Создание высокопродуктивным пород животных. селекция микроорганизмов. биотехнология – биология

Селекция микроорганизмов. Биотехнология

Традиционная селœекция микроорганизмов (в основном бактерий и грибов) основана на экспериментальном мутагенезе и отборе наиболее продуктивных штаммов. Но и здесь есть свои особенности.

Геном бактерий гаплоидный, любые мутации проявляются уже в первом поколении. Хотя вероятность естественного возникновения мутации у микроорганизмов такая же, как и всœех других организмов (1 мутация на 1 млн.

особей по каждому гену), но очень высокая интенсивность размножения дает возможность найти полезную мутацию по интересующему исследователя гену.

В результате искусственного мутагенеза и отбора была повышена продуктивность штаммов гриба пеницилла более чем в 1000 раз.

Продукты микробиологической промышленности используются в хлебопечении, пивоварении, виноделии, приготовлении многих молочных продуктов.

С помощью микробиологической промышленности получают антибиотики, аминокислоты, белки, гормоны, различные ферменты, витамины и многое другое.

Микроорганизмы используют для биологической очистки сточных вод, улучшений качеств почвы. Сегодня разработаны методы получения марганца, меди, хрома при разработке отвалов старых рудников с помощью бактерий, где обычные методы добычи экономически невыгодны.

Биотехнология — использование живых организмов и их биологических процессов в производстве необходимых человеку веществ. Объектами биотехнологии являются бактерии, грибы, клетки растительных и животных тканей. Их выращивают на питательных средах в специальных биореакторах.

Новейшими методами селœекции микроорганизмов, растений и животных являются клеточная, хромосомная и генная инженерия.

Генная инженерия основана на выделœении нужного гена из генома одного организма и введении его в геном другого организма.

ʼʼВырезанииʼʼ генов проводят с помощью специальных ʼʼгенетических ножницʼʼ, ферментов — рестриктаз, затем ген вшивают в вектор — плазмиду, с помощью которого ген вводится в бактерию (рис. 342).

Вшивание осуществляется с помощью другой группы ферментов — лигаз. Причем вектор должен содержать всœе крайне важно е для управления работой этого гена — промотор, терминатор, ген-оператор и ген-регулятор.

Вместе с тем, вектор должен содержать маркерные гены, которые придают клетке-реципиенту новые свойства, позволяющие отличить эту клетку от исходных клеток. Далее вектор вводится в бактерию, и на последнем этапе отбираются те бактерии, в которых введенные гены успешно работают.

Излюбленный объект генных инженеров — кишечная палочка, бактерия, живущая в кишечнике человека. Именно с ее помощью получают гормон роста — соматотропин, гормон инсулин, который раньше получали из поджелудочных желœез коров и свинœей, белок интерферон, помогающий справиться с вирусной инфекцией.

Рис. 342. Образование рекомбинантных плазмид.

Второй путь — синтез гена искусственным путем. Для этого используются иРНК, с помощью фермента обратная транскриптаза на иРНК синтезируется ДНК.

Методы хромосомной инженерии.

© Одна группа методов основана на введении в генотип растительного организма пары чужих гомологичных хромосом, контролирующих развитие нужных признаков, или замещении одной пары гомологичных хромосом на другую. На этом основаны методы получения замещенных и дополненных линий, с помощью которых в растениях собираются признаки, приближающие к созданию ʼʼидеального сортаʼʼ.

© Очень перспективен метод гаплоидов, основанный на выращивании гаплоидных растений с последующим удвоением хромосом. К примеру, выращивают из пыльцевых зерен кукурузы гаплоидные растения, содержащие 10 хромосом, затем хромосомы удваивают и получают диплоидные (10 пар хромосом), полностью гомозиготные растения всœего за 2 — 3 года вместо 6 — 8 летнего инбридинга.

Методы клеточной инженерии связаны с культивированием отдельных клеток в питательных средах, где они образуют клеточные культуры.

