Основными объектами биотехнологии являются вставьте пропущенные. Основные объекты биотехнологии и их народнохозяйственное значение. Изучение нового материала

100 р бонус за первый заказ

Выберите тип работы Дипломная работа Курсовая работа Реферат Магистерская диссертация Отчёт по практике Статья Доклад Рецензия Контрольная работа Монография Решение задач Бизнес-план Ответы на вопросы Творческая работа Эссе Чертёж Сочинения Перевод Презентации Набор текста Другое Повышение уникальности текста Кандидатская диссертация Лабораторная работа Помощь on-line

Узнать цену

Объектами биотехнологии являются отдельные части клеток (митохондрии, рибосомы, хромосомы, мембраны и т.д.), сами клетки и их коллективы - клеточные культуры, отдельные микроорганизмы (грибы, водоросли, бактерии, простейшие, вирусы и т.д.), и их колонии, а также - самостоятельные многоклеточные растительные и животные микроорганизмы. Диапазоны распространяются от вирусов до человека. Для реализации биотехнологических процессов важными параметрами биообъектов являются: чистка, скорость размножения клеток и репродукции вирусных частиц, активность и стабильность биомолекул. Следует учитывать, что при создании благоприятных условий для избранного биообъекта биотехнологии эти же условия могут оказаться благоприятными и для микробов-контаминтантов или загрязнений. Представителями контаминирующей микрофлоры оказываются вирусы, бактерии, грибы, которые находятся в культурах растительных и животных клеток. Здесь микробы-контаминанты выступают вредителями производств в биотехнологии.

Микроорганизмы - это удивительно совершенные творения природы. Микробная клетка в состоянии жить и размножаться, используя в качестве источника питания часто только один-единственный органический субстрат и минеральные соли. Бактерии способны жить в аэробных и анаэробных условиях при температурах, близких к 0 и +80 ОС.

Быстрый рост численности населения нашей планеты и исчерпание природных ресурсов - источников питания, кормов и сырья для перерабатывающей промышленности - не позволяют развивать народное хозяйство традиционными методами. Это определяет актуальность развития биотехнологических процессов сегодня и позволяет считать их наиболее перспективными.

11688 0

Первая попытка систематизации сведений об организмах принадлежит Аристотелю (4-й век до н.э.). Все известные к тому времени живые организмы были поделены им на два царства - растения и животные. Во второй половине 19-го века немецкий ученый Э. Геккель предложил выделить все микроорганизмы в отдельное царство Protista (первосущества - от греч. "protos" - простейший).

Дальнейшее изучение микроорганизмов выявило их неоднородность, что повлекло деление группы на высшие и низшие протесты. К высшим протестам были отнесены микроскопические животные (простейшие), микроскопические водоросли (кроме сине-зеленых, называемых также цианобактериями) и микроскопические грибы (плесени, дрожжи), к низшим - все бактерии, включая цианобактерии. Деление на высшие и низшие протесты осуществлялось в соответствии с двумя обнаруженными типами клеточной организации - эукариотной и прокариотной. Высшие протесты являются эукариотами, низшие -прокариотами.

Указанные типы клетки имеют как общие черты, так и существенные различия. /Клетка - это кусочек цитоплазмы, отграниченный мембраной, имеющей характерную ультраструктуру: два электронно-плотных слоя.каждый толщиной 2,5-3,0 нм, разделенных электронно-прозрачным промежутком. Такие мембраны называются элементарными.| В любой клетке присутствуют два вида нуклеиновых кислот (ДНК и РНК), белки, липиды, углеводы. Цитоплазма и элементарная мембрана являются обязательными структурными элементами клетки. Прокариотная клетка имеет одну внутреннюю полость, образуемую элементарной мембраной, называемой цитоплазматической (ЦПМ).

В эукариотных клетках, в отличие от прокариотных, есть вторичные полости. Клеточные структуры, ограниченные элементарными мембранами и выполняющие в клетке определенные функции, называются органеллами (органоидами). К ним относят ядро, митохондрии, рибосомы, лизосомы, аппарат Гольджи, хлоропласты и др. Ядро выполняет роль хранителя генетической информации, в качестве носителя которого выступает ДНК. Главными структурно-функциональными элементами ядра, содержащими в линейном порядке гены, являются хромосомы. Митохондрии снабжают клетку энергией за счет окисления веществ при участии кислорода. В них также синтезируются собственные белки митохондрий.

Все остальные клеточные белки синтезируются на рибосомах. Лизосомы содержат ферменты для расщепления различных биополимеров. Аппарат Гольджи (назван по имени итальянского ученого Камилло Гольджи, получившего в 1906 г. Нобелевскую премию) участвует в формировании продуктов жизнедеятельности клетки - различных секретов, коллагена, гликогена, липидов и др., в синтезе гликопротеидов. В хлоропластах, присутствующих только в растительных клетках, осуществляется фотосинтез.

В клетках прокариот перечисленные выше органеллы, типичные для эукариот, отсутствуют. Ядерная ДНК у них не отделена от цитоплазмы мембраной. Принципиальные различия в структуре прокариотных и эукариотных клеток явились причиной выделения прокариотных микроорганизмов, находящихся на самом примитивном уровне клеточной организации, в особое царство Мопега (Р. Виттэкер). Микроскопические, в основном одноклеточные, недифференцированные формы жизни включает царство Protista. Многоклеточные эукариоты представлены тремя царствами: Plantae (растения), Fungi (грибы) и Animalia (животные).

Размеры большинства бактерий находятся в пределах 0,5-3 мкм, однако встречаются среди них свои "гиганты" и "карлики". Например, длина клетки спирохеты достигает 500 мкм. Самые мелкие из прокариотных клеток - бак терии, принадлежащие к группе микоплазм, диаметр их клеток составляет 0,1-0,15 мкм. Долгое время считалось, что клетки прокариот имеют форму сферы (кокки), цилиндра (палочки) или спирали (спириллы или вибрионы). В последнее время показано, что, помимо указанных форм, бактерии могут также иметь форму кольца, звезды; для некоторых видов характерно ветвление. Многоклеточные прокариоты представляют собой скопления различной конфигурации, чаще всего - нити.

Бактерии чрезвычайно разнообразны по условиям обитания, приспособляемости, типам питания и биоэнергообразования, по отношению к макроорганизмам - животным и растениям. Наиболее древние формы бактерий - архебактерш способны жить в экстремальных условиях (высокие температуры и давления, концентрированные растворы солей, кислые растворы). Эубактерии (типичные прокариоты, или бактерии) более чувствительны к условиям окружающей среды.

Бактерии являются удобным объектом для генетических исследований. Наиболее изученной и широко применяемой в генно-инженерных исследованиях является кишечная палочка Escherichia coli (Е. coli), обитающая в кишечнике человека.

К растениям относятся водоросли, являющиеся водными организмами, и высшие растения, обитающие преимущественно на суше. Водоросли не имеют органов и тканей и состоят из недифференцированных (одинаковых) клеток. Из водорослей получают агар-агар и альгинаты - полисахариды, используемые для изготовления микробиологических сред и в пищевой промышленности. Высшие растения являются многоклеточными организмами, имеющими специализированные органы - корни, стебли, листья. Они состоят из тканей, образованных специализированными клетками. Растения служат поставщиками питательных веществ для других организмов.

Несмотря на то, что традиционные методы извлечения физиологически активных и лекарственных соединений из растений (экстракция, перегонка, фильтрация) по-прежнему широко используются, все большее значение приобретают технологии получения биологически активных веществ из клеточных культур, а также производство продуктов из генетически модифицированных растений.

Грибы сочетают в себе черты клеток растений и животных. Они имеют клеточное ядро и, как у растений, прочную клеточную стенку. Как клетки животных, они способны синтезировать полисахариды - хитин и гликоген и нуждаются в некоторых витаминах. Особенно интересны для биотехнологии микроскопические грибы - дрожжи, плесневые грибы, высшие грибы, применяемые в хлебопекарной, пивоваренной и молочной промышленности, а также для получения органических кислот, спиртов, антибиотиков, кормового белка, различных биологически активных веществ.

Примером такой технологии является получение противовирусного препарата интерферона, применяющегося для профилактики и лечения гриппа и других вирусных инфекций. Наиболее перспективным способом производства биологически активных веществ является генная инженерия. В частности, так получают человеческий инсулин - гормон белковой природы.

С.В. Макаров, Т.Е. Никифорова, Н.А. Козлов

В химико-биологических процессов относятся те из них, в которых используют биологические объекты различной природы (микробной, растительной или животной), например, при производстве продукции различного назначения

Антибиотиков, вакцин, ферментов, кормового и пищевого белка, гормонов, аминокислот, био-газа, органических удобрений и т.п..

Объекты биотехнологии очень разнообразны и диапазон их распространяется от организованных частей (вирусов) до человека (рис. 1.1.).

Биообъекты характеризуются такими показателями, как уровень структурной организации, способность к размножению (или репродукции), наличие или отсутствие собственного метаболизма при культивировании в надлежащих условиях. Что касается характера биообъектов, то под этим следует понимать их структурную организацию. В таком случае биообъекты могут быть молекулами (ферменты, иммуномодуляторы, нуклеозиды, олиго-и полипептиды и др.), организованными частями (вирусы, фаги), одноклеточными (бактерии, дрожжи) и многоклеточными особями (нитчатые высшие грибы, растительные ткани, однослойные культуры клеток млекопитающих), целыми организмами растений и животных. Но даже при использовании биомолекулы как объекта биотехнологии ее первоначальный биосинтез осуществляется в большинстве случаев соответствующими клетками. Следовательно, можно утверждать, что объекты биотехнологии принадлежат или к микробам, или в растительных и животных организмов.

Таким образом, независимо от систематического положения биообъектов на практике используют или естественные организованы частицы (фаги, вирусы) и клетки с естественной генетической информацией, или клетки с искусственно заданной генетической информации, то есть в любом случае используют клетки - то микроорганизм, растение, животное или человек. Сейчас большинство объектов биотехнологии составляют микробы, мир которых очень велик и разнообразен. К ним относятся все прокариоты - бактерии, актиномицеты, риккетсии, сине-зеленые водоросли и часть эукариот - дрожжи, нитчатые грибы, простейшие и водоросли (рис. 1.2). Микробами среди растений есть микроскопические водоросли, а среди животных - микроскопические простейшие. Основой современного биотехнологического производства является микробиологический синтез, т.е. синтез различных веществ с помощью микроорганизмов. Объекты растительного и животного происхождения еще не нашли широкого распространения из-за высокой требовательности к условиям культивирования, что значительно здо-рожчуе производство.

Для реализации биотехнологических процессов важными параметрами биообъектов являются: чистота, скорость размножения клеток и репродукции вирусных частей, активность и стабильность биомоле-кул или биосистем.

При использовании ферментов (в изолированном или иммобилизованных состоянии) как биокатализаторов возникает необходимость охраны их от деструкции банальной сапрофитной микрофлорой, которая может проникать в сферу биотехнологического процесса извне вследствие нестерильности системы, например, из-за негерметичности оборудования. Скорость размножения клеток и репродукция вирусных частей прямо пропорционально отражаются на увеличении биомассы и образовании метаболитов.

Активность и стабильность пребывания биообъектов в активном состоянии - важнейшие показатели их пригодности для длительного использования в биотехнологии.

Главным звеном биотехнологического процесса, определяет его сущность, является клетка. Именно в ней синтезируется целевой продукт. По меткому выражению Овчинникова Ю.А. (1985), клетка - это миниатюрный химический завод, который работает с колоссальной производительностью, с предельной согласованности и по заданной программе. В ней ежеминутно синтезируются сотни сложных соединений, включая гигантские биополимеры, в первую очередь белки.

