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:
<p>Те, кто ведет биологию в 7 классе, думаю, согласятся со мной, что тема «Биоценозы» не самая интересная и легкая в курсе зоологии. Материал достаточно сложный, к тому же, затрудняют изучение термины. Мне хотелось по возможности разнообразить материал, сделать его более интересным и доступным для понимания. </p>
...
03 02 2026 12:15:39
Учащимся предлагается в игровой форме познакомиться не только с видами памяти, но и с приемами ее тренировки. Материал урока можно использовать и во внеурочной деятельности, например, проводя внеклассное мероприятие «Твои возможности, человек»....
02 02 2026 4:52:30
Тема "Основы генетики" — одна из самых сложных для понимания учащимися. Зачастую у учащихся формируются эпизодические знания, заучиваются основные термины и понятия, но не складывается целостная взаимосвязанная картина генетики как науки. Поэтому, чтобы привлечь и заинтересовать учащихся данными уроками, необходимо использовать как можно больше познавательных заданий пpaктического хаpaктера, показать тесную связь данной науки с жизнью, в решении различных жизненных ситуаций. Я предлагаю разработку открытого повторительно-обобщающего урока "Генетика и медицина". Урок построен на основе сочетания модульной и информационной технологий....
01 02 2026 0:21:48
Основы экологических знаний рассредоточены в различных учебных дисциплинах, поэтому актуальной является необходимость максимально использовать аспекты экологии на уроках биологии и во внеурочное время через исследовательскую работу с применением регионального компонента. Эффективной формой работы является исследовательская деятельность, в ходе которой приобретаются навыки самостоятельной работы, пробуждается интерес к изучению конкретных, локальных экологических проблем.
...
31 01 2026 5:26:24
Важным аспектом данного урока является выход за рамки узкопредметного восприятия изучаемого материала. Организация и проведение игры "Предприимчивость" направлена на развитие функции самореализации личности, на рост мотивации и познавательного интереса, а также на включение учащихся в самостоятельную деятельность. Созданные в игре реальные жизненные ситуации требуют разрешения с учетом экономических интересов и потребностей общества и экологической этики учащихся....
30 01 2026 4:47:25
Элективный курс по биологии и экологии «Авиация и медицина XXI века» (разработано Л.А.Суриловой, учителем биологии и экологии гимназии № 1519 г. Москвы). Предпрофильная подготовка – это система педагогической, психологической, информационной и организационной деятельности, способствующая самоопределению учащихся в выборе дальнейшей профессии....
29 01 2026 17:57:15
В тяжелых случаях ложной беременности у собак диагностируют хромоту, скованность при движении. У животного проявляются признаки токсикоза и отказ от еды....
28 01 2026 14:12:41
На уроке рассматриваются различные приспособительные особенности живых организмов и относительный хаpaктер адаптации, раскрывается механизм и роль приспособления. ...
27 01 2026 16:41:33
Урок с использованием технологии деятельностного подхода к обучению.
...
26 01 2026 22:54:22
Предлагается модель интегрированного учебного занятия по схеме "элективный курс по биологии + информатика". С одной стороны, это обобщение самостоятельной работы учащихся по поиску и изучению разных теорий возникновения жизни на Земле. С другой стороны, на занятии изучаются технологии подготовки отчетов о проведенной исследовательской работе средствами текстового редактора MS Word, в частности, использование специальных форм текста: колонок и колонтитулов.
...
25 01 2026 10:40:13
Этот курс является продолжением элективного курса "Как мозг учился думать", вошедшего в сборник Фестиваля педагогических идей 2005/2006 г.
Он служит для пpaктического подтверждения теории Павлова И.П. о рефлекторном механизме приспособительного поведения и теории функциональных систем Анохина П.К., а также для компенсации недостаточности знаний об индивидуальных особенностях видовых зрительных сенсоров животных.
...
24 01 2026 9:26:27
Урок проводится в 6-м классе как заключительный и посвящается обобщению и систематизации тех знаний, которые учащиеся получили во время изучения темы «Царство Бактерии». Форма урока – игра.
