К микроорганизмам относятся прокариоты – бактерии, а также одноклеточные растения и животные – водоросли и простейшие. Эти живые существа играют важную роль в жизни человека и вовлечены в промышленность. Возникла отдельная отрасль – селекция микроорганизмов, помогающая создавать химические вещества, медицинские препараты, продукты питания.
Кратко о селекции микроорганизмов и её отличительных чертах:
- неограниченное количество начального материала для работы – за несколько дней в питательной среде можно вырастить миллионы бактерий;
- одноклеточные организмы содержат гаплоидный набор хромосом, поэтому легче выявить мутации уже в первом поколении;
- геном бактерий более простой, чем многоклеточных организмов, что позволяет более эффективно регулировать взаимодействие генов.
Человечество научилось из 100 тысяч известных использовать несколько сотен видов микроорганизмов. Число «полезных» одноклеточных организмов растёт с каждым годом.
Методы
Основные методы селекции микроорганизмов представлены в таблице.
|
Метод |
Особенности |
Примеры |
|
Искусственный отбор |
Выборка наиболее производительных и неприхотливых образцов микроорганизмов и культивирование их в искусственной среде |
Производство антибиотиков |
|
Искусственный мутагенез |
Внешнее воздействие на жизнедеятельность микроорганизмов. Применение ультрафиолета, радиации, химических веществ для получения необходимой мутации |
Получение пекарских дрожжей |
|
Генная инженерия |
Выделение необходимых генов и внедрение их в другие организмы, преобразование, «редактирование» ДНК и РНК, создание генетически модифицированных организмов |
Производство инсулина, ферментов |
Генная инженерия является методом быстро развивающейся биотехнологии. Эта дисциплина изучает и практикует возможности использования живых организмов для получения необходимых человеку продуктов.
Значение
Человечество начало активно «приручать» микроорганизмы в начале ХХ века, когда стали появляться первые вакцины и антибиотики. Однако ещё в древние времена люди умели готовить пиво, вино, сыр, несознательно используя микроорганизмы. Современные технологии помогают извлекать из маленьких существ максимально большую пользу.
Несколько примеров, какое значение имеет селекция микроорганизмов в современной промышленности:
- получение ферментов, используемых в промышленности, например, амилаза входит в состав стиральных порошков, улучшает качества муки, ускоряет процессы брожения;
- получение незаменимых аминокислот;
- производство антибиотиков;
- получение дополнительных источников энергии – этанола, водорода, газа;
- изготовление хлебобулочных изделий (выращивание дрожжей);
- производство спирта и алкогольной продукции;
- изготовление кисломолочных продуктов;
- выращивание металлов из бедных руд;
- очистка сточных вод.
Что мы узнали?
Из доклада для 9 класса узнали о способах и значении селекции микроорганизмов. Работать с микроорганизмами намного проще, чем с многоклеточными организмами, т.к. достаточно небольшого количества начального материала, чтобы получить миллионы клеток. Селекция одноклеточных организмов не требует больших затрат на пищу и обширных территорий. Селекцию проводят с помощью искусственного отбора и мутагенеза, а также с применением генной инженерии. «Культурные» одноклеточные организмы производят в большом количестве необходимые человечеству вещества – гормоны, ферменты, аминокислоты.
