- •1.Биотехнология как межотраслевая область научно-практических знаний.
- •2. Связи биотехнологии с рядом современных отраслей промышленных производств.
- •3.Основные факторы, обусловившие стимул в развитии современной биотехнологии.
- •4. Связь биотехнологии с биологическими, химическими, техническими и другими науками.
- •5. Практические задачи биотехнологии
- •6. Исторические этапы развития биотехнологии
- •7. Переход от эмпирического к научному подходу в решении б.Т. Задач
- •8. Экономические аспекты биотехнологии:
- •9. Ключевая роль биотехнологии в социально-экономическом развитии отдельных государств и в целом.
- •10. Области применения достижений биотехнологии
- •11.Продукты биотехнологических производств
- •12. Обобщенная схема биотехнологического производства.
- •13. Экономические аспекты ключевых этапов биотехнологического процесса
- •14. Пути повышения рентабельности биотенологических производств.
- •15. Мелкомасштабная и крупномасштабная биотехн.
- •17.Характеристика параметров экологических процессов:
- •18. Способы очистки сточных вод.
- •20. Характеристика параметров “метаболитических процессов”
- •22.Первичные, вторичные метаболиты, крупные и небольшие молекулы как продукты бт производств.
- •23 Микроорганизмы - основные объекты биотехнологии
- •24.Преимущества микроорганизмов перед другими объектами в решении современных биотехнологических задач:
- •25.Характеристика объектов биотехнологии.
- •26. Особенности использования эукариотических клеток в биотехнологическом производстве
- •27.Принципы подбора биотехнологических объектов.
- •28. Промышленные, модельные и базовые микроорганизмы.
- •29. Требования к продуцентам, используемых в биотехнологическом производстве.
- •30. Способы улучшения продуцентов
- •31. Уровни регуляции клеточного метаболизма и пути воздействия на него.
- •32.Физиологические и генетические способы регуляции метаболизма микроорганизмов-продуцентов. (см. Вопр 31)
- •I(констут.Ген) r-ген Промотор Оператор z y a(структурные гены) терминатор
- •33.Регуляция на уровне репликации днк и пути использования её для улучшения свойств продуцентов.
- •34. Регуляция на уровне транскрипции. Конечный продукт как регулятор биосинтеза lac-оперон:
- •35. Роль внешних факторов в регуляции метаболизма продуцентов.
- •36. Понятие о продуцентах и сверхпродуцентах.
- •37. Использование генетических методов в биотехнологии.
- •38. Генетические способы улучшения продуцентов: организменный, клеточный и молекулярный уровни.
- •39. Получение продуцентов путем ступенчатого отбора случайных мутаций и отбор мутантов с заданным фенотипом
- •40.Мутации изменяющие экспрессию генов на примере лактозного и триптофанового оперонов lac-оперон:
- •41. Роль сырья в экономике биотехнологических процессов.
- •42. Требования, предъявляемые к питательным субстратам, используемым в биотехнологических процессах
- •43. Сырье и питательные среды.
- •44. Основные типы питательных сред и принципы их выбора.
- •46. Природные сырьевые материалы растительного происхождения.
- •47.Продукты отхода различных произв-в, как сырье б.Т. Проц-в. Хим-е и нефтехим-е субстраты
- •48.Способы переработки сырья???
- •49.Преимущества и недостатки биотехнологических производств по сравнению с химическими технологиями.
- •50. Принципиальные схемы биотехнологических процессов, определяющие конструктивные особенности биореакторов(ферменторов)
- •51.Основные требования, предъявляемые к системам, используемым для процессов ферментации
- •52. Общая схема ферментационных процессов.
- •53. Типы и режимы ферментаций: периодические и непрерывные п-сы.
- •54. Продукты первой и второй стадии ферментации
- •55 Взаимосвязь тропо- и идиофазы при получении первичных и вторичных метаболитов
- •56.Особенности роста и культивирования микроорганизмов в очистных сооружениях:
- •57.Особенности роста и культивирования микроорганизмов при производстве белка одноклеточных микроорганизмов.
- •58.Особенности роста и культивирования микроорганизмов при производстве первичных и вторичных метаболитов
- •59.Проблемы аэрирования, при различных ферментациях.
- •60. Открытые и замкнутые ферментационные системы.
- •61. Проблемы пеногашения при различных ферментациях.
- •62. Проблемы асептики, при различных ферментациях
- •63 Проблемы стерильности при различных ферментациях
- •64.Регулирование режима культивирование продуцентов по принципу хемостата:
- •65.Параметры роста при периодическом культивировании.
- •66. Продукты первой и второй фазы роста
- •67.Типы периодического культивирования.
- •68. Непрерывно-проточное культивирование.
- •69. Принцип подбора и конструирования биореактора.
