ОСНОВЫ БИОТЕХНОЛОГИИ СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ СЕЛЕКЦИИ. МУТАГЕНЕЗ Лекция 4

Август 30, 2022

Главная
Биология
ОСНОВЫ БИОТЕХНОЛОГИИ СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ СЕЛЕКЦИИ. МУТАГЕНЕЗ Лекция 4

Содержание

2. «Селекция – это эволюция, направляемая волей человека» Н.И. Вавилов
3. ТРАДИЦИОННЫЕ МЕТОДЫ СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ СЕЛЕКЦИИ. МУТАГЕНЕЗ Лекция 4
4. Аутбридинг – скрещивание или система скрещиваний неродственных форм одного вида Гибридизация – процесс получения гибридов, в
5. Подбор родительских пар Традиционные методы селекции высших организмов Гибридизация Отбор Получение полиплоидов Испытание по потомству аутбридинг
6. http://petovod.ru Традиционные методы селекции высших организмов
7. Мулы – кросс между ослом и кобылицей http://zooclub.ru/horses/312.shtml Традиционные методы селекции высших организмов
8. http://portalcats.com Традиционные методы селекции высших организмов
9. Традиционные методы селекции высших организмов
10. Традиционные методы селекции высших организмов
11. Традиционные методы селекции высших организмов
12. Традиционные методы селекции высших организмов
13. Традиционные методы селекции микроорганизмов Мутагенез Отбор спонтанный
14. СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ СЕЛЕКЦИИ. МУТАГЕНЕЗ. Лекция 4
15. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ МУТАГЕНЕЗ ИНДУЦИРОВАННЫЙ РЕКОМБИНОГЕНЕЗ искусственное изменение наследственного материала с целью получения мутаций Модификация признака. Метод применим
16. МУТАГЕНЕЗ В СЕЛЕКЦИИ СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ СЕЛЕКЦИИ. МУТАГЕНЕЗ. Лекция 4
17. Структурные (кодирующие) гены – несут информацию о белках и последовательности нуклеотидов в РНК Регуляторные (функциональные) гены
18. Структурные гены
19. Транскриптоны
20. Структурные и регуляторные гены
21. Регуляторные гены
22. МУТАГЕНЕЗ В СЕЛЕКЦИИ МИКРООРГАНИЗМОВ СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ СЕЛЕКЦИИ. МУТАГЕНЕЗ. Лекция 4
23. Требования к микроорганизмам-промышленным продуцентам
24. Мутации, приводящие к сверхсинтезу Изменяют скорость поглощения и утилизации субстрата клеткой Изменяют уровень синтеза биосинтетических ферментов
25. 1-глюкокиназа, 2 - глюкозо-6-фосфатдегидрогеназа 3 - 6-фосфоглюконатдегидро-геназа 4 - 2-кето-3-дезокси-6-фосфоглюконатальдолаза 5 - дегидрогеназа 3-фосфо-глицеринового альдегида 6
26. Стадии Биотехнологический процесс
27. Основные этапы подготовительной стадии
28. Упрощенная схема селекции микроорганизмов
29. Подготовительная стадия (объект селекции - микроорганизмы)
30. Выбор биообъекта для последующей селекции А) Поиск диких форм ИСТОЧНИКИ музейные культуры известные промышленные продуценты природные
31. Выбор биообъекта для последующей селекции Б) Отбор наиболее перспективного материала ПРИНЦИПЫ Знания (особенностей генетической организации и
32. Подготовительная стадия (объект селекции - микроорганизмы) 2. Подготовка биообъекта к селекционной работе (получение генетически однородных форм
33. Подготовка биообъекта к селекционной работе А) Получение «чистых культур» Получение накопительных культур Внесение в элективные питательные
34. Подготовка биообъекта к селекционной работе Б) Стабилизация биообъектов «Чистка культуры» - выявление типичной морфологической формы и
35. 3. Селекция биообъектов (выбор метода селекции: мутагенез или рекомбиногенез, селекция биообъектов, отбор и стабилизация биообъектов по
36. Микроорганизмы как объект селекции имеют ряд особенностей: «-» Высокие темпы мутирования. Генетическая однородность микробной колонии быстро
37. А) Выбор метода селекции ОСНОВНОЙ ПРИНЦИП организм несет признак ДА НЕТ мутагенез рекомбиногенез
38. СОВРЕМЕННЫЕ Мутагенез применяется для улучшения свойств, присущих данной живой системе, с применением прямых или непрямых мутагенов.
39. Мутагенез – процесс внесения изменений в структуру генома под действием мутагенных факторов Мутагены – факторы, вызывающие
40. Физические Химические Биологические температура, излучения быстрые электроны, протоны, нейтроны, α-частицы, рентгеновские, γ-лучи ультразвук ингибиторы синтеза нуклеиновых
42. 1. Апуринизация Механизмы индукции мутаций в ДНК Мутаген - температура Разрывается N-гликозидная связь между пуриновым основанием
43. 2. Дезаминирование Механизмы индукции мутаций в ДНК Мутаген - излучения Аденин превращается в гипоксантин, который может
44. 3. Тиминовые димеры Механизмы индукции мутаций в ДНК ультрафиолет Сшиваются соседние пиримидины. Это блокирует репликацию.
45. а - тиминовый димер циклобутанового типа б - пиримидиновый димер
46. Для эффективной индукции мутаций необходимо учитывать:
48. Скачать презентацию

