सूक्ष्मजीवांची निवड. सूक्ष्मजीव जीवाणू, सूक्ष्म बुरशी, प्रोटोझोआ. "वनस्पती, प्राणी, सूक्ष्मजीव यांच्या निवडीची मूलभूत माहिती" या विषयावरील सादरीकरण सूक्ष्मजीवांच्या निवडीचे मुख्य दिशानिर्देश

STR च्या युगात जीवशास्त्राच्या क्षेत्रातील शोध

परिचय
जैवतंत्रज्ञानाची सद्यस्थिती
जैवतंत्रज्ञान आणि व्यावहारिक मानवी क्रियाकलापांमध्ये त्याची भूमिका
पीक उत्पादनातील जैवतंत्रज्ञान

टिश्यू कल्चर पद्धत

क्लोनिंग

वैद्यकीय क्षेत्रात नवीन शोध

अनुवांशिक अभियांत्रिकी

ट्रान्सजेनिक उत्पादने: साधक आणि बाधक
अनुवांशिकरित्या सुधारित पदार्थ

वैज्ञानिक आणि तांत्रिक क्रांतीच्या युगात जैवतंत्रज्ञानाच्या विकासाचे परिणाम

परिचय

बायोटेक्नॉलॉजी म्हणजे जैविक प्रक्रिया आणि प्रणालींचा औद्योगिक वापर ज्यामध्ये सूक्ष्मजीवांचे अत्यंत प्रभावी स्वरूप, पेशींची संस्कृती आणि वनस्पती आणि प्राण्यांच्या ऊतींचे संवर्धन होते ज्यात मानवांसाठी आवश्यक गुणधर्म असतात. काही जैवतंत्रज्ञान प्रक्रिया (बेकिंग, वाइनमेकिंग) प्राचीन काळापासून ज्ञात आहेत. परंतु जैवतंत्रज्ञानाने 20 व्या शतकाच्या उत्तरार्धात आपले सर्वात मोठे यश संपादन केले आणि मानवी सभ्यतेसाठी ते अधिकाधिक महत्त्वाचे होत आहे.

जैवतंत्रज्ञानाची सद्यस्थिती

प्राचीन काळापासून, वैयक्तिक बायोटेक्नॉलॉजिकल प्रक्रिया व्यावहारिक मानवी क्रियाकलापांच्या क्षेत्रात वापरल्या जाणाऱ्या ज्ञात आहेत. यामध्ये बेकिंग, वाइनमेकिंग, ब्रीइंग, आंबलेल्या दुधाचे पदार्थ तयार करणे इत्यादींचा समावेश आहे. आमच्या पूर्वजांना अशा तंत्रज्ञानाच्या अंतर्निहित प्रक्रियेच्या साराबद्दल कल्पना नव्हती, परंतु हजारो वर्षांच्या कालावधीत, चाचणी आणि त्रुटी वापरून त्यांनी त्या सुधारल्या. या प्रक्रियेचे जैविक सार 19 व्या शतकातच प्रकट झाले. एल. पाश्चर यांच्या वैज्ञानिक शोधांबद्दल धन्यवाद. त्याचे कार्य विविध प्रकारचे सूक्ष्मजीव वापरून उत्पादनाच्या विकासासाठी आधार म्हणून काम केले. 20 व्या शतकाच्या पहिल्या सहामाहीत. एसीटोन आणि ब्युटानॉल, प्रतिजैविक, सेंद्रिय आम्ल, जीवनसत्त्वे आणि खाद्य प्रथिने यांच्या औद्योगिक उत्पादनासाठी सूक्ष्मजीवशास्त्रीय प्रक्रियांचा वापर केला जाऊ लागला.
20 व्या शतकाच्या उत्तरार्धात साध्य केलेली प्रगती. सायटोलॉजी, बायोकेमिस्ट्री, आण्विक जीवशास्त्र आणि अनुवांशिक क्षेत्रात, सेल जीवनाच्या प्राथमिक यंत्रणेवर नियंत्रण ठेवण्यासाठी पूर्व-आवश्यकता निर्माण केली, ज्याने जैवतंत्रज्ञानाच्या जलद विकासास हातभार लावला. सूक्ष्मजीवांच्या उच्च उत्पादक जातींच्या निवडीबद्दल धन्यवाद, बायोटेक्नॉलॉजिकल प्रक्रियेची कार्यक्षमता दहापट आणि शेकडो वेळा वाढली आहे.

जैवतंत्रज्ञान आणि व्यावहारिक मानवी क्रियाकलापांमध्ये त्याची भूमिका

बायोटेक्नॉलॉजीचे वैशिष्ठ्य हे आहे की ते वैज्ञानिक आणि तांत्रिक प्रगतीच्या सर्वात प्रगत उपलब्धींना भूतकाळातील संचित अनुभवांसह एकत्रित करते, जे मानवांसाठी उपयुक्त उत्पादने तयार करण्यासाठी नैसर्गिक स्त्रोतांच्या वापरामध्ये व्यक्त केले जाते. कोणत्याही जैवतंत्रज्ञान प्रक्रियेमध्ये अनेक टप्प्यांचा समावेश असतो: वस्तू तयार करणे, त्याची लागवड, अलगाव, शुद्धीकरण, बदल आणि परिणामी उत्पादनांचा वापर. प्रक्रियेच्या बहु-स्टेज आणि जटिलतेमुळे त्याच्या अंमलबजावणीमध्ये विविध तज्ञांचा सहभाग आवश्यक आहे: अनुवांशिकशास्त्रज्ञ आणि आण्विक जीवशास्त्रज्ञ, सायटोलॉजिस्ट, बायोकेमिस्ट, विषाणूशास्त्रज्ञ, सूक्ष्मजीवशास्त्रज्ञ आणि फिजियोलॉजिस्ट, प्रक्रिया अभियंता आणि जैवतंत्रज्ञान उपकरण डिझाइनर.

पीक उत्पादनातील जैवतंत्रज्ञान

टिश्यू कल्चर पद्धत

ऊती संवर्धनाद्वारे कृषी वनस्पतींच्या वनस्पतिवत् होणाऱ्या प्रसाराची पद्धत औद्योगिक आधारावर वाढत्या प्रमाणात वापरली जात आहे. हे केवळ नवीन आशाजनक वनस्पती वाणांचा त्वरीत प्रसार करण्यास परवानगी देते, परंतु व्हायरसने संक्रमित नसलेली लागवड सामग्री देखील मिळवते.

पशुसंवर्धनातील जैवतंत्रज्ञान

अलिकडच्या वर्षांत, प्राणी, पक्षी, मासे, फर-असणारे प्राणी, तसेच उपचारात्मक आणि रोगप्रतिबंधक गुणधर्मांसह प्रथिने पूरक आहार संतुलित करण्यासाठी प्राणी प्रथिनांचा स्रोत म्हणून गांडुळांमध्ये रस वाढत आहे.
जनावरांची उत्पादकता वाढवण्यासाठी संपूर्ण खाद्य आवश्यक आहे. सूक्ष्मजीवशास्त्रीय उद्योग विविध सूक्ष्मजीवांवर आधारित फीड प्रोटीन तयार करतो - जीवाणू, बुरशी, यीस्ट, एकपेशीय वनस्पती. औद्योगिक चाचण्यांनी दाखवल्याप्रमाणे, एकपेशीय जीवांचे प्रथिनेयुक्त बायोमास शेतातील प्राण्यांद्वारे उच्च कार्यक्षमतेने शोषले जाते. अशा प्रकारे, 1 टन फीड यीस्ट आपल्याला 5-7 टन धान्य वाचवू देते. हे महत्त्वपूर्ण आहे कारण जगातील 80% शेतजमीन पशुधन आणि पोल्ट्री फीड उत्पादनासाठी समर्पित आहे.

क्लोनिंग

एडिनबर्ग येथील रोझलिन इन्स्टिट्यूटमधील इयान विल्मुट आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी 1996 मध्ये डॉली मेंढ्यांच्या क्लोनिंगने जगभरात खळबळ उडवून दिली होती. डॉलीची गर्भधारणा एका मेंढीच्या स्तन ग्रंथीतून झाली होती जी खूप पूर्वी मरण पावली होती आणि तिच्या पेशी द्रव नायट्रोजनमध्ये साठवल्या गेल्या होत्या. डॉलीची निर्मिती ज्या तंत्राने झाली त्याला न्यूक्लियर ट्रान्सफर असे म्हणतात, याचा अर्थ असा होतो की निषेचित अंड्याचे केंद्रक काढून टाकले जाते आणि त्याच्या जागी सोमाटिक पेशीचे केंद्रक ठेवले जाते. 277 अणु-प्रत्यारोपित अंड्यांपैकी फक्त एक तुलनेने निरोगी प्राणी म्हणून विकसित झाला. पुनरुत्पादनाची ही पद्धत "अलैंगिक" आहे कारण तिला मूल निर्माण करण्यासाठी प्रत्येक लिंगाची आवश्यकता नसते. विल्मुटचे यश आंतरराष्ट्रीय खळबळजनक ठरले.
डिसेंबर 1998 मध्ये, गुरेढोरे क्लोन करण्याच्या यशस्वी प्रयत्नांबद्दल प्रसिद्ध झाले, जेव्हा जपानी I. काटो, टी. तानी इ. प्राप्तकर्त्या गायींच्या गर्भाशयात 10 पुनर्रचित भ्रूण हस्तांतरित केल्यानंतर 8 निरोगी वासरे मिळवण्यात यश आले.

स्लाइड क्रमांक 10

नवीन शोध
वैद्यक क्षेत्रात जैवतंत्रज्ञानाचे यश विशेषतः औषधात मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते. सध्या, जैवसंश्लेषण वापरून प्रतिजैविक, एंजाइम, अमीनो ऍसिड आणि हार्मोन्स तयार केले जातात.
उदाहरणार्थ, संप्रेरक सामान्यत: प्राण्यांच्या अवयवांपासून आणि ऊतींमधून मिळायचे. अगदी थोड्या प्रमाणात औषधी औषध मिळविण्यासाठी, बरीच प्रारंभिक सामग्री आवश्यक होती. परिणामी, आवश्यक प्रमाणात औषध मिळणे कठीण होते आणि ते खूप महाग होते.
अशा प्रकारे, इन्सुलिन, स्वादुपिंडाचा संप्रेरक, मधुमेह मेल्तिसचा मुख्य उपचार आहे. हा हार्मोन रुग्णांना सतत दिला पाहिजे. डुक्कर किंवा गुरांच्या स्वादुपिंडापासून ते तयार करणे कठीण आणि महाग आहे. याव्यतिरिक्त, प्राण्यांच्या इन्सुलिनचे रेणू मानवी इंसुलिनच्या रेणूंपेक्षा वेगळे असतात, ज्यामुळे बर्याचदा एलर्जीची प्रतिक्रिया होते, विशेषत: मुलांमध्ये. सध्या, मानवी इन्सुलिनचे बायोकेमिकल उत्पादन स्थापित केले गेले आहे. इन्सुलिनचे संश्लेषण करणारे जनुक प्राप्त झाले. अनुवांशिक अभियांत्रिकी वापरून, या जनुकाची ओळख जिवाणू पेशीमध्ये करण्यात आली, ज्यामुळे मानवी इन्सुलिनचे संश्लेषण करण्याची क्षमता प्राप्त झाली.
उपचारात्मक एजंट्स मिळवण्याव्यतिरिक्त, जैवतंत्रज्ञान प्रतिजन तयारी आणि डीएनए/आरएनए नमुन्यांच्या वापरावर आधारित संसर्गजन्य रोग आणि घातक निओप्लाझमचे लवकर निदान करण्यास परवानगी देते.
नवीन लसीच्या तयारीच्या मदतीने संसर्गजन्य रोग टाळणे शक्य आहे.

स्लाइड क्रमांक 11

स्टेम सेल पद्धत: बरे किंवा अपंग?

क्योटो विद्यापीठातील प्रोफेसर शिन्या यामानाका यांच्या नेतृत्वाखाली जपानी शास्त्रज्ञांनी प्रथमच मानवी त्वचेपासून स्टेम पेशी विलग केल्या, ज्यांनी यापूर्वी त्यांच्यामध्ये काही विशिष्ट जनुकांचा संच सादर केला होता. त्यांच्या मते, हे क्लोनिंगला पर्याय म्हणून काम करू शकते आणि मानवी भ्रूणांचे क्लोनिंग करून मिळवलेल्या औषधांच्या तुलनेत औषधे तयार करणे शक्य होईल. अमेरिकन शास्त्रज्ञांनी जवळजवळ एकाच वेळी समान परिणाम प्राप्त केले. परंतु याचा अर्थ असा नाही की काही महिन्यांत भ्रूण क्लोनिंग पूर्णपणे सोडून देणे आणि रुग्णाच्या त्वचेतून प्राप्त झालेल्या स्टेम पेशींचा वापर करून शरीराची कार्यक्षमता पुनर्संचयित करणे शक्य होईल.
प्रथम, तज्ञांना हे सुनिश्चित करावे लागेल की "त्वचा" टेबल पेशी प्रत्यक्षात दिसतात तितक्याच बहु-कार्यक्षम आहेत, रुग्णाच्या आरोग्याची भीती न बाळगता त्यांचे विविध अवयवांमध्ये रोपण केले जाऊ शकते आणि ते कार्य करतील. मुख्य चिंतेची बाब म्हणजे अशा पेशी कर्करोगाच्या विकासास धोका निर्माण करतात. कारण भ्रूण स्टेम पेशींचा मुख्य धोका हा आहे की ते अनुवांशिकदृष्ट्या अस्थिर असतात आणि शरीरात प्रत्यारोपणानंतर काही ट्यूमरमध्ये विकसित होण्याची क्षमता असते.

स्लाइड क्रमांक 12

अनुवांशिक अभियांत्रिकी

अनुवांशिक अभियांत्रिकी तंत्रामुळे नवीन, पूर्वनिर्धारित वैशिष्ट्यांसह जीव तयार करण्यासाठी आवश्यक जनुक वेगळे करणे आणि नवीन अनुवांशिक वातावरणात त्याचा परिचय करणे शक्य होते.
अनुवांशिक अभियांत्रिकी पद्धती अत्यंत क्लिष्ट आणि महाग आहेत. पण आता त्यांच्या मदतीने उद्योग इंटरफेरॉन, ग्रोथ हार्मोन्स, इन्सुलिन इत्यादी महत्त्वाची औषधे तयार करतो.
सूक्ष्मजीवांची निवड हे जैवतंत्रज्ञानातील सर्वात महत्त्वाचे क्षेत्र आहे.
बायोनिक्सच्या विकासामुळे अभियांत्रिकी समस्यांचे निराकरण करण्यासाठी आणि तंत्रज्ञानाच्या विविध क्षेत्रात जिवंत निसर्गाचा अनुभव वापरण्यासाठी जैविक पद्धती प्रभावीपणे लागू करणे शक्य होते.

स्लाइड क्रमांक १३

ट्रान्सजेनिक उत्पादने:
साधक आणि बाधक अनेक डझन खाद्य ट्रान्सजेनिक वनस्पती आधीच जगभरात नोंदणीकृत आहेत. हे सोयाबीन, तांदूळ आणि साखर बीटचे प्रकार आहेत जे तणनाशकांना प्रतिरोधक आहेत; तणनाशक- आणि कीटक-प्रतिरोधक कॉर्न; कोलोरॅडो बटाटा बीटलला प्रतिरोधक बटाटे; zucchini, जवळजवळ बीजहीन; विस्तारित शेल्फ लाइफसह टोमॅटो, केळी आणि खरबूज; सुधारित फॅटी ऍसिड रचना असलेले रेपसीड आणि सोयाबीन; व्हिटॅमिन ए च्या उच्च सामग्रीसह तांदूळ.
आनुवंशिकदृष्ट्या सुधारित स्त्रोत सॉसेज, फ्रँकफर्टर्स, कॅन केलेला मांस, डंपलिंग्ज, चीज, योगर्ट्स, बेबी फूड, तृणधान्ये, चॉकलेट आणि आइस्क्रीम कँडीजमध्ये आढळू शकतात.

