Osvita.ua Вища освіта Реферати Біологія Світова селекційна наука та практика: основні досягнення. Реферат
Провідні компанії та навчальні заклади Пропозиції здобуття освіти від провідних навчальних закладів України та закордону. Тільки найкращі вищі навчальні заклади, компанії, освітні курси, школи, агенції. З питань розміщення інформації звертайтесь за телефоном (044) 200-28-38.

Світова селекційна наука та практика: основні досягнення. Реферат

Селекція (лат. selectio - добір) - наука про створення нових і поліпшення існуючих сортів культурних рослин, порід свійських тварин і штамів мікроорганізмів, які використовує людина

Теоретичною базою селекції є генетика та еволюційне вчення. Академік В. І. Вавилов, даючи визначення селекції як науки, зазначав її комплексність і вказував, що для успішної роботи в галузі селекції рослин потрібно враховувати вихідне сортове і видове розмаїття їхніх генотипів, роль середовища для розвитку і виявлення спадкових ознак, закономірності успадкування під час гібридизації, вплив природного добору і форми штучного добору, спрямовані на виявлення і закріплення цінних ознак.

Породи свійських тварин і сорти культурних рослин, створених людиною, є популяціями організмів. Кожний сорт рослин і кожна порода свійських тварин характеризуються своїми спадковими особливостями, морфологічними і фізіологічними ознаками, певною продуктивністю і нормою реакції на зовнішнє середовище. Кожний сорт рослин і порода тварин щонайповніше виявляють свою продуктивність лише в певних умовах, для яких вони виведені.

Порода і сорт, з одного боку, можуть включати в себе тварин і рослини з нетотожними генотипами, що дає матеріал для селекції і поліпшення цінних для господарства ознак. З іншого боку, створюють лінійні групи, які отримують самозапиленням однієї рослини або близько спорідненим схрещуванням (інбридингом) перехреснозапильних рослин, а також тварин. Лінійні групи рослин і тварин характеризуються високою гомозиготністю. Під час розведення їх у потомстві немає розщеплення і господарські ознаки зберігаються у всіх представників цієї лінії, але подальший добір у межах чистих ліній неефективний.

Завдання сучасної селекції - підвищення продуктивності сортів і порід тварин. Однак нині важливими факторами інтенсифікації рослинництва і тваринництва стають: переведення їх на промислову основу; створення короткостеблових сортів зернових культур, придатних для збирання комбайном, сортів винограду, томатів, чайних кущів, бавовнику, пристосованих до збирання врожаю машинами, сортів овочевих культур для вирощування в теплицях. У тваринництві - створення груп тварин, придатних для утримування в тваринницьких комплексах, великої рогатої худоби, придатної для машинного доїння.

У нашій країні існує розгалужена мережа селекційних установ: інститутів, селекційних станцій, сортовипробувальних ділянок, племінних господарств. У своїй роботі селекціонери використовують усю різноманітність дикорослих і культурних рослин та одомашнених тварин, бо чим різноманітніший вихідний матеріал, тим успішніше будуть реалізовані завдання, що стоять перед селекціонерами.

Велике значення мають природна мінливість і штучне отримання мутацій. Багатий матеріал дають внутрішньовидова і віддалена гібридизація.

Центри різноманітності й походження культурних рослин. Успіхи роботи селекціонерів багато в чому залежать від правильного вибору вихідного матеріалу. Методом пошуку вихідного матеріалу селекціонерів озброїв видатний генетик і селекціонер академік М. І. Вавилов.

Під його керівництвом і за безпосередньої участі були організовані експедиції по всій території колишнього Радянського Союзу, Ірану, Афганістану, Середземномор'я Абіссінії (Ефіопії), Центральної Азії, Японії, Північної, Центральної і Південної Америки. В результаті проведеної роботи М. І. Вавилов вивчив світові рослинні ресурси і встановив, що найбільшу різноманітність форм певного виду зосереджено в тих районах, де цей вид виник.

На підставі вивчення зібраних матеріалів він виділив сім основних центрів походження культурних рослин:

  • Південно-азійський тропічний, (батьківщина рису, цукрової тростини, бананів, кокосової пальми тощо),
  • Східно-азійський (батьківщина проса, гречки, груші, яблуні, сливи, деяких цитрусових тощо).
  • Південно-Західно-азійський (батьківщина м'якої пшениці, гороху, сочевиці, бавовнику тощо).
  • Середземноморський (батьківщина маслини, буряків, капусти тощо).
  • Абіссінський (батьківщина твердої пшениці, ячменю, кавового дерева тощо).
  • Центральноамериканський (батьківщина кукурудзи, американської квасолі, гарбуза, перцю, какао, американського бавовнику тощо).
  • Південноамериканський, або Андійський (батьківщина картоплі, тютюну, арахісу, хінного дерева, ананасу тощо).

М. І. Вавилов зібрав найбільшу в світі колекцію культурних рослин, яку і нині використовують селекціонери у своїй практичній роботі. Так, відомий сорт озимої пшениці Безоста 1 був виведений П. П. Лук'яненком у результаті гібридизації взятих із колекції Вавилова аргентинських пшениць, схрещених із місцевими сортами.

Основними методами, які використовують селекціонери, є підбір, гібридизація, добір і виховання (керування домінуванням). Гібридизація спирається на комбінативну мінливість. Завдяки їй вдається в одному гібридному організмі поєднувати цінні ознаки, які раніше існували у різних сортів рослин і порід тварин. Звичайно, для цього потрібно належним чином підібрати вихідний матеріал, а потім відібрати найкращі якості із гібридного потомства вихідного матеріалу.

Розрізняють дві форми добору: масовий і індивідуальний. Масовий добір ґрунтується на доборі за фенотипом; відбираються особини, що відповідають певному стандарту, але один і той самий фенотип може бути зумовлений різними генотипами, а один і той самий генотип може дати (в межах норми реакції) різні фенотипи, тобто слід враховувати і вплив природного добору, який завжди супроводжує штучний.

Деякі цінні ознаки виявляються лише в однієї статі, наприклад, кількість і якість молока, несучість. Визначити генотип самця за фенотипом неможливо, тому відбір лише за фенотипом не дає змоги оцінювати спадкові властивості плідників. Це, природно, уповільнює досягнення поставленої мети.

Індивідуальний добір ґрунтується на відбиранні особин з відомим генотипом за аналізом продуктивності потомства. Тому в разі індивідуального добору бажаний результат досягається швидше. Робота селекціонера у цьому разі розпочинається із створення групи особин з однаковими генотипами. Найлегше це отримати у самозапильних рослин.

Потомство однієї самозапиленої рослини, яке має однорідний гомозиготний генотип, називають чистою лінією.

Однорідність генотипу у перехреснозапильних рослин і у тварин досягається схрещуванням близько споріднених форм (інбридингом). Так можна отримати групу особин з однаковим гомозиготним генотипом. Вони дістали назву інбредних ліній. Генотип чистих і інбредних ліній більш-менш стабільний, однак і в них відбуваються мутації, тому їх стабільність не абсолютна. Чисті та інбредні лінії мають знижені життєздатність, стійкість проти захворювань, тому в селекційній практиці зазвичай створюють кілька чистих (інбредних) ліній, між якими далі проводять схрещування. Це називають між-лінійною гібридизацією, яка часом приводить до створення високопродуктивних рослин і тварин.

Гетерозис, або "гібридна сила", може спостерігатися в першому поколінні в разі гібридизації різних порід тварин і сортів рослин (зокрема, інбредних ліній). Виявляється він у підвищенні життєздатності, росту та деяких інших особливостей, у зв'язку з чим його широко використовують у сільськогосподарській практиці. Для отримання найбільшого ефекту від гетерозису в разі між-лінійної гібридизації створюють кілька відмінних між собою чистих (або інбредних) ліній, потім випробовують гібридизацію між ними і встановлюють ті комбінації, які дають найбільший економічний ефект гетерозису. Ці лінії зберігають і використовують для отримання товарного гібридного насіння.

Найбільший економічний ефект від використання гетерозису отримано для кукурудзи: підвищення врожаю зерна на дo 30%. Ефект гетерозису добре виражений у цукрових буряків, деяких овочевих культур (цибуля, огірки, томати, баклажани, сорго) та ін. У птахівництві внаслідок схрещування несучих порід курей, наприклад леггорнів з австралорпами, родайлендами та іншими, несучість гібридів зростає на 20-25 яєць на рік. Схрещування м'ясних порід курей поліпшує якість м'яса і прискорює темпи росту курчат. Такі гібридні курчата дістали назву бройлерів.

У свинарстві, вівчарстві, скотарстві міжпородні схрещування підвищують швидкість дозрівання, забезпечують збільшення живої маси, якості м'яса.

Ефект гетерозису можна закріпити шляхом вегетативного розмноження рослин (картопля, плодові дерева) або подвоєння числа хромосом, тобто поліплоїдизації.

Є кілька гіпотез пояснення причин гетерозису. Згідно з однією з них, у гібридів збільшується число домінантних алелів, які впливають на розвиток сприятливої ознаки. Наприклад, якщо на інтенсивність росту позитивно впливають домінантні алелі А і В відповідних генів, то в результаті схрещування представників двох рас із генотипами ААЬЬ і ааВВ гібрид АаВЬ виявиться вищим від батьківських форм. Згідно з другою гіпотезою, у багатьох алелях гетерозиготи можуть мати більш виражені ознаки, ніж домінантні гомо-зиготи. Ймовірно, після детальнішого дослідження явища гетерозису обидві гіпотези виявляться взаємодоповнювальними.

Поліплоїдія. Важливу роль у створенні нових сортів рослин відіграє поліплоїдія. Поліплоїдні форми трапляються у багатьох рослин. Не виключено, що еволюція деяких груп квіткових рослин ішла шляхом поліплоїдизації. Більшість культурних рослин - поліплоїдні, вони економічно доцільніші за диплоїдні. У поліплоїдних рослин клітини зазвичай мають більші розміри і вся рослина більша за диплоїдну. Поліплоїди часто стійкіші до несприятливих факторів середовища.

На півночі і в горах багато видів рослин - поліплоїдні. В експериментах і в селекційній практиці, щоб отримати поліплоїдні рослини, на них діють різними факторами зовнішнього середовища: радіоактивним випромінюванням, хімічними речовинами, критичною температурою. Наприклад, для отримання поліплоїдів досить зручним виявився колхіцин, оскільки він під час мітозу руйнує веретено поділу, але не перешкоджає подвоєнню хромосом.

Селекціонери для отримання поліплоїдних форм часто використовують мутагени. У нашій країні останнім часом великого поширення набули високо-урожайні поліплоїдні сорти гречки, цукрових буряків, проса, кукурудзи, льону, редиски та деяких інших рослин.

Віддалена гібридизація відіграє істотну роль у селекції. Зазвичай схрещують сорти, які належать до одного виду, але іноді проводять схрещування міжвидове і міжродове Виведено перспективні гібриди пшениці і пирію, жита і пшениці, пшениці і ячменю (тритикале) та ін.

Основна складність створення стабільних гібридних форм спричинена безплідністю більшості отриманих гібридів. Причина безплідності полягає в тому, що батьківські негомологічні хромосоми під час мейозу не здатні кон'югувати, а отже, у гібридів не можуть утворюватися гамети.

Вихід із цього становища знайшов генетик Г. Д. Карпеченко. Він отримав гібрид редиски і капусти. Кожний із вихідних батьківських видів мав по 18 хромосом у диплоїдному наборі. Спершу хромосомний набір гібрида складався також із 18 хромосом, куди входив гаплоїдний набір хромосом капусти (9 хромосом) і гаплоїдний набір хромосом редиски (9 хромосом).

Оскільки хромосоми вихідних батьківських видів були не гомологічні, то кон'югація між ними не відбувалася, мейоз не здійснювався, статеві клітини не утворювалися. Гібрид був безплідним. Г. Д. Карпеченко домігся подвоєння числа хромосом (тобто отримав тетраплоїд). Тепер у клітинах гібрида був диплоїдний набір хромосом капусти і диплоїдний набір хромосом редиски. Мейоз став можливим. Гібрид виявився здатним до розмноження. Метод отримання поліплоїдних міжвидових гібридів значно поширився у світовій селекційній практиці.

Методи роботи І. В. Мічуріна. У своїй роботі І. В. Мічурін широко застосовував гібридизацію. При цьому він враховував складну природу гібридів. Він вважав, що гібридні сіянці на тих чи інших стадіях розвитку проходять критичні періоди, під час яких і відбувається реалізація різноякісних батьківських генів.

Ґрунтуючись на цьому припущенні, І. В. Мічурін застосовував прийоми виховання сіянців, впливаючи на них факторами середовища. Він використовував різні способи обробітку ґрунту, внесення добрив, метод ментора. Метод ментора полягає в тому, що в крону молодого гібридного сіянцю (підщепи) щеплять живець від того сорту, властивості якого бажають мати в гібрида. Іноді гібрид щеплять на відповідну прищепу.

Результативність менторального впливу залежала від тривалості дії ментора, співвідношення віку ментора і гібрида та від ступеня розвитку їхнього листя. Чим старіший ментор, чим більша його крона порівняно з гібридною прищепою та чим триваліша дія, тим кращий результат.

І. В. Мічурін широко використовував також і віддалену гібридизацію. Він встановив, що в разі гібридизації південних сортів з місцевими зазвичай Домінують ознаки місцевих сортів. Щоб уникнути цього, він підбирав вихідні форми з різних географічних районів, тобто схрещував географічне віддалені форми. Так, сорт груші Бере зимова він вивів гібридизацією південного французького сорту Бере Рояль з дикою уссурійською грушею. За такої гібридизації у гібрида спадкова основа обох вихідних батьківських форм виявилася в незвичних природних умовах.

Змінюючи умови вирощування гібридів, І. В. Мічурін виховував у них господарське цінні ознаки, взяті як від одного, так і від другого з батьків. У цьому конкретному випадку сорт груші Бере зимова успадкував від південного батька великі плоди, високі смакові якості і здатність до тривалого зберігання, а від уссурійської груші - морозостійкість.

У зв'язку з тим, що організми під впливом середовища здатні змінюватися в межах норми реакції, зовнішніми факторами можна впливати на фенотиповий прояв ознак. Цим скористався І. В. Мічурін під час вирощування гібридів плодових дерев, змінюючи певні умови на різних стадіях онтогенезу. Домінування ознак, які в навколишньому середовищі зустрічають сприятливіші умови для свого розвитку, І. В. Мічурін назвав керуванням домінування.

Щоб подолати несхрещуваність у разі віддаленої гібридизації, І. В. Мічурін розробив низку методів.

Метод вегетативного зближення полягає в попередньому щепленні одного виду рослин на інший. Внаслідок цього змінюється хімічний склад тканин, що, мабуть, сприяє проростанню пилкових трубок в маточці материнської можна домогтися запліднення під час гібридизації таких видів, які зазвичай не схрещуються. Саме за цим методом було отримано гібриди груші і горобини, яблуні і груші, вишні і японської черемхи (церападус), айви і груші.

Метод посередника полягає ось у чому: якщо схрещування між двома віддаленими формами А і Б не вдається, то підшукують третю С, яка схрещується з однією з перших двох (наприклад, з А). Отриманий від цього схрещування гібрид D, що має розхитану спадковість, порівняно легко схрещується з другою з двох початкове вибраних для гібридизації форм (з В). Гібрид Die "посередником", сполучною ланкою між А і В. Цим методом І. В. Мічурін вивів сорт північного персика.

Метод суміші пилку реалізується використанням для штучного запилення суміші пилку кількох сортів батьківського виду і материнської рослини, а іноді ще й з додаванням пилку інших видів рослин. Суміш складають у певних кількісних поєднаннях, що створює найсприятливіші умови для вибіркового запліднення, тобто серед безлічі пилкових клітин виявляються найбільш біологічно відповідні жіночій гаметі і запліднення відбувається.

Більшість виведених І. В. Мічуріним сортів були складними гетерозиготами. Щоб зберегти їхні якості, їх слід розмножувати вегетативне: відсадками, щепленням тощо, бо в разі статевого розмноження вони розщеплюватимуться.

І. В. Мічурін багато уваги приділяв акліматизації південних плодових рослин, започаткував просування на північ винограду, абрикоса, черешні тощо.

Видатні заслуги у виведенні нових сортів сільськогосподарських рослин М. В. Цицина, П. Ті. Лук'яненка, В. М. Ремесла, Ф. Г. Кириченка, В. Є. Писарєва, В. С. Пустовойта, І. М. Хаджинова та інших селекціонерів.

М. В. Цицин розробив теоретичні основи створення нових видів і форм рослин віддаленою гібридизацією культурних і декоративних рослин. Він вивів пшенично-пирійні, пшенично-елімусні, житньо-пирійні та інші гібриди, які є практично новими видами рослин.

Значним досягненням селекціонерів є сорти озимих пшениць Безоста, Аврора, Кавказ, які вивів II. П. Лук'яненко. В них сконцентровані цінні властивості - порівняно коротка і міцна солома, висока врожайність, зимостійкість, високі якості борошна. Нині ці сорти у світовому землеробстві посідають перше місце за площею посівів - понад 11 млн. га.

В. М. Ремесло вивів ряд сортів озимої пшениці: Миронівська 264, Миронівська ювілейна, Миронівська 807,

Іллічівка та інші, площі під якими становлять понад 11% площ світових озимих пшениць. На їх основі створено близько 40 нових сортів пшениць. Деякі з них можуть давати врожаї до 100 ц/га. Сорт Миронівська яра також має високу врожайність - 45-64 ц/га.

Ф. Г. Кириченко вивів ряд зимостійких сортів озимої м'якої пшениці, таких як Одеська 3, Одеська 12, Одеська 16, Одеська 26, Степова. Вперше створено озиму тверду пшеницю, найврожайнішими сортами якої є Мічурінка, Новомічурінка, Одеська ювілейна.

В. Є. Писарєв вивів нові високоврожайні сорти пшениці. Методом генної інженерії отримано новий сорт пшениці Киянка з високими врожайністю і стійкістю проти захворювань.

І. М. Хаджинов досяг великих успіхів у селекції кукурудзи. Він одним із перших відкрив явище цитоплазматичної чоловічої стерильності у кукурудзи і використав її для поліпшення насінництва цієї культури. Він вивів понад 20 високопродуктивних гібридів кукурудзи, із них 14 - подвійних між-лінійних гібридів.

Т. Є. Тарасенко та І. Д. Прохожай вивели високоврожайні сорти ярового ячменю: Донецький 4 та Донецький 6, які районоване в багатьох областях України.

Заслуженою популярністю користуються сорти картоплі, які вивела Н. А. Лебедєва.

Кілька поліплоїдних сортів буряків отримали М. П. Дубінін, А. Н. Лутков, В. О. Панін.

В. С. Пустовойт створив понад 20 високо-олійних, стійких проти хвороб сортів соняшнику. Вміст жиру в абсолютно сухому насінні становить понад 55% (вміст у вихідних формах не перевищував 35%).

Селекція тварин. Усі свійські тварини походять від диких предків. Найраніше, у середині кам'яного віку був одомашнений собака; предками його були вовк і, можливо, шакал. Наприкінці кам'яного віку були одомашнені свині, вівці, кози, велика рогата худоба, згодом - коні. Свині походять від диких європейських і азійських кабанів, вівці - від диких європейських овець, кози - від гвинторогого козла, велика рогата худоба - від тура, коні - від тарпана і коня Пржевальського.

З глибокої давнини людина вела безперервний добір свійських тварин, залишаючи на розплід як плідників ті особини, в яких та чи Інша спадкова ознака була найпомітнішою і найбільше задовольняла вимогам (економічним, естетичним тощо). Усі інші особини не допускалися до розмноження і використовувалися для задоволення господарських потреб (на м'ясо, як робоча худоба тощо). Спочатку цей добір був несвідомим (для задоволення потреб, без мети поліпшення чи виведення), а далі поступово почав набувати характеру примітивного методичного добору.

Завдяки добору упродовж тисячоліть сформувалися численні місцеві породи, пристосовані до специфічних умов різних територій проживання людини та її потреб. Нині для виведення нових і поліпшення існуючих порід свійських тварин селекціонер" використовують у принципі такі самі методи, як і в рослинництві.

Велике значення має добір плідників за цінними господарськими ознаками та екстер'єром тварин. Екстер'єр - сукупність фенотипових ознак тварини. Беруться до уваги будова тіла і співвідношення розмірів частин тіла, оскільки зовнішні форми тварини та її внутрішні якості взаємозв'язані. За екстер'єром визначають породність тварин, типовість, індивідуальні особливості, вікову мінливість, кондицію, стан здоров'я і тип продуктивності.

