К микроорганизмам относятся прокариоты – бактерии, а также одноклеточные растения и животные – водоросли и простейшие. Эти живые существа играют важную роль в жизни человека и участвуют в промышленности. Возникла отдельная отрасль — селекция микроорганизмов, с помощью которых производятся химические вещества, лекарства и продукты питания.
Описание
Отбор одноклеточных организмов происходит несколько иначе, чем отбор многоклеточных растений и животных. Основная цель — добиться высокой производительности от одной ячейки. Микроорганизмы синтезируют аминокислоты, белки, липиды, витамины, нуклеиновые кислоты, ферменты, пигменты, специфические органические вещества и т д. «Дикие» штаммы обычно менее активны и продуктивны, поэтому человечество научилось стимулировать жизнедеятельность одноклеточных организмов.
Коротко об ассортименте микроорганизмов и их отличительных особенностях:
- неограниченное количество исходного материала для работы – миллионы бактерий можно вырастить в питательной среде за несколько дней;
- одноклеточные организмы содержат гаплоидный набор хромосом, поэтому мутации легче выявить уже в первом поколении;
- геном бактерий проще, чем у многоклеточных организмов, что позволяет более эффективно регулировать взаимодействия генов.
Человечество научилось из 100 тысяч известных использовать несколько сотен видов микроорганизмов. Число «полезных» одноклеточных организмов растёт с каждым годом.
Методы
Важнейшие методы отбора микроорганизмов представлены в таблице.
|
Метод |
Характеристики |
Примеры |
|
Искусственный отбор |
Отбор наиболее продуктивных и неприхотливых образцов микроорганизмов и их культивирование в искусственной среде |
Производство антибиотиков |
|
Искусственный мутагенез |
Внешнее влияние на жизнедеятельность микроорганизмов. Использование ультрафиолета, радиации, химических веществ для достижения необходимой мутации |
Приготовление пекарских дрожжей |
|
Генная инженерия |
Выделение необходимых генов и внедрение их в другие организмы, трансформация, «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. Но еще в древности люди умели готовить пиво, вино, сыр, сами того не зная, используя микроорганизмы. Современные технологии помогают извлечь из маленьких существ как можно большую пользу.
Несколько примеров важности микробного отбора в современной промышленности:
- получить ферменты, используемые в промышленности, например, амилаза входит в состав стиральных порошков, улучшает качество муки, ускоряет процессы брожения;
- получать незаменимые аминокислоты;
- производство антибиотиков;
- получить дополнительные источники энергии – этанол, водород, газ;
- производство хлебобулочных изделий (выращивание дрожжей);
- производство спирта и алкогольной продукции;
- производство кисломолочных продуктов;
- добыча металлов из бедных руд;
- чистка канализации.
Что мы узнали?
Из отчета за 9 класс мы узнали о методах и значении селекции микроорганизмов. Работать с микроорганизмами гораздо проще, чем с многоклеточными, поскольку для производства миллионов клеток достаточно небольшого количества исходного материала. Селекция одноклеточных организмов не требует больших затрат на питание и больших площадей. Селекция осуществляется с помощью искусственного отбора и мутагенеза, а также с помощью генной инженерии. «Культивируемые» одноклеточные организмы производят большое количество необходимых человечеству веществ — гормонов, ферментов, аминокислот.
Комментирование закрыто