Войти
Закрыть

Клітинна інженерія

9 Клас

Клітинна (тканинна) інженерія. Це галузь біотехнології, у якій застосовують методи виділення клітин з організму, перенесення їх на штучні поживні середовища, де ці клітини продовжують жити й розмножуватися. Крім того, клітинна інженерія займається сполученням соматичних клітин різних груп організмів і, отже, одержанням гібридів. Завдяки цьому вдається схрещувати організми, гібридизація яких статевим шляхом є неможливою. Як приклад можна навести віддалену гібридизацію соматичних клітин людини й миші, курки й дріжджів тощо. Це дає змогу створювати препарати, що підвищують стійкість проти різних захворювань. Перспективним напрямом клітинної інженерії є клонування організмів. Клоном називають сукупність клітин або особину, яка утворилися від спільного пращура нестатевим шляхом (рис. 208). Методика репродуктивного клонування тварин є такою: з незаплідненої яйцеклітини видаляють ядро й пересаджують у неї ядро соматичної клітини іншої особини. Таку зиготу пересаджують у матку самки, у якій розвивається ембріон. Ця методика дає змогу одержувати від цінних за своїми якостями плідників необмежене потомство. Уперше клонована свійська тварина (вівця Доллі) з'явилася в результаті використання донорського ядра клітини молочної залози дорослої вівці. У цього першого успішного експерименту є суттєвий недолік - дуже низький коефіцієнт виходу живих особин (0,36 %). Однак він доводить можливість повноцінного клонування....

Генетична інженерія

9 Клас

Важливим напрямом біотехнології є генетична (генна) інженерія, де застосовують методи молекулярної біології, цитології, генетики, мікробіології та вірусології. Генетична (генна) інженерія - це сукупність прийомів, методів і технологій одержання рекомбінантних РНК і ДНК, виділення генів з організму (клітин), здійснення маніпуляцій з генами та введення їх до інших організмів. Методи генетичної інженерії. Найпоширенішим методом генетичної інженерії є перенесення спадкової інформації за допомогою векторів, тобто агентів, які можуть проникати в клітину. Векторами слугують віруси та плазміди. Плазміда - це молекула ДНК, автономна щодо хромосомної ДНК, яка здатна до самовідтворення (автономної реплікації). Вона зазвичай є кільцевою й дволанцюговою (рис. 206). Плазміди частіше за все трапляються в бактерій. Вектори забезпечують переміщення генів з одного організму до іншого. Які ж основні етапи створення рекомбінантної плазміди? З клітини, що містить необхідний ген, виокремлюють молекулу іРНК. На цій молекулі синтезують комплементарну нитку ДНК. Потім іРНК видаляють, а на нитці ДНК за принципом комплементарності синтезують іншу. Її вбудовують у молекулу ДНК плазміди, яка слугує вектором (переносником)....

Біотехнологія, її завдання та методи

9 Клас

Об'єкти та методи біотехнології. Ми вже зазначали, що людина здавна навчилася використовувати хімічні перетворення, що відбуваються в живих організмах, для своїх потреб - хлібопечення, сироваріння, виноробства. Можна сказати, що біотехнології виникли досить давно, але нові відкриття в біохімії, молекулярній біології, генетиці прискорили розвиток цього напряму біологічної науки. Біотехнологія - це наука про використання біологічних об'єктів і хіміко-біологічних процесів у промисловому виробництві, сільському господарстві, енергетиці й медицині. Біотехнологія ґрунтується на відкриттях у біохімії, мікробіології, молекулярній біології, клітинній та генетичній інженерії, що уможливлюють використання властивостей мікроорганізмів, клітин і тканин з визначеною метою. Постає запитання: що є об'єктами біотехнології? Об'єктами можуть бути молекули (ферменти, вітаміни, амінокислоти), неклітинні форми життя (віруси), одноклітинні організми (бактерії, дріжджі) та багатоклітинні організми. Нині більшість об'єктів становлять мікроорганізми. До них належать усі прокаріоти - бактерії та ціанобактерії, а також одноклітинні та колоніальні еукаріоти. Основою сучасного біотехнологічного виробництва є синтез речовин за допомогою мікроорганізмів (рис. 204). Головною ланкою є клітина, оскільки саме в ній утворюється речовина, - синтез якої є метою біотехнологічного процесу. У біотехнології застосовують специфічні методи, зокрема культивування біологічних об'єктів та вирощування клітин рослинних і тваринних тканин. Наприклад, вирощують бактерії та гриби для добування антибіотиків або клітини людини для добування інтерферону. Інші методи є спільними з методами, що їх застосовують у мікробіології, біохімії та інших науках. Особливої уваги потребують методи клітинної та генної інженерії, покладені в основу сучасної біотехнології (§ 53)....

