Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
История развития биотехнологических процессов
|
|
Выделяют 4 этапа:
- Эмпирический – самый продолжит-й, доисторич., около 10000 лет назад, из которых 2000 лет н.э. – (1-е культурные растения и домаш. живот. выращивание картофеля в пищу- 8000 до н.э; 4000 до н.э. - 1-е испол-е заквасок для теста и пивоварения с испол-м дрожжей- Египет, Месопотамия; производство сыра и вина- Китай Египет; 500 до н.э - Китай 1-й антибиотик, соев. творог для лечения ожогов; 100 н.э - Китай 1-й инсектицид, 12 век - первая дистилляция вина, 15 век получение аблосют.этанола)
- Этиологический (охватывает 2 половину 19 и 1/3 20 вв) с 1857 по таблице.
- Биотехнологический (2/3 20 века) с 1940 по таблице
- Генетехнический с 1972 по таблице
| III тыс. до Р.Х. | – использование дрожжей для получения хлеба, пива, вина; |
| 1857 г. | – Луи Пастер установил, что микроорганизмы играют ключевую роль в процессах брожения, и показал, что в образовании разных продуктов участвуют разные микроорганизмы; |
| 1865 г. | – Грегор Мендель открыл законы наследственности; |
| 1875 г. | – Роберт Кох разработал метод чистых культур, гарантирую-щий, что в посевном материале будут содержаться только клетки определенного вида; |
| 1925 г. | – Надсон Г.А., Филиппович Г.С. установили возможность искусственного мутагенеза микроорганизмов (грибов) под влиянием рентгеновского облучения; |
| 1940 г. | – Флеминг, Флори, Чейни организовали промышленное производство антибиотиков; |
| 1953 г. | – Джеймс Уотсон и Фредерик Крик открыли структуру ДНК в виде двойной спирали; |
| 1963 г. | – Ниренберг расшифровал генетический код, который оказался одинаковым и для бактерий, и для человека; |
| 1972 г. | – Берг разработал технологию рекомбинантных ДНК; |
| 1977 г. | – Гилберт У., Максам А. опубликовали метод быстрого определения последовательности ДНК; |
| 1980 г. | – Гордон Дж. получил первую трансгенную мышь (был введен ген тимидинкиназы вируса герпеса); |
| 1997 г. | – Вильмут Я. клонировал первое млекопитающее – овцу Долли. |
| Исследования генома человека: | |
| 1977 г. | – секвенирован первый ген человека (ген, кодирующий белок хорионный соматотропин); |
| 1988 г. | – создание международного проекта «Геном человека», поставившего своей целью полное секвенирование ДНК человека, в СССР научный совет по геномной программе возглавил академик А.А. Баев; |
| 2004 г. | – британские ученые заявили о клонировании человека; |
| 2005 г. | – полностью расшифрован геном человека. |
2. Вопрос. Объект и метода биотехнологии. Специфика использования биологического объекта.
Главный объект- клетка и её компоненты. По Овчинникову, «клетка»- это уникал. хим. завод, работающий с колласальной точностью и производительностью. Используют все 4 царства живой природы, а также вирусы
Биотехнология использует микроорганизмы и вирусы, которые в процессе своей жизнедеятельности вырабатывают естественным путем необходимые нам вещества - витамины, ферменты, аминокислоты, органические кислоты, спирты, антибиотики и др. биологически активные соединения.
На практике применяются штаммы четырех групп микроорганизмов:
– дрожжи;
– мицелиальные грибы (плесени);
– бактерии;
– аскомицеты.
В настоящее время м/о используются, в основном, в трех видах биотехнологических процессах:
- для производства биомассы;
- для получения продуктов метаболизма (напр. этанола, антибиотиков, органических кислот и др.);
- для переработки органич. и неорган. соед-ий как природного, так и антропогенного происхождения.
Главная задача первого вида процессов, которую сегодня призвано решать биотехнологическое производство - ликвидация белкового дефицита в кормах сельскохозяйственных животных и птиц, т.к. в белках растительного происхождения имеется дефицит аминокислот и, прежде всего, особо ценных, так называемых незаменимых.
Основным направлением второй группы биотехнологических процессов в настоящее время является получение продуктов микробного синтеза с использованием отходов различных производств, включая пищевую, нефте- и деревоперерабатывающую промышленности и т.д.
Биотехнологическая переработка различных химических соединений направлена, главным образом, на обеспечение экологического равновесия в природе, переработку отходов деятельности человечества и максимальное снижение негативного антропогенного воздействия на природу.
