- •1. Определение биотехнологии, основные направления. Особенности биотехнологических процессов.
- •2. Краткий исторический очерк развития биотехнологии. Новейший этап биотехнологии. Особенности создания продуцентов нового поколения.
- •3. Задачи биотехнологии в решении проблем здоровья человека и человечества.
- •4. Задачи биотехнологии в решении энергетических проблем: перспективы получения экологически чистых источников энергии.
- •5. Отличия биотехнологических процессов от химических и агротехнических.
- •6. Понятие типовая биотехнологическая система биосинтеза продуктов, характеристика ее основных стадий.
- •7. Продуценты биотехнологических процессов: прокариоты, эукариоты, ферментные препараты, культуры клеток и тканей растений и животных.
- •8. Использование продуцентов прокариот для получения микробных биомасс: вакцин, пробиотиков и пищевых продуктов.
- •10. Особенности и типы метаболизма микроорганизмов, условия культивирования микроорганизмов- автотрофов и гетеротрофов.
- •11. Культивирование клеток животных. Получение гибридов: цели и условия культивирования.
- •12. Цели и методы создания и культивирования суспензионных культур растений. Характеристика протопластов растений: цели и методы получения.
- •13. Цели создания и культивирования культур клеток животных.
- •14. Питательные среды для культивирования микроорганизмов. Жидкофазное и твердофазное культивирование продуцентов.
- •15. Методы определения численности клеток и биомассы продуцентов.
- •16. Аппараты для культивирования микроорганизмов-продуцентов.
- •17. Характеристика процессов ферментации.
- •18. Классификация процессов ферментации по фазе культивирования продуцента.
- •19. Основные и вспомогательные стадии биотехнологического процесса.
- •20. Постферментационная стадия: процессы, выполняемые в постферментационную стадию.
- •31. Оптимизация биотехнологических процессов по методу «крутого восхождения-спуска» Бокса–Уилсона.
- •32. Блочные принцип математического моделирования биотехнологических систем.
- •33. Методы отделения биомассы продуцентов от культуральной жидкости.
- •34. Модели, учитывающие влияние субстрата на рост популяции микроорганизмов: модель Перта, модель Андрюса.
- •35. Модели, учитывающие влияние субстрата на рост популяции микроорганизмов: модель Кобозева, модель Блэкмана, модель Моно.
- •36. Определение факторов оптимизации. Методы математического планирования экспериментов.
- •37. Модели, учитывающие влияние продуктов метаболизма на скорость роста культур.
- •38. Основные характеристики процесса роста продуцентов: скорость роста, время генерации, удельная скорость роста. Рост продуцентов в условиях глубинного и поверхностного культивирования.
- •39. Особенности метаболизма фотоавтотрофов и фотогетеротрофов. Использование в биотехнологии.
- •40. Обобщенная технологическая схема получения биомасс продуцентов. Удельная скорость роста продуцента.
- •45. Характеристика ферментов: строение, каталитическая активность ферментов.
- •47. Характеристика основных способов получения микробных ферментных препаратов.
1. Определение биотехнологии, основные направления. Особенности биотехнологических процессов.
БТ-это наука о способах получения целевых продуктов с помощью биосинтеза, управляемого параметрами среды или генно-инженерными манипуляциями, либо сочетанием этих воздействий. Сочетание генетического и параметрического управления биосинтезом способствует взаимному усилению возможностей этих методических подходов.
Основные направления: 1. Медицинская БТ (вакцины, антибиотики, витамины, инсулин, гармон роста, иммуномодуляторы, иммунодепрессанты, кровезаменители, стероидные гормоны, медицинские ферменты, коферменты, медицинские аминокислоты, подсластители, женьшень, биоразлагаемые полимеры, моноклональные антитела, препараты против комаров, нейропептиды, косметические токсины) 2. Пищевая БТ (вино, пиво, квас, хлеб, кисло-молочные продукты, уксус, лимонная кислота и др. подкислители, сыр, соевые продукты, глутамат, витамины, спирт, глюкозо-фруктозные сиропы, пищевой белок, колбасы, ферменты, пищевые красители, загустители, консерванты)
3. Сельское хозяйство (вакцины, антибиотики, кормовые витамины, ростовые гормоны, кормовой белок, кормовые аминокислоты, силосные закваски, пробиотики, антибиотики для растений, ростовые вещества для растений, энтомопатогенные препараты, феромоны, бактериальные удобрения, безвирусная рассада, корм для рыб)
4. Экологическая БТ (биологическая очистка стоков, биосорбция тяжелых металлов из стоков, биокомпостирование твердых отходов, метановое сбраживание твердых отходов, биологическая очистка газовых выбросов, биодеградация нефтяных загрязнений на почве и воде, биодеградация химических пестицидов и инсектицидов, борьба с накоплением метана в шахтах, обессеривание нефти и каменного угля, обогащение воздуха кислородом, биоразлагаемые полимеры, стиральные порошки с ферментами, вермикультивирование и копрокультивирование) 5. Энергетика (получение биогаза из органических отходов, получение водорода биофотолизом воды, биосинтез углеводородов микроорганизмами, моторное топливо) 6. Другие менее значительные отрасли (получение растворителей, органические кислоты технического назначения, древесно-волокнистые плиты, катализаторы, красители для ктаней, биополимеры для нефтедобычи, получение целлюлозы, получение микробного хитина, бактериальное выщелачивание металлов, борьба с биоповреждениями материалов, биоэлектронника, сверхчувствительные фотоматериалы)
Особенности БТ процессов:
Наращивание клеточной массы, которая представляет собой продукт.
Образование (биосинтез) в процессе роста и развития клеток ценных БХ продуктов.
Биотрансформация - процесс, в результате которого происходит изменение химического состава исходного вещества.
Потребление микроорганизмами из жидких сред различных веществ (примесей).
Выщелачивание с помощью микроорганизмов (перевод в растворенное состояние некоторых веществ, находящихся в твердых телах)
Использование БХ деятельности микроорганизмов с целью образования газов.