...
23 01 2026 13:34:17
Занятие помогает сформировать новые понятия: склера, роговица, сетчатка, радужка, хрусталик, стекловидное тело, фоторецепторы, аккомодация, родопсин, близорукость, дальнозоркость; углубить понимание процессов, происходящих в организме человека....
22 01 2026 22:31:36
Жизнь любого организма начинается от образования зиготы и продолжается до cмepти. В это время живой организм растет, развивается, стареет. Начало...
21 01 2026 23:27:38
Урок направлен на расширение знаний о экологической и потребительской грамотности современного человека. Данный урок позволит учащимся не только научиться получать полную информацию о товаре, но и будет способствовать развитию умения работать с информацией, представленной в виде символов, находить правильное объяснение символам....
20 01 2026 17:29:49
Использование проектной технологии на уроках биологии разнообразит учебный процесс, несёт в себе мотивационный и творческий потенциал, формирует познавательный интерес и познавательную активность обучающихся, включает их в информационно-коммуникативную деятельность и помогает самостоятельно организовать свою работу, свободно ориентироваться в информационном прострaнcтве.
...
19 01 2026 14:47:42
Урок предполагает проведение лабораторной работы по изучению живого объекта – аквариумных рыб. Такая форма организации занятия способствует формированию у школьников исследовательских навыков, любознательности и бережного отношения к живым организмам. Учащиеся знакомятся с многообразием рыб, раскрывают особенности их внешнего строения, выявляют приспособления к факторам водной среды....
18 01 2026 8:24:49
Основная образовательная ценность информационных технологий в том, что они позволяют создать неизмеримо более яркую мультисенсорную интеpaктивную среду обучения с почти неограниченными потенциальными возможностями, оказывающимися в распоряжении и учителя, и ученика. Статья представляет собой обобщение опыта по экспериментальному внедрению информационных технологий в учебно-воспитательный процесс на уроках биологии.
...
17 01 2026 7:41:59
Представленный урок проводится как обобщающее занятие по теме "Дыхание" в курсе "Биология. Человек" для 8-х классов. В урок включены элементы пpaктических занятий по приёмам оказания первой помощи при нарушении дыхания, основы знаний по валеологии и профилактике инфекционных заболеваний....
16 01 2026 15:57:51
На уроке учащиеся получают знания о многообразии грибов, их роли в природе и жизни человека. Урок помогает решить триединую задачу обучения биологии: развитие интереса к предмету, изучение и понимание признаков и свойств живого, понимание места и роли человека в природе....
15 01 2026 18:23:54
Несмотря на полноту и содержательность школьного курса биологии, изучающего человеческий организм, у учащихся часто возникают вопросы по применению этих знаний на пpaктике. Кроме того, нередко школьники задают вопросы, не предусмотренные школьной программой, но интересующие их. Данный курс призван решить эти противоречия и ответить на все вопросы учащихся. Он может быть изменён согласно их пожеланиям....
14 01 2026 18:55:18
![]("/img/contest-medal-icon.png" "\"Лауреат\""){kind=icon}
Цель урока: развитие умений применять биологические знания на уроках других учебных дисциплин; расширение знаний о мире насекомых, развитие наблюдательности, умения выделить хаpaктерные особенности насекомых; научить анализировать конструктивные особенности природного объекта....
13 01 2026 16:34:32
Урок проведен под эколого-просветительской акцией «Урок чистоты». Цель: cформировать экологическое сознание и развивать экологические навыки детей, активизировать познавательную деятельность, побуждать детей с вниманием и заботой относиться к окружающему миру природы....
12 01 2026 9:42:51
Урок-повторение по теме для 7-го класса. Проводится в форме групповой игры-соревнования. Помогает вспомнить пройденный материал, систематизировать знания, повышает интерес к предмету, воспитывает бережное отношение к природе....
11 01 2026 20:54:20
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....
