1 Основные предпосылки возникновения биотехнологии.

1)проблема антропогенного загрязнения окр среды. Согласно существующим расчетам предельная величина антропогенного воздействия на биосферу связанная с техич.деятельностью ч-ка не должна превышать 1% от ее полной производительности. В 70гг 20в эта велич составляла 10%. Биосфера саморегулируемая система, поэтому если превысить предельные возможности саморегуляции, то в биосфере начнуться необратимые процессы. В чем выражается воздействие на биосферу: -выделение большого количества СО2, в результате работы энергетич установок и произв.предпр. –возрастает колич-во отходов выбрасываемых в биосферу.

2)недостаток пищевых вещ-в (Белка), вызванный ростом народонаселения, дефицит чистой воды. Пища насел. Промышлен развитых стран общая масса белка 90г, в том числе животного 44г в сутки на чел-ка. В развиввающ странах населен получ 58г белка в т.ч 9г животного. 3)нарастает дефицит как энергет так сырьевых ресурсов. 4) проблема ухудшения состояния здоровья населения и необходимость развития новых средств диагностики и лечения. 5) развитие отдельных направлений в биологии, в частности биохимии, молек биологии, биофизики, генетики, что позволяет на их основе создавать биотехнологии способные решать вышеназваные проблемы.

2.Понятие биотехнология. Термин биотехнология был введен в 1917г венгерским инженером Карлом Иреки. При описании процесса выращивания свиней с использованием корма- сах свеклы. Согласно нему Биотехнология – все виды работ, при котороых из сырьевых материалов с помощью энерг организмов производится те или иные продукты. Этот термин в те годы не получил широк распространения. В 1961 к нему вернулись после того как шведский биолог Карл Герн-Хеден порекомендовал изменить название научного журнала по биохимии и биол. инженерии и технологии на название биотехнология и биоинженерия. В настоящее время БТ понимается не однозначно, существует широкое узкое и среднее его толкование. Узкое: Биотехнология- ограничена генно-инженерн. манипуляциями. за предел БТ остается промышленные микробиологические производства.

Широкое: БТ-все технологические процессы, в которых используются все живые организмы. При таком понятии вся с/х –биотехнология.

Если отказаться от обеих позиций, то БТ можно определить по ее основному признаку – возможностью управления биотехнологическими объектами. Биотехнология- направление научно-технического прогресса, использующая биотехнологические процессы и агенты для целенаправленного воздействия на природу и промышленное получение продуктов в конкретных условиях.

3.История возникновения и развития биотехнологии. Классификация Еринова: 1й- имперический с 6века до н.э до половины 19 века. С древнего времени человек использовал живые организмы (микроорганизмы) не зная о их существован. 1-м микробиологическим процессом было брожение – процесс обмена веществ, при котором в биологическом субстрате происходит изменение под воздействием микробных ферментов. Применяют при хлебопечении, пивоварении, виноделии. С 3-4 тыс до н.э известны процессы брожения лежащие в основе мочки прядильных растений (волока конопли).

Во второй половине 15в начинается развитие естествознания. Произошел сдвиг в понимани брожения, появилась ферментация, процессы брожения связывали с наличием дрожжей или их ферментов. С 16-17 веков стали использовать пивные дрожжи для разрыхления теста. В 18 веке изучалось способность ферментов к катализу хим.рекции. в рез-те развития описательной микробиологии и изучения хим.превращений стали предпосылкой для становления биохимии. В 19в в химии заложени основы органич.химии, открыты органические кислоты.

2-й- Этиологический(научный) со второй полов19вдо 1/3 20в. Луи Пастер: доказал, что заболевание порча продуктов, гниение, брожение вызываются МО. Создал теорию об экзогенности. Научные теории пивоварения, виноделия, борьба с болезнями. Усовершенствовали среду для выращивания МО. В результате стали применять чистые культуры. Микробиологический антогонизм применяют в медицине.(Мечников). 70-80 гг 19в заложены основы культивирования растит клеток и жив-х. в основу положенны работы: клеточная теория Шванна и Виркова. Открытия законов менделя, которые легли в основу генетики. Т.обр внедрение научных знаний дало возможность приступить к разработке биотехнологий.

3-й-биотехнологический (с 1933-1972) внедрение в биотехнологию крупномасштабного герметического оборудования, обеспечивающего протекание многих процессов в стерильных условиях. В 1933г Клюйвер и Перкин опубликовали работу по изучению обмена у плесневых грибов, в которой изложили технич приемы их глубинного культивирования. В этот период стали выпускать биоудобрения и биолог препаратыдля борьбы с вредителямии болезнями с/х растений. Революционным моментом была промышленная реализация производства антибиотиков. Отправной точкой послужило открытие Флемингом химико-терапевтического действия пеницилина. В СССР Ермолаева показала что лизоцим является фактором естественного иммунитета. Биотехнологич организованы массовое производства аминокислот, белка, превращения стероидов , культуры кл МО-для производства вакцин. В конце 60х гг разработали и стали использовать технологию иммобилизации ферментов.

4-й генно-инженерный период. 1972 в США Бергом была создана 1-я рекомбинантная молекула ДНК. Возникла генная инженерия. В 1973 г Коэн и Бойр получили рекомбинантные плазмиды и провели им трансформацию кл кишечной палочки. В течении 4х лет после открытия рекомбинантной ДНК появились штаммы бактерий продуцирующих инсулин и человеческий гормон роста.