Prezentácia ekologickej biotechnológie. Prezentácia biológie „biotechnológia“. Baktérie sú našou poslednou nádejou na prežitie
Ak chcete použiť ukážku prezentácií, vytvorte si Google účet (účet) a prihláste sa: https://accounts.google.com
Popisy snímok:
Biotechnológia, jej úspechy a perspektívy rozvoja. Etické aspekty niektorých úspechov v biotechnológii. Klonovanie zvierat
BIOTECHNOLÓGIA. chemická bionika. Bionika je využitie tajomstiev divokej prírody s cieľom vytvoriť pokročilejšie technické zariadenia. V širšom zmysle je biotechnológia využívanie živých organizmov a biologických procesov vo výrobe, t.j. výroba látok potrebných pre človeka s využitím výdobytkov mikrobiológie, biochémie a technológie, ktoré využívajú baktérie, mikroorganizmy a bunky rôznych tkanív.
Mikrób, to škaredé káčatko z prvých dní epidemiológie, sa vďaka pokroku vedy a techniky, výdobytkom ľudského génia, zmenil na krásnu labuť genetického inžinierstva modernej biotechnológie a priemyslu živých buniek. B.Ya. Neumann
Mikroorganizmy sa vyznačujú vysokou rýchlosťou rozmnožovania, často jednoduchým delením na polovicu. Napríklad: bakteriálna bunka sa za priaznivých podmienok rozdelí na polovicu každých 20-25 minút. 2. Rôzni vo fyziologických a biochemických vlastnostiach, niektorí žijú v podmienkach, ktoré nie sú vhodné pre život iných. Napríklad: odolávať vysokej úrovni žiarenia, vysokým (75–105 °С) a nízkym (-80 °С) teplotám, koncentrácii chloridu sodného do 30 %, nedostatku kyslíka (anaeróby).
3. Veľmi produktívny. Napríklad: 1 krava s hmotnosťou 500 kg vyprodukuje 0,5 kg bielkovín denne. 500 kg rastlín - 5 kg bielkovín. 500 kg kvasníc - 50 ton bielkovín (a to je hmotnosť 10 slonov!)! Za určitých podmienok je mikrobiálna bunka schopná produkovať 100 000-krát viac bielkovín za rovnaký čas ako živočíšna bunka. Zároveň využíva lacné látky (škrobové roztoky, odpadové vody). 4. Extrémna prispôsobivosť, t.j. dajú sa rýchlo a jednoducho vybrať
Napríklad: vývoj novej odrody obilnín trvá desaťročia alebo dokonca stáročia a len za 30 rokov sa produktivita kefovej plesne zvýšila 1000-krát. 5. Mikroorganizmy sú v prírode všadeprítomné, zohrávajú významnú úlohu v kolobehu látok (vzhľadom na širokú škálu mikroorganizmov sú to autotrofy, chemoautotrofy a heterotrofy, v trofických reťazcoch sú často rozkladačmi).
Použitie mikroorganizmov. Potravinársky priemysel. Chemický priemysel. Hutníctvo. Poľnohospodárstvo. Zachovanie pekárne, vinárstvo,
Výroba syra, získavanie produktov kyseliny mliečnej, octu, kŕmnych bielkovín. Výroba antibiotík, vitamínov, hormónov, aminokyselín, syntetických vakcín, výroba metánu ako paliva. Vylúhovanie niektorých kovov z chudobných rúd (meď, urán, zlato, striebro). Výroba siláže a fixátorov dusíka, biologická ochrana rastlín. Čistenie odtokov. Reakcia na únik ropy.
Biotechnológia je výroba produktov a materiálov potrebných pre človeka pomocou biologických predmetov a procesov. (Výskyt termínu „biotechnológia“ v 70. rokoch minulého storočia súvisí s pokrokom v molekulárnej genetike.)
Metódy biotechnológie: 1) Bunkové inžinierstvo - metóda získavania nových buniek a tkanív na umelom živnom médiu. Metóda je založená na vysokej schopnosti živých kultúr regenerovať sa. 1. metóda - Kultivácia. Metóda je založená na schopnosti delenia rastlinných a živočíšnych buniek, ak sú umiestnené v živnom médiu, ktoré obsahuje všetky látky potrebné pre život.Napríklad: Bunková kultúra ženšenu produkuje látky cenné pre človeka, na liečbu sa využívajú vypestované kožné bunky popáleniny.
2. metóda - Rekonštrukcia (metóda "in vitro" - in vitro). Umiestnením rastlinných buniek do určitých živných médií sa rozmnožujú vzácne a cenné druhy. To vám umožní vytvárať kultúry vzácnych rastlín bez vírusov. 3. metóda - Klonovanie. Metóda transplantácie jadier somatických buniek do vajíčok umožňuje získať genetickú kópiu jedného organizmu.
2) Chromozómové inžinierstvo 1. metóda – Haploidná metóda. Metóda je založená na kultivácii haploidných rastlín s následným zdvojením chromozómov. Len za 2–3 roky sa získajú úplne homozygotné rastliny namiesto 6–8 rokov príbuzenského kríženia. 2. metóda - Polyploidná metóda. Získavanie polyploidných rastlín v dôsledku mnohonásobného zväčšenia chromozómov Tretím spôsobom je nahradenie niektorých chromozómov v genóme jedného organizmu sesterskými z genómu iného organizmu rovnakého alebo blízkeho druhu.
3) Genetické inžinierstvo – založené na izolácii (alebo umelej syntéze) požadovaného druhu z genómu jedného organizmu a jeho zavedení do genómu iného organizmu, často vzdialeného pôvodu (poprvýkrát sa tento proces uskutočnil v roku 1969). Napríklad: Obľúbeným objektom genetických inžinierov je E. coli. Pomocou neho sa získava somatotropín (rastový hormón), interferón (bielkovina, ktorej kultivácia pomáha vyrovnať sa s mnohými vírusovými infekciami), inzulín (hormón pankreasu).Rastliny a zvieratá, ktorých genóm sa mení pomocou takýchto operácií, sa nazývajú transgénne.
V roku 1983 boli prvýkrát získané transgénne rastliny v USA, Belgicku a Nemecku. Teraz - 17 krajín pestuje transgénne rastliny, ktoré majú čas dozrievania potrebný pre ľudí, ich plody majú schopnosť dlhodobého skladovania a počas prepravy nestrácajú svoju prezentáciu.
Do genómu sa už dostali transgénne ošípané, ovce a králiky, do ktorých sa vniesli gény rôzneho pôvodu – vírusy, mikroorganizmy, huby, ľudia; boli získané transgénne rastliny s génmi zvierat, mikroorganizmov, vírusov a umelo vytvorených génov. Väčšina transgénnych plodín sa pestuje v USA.
Napríklad: Čína - tabak, ryža, sója, paradajky, rýchlo rastúce odrody, ktoré môžu rásť v zasolených pôdach. USA – bavlna, kukurica, zemiaky – odolné voči škodcom, keďže tieto rastliny produkujú entomoxín
Genetici pracujú na získavaní rastlinných vakcín, t.j. rastliny obsahujúce hotové protilátky proti rôznym chorobám alebo látky, ktoré bránia rozvoju choroby. Napríklad: zemiaky produkujú protilátky proti cholere (Rusko). Červená paradajka obsahuje 3,5-krát viac lykonínu (červený pigment). Lykonín, ktorý má oxidačné vlastnosti, znižuje pravdepodobnosť rakoviny (USA).