स्लाइड क्रमांक 14

अनुवांशिकरित्या सुधारित पदार्थ

उत्पादनांची यादी ज्यामध्ये अनुवांशिकरित्या सुधारित उत्पादने असू शकतात: Riboflavins E 101, E 101A, caramel E 150, xanthan E 415, lecithin E 322, E 153, E160d, E 161c, E 308q, E 471, E 471, E 472 475, E 476b, E 477, E 479a, E 570, E 572, E 573, E 620, E 621, E 622, E 623, E 623, E 624, E 625.
अनुवांशिकरित्या सुधारित उत्पादने: चॉकलेट फ्रूट नट, किट-कॅट, मिल्की वे, ट्विक्स; पेय: नेस्किक, कोका-कोला, स्प्राइट, पेप्सी, प्रिंगल्स चिप्स, डॅनॉन दही.
अनुवांशिकरित्या सुधारित उत्पादने खालील कंपन्यांद्वारे उत्पादित केली जातात: नोव्हार्टिस, मोन्सॅन्टो - फार्मासिया कंपनीचे नवीन नाव, ज्यात कोका-कोला, तसेच नेस्ले, डॅनोन, हेन्झ, हिप्प, युनिलिव्हर (युनिलिव्हर), युनायटेड बिस्किटे, मॅकडोनाल्ड रेस्टॉरंट्स यांचा समावेश आहे.
ट्रान्सजेनिक वनस्पतीमुळे मानवाला हानी पोहोचली असे जगात एकही तथ्य नाही. पण तुम्ही तुमचा गार्ड कमी पडू देऊ नये. या वनस्पतींचा संततीवर परिणाम होईल की पर्यावरण प्रदूषित होईल, हे अद्याप स्पष्ट झालेले नाही.

स्लाइड क्रमांक 15

जैवतंत्रज्ञानाच्या विकासाची शक्यता

ऊती संवर्धनाद्वारे कृषी वनस्पतींच्या वनस्पतिवत् होणाऱ्या प्रसाराची पद्धत औद्योगिक आधारावर वाढत्या प्रमाणात वापरली जात आहे. हे केवळ नवीन आशादायक वनस्पती वाणांचा त्वरीत प्रसार करण्यास परवानगी देत नाही तर व्हायरस मुक्त लागवड सामग्री देखील मिळवते.
जैवतंत्रज्ञानामुळे औद्योगिक आणि कृषी कचऱ्याच्या बायोप्रोसेसिंगद्वारे पर्यावरणास अनुकूल इंधन मिळवणे शक्य होते. उदाहरणार्थ, खत आणि इतर सेंद्रिय कचऱ्यावर प्रक्रिया करण्यासाठी जीवाणू वापरणारी प्रतिष्ठापने तयार केली गेली आहेत. 1 टन खतापासून, 500 m3 पर्यंत बायोगॅस प्राप्त होतो, जे 350 लिटर गॅसोलीनच्या समतुल्य आहे, तर खत म्हणून खताची गुणवत्ता सुधारते.
जैवतंत्रज्ञानाच्या विकासाचा वापर खनिजांच्या उत्खननात आणि प्रक्रियेत वाढत्या प्रमाणात होत आहे.

सामग्रीची पुनरावृत्ती करा आणि "प्राणी निवड" विषयावरील विद्यार्थ्यांचे ज्ञान तपासा
सूक्ष्मजीवांसह प्रजनन कार्याच्या मूलभूत पद्धतींची कल्पना विद्यार्थ्यांमध्ये तयार करणे.
सूक्ष्मजीवांच्या नवीन जातींच्या प्रजननाच्या प्रक्रियेसाठी कृत्रिम उत्परिवर्तनाच्या पद्धतीचे महत्त्व कसे सिद्ध करावे हे शिकवण्यासाठी.
जैवतंत्रज्ञानाच्या मुख्य क्षेत्रांचा परिचय द्या.
विद्यार्थ्यांना हे पटवून द्या की जैवतंत्रज्ञान हे आधुनिक वैज्ञानिक ज्ञान आणि राष्ट्रीय आर्थिक समस्या आणि कार्ये चांगल्या प्रकारे सोडवण्याच्या उद्देशाने व्यावहारिक क्रियाकलापांचे सुसंवादी संयोजन आहे.
आधुनिक निवडीच्या समस्यांचा अभ्यास करताना हायस्कूलच्या विद्यार्थ्यांमध्ये संज्ञानात्मक स्वारस्य विकसित करणे.

वर्ग दरम्यान:

आय. वेळ आयोजित करणे

II. संदर्भ ज्ञान अद्यतनित करणे

III. नवीन विषय शिकत आहे

IV. शिकलेल्या साहित्याला बळकट करणे

व्ही. गृहपाठ

प्राण्यांच्या निवडीच्या मूलभूत पद्धती

संकरीकरण

असंबंधित

वैयक्तिक

वस्तुमान

संबंधित

इंट्राब्रीड

इंटरब्रीड

दूरचे संकरितीकरण

हे प्राणी निवडण्याच्या कोणत्या पद्धतीद्वारे मिळवले गेले?
ते कोणत्या चिन्हे द्वारे दर्शविले जातात?
या हायब्रीड्सचे नुकसान काय आहे?

हिनी = गाढव x घोडे
बेस्टर = बेलुगा एक्स स्टर्लेट
खेचर = घोडी x गाढव
होनोरिक = फेरेट x मिंक
Arharomerinos = argali x मेंढी
लिगर = सिंह + वाघ
टर्की = टर्की + बदक
काम = लामा + उंट
झेब्रॉइड = झेब्रा + पोनी (घोडा, गाढव)

विविध गायींचा पूर्वज कोण आहे?
आपल्या प्रजासत्ताकातील गायींच्या जातींचे नाव सांगा?

घोड्यांच्या विविध जातींचा पूर्वज कोण आहे?
आपल्या प्रजासत्ताकातील घोड्यांच्या जातींची नावे सांगा?

डुक्करांच्या विविध जातींचा पूर्वज कोण आहे?
आमच्या प्रजासत्ताकातील डुकरांच्या जातींचे नाव सांगा?

विविध मेंढ्यांच्या जातींचा पूर्वज कोण आहे?
आमच्या प्रजासत्ताकातील डुकरांच्या जातींना नाव द्या

या प्राण्यांच्या जातींच्या पूर्वजांची नावे सांगा?
आमच्या प्रजासत्ताकातील जातींचे नाव सांगा?

15. टर्की

17. शहामृग

गायी
हरीण
डुकरे
म्हशी
घोडे
ससे
न्यूट्रिअम

मजकूर वाचा आणि त्रुटी दर्शवा

1973 मध्ये N.I. वाव्हिलोव्हने, स्व-परागकण पद्धतीचा वापर करून, मेंढ्यांची एक बारीक लोकरीची विविधता विकसित केली, ज्यातून नंतर अकादमीशियन सिट्सिन यांनी हेटरोसिसची पद्धत वापरून शुद्ध रेषा तयार केली.

सजीवांच्या कोणत्याही प्रजातींची लोकसंख्या अंदाजे समान पातळीवर राहते कारण ते मर्यादित घटकांच्या अधीन असतात.

घटक

डिव्हाइस

अन्न संसाधने

कृषी प्राणी आणि वनस्पतींचे प्रजनन, कॅन केलेला अन्न आणि इतर अन्न उत्पादनांचे उत्पादन

प्रादेशिक संसाधने

बहुमजली इमारतींचे बांधकाम

औषधे, लस, शस्त्रक्रिया

हवामान परिस्थिती

हंगामी कपडे, गरम खोली

जन्म नियंत्रण

विशेष साधने आणि इतर वैशिष्ट्ये

युगानुसार मानवी लोकसंख्येच्या दुप्पट:

पॅलेओलिथिक

नवीन पॅलेओलिथिक

170,000 वर्षे

शिकार आणि गोळा

15,000 वर्षांसाठी

आमच्या युगाच्या सुरुवातीनंतर

1830 पासून

घरगुती

प्रजनन

निवड

1980 मध्ये, पृथ्वीवर 4.5 अब्ज लोक होते, ज्यामधून दरवर्षी 80 दशलक्ष मुले जन्माला येतात.

सध्या पृथ्वीवर 6 अब्ज लोक आहेत.

पृथ्वी 10 अब्ज लोकांना अन्न देणार नाही, आणि लोकसंख्या नियमनचा प्रश्न निर्माण होईल!

हे होऊ नये म्हणून लोकांच्या अन्नाच्या वाढत्या गरजा पूर्ण करणे आवश्यक आहे.

सजीवांचा वापर करण्याचे विज्ञान, त्यांची जैविक वैशिष्ट्ये, तसेच मानवांसाठी आवश्यक असलेल्या पदार्थांच्या निर्मितीमध्ये महत्त्वपूर्ण प्रक्रिया

सूक्ष्मजीव हा प्रोकेरियोटिक आणि युकेरियोटिक एकल-पेशी जीवांचा समूह आहे.

सूक्ष्मजीवांचा अभ्यास करणारे विज्ञान म्हणजे सूक्ष्मजीवशास्त्र.

सूक्ष्मजीव

जिवाणू

प्रोटोझोआ

निळा-हिरवा शैवाल

सूक्ष्मजीव हे लहान जीव आहेत जे केवळ सूक्ष्मदर्शकाखाली पाहिले जाऊ शकतात.