Методы биотехнологии. Биотехнологии присущи свои специфические методы. Это крупномасштабное глубинное культивирование биообъектов в периодическом, полунепрерывного или непрерывном режиме и выращивания клеток растительных и животных тканей в особых условиях. Биотехнологические методы культивирования биообъектов выполняются в специальном оборудовании, например, в ферментерах выращивают бактерии и грибы при получении антибиотиков, ферментов, органических кислот, некоторых витаминов и т.п..

В подобных ферментерах выращивают некоторые клетки человека (бласты) для получения белка-интерферона, а также некоторые виды растительных клеток. Однако последние чаще выращивают в стационарных условиях на среде с уплотненной (например, агар-зированный) подкладкой в стеклянных или полиэтиленовых емкостях.

Другие методы, используемые в биотехнологии, являются общими, например с методами в микробиологии, биохимии, органической химии и других науках. Особенно нужно выделить методы клеточной и генетической инженерии, лежащие в основе современной биотехнологии.

Отличием методов, используемых в биотехнологии, является то, что они должны выполняться, как правило, в асептических условиях (от греческого а - нет, septicos - гнилостный), т.е. с исключения возможности попадания в среду, где культивируется биообъектов, патогенных и сапрофитных микроорганизмов.

Патогенные виды представляют непосредственную опасность для за-деяний в производстве людей и для потребителей конечных продуктов; сапрофитные виды могут выступать конкурентами за питательные субстраты, антагонистами, продуцентами токсических веществ, включая пирогены.

Микроскопические грибы как объект биотехнологии

Этим уроком завершается изучение темы «Основы биотехнологии», которая самостоятельным разделом входит в тему «Основы селекции» в 11-м классе с углубленным изучением биологии.

Цель урока: усвоение учащимися знаний об использовании микроскопических грибов в пищевой, фармацевтической промышленности, сельском хозяйстве, при утилизации бытовых отходов, в качестве объекта биотехнологических исследований, направленных на оптимизацию существующих и создание новых производств.

Оборудование: таблички с терминами, прикрепляющиеся на металлическую доску с помощью магнитов, таблица «Микробные методы рециклизации» (на каждой парте), тесты для контроля знаний, костюмы для инсценировки.

ХОД УРОКА

Активизация познавательной деятельности

Восстановление в памяти изученного ранее материала.

– Какую тему мы изучаем? (Основы биотехнологии.)
– Что такое биотехнология? (Использование живых организмов и биологических процессов в производствах.)
– С какими объектами биотехнологии мы познакомились на предыдущих уроках? (С бактериями.)
– Как называется наука, изучающая грибы? (Микология.)

Изучение нового материала

Учитель формулирует основные задачи урока.

Б. Просмотр инсценировки «Микроскопические грибы» (см. «Биология», № 5/1997).

В. Обсуждение спектакля. (По ходу обсуждения на доске вычерчивается схема.)

1. Дрожжи как наиболее изученный объект биотехнологических исследований

(выступление учащегося, сыгравшего в спектакле Дрожжевую клетку)

Дрожжи – сборная группа грибов, не имеющих типичного мицелия и существующих в виде отдельных почкующихся или делящихся клеток.
Известно около 500 видов дрожжей. Все дрожжи – гетеротрофы с окислительным (дыхание) или бродильным (брожение) типом обмена веществ. Дрожжи синтезируют белки, липиды, внеклеточные полисахариды, витамины группы В. Вызывают болезни: молочницу (криптококкоз, кандидоз) и другие микозы.
Использование человеком: пивоварение, виноделие, спиртовая промышленность, хлебопечение, микробиологическая промышленность (кормовой белок, ферменты), а также как объект исследований в биоэнергетике, радиобиологии, генетике.
Большинство из используемых человеком видов относятся к роду сахаромицеты (Saccharomyces ) из класса аскомицетов (Ascomycota ), которые активно сбраживают простые углеводы до этилового спирта. Спиртовое брожение впервые было подробно изучено Луи Пастером.

Схема окисления углеводов до этанола:

сахар ---> пируват ---> СO 2 + ацетальдегид ---> этанол.

Наиболее детально изучена генетика пекарских дрожжей S.cerevisiae . Методами генной инженерии в хромосомы клеток дрожжей встраивают и клонируют («размножают» при репликации хромосомальной ДНК) гены, ответственные за синтез гормонов и других ценных соединений.
Свойства дрожжей, ценные для биотехнологии: быстро растут, безопасны для человека, растут на дешевой среде (парафин, меласса, метиловый спирт). Недостаток – сложно получать внутриклеточные продукты, т.к. клетки покрыты очень прочной оболочкой. Наиболее часто применяемый способ получения внутриклеточных соединений – автолиз, т.е. разрушение клетки под действием ее собственных ферментов.

Хлебопечение. Раньше в хлебопечении повсеместно использовалось дрожжевое опарное тесто. Его и сейчас широко используют для выпечки ржаного хлеба, а также в домашнем хозяйстве. Для получения такого теста используют опару – небольшую порцию теста, оставленную от предыдущего замеса или замешанную заранее, до основного замеса. В опаре содержатся и размножаются дрожжи и молочнокислые бактерии, придающие черному хлебу приятную кислинку и аромат. Дрожжевой белый хлеб выпекают безопарным способом – дрожжи помещают вместе с мукой и др. компонентами сразу в основной замес. Непосредственно перед выпечкой содержащаяся в опаре смешанная популяция стимулируется к размножению добавлением молока, воды, сахара, муки. Полученное тесто «подходит», увеличиваясь в объеме за счет интенсивного выделения СО 2 при быстром размножении дрожжей, сбраживающих углеводы.

Виноделие. На поверхности и внутри ягод живут разнообразные микроорганизмы, среди которых много дрожжей. Поэтому отжатый сок – сусло – начинает бродить без дополнительного добавления дрожжей. На этом основано кустарное виноделие.
Процессу брожения могут помешать прежде всего уксусно- и молочнокислые бактерии, нежелательные дрожжи, дрожжеподобные грибы. Чтобы исключить риск порчи виноматериала при промышленном производстве вина в виноградное сусло вводят заранее выращенные и активированные винные дрожжи. Применяемые расы дрожжей, чаще всего относящиеся к сахаромицетам, и ход процесса брожения определяют тип вина. Так, например, при изготовлении хереса используют специальные хересные дрожжи и бочки с вином не заполняют доверху (что недопустимо при изготовлении других вин).
Процессы, используемые в виноделии, подробно изучил Луи Пастер. Дрожжи сбраживают сахара, содержащиеся в виноградном соке (см. схему выше). Брожение продолжается до тех пор, пока дрожжи не израсходуют весь сахар. Дрожжи образуют спирт лишь в отсутствие кислорода или при его недостатке. Если кислорода много, дрожжи окисляют сахар полностью до углекислого газа и воды. Пока брожение протекает бурно, выделяющийся углекислый газ предохраняет поверхность сусла от взаимодействия с кислородом воздуха. Когда брожение прекращается, бочку с молодым вином надо запечатать. Если этого не сделать, уксуснокислые бактерии, используя кислород, превратят спирт в уксусную кислоту. Именно таким образом получают винный (или яблочный) уксус. На основании результатов своих исследований Пастер рекомендовал виноделам Франции соблюдать микробиологическую чистоту при приготовлении вина: тщательно мыть бочки и окуривать вино сернистым ангидридом.

Пивоварение. Пивоварение, как и винокурение, – традиционное производство во многих странах мира. Как правило, оно индустриализировано сильнее, чем виноделие, и дрожжевой компонент имеет здесь еще большее значение. Применяемые штаммы – специальные виды сахаромицетов. Сбраживающие ячменное сусло дрожжевые клетки за короткий срок доводят содержание в нем спирта до 3–5%. Чтобы замедлить слишком интенсивное размножение дрожжей и накопить продукты, придающие пиву его вкус (альдегиды, кетоны, многоатомные спирты), ферментацию проводят при низких температурах – 2–8 °С. В этих условиях дальнейшее окисление альдегидов и спиртов почти не происходит.
Многие пивоварни и сейчас оснащены открытыми бродильными чанами, и лишь крупные заводы имеют гepмeтичные емкости. Крупные дрожжевые клетки в готовом пиве отмирают и оседают, небольшая их доля остается во взвеси, и продолжающееся брожение пива в емкостях для хранения обуславливает насыщение его углекислым газом.

2. Пенициллы

(сообщение учащегося)

Род Пенициллиум (Penicillium ) относится к порядку гифомицетов (Hyphomycetales ) из класса несовершенных грибов (Deuteromycota ). Естественное местообитание этих грибов – почва, они часто обнаруживаются на самых разных субстратах, главным образом растительного происхождения.
Еще в XV–XVI вв. в народной медицине при лечении гнойных ран использовалась зеленая плесень. В 1928 г. английский микробиолог Александр Флеминг заметил, что пеницилиум, случайно попавший в культуру стафилококка, полностью подавил рост бактерий. Эти наблюдения Флеминга легли в основу учения об антибиозе (антагонизме между отдельными видами микроорганизмов). В развитии исследований микробного антагонизма значительную роль сыграли Л.Пастер, И.И. Мечников.
Противомикробное действие зеленой плесени обусловлено особым веществом – пенициллином, выделяемым этим грибом в окружающую среду. В 1940 г. пенициллин был получен в чистом виде английскими исследователями Г.Флори и Э.Чейном, а в 1942 г., независимо от них, советскими учеными З.В. Ермольевой и Т.И. Балезиной. Во время второй мировой войны пенициллин спас жизни сотен тысяч раненых. Спрос на пенициллин был так велик, что его производство увеличилось с нескольких миллионов единиц в 1942 г. до 700 млрд единиц в 1945 г.
Пенициллин применяют при пневмонии, сепсисе, гнойничковых заболеваниях кожи, ангине, скарлатине, дифтерии, ревматизме, сифилисе, гонорее и других заболеваниях, вызванных грамположительными бактериями.
Открытие пенициллина положило начало поиску новых антибиотиков и источников их получения. С открытием антибиотиков появилась возможность успешного лечения почти всех инфекционных заболеваний, вызываемых микробами.
Но зеленые плесени успешно применяются не только в медицине. Большое значение имеют пенициллы вида P.roqueforti . В природе они обитают в почве. Мы хорошо знакомы с ними по группе сыров, характеризующихся «мраморностью»: «Рокфор», родиной которого является Франция, сыр «Горгонцола» из Северной Италии, сыр «Стилон» из Англии и др. Всем этим сырам свойственны рыхлая структура, специфический «плесневелый» вид (прожилки и пятна голубовато-зеленого цвета) и характерный аромат. P.roqueforti нуждается в малом количестве кислорода, выносит высокие концентрации углекислого газа.
При приготовлении мягких французских сыров «Камамбер», «Бри» и некоторых других используются P.camamberti и P.caseicolum , которые образуют на поверхности сыра характерный белый «войлочный» налет. под воздействием ферментов этих грибов сыр приобретает сочность, маслянистость, специфические вкус и аромат.

3. Аспергиллы

(сообщение учащегося)

(сообщение учащихся)

В мире ежегодно образуется огромное количество бытового мусора и отходов сельского и лесного хозяйства. Древесина и солома, а также бумажные отходы, которые составляют почти половину мусора, состоят из трех главных компонентов:

Избавляться от отходов следует, с одной стороны, как можно меньше загрязняя окружающую среду, а с другой – извлекая из них как можно больше энергии и углерода органических соединений. В настоящее же время отходы чаще всего сжигают или захоранивают необработанными, не получая в последнем случае даже тепловой энергии.