IV. Etické aspekty rozvoja niektorých výskumov v biotechnológiách. - Klonovanie ľudí. – Tvorba geneticky modifikovaných kmeňov vírusov a baktérií. Ľudské klonovanie je prediktívna metodológia, ktorá spočíva vo vytvorení embrya a následnom pestovaní ľudí z embrya, ktorí majú genotyp konkrétneho jedinca, v súčasnosti existujúci alebo predtým existujúci.
Vyplnil: učiteľ chémie, biológie GBPOU ChTPiS Dubrovina L.V.
OBJAVY V OBLASTI BIOLÓGIE VO VEKU STD
Úvod
Súčasný stav biotechnológie
Biotechnológia a jej úloha v praktických činnostiach človeka
Biotechnológia v rastlinnej výrobe
Metóda tkanivovej kultúry
Klonovanie
Nové objavy v oblasti medicíny
Genetické inžinierstvo
Transgénne produkty: klady a zápory
Geneticky modifikované potraviny
Dôsledky rozvoja biotechnológie v ére vedecko-technickej revolúcie
Úvod
Biotechnológia je priemyselné využitie biologických procesov a systémov založených na pestovaní vysoko účinných foriem mikroorganizmov, bunkových kultúr a tkanív rastlín a živočíchov s vlastnosťami potrebnými pre človeka. Samostatné biotechnologické procesy (pečenie, výroba vína) sú známe už v staroveku. Najväčší úspech však biotechnológie dosiahli v druhej polovici 20. storočia a pre ľudskú civilizáciu sú čoraz dôležitejšie.
Súčasný stav biotechnológie
Od staroveku sú známe určité biotechnologické procesy používané v oblastiach praktickej činnosti človeka. Patrí medzi ne pekáreň, vinárstvo, pivovarníctvo, fermentované mliečne výrobky atď. Naši predkovia netušili o podstate procesov, ktoré sú základom takýchto technológií, ale v priebehu tisícročí ich metódou pokus-omyl zdokonaľovali. Biologická podstata týchto procesov bola odhalená až v 19. storočí. vďaka vedeckým objavom L. Pasteura. Jeho práca slúžila ako základ pre rozvoj priemyslu využívajúceho rôzne druhy mikroorganizmov. V prvej polovici XX storočia. mikrobiologické procesy sa začali využívať na priemyselnú výrobu acetónu a butanolu, antibiotík, organických kyselín, vitamínov a kŕmnych bielkovín.
Pokrok dosiahnutý v druhej polovici 20. storočia v oblasti cytológie, biochémie, molekulárnej biológie a genetiky vytvorila predpoklady na ovládanie elementárnych mechanizmov vitálnej činnosti buniek, čo prispelo k prudkému rozvoju biotechnológií. Vďaka selekcii vysoko produktívnych kmeňov mikroorganizmov sa účinnosť biotechnologických procesov zvýšila desiatky a stonásobne.
Biotechnológia a jej úloha v praktických činnostiach človeka
Charakteristickým znakom biotechnológie je, že spája najpokročilejšie úspechy vedeckého a technologického pokroku s nahromadenými skúsenosťami z minulosti, ktoré sa prejavujú využívaním prírodných zdrojov na vytváranie produktov užitočných pre ľudí. Každý biotechnologický proces zahŕňa niekoľko etáp: príprava objektu, jeho kultivácia, izolácia, čistenie, úprava a použitie získaných produktov. Viacstupňový a komplexný proces si vyžaduje zapojenie rôznych odborníkov do jeho implementácie: genetikov a molekulárnych biológov, cytológov, biochemikov, virológov, mikrobiológov a fyziológov, procesných inžinierov, konštruktérov biotechnologických zariadení.
Biotechnológia v rastlinnej výrobe
Metóda tkanivovej kultúry
Čoraz častejšie sa na priemyselnej báze používa metóda vegetatívneho rozmnožovania poľnohospodárskych rastlín tkanivovou kultúrou. Umožňuje nielen rýchle množenie nových perspektívnych odrôd rastlín, ale aj získanie sadivového materiálu bez vírusov.
Biotechnológia v chove zvierat
V posledných rokoch vzrástol záujem o dážďovky ako zdroj živočíšnych bielkovín na vyváženie kŕmnej stravy zvierat, vtákov, rýb, kožušinových zvierat, ako aj o bielkovinový doplnok s terapeutickými a profylaktickými vlastnosťami.
Na zvýšenie produktivity zvierat je potrebné kompletné krmivo. Mikrobiologický priemysel vyrába kŕmne bielkoviny na báze rôznych mikroorganizmov - baktérií, húb, kvasiniek, rias. Ako ukázali priemyselné testy, na bielkoviny bohatá biomasa jednobunkových organizmov je trávená s vysokou účinnosťou hospodárskymi zvieratami. Takže 1 tona kŕmnych kvasníc ušetrí 5-7 ton obilia. Je to veľmi dôležité, keďže 80 % svetovej poľnohospodárskej pôdy je určených na výrobu krmív pre hospodárske zvieratá a hydinu.
Klonovanie
Klonovanie ovečky Dolly v roku 1996 Janom Wilmuthom a kolegami z Roslynského inštitútu v Edinburghu vyvolalo celosvetový odpor. Dolly bola počatá z ovčej mliečnej žľazy, ktorá už nežila, a jej bunky boli uložené v tekutom dusíku. Technika, ktorou bola Dolly vytvorená, je známa ako "prenos jadra", to znamená, že jadro bolo odstránené z neoplodneného vajíčka a na jeho miesto bolo umiestnené jadro zo somatickej bunky. Z 277 vajíčok s jadrom sa len z jedného vyvinulo relatívne zdravé zviera. Tento spôsob rozmnožovania je „asexuálny“ v tom, že na vytvorenie dieťaťa nevyžaduje príslušníka každého pohlavia. Wilmutov úspech sa stal medzinárodnou senzáciou.
V decembri 1998 sa dozvedeli o úspešných ukončených pokusoch o klonovanie dobytka, keď Japonci I. Kato, T. Tani a spol. sa podarilo získať 8 zdravých teliat po prenose 10 rekonštruovaných embryí do maternice príjemcov kráv.
Snímka č. 10
Nové objavy
v oblasti medicínyPokroky v biotechnológiách sú široko používané najmä v medicíne. V súčasnosti sa antibiotiká, enzýmy, aminokyseliny a hormóny získavajú biosyntézou.
Napríklad hormóny sa zvyčajne získavali zo zvieracích orgánov a tkanív. Aj na získanie malého množstva liečivého prípravku bolo potrebných veľa východiskového materiálu. V dôsledku toho bolo ťažké získať potrebné množstvo drogy a bolo to veľmi drahé.
Takže inzulín, hormón pankreasu, je hlavnou liečbou cukrovky. Tento hormón sa musí pacientom podávať neustále. Jeho výroba z pankreasu ošípaných alebo hovädzieho dobytka je náročná a nákladná. Okrem toho sa molekuly zvieracieho inzulínu líšia od molekúl ľudského inzulínu, ktoré často spôsobovali alergické reakcie, najmä u detí. Biochemická výroba ľudského inzulínu bola teraz stanovená. Bol získaný gén zodpovedný za syntézu inzulínu. Pomocou genetického inžinierstva bol tento gén zavedený do bakteriálnej bunky, ktorá v dôsledku toho získala schopnosť syntetizovať ľudský inzulín.