Оказалось, что клетки растений и животных, помещенных в питательную среду, содержащую всœе необходимые для жизнедеятельности вещества, способны делиться.

Клетки растений обладают еще и свойством тотипотентности, то есть при определœенных условиях они способны сформировать полноценное растение.

1. Это дает возможность с помощью клеточных культур получать ценные вещества. К примеру, культура клеток женьшеня нарабатывает биологически активные вещества.

2. С другой стороны, можно размножить эти растения в пробирках, помещая клетки в определœенные питательные среды. Так можно размножать редкие и ценные растения. Это позволяет создавать безвирусные сорта картофеля и других растений.

3. Продолжается работа по гибридизации клеток. К примеру, разработана методика гибридизации протопластов соматических клеток. Удаляются клеточные оболочки и сливаются протопласты клеток организмов, относящихся к разным видам — картофеля и томата͵ яблони и вишни.

Перспективно создание гибридом, при котором осуществляется гибридизация различных клеток. К примеру, лимфоциты, образующие антитела, гибридизируются с раковыми клетками. В результате гибридомы нарабатывают антитела, как лимфоциты, и ʼʼбессмертныʼʼ, как раковые клетки.

Следовательно, они обладают возможностью неограниченного размножения в культуре.

4. Интересен метод пересадки ядер соматических клеток в яйцеклетки. Таким способом возможно клонирование животных, получение генетических копий от одного организма. Сегодня получены клонированные лягушки, получены первые результаты клонирования млекопитающих.

5. Возможно слияние эмбрионов на ранних стадиях, создание химерных животных. Таким способом были получены химерные мыши при слиянии эмбрионов белых и черных мышей, химерное животное овца-коза.

Источник: http://referatwork.ru/category/biologia/view/553837_selekciya_mikroorganizmov_biotehnologiya

Биотехнология животных

Благодаря развитию и внедрению в настоящее время принципиально новых методов воздействия на организмы животных, их наследственность, для повышения их эффективности удается решать многие задачи, направленные на изменение генотипа животных, в том числе и сельскохозяйственные.

Прежде всего, это стало возможно благодаря широкому использованию генной, клеточной инженерии, одних из подразделений биотехнологии животных.

Методы генной инженерии, в основе которой деятельность микроорганизмов, позволяют целенаправленно изменять их генотип, а возможность планирования исключает мутации.

Для достижения требуемых результатов определенные гены одних животных встраивают в геном других.

Например, встройка интерферона – продукта клеток, возникающего при заражении вирусом, сдерживает развитие инфекции в организме животных, тем самым являясь важным условием формирования неспецифической резистентности.

Это позволяет, используя заранее намеченный план изменить геном скота, по желанию придав ему требуемые свойства. Используя для этого традиционные методы селекции, потребовалось бы в продолжение нескольких поколений провести длительные, кропотливые работы.

Биотехнология животных позволяет рассчитывать, что вскоре будут созданы новые виды крупного рогатого скота, с рядом специфических свойств полученных при помощи генной инженерии.

В этом плане очень важен метод агрегации эмбрионов, когда соединяя два целых эмбриона от разных родителей, удается получить животных с качествами четырех родителей, например овцу-козу, межпородные особи. Применяя метод трансплантации удается повысить улучшающий эффект в селекции животных.

Данный метод использует принципы генетической оценки животных, в частности ценных быков-производителей для искусственного осеменения.

Ограничивающим фактором выступают традиционные методы разведения, когда от маток имеющих ценный генотип получают всего 4, максимум 6 телят.

Трансплантация ранних эмбрионов позволяет существенно ускорить процесс размножения ценных коров доноров, поскольку за год от донора в среднем удается получить около 15 эмбрионов, поэтому используя данную технику, темпы селекции удается увеличить в несколько раз.

Клонирование из соматических клеток позволяет получить идентичных близнецов. Для чего используя микрохирургию, клетки, получаемые из плаценты, и соматическое клеточное ядро вживляют в яйцеклетку, вместо заранее удаленного собственного ядра. В результате развиваются идентичные близнецы, полностью копирующие донора.

Конечно на данном этапе в скотоводстве крупномасштабная селекция, биотехнология еще проходят этап становления, но эффективность данного метода позволяет надеяться на резкое повышение продуктивности крупного рогатого скота.

Источник: http://mikrobiki.ru/biotehnologii/biotehnologii/biotehnologiya-zhivotnyh.html

Селекция микроорганизмов. Биотехнология

Селекция микроорганизмов. Биотехнология.

Селекция микроорганизмов. Биотехнология. • Изучением микроорганизмов занимается микробиология, которая в настоящее время еще и получает новые штаммы микроорганизмов.

• Штамм – совокупность микроорганизмов (бактерий, грибов, водорослей, простейших), искусственно полученных человеком и обладающих специфическими признаками.

Биотехнология – это промышленное использование живых организмов (а также клеток и их частей) и процессов их жизнедеятельности для получения необходимых человеку продуктов.

Биотехнология • Начало разработки научных основ биотехнологии связано с именем французского ученого Луи Пастера, который в середине ХIХ века исследовал свойства микроорганизмов.

• Так, выясняя причину прокисания вина, Пастер обнаружил микроорганизм – Mycoderma aceti, превращающий вино в уксус.

• Рекомендация Пастера предотвращать порчу вина путем его прогревания в течение 30 минут при температуре 55 -60 ºС под названием «пастеризация» получила широкое применение в пищевой промышленности.

Биотехнология • Микроорганизмы используются: • – в пищевой промышленности (хлебопечение, получение кисломолочных продуктов, виноделие, пивоварение); • – для получения спирта, органических кислот; • – в очистке сточных вод и водоёмов от промышленного загрязнения мазутом, бензином и другими нефтепродуктами; • – в переработке отходов; • – для получения витаминов ( В 1, В 2, В 12, С, D), аминокислот (особенно незаменимых – глицина, метионина, лизина), антибиотиков, противовирусных препаратов (интерферонов), белковых гормонов; • – для получения кормового белка; • – для биологических методов борьбы с вредителями; • – в металлургии для извлечения металлов из бедных или сложных по составу руд и др.

Биотехнология • Биотехнология металлов основана на способности некоторых бактерий, например, тионовых, окислять минералы и переводить металлы в растворимые соединения. При окислении бактериями сульфидных минералов (меди, цинка, железа, олова, кадмия) до сульфатов большинство цветных металлов и редких элементов переходит в раствор.

• Таким путем во всем мире только медь получают в количестве сотен тысяч тонн в год, причем стоимость ее в 2 -3 раза ниже, чем стоимость меди, добываемой традиционным путем (что влечет за собой огромное скопление отходов производства, выброс в атмосферу ядовитых газов).

• С помощью бактерий извлекают из руды уран, золото и серебро, удаляют такую вредную примесь, как мышьяк.

Биотехнология на защите окружающей среды • Микробиологическая технология применяется также для улучшения качества углей. Как бурые, так и каменные угли нередко содержат до 10 – 12% серы. При сжигании углей она превращается в сернистый газ, который выбрасывается в атмосферу, где из него образуется серная кислота.

Из атмосферы серная кислота выпадает на поверхность земли в виде сернокислых дождей, наносящих огромный ущерб окружающей среде и здоровью человека. • Тионовые бактерии используют для обессеривания углей, т. е. удаления из них соединений серы, представленных в них сульфидом железа (пиритом).

В настоящее время при помощи тионовых бактерий из углей удаляется до 50% серы.

Особенности микроорганизмов, влияющие на их селекцию

Особенности микроорганизмов • – гаплоидный геном (у них единственная «хромосома» – кольцевая двухцепочечная молекула ДНК), поэтому все возникающие у микроорганизмов мутации проявляются в первом же поколении и никогда не бывают в скрытом состоянии.

