1. Какие организмы называют вычурными и как ученые их получают?

2. Какие организмы называют трансгенными и как ученые их получают?

3. Какие генетические методы широко используются в селекции?

4. Почему нужно постоянно проводить дальнейшую селекцию давно

одомашненных организмов?

III. Изучение нового материала

Рассказ учителя с элементами беседы

Биопгехнология - это совокупность промышленных методов, применяемых для производства различных веществ с использованием живых организмов, биологических процессов или явлений.

Сам термин «биотехнология» появился в 70-х годах XX в. (Биос - жизнь; Технос - искусство, мастерство логос - слово, учение), хотя биотехнологические принципы человек разработала уже давно (использование жизнедеятельности микроорганизмов для выпечки хлеба, изготовления сыра и других молочных продуктов, виноделия, пивоварению).

Биотехнологию условно делят на два подразделения: традиционная (куда входит технологическая микробиология, а также техническая, биохимическая и инженерная энзимология) и новая (куда входят генетическая и клеточная инженерия).

Традиционная биотехнология основана на ферментации. За последние ЗО лет возник ряд новых производств, основанных на использовании различных мицелиальных грибов, дрожжей, бактерий, реже водорослей. С помощью микроорганизмов получают такие лекарственные препараты, как кортизон, гидрокортизон и некоторые другие, относящиеся к группе стероидов.

Одним из наиболее перспективных направлений традиционной био-технологии является использование микроорганизмов как одно из средств защиты растений от вредителей. Развитие этого направления определяется многими недостатками пестицидов и других средств защиты растений.

В ситуации, сложившейся в сельском хозяйстве, одним из выходов является замена пестицидов на микроорганизмы (бактерии, актиномицеты, грибы), живые организмы (хищники и паразиты вредителей и возбудителей болезней) или продукты их жизнедеятельности.

Для этой замены сделано немало. Уже сейчас получены препараты микроорганизмов, отобранные насекомые-хищники, клещи и нематоды, паразитические организмы разных уровней организации. Разработанные методы выращивания таких животных и микроорганизмов и их применение в поле и закрытом грунте. Препараты для борьбы с фитофагами поступают в продажу с инструкцией по использованию.

Гораздо тяжелее обстоят дела с биозащитой растений от болезней. Несмотря на многочисленные разработки биопрепаратов для защиты растений от болезней, пока только некоторые из них рекомендованы для использования. Это, прежде всего, антибиотики, которые имеют некоторые преимущества по сравнению с фунгицидами: они, в основном, хорошо растворяются в воде, достаточно устойчивы к окружающей среде, довольно легко проникают в ткани растения. Эти признаки позволяют использовать их для подавления возбудителей болезни. Почти все антибиотики способны подавлять широкий круг патогенов: грибы, бактерии и микоплазмы. Ведутся поиски и антивирусных антибиотиков. В некоторых странах разрешено использовать антибиотики медицинского назначения или синтезированные для защиты растений в чистом виде или в смеси с фунгицидамы.

Биотехнологии используются еще в некоторых областях человеческого бытия. Так, например, в кондитерской промышленности широко применяют лимонную кислоту, которую получают в результате жизнедеятельности специально выведенных микроорганизмов. Сейчас в мире производится около 400 тыс. тонн этого продукта. Такого количества лимонной кислоты не обеспечили бы никакие цитрусовые плантации.

Все шире становится ассортимент ферментов - протеазы, нуклеазы, амилазы, глюкоамилазы, катал азы, продуцирующие микроорганизмы, некоторые из них, например нуклеазы, используют в генной инженерии. Кроме того, микроорганизмы используют для получения вакцин. Перспективным является использование микроорганизмов в гидрометаллургии для выщелачивание металлов из бедных руд с целью повышения их производства.

Клеточная инженерия

Метод гибридизации соматических клеток животных и человека сейчас нашел исключительно важное применение для получения монокль-нальных антител. 1975 Келером и Мильдштеймом был разработан способ получения гибридов между лимфоцитами мышей, имунизова-ных перед этим каким-то антигеном, и культивируя опухолевыми клетками костного мозга (миеломные клетки). Эти гибридные клетки получили название гибридомы. Они объединили в себе способность лимфоцитов образовывать необходимые антитела (одного типа) и способность опухолевых клеток бесконечно долго размножаться на искусственных средах. Культивируя гибридомы, а затем имизуючы ими животных, можно получить антитела требуемого типа и в неограниченных количествах. Моноклональные антитела сейчас используются в различных областях медицины и биологии.

Можно выделить три направления создания новых технологий на основе культивирования клеток и тканей растений.

Первое - получение промышленным путем ценных биологически активных веществ растительного происхождения. Так полученные мутантные клеточные линии раувольфии переменной - продуцента индольных алкалоидов, которые содержат в 10 раз больше ценного для медицины антирит-мической алкалоида - аймалина; дискореи дельтовидной - продуцента диогенину, который используется для синтеза гормональных препаратов; полученный штамм руты пахучей, содержащий в 220 раз больше алкалоида рутакридону, чем в самом растении; из суспензионной культуры наперстянки шероховатой, содержащей сердечный гликозид - дигитоксин, получили более качественную форму - дигоксин - для использования в медицине с суспензионной культуры мяты получили ментол для трансформации пулегон и ментола.

Второе - использование тканевых и клеточных культур для быстрого клонального микроразмножения и оздоровления растения. Возможность использования методов клонального размножения в стерильной культуре обнаружена сейчас для 440 видов растений, принадлежащих к 82 семействам. По сравнению с традиционными методами размножения, которые используются в сельскохозяйственной практике, клональное размножения в культуре дает ряд преимуществ:

• коэффициент размножения выше, чем при обычных методов размножения;

• можно поддерживать рост круглый год;

• тысячи растений могут расти на небольшой лабораторной площади;

• вместе с размножением часто происходит оздоровление растений от вирусов и патогенов;

• этим методом можно получать растения, которые трудно или совсем не размножаются вегетативно, например пальмы.

Третье направление составляют технологии, связанные с генетическими манипуляциями на тканях, клетках, изолированных протопластов.

Генная инженерия

Суть генной инженерии состоит в искусственном создании (химический синтез, перекомбинации известных структур) генов с конкретными необходимыми для человека свойствами и введении его в соответствующую клетку (на сегодня это чаще всего бактериальные клетки, например кишечная палочка) - создание «искусственной» бактерии - лаборатории Изготовление необходимого для человека продукта.


Загрузка...
Яндекс.Метрика Google+