Okrem získavania terapeutických činidiel umožňuje biotechnológia vykonávať včasnú diagnostiku infekčných ochorení a malígnych novotvarov na základe použitia antigénnych prípravkov, vzoriek DNA/RNA.
Pomocou nových očkovacích prípravkov je možné predchádzať infekčným ochoreniam.
Snímka č. 11
Metóda kmeňových buniek: lieči alebo mrzačí?
Japonskí vedci pod vedením profesora Shinya Yamanaka z univerzity v Kjóte prvýkrát izolovali kmeňové bunky z ľudskej kože po tom, čo do nich vložili súbor určitých génov. Podľa ich názoru to môže slúžiť ako alternatíva klonovania a umožní vytvorenie liekov porovnateľných s tými, ktoré sa získajú klonovaním ľudských embryí. Americkí vedci takmer súčasne dostali podobné výsledky. Ale to neznamená, že o pár mesiacov bude možné úplne sa vyhnúť klonovaniu embryí a obnoviť pracovnú kapacitu tela pomocou kmeňových buniek získaných z kože pacienta.
Najprv sa budú musieť špecialisti postarať o to, aby bunky stola „kože“ boli skutočne také multifunkčné, ako sa zdajú, aby sa dali implantovať do rôznych orgánov bez obáv o zdravie pacienta a aby zároveň fungovali. Hlavnou obavou je, aby takéto bunky nepredstavovali riziko v súvislosti s rozvojom rakoviny. Pretože hlavným nebezpečenstvom embryonálnych kmeňových buniek je to, že sú geneticky nestabilné a po transplantácii do tela majú schopnosť vyvinúť sa do niektorých nádorov.
Snímka č. 12
Genetické inžinierstvo
Techniky genetického inžinierstva umožňujú izolovať potrebný gén a zaviesť ho do nového genetického prostredia, aby sa vytvoril organizmus s novými, vopred určenými vlastnosťami.
Metódy genetického inžinierstva sú stále veľmi zložité a drahé. Ale už teraz sa s ich pomocou v priemysle získavajú také dôležité lieky ako interferón, rastové hormóny, inzulín atď.
Výber mikroorganizmov je najdôležitejším smerom v biotechnológii.
Rozvoj bioniky umožňuje efektívne aplikovať biologické metódy na riešenie inžinierskych problémov, využívať skúsenosti voľne žijúcich živočíchov v rôznych oblastiach techniky.
Snímka č. 13
Transgénne produkty:
klady a zápory Vo svete je už zaregistrovaných niekoľko desiatok jedlých transgénnych rastlín. Ide o odrody sóje, ryže a cukrovej repy, ktoré sú odolné voči herbicídom; kukurica odolná voči herbicídom a škodcom; zemiaky odolné voči pásavke zemiakovej; cuketa, takmer bez kôstok; paradajky, banány a melóny s predĺženou trvanlivosťou; repka a sójové bôby s upraveným zložením mastných kyselín; ryža bohatá na vitamín A.
Geneticky modifikované zdroje nájdeme v údeninách, údeninách, mäsových konzervách, haluškách, syroch, jogurtoch, detskej výžive, cereáliách, čokoláde, zmrzlinových cukríkoch.
Snímka č. 14
Geneticky modifikované potraviny
Zoznam produktov, kde môžu byť geneticky modifikované produkty: Riboflavíny E 101, E 101A, karamel E 150, xantán E 415, lecitín E 322, E 153, E160d, E 161c, E 308q, E 471, E 473f, E 475, E 476b, E 477, E 479a, E 570, E 572, E 573, E 620, E 621, E 622, E 623, E 623, E 624, E 625.
Geneticky modifikované potraviny: Chocolate Fruit Nut, Kit-kat, Milky Way, Twix; nápoje: Nesquik, Coca-Cola, Sprite, Pepsi, chipsy Pringles, jogurt Danon.
Geneticky modifikované produkty vyrábajú tieto spoločnosti: Novartis, Monsanto (Monsanto) - nový názov spoločnosti Pharmacy (Pharmacia), ktorá zahŕňa Coca-Cola, ako aj Nestle, Danone (Danone), Henz, Hipp, Uniliver ( Uniliver), United Biscuits, reštaurácie McDonalds.
Vo svete nebol zaregistrovaný jediný fakt, že by transgénna rastlina ublížila človeku. Ostražitosť by sa však nemala strácať. Zatiaľ nie je objasnené, či tieto rastliny ovplyvnia potomstvo, či nebudú znečisťovať životné prostredie.
Snímka č. 15
Perspektívy rozvoja biotechnológie
Na priemyselnej báze sa čoraz častejšie používa metóda vegetatívneho rozmnožovania poľnohospodárskych rastlín pomocou tkanivových kultúr. Umožňuje nielen rýchle množenie nových perspektívnych odrôd rastlín, ale aj získanie sadivového materiálu bez vírusov.
Biotechnológia umožňuje získavať ekologické palivá prostredníctvom biospracovania priemyselného a poľnohospodárskeho odpadu. Boli napríklad vytvorené rastliny, ktoré využívajú baktérie na spracovanie hnoja a iného organického odpadu. Z 1 tony hnoja sa získa až 500 m3 bioplynu, čo zodpovedá 350 litrom benzínu, pričom sa zlepšuje kvalita hnoja ako hnojiva.
Biotechnologický vývoj sa čoraz viac využíva pri ťažbe a spracovaní nerastov.
1 z 30
Prezentácia na tému: Biotechnológia
snímka číslo 1
Popis snímky:
snímka číslo 2
Popis snímky:
Biotechnológia je disciplína, ktorá študuje možnosti využitia živých organizmov, ich systémov alebo produktov ich životnej činnosti na riešenie technologických problémov, ako aj možnosti vytvárania živých organizmov s potrebnými vlastnosťami pomocou genetického inžinierstva. Biotechnológia je disciplína, ktorá študuje možnosti využitia živých organizmov, ich systémov alebo produktov ich životnej činnosti na riešenie technologických problémov, ako aj možnosti vytvárania živých organizmov s potrebnými vlastnosťami pomocou genetického inžinierstva. Možnosti biotechnológie sú mimoriadne vďaka tomu, že jej metódy sú výnosnejšie ako konvenčné: používajú sa za optimálnych podmienok (teplota a tlak), sú produktívnejšie, šetrnejšie k životnému prostrediu a nevyžadujú chemikálie, ktoré otravujú životné prostredie atď.
snímka číslo 3
Popis snímky:
snímka číslo 4
Popis snímky:
Biotechnológia sa často používa na označenie aplikácie genetického inžinierstva v 20. a 21. storočí, ale tento termín sa vzťahuje aj na širší súbor procesov modifikácie biologických organizmov, aby vyhovovali ľudským potrebám, počnúc modifikáciou rastlín a domestikovaných zvierat cez umelé selekcia a hybridizácia. Tradičná biotechnologická výroba dokázala pomocou moderných metód zlepšiť kvalitu potravinárskych výrobkov a zvýšiť produktivitu živých organizmov. Biotechnológia sa často používa na označenie aplikácie genetického inžinierstva v 20. a 21. storočí, ale tento termín sa vzťahuje aj na širší súbor procesov modifikácie biologických organizmov, aby vyhovovali ľudským potrebám, počnúc modifikáciou rastlín a domestikovaných zvierat cez umelé selekcia a hybridizácia. Tradičná biotechnologická výroba dokázala pomocou moderných metód zlepšiť kvalitu potravinárskych výrobkov a zvýšiť produktivitu živých organizmov.