1 मशरूम - सेबोरिया, स्कॅब, दाद
2 प्रोटोझोस - पेचिश, टॉक्सोप्लाझोसिस, ट्रायकोमोनियासिस, जिआर्डियासिस, मलेरिया, ट्रायकोमोनियासिस इ.
बॅक्टेरिया - बोटुलिझम, अँथ्रॅक्स, क्षयरोग, कॉलरा, डिप्थीरिया, टायफस, प्लेग, सिफिलीस, टिटॅनस इ.
विषाणू - इन्फ्लूएंझा, हिपॅटायटीस, एड्स, एन्सेफलायटीस, पिवळा ताप, चेचक, गोवर, रेबीज, पॅलेओमेलिटिस, तीव्र श्वसन संक्रमण, पाय आणि तोंडाचे रोग इ.

सूक्ष्मजीवांची वैशिष्ट्ये

1. सर्वव्यापी

2. उच्च वाढ आणि पुनरुत्पादन दर

3. इतर जीवजंतूंच्या जीवनासाठी अयोग्य अशा परिस्थितीत जगण्याची उच्च पातळी (t = 70-105 C, रेडिएशन, NaCl = 25-30%, कोरडे होणे, ऑक्सिजनची कमतरता, t = (-), इ.

4. पौष्टिक पद्धती: ऑटोट्रॉफ्स (फोटो- आणि केमो-), हेटरोट्रॉफ्स (सर्व प्रकारचे सेंद्रिय पदार्थ, अनैसर्गिक संयुगे, नायट्रेट्स, हायड्रोजन सल्फाइड आणि इतर विषारी पदार्थांचे विघटन)

5. अविश्वसनीय उत्पादकता. उदाहरणार्थ: 500 किलो वजनाची गाय. दररोज 0.5 किलो फॉर्म. प्रथिने, आणि 500 किलो सोयाबीन वनस्पती त्याच कालावधीत 5 किलो उत्पादन करतात. प्रथिने, यीस्टचे समान वस्तुमान दररोज बायोरिएक्टरमध्ये 50 टन प्रथिने तयार करण्यास सक्षम आहे, जे त्यांच्या स्वतःच्या वस्तुमानापेक्षा 100 पट जास्त आहे आणि 5 प्रौढ हत्तींच्या वस्तुमानाच्या बरोबरीचे आहे).

6. सूक्ष्मजंतूंची अत्यंत अनुकूलता त्यांना सहज आणि त्वरीत निवडणे शक्य करते. एखाद्या प्राण्याच्या जातीची किंवा वनस्पतीच्या जातीची पैदास करण्यासाठी शेकडो वर्षे लागतात, परंतु सूक्ष्मजीवांची पैदास करण्यासाठी अनेक वर्षे लागतात.

सूक्ष्मजीवांचा वापर

सिंथेटिक लस मिळवणे

सूक्ष्मजीवांचा वापर करून अन्न प्रक्रिया आणि साठवण करण्याच्या नवीन पद्धतींचा विकास

फीड प्रोटीनचे उत्पादन

पाळीव प्राण्यांसाठी

सेंद्रिय ऍसिड मिळवणे, डिटर्जंट्समध्ये एन्झाईम वापरणे, चिकट पदार्थ, तंतू, जिलेटिनायझिंग एजंट, घट्ट करणारे पदार्थ, फ्लेवर्स इ.

कोळशातून सल्फर-युक्त संयुगे काढून टाकणे

अयस्क लीचिंग

तेल उद्योगात सूक्ष्मजीवांचा वापर

एनजाइमच्या तयारीचा वापर निदान सुधारण्यासाठी, नवीन औषधे आणि उपचारात्मक एजंट तयार करण्यासाठी. एंजाइम, प्रतिजैविक, इंटरफेरॉन, हार्मोन्स (इन्सुलिन, सोमाटोट्रॉपिन इ.) यांचे सूक्ष्मजीवशास्त्रीय संश्लेषण

औद्योगिक आणि घरगुती कचऱ्यावर प्रक्रिया करण्याच्या पद्धती सुधारणे

कृषी क्षेत्रात सेल तंत्रज्ञानाचा वापर

जिवाणू खते मिळवणे

सूक्ष्मजीव निवडीची वैशिष्ट्ये

ब्रीडरकडे काम करण्यासाठी अमर्यादित प्रमाणात सामग्री आहे: काही दिवसांत, पेट्री डिशमध्ये किंवा पोषक माध्यमांवर टेस्ट ट्यूबमध्ये कोट्यवधी पेशी वाढू शकतात;

उत्परिवर्तन प्रक्रियेचा अधिक कार्यक्षम वापर, कारण सूक्ष्मजीवांचे जीनोम हॅप्लॉइड आहे, ज्यामुळे पहिल्या पिढीतील कोणतेही उत्परिवर्तन ओळखणे शक्य होते;

जीवाणूंच्या अनुवांशिक संघटनेची साधेपणा: जीन्सची लक्षणीय संख्या, त्यांचे अनुवांशिक नियमन सोपे आहे, जनुकांचे परस्परसंवाद साधे किंवा अनुपस्थित आहेत.

सूक्ष्मजीवांची निवड

पारंपारिक पद्धती

नवीनतम पद्धती

कृत्रिम

mutagenesis

उत्पादकतेनुसार निवड

अनुवांशिक अभियांत्रिकी

एका जीवाच्या जीनोममधून इच्छित जनुक वेगळे करणे आणि दुसऱ्याच्या जीनोममध्ये समाविष्ट करणे यावर आधारित

कृत्रिम जनुक संश्लेषण आणि बॅक्टेरियाच्या जीनोममध्ये परिचय

प्रायोगिक mutagenesis विविध शरीरावर परिणाम आहे

उत्परिवर्तन (रसायने आणि विकिरण) तयार करण्यासाठी उत्परिवर्ती

उदाहरणार्थ:

पेनिसिलियम बुरशीच्या एका ताणामुळे त्याची उत्पादकता 1000 पट वाढली आहे.
एमिनो ऍसिड तयार करणारा ताण 300 पट आहे.

परंतु पारंपारिक निवडीच्या शक्यता मर्यादित आहेत.

सूक्ष्मजीवांच्या अभ्यासातील आण्विक जीवशास्त्र आणि आनुवंशिकी यांसारख्या विज्ञानातील प्रगती तसेच सूक्ष्मजीव उत्पादनांच्या व्यावहारिक वापराच्या वाढत्या गरजांमुळे, इच्छित गुणधर्मांसह सूक्ष्मजीवांच्या लक्ष्यित आणि नियंत्रित उत्पादनासाठी नवीन पद्धतींची निर्मिती झाली आहे.

परिच्छेदातील मजकूराचा अभ्यास करा.
परिच्छेद 34 - 37 च्या अटी वापरून एक चायनावर्ड तयार करा.

1 स्लाइड

2 स्लाइड

सूक्ष्मजीवांची पारंपारिक निवड (प्रामुख्याने जीवाणू आणि बुरशी) प्रायोगिक म्युटाजेनेसिस आणि सर्वात उत्पादक जातींच्या निवडीवर आधारित आहे. पण इथेही काही वैशिष्ठ्ये आहेत. बॅक्टेरियल जीनोम हेप्लॉइड आहे; कोणतीही उत्परिवर्तन पहिल्या पिढीमध्ये दिसून येते. जरी सूक्ष्मजीवांमध्ये नैसर्गिक उत्परिवर्तन होण्याची शक्यता इतर सर्व जीवांप्रमाणेच आहे (प्रत्येक जनुकासाठी प्रति 1 दशलक्ष व्यक्तींमध्ये 1 उत्परिवर्तन), पुनरुत्पादनाच्या अत्यंत तीव्रतेमुळे स्वारस्य असलेल्या जनुकासाठी उपयुक्त उत्परिवर्तन शोधणे शक्य होते. संशोधक

3 स्लाइड

कृत्रिम उत्परिवर्तन आणि निवडीच्या परिणामी, पेनिसिलियम बुरशीच्या स्ट्रेनची उत्पादकता 1000 पटीने वाढली. मायक्रोबायोलॉजिकल उद्योगातील उत्पादने बेकिंग, ब्रीइंग, वाइनमेकिंग आणि अनेक दुग्धजन्य पदार्थ तयार करण्यासाठी वापरली जातात. मायक्रोबायोलॉजिकल उद्योगाच्या मदतीने, प्रतिजैविक, अमीनो ऍसिड, प्रथिने, हार्मोन्स, विविध एंजाइम, जीवनसत्त्वे आणि बरेच काही मिळवले जाते.

