспечивающих образование гамет и половое размножение. В хромосомных набора

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

Модификационная изменчивость (норма реакции, статистический характер закономерностей). Роль генотипа и условий внешней среды в формировании фенотипа.
Модификационная изменчивость (модификации) происходит под воздействием факторов внешней среды (температуры, влажности и т.д.) без изменения генотипа. Модификации возникают в предела

Виды мутаций: генные, хромосомные, геномные.
Мутационная изменчивость обусловлена возникновением мутаций. Мутации - это внезапные, скачкообразные изменения наследственного материала, которые передаются по наследству. Мутации характериз

Мутации как материал для искусственного и естественного отбора.
Мутации постоянно происходят в популяциях под действием мутагенных факторов внешней среды и, вызывая изменения генофонда популяций, дают материал для отбора. По причинам возникнове

Мутагенные факторы.
Факторы, способные вызывать мутации, называются мутагенными (мутагенами). Мутагены: - физические - различные виды излучений (рентгеновские лучи, гамма-излучение, УФИ), тепло; - хи

Селекция ее основные направления и методы. Основные направления биотехнологии
Селекция - наука о создании новых и улучшении существующих сортов культурных растений, пород домашних животных и штаммов микроорганизмов, используемых человеком. Сортами, породам

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?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги