Селекция микроорганизмов

Урок по биологии в 9 классе

По теме:

Селекция микроорганизмов

Задачи урока:

Сформировать у учащихся представление об основных методах селекционной работы с микроорганизмами.
Научить обосновывать значение метода искусственного мутагенеза для процесса выведения новых штаммов микроорганизмов.
Познакомить 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.

Микроорганизмы - мельчайшие организмы, различаемые только под микроскопом

1 ГРИБЫ - себорея, парша, дерматомикозы

2 ПРОСТЕЙШИЕ - дизентерия, токсоплазмоз, трихомониаз, лямблиоз, малярия, трихомониаз и др.

БАКТЕРИИ - ботулизм, сибирская язва, туберкулез, холера, дифтерия, тиф, чума, сифилис, столбняк и др.

ВИРУСЫ - грипп, гепатит, СПИД, энцефалит, желтая, лихорадка, оспа, корь, бешенство, палеомелит, ОРЗ, ящур и др..

Особенности микроорганизмов

1. Повсеместное распространение

2. Высокая скорость роста и размножения

3. Высокая степень выживаемости в условиях, которые непригодны для жизни других организмов (t=70-105С, радиация,NaCl=25-30%, высушивание, отсутствие кислорода, t=(-), и др.

4. Способы питания: автотрофы (фото- и хемо-), гетеротрофы (разлагают все виды органических веществ, неприродные соединения, нитраты. Сероводород и другие токсичные вещества)

5.Невероятная продуктивность. Например: корова весом в500 кг. за сутки образует 0,5 кг. белка, а 500кг.растений сои продуцируют за тот же срок 5 кг. белка, равная же масса дрожжей способна выработать в биореакторе за сутки 50 тонн белка, что в 100 раз превышает их собственную массу и равно массе 5 взрослых слонов).

6.Чрезвычайная приспособленность микробов даёт возможность легко и быстро их селекционировать. Чтобы вывести породу животных или сорт растений нужны сотни лет, а для выведения штамма микроорганизма нужно несколько лет.

Использование микроорганизмов

Разработка новых методов переработки и хранения пищевых продуктов с использованием микроорганизмов

Производство кормовых белков
Для домашних животных

Удаление серосодержащих соединений из угля

У селекционера имеется неограниченное количество материала для работы: за считанные дни в чашках Петри или пробирках на питательных средах можно вырастить миллиарды клеток;
Более эффективное использование мутационного процесса, поскольку геном микроорганизмов гаплоидный, что позволяет выявить любые мутации уже в первом поколении;
Простота генетической организации бактерий: значительно меньшее количество генов, их генетическая регуляция более простая, взаимодействия генов просты или отсутствуют.

Селекция микроорганизмов

Традиционные методы

Новейшие методы

Искусственный
мутагенез

Отбор по продуктивности

Генная инженерия

1 способ

Основан на выделении нужного гена из генома одного организма и введение его в геном другого

2 способ:

Синтез гена искусственным путем и введение в геном бактерий

Экспериментальный мутагенез – это воздействие на организм различных
мутагенов, с целью получения мутаций (химические вещества и радиация)
Например:
Штамм гриба пеницилла повысил свою продуктивность в 1000 раз.
Штамм, образующий аминокислоту – в 300 раз.
Но возможности традиционной селекции ограничены.


Успехи таких наук, как молекулярная биология и генетика в изучении микроорганизмов, а так же возрастающие потребности практического применения микробных продуктов привели к созданию новых методов целенаправленного и контролируемого получения микроорганизмов с заданными свойствами