У разі селекції коней, свиней, овець, великої рогатої худоби м'ясних порід плідників оцінюють за фенотипом (екстер'єром) і за якістю потомства від них. У разі селекції великої рогатої худоби молочних порід добір проводять у три етапи. Попередній добір самців ґрунтується на відомостях про молочність матерів і сестер та на ознаках екстер'єру. Далі оцінюють плідників за продуктивністю потомства. Нарешті, кращих плідників схрещують з дочками, щоб з'ясувати, чи не мають вони летальних та інших небажаних генів. Від доброго самця можна дістати велике потомство, особливо якщо застосовувати штучне запліднення.

Велика заслуга щодо виведення нових порід свійських тварин належить видатному селекціонеру М. Ф. Іванову, який вивів високопродуктивні породи свиней і овець. Робота проводилась в Асканії-Нова.

Завезені в Україну високопродуктивні білі англійські свині виявилися непристосованими до місцевих умов. І навпаки, місцева безпородна свиня характеризувалася витривалістю, доброю плодючістю, невибагливістю, але мала погані м'ясні якості. Селекціонер провів схрещування кнура білої англійської породи із свиноматками місцевої породи. Гібридні самки першого покоління знову були схрещені з чистопородним кнуром білої англійської породи. Із потомства були відібрані плідники з найціннішими ознаками, добре пристосовані до місцевих умов. Від них він спочатку отримав кілька інбредних ліній тварин, у результаті схрещування між якими вивів нову породу свиней - українську степову білу.

Користуючись цим самим методом, М. Ф. Іванов вивів нову породу овець - асканійську тонкорунну.

Віддалена гібридизація свійських тварин. Схрещування свійських тварин з дикими предками дає плодюче потомство і може бути використане з метою селекції. М. Ф. Іванов у результаті схрещування тонкорунних овець з одним із підвидів диких баранів (муфлоном) вивів нову породу гірського мериноса. Казахський архаромеринос також виведений у результаті схрещування тонкорунних овець з диким бараном (архаром). Внаслідок схрещування великої рогатої худоби з горбатою худобою (зебу) отримано цінні групи молочної худоби.

Здебільшого міжвидові гібриди безплідні, оскільки у них не відбувається мейоз. Проте таке потомство може мати дуже велике практичне значення, оскільки в нього добре виражений гетерозис. Гібриди кобили з ослом - мули - дуже витривалі, мають велику фізичну силу, за тривалістю життя значно перевищують батьківські види; гібриди яка з великою рогатою худобою переважають вихідні форми за масою і здатністю до відгодівлі. У гібридів яка і великої рогатої худоби безплідні самці, а самки - плодючі. Гібриди одногорбого і двогорбого верблюдів також переважають вихідні види за розмірами і витривалістю. Тому для отримання таких гібридів з давніх часів проводились міжвидові схрещування.

Селекція відіграє певну роль у збереженні різноманітності органічного світу. Коли на початку XX ст. в Європі збереглися лише поодинокі особини зубрів, то для врятування виду було проведено схрещування зубрів з бізонами. Нині, можливо, в природі вже зник кінь Пржевальського. Збереглося кілька груп цих тварин у зоопарках і заповіднику Асканія-Нова. Для врятування виду і збереження гетерозиготності зоопарки різних країн обмінюються окремими особинами. Проведена гібридизація із свійськими кіньми і гібридів - з дикими кіньми. Частина коней Пржевальського відправлена на батьківщину, в Монголію, для відновлення зниклої популяції.

Селекція мікроорганізмів. Чимало галузей харчової промисловості пов'язано з діяльністю мікроорганізмів (випікання хліба, виноробство, пивоваріння, отримання спирту, кисломолочних продуктів тощо). Лікарські засоби - антибіотики - також отримують у результаті діяльності мікроорганізмів. Для вдосконалення їхньої продуктивності використовують методи селекції. За допомогою рентгенівського випромінювання і хімічних речовин прискорюють мутагенний процес і добором створюють кращі раси (штами) мікроорганізмів.