• – только бесполое размножение (исключение – конъюгация); – сравнительно небольшое количество генов, взаимодействия генов просты или отсутствуют; – неограниченное количество материала для работы и короткий жизненный цикл; -большое разнообразие физиологических и биохимических свойств, -легко поддаются воздействию мутагенов; – используют для жизнедеятельности дешевые субстраты.

Методы, используемые в селекции микроорганизмов • Искусственный отбор; • Гибридизация путем создания рекомбинантных ДНК (генная инженерия); • Мутагенез; • Клонирование; • Генная инженерия.

Искусственный отбор • Результатом искусственного отбора стало выведение новых штаммов микроорганизмов, которые по продуктивности в несколько раз превосходят исходные дикие формы.

Искусственный отбор • В 1928 году английский ученый Александер Флеминг обнаружил, что плесневый гриб пеницилл вырабатывает вещество, убивающее болезнетворные бактерии (пенициллин).

Современные штаммы пеницилла по продуктивности в 10 тысяч раз превосходят исходную форму! (1) (2) Гриб-пеницилл на питательной среде (1) и гибель бактерий на полоске бумаги, пропитанной антибиотиком пенициллином (2).

Гибридизация. Генная инженерия • Сущность генной инженерии состоит в том, что в организм (чаще прокариотный) встраивается ген или группа генов другого организма, часто очень далекого по своему происхождению.

• Измененная таким образом молекула ДНК называется рекомбинантной, а сами организмы получили название трансгенных или генетически модифицированных.

• Первая рекомбинантная (гибридная) ДНК, полученная в лаборатории Берга (нобелевский лауреат) в США в 1972 г, объединяла фрагменты ДНК фага лямбда, кишечной палочки и обезьяньего вируса SV 40.

Генная инженерия • Методами генной инженерии ген инсулина человека был встроен в ДНК кишечной палочки, и бактерия начала активно синтезировать гормон. В 1982 году инсулин человека стал одним из первых фармацевтических препаратов, полученных с помощью методов генной инженерии.

Этапы образования рекомбинантной ДНК

Использование метода генетической инженерии у эукариот

Генная инженерия у эукариот • Один из первых успешных экспериментов по созданию генетически модифицированных животных был произведен на мышах, в геном которых был встроен гормона роста крыс. В результате трансгенные мыши росли гораздо быстрее и в итоге были в 2 раза больше обычных мышей.

• Канадские ученые ввели в геном лосося ген другой рыбы, который активирован ген гормона роста. Это привело к тому, что лосось рос в 10 раз быстрее и набирал вес, в 30 раз превышающий норму. Созданы трансгенные овцы, генотип которых содержит ген, отвечающий за синтез особого белка – фактора свертываемости крови IX.

Этот белок, вырабатываемый клетками молочной железы, выделяется из овечьего молока и используется для лечения больных гемофилией.

Генная инженерия у эукариот • Бактерия тюрингская бацилла выделяет эндотоксин, убивающий многих вредных насекомых. • Ген, отвечающий за синтез этого токсина, был выделен из генома бактерии и встроен в геном культурных растений.

• К настоящему времени уже созданы устойчивые к вредителям сорта кукурузы, риса, картофеля, помидоров, свеклы, табака.

• Сейчас получены сорта культурных растений, устойчивые к действию гербицидов путем «вшивания» гена сальмонеллы, обеспечивающего такую невосприимчивость.

Генная инженерия у эукариот • Аналогичным способом с 1980 г. получают гормон роста – соматотропин. • Человеческий ген, встроенный в геном растений, обеспечивает синтез гормона, инъекции которого используются при лечении карликовости и восстанавливают рост больных детей почти до нормального уровня.

• Введение гена моркови в генотип риса уже сейчас обеспечивает потребность жителей Юго- Восточной Азии в витамине А, необходимом для нормального зрения и роста. • Вживление генов северных рыб в геном томатов и клубники делают их морозоустойчивыми.

Удалось добиться морозоустойчивости винограда путем внедрения в его геном гена от дикорастущего родственника капусты брокколи.