snímka číslo 5
Popis snímky:
snímka číslo 6
Popis snímky:
snímka číslo 7
Popis snímky:
snímka číslo 8
Popis snímky:
V roku 1814 akademik K.S. Kirchhoff objavil fenomén biologickej katalýzy a pokúsil sa biokatalyticky získať cukor z dostupných domácich surovín (do polovice 19. storočia sa cukor získaval len z cukrovej trstiny). V roku 1814 akademik K.S. Kirchhoff objavil fenomén biologickej katalýzy a pokúsil sa biokatalyticky získať cukor z dostupných domácich surovín (do polovice 19. storočia sa cukor získaval len z cukrovej trstiny).
snímka číslo 9
Popis snímky:
A v roku 1891 v USA japonský biochemik Dz. Takamine získal prvý patent na použitie enzýmových prípravkov na priemyselné účely. Vedec navrhol použiť diastázu na sacharifikáciu rastlinného odpadu. Už na začiatku 20. storočia teda došlo k aktívnemu rozvoju fermentačného a mikrobiologického priemyslu. V tých istých rokoch sa uskutočnili prvé pokusy o využitie enzýmov v textilnom priemysle. A v roku 1891 v USA japonský biochemik Dz. Takamine získal prvý patent na použitie enzýmových prípravkov na priemyselné účely. Vedec navrhol použiť diastázu na sacharifikáciu rastlinného odpadu. Už na začiatku 20. storočia teda došlo k aktívnemu rozvoju fermentačného a mikrobiologického priemyslu. V tých istých rokoch sa uskutočnili prvé pokusy o využitie enzýmov v textilnom priemysle.
snímka číslo 10
Popis snímky:
V rokoch 1916-1917 sa ruský biochemik A. M. Kolenev pokúsil vyvinúť metódu, ktorá by mu umožnila kontrolovať pôsobenie enzýmov v prírodných surovinách pri výrobe tabaku. Istý prínos k rozvoju praktickej biochémie patrí akademikovi A.N. Bacha, ktorý vytvoril dôležitú aplikovanú oblasť biochémie - technickú biochémiu. V rokoch 1916-1917 sa ruský biochemik A. M. Kolenev pokúsil vyvinúť metódu, ktorá by mu umožnila kontrolovať pôsobenie enzýmov v prírodných surovinách pri výrobe tabaku. Istý prínos k rozvoju praktickej biochémie patrí akademikovi A.N. Bacha, ktorý vytvoril dôležitú aplikovanú oblasť biochémie - technickú biochémiu.
snímka číslo 11
Popis snímky:
A.N. Bach a jeho študenti vypracovali množstvo odporúčaní na zlepšenie technológií spracovania širokej škály biochemických surovín, zlepšenie technológií pečenia, pivovarníctva, výroby vína, čaju a tabaku, ako aj odporúčania na zvýšenie úrody pestovaných rastlín riadením biochemické procesy v nich prebiehajúce. Všetky tieto štúdie, ako aj napredovanie chemického a mikrobiologického priemyslu a vytváranie nových priemyselných biochemických odvetví sa stali hlavnými predpokladmi pre vznik moderných biotechnológií, z hľadiska výroby sa mikrobiologický priemysel stal základom biotechnológie v r. proces jeho formovania. A.N. Bach a jeho študenti vypracovali množstvo odporúčaní na zlepšenie technológií spracovania širokej škály biochemických surovín, zlepšenie technológií pečenia, pivovarníctva, výroby vína, čaju a tabaku, ako aj odporúčania na zvýšenie úrody pestovaných rastlín riadením biochemické procesy v nich prebiehajúce. Všetky tieto štúdie, ako aj napredovanie chemického a mikrobiologického priemyslu a vytváranie nových priemyselných biochemických odvetví sa stali hlavnými predpokladmi pre vznik moderných biotechnológií, z hľadiska výroby sa mikrobiologický priemysel stal základom biotechnológie v r. proces jeho formovania.
snímka číslo 12
Popis snímky:
Prvé antibiotikum, penicilín, bolo izolované v roku 1940. Po penicilíne boli objavené ďalšie antibiotiká (táto práca pokračuje dodnes). S objavom antibiotík sa okamžite objavili nové úlohy: zaviesť výrobu liečivých látok produkovaných mikroorganizmami, pracovať na znižovaní nákladov a zvyšovaní dostupnosti nových liekov, získavať ich vo veľmi veľkých množstvách potrebných pre medicínu. Prvé antibiotikum, penicilín, bolo izolované v roku 1940. Po penicilíne boli objavené ďalšie antibiotiká (táto práca pokračuje dodnes). S objavom antibiotík sa okamžite objavili nové úlohy: zaviesť výrobu liečivých látok produkovaných mikroorganizmami, pracovať na znižovaní nákladov a zvyšovaní dostupnosti nových liekov, získavať ich vo veľmi veľkých množstvách potrebných pre medicínu.
snímka číslo 13
Popis snímky:
Vo vývoji biotechnológie možno rozlíšiť tieto hlavné etapy: Vo vývoji biotechnológie možno rozlíšiť tieto hlavné etapy: 1) Vývoj empirickej technológie - nevedomé využívanie mikrobiologických procesov (pečenie, výroba vína) približne od 6. tisícročia. pred Kr. 2) Vznik základných biologických vied v XV-XVIII storočí. 3) Prvé zavedenie vedeckých údajov do mikrobiologickej výroby na konci 19. – začiatku 20. storočia je obdobím revolučných zmien v mikrobiologickom priemysle. 4) Vytvorenie vedecko-technických predpokladov pre vznik modernej biotechnológie v prvej polovici 20. storočia (objav štruktúry bielkovín, využitie vírusov pri štúdiu genetiky bunkových organizmov).
snímka číslo 14
Popis snímky:
5) Vznik samotnej biotechnológie ako nového vedeckého a technického odvetvia (polovica 20. storočia), spojený s hromadnou cenovo výhodnou výrobou liečiv; organizácia veľkokapacitnej výroby na výrobu bielkovín na uhľovodíkoch. 5) Vznik samotnej biotechnológie ako nového vedeckého a technického odvetvia (polovica 20. storočia), spojený s hromadnou cenovo výhodnou výrobou liečiv; organizácia veľkokapacitnej výroby na výrobu bielkovín na uhľovodíkoch. 6) Vznik najnovšej biotechnológie spojenej s praktickou aplikáciou genetického a bunkového inžinierstva, inžinierskej enzymológie a imunitnej biotechnológie. mikrobiologická produkcia je produkcia veľmi vysokej kultúry. Jeho technológia je veľmi zložitá a špecifická, údržba zariadení si vyžaduje zvládnutie špeciálnych zručností. V súčasnosti sa mikrobiologickou syntézou vyrábajú antibiotiká, enzýmy, aminokyseliny, medziprodukty na ďalšiu syntézu rôznych látok, feromóny (látky, pomocou ktorých možno kontrolovať správanie hmyzu), organické kyseliny, kŕmne bielkoviny a iné. Technológia výroby týchto látok je dobre vyvinutá a ich výroba mikrobiologickými prostriedkami je ekonomicky rentabilná.
snímka číslo 15
Popis snímky:
Hlavné oblasti biotechnológie sú: Hlavnými oblasťami biotechnológie sú: 1) výroba biologicky aktívnych zlúčenín (enzýmy, vitamíny, hormonálne prípravky), liečiv (antibiotiká, vakcíny, séra, vysokošpecifické protilátky atď.) pomocou mikroorganizmov a kultivovaných eukaryotické bunky, ako aj bielkoviny, aminokyseliny používané ako prísady do krmiva; 2) používanie biologických metód na boj proti znečisťovaniu životného prostredia (biologické čistenie odpadových vôd, znečistenie pôdy atď.) a na ochranu rastlín pred škodcami a chorobami; 3) vytváranie nových užitočných kmeňov mikroorganizmov, odrôd rastlín, plemien zvierat atď.