- •70. Основные требования, предъявляемые к биореакторам
- •71.Системы перемещивания, примен-е в совр-х ферменторах
- •72)Принципы масштабирования технологических процессов:
- •73. Зависимость конструктивных особенностей биореакторов от свойств примянемого субстрата.
- •74. Специализированные ферментационные технологии: аэробные, твердофазные и газофазные процессы
- •75.Особенности культивирования клеток растений.
- •76. Особенности культивирования клеток животных.
- •77. Технология культивирования клеток животных. Параметры роста.
- •78. Принципы подбора питательных сред для культивирования микроорганизмов, клеток животных и растений.
- •79. Конечные стадии получения продуктов биотехнологических процессов
- •80.Основные методы и принципы выделения продуктов биосинтеза
- •81.Методы отделения биомассы.
- •82. Пенообразование и пеногашение
- •83.Методы дезинтеграции клеток.
- •84. Выделение целевого продукта: осаждение, экстрагирование, адсорбция.
- •85. Электрохимические методы выделения целевого продукта, ионообменная хроматография, иммуноэлектрофорез.
- •86. Концентрирование, обезвоживание, модификация и стабилизация целевых продуктов биотехнологических процессов
- •87. Проблема сбалансированных кормов и питания
- •88.Продуценты белка. Требования, предъявляемые к микробному белку и возможности его использования.
- •89.Сырьевая база производства белка одноклеточных организмов: высокоэнергетические субстраты, отходы сельского хозяйства и других производств. Одноклеточный белок на высокоэнергетических субстратах
- •90. Принципиальная схема производственного процесса белка одноклеточных
- •91.Лимитирующий фактор и его роль в процессах непрерывного культивирования
- •92. Технология производства ферментов для промышленных целей. Требования, предъявляемые к продуцентам ферментов.
- •93. Иммобилизованные ферменты и преимущества применения в биотехнологии.
- •94. Носители, используемые для иммобилизации ферментов: природные и синтетические органические носители. Типы неорганических носителей.
- •95.Способы иммобилизации ферментов
- •96. Иммобилизованные клетки в биотехнологии:
- •97. Генетическая инженерия и биотехнология.
- •98. Генетическая инженерия и технология рекомбинантных молекул
- •99.Основные окрытия, теоретически обосновавшие технологический подход к наследственной информации.
- •100. Общие понятия о матричных процессах: репликация, транскрипция, трансляция.
- •101. Инструменты генетической инженерии
- •102. Принципы создания рекомбинантных молекул in vivo.
- •103. Поняте о репликоне. Основные типы репликонов
- •104.Рестрицирующие эндонуклеазы, их основные характеристики область применения
- •105.Способы «нарезания» фрагментов днк.(104).
- •106. Способы идентификации фрагментов днк.
- •107.Требование к базовым штаммам в генной инженерии.
- •108. Характеристика e.Coli, как основного базового штамма в генной инженерии.
- •109. Особенности грамположительных бактерий при ги манипуляциях.
- •110.Гибридизационные зонды
- •111. Рестрикционное картирование генетических элементов
- •112.Соединение фрагментов днк:
- •113. Обратная транскриптаза и её использование в генной инженерии.
- •115.Метод создания гомополимерных окончаний при получении рекомбинантных молекул днк.
- •116. Использование линкерных полинуклеотидов в технологии клонирования днк.
- •117. Понятие вектора
- •118. Общие свойства векторов.
- •119. Специализированные векторные системы
- •120.Векторные системы,применяемые применяемые при молекулярном клонировании в клетках прокариотических организмов:
- •121. Типы векторов: плазмидные и фаговые векторы(в) природного и искусственного происхождения.
- •122. Клеточные генетические структуры способные выполнять роль векторов
- •123. Принципы конструирования векторов.
- •124. Требования к идеальному плазмидному вектору.
- •125. Свойства фага с точки зрения вектора для создания рекомбинантных молекул.
- •126.Фаг л и векторы, сконструированные на основе его генома.
- •127 Фазмиды и их применение
- •128.Космиды и их применение
- •129. Упаковочная система фага лямбда.
- •130. Банки генов и клонотеки
- •131.Свойства нитевидных фагов, позволяющие им выступать в качестве векторов
- •132. Векторы на основе генома нитевидных фагов.
- •133. Особенности трансформации грамотрицательных и грамположительных бактерий
- •134.Векторы для клонирования в грамположительных бактриях
- •135. Челночные векторы (бинарные)
- •136.Векторные системы для клонирования в клетках дрожжей:
- •137.Генетическая инженерия эукариотических микроорганизмов. Сахаромицеты как базовый организм.(136)
- •138. Использование вирусных геномов в качестве векторов для введения генетической информации в клетки животных
- •139.Свойства вируса sv40 и векторов на его основе.
- •140. Природные векторы для растений.
- •141. Организация и «поведение» Ti- плазмиды.
- •142. Стратегия клонирования у грамотрицательных бактерий.