Одомашнення рослин і тварин. Поняття про селекцію

9 Клас

Ви вже ознайомилися із закономірностями успадкування ознак та еволюційних змін, що відбуваються в живій природі. Це стане підґрунтям для опанування знань про селекцію організмів. Селекція. Англійський учений Ч. Дарвін у своїй праці «Зміни свійських тварин і культурних рослин під впливом одомашнення» наголошував на тому, що утворення порід та сортів почалося з приручення людиною диких видів тварин і вирощування диких видів рослин. Селекція - це наука, що вивчає методи створення нових і поліпшення існуючих сортів рослин, порід тварин і штамів мікроорганізмів з цінними для людини ознаками та властивостями. Сортом і породою називають стійку популяцію організмів одного виду, що штучно створені та мають подібні морфологічні, фізіологічні, біохімічні та господарські ознаки. Штам - це чиста культура мікроорганізмів, тобто потомки однієї клітини. Основними методами селекції є штучний добір і гібридизація. Людина, розвиваючи в різних напрямах ознаки диких предків, створила багато порід і сортів. Наприклад, нині у світі відомо понад 150 порід голубів, що походять, імовірно, від одного дикого виду - Голуба скельного (рис. 200)....

Заходи щодо збереження біосфери

9 Клас

Шляхи подолання екологічної кризи. Видатний український природодослідник В. І. Вернадський, про вчення якого ви вже знаєте, розглядав біосферу як цілісну глобальну екологічну систему, що має певну структуру та стійкість, характерні для неї особливості формування та розвитку. Таке поняття біосфери особливо важливе тепер, коли техногенний вплив людини на природу сягнув небувалих масштабів і може спричинити планетарні зміни в середовищі існування людини. Недарма вчені серйозно попереджають про розвиток екологічної кризи. З метою уникнення глобальної екологічної кризи людство розробляє заходи з охорони й збереження природи. Охорона природи - комплекс заходів із збереження, раціонального використання й відновлення природних ресурсів Землі. Учені Міжнародного союзу охорони природи й природних ресурсів (МСОП) розробили принципи створення екологічно стабільного суспільства. До них належать: контроль за стрімким зростанням кількості населення; обмеження використання невідновлюваних ресурсів (кам'яне вугілля, нафта тощо) і збільшення - відновлюваних (енергії Сонця, вітру, гарячих джерел тощо) (рис. 193); зменшення об'ємів стічних вод, запровадження надійних способів очищення води; здійснення програми захисту й відновлення природних водойм (рис. 194); упровадження екологічно обґрунтованих технологій обробітку ґрунту; припинення знищення первинних лісів і перехід до використання вторинних і штучних насаджень....

Стабільність екосистем та причини її порушення

9 Клас

Причини змін екосистем. Вам уже відомо, що різноманітність взаємозв'язків між організмами є умовою саморегуляції екологічних систем. Екосистема може нормально функціонувати лише за відносно стабільних умов зовнішнього середовища. Екосистеми як саморегульовані системи певною мірою здатні підтримувати гомеостаз, проте в них можуть відбуватися циклічні або поступальні зміни у відповідь на зміни екологічних факторів. Усі екосистеми є середовищем для міжвидових взаємовідносин і пов'язаних з ними проявів природного добору. Взаємозв'язані в екосистемі види завжди впливають і на абіотичні компоненти середовища. Це, у свою чергу, спричиняє зворотний вплив абіотичних факторів на живі компоненти екосистем. Постійна взаємодія всіх компонентів спричиняє зміни екосистем. Наслідком таких змін є перетворення всієї біосфери Землі. Первинними при цьому можуть бути будь-які незначні зміни компонентів екосистеми. Поступальні зміни в екосистемі, наприклад, відбуваються в результаті замулення озера. Із глибоководного воно поступово перетворюється на мілке, потім - на болото (рис. 187), а іноді на сухому ґрунті може вирости ліс. Сукцесією називаються послідовні зміни угруповань організмів, які з часом призводять до перетворення екосистеми....

