Вход

Использование микробов в хозяйственной деятельности

Реферат по биологии
Дата создания: 2011
Язык реферата: Русский
Word, docx, 20 кб
Реферат можно скачать бесплатно
Скачать
Не подходит данная работа?
Вы можете заказать написание любой учебной работы на любую тему.
Заказать новую работу

Разработка наиболее рациональных приемов использования микробов в хозяйственной деятельности человека и сознательная селекция микробов стали возможны только после разработки микроскопических методов изучения и выяснения способов расселения и размножения микроорганизмов.

Основная заслуга в успешном разрешении этих вопросов принадлежит гениальному французскому ученому Луи Пастеру ( Pasteur , 1822-1895) , подлинному создателю научной селекции микробов, основанной на сознательном применении методического искусственного отбора и умелом использовании естественного отбора путем создания условий, в которых отбор действует в желательном для селекционера направлении. Дальнейшее усовершенствование селекции микробов тесно связано с достижениями генетики и использованием этих достижений в селекции.

Г. А. Надсон (1920) в результате ряда тщательно выполненных опытов еще в 1920 г. показал, что ионизирующая радиация вызывает у грибов и бактерий стойкие наследственные изменения. Он выделил таким путем у Azotobacter chroococcum штаммы, отличающиеся повышенной способностью ассимилировать атмосферный азот.

В начале 40-х годов Бидл и Татум ( Beadle & Tatum, 1941 ) , использовав ионизирующую радиацию для вызывания мутаций у микробов, получили у гриба Neurospora crassa значительное количество мутантов с измененным обменом веществ и повышенными требованиями к питательным веществам. Эти исследования привели к созданию биохимической генетики и оказали очень сильное влияние на усовершенствование селекции микробов.

В настоящее время в селекции микробов существуют три основных направления:

Селекция на повышение устойчивости к ядам, антибиотикам и на понижение требований к составу питательной среды; Селекция на повышение накопления полезных веществ; Селекция на повышение требований к ростовым веществам.

Мы рассмотрим в данном реферате первое направление этой интересной области селекции.

Селекция форм с повышенной устойчивостью и пониженными требованиями

Это направление связано с выведением таких форм микробов, которые обладают способностью осваивать новые, недоступные для исходных форм, экологические ниши. Умелое использование естественного отбора позволяет быстро и со сравнительно небольшой затратой сил и средств, получать штаммы с повышенной устойчивостью к различным неблагоприятным внешним условиям, ядам, антибиотикам, фагам или с пониженными требованиями к питательным веществам.

Пути возникновения микробов с повышенной устойчивостью или с пониженными требованиями к питательным веществам как в природных условиях под влиянием естественного отбора, так и в искусственных условиях в результате деятельности селекционеров, имеют очень важное практическое значение. Человек заинтересован получить как можно быстрее полезные формы микробов. При работе с вредными микробами исследователей чаще всего интересует вопрос о том, каким образом предотвратить или, по крайней мере, задержать возникновение таких форм. Теоретической основой для решения этих вопросов служит эволюционное учение Ч. Дарвина и экспериментальная генетика.

Возникновение форм микробов с повышенной устойчивостью или пониженными требованиями к питательным веществам зависит от возникновения соответствующих мутаций и воздействия естественного отбора, устраняющего неизменные исходные формы и сохраняющего измененные, приспособленные к этим новым условиям. Возникновение форм микробов, приспособленных к более тяжелым условиям, определяется соотношением трех факторов: частоты появления мутаций, обуславливающих устойчивость к этим внешним условиям, интенсивность действия естественного отбора и числа особей в популяции, подвергающихся воздействию естественного отбора.

Чем чаще появляются мутации, обуславливающие устойчивость организма к определенным внешним условиям, тем быстрее и легче возникают формы, приспособленные к этим условиям.

Интенсивность естественного отбора сильно влияет на быстроту появления устойчивых форм и чем более жесток этот отбор, тем быстрее выявляются устойчивые формы.

Число особей в популяции, на которую воздействует отбор, имеет решающее значение для возникновения форм, устойчивых к определенным неблагоприятным внешним условиям. Если популяция настолько велика, что в ней непременно должно возникнуть несколько устойчивых мутантов (т.е. если число особей в популяции больше чила особей, обеспечивающих возникновение одного устойчивого мутанта) , а отбор устраняет все неизменные исходные формы, то возникновение устойчивых форм систематически происходит в пределах одного поколения, подвергающегося воздействию естественного отбора. Но если число особей в отдельных популяциях, подвергающихся воздействию естественного отбора, значительно меньше числа особей, обеспечивающего возникновение хотя бы одного устойчивого мутанта, а отбор сразу же устраняет все неизменные исходные формы, то в таких популяциях, устойчивые формы могут возникнуть только в результате счастливой случайности.

Когда концентрация ядовитых веществ в питательной среде высока, задача выведения форм, устойчивых к таким высоким концентрациям яда, обычно сильно затрудняется. Дело в том, что мутации, которые сами по себе давали бы устойчивость к таким высоким концентрациям ядов, возникают исключительно редко или совсем ен возникают и такая устойчивость может быть получена только в результате совместного действия ряда различных мутаций, каждая из которых в отдельности дает устойчивость только к значительно более низким концентрациям яда. Но одновременно эти независимые мутации проявляются исключительно редко и осуществить накопление их можно только путем последовательного повышения устойчивости от сравнительно низких до все более высоких концентраций яда. Этот метод называется - ступенчатое повышение устойчивости .

Принцип ступенчатой селекции, т.е. бактерии высаживают в питательную среду, в которой недостает одного вещества, в котором эти бактерии нуждаются, происходит выведение штамма, способного синтезировать это вещество, затем следует посев этого штамма на питательную среду, в которой недостает еще одного вещества, в котором нуждается исходная форма бактерий, выводятся новые штаммы и т.д., этот принцип имеет очень большое практическое значение для получения полезных микроорганизмов, способных расти на более простых и дешевых питательных средах, не заключающих определенных ростовых веществ или заключающих различные угнетающие и ядовитые вещества, и потому непригодные для исходных форм этих микроорганизмов. Вместе с тем этот метод используется для предотвращения появления новых форм микроорганизмов, устойчивых к тем веществам, которые обычно применяются для борьбы с ними (различные лекарственные травы, антибиотики и др.) . При помощи ступенчатой селекции получают новые штаммы продуцентов полезных веществ (антибиотики, аминокислоты, витамины и т.д.) , способные расти и давать высокую продуктивность на более дешевых питательных средах, при менее интенсивном перемешивании и т.д. Это значительно уменьшает стоимость промышленного получения таких полезных веществ.

Установление принципа ступенчатого действия естественного отбора позволило разработать рекомендации для предотвращения возникновения лекарственно устойчивых форм патогенных микроорганизмов, устойчивых к новым лекарственным веществам и антибиотикам, широко применяемых для лечения заболеваний.

Методы селекции микробов постоянно совершенствуются. Благодаря им ученые смогли разработать способы для получения новых веществ и препаратов, в которых так нуждается человечество.

Используемая литература:

Д. Ф. Петров “Генетика с основами селекции” М, Высшая школа, 1976.

© Рефератбанк, 2002 - 2017