
- •1. Предмет и задачи Биотехнологии.
- •2. Отличие современной биотехнологии от традиционных микробиологических производств.
- •3. Значение Биотехнологии, основные тенденции и перспективные направления науки в Беларуси.
- •4. Использование микроорганизмов (дрожжей, бактерий, грибов, водорослей) в биотехнологии.
- •5.Производство кормового белка.
- •7. Требования к продуцентам:
- •8.Выделение и селекция микроорганизмов-продуцентов бав.
- •9. Использование микробных почвоудобрительных препаратов.
- •10. Методы рекомбинантных днк.
- •11. Клонирование и экспрессия генов в различных организмах.
- •12. Ферменты,использум в биотех. Рекомб.
- •15. Получение трансгенных растений.
- •16. Применение методов генет-кой инженерии для улучшения аминокислотного состава запасных белков растений.
- •18. Устойчивость растений к фитопатогенам и насекомым вредителям, гербицидам, абиотическим стрессам.
- •19. Использование генетической инженерии в животноводстве.
- •20 Требования, предъявляемые к питательным субстратам, использующимся в биотехнологических процессах.
- •22. Сырьевая база биотехнологии.
- •23.Питательные среды для ферментационных.
- •24. Природные сырьевые материалы.
- •25.Отходы производства как потенциальные субстраты для культивирования биолог-х объектов.
- •26. Устройство и основные конструкторские детали ферментеров и биореакторов.
- •27. Системы пеногашения, теплообмена, аэрирования и перемешивания, асептики и стерилизация, используемые в ферментерах.
- •29. Хемостаты и турбидостаты.
- •32.Кривая роста популяции клеток, хар-ка отдельных фаз и получение целевых продуктов.
5.Производство кормового белка.
FAO предсказывает резкое увеличение пропасти в обеспечении белком между развитыми и развивающимися странами. Мировой дефицит белка оценивается в 30–35 млн т
Определенные успехи достигнуты в получении белка с помощью микробного синтеза - производства одоклеточного белка (SСP).
Понятие "съедобные микробы" звучит несколько странно, однако люди давно распознали питательную и вкусовую ценность некоторых микроорганизмов, а именно грибов
Преимущества микроорганизмов : микроорганизмы обладают высокой скоростью накопления биомассы; микробные клетки способны накапливать очень большие количества белка; в микробиологическом производстве отсутствует многостадийность процесса; а сам процесс биосинтеза осуществляется в мягких условиях.
Применимость одноклеточного белка для человека зависит от его безвредности и питательной ценности, от ряда других факторов -нежелание людей потреблять вещества, получаемые из микробов, процесс питания характеризуется многими неуловимыми психологическими, социальными и религиозными аспектами; должны также учитываться более явные особенности, связанные с применимостью продукта: запах, цвет, вкус, консистенция и внешний вид. Теперь некоторые промышленные процессы направлены на изготовление микробных продуктов для человека: например, грибной белок фирмы RanksHovisMcDougall/ICI.
Одноклеточный белок на отходах: Рециклизация отходов растений-существенная проблема биотехнологии. Использование органических отходов может способствовать снижению загрязнения и созданию пищевого белкового препарата. Привлекательность растительных отходов-низкая стоимость, одноклеточный белок может быть получен при относительно небольшом количестве операций.
Субстратами для организмов-продуцентов служат: меласса, молочная сыворотка в производстве сыра, отходы 60крахмального производства .Заслуживает внимания новый продукт – Pekilo, представляющий собой грибной белок, получаемый путем ферментации углеводов мелассы, молочной сыворотки, отходов фруктов, гидролизатов древесины или сельскохозяйственного сырья. В Британии компания RanksHovisMcDoudall совместно с корпорацией ICI поставляет на рынок другой грибной белок (mycoprotein), получаемый при выращивании гриба Fusarium на простых углеводах.