Клеточная инженерия у эукариот

Клеточная инженерия • Клеточная инженерия – это эксперименты с изолированными клетками организмов, которые позволяют конструировать клетки нового типа путем гибридизации и слияния клеточных структур (ядер, митохондрий, хлоропластов) для получения организмов с заданными свойствами. Предпосылкой к развитию клеточной инженерии стала клеточная технология, использующая метод выращивания клеток и тканей на питательных средах.

Клеточная технология • Подобное клонирование основано на способности растительной клетки регенерировать в полноценное растение. Это свойство называется тотипотентностью (от лат. totis – целый и potentia – сила). У животных такой способностью обладают только стволовые клетки.

• В настоящее время в некоторых европейских странах, например, Голландии и Финляндии, весь посадочный материал получают с помощью метода культуры клеток и тканей.

• В России существуют питомники микроклонального размножения овощных, плодовых и декоративных культур, в которых производят посадочный материал для выращивания картофеля, томатов, смородины, яблони, земляники, роз, гвоздик и др.

Клеточная технология • Методом клеточной технологии получают солеустойчивые растения.

Для их культивирования составляется специальная питательная среда с повышенным содержанием солей, и тысячи растительных клеток высеваются на эти среды в чашки Петри.

Большинство таких клеток, не выдерживая высокой концентрации солей, гибнет, но отдельные выживают, и из них, как наиболее солеустойчивых, могут регенерировать целые растения.

Клеточная инженерия. Клонирование • Впервые успешный эксперимент по клонированию животных был осуществлен исследователем Гёрдоном в конце 60 -х годов ХХ века в Оксфордском университете.

Ученый пересадил ядро, взятое из клетки эпителия кишки лягушки-альбиноса, в неоплодотворенную яйцеклетку обычной лягушки, чье ядро перед этим было разрушено. Из такой яйцеклетки ученому удалось вырастить головастика, превратившегося затем в лягушку, которая была точной копией лягушки-альбиноса.

Таким образом, впервые было показано, что информации, содержащейся в ядре клетки, достаточно для развития целого организма.

• Домашнее задание § 31, повторить § 27 -30.

Источник: http://present5.com/selekciya-mikroorganizmov-biotexnologiya/

Селекция микроорганизмов. Биотехнология – презентация, доклад, проект

Слайд 1
Описание слайда:

Селекция микроорганизмов Биотехнология

Слайд 2
Описание слайда:

Традиционная селекция микроорганизмов (в основном бактерий и грибов) основана на экспериментальном мутагенезе и отборе наиболее продуктивных штаммов. Но и здесь есть свои особенности. Традиционная селекция микроорганизмов (в основном бактерий и грибов) основана на экспериментальном мутагенезе и отборе наиболее продуктивных штаммов.

Но и здесь есть свои особенности. Геном бактерий гаплоидный, любые мутации проявляются уже в первом поколении. Хотя вероятность естественного возникновения мутации у микроорганизмов такая же, как и у всех других организмов (1 мутация на 1 млн.

особей по каждому гену), очень высокая интенсивность размножения дает возможность найти полезную мутацию по интересующему исследователя гену.

Слайд 3
Описание слайда:

В результате искусственного мутагенеза и отбора была повышена продуктивность штаммов гриба пеницилла более чем в 1000 раз. В результате искусственного мутагенеза и отбора была повышена продуктивность штаммов гриба пеницилла более чем в 1000 раз.

Слайд 4
Описание слайда:

Микроорганизмы используют для биологической очистки сточных вод, улучшений качеств почвы. В настоящее время разработаны методы получения марганца, меди, хрома при разработке отвалов старых рудников с помощью бактерий, где обычные методы добычи экономически невыгодны.

Микроорганизмы используют для биологической очистки сточных вод, улучшений качеств почвы. В настоящее время разработаны методы получения марганца, меди, хрома при разработке отвалов старых рудников с помощью бактерий, где обычные методы добычи экономически невыгодны.

