- •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.
4 .Биотрансформация ксенобиотиков и загрязняющих веществ. Получение экологически чистой энергии.
Чужеродные вещества – ксенобиотики, попадая в организм человека, животных претерпевают биотрансформацию: окисление, восстановление, гидролиз и пр. Биотрансформация под воздействием микроорганизмов протекает в воде и в почве. Устойчивость некоторых ксенобиотиков в биосфере довольно высока (ДДТ-30 лет, хлордан- 15 лет, эльдрин -25 лет). К сожалению, подавляющее число ксенобиотиков трансформируются с образованием канцерогенов.
Биогаз.
Биогаз это смесь метана (65%), углекислого газа (30%), сероводорода (1%) и незначительных примесей. В основе получения биогаза лежит процесс метанового брожения – биометаногенез – превращение биомассы в энергию.
Бометаногенез – микробиологический процесс, в котором сложное органическое вещество разлагается до диоксида углерода и метана в аэробных условиях. Этому разложению подвержены почти все природные соединения и значительная часть ксенобиотиков. Процесс происходит в несколько стадий:
Первая стадия: белки, углеводы, липиды, разлагаются под действием ферментов гидролитических бактерий (гидролиз).
Вторая стадия: под действием ацетобактерий происходит ацидогенез, в ходе которого органические кислоты – продукты первой стадии, превращаются в уксусную кислоту, водород и углекислый газ.
Третья стадия : происходит метаногенез – метанобразующие бактерии из Н₂ и СО₂ образуют метан.
Экологическое значение биометаногенеза в том, что метановое сбраживание позволяет утилизировать отходы производств; защищать окружающую среду от загрязнения; получать биогаз как источник энергии (горит без дыма и запаха). Перспективы в области получения биогаза говорят о том, что анаэробная конверсия органических отходов в метан – конкурентно способная отрасль биоэнергетики.
Производство этанола.
Энергию можно также получать из растений, богатых углеводами, превращая их в спирт. К таким растениям относятся картофель, топинамбур злаки, кукуруза. Полученным спиртом можно заправлять машины.
Этанол широко применяется в химической промышленности: является растворителем, входит в состав моющих средств, клеев, красителей и пр.