Popis prezentácie na jednotlivých snímkach:
1 snímka
Popis snímky:
2 snímka
Popis snímky:
Biotechnológia je v investičnej atraktivite na druhom mieste po informačných technológiách. Biotechnológia (BT) je disciplína, ktorá študuje možnosti využitia živých organizmov, ich systémov alebo produktov ich životnej činnosti na riešenie technologických problémov, ako aj možnosti vytvárania živých organizmov s potrebnými vlastnosťami pomocou genetického inžinierstva.
3 snímka
Popis snímky:
4 snímka
Popis snímky:
Biotechnológia Poľnohospodárstvo Medicína Biokatalýza Baníctvo Nanobiotechnológia - chemický priemysel; - polotovary pre farmaceutický priemysel. - nové lieky a vakcíny; - diagnostické súpravy (vrátane mikročipov); - génová diagnostika; - génová terapia; - individuálna medicína; - regeneratívna medicína (kmeňové bunky). - ťažba kovov (hydrometalurgia); - produkcia ropy (sekundárna). - nové materiály; - biosenzory; - biopočítače. - biodegradácia znečisťujúcich látok; - nahradenie chem. biologické hnojivá a pesticídy; biologicky odbúrateľné plasty; - nahradenie ropy biomasou; - zníženie emisií CO2. Ochrana životného prostredia – geneticky upravené rastliny a živočíchy; - biopesticídy, biohnojivá; - kŕmiť aminokyselinami, antibiotikami, vitamínmi, enzýmami. zelená biela zelená červená
5 snímka
Popis snímky:
Obdobia vývoja bt I - Empirické obdobie. II - Vedecké a praktické obdobie (etiologické). III - Biotechnické obdobie. IV - Genetické obdobie.
6 snímka
Popis snímky:
I - Empirické obdobie (asi 6000 rokov pred Kristom - polovica 19. storočia) Vyznačuje sa intuitívnym využívaním biotechnologických techník a metód: pečenie chleba, vinárstvo, pivovarníctvo, získavanie fermentovaných mliečnych výrobkov, syrov, kyslej kapusty, silážovania krmív pre hospodárske zvieratá atď.; úprava kože, získavanie prírodných farbív; získanie prírodných vlákien: ľan, hodváb, vlna, bavlna; Vo farmácii a medicíne: hirudoterapia, apiterapia; prevencia prirodzených kiahní obsahom pustúl teliat s kravskými kiahňami.
7 snímka
Popis snímky:
II - Vedecké a praktické obdobie (1856-1933) Stanovenie druhovej identity mikroorganizmov. Izolácia mikroorganizmov v čistých kultúrach a kultivácia na živných pôdach. Reprodukcia prírodných procesov (fermentácia, oxidácia atď.). Výroba potravinárskej biomasy lisovaných kvasníc. Získavanie bakteriálnych metabolitov (acetón, butanol, kyselina citrónová a mliečna). Tvorba systémov na mikrobiologické čistenie odpadových vôd. L. Pasteur je zakladateľ vedeckej mikrobiológie. Prvá tekutá živná pôda (1859). A. de Bari je zakladateľom fyziologickej mykológie a mikrofytopatológie. DI. Ivanovský - detekcia vírusu tabakovej mozaiky (1892) Úvod do modernej biotechnológie Docent S.N. Suslina, PFUR
8 snímka
Popis snímky:
III - Biotechnické obdobie (1933-1972) Začiatok priemyselnej biotechnológie. Úvod do výroby veľkoobjemových uzavretých zariadení na fermentáciu v sterilných podmienkach. Metodické prístupy k hodnoteniu a interpretácii výsledkov získaných pri hĺbkovom pestovaní húb. Vznik a vývoj výroby antibiotík (obdobie 2. svetovej vojny). „Metódy na štúdium metabolizmu plesňových húb“ (A. Kluiver, L.Kh.Ts. Perkin) - začiatok biotechnického obdobia. Úvod do modernej biotechnológie Docent S.N. Suslina, PFUR
9 snímka
Popis snímky:
1936 - boli vyriešené hlavné úlohy vytvoriť a uviesť do praxe potrebné vybavenie, vrátane hlavného - bioreaktora; 1938 – A. Tiselius vypracoval teóriu elektroforézy; 1942 – M. Delbrück a T. Anderson prvýkrát „uvideli“ vírusy pomocou elektrónového mikroskopu; 1943 - penicilín sa vyrába v priemyselnom meradle; 1949 - J. Lederberg objavil u E.collyho proces konjugácie; 1950 - J. Monod vypracoval teoretické základy kontinuálneho riadeného pestovania m/o; 1951 – M. Theiler vyvinul vakcínu proti žltej zimnici; 1952 - W. Hayes opísal plazmid ako extrachromozomálny faktor dedičnosti; 1953 – F. Crick a J. Watson dekódovali štruktúru DNA. 1959 - Japonskí vedci objavili plazmidy rezistencie na antibiotiká v dyzentérickej baktérii; 1960 – S. Ochoa a A. Kornberg izolovali proteíny, ktoré dokážu „zosieťovať“ alebo „zlepiť“ nukleotidy do polymérnych reťazcov, čím sa syntetizujú makromolekuly DNA. Jeden taký enzým bol izolovaný z Escherichia coli a nazvaný DNA polymeráza; 1961 - M. Nirenberg prečítal prvé tri písmená genetického kódu fenylalanínu; 1962 – X. Korán chemicky syntetizoval funkčný gén; 1970 - bol izolovaný enzýmový reštrikčný enzým (reštrikčná endonukleáza). Významné objavy, ktoré sa odrážajú v biotechnickom období
10 snímka
Popis snímky:
IV – obdobie genetického inžinierstva od roku 1972. 1972 - prvá rekombinantná molekula DNA (P. Berg, USA). 1975 - G. Keller a C. Milstein publikovali článok, v ktorom opísali spôsob získavania monoklonálnych protilátok; 1981 - prvý diagnostický kit monoklonálnych protilátok schválený na použitie v USA; 1982 – začal sa predávať ľudský inzulín produkovaný bunkami E. coli; schválená na použitie v európskych krajinách vakcína pre zvieratá získaná technológiou rekombinantnej DNA; boli vyvinuté geneticky upravené interferóny, tumor nekrotizujúci faktor, IL-2, ľudský somatotropný hormón atď.; 1986 - K. Mullis vyvinul metódu PCR; 1988 - začiatok veľkovýroby zariadení a diagnostických súprav pre PCR; 1997 - Prvý cicavec (ovca Dolly) bol klonovaný z diferencovanej somatickej bunky.