Слайд 5
Описание слайда:

Биотехнология Использование живых организмов и их биологических процессов в производстве необходимых человеку веществ. Объектами биотехнологии являются бактерии, грибы, клетки растительных и животных тканей. Их выращивают на питательных средах в специальных биореакторах.

Слайд 6
Описание слайда:

Области применения

Слайд 7
Описание слайда:

Новейшими методами селекции микроорганизмов, растений и животных являются клеточная, хромосомная и генная инженерия. Новейшими методами селекции микроорганизмов, растений и животных являются клеточная, хромосомная и генная инженерия.

Слайд 8
Описание слайда:

Генная инженерия Генная инженерия — совокупность методик, позволяющих выделять нужный ген из генома одного организма и вводить его в геном другого организма. Растения и животные, в геном которых внедрены «чужие» гены, называются трансгенными, бактерии и грибы — трансформированными.

Традиционным объектом генной инженерии является кишечная палочка, бактерия, живущая в кишечнике человека.

Именно с ее помощью получают гормон роста — соматотропин, гормон инсулин, который раньше получали из поджелудочных желез коров и свиней, белок интерферон, помогающий справиться с вирусной инфекцией.

Слайд 9
Описание слайда:

Процесс создания трансформированных бактерий включает этапы: Рестрикция — «вырезание» нужных генов. Проводится с помощью специальных «генетических ножниц», ферментов — рестриктаз.

Создание вектора — специальной генетической конструкции, в составе которой намеченный ген будет внедрен в геном другой клетки. Основой для создания вектора являются плазмиды. Ген вшивают в плазмиду с помощью другой группы ферментов — лигаз.

Вектор должен содержать все необходимое для управления работой этого гена — промотор, терминатор, ген-оператор и ген-регулятор, а также маркерные гены, которые придают клетке-реципиенту новые свойства, позволяющие отличить эту клетку от исходных клеток.

Трансформация — внедрение вектора в бактерию. Скрининг — отбор тех бактерий, в которых внедренные гены успешно работают. Клонирование трансформированных бактерий.

Слайд 10
Слайд 11
Описание слайда:

Эукариотические гены, в отличие от прокариотических, имеют мозаичное строение (экзоны, интроны). Эукариотические гены, в отличие от прокариотических, имеют мозаичное строение (экзоны, интроны).

В бактериальных клетках отсутствует процессинг, а трансляция во времени и пространстве не отделена от транскрипции. В связи с этим для пересадки эффективнее использовать искусственно синтезированные гены. Матрицей для такого синтеза является иРНК.

С помощью фермента обратная транскриптаза на этой иРНК сперва синтезируется цепь ДНК. Затем на ней с помощью ДНК-полимеразы достраивается вторая цепь.

Слайд 12
Описание слайда:

Хромосомная инженерия Хромосомная инженерия — совокупность методик, позволяющих осуществлять манипуляции с хромосомами.

Одна группа методов основана на введении в генотип растительного организма пары чужих гомологичных хромосом, контролирующих развитие нужных признаков (дополненные линии), или замещении одной пары гомологичных хромосом на другую (замещенные линии).

В полученных таким образом замещенных и дополненных линиях собираются признаки, приближающие растения к «идеальному сорту».

Слайд 13
Описание слайда:

Метод гаплоидов основан на выращивании гаплоидных растений с последующим удвоением хромосом. Метод гаплоидов основан на выращивании гаплоидных растений с последующим удвоением хромосом.

Например, из пыльцевых зерен кукурузы выращивают гаплоидные растения, содержащие 10 хромосом (n = 10), затем хромосомы удваивают и получают диплоидные (n = 20), полностью гомозиготные растения всего за 2–3 года вместо 6–8-летнего инбридинга.

Сюда же можно отнести и метод получения полиплоидных растений

Слайд 14
Описание слайда:

Клеточная инженерия Клеточная инженерия — конструирование клеток нового типа на основе их культивирования, гибридизации и реконструкции. Клетки растений и животных, помещенные в питательные среды, содержащие все необходимые для жизнедеятельности вещества, способны делиться, образуя клеточные культуры.