Цим способом у селекційних рас у тисячі разів вдалося підвищити вихід низки антибіотиків, зокрема пеніциліну, порівняно з вихідними штамами мікроорганізмів, взятими для селекції з природи. Отримано дріжджові гриби, які синтезують кормовий білок із парафінів нафти, природного газу, відходів рослинництва (соломи зернових культур, стебел соняшнику, відходів лісового господарства).

У кондитерській промисловості широко використовують лимонну кислоту, яку отримують в результаті життєдіяльності спеціально виведених мікроорганізмів. У світі нині виробляють близько 400 тис. т цього продукту. Таку кількість його не змогли б забезпечити жодні цитрусові плантації.

Створюються штами мікроорганізмів, які здатні вилучати цінні метали із руд, промислових відходів для виробництва бактеріальних добрив, стимуляторів росту і мікробіологічних засобів захисту рослин від шкідників і хвороб.

Для виробництва цих та інших речовин за допомогою мікроорганізмів створено спеціальний напрям народного господарства — мікробіологічну промисловість. У промислових масштабах нині виробляють багато амінокислот, які використовують як кормові добавки, вітамінів тощо.

Основні напрями біотехнології. Біотехнологією називають свідоме виробництво потрібних людині продуктів і матеріалів за допомогою біологічних об'єктів і процесів. Біотехнологія виникла на зорі цивілізації, коли первісна людина навчилася не просто збирати корисні для себе рослини, а й вирощувати їх на оброблюваних полях, не тільки полювати на диких звірів, а й розводити приручених тварин.

Ця первісна біотехнологія значно полегшила життя людини, бо вона почала отримувати значно більше їжі і сировини для виготовлення одягу, а затрачала на це менше праці. Поступово біотехнологія вдосконалювалася, людина почала створювати нові сорти культурних рослин і породи свійських тварин, учитись ефективніше їх використовувати.

На початку XX ст., коли, здавалося б, людина навчилася отримувати від природи все, що можна, виникла нова наука - генетика. Проте минуло майже 50 років, доки її результати почали приносити користь. Свідомим поєднанням випадкових спадкових змін (мутацій) людина навчилася створювати все досконаліші сорти і породи, а також різновиди (штами) корисних мікроорганізмів, на основі яких виникла мікробіологічна промисловість (див. вище).

У 50-х роках нашого століття виникла нова наука - молекулярна біологія, а ще через 20 років на її основі - генна інженерія. Всього 10 років знадобилось їй, щоб дати біотехнології нову зброю: принципову можливість свідомо створювати організми, які б продукували сполуки і здійснювали процеси, необхідні людині. Тобто можна стверджувати, що виникла нова біотехнологія, яка обіцяє людині небувалий прогрес.

Для досягнення мети в генній інженерії використовують такі способи: злиття соматичних клітин або протопластів різних клітин одного виду чи навіть різних видів організмів (соматична гібридизація), перенесення ядер із клітини в клітину, хромосом або їхніх фрагментів (клітинна Інженерія) чи окремих генів (генна інженерія). Суть генної інженерії полягає у штучному створенні (хімічний синтез, пере-комбінації відомих структур) генів з конкретними потрібними людині властивостями і введення його у відповідну клітину (нині це найчастіше бактеріальні клітини, наприклад кишкова паличка) - створення "штучної" бактерії в лабораторії для вироблення необхідного для людини продукту.

Методи генної інженерії дали змогу синтезувати деякі білки у промислових масштабах. Поки що це виявилось можливим і економічно доцільним лише для кількох білків людини, які використовуються у медичній практиці і є видоспецифічними, тобто не можуть бути замінені на аналогічні білки тварин. Йдеться насамперед про інсулін, інтерферон і гормон росту - соматотропін. Список цей розширюється.

Інсулін необхідний для лікування діабету, соматотропний гормон - природний стимулятор росту, інтерферон - білкова речовина, яка сприяє активній боротьбі клітин організму з вірусами.


03.01.2012

Провідні компанії та навчальні заклади Пропозиції здобуття освіти від провідних навчальних закладів України та закордону. Тільки найкращі вищі навчальні заклади, компанії, освітні курси, школи, агенції.

Щоб отримувати всі публікації
від сайту «Osvita.ua»
у Facebook — натисніть «Подобається»

Osvita.ua

Дякую,
не показуйте мені це!