На главную » Рефераты по биологии » Биотехнология

Биотехнология

РЕФЕРАТ

Текст наукової роботи - 23 ст., 8 джерел.

Об'єктом дослідження у даній роботі є провідні напрямки біотехнології, їхній розвиток та перспективи розвитку у майбутньому.

Мета: Розглянувши різні напрямки біотехнології - їхню історію, а також найсучасніші дослідження, з'ясувати які з них є найбільш перспективними. Дослідити роль біотехнології в житті суспільства.

У ході дослідження реалізовані такі завдання:

. систематизовано напрямки біотехнології;

. з'ясовано перспективні галузі біотехнології;

. визначена роль біотехнології в житті суспільства.

Методи дослідження: систематизація та аналіз.

Практичне значення: дана робота може бути використана як додатковий матеріал при вивченні у школах на уроках біології тем присвячених біотехнології.

Зміст вміщує в собі - вступ, 2 розділи, висновки, список використаної літератури.

1 ВСТУП

Біотехнологія - це сукупність промислових методів, які застосовують для виробництва різних речовин із використанням живих організмів, біологічних процесів чи явищ. Сам термін "біотехнологія" з'явився в 70-их роках XX ст. (біос - життя, технос - мистецтво, майстерність, логос - слово, вчення) хоча біотехнологічні принципи людина розробила уже давно - використання життєдіяльності мікроорганізмів для випікання хліба, виготовлення сиру та інших молочних продуктів, виноробства, пивоварення.

Зараз технологія біологічних процесів набирає в сучасному світі винятково велике значення. Взаємодія молекулярної біології, генетики, генної інженерії, біохімії і мікробіології, хімії і хімічної технології в області проблем біотехнології веде до створення нових біологічних агентів, вдосконалення керування біосинтезу тощо.

Біотехнологію умовно поділяють на два розділи :

1) традиційна (куди входить технологічна мікробіологія, а також технічна, біохімічна та інженерна ензимологія);

2) нова (куди входять генетична та клітинна інженерія).

2 ПЕРСПЕКТИВНІ НАПРЯМКИ ТРАДИЦІЙНОЇ БІОТЕХНОЛОГІЇ

2.1 Ферментація в біотехнології

Традиційна біотехнологія заснована на ферментації. За останні 30 років виник ряд нових виробництв, що базуються на використанні різних міцеліальних грибів, дріжджів, бактерій, рідше водоростей. За допомогою мікроорганізмів отримують такі лікарські препарати як кортизон, гідрокортизон і деякі інші, які відносяться до групи стероїдів.

Мікроорганізми використовують для отримання деяких нуклеотидів і цитохромів. Вони є продуцентами вітамінів В2 і В12, які використовують для синтезу бета-каротину. Широко використовують полісахариди, отримані в значній кількості завдяки ряду мікроорганізмів. Їх застосовують в медицині, наприклад, як замінник плазми крові - декстран, в харчовій, текстильній, парфумерній промисловості і для збільшення добутку нафти. Розширюється можливість масового виробництва на застосуванні вірусних та бактеріальних препаратів для профілактики захворювань сільськогосподарських тварин.

Також мікроорганізми використовують в хлібопеченні, для отримання оцту, молочнокислих продуктів, етанолу, гліцерину, ацетону, бутанолу та ряду органічних кислот.

Одним з найбільш перспективних напрямків традиційної біотехнології є використання мікроорганізмів як один з засобів захисту рослин від шкідників.

2.2 Засоби захисту рослин

Розвиток цього напрямку зумовлюється багатьма вадами пестицидів та інших засобів захисту рослин.

По-перше, абсолютна більшість пестицидів є сильними біологічними активними речовинами і негативно впливають на рослини. Це може виразитись в погіршенні росту, розвитку і загального стану рослини.