4 स्लाइड

जैविक सांडपाणी प्रक्रिया आणि मातीची गुणवत्ता सुधारण्यासाठी सूक्ष्मजीवांचा वापर केला जातो. सध्या, जिवाणूंचा वापर करून जुने खाण डंप विकसित करून मँगनीज, तांबे आणि क्रोमियमच्या उत्पादनासाठी पद्धती विकसित केल्या गेल्या आहेत, जेथे पारंपारिक खाण पद्धती आर्थिकदृष्ट्या व्यवहार्य नाहीत.

5 स्लाइड

बायोटेक्नॉलॉजी मानवासाठी आवश्यक असलेल्या पदार्थांच्या निर्मितीमध्ये सजीवांचा आणि त्यांच्या जैविक प्रक्रियांचा वापर. बायोटेक्नॉलॉजीच्या वस्तू म्हणजे जीवाणू, बुरशी, वनस्पती आणि प्राण्यांच्या ऊतींचे पेशी. ते विशेष बायोरिएक्टर्समध्ये पोषक माध्यमांवर घेतले जातात.

6 स्लाइड

7 स्लाइड

सूक्ष्मजीव, वनस्पती आणि प्राणी निवडण्याच्या नवीनतम पद्धती सेल्युलर, क्रोमोसोमल आणि अनुवांशिक अभियांत्रिकी आहेत.

8 स्लाइड

अनुवांशिक अभियांत्रिकी अनुवांशिक अभियांत्रिकी हे तंत्रांचा एक संच आहे ज्यामुळे एका जीवाच्या जीनोममधून इच्छित जनुक वेगळे करणे आणि दुसऱ्या जीवाच्या जीनोममध्ये त्याचा परिचय करणे शक्य होते. ज्या वनस्पती आणि प्राण्यांच्या जीनोममध्ये "विदेशी" जनुकांचा समावेश होतो त्यांना ट्रान्सजेनिक म्हणतात, बॅक्टेरिया आणि बुरशी म्हणतात ट्रान्सफॉर्म्ड. अनुवांशिक अभियांत्रिकीचे पारंपारिक लक्ष्य म्हणजे एस्चेरिचिया कोली, मानवी आतड्यात राहणारा जीवाणू. त्याच्या मदतीने ग्रोथ हार्मोन मिळतो - सोमाटोट्रोपिन, हार्मोन इंसुलिन, जो पूर्वी गायी आणि डुकरांच्या स्वादुपिंडातून मिळत होता आणि प्रोटीन इंटरफेरॉन, जो व्हायरल इन्फेक्शनचा सामना करण्यास मदत करतो.

स्लाइड 9

रूपांतरित जीवाणू तयार करण्याच्या प्रक्रियेत खालील चरणांचा समावेश होतो: प्रतिबंध - इच्छित जीन्स "कापून टाकणे". हे विशेष "अनुवांशिक कात्री", निर्बंध एंझाइम वापरून चालते. वेक्टरची निर्मिती - एक विशेष अनुवांशिक रचना ज्यामध्ये अभिप्रेत जनुक दुसर्या पेशीच्या जीनोममध्ये आणले जाईल. वेक्टर तयार करण्याचा आधार प्लास्मिड्स आहेत. एंजाइमच्या दुसर्या गटाचा वापर करून जीन प्लाझमिडमध्ये मिसळले जाते - लिगासेस. वेक्टरमध्ये या जनुकाच्या ऑपरेशनवर नियंत्रण ठेवण्यासाठी आवश्यक असलेली प्रत्येक गोष्ट असणे आवश्यक आहे - एक प्रवर्तक, टर्मिनेटर, ऑपरेटर जीन आणि रेग्युलेटर जनुक, तसेच मार्कर जीन्स जे प्राप्तकर्त्या सेलला नवीन गुणधर्म देतात ज्यामुळे या सेलला मूळ पेशींपासून वेगळे करणे शक्य होते. परिवर्तन म्हणजे व्हेक्टरचा जीवाणूमध्ये प्रवेश. स्क्रीनिंग म्हणजे त्या जिवाणूंची निवड ज्यामध्ये जीन्स यशस्वीरित्या कार्य करतात. रूपांतरित जीवाणूंचे क्लोनिंग.

10 स्लाइड

रीकॉम्बिनंट प्लाझमिड्सची निर्मिती: 1 - मूळ प्लास्मिडसह सेल 2 - पृथक प्लाझमिड 3 - वेक्टर 4 तयार करणे - रीकॉम्बिनंट प्लाझमिड (वेक्टर) 5 - रीकॉम्बिनंट प्लाझमिडसह सेल

11 स्लाइड

युकेरियोटिक जीन्स, प्रोकेरियोटिक जीन्सच्या विपरीत, मोज़ेक रचना (एक्सॉन्स, इंट्रोन्स) असते. बॅक्टेरियाच्या पेशींमध्ये कोणतीही प्रक्रिया होत नाही आणि वेळ आणि जागेत भाषांतर ट्रान्सक्रिप्शनपासून वेगळे केले जात नाही. या संदर्भात, प्रत्यारोपणासाठी कृत्रिमरित्या संश्लेषित जनुकांचा वापर करणे अधिक प्रभावी आहे. अशा संश्लेषणासाठी मॅट्रिक्स mRNA आहे. एंझाइम रिव्हर्स ट्रान्सक्रिप्टेसच्या मदतीने, या mRNA वर प्रथम DNA स्ट्रँडचे संश्लेषण केले जाते. त्यानंतर डीएनए पॉलिमरेज वापरून त्यावर दुसरा स्ट्रँड पूर्ण केला जातो.

12 स्लाइड

गुणसूत्र अभियांत्रिकी क्रोमोसोमल अभियांत्रिकी हा तंत्रांचा एक संच आहे जो गुणसूत्रांमध्ये फेरफार करण्यास परवानगी देतो. पद्धतींचा एक गट परदेशी होमोलोगस गुणसूत्रांच्या जोडीच्या वनस्पती जीवाच्या जीनोटाइपमध्ये परिचयावर आधारित आहे जे इच्छित वैशिष्ट्यांच्या विकासावर नियंत्रण ठेवतात (वर्धित रेषा), किंवा समरूप गुणसूत्रांच्या एका जोडीच्या जागी दुसऱ्या (बदललेल्या रेषा) ). अशा प्रकारे प्राप्त केलेल्या बदली आणि पूरक ओळींमध्ये, वनस्पतींना "आदर्श विविधतेच्या" जवळ आणणारी वैशिष्ट्ये एकत्रित केली जातात.

स्लाइड 13

हॅप्लॉइड पद्धत हॅप्लॉइड वनस्पती वाढविण्यावर आणि नंतर गुणसूत्र दुप्पट करण्यावर आधारित आहे. उदाहरणार्थ, 10 गुणसूत्र (n = 10) असलेली हॅप्लॉइड वनस्पती कॉर्न परागकणांच्या दाण्यांपासून वाढतात, त्यानंतर गुणसूत्र दुप्पट करून डिप्लोइड (n = 20) तयार केले जातात, 6-8 वर्षांच्या ऐवजी केवळ 2-3 वर्षांत पूर्णपणे एकसंध वनस्पती तयार होतात. प्रजनन यामध्ये पॉलीप्लॉइड वनस्पती मिळविण्याची पद्धत देखील समाविष्ट आहे.

स्लाइड 1

सूक्ष्मजीवांची निवड जैवतंत्रज्ञान

स्लाइड 2

स्लाइड 3

स्लाइड 4

स्लाइड 5

जैवतंत्रज्ञान

मानवांसाठी आवश्यक असलेल्या पदार्थांच्या निर्मितीमध्ये सजीवांचा आणि त्यांच्या जैविक प्रक्रियांचा वापर. बायोटेक्नॉलॉजीच्या वस्तू म्हणजे जीवाणू, बुरशी, वनस्पती आणि प्राण्यांच्या ऊतींचे पेशी. ते विशेष बायोरिएक्टर्समध्ये पोषक माध्यमांवर घेतले जातात.