11 snímka
Popis snímky:
hlavné smery biotechnológie Biotechnológie Bunkové inžinierstvo Biotechnologické objekty Kultivované tkanivá Živočíšne bunky Rastlinné bunky Mikroorganizmy vytvorené metódami genetického inžinierstva Priemyselná biotechnológia Genetické inžinierstvo Biotechnológia čistenia odpadových vôd a kontrola znečistenia vôd ťažkými Me. Bioenergetika. Potravinová biotechnológia. Lekárska biotechnológia. Biotechnológia mliečnych výrobkov. Poľnohospodárska biotechnológia. Bioelektronika. Biogeotechnológia.
12 snímka
Popis snímky:
Bioenergia Sušina - spaľovanie - teplo - mechanická alebo elektrická energia. Surovinou je výroba bioplynu (metánu). Metánovú „fermentáciu“ alebo biometanogenézu objavil v roku 1776 Volta, ktorý zistil prítomnosť metánu v močiarnom plyne. Bioplyn je zmesou 65 % metánu, 30 % (CO2), 1 % (H2S) a menších množstiev (N2), (O2), H2 a (CO).
13 snímka
Popis snímky:
Biotechnológia odpadových vôd a kontrola znečistenia vody ťažkými kovmi Odpadová voda zvyčajne obsahuje komplexnú zmes nerozpustných a rozpustných zložiek rôzneho charakteru a koncentrácie. Odpad z domácností zvyčajne obsahuje pôdnu a črevnú mikroflóru vrátane patogénov. Odpadové vody z cukrovarníkov, škrobární, pivovarov a kvasníc, mäsokombinátov obsahujú veľké množstvo uhľohydrátov, bielkovín a tukov, ktoré sú zdrojom živín a energie. Odpadové vody z chemického a hutníckeho priemyslu môžu obsahovať značné množstvá toxických a dokonca výbušných látok. K vážnemu znečisteniu dochádza, keď sa do životného prostredia dostanú zlúčeniny ťažkých kovov ako železo, meď, cín atď.. znečistené vodné toky.
14 snímka
Popis snímky:
Baktérie rodu Pseudomonas sú prakticky všežravé. Napríklad P. putida môže využívať naftalén, toluén, alkány, gáfor a ďalšie zlúčeniny. Izolovali sa čisté kultúry mikroorganizmov schopných rozkladať špecifické fenolové zlúčeniny, ropné zložky v znečistených vodách a pod. Mikroorganizmy rodu Pseudomonas dokážu využiť aj neobvyklé chemické zlúčeniny – insekticídy, herbicídy a iné xenobiotiká. Biologické metódy sú použiteľné aj pri čistení odpadových vôd z ropného priemyslu. Na tento účel sa používajú prevzdušňovacie systémy biočistenia s aktivovaným kalom obsahujúcim mikrobiálne spoločenstvo prispôsobené ropným zložkám. Ústav aplikovanej biochémie a strojárstva vyvinul domáci prípravok - biodegradant ropy a ropných produktov. Umožňuje vám využívať ropu aj rôzne ropné produkty: vykurovací olej, motorovú naftu, benzín, petrolej, aromatické uhľovodíky. Biologický prípravok pôsobí pri vysokej úrovni znečistenia až 20%, s vysokým obsahom ťažkých alifatických a aromatických uhľovodíkov. Biotechnológia na čistenie odpadových vôd a kontrolu znečistenia vôd ťažkými kovmi
15 snímka
Popis snímky:
Poľnohospodárska biotechnológia Biologická fixácia dusíka je proces premeny dusíka obsiahnutého v atmosfére vo forme chemicky inertného N2 na formu dusičnanov a amónia dostupnú pre rastliny. Dusík tvorí 78 % celkového objemu atmosférického vzduchu a vo svojej atamárnej forme je pre rastliny absolútne nedostupný. Preto sú ľudia nútení aplikovať dusíkaté hnojivá na zvýšenie produktivity poľnohospodárskych plodín. Atmosférickú fixáciu dusíka vykonávajú baktérie žijúce v symbióze s členmi rodiny alebo voľne žijúce fixátory dusíka (Azotobacter). Boli vyvinuté bakteriálne prípravky, ktoré zlepšujú výživu rastlín fosforom. V poslednej dobe pribúdajú údaje o mutagénnych a karcinogénnych účinkoch chemických pesticídov, ktoré sa zle rozkladajú a hromadia sa v životnom prostredí. Mikrobiálne insekticídy sú vysoko špecifické a fungujú len na určité druhy hmyzu. Mikrobiálne pesticídy podliehajú biologickému rozkladu. M/o môže regulovať rast rastlín a živočíchov, potláčať z-tion. Niektoré baktérie menia pH a salinitu pôdy, iné produkujú zlúčeniny viažuce Fe a ďalšie produkujú regulátory rastu. Semená a/alebo rastliny sa spravidla o/o inokulujú pred výsadbou. V chove zvierat sa využíva diagnostika, prevencia, liečba chorôb pomocou monoklonálnych protilátok, genetické šľachtenie plemien zvierat. Biotechnológia sa používa na silážovanie krmovín, umožňujúce zvýšiť asimiláciu rastlinnej biomasy, na likvidáciu odpadu z chovov hospodárskych zvierat atď.
16 snímka
Popis snímky:
Biogeotechnológia Využitie geochemickej aktivity mikroorganizmov v ťažobnom priemysle. Lúhovanie chudobných a odpadových rúd, odsírenie uhlia, kontrola metánu v uhoľných baniach, zvýšená ťažba ropy a pod. Biogeotechnológia lúhovania kovov - využitie najmä tionických (oxidačných zlúčenín síry a síry) baktérií na extrakciu kovov z rúd, rúd koncentráty a horniny . Pri spracovaní chudobných a zložitých rúd sa strácajú tisíce a dokonca milióny ton cenných kovov vo forme odpadu, trosky a hlušiny. Existujú aj emisie škodlivých plynov do atmosféry. Bakteriálno-chemické vylúhovanie kovov tieto straty znižuje. Základom tohto procesu je oxidácia sulfidických minerálov obsiahnutých v rudách tionovými baktériami. Oxidujú sa sulfidy medi, železa, zinku, cínu, kadmia atď.. V tomto prípade prechádzajú kovy z nerozpustnej sulfidovej formy na sírany, ktoré sú ľahko rozpustné vo vode. Kovy sa extrahujú z roztokov síranov zrážaním, extrakciou a sorpciou. Hlavným typom m/o používaným na biogeotechnologickú extrakciu kovov je typ tionových baktérií Thiobacillus ferrooxidans. Biogeotechnológia spontánne vznikla v 16. storočí. Zdá sa, že rok 1922 by sa mal považovať za oficiálny dátum narodenia biogeotechnológie. Thiobacillus ferrooxidans objavili v roku 1947 Kolmer a Kinkelmu Úvod do modernej biotechnológie docent S. N. Suslina, PFUR
17 snímka
Popis snímky:
Biogeotechnológia Biogeotechnológia odsírovania uhlia je použitie tionových baktérií na odstránenie zlúčenín obsahujúcich síru z uhlia. Celkový obsah síry v uhlí môže dosiahnuť 10-12%. Pri spaľovaní uhlia sa v nich obsiahnutá síra mení na oxid siričitý, ktorý sa dostáva do atmosféry, kde z neho vzniká kyselina sírová. Z atmosféry padá kyselina sírová na zemský povrch vo forme kyslého dažďa. Podľa dostupných údajov pripadne v niektorých krajinách západnej Európy s dažďami ročne až 300 kg kyseliny sírovej na 1 hektár pôdy. Okrem toho uhlie s vysokým obsahom síry nekoksujú dobre, a preto ich nemožno použiť v metalurgii neželezných kovov. Prvé pokusy o riadenom odstraňovaní síry z uhlia pomocou mikroorganizmov uskutočnili u nás v roku 1959 3. M. Zarubina, N. N. Lyaliková a E. I. Shmuk. Výsledkom týchto experimentov počas 30 dní za účasti baktérií Th. ferrooxidans sa z uhlia odstránilo 23-30% síry. Neskôr bolo od amerických výskumníkov publikovaných niekoľko prác o mikrobiologickom odsírovaní uhlia. Pomocou tionových baktérií sa im podarilo znížiť obsah pyritovej síry v uhlí za štyri dni o takmer 50 %.
