Биотехнология

Биотехнология

Министерство образования Российской Федерации

Сибирский Государственный Технологический Университет

Кафедра Физиологии

РЕФЕРАТ

На тему: Биотехнология.

Выполнил: Студент гр.32-6

Мулява Владимир Валерьевич

Проверила:Сунцова Людмила Николаевна

Красноярск 2001г.

Содержание

ВВЕДЕНИЕ 3

БИОТЕХНОЛОГИЯ НА СЛУЖБЕ НАРОДНОГО ХОЗЯЙСТВА, ЗДРАВООХРАНЕНИЯ И НАУКИ 5

1. Биотехнология и сельское хозяйство 5

Биотехнология и растениеводство 5

Биотехнология и животноводство. 10

2. Технологическая биоэнергетика 11

Получение этанола как топлива. 11

Получение метана и других углеводородов. 12

Получение водорода как топлива будущего. 13

Пути повышения эффективности фотосинтетических систем. 14

Биотопливные элементы. 14

3. Биотехнология и медицина 15

Антибиотики. 15

Гормоны. 17

Интерфероны, интерлейкины, факторы крови. 18

Моноклокальные антитела и ДНК-или РНК-пробы. 19

Рекомбинантные вакцины и вакцины-антигены. 20

Ферменты медицинского назначения. 21

4. Биотехнология и пищевая промышленность 21

5. Биогеотехнология 24

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 25

Список используемой литературы. 27

ВВЕДЕНИЕ

С древних времен известны отдельные биотехнологические процессы,

используемые в различных сферах практической деятельности человека. К ним

относятся хлебопечение, виноделие, приготовление кисло-молочных продуктов и

т. д. Однако биологическая сущность этих процессов была выяснена лишь в XIX

в., благодаря работам Л. Пастера. В первой половине XX в. сфера приложения

биотехнологии пополнилась микробиологическим производством ацетона и

бутанола, антибиотиков, органических кислот, витаминов, кормового белка.

Немаловажный вклад в биотехнологические разработки внесли советские

исследователи: в СССР в 30-е годы были построены первые заводы по получению

кормовых дрожжей на гидролизатах древесины, сельскохозяйственных отходах и

сульфитных щелоках, под руководством В. Н. Шапошникова успешно внедрена

технология микробиологического производства ацетона и бутанола. Большую

роль в создание основ отечественной биотехнологии внесло учение Шапошникова

о двухфазном характере брожения. В 1926 г. в СССР были исследованы

биоэнергетические закономерности окисления углеводородов микроорганизмами.

В последующие годы биотехнологические разработки широко использовались в

нашей стране для расширения «ассортимента» антибиотиков для медицины и

животноводства, ферментов, витаминов, ростовых веществ, пестицидов.

С момента создания в 1963 г. Всесоюзного научно-исследовательского

института биосинтеза белковых веществ в нашей стране налаживается

крупнотоннажное производство богатой белками биомассы микроорганизмов как

корма. В 1966 г. микробиологическая промышленность была выделена в

отдельную отрасль (Главное управление микробиологической промышленности при

Совете Министров СССР — Главмикробиопром). Имеются ценные разработки по

получению новых источников энергии биотехнологическим путем

(технологическая биоэнергетика), отметим большое значение биогаза -

заменителя топлива, получаемого из недр земли.

Значительные успехи, достигнутые во второй половине XX в. в фундаментальных

исследованиях в области биохимии, биоорганической химии и молекулярной

биологии, создали предпосылки для управления элементарными механизмами

жизнедеятельности клетки, что явилось мощным импульсом для развития

биотехнологии. Выяснение роли нуклеиновых кислот в передаче наследственной

информации, расшифровка генетического кода, раскрытие механизма индукции и

репрессии генов, совершенствование технологии культивирования

микроорганизмов, клеток и тканей растений и животных позволили разработать

методы

генетической и клеточной инженерии, с помощью которых можно искусственно

создавать новые формы высокопродуктивных организмов. Генетическая и

клеточная инженерия рассматривается как принципиально новое направление

биологической науки, которое сегодня ставят в один ряд с расщеплением

атома, преодолением земного притяжения и созданием средств электроники (Ю.

А. Овчинников, 1985).

В разработку генноинженерных методов советские исследователи включились в

1972 г. Следует указать на успешное осуществление проекта «Ревертаза» —

получение в промышленных масштабах обратной транскриптазы в СССР.

С 1970 г. в нашей стране ведутся интенсивные исследования по селекции

культур для непрерывного культивирования в промышленных целях.

Развитие методов для изучения структуры белков, выяснение механизмов

функционирования и регуляции активности ферментов открыли путь к

направленной модификации белков и привели к рождению инженерной

энзимологии. Иммобилизованные ферменты, обладающие высокой стабильностью,

становятся мощным инструментом для осуществления каталитических реакций в

различных отраслях промышленности.

Все эти достижения поставили биотехнологию на новый уровень, качественно

отличающийся от прежнего возможностью сознательно управлять клеточными

процессами. В современном звучании биотехнология — это промышленное

использование биологических процессов и агентов на основе получения

высокоэффективных форм микроорганизмов, культур клеток и тканей растений и

животных с заданными свойствами.

Биотехнология — междисциплинарная область научно-технического прогресса,

возникшая на стыке биологических, химических и технических наук.

Биотехнологический процесс включает ряд этапов: подготовку объекта, его

культивирование, выделение, очистку, модификацию и использование продуктов.

Многоэтапность процесса обусловливает необходимость привлечения к его

осуществлению самых различных специалистов: генетиков и молекулярных

биологов, биохимиков и биооргаников, вирусологов, микробиологов и клеточных

физиологов, инженеров-технологов, конструкторов биотехнологического

оборудования и др.

В Комплексной программе научно-технического прогресса стран — членов СЭВ в

качестве первоочередных задач биотехнологии определены создание и широкое

народнохозяйственное 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.

По оценкам специалистов, мировой рынок биотехнологической продукции уже к

середине 90-х годов достигнет уровня 130—150 млрд. руб. (Ю. А. Овчинников,

1985).

На пути решения поставленных задач биотехнологию подстерегают немалые

трудности, связанные с исключительной сложностью организации живого. Любой

биообъект — это целостная система, в которой нельзя изменить ни один из

элементов, не меняя остальных, нельзя произвольно перекомбинировать их,

придавая организму то или иное желаемое свойство, например бактерии —

способность к сверхсинтезу требуемой аминокислоты, сельскохозяйственному

растению — устойчивость к фитопатоген-ным грибкам. Любое воздействие на

объект вызывает не только желаемые, но и побочные эффекты; перестройка

генома сказывается сразу на многих признаках организма. У человека

существуют гены, отвечающие за злокачественное перерождение клеток.

Высказывалось немало идей о необходимости превентивных генетических

операций, пока не было установлено, что эти гены необходимы и для

нормального роста. Помимо этого, экосистема также представляет собой

целостную систему и изменения каждого из ее компонентов сказываются на

остальных компонентах. Не исключено, что плазмида, с помощью которой

трансплантирован желаемый ген культурному растению, будет далее

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10