Селекция микроорганизмов

Селекция микроорганизмов.

Микроб, этот гадкий утенок первых лет эпидемиологии, благодаря успехам науки и техники, достижениям человеческого гения, превратился в прекрасного лебедя генетической инженерии современной биотехнологии и индустрии живых клеток. Б.Я. Нейман.

Задачи:

Познавательные: рассмотреть особенности селекции микроорганизмов и их использования в хозяйственной деятельности человека;

Развивающие: развивать внимательность, умение выступать на публике, расширять представление об аспектах применения знаний генетики, способствовать развитию логического мышления;

Воспитательные: продолжить развитие познавательного интереса к изучению проблем современной селекции, воспитывать уважение к труду генетиков.

Тип урока: комбинированный (урок-лекция)

Оборудование: таблицы, коллекции витаминов, антибиотиков, молочных продуктов.

Технологии обучения:

- сотрудничество в команде (элемент технологии адаптивного обучения);

- здоровьесберегающие;

- проблемное обучение (элемент технологии развивающего обучения)

Межпредметные связи: история, генетика.

Предварительная подготовка: повторить материал предыдущих занятий о селекции растений и животных; несколько студентов готовят материал на следующие темы:

1.Птицеводство.

2.Биография С. Алиханяна.

3.Использование достижений селекции микроорганизмов в пищевой промышленности.

Ход урока

1.Повторение изученного материала

Используя ранее полученные знания заполните таблицу «Сравнение селекции растений и селекции животных». (Студенты работают у доски.)

Дайте определение понятий.

- Порода – (Примерный ответ. Совокупность особей домашних животных, искусственно полученная человеком, обладающая определенными внешними признаками, продуктивностью.)

- Экстерьер – (Примерный ответ. Внешний вид животного, его фенотипические признаки.)

- Инбридинг (Примерный ответ. Скрещивание родителей и их потомства у животных)

- Аутобридинг (Примерный ответ. Скрещивание животных различных видов и пород.)

Проведем компьютерное тестирование. Выберите верный ответ на следующие вопросы.

1.Какой способ размножения характерен для хордовых животных?

а)Вегетативный. б)половой, в)бесполый, г)все перечисленные

2.Какие формы отбора применяют в селекции животных?

а) естественный, искусственный; б) бессознательный, стихийный; в) методический, естественный; г) искусственный, индивидуальный

3.Как называются совокупность фенотипических признаков животного, его внешний вид?

а) фенотип; б) генотип; в) экстерьер; г) инбридинг

4.Как называется процесс одомашнивания животных?

а) доместикация; б) гетерозис; в) инбридинг, г) аутобридинг

5.Как называется совокупность особей животных одного вида, искусственно созданная человеком, характеризующаяся определенными наследственными признаками?

а) фенотип; б) генотип; в) экстерьер; г) порода

6.Какое из животных, по мнению большинства ученых, было одомашнено человеком первым?

а) корова; б) лошадь; в) собака; г) овца

7.Как называется скрещивание неродственных животных особей разных видов?

а) аутобридинг; б) инбридинг; в) гетерозис; г) экстерьер

2.»Птицеводство»

1 студент. Птицеводство – отрасль животноводства, которая занимается разведением домашних птиц. Домашними птицами являются куры, гуси, утки, индейки. Они дают мясо, яйца ,перо и пух.

Куры произошли от диких банкиевских кур. В настоящее время в селекции кур есть несколько направлений: выращивание яйценосных пород (за год дают 300-400 яиц),мясо яичных пород (от них получают 160-200 яиц, масса кур 3 кг, петухов –до 5 кг) и мясное направление (за год дают до 150 яиц, но масса кур 3,5 кг, петухов- до 5 кг). Яйценосные породы имеют компактное тело: это белый леггорн, русские белые.(показывает фото) Мясояичными породами являются плимутрок, юрловские, московские, адлерские серебристые.(показывает фото)

Для мясных пород характерны крупное тело, большая масса. В нашей стране разводят такие породы мясного направления, корнит, суссекс, белый плимутрок. (показывает фото)

Селекционеры порой удивительно изменяют внешний вид птицы. Среди пород кур есть декоративные японские куры, у которых хвост имеет длину несколько метров, так что петух этой породы может передвигаться только в том случае, если хозяин несет его хвост.

При скрещивании мясных пород и мясояичных возрастает масса. Таких птиц называют бройлерами, это пример проявления гетерозиса. Бройлеры в 7-8 недельном возрасте набирают массу до 2,5-3 кг.

2.Работа над новым материалом.

На прошлых уроках мы изучили методы селекции животных и растений. Сегодня продолжим изучать достижения современной селекции и подробно рассмотрим методы селекции микроорганизмов. Вам предлагается прослушать лекцию, по ходу которой вы должны будете ответить на следующие вопросы.

1.Что такое штамм?

2.Как называется наука, которая изучает микроорганизмы?

3.Каковы задачи современной селекции микроорганизмов?