Клетки растений обладают еще и свойством тотипотентности, то есть при определенных условиях они способны сформировать полноценное растение. Следовательно, можно размножать растения в пробирках, помещая клетки в определенные питательные среды. Это особенно актуально в отношении редких или ценных растений.

Слайд 15
Описание слайда:

С помощью клеточных культур можно получать ценные биологически активные вещества (культура клеток женьшеня). С помощью клеточных культур можно получать ценные биологически активные вещества (культура клеток женьшеня).

Получение и изучение гибридных клеток позволяет решить многие вопросы теоретической биологии (механизмы клеточной дифференцировки, клеточного размножения и др.).

Клетки, полученные в результате слияния протопластов соматических клеток, относящихся к разным видам (картофеля и томата, яблони и вишни и др.), являются основой для создания новых форм растений.

В биотехнологии для получения моноклональных антител используются гибридомы — гибрид лимфоцитов с раковыми клетками. Гибридомы нарабатывают антитела, как лимфоциты, и обладают возможностью неограниченного размножения в культуре, как раковые клетки.

Слайд 16
Описание слайда:

Метод пересадки ядер соматических клеток в яйцеклетки позволяет получить генетическую копию животного, то есть делает возможным клонирование животных. В настоящее время получены клонированные лягушки, получены первые результаты клонирования млекопитающих.

Метод пересадки ядер соматических клеток в яйцеклетки позволяет получить генетическую копию животного, то есть делает возможным клонирование животных. В настоящее время получены клонированные лягушки, получены первые результаты клонирования млекопитающих.

Слайд 17
Слайд 18

Источник: https://presentacii.ru/presentation/selekciya-mikroorganizmov-biotexnologiya

Урок-презентация “Селекция микроорганизмов. Биотехнология” : Биология

Задачи урока:

Повторить материал и проконтролировать знания учащихся по теме “Селекция животных”
Сформировать у учащихся представление об основных методах селекционной работы с микроорганизмами.
Научить школьников обосновывать значение метода искусственного мутагенеза для процесса выведения новых штаммов микроорганизмов.
Познакомить учащихся с основными направлениями биотехнологии.
Убедить учащихся в том, что биотехнология является гармоничным соединением современных научных знаний и практической деятельности, нацеленных на оптимальное решение народнохозяйственных проблем и задач.
Продолжить развитие познавательного интереса у старшеклассников к изучению проблем современной селекции.

Оборудование:

презентация, тест, кроссворды по теме “Селекция животных”, пластилин двух цветов, компьютер, диск “Биотехнология”.

План урока:

I. Организационный момент

II. Актуализация опорных знаний

III. Изучение новой темы

IV. Закрепление изученного материала

V. Домашнее задание

Проводится в форме фронтального опроса. Трое учащихся получают индивидуальные задания: тест с выбором одного правильного ответа и два кроссворда. Один ученик работает у доски, пишет схему “основные методы селекции животных”, .

Вопросы для опроса:

Какую тему мы рассматривали на прошлом уроке?
Что такое селекция?
Дайте определение сорту, породе, штамму?
Какие методы используют селекционеры в работе с животными? (слайд )
Искусственный отбор? Виды?
Что такое гибридизация? Виды?
К чему приводит инбридинг?
Аутбридинг? Виды?
Каким способом вывели этих животных? (слайд )
Ответить на вопросы слайда.
.Задание на внимательность. (слайд )

Вводное слово.
Понятие о биотехнологии
Свойства микроорганизмов и применение.
Методы селекции микроорганизмов.

1. Вводное слово.

Численность популяции любых видов живых

организмов держится примерно на одном уровне, потому что на них действует ограничивающий фактор. У человека действие ограничивающего фактора ослаблено, так как он является биосоциальным существом. (Слайд).