स्लाइड 6

वापराचे क्षेत्र

स्लाइड 7

स्लाइड 8

अनुवांशिक अभियांत्रिकी

अनुवांशिक अभियांत्रिकी तंत्रांचा एक संच आहे ज्यामुळे एखाद्या जीवाच्या जीनोममधून इच्छित जनुक वेगळे करणे आणि दुसर्या जीवाच्या जीनोममध्ये त्याचा परिचय करणे शक्य होते. ज्या वनस्पती आणि प्राण्यांच्या जीनोममध्ये "विदेशी" जनुकांचा समावेश होतो त्यांना ट्रान्सजेनिक म्हणतात, बॅक्टेरिया आणि बुरशी म्हणतात ट्रान्सफॉर्म्ड. अनुवांशिक अभियांत्रिकीचे पारंपारिक लक्ष्य म्हणजे एस्चेरिचिया कोली, मानवी आतड्यात राहणारा जीवाणू. त्याच्या मदतीने ग्रोथ हार्मोन मिळतो - सोमाटोट्रोपिन, हार्मोन इंसुलिन, जो पूर्वी गायी आणि डुकरांच्या स्वादुपिंडातून मिळत होता आणि प्रोटीन इंटरफेरॉन, जो व्हायरल इन्फेक्शनचा सामना करण्यास मदत करतो.

स्लाइड 9

रूपांतरित जीवाणू तयार करण्याच्या प्रक्रियेत खालील चरणांचा समावेश आहे:

निर्बंध म्हणजे इच्छित जनुकांचे "कापून टाकणे" होय. हे विशेष "अनुवांशिक कात्री", निर्बंध एंझाइम वापरून चालते. वेक्टरची निर्मिती - एक विशेष अनुवांशिक रचना ज्यामध्ये अभिप्रेत जनुक दुसर्या पेशीच्या जीनोममध्ये आणले जाईल. वेक्टर तयार करण्याचा आधार प्लास्मिड्स आहेत. एंजाइमच्या दुसर्या गटाचा वापर करून जीन प्लाझमिडमध्ये मिसळले जाते - लिगासेस. वेक्टरमध्ये या जनुकाच्या ऑपरेशनवर नियंत्रण ठेवण्यासाठी आवश्यक असलेली प्रत्येक गोष्ट असणे आवश्यक आहे - एक प्रवर्तक, टर्मिनेटर, ऑपरेटर जीन आणि रेग्युलेटर जनुक, तसेच मार्कर जीन्स जे प्राप्तकर्त्या सेलला नवीन गुणधर्म देतात ज्यामुळे या सेलला मूळ पेशींपासून वेगळे करणे शक्य होते. परिवर्तन म्हणजे व्हेक्टरचा जीवाणूमध्ये प्रवेश. स्क्रीनिंग म्हणजे त्या जिवाणूंची निवड ज्यामध्ये जीन्स यशस्वीरित्या कार्य करतात. रूपांतरित जीवाणूंचे क्लोनिंग.

स्लाइड 10

स्लाइड 11

स्लाइड 12

गुणसूत्र अभियांत्रिकी

गुणसूत्र अभियांत्रिकी हा तंत्रांचा एक संच आहे जो गुणसूत्रांमध्ये फेरफार करण्यास परवानगी देतो. पद्धतींचा एक गट परदेशी होमोलोगस गुणसूत्रांच्या जोडीच्या वनस्पती जीवाच्या जीनोटाइपमध्ये परिचयावर आधारित आहे जे इच्छित वैशिष्ट्यांच्या विकासावर नियंत्रण ठेवतात (वर्धित रेषा), किंवा समरूप गुणसूत्रांच्या एका जोडीच्या जागी दुसऱ्या (बदललेल्या रेषा) ). अशा प्रकारे प्राप्त केलेल्या बदली आणि पूरक ओळींमध्ये, वनस्पतींना "आदर्श विविधतेच्या" जवळ आणणारी वैशिष्ट्ये एकत्रित केली जातात.

स्लाइड 13

स्लाइड 14

सेल अभियांत्रिकी

सेल्युलर अभियांत्रिकी म्हणजे नवीन प्रकारच्या पेशींची त्यांची लागवड, संकरीकरण आणि पुनर्रचना यावर आधारित बांधकाम. वनस्पती आणि प्राण्यांच्या पेशी, जीवनासाठी आवश्यक असलेले सर्व पदार्थ असलेल्या पोषक माध्यमांमध्ये ठेवलेल्या, विभाजित करण्यास सक्षम आहेत, पेशी संस्कृती तयार करतात. वनस्पती पेशींमध्ये टोटिपोटेन्सीची मालमत्ता देखील असते, म्हणजेच काही विशिष्ट परिस्थितीत ते पूर्ण वाढलेली वनस्पती तयार करण्यास सक्षम असतात. म्हणून, पेशींना विशिष्ट पोषक माध्यमांमध्ये ठेवून चाचणी ट्यूबमध्ये वनस्पतींचा प्रसार करणे शक्य आहे. हे विशेषतः दुर्मिळ किंवा मौल्यवान वनस्पतींसाठी खरे आहे.

स्लाइड 15

सेल कल्चरच्या मदतीने मौल्यवान जैविक दृष्ट्या सक्रिय पदार्थ (जिन्सेंग सेल कल्चर) मिळवणे शक्य आहे. संकरित पेशी मिळवणे आणि त्यांचा अभ्यास केल्याने सैद्धांतिक जीवशास्त्राचे अनेक प्रश्न सोडवणे शक्य होते (पेशी भिन्नता, पेशी पुनरुत्पादन इ.) वेगवेगळ्या प्रजातींच्या (बटाटा आणि टोमॅटो, सफरचंद आणि चेरी इ.) सोमाटिक पेशींच्या प्रोटोप्लास्टच्या संलयनाच्या परिणामी प्राप्त झालेल्या पेशी वनस्पतींच्या नवीन स्वरूपाच्या निर्मितीसाठी आधार आहेत. बायोटेक्नॉलॉजीमध्ये, हायब्रीडोमास, कर्करोगाच्या पेशींसह लिम्फोसाइट्सचा संकरित, मोनोक्लोनल ऍन्टीबॉडीज तयार करण्यासाठी वापरला जातो. हायब्रीडोमा लिम्फोसाइट्स प्रमाणे प्रतिपिंड तयार करतात आणि कर्करोगाच्या पेशींप्रमाणे संस्कृतीत अमर्यादितपणे पुनरुत्पादन करण्याची क्षमता असते.

स्लाइड 16

सोमॅटिक सेल न्यूक्लीचे अंड्यांमध्ये प्रत्यारोपण करण्याच्या पद्धतीमुळे एखाद्या प्राण्याची अनुवांशिक प्रत मिळवणे शक्य होते, म्हणजेच प्राण्यांचे क्लोनिंग शक्य होते. सध्या, क्लोन केलेले बेडूक प्राप्त झाले आहेत आणि सस्तन प्राण्यांच्या क्लोनिंगचे पहिले परिणाम प्राप्त झाले आहेत.

SGBOU PA

"सेवास्तोपोल मेडिकल कॉलेज

झेन्या डेरयुगिनाच्या नावावर ठेवले"

सूक्ष्मजीवांची निवड. जैवतंत्रज्ञान

शिक्षक स्मरनोव्हा झेड. एम.

सूक्ष्मजीवांची निवड

सूक्ष्मजीवांची निवड (जीवाणू, निळी-हिरवी शैवाल आणि बुरशी) उत्पादक ताण मिळविण्यासाठी आणि त्यानंतरचा उद्योग, शेती आणि औषधांमध्ये त्यांचा वापर करण्यासाठी केला जातो.

मानसिक ताण- कृत्रिम निवडीच्या परिणामी प्राप्त झालेल्या समान आनुवंशिक वैशिष्ट्यांसह आणि विशिष्ट वैशिष्ट्यांद्वारे वैशिष्ट्यीकृत सूक्ष्मजीवांची लोकसंख्या.

सूक्ष्मजीव निवडण्याच्या पद्धती

कृत्रिम

प्रकट करणे

निवड:

उत्पादक

वाढीच्या दराने;
उत्पादकता द्वारे;
रंग, इ.

मानसिक ताण

प्रेरित

(कृत्रिम)

mutagenesis

सूक्ष्मजीवांची वैशिष्ट्ये

बॅक्टेरियल जीनोम हेप्लॉइड आहे; कोणतीही उत्परिवर्तन पहिल्या पिढीमध्ये दिसून येते.

बॅक्टेरियाचे अनुवांशिक उपकरण एकाद्वारे दर्शविले जाते

क्रोमोसोम (1n) - एक विशाल गोलाकार डीएनए रेणू आणि लहान गोलाकार डीएनए रेणू - प्लास्मिड्स.

खूप उच्च पुनरुत्पादन दर हे सुनिश्चित करते की कार्य करण्यासाठी अमर्यादित प्रमाणात सामग्री आहे.