Слайд 2

«Селекция – это эволюция, направляемая волей человека»
Н.И. Вавилов

Слайд 3

ТРАДИЦИОННЫЕ МЕТОДЫ
СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ СЕЛЕКЦИИ. МУТАГЕНЕЗ Лекция 4

Слайд 4

Аутбридинг – скрещивание или система скрещиваний неродственных форм одного вида
Гибридизация –

процесс получения гибридов, в основе которого лежит объединение генетического материала разных клеток в одной
Гибриды – потомство, полученное от скрещивания генетически различных родительских форм
Инбридинг – близкородственное скрещивание, скрещивание организмов, имеющих общих предков
Полиплоиды – кратное гаплоидному увеличение числа хромосом

Словарь

Слайд 5

Подбор родительских пар
Традиционные методы селекции высших организмов
Гибридизация
Отбор
Получение полиплоидов
Испытание по потомству
аутбридинг
инбридинг
массовый
индивидуальный

Слайд 6

http://petovod.ru
Традиционные методы селекции высших организмов

Слайд 7

Мулы – кросс между ослом и кобылицей http://zooclub.ru/horses/312.shtml
Традиционные методы селекции высших организмов

Слайд 8

http://portalcats.com
Традиционные методы селекции высших организмов

Слайд 9

Традиционные методы селекции высших организмов

Слайд 10

Традиционные методы селекции высших организмов

Слайд 11

Традиционные методы селекции высших организмов

Слайд 12

Традиционные методы селекции высших организмов

Слайд 13

Традиционные методы селекции микроорганизмов
Мутагенез
Отбор
спонтанный

Слайд 14

СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ
СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ СЕЛЕКЦИИ. МУТАГЕНЕЗ. Лекция 4

Слайд 15

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ
МУТАГЕНЕЗ
ИНДУЦИРОВАННЫЙ
РЕКОМБИНОГЕНЕЗ
искусственное изменение наследственного материала с целью получения мутаций
Модификация признака.
Метод

применим при условии наличия признака в геноме

искусственное перемещение фрагментов генома или компонентов клеток
Внедрение нового признака
Метод позволяет вносить принципиально новые признаки

Современные методы селекции

Слайд 16

МУТАГЕНЕЗ В СЕЛЕКЦИИ
СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ СЕЛЕКЦИИ. МУТАГЕНЕЗ. Лекция 4

Слайд 17

Структурные (кодирующие) гены – несут информацию о белках и последовательности нуклеотидов

в РНК
Регуляторные (функциональные) гены – регулируют и модулируют экспрессию структурных генов

Словарь

Слайд 18

Структурные гены

Слайд 19

Транскриптоны

Слайд 20

Структурные и
регуляторные гены

Слайд 21

Регуляторные гены

Слайд 22

МУТАГЕНЕЗ В СЕЛЕКЦИИ МИКРООРГАНИЗМОВ
СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ СЕЛЕКЦИИ. МУТАГЕНЕЗ. Лекция 4

Слайд 23

Требования к микроорганизмам-промышленным продуцентам

Слайд 24

Мутации, приводящие к сверхсинтезу
Изменяют скорость поглощения и утилизации субстрата клеткой
Изменяют уровень

