НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ БИОТЕХНОЛОГИИ

Эта тема посвящена изучению основных направлений биотехнологии и истории развития биотехнологии как науки. Показана взаимосвязь биотехнологии с другими науками.

Глоссарий

Биотехнология - это наука, которая изучает методы получения полезных для человека веществ и продуктов в управляемых условиях, используя микроорганизмы, клетки животных и растений или изолированные из клеток биологические структуры.

Промышленная микробиология составляет основную часть биотехнологии. Это наука о важнейших микробиологических процессах и их практическом применении для получения промышленным способом ценных продуктов жизнедеятельности микроорганизмов, их биомассы как белкового продукта, о получении отдельных полезных веществ или препаратов, используемых в различных отраслях народного хозяйства.

Предмет и задачи биотехнологии. Основные направления развития биотехнологии

Современная биотехнология - это наука, возникшая на стыке биологических, химических и технических наук. Биотехнологический процесс включает ряд этапов: подготовку объекта, его культивирование, выделение, очистку, модификацию и использование продуктов. Поэтому для его осуществления необходимы специалисты в области генетики и молекулярной биологии, биохимии, вирусологии, микробиологии, а также инженеры-технологи, конструкторы биотехнологического оборудования и другие специалисты. Важна связь биотехнологии с экономическими науками, так как существует конкуренция с альтернативными технологиями (химической и сельскохозяйственной).

В качестве первоочередных задач биотехнологии определены:

  • • создание новых биологически активных веществ и лекарственных препаратов для медицины, позволяющих осуществлять раннюю диагностику и лечение тяжелых заболеваний;
  • • создание микробиологических средств защиты растений от болезней и вредителей, бактериальных удобрений и регуляторов роста растений;
  • • создание новых высокопродуктивных и устойчивых к неблагоприятным факторам внешней среды сортов и гибридов сельскохозяйственных растений, полученных методами генетической и клеточной инженерии;
  • • создание ценных кормовых добавок и биологически активных веществ для повышения продуктивности животноводства, новых методов профилактики, диагностики и терапии основных болезней сельскохозяйственных животных;
  • • создание новых технологий получения хозяйственно ценных продуктов для использования в пищевой, химической, микробиологической и других отраслях промышленности;
  • • создание технологий глубокой и эффективной переработки сельскохозяйственных, промышленных и бытовых отходов, использования сточных вод и газовоздушных выбросов для получения биогаза и высококачественных удобрений.

Для решения поставленных задач используются организмы с заданными свойствами, созданные методами генетической и клеточной инженерии.

В настоящее время известны способы получения более 1000 наименований продуктов биотехнологического производства (табл. 1.1).

Таблица 1.1

Области применения биотехнологии в различных отраслях промышленности и практической деятельности человека

Отрасль

Область применения

Сельское хозяйство

Получение новых штаммов микроорганизмов-продуцентов биомассы, используемой в качестве белковых и белково-витаминных концентратов.

Новые методы селекции растений и животных, получение генетически модифицированного сырья, клонирование.

Использование антибиотиков (в том числе полученных биотехнологическим путем) для профилактики и лечения заболеваний сельскохозяйственных животных и птиц; получение вакцин.

Применение гормонов и других стимуляторов роста.

Производство химических веществ и соединений

Производство органических кислот (лимонной, итаконовой).

Получение витаминов, антибиотиков и других веществ.

Использование ферментов в составе отбеливателей и других моющх средств

Контроль за состоянием окружающей среды

Улучшение методов тестирования и мониторинга загрязнения окружающей среды.

Прогнозирование превращений ксенобиотиков благодаря более глубокому пониманию биохимии микроорганизмов.

Усовершенствование методов переработки отходов, бытовых и промышленных, с использованием микроорганизмов, разлагающих пластмассу и другие соединения.

Окончание табл. 1.1

Медицина

Применение ферментов для усовершен-

ствования диагностики, создание датчиков на основе ферментов.

Использование микроорганизмов и ферментов при создании сложных лекарств (например, стероидов).

Синтез новых антибиотиков.

Применение ферментов (пищеварительных ферментов: фестала, мезима, энзи-стала) и препаратов микроорганизмов (лактобактерий, бифидобактерий) в терапии.

Энергетика

Увеличение потребления биогаза - продукта жизнедеятельности микроорганизмов.

Крупномасштабное производство этанола как жидкого топлива

Материаловедение

Выщелачивание руд.

Дальнейшее изучение и контроль биоразложения.

Пищевая промышленность

Создание новых методов переработки и хранения пищевых продуктов.

Применение пищевых добавок (продуцируемых микроорганизмами аминокислот, органических кислот, полимеров и др.).

Использование белка, синтезируемого одноклеточными микроорганизмами.

Применение ферментов при переработке пищевого сырья.

Использование микроорганизмов в бродильных производствах.

Применение микроорганизмов в качестве заквасок.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >