Контрольная работа по « Биотехнология »

              Министерство сельского  хозяйства Российской Федерации

ФГОУ  ВПО  « Ульяновская государственная  сельскохозяйственная академия»

 

 

                                                                                           Кафедра: биологии, ветеринарной            генетики,  паразитологии и  экологии

 

 

                                Контрольная работа

                          по дисциплине « Биотехнология  »

          

 

                                      Выполнил студент 1 курса, заочного отделения

                           Факультета: экономический

                                         Специальность: «Экономика и управление на предприятии»

                                                            Срок обучения: 6 лет

                                                           Проданова   С.И.

                                                            Шифр 10012

                                                            Проверила: доцент КБН Спирина Е.В.

 

 

 

                                        Ульяновск – 2010 г.

 

                                           

                                                  П Л А Н

 

1.Обзор методов  современной биотехнологии.

2.Биотехнология  помогает решать  сельскохозяйственные  проблемы.

3.Биотехнология  -  получение антибиотиков.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Обзор методов современной биотехнологии.

Что такое биотехнология? Если разбить слово «биотехнология»  на составляющие, у нас получится: «био» — использование биологических  процессов и «технология» — решение проблем или производство полезных продуктов.

Биотехнология - одна из самых многообещающих прикладных наук. Новейшая биотехнология (биоинженерия)- это наука о генно - инженерных и клеточных методах и технологиях создания и использования генетически трансформированных (модифицированных) растений, животных и микроорганизмов в целях интенсификации производства и получения новых видов продуктов различного назначения. С помощью биотехнологии могут быть получены новые диагностические средства, вакцины и лекарственные препараты. Биотехнология может помочь в увеличении урожайности основных злаковых культур, что особенно актуально в связи с ростом численности населения Земли.  Кроме того, при правильном планировании и управлении биотехнология может найти применение в небольших регионах как инструмент индустриализации сельской местности для создания небольших производств, что обеспечит более активное освоение пустующих территорий и будет решать проблему занятости населения.

Методы биотехнологии  применяют в следующих областях:

1.Сельское хозяйство. Речь идет о биотехнологических средствах защиты растений, заменяющих пестициды, например, о применении естественных врагов насекомых - вредителей или сорняков; о выращивании устойчивых к патогенам или свободных от них (в частности, безвирусных) растений; о создании новых пород животных методами генетической инженерии;

http://www.biorosinfo.ru

Е.М.Романова, О.А.Индирякова Биотехнология.учебное пособие.- Ульяновск – 2004г.-248стр.

о микробной биомассе и  других кормовых добавках для животных; о новых средствах профилактики (например, генноинженерные вакцины) и лечения болезней сельскохозяйственных животных.

2. Медицина. Биотехнология предлагает новые антибиотики, вакцины, лечебные сыворотки на базе моноклональных антител, гормоны и факторы крови, синтезируемые в микробных культурах с использованием методов генетической инженерии, а также многое другое.

3.Пищевая промышленность: заменители сахара, ароматические и вкусовые добавки, полученные не химическим синтезом, а с применением микроорганизмов или культивируемых растительных клеток; пищевые ферменты; стабилизаторы - вещества, продлевающие срок хранения продуктов.

4.Энергетика - производство возобновляемых видов топлива.

5.Горнодобывающая промышленность (биогеотехнология): выщелачивание металлов из руд с помощью микроорганизмов; микробное разделение водно-нефтяных эмульсий; извлечение остаточной нефти из скважин путем закачивания в них вязких растворов микробных биополимеров.

6.Охрана природы: устранение биологическими средствами последствий антропогенного воздействия на природу (bioremediation); биодеградация экологически опасных веществ.

Генная и  клеточная инженерия – являются важнейшими методами (инструментами), лежащими в основе современной биотехнологии.

