рефераты бесплатно
Рефераты бесплатно, курсовые, дипломы, научные работы, курсовые работы, реферат, доклады, рефераты, рефераты скачать, рефераты на тему, сочинения,рефераты литература, рефераты биология, рефераты медицина, рефераты право, большая бибилиотека рефератов, реферат бесплатно, рефераты авиация, рефераты психология, рефераты математика, рефераты кулинария, рефераты логистика, рефераты анатомия, рефераты маркетинг, рефераты релиния, рефераты социология, рефераты менеджемент и многое другое.
ENG
РУС
 
рефераты бесплатно
ВХОДрефераты бесплатно             Регистрация

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

передаваться сорнякам. Не будет ли в результате генных манипуляций

превращаться в сорняк само культурное растение?

Успехи, достигнутые в области генетической и клеточной инженерии на

простейших биологических системах, прокариотных организмах, вселяют

уверенность в преодолимость рассмотренных трудностей. Что касается более

сложных систем, а именно эукариотных организмов, то здесь делаются лишь

первые шаги, идет накопление фундаментальных знаний.

БИОТЕХНОЛОГИЯ НА СЛУЖБЕ НАРОДНОГО ХОЗЯЙСТВА, ЗДРАВООХРАНЕНИЯ И НАУКИ

Биотехнологические разработки могут внести немаловажный вклад в решение

комплексных проблем народного хозяйства, здравоохранения и науки.

Для удовлетворения пищевых потребностей необходимо увеличить эффективность

растениеводства и животноводства. Именно на это, в первую очередь, нацелены

усилия биотехнологов. Кроме того, биотехнология предлагает как источник

кормового (возможно, и пищевого) белка клеточную массу бактерий, грибов и

водорослей.

Во-вторых, повышение цен на традиционные источники энергии (нефть,

природный газ, уголь) и угроза исчерпания их запасов побудили человечество

обратиться к альтернативным путям получения энергии. Биотехнология может

дать ценные возобновляемые энергетические источники: спирты, биогенные

углеводороды, водород. Эти экологически чистые виды топлива можно получать

путем биоконверсии отходов промышленного и сельскохозяйственного

производства.

В-третьих, уже в наши дни биотехнология оказывает реальную помощь

здравоохранению. Нет сомнений в терапевтической ценности инсулина, гормона

роста, интерферонов, факторов свертывания крови и иммунной системы,

тромболитических ферментов, изготовленных биотехнологическим путем. Помимо

получе ния лечебных средств, биотехнология позволяет проводить раннюю

диагностику инфекционных заболеваний и злокачественных новообразований на

основе применения препаратов антигенов, моноклональных антител, ДНК/РНК-

проб. С помощью новых вакцинных препаратов возможно предупреждение

инфекционных болезней.

В-четвертых, биотехнология может резко ограничить масштабы загрязнения

нашей планеты промышленными, сельскохозяйственными и бытовыми отходами,

токсичными компонентами автомобильных выхлопов и т. д. Современные

разработки нацелены

на создание безотходных технологий, на получение легко разрушаемых

полимеров (в частности, биогенного происхождения: поли-?-оксибутирата,

полиамилозы) и поиск новых активных микроорганизмов-разрушителей полимеров

(полиэтилена, полипропилена, полихлорвинила). Усилия биотехнологов

направлены также на борьбу с пестицидными загрязнениями — следствием

неумеренного и нерационального применения ядохимикатов.

Биотехнологические разработки играют важную роль в добыче и переработке

полезных ископаемых, получении различных препаратов и создании новой

аппаратуры для аналитических целей.

1. Биотехнология и сельское хозяйство

Биотехнология и растениеводство

Культурные растения страдают от сорняков, грызунов, насекомых-вредителей,

нематод, фитопатогенных грибов, бактерий, вирусов, неблагоприятных погодных

и климатических условий. Перечисленные факторы наряду с почвенной эрозией и

градом значительно снижают урожайность сельскохозяйственных растений.

Известно, какие разрушительные последствия в картофелеводстве вызывает

колорадский жук, а также гриб Phytophtora — возбудитель ранней гнили

(фитофтороза) картофеля. Кукуруза подвержена опустошительным «набегам»

южной листовой гнили, ущерб от которой в США в 1970 г. был оценен в 1 млрд.

долларов.

В последние годы большое внимание уделяют вирусным заболеваниям растений.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7


© 2010.