По-друге, дуже часте використання пестицидів може знищити всю мікрофлору, в першу корисну, так як вона є дуже чутливою до пестицидів. Цим порушуються нормальні мікробіологічні процеси в грунті, в тому числі симбіотичні і асоціативні, що часто призводить до зниження супротивлення рослин шкідникам, хворобам, бур'янам. Це може проявитись і в період зберігання врожаю, коли відбувається зміна мікрофлори поля на мікрофлору сховища. Приклад - збільшення псування картоплі збуджувачами м'якої гнилі, внаслідок багаторазових опрацювань пестицидами проти колорадського жука і фіофтори, особливо на фоні надлишку органічних і азотних добрив.

По-третє, невміле використання пестицидів може сприяти появі нових стійких форм організмів-шкідників.

В ситуації, що склалась в сільському господарстві одним з виходів є заміна пестицидів на мікроорганізми (бактерії, актиноміцети, гриби), живі організми (хижаки і паразити шкідників і збуджувачів хвороб), або продукти їхньої життєдіяльності.

Для цієї заміни зроблено чимало.

Вже зараз отримані препарати мікроорганізмів, відібрані комахи-хижаки, кліщі та нематоди, паразитичні організми різного рівню організації.
Опрацьовані методи вирощування таких тварин і мікроорганізмів і їх застосування в полі і закритому грунті. Препарати для боротьби з фітофагами надходять в продаж з інструкцією по використанню.

Набагато важче склались справи з біозахистом рослин від хвороб. Не дивлячись на багаточисленні розробки біопрепаратів для захисту рослин від хвороб поки тільки деякі з них рекомендовані для використання.

Це перш за все антибіотики, які мають деякі переваги в порівнянні з фунгицидами: вони в основному добре розчиняються в воді, досить стійкі до навколишнього середовища, досить легко проникають в тканини рослини. Ці їхні ознаки дозволяють використовувати їх для придушення збуджувачів хвороби. Майже всі антибіотики спроможні придушувати широке коло патогенів: гриби, бактерії і мікоплазми. Проводяться пошуки і антивірусних антибіотиків. В деяких країнах дозволено використовувати антибіотики медицинського призначення або синтезовані для захисту рослин в чистому вигляді або в суміші з фунгицидами.

Деякі зарубіжні фірми вже випускають препарати антибіотиків спеціально для захисту рослин: бластоцидин, касугиміцин, поліоксин, валідаміцин та інші. В нашій країні найбільш поширенішими антибіотиками є трихотецин, фітобактеріоміцин і фітолавін-100.

Антибіотики є продуктами біотехнології, але все-таки їх важко визнати засобами біометоду захисту рослин. Принципово вони не відрізняються від звичайних фунгицидів і бактеріоцидів хімічної природи, крім того що вони є продуктами життєдіяльності мікроорганізмів. Це звичайні органічні з'єднання, але синтезовані не в хімічному реакторі, а живою клітиною.
Антибіотики володіють всіма перевагами та вадами хімічних пестицидів:

1. Антибіотики активні не тільки проти патогенів, але й проти всієї мікрофлори рослини.

2. Антибіотики токсичні для теплокровних тварин, в тому числі й для людини і погано впливають на рослину. Виняток складають, наприклад, антибіотики пеницилінового ряду, які порушують синтез клітинної стінки бактерій.

3. Застосування антибіотиків призводить до відбору мікроорганізмів, в тому числі й патогенів, стійких до їх дії. Цей фактор робить нереальним застосування більшості антибіотиків в сільському господарстві.

4. Вартість препаратів, виготовлених на основі антибіотиків, вища вартості препаратів хімічної природи.

Зважаючи на ці фактори, можна сказати, що застосування антибіотиків для захисту рослин від хвороб не має перспективи, якщо тільки не будуть знайдені високоспецифічні сполуки, які б вибірково знищували патогени, при цьому не завдаючи шкоди рослинам, тваринам і корисним мікроорганізмам.

