А.А.Чиркин

ОСНОВЫ БИОТЕХНОЛОГИИ

Витебск 2009

Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования «Витебский государственный университет им. П.М.Машерова»

ОСНОВЫ БИОТЕХНОЛОГИИ

Учебно-методический комплекс для студентов биологического факультета

Издание второе, дополненное и исправленное

Витебск

Издательство УО «ВГУ им. П.М.Машерова»

2009

УДК 575 (075.8)

ББК 28.04я73

Ч 65

Печатается по решению научно-методического совета учреждения образования «Витебский государственный университет им. П.М.Машерова»

Автор: заведующий кафедрой химии УО «ВГУ им. П.М.Машерова», доктор биологических наук, профессор А.А.Чиркин

Рецензенты: доктор биологических наук, профессор кафедры химии УО «Витебская госудпрственная академия ветеринарной медицины», профессор В.М.Холод

доктор медицинских наук, профессор кафедры химии УО «Витебский государственный университет им. П.М.Машерова», Е.О. Данченко

Чиркин А.А.

Введение в биотехнологию.

Учебно-методический комплекс для студентов биологического факультета / А.А.Чиркин. – Витебск: Издательство УО «ВГУ им. П.М.Машерова», 2009. – 146 с.

ISBN

Учебно-методический комплекс дисциплины «Основы биотехнологии» для студентов Биологического факультета включает программу по биотехнологии, рабочий план, тематику лекций и лабораторных занятий, теоретические основы предмета, лабораторный практикум, вопросы для итогового контроля (зачет). Комплекс призван оказать помощь студентам биологических специальностей в изучении биотехнологии.

УДК 575 (075.8)

ББК28.04я73

ISBN © Чиркин А.А., 2009

© УО «ВГУ им. П.М.Машерова», 2009

Оглавление

Раздел	Стр.
Оглавление	4
Введение	5
Основы биотехнологии (Программы)	6
Содержание курса	7
Литература	10
История развития молекулярной биотехнологии	12
Промышленная биотехнология	13
Понятие о метаболизме	17
Продуценты и селекция	22
Биотехнологическое сырье	24
Объекты молекулярной биотехнологии	27
Технология рекомбинантных ДНК	33
Полимеразная цепная реакция	42
Ферменты	43
Биотехнологические основы культивирования микроорганизмов	54
Экологически чистая энергия. Биогаз.	64
Деградация ксенобиотиков с помощью микроорганизмов	68
Утилизация целлюлозы	70
Питание сельскохозяйственных животных	71
Получение ферментативных препаратов	72
Молекулярная биотехнология и питание	74
Бродильное производство	86
Химия пищевых веществ в питании человека	94
Продукты из молока	96
Хлебные продукты	100
Молекулярная биотехнология и производство коммерческих продуктов	103
Биотехнология и растениеводство	107
Трансгенные животные, птицы, рыбы	116
Контроль применения методов молекулярной биотехнологии	120
Геномная инженерия	123
Практикум	126
Вопросы итогового контроля	145

ВВЕДЕНИЕ

Учебно-методический комплекс дисциплины «Основы биотехнологии» составлен с ориентацией на конечный результат обучения студентов на биологическом факультете с целью формирования знаний о современных биотехнологических процессах, основанных на методах рекомбинантных ДНК, а также на использовании иммобилизованных ферментов, клеток или клеточных органелл. В основе программы лежат представления о молекулярной биотехнологии, которая служит для создания нового продукта или получение уже известного продукта в промышленных масштабах с помощью биологических систем in vitro и in vivo. Рассмотрены вопросы практического применения молекулярной биотехнологии на примерах производства продуктов питания (выращивание водорослей, дрожжей и бактерий для получения веществ, повышающих биологическую и энергетическую ценность пищи), повышения продуктивности сельскохозяйственных растений и животных, производства фармацевтических субстанций, биологической очистки объектов окружающей среды, совершенствования лабораторных методов обследования биологических объектов экосистем. Программа основана на учебно-исследовательском принципе изучения предмета.

Весь материал разбит на 4 раздела. В первом разделе излагаются основы молекулярной биологии, во втором – основной упор сделан на молекулярную биотехнологию микроорганизмов, в третьем – рассмотрены вопросы биотехнологии эукариотических систем, в том числе и человека и в четвертом разделе приведена законодательная база использования генноинженерных продуктов в пищевой и фармацевтической промышленности, применения рекомбинантных организмов в сельском хозяйстве, понятия о правилах GMP и GLP (требования производства генноинженерных продуктов и их добротного испытания).

При изложении теоретических основ спецкурса автор широко использовал шесть учебных пособий: Б.Глик, Дж.Пастернак «Молекулярная биотехнология. Принципы и применение». М.: Мир, 2002. – 589 с.; Т.А.Егорова, С.М.Клунова, Е.А.Живухина «Основы биотехнологии». М.: ACADEMA, 2003. – 208 с.; О.В. Кислухина «Ферменты в производстве пищи и кормов». М.: ДеЛи принт, 2002 – 336 с.; В.Н.Голубев, И.Н.Жиганов «Пищевая биотехнология». М.: ДеЛи принт, 2001. – 123 с.; А.Н.Евтушенков, Ю.К.Фомичев «Введение в биотехнологию». Мн: БГУ, 2004. – 93 с.; И.В.Семак «Инженерная энзимология». Мн.: БГУ, 2006. – 126 с.

Все замечания и предложения будут с благодарностью приняты и учтены в дальнейшей работе по совершенствованию спецкурса