- •143. Стратегия клонирования в грамположительных бактериях
- •144.Стратегия клонирования в дрожжевых клетках
- •145.Стратегия клонирования в клетках млекопитающих:
- •146. Старатегия клонирования в клетках растений
- •147.Экспрессия чужеродной генетической информации в клетках бактерий, дрожжей, растений и животных.
- •148. Особенности организации векторных систем для экспрессии генов.(
- •149. Сложная структура организации эукариотических генов и их экспрессия в прокариотических клетках.
- •150. Получение продуцента человеческого гормона роста
- •152. Методы поиска генов в банках генов и клонотеках.
- •153.Способы введения клонируемой днк в клетки бактерий. (с помощью вирусов.)
- •154. Способы введения рекомбинантной Днк в клетки растений и животных
- •154.*На листике.Методы отбора клеток, наследующих рекомбинантные молекулы с необходимым геном.
- •155.Методы культивирования клеток высших растений.
- •156. Каллусные и суспензионные культуры; методы получения и область использования.
- •157. Протопласты растительных клеток; способы получения, методы культивирования и регенерации.
- •158. Слияние протопластов растительных клеток и методы реверсии. Гибридизация соматических клеток растений.
- •159. Культивирование клеток и тканей животных
- •161.Необходимые условия для культивирования клеток животных. Конструктивные особенности биореакторов.
- •162. Моноклональные антитела и технология гибридом
- •163.Биотехнология и сельское хозяйство.
- •164. Использование биотехнологических подходов в растениеводстве и животноводстве.
- •165. Биотехнология и медицина. Применение моноклональных антител.
- •166. Энергетика и биотехнология. Биотехнологические способы получения энергоносителей.
- •167. Биотехнология и ос
- •168.Социальные аспекты биотехнологии и биоинженерии
6. Исторические этапы развития биотехнологии
1) эмпирический (опытный)– с появления чел. и до середины XIX века. Хлебопечение, виноделие, производство молочных продуктов– освоено опытным путем. 2 направления: традиционное и современное биотехнологическое.
2) научный этап. Пастер открыл роль микроорганизмов. 1880–производство винного уксуса (методика иммобилизации клеток, способных производить спирт). Нач. ХХ в.–технологический подход. 1917– Эреки (инженер в области с/х, откармливал свиней сахарной свеклой) ввел термин «биотехнология». 1917– начало производства белка одноклеточных организмов (дрожжевые колбасы). Производились изучения каким образом дрожжи производят С2Н5ОН из сахара. Производство взрывчатых веществ (основа глицерол)→ перевод спиртных заводов на производство глицерина. Получение белка одноклеточных на дизельном топливе.
3) медицинский (фармакологический) этап. Получение пенициллина (Германия),1943–пенициллин произведен в промышленном масштабе. Начало эры антибиотиков–1945. конструирование биохимических реакторов, генной селекции. К 1950 накоплено множество знаний.
4) экологический. С конца 50 гг. ХХ в. Создавались условия, что бы не загрязнять окр. среду, но это носило отрицательное экономическое значение.
5) генно-инженерный. Конец 70-80 гг. введение хороших сортов растений, животных; клонирование.
1980– производство человеческого инсулина с помощью бактерий (до этого использовали свиной)
Дата |
Событие |
1944 |
Эвери, Мак Леод и Мак Карти показали, что генетический материал представлен ДНК |
1953 |
Уотсон и Крик определили структуру молекулы ДНК |
1961 |
Учрежден журнал “Biotechnology and Bioengineering” |
1961–1966 |
Расшифрован генетический код |
1970 |
Выделена первая рестрицирующая эндонуклеаза |
1972 |
Корана и др. синтезировали полноразмерный ген тРНК |
1973 |
Бойер и Коэн положили начало технологии рекомбинантных ДНК |
1975 |
Колер и Мильштейн описали получение моноклональных антител |
1976 |
Изданы первые руководства, регламентирующие работы с рекомбинантными ДНК |
1976 |
Разработаны методы определения нуклеотидной последовательности ДНК |
1978 |
Фирма Genentech выпустила человеческий инсулин, полученный с помощью E. coli |
1982 |
Разрешена к применению в Европе первая вакцина для животных, полученная по технологии рекомбинантных ДНК |
1983 |
Для трансформации растений применены гибридные Ti-плазмиды |
1988 |
Создан метод полимеразной цепной реакции (ПЦР) |
1990 |
В США утвержден план испытаний генной терапии с использованием соматических клеток человека |
1990 |
Официально начаты работы над проектом «Геном человека» |
1994-1995 |
Опубликованы подробные генетические и физические карты хромосом человека |
1996 |
Ежегодный объем продаж первого рекомбинантного белка (эритропоэтина) превысил 1 млрд. долларов |
1997 |
Клонировано млекопитающее из дифференцированной соматической клетки |