Щоб уникнути негативних наслідків застосування антибіотиків були зроблені спроби використовувати мікроорганізми продуценти антибіотиків.
Антагонізм характерний для більшості мікроорганізмів, що знаходяться на всіх частинах рослин і всередині тканин рослин. Особливо сильний антагонізм проявляється серед грунтових мікроорганізмів, де мікрофлора дуже різноманітна і густота мікробного населення дуже висока. Властивість антагонізму привернула увагу мікробіологів, що працюють в області медицини фітопатології рослин, харчової промисловості. За останні 40 років дослідниками-мікробіологами зроблена величезна робота по виявленню антагоністів, вивченню їхньої біології, взаємовідносин з патогенами та іншими мікроорганізмами, відношенню до рослин і тварин. В результаті серед грибів, бактерій і більшості актиноміцетів виявлені антагоністи практично до всіх патогенних грибів, бактерій, актиноміцетів і навіть мікоплазма.
Знайдені віруси фітопатогенних бактерій і актиноміцетів, виявлені паразити паразитів на різних рівнях організації живого. Таким чином, створений арсенал для розвитку класичного методу біологічного захисту рослин, який передбачає використання живих організмів для контролю числа небажаних (в тому числі патогенних) організмів в агроценозі.

Американські мікробіологи Каліфорнійського університету в місті
Берклі звернули увагу на те, що в умовах Каліфорнії більшість цитрусових пошкоджується слабкими заморозками (0оС) за рахунок утворення кристаликів льоду в тканинах рослин. Більш того пошкоджуються не всі рослини підряд, а вибірково, стійкість до заморозків залежить від сорту та виду рослин.
Зацікавившись цим явищем, група дослідників під керівництвом Ліндов виявила, що за це явище відповідальні бактерії, що існують на листках і в тканинах рослин. Це бактерії Pseudomonas syringae, які відносяться до великої групи бактерій, що викликають хвороби листків і пагонів рослин, і
Erwinia herbicola - бактерії кишечної групи, які викликають ураження коренів рослини. Обидва види бактерій заселяють тканини цитрусових без помітних ознак їх пошкодження, але в той же час не можуть існувати за межами рослини і швидко гинуть в грунті, воді та інших можливих середовищах. В випадку утворення кристалів льоду неважко виділити мутантні клітини, що втратили цю здатність, але не змінили здатність заселяти тканини рослин. При обробці молодих рослин кукурудзи, томатів або полуниці суспензією клітин бактерій Pseudomonas syringae, що втратили здатність утворювати кристали льоду, рослини нормально заселяються бактеріями і не пошкоджуються заморозками. Отже, можна захистити рослини, якщо замінити
"нормальну" мікрофлору такою самою, але мутантною, яка втратила здатність до синтезу фактору утворення льоду. Важливим є те, що такі мікроорганізми тісно зв'язані з рослиною і не допускають заселення родинними організмами.
Дійсно, рослини, заселені мутантними бактеріями, не в змозі заселяться такими самими клітинами дикого типу, які утворюють кристали. Але якщо рослина вже заселена клітинами бактерій дикого типу, то вона вже не може заселятись мутантними. Таким чином, для успішного захисту рослини цим способом необхідно зробити її хоча б частково