Однако возможны альтернативные подходы на основе использования грибов в сочетании с другими микроорганизмами. Один из путей рециклизации – разведение на древесных отходах съедобных грибов и кормовых дрожжей, но в общей сложности так перерабатывается не более 2% органических отходов.

Для разложения целлюлозы и лигнина предпочтительнее использовать именно грибы, т.к. активности содержащихся в них ферментов – целлюлаз и лигниназ – выше, чем у ферментов бактерий, особенно в кислой среде, которая свойственна древесным отходам (бактерии предпочитают слабощелочную среду).

Работа с табл. 1.

Таблица 1. Методы рециклизации с использованием грибов

	Исходный материал	Ферментирующие организмы (участие грибов: + или ++)	Продукт, результат
Запахивание	солома, опилки и др.	микроорганизмы почвы (+)	хорошее разложение параллельно разрыхлению почвы, рекомендуется на влажных, тяжелых грунтах, на сухих, легких почвах нежелательно
Компостирование	любые органические остатки	спонтанно увеличивающиеся популяции почвенных организмов (+)	перегной, богатый гумусом и питательными веществами, внесение удобрений и оптимизация условий ускоряют процесс
Получение биогаза	навозная жижа, сточные воды	анаэробные бактерии, но предварительные аэробные этапы возможны с участием грибов	газовая смесь 70% СН4 и 30% СО 2 (топливо), остаток – ценное удобрение
Получение кормовых дрожжей	сульфитные стоки целлюлозно-бумажных предприятий	сandida utilis, другие дрожжеподобные грибы или дрожжи (++)	кормовые дрожжи
Метод «Natick»	предварительно обработанные отходы целлюлозы	Trichoderma viride. 1-й этап: предкультура (++)	неочищенный раствор глюкозы после отфильтровывания биомассы грибов и твердых остатков; цена за 1 кг 10%-ного раствора около 0,8 марки

6. Выводы по теме

Не бывает «хороших» и «плохих» грибов, все они – неотъемлемая часть микромира, обеспечивающего круговорот веществ в биосфере.

Таблица 2. Свойства грибов

	отрицательные свойства	положительные свойства
дерматофиты	грибковые заболевания кожи	в природе разлагают кератин
спорынья		применяется в акушерстве, гинекологии
пенициллы	порча продуктов питания	применяются в производствах антибиотиков, сыров
аспергиллы	микозы (болезни птиц)	применяются в производствах сыров, соусов, сакэ

Человек должен изучать грибы, чтобы уменьшить или предотвратить наносимый ими вред и с пользой применять в практике своего хозяйствования.

Закрепление изученного материала

Для закрепления изученного материала учащиеся выполняют два варианта тестовых заданий.

Тестовые задания

Вариант 1

Выпишите номера предложений, отметьте знаком «+» правильные.

Выпишите номера вопросов и рядом запишите буквы правильных ответов.

1. Наука, изучающая возможности использования живых организмов и биологических процессов в производстве, называется:
а) микология; б) биотехнология; в) микробиология.

3. Сборная группа одноклеточных грибов называется:
а) бактерии; б) архебактерии; в) дрожжи; г) слизевики.

4. К хищным грибам относится:
а) пеницилл; б) аспергилл; в)дрожжи; г) артроботрис.

5. Грибы играют важную роль в рециклизации мусора, бытовых отходов и отходов сельского хозяйства:
а) да; б) нет.

6. Первым антибиотиком, полученным при помощи плесневых грибов, был:
а) пенициллин; б) тетрациклин; в) левомицитин; г) стрептомицин.

7. Микроскопические грибы используются при производстве:
а) ферментов, б) антибиотиков; в) органических кислот; г) все ответы верны.

1-й вариант. 1+, 2–, 3–, 4–, 5+, 6+, 7–, 8+, 9–, 10+.

2-й вариант. 1б, 2г, 3в, 4г, 5а, 6а, 7г.