Біосфера як цілісна система

9 Клас

Межі біосфери та оболонки планети Земля. Біосфера охоплює частину атмосфери до висоти озонового шару (20 - 25 км), частину літосфери (2 - 3 км нижче від поверхні) та всю гідросферу (рис. 183). Атмосфера являє собою газувату оболонку, що оточує нашу планету. Суміш газів, що становить атмосферу, називається повітрям. Поширення організмів в атмосфері обмежене озоновим шаром (пригадайте, що таке фотосинтез, § 15). Максимальна висота, на якій виявлено спори бактерій і грибів, сягає 22 км. Гідросфера - водна оболонка планети, сукупність океанів, морів, вод континентів, льодовикових покривів. Вода є основою існування життя на Землі. У гідросфері організми живуть на будь-яких глибинах. Літосфера - верхня тверда оболонка Землі, що зверху межує з гідросферою та атмосферою, які частково проникають у неї. Углиб літосфери організми можуть проникати на незначні глибини. Ґрунт - верхній шар літосфери, що є місцем перебування більшості організмів суходолу. Найбільшу товщину біосфера має на тропічних широтах - 22 км, найменшу - на полярних - 12 км. Хімічні функції живої речовини. Усі організми в сукупності утворюють біомасу, або, за висловом В. І. Вернадського, живу речовину планети. За масою вона становить близько 0,001 % маси земної кори. Проте роль організмів у процесах, що відбуваються на планеті, є величезною. Саме діяльністю організмів зумовлюються хімічний склад атмосфери, концентрація солей у гідросфері, утворення одних і руйнування інших гірських порід, формування ґрунту - у літосфері. Жива речовина виконує хімічні функції: газову, концентраційну, окисно-відновну й біохімічну....

Харчові зв’язки та потоки енергії у екосистемах

9 Клас

Трофічні рівні та ланцюги живлення. Вам уже відомо, що функціонування екосистеми пов'язане з перетворенням енергії. Основним джерелом енергії більшості екосистем є сонячне світло, яке фототрофи перетворюють на енергію хімічних зв'язків органічної речовини. Частину накопиченої енергії вони витрачають на забезпечення власних потреб, решта переходить до гетеротрофів. Отже, організми з різним типом живлення перебувають на різних трофічних рівнях. Трофічний рівень - сукупність організмів з однаковим типом живлення. Ось як розподіляються організми по різних трофічних рівнях: перший - автотрофи (продуценти); другий - рослиноїдні організми (консументи I порядку), сапротрофи (редуценти); третій - хижаки (консументи II - IV порядку тощо) (рис. 180). В екосистемах види, які займають різні трофічні рівні, пов'язані потоком енергії. Такий взаємозв'язок відображають ланцюги живлення. Ланцюг живлення - види організмів, пов'язаних між собою харчовими відносинами, що створює певну послідовність у передаванні речовин та енергії. Типи ланцюгів живлення. Виокремлюють ланцюги виїдання (пасовищний) та розкладання (детритний). Ланцюг живлення, що починається з автотрофних фотосинтезуючих або хемотрофних організмів, називається пасовищним, або ланцюгом виїдання. Приклад ланцюга виїдання - взаємини між організмами на заплавній луці. Починається такий ланцюг з квіткової рослини. Наступна ланка - метелик, що живиться нектаром квітки. Метелика поїдає мешканець вологих місць існування - жаба. Її захисне забарвлення дає їй змогу підстерегти жертву, але не рятує від іншого хижака - вужа. Чапля, упіймавши вужа, замикає цей ланцюг живлення....

Навігація