प्लास्मिड्स

जीनोफोरसह न्यूक्लॉइड

सूक्ष्मजीवशास्त्रीय संश्लेषण

सूक्ष्मजैविक संश्लेषण ही रासायनिक संयुगे आणि उत्पादने (उदाहरणार्थ, प्रथिने, प्रतिजैविक) मिळविण्यासाठी एक औद्योगिक पद्धत आहे. जीवनसत्त्वे), सूक्ष्मजीव पेशींच्या महत्त्वपूर्ण क्रियाकलापांमुळे चालते.

सूक्ष्मजीव प्रथिनांचा एक महत्त्वाचा स्त्रोत म्हणून काम करतात, जे ते प्राण्यांपेक्षा 10-100 हजार पट वेगाने संश्लेषित करतात.

तर, 400 किलो वजनाची गाय दररोज 400 ग्रॅम प्रथिने तयार करते आणि 400 किलोग्रॅम बॅक्टेरिया 40 हजार टन तयार करते.

निवड परिणाम

सूक्ष्मजीव

निवड परिणाम

सूक्ष्मजीव

पेनिसिलियम बुरशीच्या स्ट्रेनची उत्पादकता वाढली आहे

1000 वेळा.

मायक्रोबायोलॉजिकल संश्लेषण वापरून, प्रतिजैविक, अमीनो ऍसिड, प्रथिने, हार्मोन्स, एंजाइम, जीवनसत्त्वे आणि बरेच काही मिळवले जाते.
सूक्ष्मजीवशास्त्रीय उद्योग उत्पादने वापरली जातात

बेकिंग, मद्यनिर्मिती, वाइनमेकिंग, अनेक स्वयंपाकात दुग्ध उत्पादने.

जैविक सांडपाणी प्रक्रिया आणि मातीची गुणवत्ता सुधारण्यासाठी सूक्ष्मजीवांचा वापर केला जातो.
जिवाणू वापरून जुन्या खाणींच्या डंपच्या विकासादरम्यान मँगनीज, तांबे, क्रोमियम मिळविण्यासाठी पद्धती विकसित केल्या गेल्या आहेत, जेथे पारंपरिक खाण पद्धती आर्थिकदृष्ट्या व्यवहार्य नाहीत.

जैवतंत्रज्ञान

बायोटेक्नॉलॉजी म्हणजे सजीव, सुसंस्कृत पेशी आणि जैविक प्रक्रिया वापरून मानवी उत्पादने आणि सामग्रीचे उत्पादन.

जैवतंत्रज्ञान पद्धती

गुणसूत्र अभियांत्रिकी

सेल अभियांत्रिकी

अनुवांशिक अभियांत्रिकी

सूक्ष्मजीवशास्त्रीय संश्लेषण

(निवड

सूक्ष्मजीव)

जैवतंत्रज्ञानाचा विकास लोकसंख्येला अन्न, खनिज संसाधने आणि ऊर्जा (बायोगॅस), पर्यावरण संरक्षण (जैविक जल शुद्धीकरण) इत्यादी समस्या सोडवण्याशी संबंधित आहे.

जैवतंत्रज्ञान

जैवतंत्रज्ञान वस्तू:

व्हायरस,
जिवाणू,

मशरूम,
वनस्पती, प्राणी आणि मानव यांच्या पेशी आणि ऊती.

ते बायोरिएक्टर-फरमेंटर्समध्ये पोषक माध्यमांवर घेतले जातात.

अनुवांशिक अभियांत्रिकी

अनुवांशिक अभियांत्रिकी तंत्रांचा एक संच आहे जो आपल्याला एका जीवाच्या जीनोममधून इच्छित जनुक वेगळे करण्यास आणि त्याचा परिचय देण्यास अनुमती देतो.

दुसर्या जीवाच्या जीनोममध्ये.

दोन दिशानिर्देश यशस्वीरित्या अंमलात आणले जात आहेत:

जीवाणू किंवा बुरशीच्या डीएनएमध्ये नैसर्गिक जनुकांचे प्रत्यारोपण;

प्लाझमिड्समध्ये निर्दिष्ट माहिती वाहून नेणारी कृत्रिमरित्या तयार केलेली जीन्स एम्बेड करणे.

सध्या, बायोटेक्नॉलॉजीच्या मुख्य वस्तू प्रोकेरियोट्स आहेत.

अनुवांशिक अभियांत्रिकी

वनस्पती आणि प्राणी ज्यांच्या जीनोममध्ये "विदेशी" जनुके येतात त्यांना ट्रान्सजेनिक म्हणतात,

जीवाणू आणि बुरशी - रूपांतरित ,

ट्रान्सडक्शन म्हणजे बॅक्टेरियोफेजेसचा वापर करून एका जीवाणूपासून दुसऱ्या जीवाणूमध्ये जनुकाचे हस्तांतरण.

अनुवांशिक अभियांत्रिकीचे उत्कृष्ट लक्ष्य एस्चेरिचिया कोली आहे.

अनुवांशिक अभियांत्रिकी

रूपांतरित जीवाणू तयार करण्याच्या प्रक्रियेत खालील चरणांचा समावेश आहे:

निर्बंध - आवश्यक जीन्स "कापून टाकणे". पासून आयोजित

विशेष "अनुवांशिक कात्री", एन्झाईम्स वापरुन -

प्रतिबंध एंजाइम

2. वेक्टर तयार करणे- एक विशेष अनुवांशिक रचना ज्यामध्ये अभिप्रेत जनुक दुसर्या पेशीच्या जीनोममध्ये सादर केले जाईल.

जनुक एका वेक्टरमध्ये "शिवलेले" आहे - प्लाझमिड, ज्याच्या मदतीने जीन जीवाणूमध्ये प्रवेश केला जातो. “लिंक इन” हे एन्झाइम्सच्या दुसऱ्या गटाचा वापर करून केले जाते - लिगासेस.

3. परिवर्तन - बॅक्टेरियममध्ये वेक्टरचा परिचय.

4. स्क्रीनिंग - त्या जीवाणूंची निवड ज्यामध्ये सादर केलेली जीन्स यशस्वीरित्या कार्य करतात.

5. क्लोनिंग बदललेले जीवाणू.

रूपांतरित जीवाणू तयार करण्याची प्रक्रिया

पूरक डीएनए (सीडीएनए) च्या संश्लेषणासाठी कृत्रिम डीएनए प्राइमर

एमआरएनएचे अलगाव

आवश्यक प्रथिने तयार करणाऱ्या पेशी

mRNA

निर्बंध

संकरीकरण

सीडीएनए संश्लेषण

DNA-RNA संकरित

सिंगल स्ट्रँड सीडीएनए

आरएनए काढणे

दुसऱ्या स्ट्रँड सीडीएनएचे संश्लेषण

एक्स्ट्राक्रोमोसोमल डीएनए (प्लाझमिड)

प्लाझमिड कटिंग

डबल-स्ट्रँडेड सीडीएनए - आवश्यक प्रथिनांसाठी जनुक

डीएनए लिगेससह क्रॉस-लिंकिंग

जिवाणू

क्लोनिंग

बॅक्टेरियाच्या वसाहती

रीकॉम्बिनंट प्लाझमिड

एम्बेडिंग

जीवाणू मध्ये

आवश्यक निवडत आहे

गिलहरी

परिवर्तन

(वेक्टर)

रूपांतरित जीवाणू तयार करण्याची प्रक्रिया:

युकेरियोटिक पेशींमधून, उदाहरणार्थ, मानवी स्वादुपिंडाच्या पेशी, इच्छित जनुकाचे mRNA उत्पादन वेगळे केले जाते आणि, एंझाइम रिव्हर्स ट्रान्सक्रिप्टेस (रिव्हर्टेज) वापरून - RNA-युक्त विषाणूंमध्ये आढळणारे एंजाइम, एक पूरक DNA स्ट्रँड संश्लेषित केले जाते.

संकरित DNA-RNA रेणू तयार होतो.
एमआरएनए हायड्रोलिसिसद्वारे काढला जातो.
उर्वरित डीएनए स्ट्रँड डीएनए पॉलिमरेझ वापरून प्रतिकृती तयार केला जातो.
परिणामी डीएनए दुहेरी हेलिक्समध्ये फक्त लिप्यंतरण असते जनुकाचे काही भाग आणि त्यात इंट्रोन्स नसतात. त्याला पूरक डीएनए म्हणतात (cDNA)
वेक्टरची निर्मिती - एक अनुवांशिक रचना ज्यामध्ये असते लक्ष्यित जनुक दुसऱ्या पेशीच्या जीनोममध्ये घातला जाईल. साठी आधार वेक्टर तयार करणे म्हणजे प्लास्मिड्स.