3адание на дом

Изучить записи, подготовиться к зачету по теме «Биотехнология».

1. Что такое биотехнология? В каких сферах деятельности человека используются биотехнологические процессы?

Биотехнология - область науки и практической деятельности, связанная с производством различных продуктов при помощи живых организмов, культивируемых клеток и биологических процессов. Биотехнологические процессы используются в хлебопечение, виноделие, получение кисломолочных продуктов, обработка кожи и др.

2. Каковы основные направления биотехнологии?

Основные направления биотехнологии: производство с помощью микроорганизмов и культивируемых эукариотических клеток биологически активных соединений и лекарственных препаратов (ферментов, витаминов, гормонов, антибиотиков, иммуноглобулинов и др.); производство пищевых продуктов и кормов для животных; создание новых полезных штаммов микроорганизмов, сортов растений и пород животных; разработка и использование биологических методов защиты растений от вредителей и болезней; создание и использование биотехнологических методов защиты окружающей среды и т. д.

3. Что представляет собой клеточная инженерия? Какие методы клеточной инженерии вам известны? Какие результаты получены при их применении?

Клеточная инженерия - это культивирование в специальных условиях клеток растений, животных и микроорганизмов, включая различные манипуляции с ними (слияние клеток, удаление или пересадка органоидов и т. д.). К методам клеточной инженерии относятся: размножение растений на основе культуры тканей, соматическая гибридизация. Соматическая гибридизация - это слияние разных типов соматических клеток одного организма или клеток организмов, принадлежащих к разным видам. С помощью этого метода, например, были созданы гибриды, которые невозможно получить путем скрещивания особей - гибриды табака и картофеля, моркови и петрушки, томата и картофеля и т. п.

4. Что такое генетическая инженерия? Назовите основные инструменты генетической инженерии.

Генетическая (генная) инженерия - раздел молекулярной биологии, связанный с выделением генов из клеток живых организмов, осуществлением с ними различных манипуляций (в том числе - созданием гибридных молекул ДНК) и внедрением их в другие организмы. Главными инструментами генетической инженерии являются ферменты и векторы. С помощью набора специальных ферментов можно разрезать в определенных участках молекулы ДНК и РНК, выделять из них нужные фрагменты, копировать и сшивать эти фрагменты друг с другом.

5. Какие организмы называются трансгенными? Какие методы получения трансгенных животных вы можете назвать?

Живые организмы, геном которых был изменен путем генно-инженерных операций и содержит хотя бы один активно функционирующий ген другого организма, называют трансгенными (генетически модифицированными). Одним из основных методов получения трансгенных животных является микроинъекция ДНК в оплодотворенные яйцеклетки. Все начинается с введения фрагмента ДНК, содержащего несколько копий нужного гена, в ядро сперматозоида, оплодотворившего яйцеклетку. После того как произойдет слияние ядер, модифицированные зиготы переносят в матку самки-реципиента. Через некоторое время она производит на свет трансгенных детенышей. В последние годы для создания трансгенных животных используют также эмбриональные стволовые клетки, получаемые из зародышей на ранних этапах развития. Эти клетки могут дифференцироваться в любые другие типы клеток многоклеточного организма.

6. В 1962 г. британский ученый Дж. Гердон провел следующий эксперимент. С помощью ультрафиолетового излучения в оплодотворенной яйцеклетке лягушки было разрушено ядро. Затем в безъядерную зиготу пересадили ядро, взятое из клетки кишечника взрослой лягушки. Такая необычная зигота начала дробиться и со временем развилась в нормальную лягушку. Дж. Гердон и его последователи продолжили исследования в этой области. В 2012 г. Дж. Гердон стал лауреатом Нобелевской премии. Какие выводы можно сделать из описанного эксперимента? Как вы думаете, какое значение и продолжение имели эксперименты Дж. Гердона?

Из вышепредложенного описания ясно, что Дж. Гердон в результате своего эксперимента впервые получил клон животного (лягушки), выращенный из дифференцированных клеток взрослого животного.