синтеза биосинтетических ферментов и активность регуляторных ферментов

Изменяют регуляцию дальнейшего внутриклеточного превращения продукта или его деградации

Изменяют способность к экскреции продукта из клетки

Слайд 25

1-глюкокиназа, 2 - глюкозо-6-фосфатдегидрогеназа
3 - 6-фосфоглюконатдегидро-геназа
4 - 2-кето-3-дезокси-6-фосфоглюконатальдолаза
5

- дегидрогеназа 3-фосфо-глицеринового альдегида
6 - фосфоглицераткиназа
7- фосфоглицеромутаза 8 - енолаза, 9 - пируваткиназа,
10 - фруктокиназа, 11 - фосфогексоизомераза
12 - левансахараза, 13 - глюконокиназа,
14 - глюкозофруктозотрансгидрогеназа

Мутанты бактерий Zymomonas mobilis с нарушенной функцией фермента фруктокиназы не ассимилируют фруктозу.
После расщепления сахарозы на глюкозу и фруктозу мутанты ассимилируют только глюкозу, а фруктоза пассивно накапливается в среде.

Схема катаболизма у Zymomonas mobili

Слайд 26

Стадии
Биотехнологический процесс

Слайд 27

Основные этапы подготовительной стадии

Слайд 28

Упрощенная схема селекции микроорганизмов

Слайд 29

Подготовительная стадия (объект селекции - микроорганизмы)

Слайд 30

Выбор биообъекта для последующей селекции
А) Поиск диких форм
ИСТОЧНИКИ
музейные культуры
известные

промышленные продуценты

природные субстраты

Слайд 31

Выбор биообъекта для последующей селекции
Б) Отбор наиболее перспективного материала
ПРИНЦИПЫ
Знания
(особенностей генетической организации

и метаболизма)

Наблюдение
(способность к избыточному синтезу )

Эксперимент
(введение легко тестируемых мутаций)

Слайд 32

Подготовительная стадия (объект селекции - микроорганизмы)
2. Подготовка биообъекта к селекционной работе (получение

генетически однородных форм для последующей селекции, стабилизация биообъектов по качественным и количественным характеристикам)

Слайд 33

Подготовка биообъекта к селекционной работе
А) Получение «чистых культур»
Получение накопительных культур
Внесение в

элективные питательные среды

Пересев на твердые питательные среды

Получение «чистых культур»

Р.Кох

Слайд 34

Подготовка биообъекта к селекционной работе
Б) Стабилизация биообъектов
«Чистка культуры» - выявление типичной

морфологической формы и отклонений от нее. Оценка продуктивности, как основной морфологической формы, так и ее вариантов.

«Ступенчатое клонирование» - проверка стабильности выбранного клона по количественному признаку, то есть продуктивности.

Слайд 35

3. Селекция биообъектов (выбор метода селекции: мутагенез или рекомбиногенез, селекция биообъектов,

отбор и стабилизация биообъектов по приобретенным свойствам)

Подготовительная стадия (объект селекции - микроорганизмы)

Слайд 36

Микроорганизмы как объект селекции
имеют ряд особенностей:
«-» Высокие темпы мутирования.

Генетическая однородность микробной колонии быстро нарушается (высокие темпы деления ↔ естественные мутации).
«-» Гаплоидность микроорганизмов ограничивает комбинативную изменчивость – основу селекции высших организмов.
«+» Быстрая смена поколений обеспечивает их перспективность при отборе положительных экземпляров и для быстрой оценки результатов селекционной работы.

Слайд 37

А) Выбор метода селекции
ОСНОВНОЙ ПРИНЦИП
организм несет признак
ДА
НЕТ
мутагенез
рекомбиногенез

Слайд 38

СОВРЕМЕННЫЕ
Мутагенез применяется для улучшения свойств, присущих данной живой системе, с применением

прямых или непрямых мутагенов.

МУТАГЕНЕЗ

Спонтанный

Индуцированный

Слайд 39

Мутагенез – процесс внесения изменений в структуру генома под действием мутагенных

факторов
Мутагены – факторы, вызывающие повреждение структуры ДНК
Мутации – перестройки генетического материала
Ауксотрофы – микроорганизмы, утратившие способность синтезировать одно из веществ, необходимых для их роста (аминокислоту, витамин или др.).