Методы клеточной  инженерии  направлены на конструирование  клеток нового типа. Они могут быть использованы для воссоздания жизнеспособной клетки из отдельных фрагментов разных клеток, для объединения целых  клеток, http://society.polbu.ru/

http://www.biorosinfo.ru/

принадлежавших  различным видам с образованием клетки, несущей генетический материал обеих исходных клеток, и других операций.Генно-инженерные методы направлены на конструирование новых, не существующих в природе сочетаний генов. В результате применения генно-инженерных методов можно получать рекомбинантные (модифицированные) молекулы РНК и ДНК, для чего производится выделение отдельных генов (кодирующих нужный продукт), из клеток какого-либо организма. После проведения определенных манипуляций с этими генами осуществляется их введение в другие организмы (бактерии, дрожжи и млекопитающие),  которые, получив новый ген (гены), будут способны синтезировать конечные продукты с измененными, в нужном человеку направлении, свойствами. Иными словами, генная инженерия позволяет получать заданные (желаемые) качества изменяемых или генетически модифицированных организмов или так называемых «трансгенных»  растений и животных.

Важнейшим направлением медицинской генетики в  настоящее время является разработка новых методов диагностики наследственных заболеваний, в том числе и болезней с наследственной предрасположенностью. Сегодня уже никого не удивляет предимплантационная диагностика – метод диагностики эмбриона на ранней стадии внутриутробного развития, когда врач-генетик, извлекая лишь одну клетку будущего ребенка с минимальной угрозой для его жизни, ставит точный диагноз или предупреждает о наследственной предрасположенности к той или иной болезни.

Клонирование  –  это один из методов, применяемых  в биотехнологии для получения  идентичных потомков при помощи бесполого  размножения. Иначе клонирование можно  определить как процесс изготовления генетически идентичных копий отдельной  клетки или организма. То есть полученные в результате клонирования организмы похожи не только внешне, но и генетическая информация, заложенная в них, абсолютно одинакова.

http://www.biorosinfo.ru/

2.Биотехнология помогает решать сельскохозяйственные проблемы.

       Биотехнология позволяет улучшить качество, питательную ценность и безопасность, как сельскохозяйственных культур, так и продуктов животного происхождения, составляющих основу используемого пищевой промышленностью сырья. Кроме того, биотехнология предоставляет массу возможностей усовершенствования методов переработки сырья в конечные продукты: натуральные ароматизаторы и красители; новые технологические добавки, в том числе ферменты и эмульгаторы; заквасочные культуры; новые средства для утилизации отходов; экологически чистые производственные процессы; новые средства для обеспечения сохранения безопасности продуктов в процессе изготовления. Важнейшее место биотехнологии и биоинженерии принадлежит в современной селекции растений на устойчивость и качество продукции, создание нового поколения сортовых ресурсов страны и мира. Основные исследования биотехнологов направлены на создание улучшенных и принципиально новых генотипов сельскохозяйственных растений, обладающих единичной, групповой или комплексной устойчивостью и биотическим или абиотическим стрессовым факторам среды при сохранении и повышении продуктивности и качества. Основное внимание было уделено проблемам клеточных  технологий, позволивших создать большое разнообразие сомаклональных вариантов растений пшеницы, ячменя, клевера, люцерны, картофеля, сахарной свеклы, томатов, плодовых и других культур. Биотехнологи получили сотни и тысячи регенерантов растений, в том числе десятки и сотни с ценными свойствами: повышенной устойчивостью к засухе, высоким и низким температурам, засолению, опасным грибковым, бактериальным и вирусным заболеваниям, повышенной кислотности почвы.

http://biohim.uaprom.net

Сельскохозяйственная биотехнология: учеб/В.С. Шевелуха, Е.А.Калашникова, Е.С.Воронин и др.; Москва: Высш.шк.,2003г.-469стр.

        Наиболее  продвинутыми в области животноводства являются работы по трансплантации оплодотворенных яйцеклеток и эмбрионов в целях ускорения размножения высокопродуктивных, высокоценных генотипов животных ( по материнской линии). Этот метод используется сегодня создания высокопродуктивных стад крупного рогатого скота, овец, свиней и птицы. Важнейшим результатом эффективного использования биотехнологии в животноводстве является разработка и получение принципиально новых биостимуляторов рекомбинантного бычьего гормона роста - соматотропина и других веществ для повышения продуктивности животных.