Наука, которая изучает микроорганизмы, называется микробиологией. В настоящее время микробиология не только изучает микроорганизмы, но и получает новые штаммы микроорганизмов, нужные в разных областях человеческой деятельности. Штамм- совокупность микроорганизмов, искусственно полученных человеком, обладающая специфическими признаками. Такое определение дается штамму в селекции микроорганизмов. В микробиологии штамм рассматривается еще как культура микроорганизмов, выделенная из определенного организма: больного человека, животного и растения. Область использования микроорганизмов очень широка: в пищевой промышленности – в хлебопечении, при получении разнообразных кисломолочных продуктов, в виноделии, пивоварении; в химической промышленности – при получении спирта, органических кислот, аминокислот, очистке сточных вод; в медицине – при получении витаминов, антибиотиков и других лекарственных препаратов. В сельском хозяйстве благодаря селекции микроорганизмов получают кормовые белки. В естественных условиях вероятность появления мутаций у микроорганизмов очень велика: одна мутация на 1 млн особей по каждому гену. Но микроорганизмы обладают очень высокой интенсивностью размножения. Благодаря этому ученые находят нужную мутацию и осуществляют отбор.

Благодаря использованию химического радиационного матагенеза получен штамм бактерий – суперпродуцент эндонуклеазы, который обладает противовирусными свойствами. Селекция пеницилла повысила продуктивность штаммов гриба в 1000 раз. Полученные при этом новые антибиотики были значительно эффективнее, чем существовавшие формы. С помощью микроорганизмов получают витамины В2 и В12,инсулин,который необходим людям ,страдающим сахарным диабетом, для регулирования уровня сахара в крови. Значительных успехов ученые достигли в промышленном получении высококачественных антибиотиков под руководством С.Алиханяна. Прослушаем сообщение об этом ученом после физкультминутки.

Преподаватель проводит азимутальную физкультминутку. Студенты выполняют упражнения физкультурной минутки.

2 студент. С.Алиханян родился в 1906 году. Окончив Институт народного хозяйства им Г.Плеханова, он начал работать в МГУ под руководством выдающегося ученого, одного из основоположников генетики А.Серебровского. С 1958 по 1968 г.г. С.Алиханян возглавлял сектор генетики микроорганизмов в Институте атомной энергии им.И.Курчатова. Благодаря исследованиям и открытиям, которые были осуществлены, сектор генетики и был преобразован в 1968 году во Всесоюзный научно-исследовательский институт генетики и селекции микроорганизмов. В течение многих лет С.Алиханян был директором этого института. Он участвовал в создании отечественных антибиотиков и разработал основные направления развития селекции микроорганизмов на основе генетических закономерностей. (Демонстрируется коллекция антибиотиков)

Преподаватель: Теперь нам предлагается прослушать сообщение об использовании достижений селекции микроорганизмов в пищевой промышленности.

3 студент. Процесс брожения известен человеку несколько тысячелетий. Он является ценным источником получения различных молочных продуктов. В процессе производства сыра молочный сахар лактоза превращается в молочную кислоту, которая, в свою очередь, вызывает свертывание белка молока казеина. В полученные твердые сгустки вводят различные штаммы микроорганизмов и получают различные сорта сыра, которые отличаются друг от друга вкусовыми качествами, ароматом. Подобным образом различными штаммами микроорганизмов сквашивают сливки и получают многообразие сортов сливочного масла, отличающихся своеобразными вкусовыми качествами.

4 студент. В 40-х г.г. прошлого столетия в практическую медицину вошли антибиотики. Конец ХХ и начало ХХ1 в. Ознаменовались значительными достижениями в области генной инженерии. Этот термин возник благодаря тому, что ученые осуществили прямые изменения, перестройку на уровне гена. Благодаря такой перестройке осуществляется перенос генетической информации от одного организма к другому. Широкое распространение методы генной инженерии получили в селекции микроорганизмов. Примером может служить выделение инсулина для больных сахарным диабетом. Долгое время инсулин получали из поджелудочных желез забиваемых коров и свиней. В настоящее время это осуществляется при помощи бактерий, содержащих ген человеческого инсулина. Железа внутренней секреции гипофиз вырабатывает гормон роста соматотропин, который контролирует рост человека. Если гормона выделяется недостаточно, то это приводит к карликовости. С 1980 года налажено промышленное получение соматотропина из бактерий кишечной палочки, что позволяет решить проблему заболевания.

4.Подведение итого урока

Сегодня на уроке вы познакомились с методами селекции микроорганизмов, которая имеет большие перспективы. Возможно, в дальнейшем бактерии будут производить не только антибиотики, но и гормоны и ферменты. Человеку удастся поместить гены азотсодержащих бактерий, которые живут только на корнях бобовых растений, во все другие сельскохозяйственные растения, это позволит сохранить значительные средства, идущие на производство азотных удобрений.

Преподаватель оценивает работу студентов и выставляет оценки.

Домашнее задание

Прочитайте параграф, посвященный новой теме. Найдите дополнительный материал о новейших достижениях селекции микроорганизмов.