Практически все биотехнологические процессы тесно связаны с жизнедеятельностью различных групп микроорганизмов - бактерий, вирусов, дрожжей, микроскопических грибов и т.п., и имеют ряд характерных особенностей:
1. Процесс микробного синтеза, как правило, является частью многостадийного производства, причем целевой продукт стадии биосинтеза часто не является товарным и подлежит дальнейшей переработке.
2. При культивировании микроорганизмов обычно необходимо поддерживать асептические условия, что требует стерилизации оборудования, коммуникаций, сырья и др.
3. Культивирование микроорганизмов осуществляют в гетерогенных системах, физико-химические свойства которых в ходе процесса могут существенно изменяться.
4. Технологический процесс характеризуется высокой вариабельностью из-за наличия в системе биологического объекта, т.е. популяции микроорганизмов.
5. Сложность и многофакторность механизмов регуляции роста микроорганизмов и биосинтеза продуктов метаболизма.
6. Сложность и в большинстве случаев отсутствие информации о качественном и количественном составе производственных питательных сред.
7. Относительно низкие концентрации целевых продуктов.
8. Способность процесса к саморегулированию.
9. Условия, оптимальные для роста микроорганизмов и для биосинтеза целевых продуктов, не всегда совпадают.
Методы биотехнологии:
- глубинное культивирование биообъектов в периодич, непрерыв, и полунепрерыв режиме; выращивание клеток растит. и живот. тканей;
- методы др.наук (микробиол., биохим., биоинжен);
- методы клеточ и ген. Инженерии (в экстремальных условиях можно создать клетки с заведомо известными свойствами, а т.ж. методы белков. и метаболич. инженерии).
3. Вопрос. Задачи современной биотехнологии, тенденции и перспективы её развития.
В качестве первоочередных задач биотехнологии определены создание и широкое народно-хозяйственное освоение:
• новых биологически активных веществ и лекарственных препаратов для медицины (интерферонов, инсулина, гормонов роста человека, моноклональных антител и т.д.), позволяющих осуществить в здравоохранении раннюю диагностику и лечение тяжелых заболеваний – сердечно-сосудистых, злокачественных, наследственных, инфекционных, в том числе вирусных;
• микробиологических средств защиты растений от болезней и вредителей, бактериальных удобрений и регуляторов роста растений; новых высокопродуктивных и устойчивых к неблагоприятным факторам внешней среды сортов и гибридов сельскохозяйственных растений, полученных методами генетической и клеточной инженерии;
• ценных кормовых добавок и биологически активных веществ (кормового белка, аминокислот, ферментов, витаминов, ветеринарных препаратов и др.) для повышения продуктивности животноводства; новых методов биоинженерии для эффективной профилактики, диагностики и терапии основных болезней сельскохозяйственных животных;
• новых технологий получения хозяйственно ценных продуктов для использования в пищевой, химической, микробиологической и других отраслях промышленности;
• технологий глубокой и эффективной переработки сельскохозяйственных, промышленных и бытовых отходов, использования сточных вод и газовоздушных выбросов для получения биогаза и высококачественных удобрений.
В России, исходя из этих задач, разработаны дорожные карты развития биотехнологии.
4. Вопрос. Классификация биотехнологических процессов.
Классификация (лекции)
-какой биообъект выступает главным: фито-, зоо-, микроб.;
- по общности и специфичности (биообъект): сцецифич. или специал. (фито-, зоо-, микроб-); общие- под действием многих м/о;
- по условию проведения процесса: нестерил/стерильн (биохимик); период. (спирт.завод), полунепрерыв, непрерыв, с поверхностным и глубинным культивирование (кефир,ряженка, пиво, квас хлебный); твердо-, газо-, жидкофаз-, смешанное.
- по получение целевого продукта (получение биомассы; получение первич. метаболитов, получение вторич. метаболитов)
- по типу ферментации: *с одним типом ферментации, когда из субстрата через промежуточные получают конечные продукты (получение первич. метаболитов),при этом скорость потребления субстата, нарастание биомассы, получение продукта- совпадают; *когда субстрат + питат. среда, тратится на образование продукта и образования др. веществ- строительных материалов (вторич. метаболиты) – в 1-ю фазу потребление субстрата, рост биомассы, только потом синтез целевого продукта; *синтез целевого продукта и синтез 1-х метаболитов не взаимосвязан. Продукт образуется из в-в предшественников, к-е спец. добавляют в пит. среду.
Date: 2015-09-24; view: 1435; Нарушение авторских прав