- •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.
11. Культивирование клеток животных. Получение гибридов: цели и условия культивирования.
Культивирование клеток представляет собой процесс, посредством которого in vitroотдельные клетки (или единственная клетка) прокариот и эукариот искусственно выращиваются в контролируемых условиях. На практике термин «культура клеток» относится в основном к выращиванию клеток, относящихся к одной ткани, полученных от многоклеточных эукариот, чаще всего животных. Для культивирования вне организма живые клетки могут быть получены несколькими способами. Клетки могут быть выделены из крови, но к росту в культуре способны только лейкоциты. Моноядерные клетки могут быть выделены из мягких тканей с помощью таких ферментов как коллагеназа, трипсин, проназа, разрушающих внеклеточный матрикс[3]. Кроме того, в питательную среду можно поместить кусочки тканей. Культуры клеток, взятых непосредственно от объекта (ex vivo), называются первичными. Большинство первичных клеток, за исключением опухолевых, имеют ограниченный срок использования. После определенного количества делений клетки такие стареют и прекращают делиться, хотя могут при этом не утратить жизнеспособность. Существуют иммортализованные («бессмертные») линии клеток, способные размножаться бесконечно. У большинства опухолевых клеток эта способность является результатом случайной мутации, но у некоторых лабораторных клеточных линий она приобретена искусственно, путем активации гена теломеразыКлетки выращивают в специальных питательных средах, при постоянной температуре, а для клеток млекопитающих обычно необходима также специальная газовая среда, поддерживаемая в инкубаторе клеточных культур[6][7]. Как правило, регулируется концентрация в воздухе углекислого газа и паров воды, но иногда также и кислорода. Питательные среды для разных культур клеток различаются по составу, pH, концентрации глюкозы, составу факторов роста и др.Факторы роста, используемые в питательных средах, чаще всего добавляют вместе с сывороткой крови. Одним из факторов риска при этом является возможность заражения культуры клеток прионами или вирусами. При культивировании одной из важных задач является исключение или сведение к минимуму использование зараженных ингредиентов. Гибриды-это линия клеток, полученная в результате слияния нормальных лимфоцитов с «бессмертными» раковыми клетками. Используется для получения моноклональных антител. Лейкоциты, выделенные из селезенки или крови иммунизированных животных, производят антитела с необходимой специфичностью, Для иммортализации их искусственно сливают с «бессмертной» линией клеток миеломы, в результате чего происходит рекомбинация признаков. После этого линию клонируют и отбирают клоны, способные одновременно к неограниченной пролиферации и производящие антитела против избранного антигена.
12. Цели и методы создания и культивирования суспензионных культур растений. Характеристика протопластов растений: цели и методы получения.
Суспензионная культура — культура отдельных соматических клеток животных и растений или их конгламератов, растущих не прикрепленными к подложке, а во взвешенном состоянии в жидкой среде, в которой с помощью специальной аппаратуры (реакторы, ферментеры) обеспечивается глубокая аэрация и интенсивное перемешивание. С.к. готовят из однослойных культур клеток. Клетки первоначально отслаивают от стекла с помощью растворов версена и трипсина. Осадок клеток после центрифугирования (1000 об. мин) ресуспендируют в свежей питательной среде, а затем выращивают при постоянном перемешивании. С.к. широко используют в качестве модельной системы для изучения путей вторичного метаболизма, индукции ферментов и экспрессии генов, деградации чужеродных соединений, цитологических исследований, для промышленного получения вторичных метаболитов и др. Протопласт — содержимое растительной или бактериальнойклетки, за исключением внешней клеточной оболочки (клеточной стенки), однако вместе с клеточной (плазматической) мембраной.Протопласт включаетцитоплазму,ядро,все органеллы клеточную мембрану. Протопласты можно получать с помощью механических и биохимических (энзиматических) методов. В первых случаях добиваются плазмолиза растительных тканей, например, с помощью 0,1% раствора сахарозы с последующим разрезанием эпидермиса и освобождением протопластов в окружающую питательную среду. Энзиматические методы по-разному эффективны в получении протопластов. Здесь необходимо подбирать ферменты для каждого вида растений, однако наиболее часто используют целлюлазы, пектиназы, гемицеллюлазы как индивидуально, так и в комбинациях.