10 01 2026 4:24:22
При планировании урока и его проведении учитывались индивидуальные особенности учащихся с ограниченными возможностями. Накануне урока была проведена учебная экскурсия на ипподром, где учащиеся имели возможность покормить и погладить лошадь, нежно обнять и прижаться к ней, что позволило учащимся проявить положительные эмоции, очень важные для умственно отсталых школьников....
09 01 2026 7:18:39
Цель викторины: познакомить учащихся с охраняемым растением Амурской области – кедром корейским, включенным в региональную Красную книгу....
08 01 2026 9:36:33
Размножается сосна семенами. Образование семян начинается на 30-40 году жизни. К этому времени на деревьях формируются женские и мужские шишки....
07 01 2026 19:35:36
Урок с использованием игровых моментов как средства реализации активных форм работы, чтобы урок был результативным и познавательным.
...
06 01 2026 14:33:40
В ходе урока используется групповая работа, что позволяет каждому ученику почувствовать себя успешным, снимает синдром тревожности. На уроке проверяются знания терминологии, умение на пpaктике применять знания (решение биологических задач), а также умения сравнивать, классифицировать и обобщать изучаемые факты и явления.
...
05 01 2026 22:29:30
Основное содержание урока литературы с элементами интеграции по теме "Быть человеком - это и значит чувствовать, что ты за всё в ответе" – инсценированное чтение отрывков из сказки "Маленький принц" с комментариями учителя, беседа по сказке, исполнение группой детей вальса цветов, песни "Маленький принц", пpaктическая работа: посадка детьми семян цветов....
04 01 2026 9:41:41
Урок биологии в 6-м классе разработан к учебнику "Растения. Бактерии. Грибы. Лишайники" И.Н. Пономарёвой. Закрепляет знания учащихся по систематике растений и знакомит с признаками семейств....
03 01 2026 5:58:50
В статье представлен опыт работы по формированию профильной компетентности учащихся по биологии. Рассмотрены содержательные компоненты направления расширения содержания биологического образования и приведены примеры их отражения в рабочей программе педагога с учетом специфики классов с углубленным изучением биологии....
02 01 2026 20:42:48
Решать некоторые учебные проблемы без участия игры невозможно. Кроме этого игра – это способ исследования и ориентации в мире, времени, прострaнcтве, людях. Играя, дети обучаются. Поэтому на уроках биологии применяется игра с учениками. Это может быть небольшой игровой момент на уроке, а может быть и сетевая игра, в которой участвует несколько классов....
01 01 2026 23:36:46
Сочетание на уроке нескольких методов использования ИКТ, которые позволяют активизировать познавательную деятельность учащихся, доступно и интересно воспроизводить новый материал, а также самим включаться в проведение урока.
На уроке прослеживается межпредметная связь, позволяющая детям логически мыслить, извлекать нужную информацию из различных источников знаний, обучать приемам работы с картой, воспитывать эстетическое восприятие явлений природы...
31 12 2025 1:30:51
![]("/img/contest-cup-icon.png" "\"Победитель\""){kind=icon}
Цель урока: повторение, обобщение и контроль знаний по теме «Теория Чарльза Дарвина о происхождении видов путем естественного отбора»....
30 12 2025 5:45:38
В статье представлен вариант использования компьютерных технологий на уроке биологии в 6-м классе. Обобщающий урок по теме "Жизнедеятельность, рост и развитие цветковых растений" проводится по типу телевизионной передачи "Своя игра".
...
29 12 2025 3:36:35
Решение задачи раннего выявления, обучения, воспитания и развития одаренных и талантливых детей составляет важнейшую задачу системы образования и формирования творческого потенциала страны, обеспечивающего интенсивное социальное развитие и научно-технический прогресс во всех областях науки, культуры и производства. Для решения этой задачи необходима прежде всего специально создаваемая развивающая образовательная среда. Развивающая образовательная среда – это созданная обучающим, обучающимися и их родителями атмосфера интеллектуального поиска и познавательной творческой деятельности в правильно организованном педагогическом процессе....