18 snímka
Popis snímky:
Bioelektronika V oblasti elektroniky možno biotechnológiu využiť na vytvorenie vylepšených typov biosenzorov a biočipov. Biotechnológia umožňuje vytvárať zariadenia, v ktorých sú proteíny základom molekúl, ktoré fungujú ako polovodiče. Na indikáciu znečistenia rôzneho pôvodu sa v poslednej dobe nepoužívajú chemické činidlá, ale biosenzory - enzýmové elektródy, ako aj imobilizované bunky mikroorganizmov. Bioselektívne senzory sa vytvárajú aj aplikáciou celých m/o buniek alebo tkanív na povrch iónovo selektívnych elektród. Napríklad Neurospora europea - na stanovenie NH3, Trichosporon brassiacae - na stanovenie kyseliny octovej. Ako senzory sa používajú aj monoklonálne protilátky, ktoré majú mimoriadne vysokú selektivitu. Lídrami vo výrobe biosenzorov a biočipov sú japonské spoločnosti ako Hitachi, Sharp, Sony.
19 snímka
Popis snímky:
Lekárska biotechnológia Vakcíny a séra. Antibiotiká. Enzýmy a antienzýmy. Hormóny a ich antagonisty. Vitamíny. Aminokyseliny. Krvné náhrady. Alkaloidy. Imunomodulátory. Biorádioprotektory. Imunitné diagnostiky a biosenzory. Biogeotechnológia spontánne vznikla v 16. storočí. Zdá sa, že rok 1922 by sa mal považovať za oficiálny dátum narodenia biogeotechnológie. Thiobacillus ferrooxidans objavili v roku 1947 Kolmer a Kinkelmu Úvod do modernej biotechnológie docent S. N. Suslina, PFUR
20 snímka
Popis snímky:
Kľúčové biomedicínske technológie Produkcia sekundárnych metabolitov - NMS, ktoré nie sú potrebné pre rast v čistej kultúre: a/b, alkaloidy, rastové hormóny rastlín a toxíny. Proteínová technológia je použitie transgénnych mikroorganizmov na syntézu proteínov cudzích producentom (inzulín, interferón). Hybridómová technológia - získavanie monoklonálnych protilátok proti antigénom baktérií, vírusov, živočíšnych a rastlinných buniek, čistých enzýmov a proteínov. Inžinierska enzymológia - realizácia biotransformácie látok pomocou katalytických funkcií enzýmov v čistej forme alebo ako súčasť PPS (bunky), vr. imobilizovaný.
21 snímka
Popis snímky:
Biotechnológia PRÍLEŽITOSTI Presná a včasná diagnostika, prevencia a liečba infekčných a genetických chorôb; Zvýšenie produktivity poľnohospodárstva. plodiny vytváraním rastlín odolných voči škodcom, chorobám a nepriaznivým podmienkam prostredia; Tvorba mikroorganizmov produkujúcich rôzne biologicky aktívne látky (antibiotiká, polyméry, aminokyseliny, enzýmy); Vytváranie plemien poľnohospodárskych zvierat so zlepšenými dedičnými vlastnosťami; Recyklácia toxického odpadu – látky znečisťujúce životné prostredie. OTÁZKY Účinky geneticky upravených organizmov na iné organizmy alebo životné prostredie; Zníženie prirodzenej genetickej diverzity pri vytváraní rekombinantných organizmov; Zmena genetickej povahy človeka pomocou metód genetického inžinierstva; Porušovanie ľudského práva na súkromie pri aplikácii nových diagnostických metód; Dostupnosť liečby len pre bohatých za účelom zisku; Prekážky slobodnej výmeny myšlienok medzi vedcami v boji o priority
22 snímka
Popis snímky:
snímka 1
Dokončila študentka 11. ročníka MOU strednej školy č. 7 Danilova Anastasia Učiteľka: Golubtsova Oksana Viktorovna
Pokrok v modernej biotechnológii
snímka 2
snímka 3
Úvod
Biotechnológia je priemyselné využitie biologických procesov a systémov založených na pestovaní vysoko účinných foriem mikroorganizmov, bunkových kultúr a tkanív rastlín a živočíchov s vlastnosťami potrebnými pre človeka. Samostatné biotechnologické procesy (pečenie, výroba vína) sú známe už v staroveku. Najväčší úspech však biotechnológie dosiahli v druhej polovici 20. storočia a pre ľudskú civilizáciu sú čoraz dôležitejšie.
snímka 4
Štruktúra modernej biotechnológie
Moderná biotechnológia zahŕňa množstvo špičkových technológií založených na najnovších úspechoch v ekológii, genetike, mikrobiológii, cytológii a molekulárnej biológii. Moderná biotechnológia využíva biologické systémy všetkých úrovní: od molekulárno-genetických až po biogeocenotické (biosférické); to vytvára zásadne nové biologické systémy, ktoré sa v prírode nenachádzajú. Biologické systémy používané v biotechnológii spolu s nebiologickými komponentmi (procesné zariadenia, materiály, zásobovanie energiou, riadiace a riadiace systémy) sa bežne nazývajú pracovné systémy.
snímka 5
Biotechnológia a jej úloha v praktických činnostiach človeka
Charakteristickým znakom biotechnológie je, že spája najpokročilejšie úspechy vedeckého a technologického pokroku s nahromadenými skúsenosťami z minulosti, ktoré sa prejavujú využívaním prírodných zdrojov na vytváranie produktov užitočných pre ľudí. Každý biotechnologický proces zahŕňa niekoľko etáp: príprava objektu, jeho kultivácia, izolácia, čistenie, úprava a použitie získaných produktov. Viacstupňový a komplexný proces si vyžaduje zapojenie rôznych odborníkov do jeho implementácie: genetikov a molekulárnych biológov, cytológov, biochemikov, virológov, mikrobiológov a fyziológov, procesných inžinierov, konštruktérov biotechnologických zariadení.
snímka 6
Biotechnológia
rastlinnej výroby
chov zvierat
Liek
Genetické inžinierstvo
Snímka 7
Snímka 8
Metóda: tkanivová kultúra
Čoraz častejšie sa na priemyselnej báze používa metóda vegetatívneho rozmnožovania poľnohospodárskych rastlín tkanivovou kultúrou. Umožňuje nielen rýchle množenie nových perspektívnych odrôd rastlín, ale aj získanie sadivového materiálu bez vírusov.
