- •Биотехнология – как наука. Задачи, методы и перспективы развития
- •1.Понятие «биотехнология». Этапы становления науки. Объекты биотехнологии
- •2. Задачи и методы биотехнологии.
- •3. Трудности и проблемы биотехнологии.
- •Генная инженерия. Получение трансгенных растений и животных
- •1. Генная инженерия как метод.
- •2. Механизм генной инженерии.
- •3. Методы получения трансгенных растений.
- •4. Направления в получении трансгенных растений.
- •5. Методы генной инженерии в животноводстве. Получение трансгенных животных.
- •6. Использование генной инженерии в медицине.
- •Основы клеточной инженерии. Клональное микроразмножение. Гибридомы.
- •2. Морфогенез в каллусных тканях. Тотипотентность.
- •3. Клональное микроразмножение растений и его преимущества.
- •4. Получение протопластов и соматическая гибридизация.
- •Биотехнология производства метаболитов. Инженерная энзимология. Биотехнология в пищевой промышленности.
- •Получение первичных метаболитов: незаменимых аминокислот, органических кислот, витаминов.
- •Получение вторичных метаболитов
- •3 Технология получения и использования ферментов. Иммобилизованные ферменты.
- •4. Культивирование микроорганизмов.
- •5. Биотехнология в пищевой промышленности.
- •Экологическая биотехнология. Защита окружающей среды
- •1.Биологические методы борьбы с вредителями.
- •2.Очистка сточных вод.
- •3. Переработка твердых отходов.
- •4 .Биотрансформация ксенобиотиков и загрязняющих веществ. Получение экологически чистой энергии.
3. Переработка твердых отходов.
3.1 Вермикультивирование.
Вермикультивирование – процесс переработки органических отходов с использованием дождевых червей. В результате этого образуется биогумус.
Селекция навозного червя в США позволила получить такую линию как красный калифорнийский червь, который очень быстро утилизирует субстрат. ВСША существует 700 хозяйств, где перерабатываются различные органические отходы в биогумус; в России этим занимается пока 50 хозяйств.
Метод вермикультуры можно с успехом применять на приусадебных участках. При этом утилизируется навоз, ветки, мусор, кухонные отходы, опилки, макулатура.
Технология получения биогумуса.
Площадка должна иметь твердое покрытие и наклон в 1 градус для отстаивания воды. На площадку насыпается компост – субстрат. Его нижний слой – объемный материал (ветки, стружка), верхний слой составляют листья, трава, растительные остатки. Компост обильно поливается, начинается гниение.
Компост готов когда температура в нем составит 20 ˚С , тогда его вносят в ящики и заселяют туда червей. Каждую неделю совершают подкормку. Биогумус будет готов через 3-4 месяца, при этом необходимо постоянно ворошить субстрат, чтобы обеспечить аэрацию и поддерживать влажность до 80%.
Критерии готовности биогумуса:
буро-чёрный цвет;
отсутствие запаха.
Производные биогумуса
гумисол биогель
жидкий, содержит гуминовые это смесь биогумуса с гелем,
кислоты, обладает бактери- удерживающим влагу; его
цидными свойствами внесение в почву позволяет
почти не поливать растение
Значение биогумуса в сельском хозяйстве.
1) Омолаживает почву: если вносить один раз в 4 года 5 т биогумуса на гектар, то повышается уровень плодородия.
2) Сокращает применение минеральных удобрений, улучшает экологическую обстановку.
3) Внесение биогумуса способствует уменьшению плотности почвы, улучшению её водопроницаемости.
4) Способствует повышению буферности почвы (нейтрализация кислотности, сорбция тяжелых металлов).
5) Влияет на стадии развития растений: улучшает всхожесть семян, увеличивает количество плодов.
3.2 Промышленная переработка твердых отходов.
Необходимость решения этой проблемы возникла с созданием крупных городов, которые ежедневно производят тонны бытового мусора. Сначала с ним просто не боролись, что явилось в средние века причиной различных эпидемий. Потом городские отходы пробовали сжигать, что приводило к загрязнению окружающей среды и не решало проблемы утилизации отходов в полной мере.
И только сейчас эта проблема пытается решиться путем строительства мусороперерабатывающих заводов.
Процесс переработки проходит в несколько стадий:
А) Удаление черного металла.
Мусор поступает в приемные бункеры, где с помощью магнита удаляется черный металл.
Б) Биообработка.
Мусор подают на огромные вращающиеся барабаны (60м на 4м), которые давят и трамбуют его. К «работе» приступают микроорганизмы, в течение 3-х дней температура поднимается до 70˚С. Идет гниение органических отходов.
В) Образование компоста.
Из гниющего мусора вручную извлекаются резина, кожа, цветные металлы, древесина, пластмасса. Оставшийся компост поступает в циклон, в котором удаляется измельченное стекло. Сухой органический остаток – компост используется на нужды сельского хозяйства.
Почти треть отходов, поступающих на завод, не поддается переработке. Смесь текстиля, древесины, пластмассы и резины подвергают пиролизу – нагреву без доступа кислорода и получают:
пирокарбон (идет на производство полимеров);
горючий газ;
смолу.
Подобные заводы уже построены под Москвой, Санкт-Петербургом.