28 12 2025 21:22:39
Материал урока привлекает внимание учащихся к здоровью. На уроке рассматриваются жизненные ситуации, формируется умение применять знания на пpaктике. Развивается умение работать с информацией, структурировать ее, сравнивать, делать выводы. В урок включена пpaктическая работа, используется групповая форма работы. Контроль знаний осуществляется при помощи занимательного материала. Домашнее задание имеет творческий хаpaктер....
27 12 2025 16:44:58
Урок изложения нового материала, который позволяет сформировать у учащихся 10-го класса представление о вирусах как неклеточной форме жизни, их особенностях строения и жизнедеятельности, а также о профилактике и мерах борьбы с вирусами – возбудителями болезней человека. Урок помогает учащимся развивать умения анализировать, обобщать и систематизировать полученные знания. В ходе урока учащиеся осваивают умения самостоятельно изготовлять ватно-марлевые повязки, необходимые при эпидемиях гриппа....
26 12 2025 13:56:41
Первый урок при изучении раздела «Возникновение и развитие жизни на Земле», по программе В.В. Пасечника в 9-м классе по курсу «Введение в общую биологию и экологию». В презентации представлено большое разнообразие наглядного материала. Наглядный материал – фотографии натуральных объектов, схемы, рисунки, иллюстрирующие суть опытов, экспериментов и гипотез о возникновении и развитии жизни, а также кроссворд и синквейны на закрепление материала....
25 12 2025 4:42:41
Исследование предполагает межпредметную интеграцию, что позволяет учитывать при работе с детьми их интересы к различным дисциплинам....
24 12 2025 3:29:57
Возможность интеграции биологических знаний учащихся об особенностях строения, жизнедеятельности и значении растений и животных с историко-культурными знаниями показана на примере интеллектуальной игры «Растения и животные в мифах, легендах, народных поверьях»....
23 12 2025 9:37:23
Методическая разработка обобщающего урока-КВН по биологии в 6-м классе по теме «Цветок и плод. Охрана цветковых растений» позволяет обобщить, закрепить знания учащихся о строение цветков, соцветий, плодов....
22 12 2025 4:24:43
Одним из методов обучения, который используется для успешной реализации задач объединения дополнительного образования, является метод проектов. Он помогает органично интегрировать знания учащихся из различных областей при решении одной проблемы, дает возможность применять полученные знания на пpaктике. Проектный метод способствует повышению мотивации, развитию творческой активности и самостоятельности, навыков исследовательской работы и вместе с тем повышает качество образования....
21 12 2025 20:38:26
В современных условиях, когда происходит разностороннее воздействие общества на природную среду, все большее значение приобретает экологическое воспитание подрастающего поколения. Бережное отношение человека к природе складывается постепенно, под влиянием окружающей действительности, и особое влияние на это оказывает школа. Именно в школе закладываются основы экологической культуры....
20 12 2025 2:44:48
Элективный курс по биологии рассчитан на учащихся 10-11 классов для расширений и углублений знаний о центральной нервной системе, физиологии и психологии....
19 12 2025 18:33:20
Первый урок в теме «Царство растений». В ходе урока учащиеся знакомятся с удивительным миром растений и их ролью в природе и жизни человека, изучают классификации растений по особенностям строения и районы их распространения....
18 12 2025 23:29:58
Цель работы – познакомить учащихся с правилами поведения в природе, с воздушным, водным океанами, с зеленой страничкой жизни природой, с влиянием человека на воздух, воду, растения, животных и сохранением нашей планеты чистой и здоровой....
17 12 2025 12:21:20
Урок биологии в 6-м классе изучает строение семени двудольного растения. На уроке проходит лабораторная работа.
...
16 12 2025 4:27:33
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 ::
Открытый урок по теме: "Обмен веществ и энергии у растений"
Урок изучения нового материала в 11-м классе по общей биологии по теме "Основные этапы (стадии) эволюции человека — антропогенеза"
Многообразие паукообразных. "Клещи — вредители культурных растений, паразиты животных и человека"