Наибольших  результатов в ветеринарной биотехнологии и медицине добились в микробиологии при решении профилактических и терапевтических задач по защите различных видов скота и птицы от болезней, обеспечении условий для ветеринарной безопасности животноводства.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сельскохозяйственная  биотехнология: учеб/В.С. Шевелуха, Е.А.Калашникова, Е.С.Воронин и др.; Москва: Высш.шк.,2003г.-469стр.

 

                               3. Биотехнология - получение антибиотиков.

       Помимо широкого применения в сельском хозяйстве, на основе генной инженерии возникла целая отрасль фармацевтической промышленности, называемая “индустрией ДНК” и представляющая собой одну из современных ветвей биотехнологии. Более четверти всех лекарств, используемых сейчас в мире, содержат ингредиенты из растений. Генно-модифицированные растения являются дешевым и безопасным источником для получения полностью функциональных лекарственных белков (антител, вакцин, ферментов и др.) как для человека, так и для животных.

     Антибиотики — самый большой класс фармацевтических соединений, синтез которых осуществляется микробными клетками. К этому же классу относятся противогрибковые агенты, противоопухолевые лекарства и алкалоиды. Это специфические продукты жизнедеятельности, обладающие высокой физиологической активностью по отношению к определенным группам микроорганизмов и к злокачественным опухолям, избирательно задерживающих их рост или полностью подавляющих развитие.     Важной задачей является повышение эффективности биосинтеза известных антибиотиков. Значительных результатов удалось добиться за десятилетия селекции штаммов-продуцентов с применением индуцированного мутагенеза и ступенчатого отбора. Например, продуктивность штаммов Penicilliumпо синтезу пенициллина увеличена в 300—350 раз. Определенные перспективы открываются в связи с возможностью клонирования генов «узких мест» биосинтеза антибиотика или в случае, если все биосинтетические ферменты кодируются единым опероном. Многообещающим подходом служит инкапсулирование антибиотиков, в частности их включение в лигюсомы, что позволяет прицельно доставлять

 

http://www.biotechnolog.ru

препарат только к определенным органам и тканям, повышает его  эффективность и снижает побочное действие.

Антибиотики —  самый большой класс фармацевтических препаратов, которые синтезируются  микроорганизмами. Некоторые из антибиотиков используют в сельском хозяйстве против различных сельскохозяйственных вредителей (например, полиоксин, баридамицин, косгалицин ), другие —в медицинских целях (пенициллины, тетрациклины, цефалоспорин С и др.).Шесть родов филаментозных грибов производят около 1000 различных антибиотиков. Много антибиотиков синтезируют актиномицеты (один только вид Streptomyces griscus производит более 50 антибиотиков). В практике реально используют небольшое число из известных науке антибиотиков, производимых микроорганизмами. Это в первую очередь пенициллины и цефалоспорины, продуцируемые грибами родов Penicillum и Cephalospo-rum; стрептомицин, гентамицин, канамицин, эритромицин и тетрациклины, синтезируемые актиномггцетами рода Streptomyces и бактериями родов Micromonospora и Bacillus, и некоторые другие. Применяют мутантные штаммы, у которых блокирован синтез отдельных фрагментов молекулы антибиотика. В среду культивирования вносят аналоги этих фрагментов. Микроорганизм использует эти аналоги для биосинтеза, в результате чего получают модифицированный антибиотик. Получают гибридные антибиотики, например, с новыми комбинациями агликона и Сахаров.

     

 

 

 

http://shootingstyle.com

                               Используемая  литература:

 

1. Сельскохозяйственная биотехнология: учеб/ В.С. Шевелуха, Е.А.Калашникова, Е.С.Воронин и др.; Москва: Высш.шк.,2003г.-469стр.

2. Е.М.Романова, О.А. Индирякова - Биотехнология. учебное пособие.- Ульяновск – 2004г.-248стр.

3.  http://www.biorosinfo.ru

4.    http://www.biotechnolog.ru

5.   http://shootingstyle.com