Глава 1. Научные основы биотехнологии

1.1. Биотехнология – новая комплексная

ОТРАСЛЬ

Современный этап научно-технического прогресса характеризуется

революционными изменениями в биологии, которая становится лидером

естествознания. Биология вышла на молекулярный и субклеточный уро-

вень, в ней интенсивно применяются методы смежных наук (физики, хи-

мии, математики, кибернетики и др.), системные подходы. Бурное разви-

тие комплекса наук биологического профиля с расширением практиче-

ской сферы их применения обусловлено также социально-

экономическими потребностями общества. Такие актуальные проблемы,

стоящие перед человечеством второй половины ХХ века, как дефицит

чистой воды и пищевых веществ (в особенности белковых), загрязнение

окружающей среды, недостаток сырьевых и энергетических ресурсов, не-

обходимость развития новых средств диагностики и лечения, не могут

быть решены традиционными методами. Поэтому возникла острая необ-

ходимость в разработке и внедрение принципиально новых методов и

технологий. Большая роль в решение комплекса этих проблем отводится

биотехнологии, в рамках которой осуществляется целевое применение

биологических систем и процессов в различных сферах человеческой дея-

тельности. В современной биотехнологии в соответствии со спецификой

сфер ее применения целесообразно выделить в качестве самостоятельных

ряд разделов следующие:

•Промышленная микробиология;

•Медицинская биотехнология;

•Технологическая ______биоэнергетика,

•Сельскохозяйственная биотехнология;

•Биогидрометаллургия;

•Инженерная энзимология;

•Клеточная и генетическая инженерия;

•Экологическая биотехнология.

Перспективность и эффективность применения биотехнологических

процессов в различных сферах человеческой деятельности, от получения

пищи и напитков до воспроизводства экологически чистых энергоносите-

лей и новых материалов обусловлена их компактностью и одновременно

крупномасштабностью, высоким уровнем механизации и производитель-

ности труда. Эти процессы поддаются контролю, регулированию и авто-

матизации. Биотехнологические процессы, в отличие от химических, реа-

лизуются в «мягких» условиях, при нормальном давлении, активной реак-

9

ции и невысоких температурах среды; они в меньшей степени загрязняют

окружающую среду отходами и побочными продуктами, мало зависят от

климатических и погодных условий, не требуют больших земельных пло-

щадей, не нуждаются в применении пестицидов, гербицидов и других,

чужеродных для окружающей среды агентов. Поэтому биотехнология в

целом и ее отдельные разделы находится в ряду наиболее приоритетных

направлений научно-технического прогресса и является ярким примером

«высоких технологий», с которыми связывают перспективы развития мно-

гих производств. Биологические технологии находятся в настоящее время

в фазе бурного развития, но уровень их развития во многом определяется

научно-техническим потенциалом страны. Все высокоразвитые страны

мира относят биотехнологию к одной из важнейших современных отрас-

лей, считая ее ключевым методом реконструкции промышленности в со-

ответствии с потребностями времени, и принимают меры по стимулиро-

ванию ее развития.

Биотехнологические процессы многолики по своим историческим кор-

ням и по своей структуре, они объединяют элементы фундаментальных

наук, а также ряда прикладных отраслей, таких как химическая техноло-

гия, машиностроение, экономика. Научная многоликость биотехнологии в

целом и ее раздела, имеющего целью решение природоохранных задач,

удивительна: они использует достижения наук биологического цикла, изу-

чающих надорганизменный уровень (экология), биологические организмы

(микробиология, микология), суборганизменные структуры (молекуляр-

ная биология, генетика). Через биологию на биотехнологию влияют хи-

мия, физика, математика, кибернетика, механика. Современные биотехно-

логии также остро нуждаются в научно-обоснованной проработке техно-

логии и аппаратурном оформлении. Поэтому необходима органическая

связь с техническими науками – машиностроением, электроникой, авто-

матикой. Общественные и экономические науки также имеют большое

значение в развитии экологической биотехнологии, так как решаемые ею

практические задачи имеют большое социально-экономическое значение

для развития любого общества. К биотехнологии, как ни к одной любой

отрасли и области научных знаний, подходят знаменитые слова Луи Пас-

тера: «Нет, и еще тысячу раз нет, я не знаю такой науки, которую можно

было бы назвать прикладной. Есть наука и есть области ее применения, и

они связаны друг с другом, как плод с взрастившим его деревом».