Удвоение численности вида Человек разумный происходит с невероятно большой для планеты скоростью. (Слайд )

В 1980 г. на Земле насчитывалось 4,5 млрд. человек, от которых ежегодно рождается 80 млн. детей. В настоящее время на планете – 6 млрд. человек. 10 млрд. человек Земля не прокормит, и встанет вопрос о регуляции численности населения! Чтобы этого не произошло, нужно удовлетворять возрастающие потребности людей в продуктах питания.(слайд)

Всех их надо одевать, поить, кормить, лечить… Какие бы мы не выводили высокопродуктивные сорта растение и породы животных, Земля не в состоянии прокормить 10 млрд. человек. Тогда перед человечеством станет вопрос о регуляции численности людей. Страшно даже подумать о том, какими методами это будет достигаться, и что будет твориться.

Конечно, природа сама старается поправить ситуацию (заработал ген гомосексуализма, рождается много генетических уродов, довольно частыми стали природные катастрофы), но… Нужны принципиально новые технологии производства. К счастью такая многоотраслевая наука недавно появилась – это биотехнология . (слайд )

2. Понятие о биотехнологии

Биотехнология – наука об использовании живых организмов, их биологических особенностей и процессов жизнедеятельности в производстве необходимых человеку веществ. Хотя эта наука молодая, но настолько важная, что даже в такой маленькой республике, как наша РСО-Алания, уже в двух ВУЗах открыты факультеты биотехнологии.

Основным объектом, используемым в биотехнологических процессах, являются микроорганизмы. Поэтому мы будем рассматривать на уроке именно методы селекции микроорганизмов.

Микроорганизмы – это группа прокариотических и эукариотических одноклеточных микроскопических организмов.

Наука, изучающая микроорганизмы, называется микробиологией.

3. Свойство микроорганизмов и применение

Если вы помните, то в предыдущих курсах биологии при рассмотрении царства Бактерии я много говорила о вреде, который приносят человечеству бактерии, вызывая пандемии и эпидемии (слайд). А сегодня я говорю вам, что они наша последняя надежда на выживание.

Так каким и же признаками должны обладать бактерии, если на них возлагается такая почетная миссия, как спасение человечества от голода, болезней и холода. (слайд)

Теперь посмотрим, где же применяются, и на что способны микробы. (слайд)

4. Методы селекции микроорганизмов

Продуктивность диких форм бактерий невысокая, поэтому человек совершенствует и выводит новые штаммы. (слайд)

В селекции микроорганизмов применяют традиционные и новейшие методы. К традиционным методам относят экспериментальный мутагенез и отбор по продуктивности. Экспериментальный мутагенез – это воздействие на организм различных мутагенов с целью получения мутации. Этот метод имеет свои особенности при селекции бактерий:

– у селекционера имеется неограниченное количество материала для работы: за считанные дни в чашках Петри или пробирках на питательных средах можно вырастить бактерий

– значительно меньшее количество генов, их генетическая регуляция более простая, взаимодействия генов просты или отсутствуют миллиарды клеток;

– более эффективное использование мутационного процесса, поскольку геном микроорганизмов гаплоидный, что позволяет выявить любые мутации уже в первом поколении;

– простота генетической организации (слайд)

Но возможности традиционной селекции ограничены. Успехи же таких наук как молекулярная биология и генетика в изучении микроорганизмов, а так же возрастающие потребности практического использования микробных продуктов привели к созданию новейших методов целенаправленного и контролируемого получения микроорганизмов с заданными свойствами. (слайд)

К новейшим методам селекции относят генную инженерию. (слайд ). В генной инженерии используют два способа:

– выделение нужного гена из генома одного организма и внедрение его в геном бактерий;

– синтез искусственным путем гена и внедрение его в геном бактерий. (слайд)

1. Какими методами селекционеры работают с микроорганизмами?

2. Где применяются микроорганизмы?

3. Что такое биотехнология?

Далее с помощью пластилина двух цветов показывается методика внедрения гена инсулина в кольцевую молекулу кишечной палочки.

Выучить §11.3.

Составить кроссворд из терминов темы.

В оставшееся время показывается кинофрагмент.

Приложение 1

Приложение 2