Страницы: 1 2 3 4
 
Подобные рефераты:
Изменчивость живых организмов
Мінливість - це здатність живих організмів набувати нових ознак у процессі індивідуального розвитку. Існує два вида мутації: модифікаційна і мутаційна. Модифікаційна мінливіст не зачіпає генотип організму і от
Микрофлора воздуха
Дефіцит вологи та поживних речовин, сонячна радіація перешкоджають розмноженню мікроорганізмів в атмосферному повітрі. Мікроби потрапляють до повітря з поверхні ґрунту та рослин, з відходами виробництва, із тв
Мікрофлора повітря
Мікрофлора повітря Дефіцит вологи та поживних речовин, сонячна радіація перешкоджають розмноженню мікроорганізмів в атмосферному повітрі.
Изменчивость живых организмов
На початку ХХ століття були спроби використовувати різні фактори зовнішнього середовища для отримання індукованих мутацій. Але на протязі довгого часу всі спроби були марними, почали навіть припускати, що мута
Рослина в житті людини
Вступ...3 § 1 Теорія розвитку біологічних понять...5 § 2 Зміст екологічних понять в розділі "Рослини" в темах:...9 1.
Рослина в житті людини
ІІІ. Проведення лабораторної роботи, під час якої учні вивчають будову насіння квасолі. Після виконання роботи учитель організовує бесіду, направлену на виділення вагомих ознак насіння дводольних рослин.
Генетика
За даними експертів Всесвітньої організації охорони здоров'я (ВООЗ) , одна дитина із 100 новонароджених страждає важким спадковим захворюванням внаслідок уродження хромосом , у 4% дітей спостерігаються різні г
Зимостійкість і морозостійкість деяких сортів озимої пшениці в Притисянські ...
Важливо відмітити, що в одних і тих самих кліматичних умовах різниця в попередниках, строках посіву, виборі того чи іншого сорту, внесення органічних і мінеральних добрив призводить до того, що в одному й тому
Снід
СНІД-синдром набутого імунодефіциту - це кінцева стадія інфекційного захворювання, викликаного вірусом імунодефіциту людини (ВІЛ).Цей вірус вражає спеціальні клітини крові (лімфоцити), які відповідають захист організму людини від різних мікробів та пухлини і поступово вбиває ці клітини.Імунітет організму багатьох місяців та років, знижується і це призводить до виникнення різних захворювань, перш за все інфекційних, що вражають легені, органи травлення, шкіру, нервову систему та ін. Зараження можливе лише у випадку кров, сперма чи грудне молоко людини, зараженої ВІЛ потрапляє в кров іншої людини , зараженої людини, .
Життя і наукова діяльність Чарльза Дарвіна
Дарвіну належить ряд цікавих палеонтологічних знахідок. Порівняння скелетів викопних лінивців, панцирників і тих, що існують тепер, показало, що їх кістяк характеризується багатьма спільними рисами; разом з ти
Біохімія трансгенної картоплі в умовах України
Алкалоїди являють собой велику групу рослинних речовин різного хімічного складу, яким притаманна специфічна дія на організм ссавців та людини. Алкалоїди є азотовміськими гетероциклічними сполуками, що містять
Тип молюски
У ставках, озерах і тихих затонах річок на водяних рослинах завжди можна побачити чималого слимака - ставковика великого.
Тестові завдання з курсу Фізіологія рослин
3) залишиться без змін? 38. Дерево за 1 год. Випарувало води 650г, а коренева система за той же час поглинула 520г води. Які умови зовнишнього середовища спріяли цьому неспівпаданню?
Овогенез
Тваринні і рослинні організми розмножуються статевим і безстатевим способами. При безстатевому розмноженні нова особина виникає з окремої частини тіла (соми) дорослої тварини шляхом брунькування. При статевому
Гризуни
Гризуни. Гризуни - найбагатший на види ряд ссавців. Це дрібні та середні за розміром тварини
Травлення та засвоєння їжі
Організм людини внаслідок енергетичних витрат потребує поповнення харчовими речовинами. Більшість харчових речовин, які надходять в організм, не можуть використовуватися ним безпосередньо. В процесі життєдіяль
Механизмы устойчивости опухолей к цисплатину
Цисплатин є одним з найбільш загальновживаних препаратів у лікуванні солідних пухлин людини. Однак ефективне застосування цисплатина у клініці часто лімітується токсичністю препарату та розвитком резистенстнос
Вплив малих доз радiацii
Вступ...1 1. Огляд лiтератури 1.1 Iсторiя дослiджень...3 1.2 Загальна характеристика лейкоцитiв...6 1.3 Характеристика Т-i В-лiмфоцитiв...9 1.4 дiя iонiзуючого випромiнювання на Т-клiтинний iмунiтет...13 1.5 Дiя iонiзуючого випромiнювання на органiзм людини...17 2
Клонирование
Человеку свойствен страх перед новым и неизведанным. Сейчас уже забыли, что в конце семидесятых мир всколыхнула гораздо более жаркая дискуссия о возможности клонирования людей, возникшая после успешного клонир
Сравнительная таблица митоза и мейоза
|Митоз |Мейоз | |Митоз (от греч. mнtos - нить), кариокинез, непрямое |Мейоз (от греч. mйiosis - уменьшение), редукционное | |деление клетки, наиболее распространённый способ |деление, деления созревани