Целлюлоза в сельскохозяйственных и лесных материалах, а также в различных отходах должна составить в недалеком будущем основной сырьевой компонент для многих биотехнологических процессов, включая и одноклеточный белок. Целлюлоза в ее естественной ассоциации с лигнином до сих пор является наиболее распространенным органическим веществом для биологической конверсии. Различные исследовательские учреждения настойчиво изыскивают пути предварительной обработки биологических материалов подобного рода с целью деструкции лигнинового барьера (преимущественно физическими и химическими методами).
Многие виды грибов долгое время служили пищей для человека и выращивались на лигноцеллюлозных материалах. Данные процессы являются примерами низкоэнергетических технологических систем.
Одноклеточный белок из водорослей: Одно время существовал повышенный интерес к проблеме использования водорослей в качестве одноклеточного белка, поскольку они хорошо растут в открытых прудах и нуждаются только в СО2 как источнике углерода, а также в солнечном свете как источнике энергии для фотосинтеза. Такие водоросли, как Chlorella и Scenedesmus, долгое время использовались в пищу в Японии, a Spirulina широко применялась в Африке и Мексике.
6.
Эффективная защита растений от болезней и вредителей является одним из важных элементов технологии. Химические пестициды дороги, экологически небезопасны. Кроме того, они способствуют отбору устойчивых форм патогенов и насекомых, что приводит к необходимости смены препарата. За последние годы по ряду причин пестицидная нагрузка на 1 га в Беларуси составила около 1кг/га. Альтернативой химическим пестицидам могут быть микробные препараты (Коломиец,2002), производство которых дешевле и может быть организовано на местном сырье. В качестве микробных пестицидов могут быть использованы микроорганизмы-антагонисты и энтомопатогены, характеризующиеся высокой активностью, генетической стабильностью, конкурентоспособностью, устойчивостью к абиотическим стрессам. Такие микроорганизмы способны синтезировать ряд БАВ, в т.ч. ферменты и антибиотики. Наибольший интерес среди таких микроорганизмов представляют бактерии родов Streptomyces, Bacillus, Pseudomonas, грибы Trichoderma, Beaveria, вирусы, нематоды . На основе Bacillusthuringiensis созданы такие биопрепараты инсектицидного действия, как бацитурин, битоксибациллин, дипел, колептерин, лепидоцид, новодор, форей которые применяются в борьбе против колорадского жука на картофеле; паутинного клеща на огурце, листогрызущих вредителей плодовых и овощных культур и других вредителей.Энтомопатогенный гриб Beaveriabassiana используется для получения боверина, применяемого в борьбе с колорадским жуком на картофеле, белокрылки и трипсов на огурце, плодожорки яблони.Средибиофунгицидов в Беларуси разрешены следующие препараты: на основе штаммов бактерии Bacillussubtilis разработан бактоген против болезней томата и огурца в защищенном грунте и бактофит против болезней огурца; на основе Bacillusmycoides получен миколин для борьбы с болезнями капусты, томата, петрушки, сельдерея; бактериофаг Pseudomonassyringae использован для получения пентафага, применяемого на огурцах и плодовых культурах; на основе гриба Trichoderma создан триходермин против болезней ячменя и овощных растений.
В разработке биопестицидов активное участие принимают белорусские ученые. В Институте микробиологии создана коллекция мицелиальных грибов, актиномицетов и бактерий, перспективных для биологического контроля патогенов (Э.И.Коломиец,2002). Подобраны оптимальные субстраты и условия культивирования. Разработана технология производства гризеовиридина (продуцент Streptomycesgriseoviridis),флавесцина (Streptomycesflavescens), фрутина (Bacillussubtilus), предназначенных для защиты растений от микозов и бактериозов, а также бацитурина, колептерина на основе штаммов Bacillusthuringiensis для борьбы с паутинным клещом, тлей и листогрызущими вредителями. БНИИ защиты растений участвовал в разработке применяемых в Беларуси боверина, Вирина-ГЯП и Вирина-КШ, колептерина, миколина, пентафага, триходермина; БГУ – бактогена; Институт экспериментальной ботаники НАН–миколина; Институт леса НАНБ –гомелина; Институт генетики и цитологии НАНБ- ризоплана. Налажено производство ряда отечественных биопестицидов на предприятиях концерна "Белбиофарм".