Snímka 9
Biotechnológia v chove zvierat
V posledných rokoch vzrástol záujem o dážďovky ako zdroj živočíšnych bielkovín na vyváženie kŕmnej stravy zvierat, vtákov, rýb, kožušinových zvierat, ako aj o bielkovinový doplnok s terapeutickými a profylaktickými vlastnosťami. Na zvýšenie produktivity zvierat je potrebné kompletné krmivo. Mikrobiologický priemysel vyrába kŕmne bielkoviny na báze rôznych mikroorganizmov - baktérií, húb, kvasiniek, rias. Ako ukázali priemyselné testy, na bielkoviny bohatá biomasa jednobunkových organizmov je trávená s vysokou účinnosťou hospodárskymi zvieratami. Takže 1 tona kŕmnych kvasníc ušetrí 5-7 ton obilia. Je to veľmi dôležité, keďže 80 % svetovej poľnohospodárskej pôdy je určených na výrobu krmív pre hospodárske zvieratá a hydinu.
Snímka 10
Klonovanie
Klonovanie ovečky Dolly v roku 1996 Janom Wilmuthom a kolegami z Roslynského inštitútu v Edinburghu vyvolalo celosvetový odpor. Dolly bola počatá z ovčej mliečnej žľazy, ktorá už nežila, a jej bunky boli uložené v tekutom dusíku. Technika, ktorou bola Dolly vytvorená, je známa ako „prenos jadra“, čiže z neoplodneného vajíčka bolo odstránené jadro a na jeho miesto bolo umiestnené jadro zo somatickej bunky.
snímka 11
Klonovanie oviec Dolly
snímka 12
Nové objavy v oblasti medicíny
Pokroky v biotechnológiách sú široko používané najmä v medicíne. V súčasnosti sa antibiotiká, enzýmy, aminokyseliny a hormóny získavajú biosyntézou. Napríklad hormóny sa zvyčajne získavali zo zvieracích orgánov a tkanív. Aj na získanie malého množstva liečivého prípravku bolo potrebných veľa východiskového materiálu. V dôsledku toho bolo ťažké získať potrebné množstvo drogy a bolo to veľmi drahé. Takže inzulín, hormón pankreasu, je hlavnou liečbou cukrovky. Tento hormón sa musí pacientom podávať neustále. Jeho výroba z pankreasu ošípaných alebo hovädzieho dobytka je náročná a nákladná. Okrem toho sa molekuly zvieracieho inzulínu líšia od molekúl ľudského inzulínu, ktoré často spôsobovali alergické reakcie, najmä u detí. Biochemická výroba ľudského inzulínu bola teraz stanovená. Bol získaný gén zodpovedný za syntézu inzulínu. Pomocou genetického inžinierstva bol tento gén zavedený do bakteriálnej bunky, ktorá v dôsledku toho získala schopnosť syntetizovať ľudský inzulín. Okrem získavania terapeutických činidiel umožňuje biotechnológia vykonávať včasnú diagnostiku infekčných ochorení a malígnych novotvarov na základe použitia antigénnych prípravkov, vzoriek DNA/RNA. Pomocou nových očkovacích prípravkov je možné predchádzať infekčným ochoreniam.
snímka 13
Biotechnológia v medicíne
Snímka 14
Metóda kmeňových buniek: lieči alebo mrzačí?
Japonskí vedci pod vedením profesora Shinya Yamanaka z univerzity v Kjóte prvýkrát izolovali kmeňové bunky z ľudskej kože po tom, čo do nich vložili súbor určitých génov. Podľa ich názoru to môže slúžiť ako alternatíva klonovania a umožní vytvorenie liekov porovnateľných s tými, ktoré sa získajú klonovaním ľudských embryí. Americkí vedci takmer súčasne dostali podobné výsledky. Ale to neznamená, že o pár mesiacov bude možné úplne sa vyhnúť klonovaniu embryí a obnoviť pracovnú kapacitu tela pomocou kmeňových buniek získaných z kože pacienta. Najprv sa budú musieť špecialisti postarať o to, aby bunky stola „kože“ boli skutočne také multifunkčné, ako sa zdajú, aby sa dali implantovať do rôznych orgánov bez obáv o zdravie pacienta a aby zároveň fungovali.
Hlavnou obavou je, aby takéto bunky nepredstavovali riziko v súvislosti s rozvojom rakoviny. Pretože hlavným nebezpečenstvom embryonálnych kmeňových buniek je, že sú geneticky nestabilné a po transplantácii do tela majú schopnosť vyvinúť sa do niektorých nádorov
snímka 15
Genetické inžinierstvo
Techniky genetického inžinierstva umožňujú izolovať potrebný gén a zaviesť ho do nového genetického prostredia, aby sa vytvoril organizmus s novými, vopred určenými vlastnosťami. Metódy genetického inžinierstva sú stále veľmi zložité a drahé. Ale už teraz sa s ich pomocou v priemysle získavajú také dôležité medicínske prípravky ako interferón, rastové hormóny, inzulín atď.. Výber mikroorganizmov je najdôležitejším smerom v biotechnológii. Rozvoj bioniky umožňuje efektívne aplikovať biologické metódy na riešenie inžinierskych problémov, využívať skúsenosti voľne žijúcich živočíchov v rôznych oblastiach techniky.
snímka 16
Transgénne produkty: klady a zápory?
Vo svete je už zaregistrovaných niekoľko desiatok jedlých transgénnych rastlín. Ide o odrody sóje, ryže a cukrovej repy, ktoré sú odolné voči herbicídom; kukurica odolná voči herbicídom a škodcom; zemiaky odolné voči pásavke zemiakovej; cuketa, takmer bez kôstok; paradajky, banány a melóny s predĺženou trvanlivosťou; repka a sójové bôby s upraveným zložením mastných kyselín; ryža s vysokým obsahom vitamínu A. Geneticky upravené zdroje nájdeme v údeninách, údeninách, mäsových konzervách, haluškách, syroch, jogurtoch, detskej výžive, cereáliách, čokoláde, zmrzlinových cukríkoch.
Snímka 17
Perspektívy rozvoja biotechnológie
Na priemyselnej báze sa čoraz častejšie používa metóda vegetatívneho rozmnožovania poľnohospodárskych rastlín pomocou tkanivových kultúr. Umožňuje nielen rýchle množenie nových perspektívnych odrôd rastlín, ale aj získanie sadivového materiálu bez vírusov. Biotechnológia umožňuje získavať ekologické palivá prostredníctvom biospracovania priemyselného a poľnohospodárskeho odpadu. Boli napríklad vytvorené rastliny, ktoré využívajú baktérie na spracovanie hnoja a iného organického odpadu.
Snímka 18
Biotechnológia, ktorá je priamym výsledkom vedeckého vývoja, sa ukazuje ako priama jednota vedy a výroby, ďalší krok k jednote poznania a konania, ďalší krok, ktorý privádza človeka bližšie k prekonaniu vonkajšieho a k pochopeniu vnútornej prospešnosti.
Načítava...