Словарь

Слайд 40

Физические
Химические
Биологические
температура,
излучения
быстрые электроны, протоны, нейтроны,
α-частицы, рентгеновские, γ-лучи
ультразвук

ингибиторы синтеза
нуклеиновых кислот:
кофеин, азагуанидин, аминоурацил, аминопурин аналоги азотистых оснований:
5-бромурацил, 5-хлорурацил
алкилирующие соединения:
формальдегид, фенол, диметилсульфат
супермутагены
производные нитрозосоединений

бактериофаги,
биотоксины грибов: афлатоксин В1
экзогенная ДНК вирусы

Мутагенные факторы

Слайд 41

Слайд 42

1. Апуринизация
Механизмы индукции мутаций в ДНК
Мутаген - температура
Разрывается N-гликозидная связь

между пуриновым основанием и дезоксирибозой.

Слайд 43

2. Дезаминирование
Механизмы индукции мутаций в ДНК
Мутаген - излучения
Аденин превращается в

гипоксантин, который может связываться с цитозином. Гуанин превращается в ксантин, который связывается с тимином. Из цитозина образуется урацил.

Слайд 44

3. Тиминовые димеры
Механизмы индукции мутаций в ДНК
ультрафиолет
Сшиваются соседние пиримидины.
Это

блокирует репликацию.

Слайд 45

а - тиминовый димер циклобутанового типа
б - пиримидиновый димер

Слайд 46

ОСНОВЫ БИОТЕХНОЛОГИИ СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ СЕЛЕКЦИИ. МУТАГЕНЕЗ Лекция 4

Содержание

«Селекция – это эволюция, направляемая волей человека»Н.И. Вавилов

ТРАДИЦИОННЫЕ МЕТОДЫСОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ СЕЛЕКЦИИ. МУТАГЕНЕЗ Лекция 4

Аутбридинг – скрещивание или система скрещиваний неродственных форм одного видаГибридизация –

http://petovod.ruТрадиционные методы селекции высших организмов

Мулы – кросс между ослом и кобылицей http://zooclub.ru/horses/312.shtml Традиционные методы селекции высших организмов

http://portalcats.comТрадиционные методы селекции высших организмов

Традиционные методы селекции высших организмов

Традиционные методы селекции высших организмов

Традиционные методы селекции высших организмов

Традиционные методы селекции высших организмов

Традиционные методы селекции микроорганизмовМутагенезОтборспонтанный

СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫСОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ СЕЛЕКЦИИ. МУТАГЕНЕЗ. Лекция 4

МУТАГЕНЕЗ В СЕЛЕКЦИИСОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ СЕЛЕКЦИИ. МУТАГЕНЕЗ. Лекция 4

Структурные (кодирующие) гены – несут информацию о белках и последовательности нуклеотидов

Структурные гены

Транскриптоны

Структурные и регуляторные гены

Регуляторные гены

МУТАГЕНЕЗ В СЕЛЕКЦИИ МИКРООРГАНИЗМОВСОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ СЕЛЕКЦИИ. МУТАГЕНЕЗ. Лекция 4

Требования к микроорганизмам-промышленным продуцентам

Мутации, приводящие к сверхсинтезуИзменяют скорость поглощения и утилизации субстрата клеткойИзменяют уровень

1-глюкокиназа, 2 - глюкозо-6-фосфатдегидрогеназа 3 - 6-фосфоглюконатдегидро-геназа 4 - 2-кето-3-дезокси-6-фосфоглюконатальдолаза 5

СтадииБиотехнологический процесс

Основные этапы подготовительной стадии

Упрощенная схема селекции микроорганизмов

Подготовительная стадия (объект селекции - микроорганизмы)

Выбор биообъекта для последующей селекцииА) Поиск диких форм ИСТОЧНИКИмузейные культуры известные

Выбор биообъекта для последующей селекцииБ) Отбор наиболее перспективного материалаПРИНЦИПЫЗнания(особенностей генетической организации

Подготовительная стадия (объект селекции - микроорганизмы)2. Подготовка биообъекта к селекционной работе (получение

Подготовка биообъекта к селекционной работеА) Получение «чистых культур»Получение накопительных культурВнесение в

Подготовка биообъекта к селекционной работеБ) Стабилизация биообъектов«Чистка культуры» - выявление типичной

3. Селекция биообъектов (выбор метода селекции: мутагенез или рекомбиногенез, селекция биообъектов,

Микроорганизмы как объект селекции имеют ряд особенностей: «-» Высокие темпы мутирования.