लिगासेस नावाच्या एंजाइमचा वापर करून जनुक प्लाझ्मिडमध्ये घातला जातो.
परिवर्तन म्हणजे वेक्टर (प्लाझमिड) जीवाणूमध्ये प्रवेश करणे.
जिवाणू पेशी इच्छित जनुकाद्वारे एन्कोड केलेले प्रथिने संश्लेषित करण्याची क्षमता प्राप्त करतात.

अनुवांशिक अभियांत्रिकीची उपलब्धी

350 हून अधिक औषधे आणि लसींचा वापर करून विकसित केले

जैवतंत्रज्ञान, औषधांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते, उदाहरणार्थ:

- somatotropin - ग्रोथ हार्मोन, बौनेपणाच्या उपचारात वापरले जाते;

- इन्सुलिन हे स्वादुपिंडाचे संप्रेरक उपचारासाठी वापरले जाते

मधुमेह;

- इंटरफेरॉन हे अँटीव्हायरल औषध आहे जे उपचारासाठी वापरले जाते

कर्करोगाचे काही प्रकार;

अनुवांशिकरित्या सुधारित वनस्पतींची निर्मिती. जीएमओ वनस्पतींमध्ये नेता सोयाबीन आहे - तेल आणि प्रथिनांचा स्वस्त स्रोत;

- नायट्रोजन फिक्सेशन जीन मौल्यवान कृषी वनस्पतींच्या जीनोटाइपमध्ये हस्तांतरित केले गेले;

कीटकांना प्रतिकार करणाऱ्या बीटी जनुकासह ट्रान्सजेनिक वनस्पतींचे उत्पादन

बॅसिलस थुरिंगिएन्सिस हा जीवाणू एंडोटॉक्सिन तयार करतो, जो कीटकांसाठी विषारी आणि सस्तन प्राण्यांसाठी निरुपद्रवी असतो.

हे जीवाणूपासून वेगळे होते

जनुक तयार केले आणि प्लाझमिडमध्ये आणले मातीचे जीवाणू ऍग्रोबॅक्टेरियम ट्युमेफेसियन्स.

हा जीवाणू होता संक्रमित वनस्पती ऊती,

पौष्टिक वर वाढले

वातावरण

ट्रान्सजेनिक वनस्पती ॲग्रोबॅक्टेरिया वापरून तयार केल्या

द्विगुणित वनस्पती:

नाइटशेड्स (बटाटे, टोमॅटो), शेंगा (सोयाबीन), क्रूसीफेरस भाज्या

(कोबी, मुळा, रेपसीड), इ.

मोनोकोट्स:

तृणधान्ये,

केळी

पहिले ट्रान्सजेनिक उत्पादन (टोमॅटो) 1994 मध्ये बाजारात आले.

आज जगात 150 हून अधिक प्रकारच्या GM वनस्पतींना मान्यता आहे

औद्योगिक उत्पादनासाठी.

अनुवांशिक बदलांचे परिणाम:

तणनाशक प्रतिकार;
रोग आणि कीटकांचा प्रतिकार;
वनस्पती आकारविज्ञान मध्ये बदल;
आकार, आकार आणि फळांच्या संख्येत बदल;
प्रकाशसंश्लेषणाची कार्यक्षमता वाढवणे;
हवामान घटक आणि मातीची क्षारता यांचा प्रतिकार.

गुणसूत्र अभियांत्रिकी

गुणसूत्र अभियांत्रिकी हा तंत्रांचा एक संच आहे जो गुणसूत्रांमध्ये फेरफार करण्यास परवानगी देतो.

पद्धतींचा एक गट परदेशी होमोलोगस गुणसूत्रांच्या जोडीच्या वनस्पती जीवाच्या जीनोटाइपमध्ये परिचयावर आधारित आहे, जे इच्छित वैशिष्ट्यांच्या विकासावर नियंत्रण ठेवतात ( वर्धित रेषा ),

किंवा समरूप गुणसूत्रांच्या एका जोडीला दुसऱ्यासह बदलणे ( बदललेल्या ओळी ).

अशा प्रकारे प्राप्त केलेल्या बदली आणि पूरक ओळींमध्ये, वनस्पतींना "आदर्श विविधतेच्या" जवळ आणणारी वैशिष्ट्ये एकत्रित केली जातात.

गुणसूत्र अभियांत्रिकी.

हॅप्लॉइड पद्धत

क्रोमोसोम दुप्पट झाल्यानंतर हॅप्लॉइड वनस्पतींच्या लागवडीवर आधारित.

उदाहरणार्थ, 10 गुणसूत्र असलेल्या हॅप्लॉइड वनस्पती कॉर्न परागकण धान्यांपासून वाढतात ( n = 10), नंतर गुणसूत्र दुप्पट केले जातात आणि डिप्लोइड प्राप्त होतात ( n = 20), 6-8 वर्षांच्या प्रजननाऐवजी केवळ 2-3 वर्षांत पूर्णपणे एकसंध वनस्पती.

यामध्ये पॉलीप्लॉइड वनस्पती मिळविण्याची पद्धत देखील समाविष्ट आहे.

सेल अभियांत्रिकी

सेल्युलर अभियांत्रिकी म्हणजे नवीन प्रकारच्या पेशींची त्यांची लागवड, संकरीकरण आणि पुनर्रचना यावर आधारित बांधकाम.

सेल अभियांत्रिकी पद्धती

लागवड -

क्लोनिंग (पुनर्रचना) -वैयक्तिक सेल्युलर ऑर्गेनेल्स, न्यूक्लियस, सायटोप्लाझम सोमॅटिक सेलमध्ये सादर करण्याच्या पद्धती (आंशिक संकरीकरण)

विशेष पोषक माध्यमांमध्ये पेशी, ऊती, लहान अवयव किंवा त्यांचे भाग जतन (इन विट्रो) आणि वाढण्याची पद्धत

संकरीकरण - असंबंधित आणि फायलोजेनेटिकदृष्ट्या दूरच्या प्रजातींच्या दैहिक पेशींच्या संकरित उत्पादनाची पद्धत

लागवड

सेल आणि टिश्यू कल्चर पद्धत - कृत्रिम परिस्थितीत शरीराबाहेर अवयव, ऊती किंवा वैयक्तिक पेशींचे तुकडे वाढवणे;

पेशींमधून वनस्पती वाढवण्याचे टप्पे:

पेशींना एकमेकांपासून वेगळे करणे आणि त्यांना पोषक माध्यमात ठेवणे.
पेशींचे गहन पुनरुत्पादन आणि विकास आणि कॉलसचे स्वरूप.
कॉलसला दुसर्या पोषक माध्यमावर ठेवा आणि शूट तयार करा.
जमिनीत नवीन अंकुर लावणे.

उदाहरणार्थ, कृत्रिम परिस्थितीत जिनसेंग वाढण्यास 6 आठवडे, वृक्षारोपणावर - 6 वर्षे, नैसर्गिक वातावरणात - 50 वर्षे लागतात.

संकरीकरण

निवडक माध्यमावर पेरणी करा, ज्यावर तुमच्याकडे विशिष्ट मानवी जनुक असेल तरच तुम्ही जगू शकता (उदाहरणार्थ, जीन ए)

विलीनीकरण

मानवी पेशी

उंदराचा पिंजरा

संकरित सेलमधील पेशी विभाजनादरम्यान, एक वगळता सर्व मानवी गुणसूत्र नष्ट होतात (उदाहरणार्थ, क्रमांक १७)

पेशी टिकल्या, म्हणजे जनुक ए गुणसूत्रावर आहे 17

हायब्रीड सेल (हेटेरोकेरियन)

सोमॅटिक सेल हायब्रिडायझेशन पद्धत

काही विशिष्ट परिस्थितीत, दोन भिन्न पेशी विलीन होतात

एकत्रित पेशींचे दोन्ही जीनोम असलेल्या एका संकरीत.

ट्यूमर पेशी आणि लिम्फोसाइट्स (हायब्रिडोमा) यांच्यातील संकर

अनिश्चित काळासाठी विभाजित करण्यास सक्षम (म्हणजे ते "अमर" आहेत), जसे

कर्करोगाच्या पेशी आणि, लिम्फोसाइट्सप्रमाणे, प्रतिपिंड तयार करू शकतात.

अशा ऍन्टीबॉडीजचा उपयोग उपचारात्मक आणि निदानात्मक हेतूंसाठी केला जातो.

क्लोनिंग (पुनर्रचना) योजना

क्लोनिंग - अचूक कोणत्याही वस्तूचे पुनरुत्पादन. क्लोनिंगच्या परिणामी प्राप्त झालेल्या वस्तूंना क्लोन म्हणतात (पशु प्रजनन पहा).

हेही वाचा