А) Выбор метода селекцииОСНОВНОЙ ПРИНЦИПорганизм несет признакДАНЕТмутагенезрекомбиногенез

СОВРЕМЕННЫЕМутагенез применяется для улучшения свойств, присущих данной живой системе, с применением

Мутагенез – процесс внесения изменений в структуру генома под действием мутагенных

ФизическиеХимическиеБиологические температура, излучения быстрые электроны, протоны, нейтроны, α-частицы, рентгеновские, γ-лучи ультразвук

1. Апуринизация Механизмы индукции мутаций в ДНКМутаген - температураРазрывается N-гликозидная связь

2. Дезаминирование Механизмы индукции мутаций в ДНКМутаген - излученияАденин превращается в

3. Тиминовые димеры Механизмы индукции мутаций в ДНКультрафиолетСшиваются соседние пиримидины. Это

а - тиминовый димер циклобутанового типа б - пиримидиновый димер

Для эффективной индукции мутаций необходимо учитывать:

Похожие презентации

«Селекция – это эволюция, направляемая волей человека»
Н.И. Вавилов

ТРАДИЦИОННЫЕ МЕТОДЫ
СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ СЕЛЕКЦИИ. МУТАГЕНЕЗ Лекция 4

Аутбридинг – скрещивание или система скрещиваний неродственных форм одного вида
Гибридизация –

http://petovod.ru
Традиционные методы селекции высших организмов

Мулы – кросс между ослом и кобылицей http://zooclub.ru/horses/312.shtml
Традиционные методы селекции высших организмов

http://portalcats.com
Традиционные методы селекции высших организмов

Традиционные методы селекции микроорганизмов
Мутагенез
Отбор
спонтанный

СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ
СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ СЕЛЕКЦИИ. МУТАГЕНЕЗ. Лекция 4

МУТАГЕНЕЗ В СЕЛЕКЦИИ
СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ СЕЛЕКЦИИ. МУТАГЕНЕЗ. Лекция 4

Структурные и
регуляторные гены

МУТАГЕНЕЗ В СЕЛЕКЦИИ МИКРООРГАНИЗМОВ
СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ СЕЛЕКЦИИ. МУТАГЕНЕЗ. Лекция 4

Мутации, приводящие к сверхсинтезу
Изменяют скорость поглощения и утилизации субстрата клеткой
Изменяют уровень

1-глюкокиназа, 2 - глюкозо-6-фосфатдегидрогеназа
3 - 6-фосфоглюконатдегидро-геназа
4 - 2-кето-3-дезокси-6-фосфоглюконатальдолаза
5

Стадии
Биотехнологический процесс

Выбор биообъекта для последующей селекции
А) Поиск диких форм
ИСТОЧНИКИ
музейные культуры
известные

Выбор биообъекта для последующей селекции
Б) Отбор наиболее перспективного материала
ПРИНЦИПЫ
Знания
(особенностей генетической организации

Подготовительная стадия (объект селекции - микроорганизмы)
2. Подготовка биообъекта к селекционной работе (получение

Подготовка биообъекта к селекционной работе
А) Получение «чистых культур»
Получение накопительных культур
Внесение в

Подготовка биообъекта к селекционной работе
Б) Стабилизация биообъектов
«Чистка культуры» - выявление типичной

Микроорганизмы как объект селекции
имеют ряд особенностей:
«-» Высокие темпы мутирования.

А) Выбор метода селекции
ОСНОВНОЙ ПРИНЦИП
организм несет признак
ДА
НЕТ
мутагенез
рекомбиногенез

СОВРЕМЕННЫЕ
Мутагенез применяется для улучшения свойств, присущих данной живой системе, с применением

Физические
Химические
Биологические
температура,
излучения
быстрые электроны, протоны, нейтроны,
α-частицы, рентгеновские, γ-лучи
ультразвук

1. Апуринизация
Механизмы индукции мутаций в ДНК
Мутаген - температура
Разрывается N-гликозидная связь

2. Дезаминирование
Механизмы индукции мутаций в ДНК
Мутаген - излучения
Аденин превращается в

3. Тиминовые димеры
Механизмы индукции мутаций в ДНК
ультрафиолет
Сшиваются соседние пиримидины.
Это

а - тиминовый димер циклобутанового типа
б - пиримидиновый димер