- •Лекція № 1. Основні напрями розвитку біотехнології
- •Біоенергетика
- •Біотехнологія обробки стоків і контроль забруднення води важкими металами
- •Сільськогосподарська біотехнологія
- •Біогеотехнологія
- •Біоелектроніка
- •Біотехнологія в медицині
- •Біотехнології в харчовій промисловості
- •Біотехнологія молочних продуктів
- •Виробництво спиртів і поліолів
- •Виробництво вторинних метаболітів
- •Біотрансформація
- •Виробництво ферментів
- •Виробництво амінокислот, органічних кислот, вітамінів
- •Біоконверсія лігноцелюлозних об'єктів
- •Використання грибів у біотехнології
- •Найпростіші в біотехнології
- •Водорості
- •Рослини в біотехнології
- •Стадії біотехнологічного виробництва
- •Технологія виготовлення поживного середовища для біосинтезу
- •Підтримка чистоти культури
- •Ферментація, будова ферментера
- •Загальні принципи розділення речовин
- •Одержання готових товарних форм препаратів
- •Субстрати для культивування мікроорганізмів з метою одержання білка
- •Лекція № 6. Технологія одержання мікробних ліпідів
- •Мікроорганізми – продуценти ліпідів
- •Лекція № 7. Технологія одержання ферментних препаратів
- •Глибинний метод виробництва ферментів
- •Виробництво ферментів при поверхневому культивуванні продуцентів
- •Іммобілізація ферментів
- •Класифікація носіїв для ферментів
- •Методи іммобілізації ферментів
- •Застосування іммобілізованих ферментів
- •Іммобілізація клітин
- •Ентомопатогенні препарати грибів
- •Вірусні ентомопатогенні препарати
- •Бактеріальні добрива на основі бульбочкових бактерій
- •Виробництво азотобактерину
- •Бактеріальне добриво фосфобактерин
- •Антибіотики для сільського господарства
- •Лекція № 9. Культура клітин рослин
- •Сфери застосування культур рослинних клітин
- •Культури клітин вищих рослин. Історія методу
- •Морфофізіологічні характеристика каллусних тканин
- •Фактори, що впливають на морфогенез in vitro
- •Генетичні механізми, що обумовлюють диференціювання клітин у культурі
- •Суспензійні культури
- •Методики культивування одиночних рослинних клітин
- •Необхідність іммобілізації рослинних клітин, методи
- •Фізіологічні основи переваги іммобілізованих рослинних клітин перед традиційними способами культивування
- •1. Клітини, іммобілізовані в або на інертному субстраті, утворюють біомасу набагато повільніше, ніж зростаючі в рідких суспензійних культурах.
- •2. Крім повільного росту іммобілізація клітин дозволяє їм рости в тісному фізичному контакті одине з одним, що сприятливо позначається на хімічних контактах.
- •Системи культивування іммобілізованих клітин
- •Застосування ізольованих протопластів
- •Способи отримання і культивування протопластів
- •Способи культивування протопластів
- •Злиття протопластів (парасексуальная гібридизація)
- •Види соматичних гібридів
- •Конструювання клітин
- •Клітинна селекція. Методи клітинної селекції
- •Генетичні основи застосування культури клітин в селекційних цілях
- •Типи клітинних культур, які використовуються в селекції
- •Переваги клітинної селекції перед традиційними селекційними методами
- •Мікроклональне розмноження і оздоровлення рослин
- •Фактори, впливають на процес клонального мікророзмноження
- •Етапи мікроклонального розмноження рослин
- •Методи клонального мікророзмноження
- •Оздоровлення посадкового матеріалу від вірусів методами хіміотерапії і термотерапії
- •Створення штучних асоціацій клітин вищих рослин
- •Підвищення продуктивності сільськогосподарських рослин
- •Ендосимбіотичні асоціації
- •Екзосимбіотичні асоціації з водоростями, грибами, азотфіксаторами
- •Методи збереження генофонду. Методика кріоконсервації, способи уповільнення росту
- •Безклітинні системи в біотехнології. Мембрани хлоропластів
- •Одержання фотогальванічних елементів з використанням бактеріальних мембран
- •Безклітинні білоксинтезуючі системи (ббсс)
- •Лекція № 10. Біотехнологія одержання культури тваринних клітин і тканин
- •Культивування клітин. Історія методу
- •Введення клітин у культуру, їхнє походження
- •Характеристика клітин, що культивуються in vitro
- •Поживні середовища й умови культивування
- •Системи культивування клітин
- •Використання культури клітин людини
- •Культивування клітин і тканин безхребетних
- •Культивування органів
- •Гібридизація тваринних клітин. Історія методу
- •Методи створення експериментальних химер
- •1. Агрегаційний – був запропонований практично одночасно й незалежно один від одного Тарковським у Варшаві та Мінц у Філадельфії (1961-1962 р.).
- •2. Ін’єкційний – був розроблений р. Гарднером у 1968 р.
- •Механізм злиття клітин
- •Моноклональні антитіла. Функціональна структура антитіл
- •Одержання моноклональних антитіл
- •Методи аналізу: імуноферментний (іфа), імунолюмінесцентний, імунорадіологічний
- •Радіоактивні мітки
- •Застосування моноклональних антитіл
- •Клонування тваринних клітин. Історія клонування
- •Методи трансплантації ядер
- •Клонування ссавців. Історія клонування
- •Регулювання відтворення сільськогосподарських тварин
- •Суперовуляція
- •Аеробне очищення стічних вод
- •Анаеробні системи очищення
- •Показники забруднення стічних вод
- •Перелік питань які виносяться на підсумковий контроль
- •Література
Бактеріальне добриво фосфобактерин
Фосфобактерин – бактеріальне добриво, яке містить спори мікроорганізму Bacillus megaterium var. phosphaticum. Являє собою порошок ясно-сірого або жовтуватого кольору.
Бактерії мають здатність перетворювати складні фосфорорганічні сполуки (нуклеїнові кислоти, нуклеопротеїди й т.д.) і легкозасвоювані мінеральні фосфати в доступні для рослин форми. Крім цього бактерії виробляють біологічно активні речовини (тіамін, піридоксин, біотин, пантотенову й нікотинову кислоти й ін.), які стимулюють ріст рослини. Фосфобактерин відноситься до числа препаратів зі стимулюючим ефектом.
Bacillus megaterium var. phosphaticum являють собою дрібні, грампозитивні аеробні спороутворюючі палички розміром 2×6 мкм. Клітини містять значну кількість сполук фосфору. На ранній стадії розвитку це рухливі одиночні палички, при старінні утворюють ендоспори, які локалізуються на одному з кінців клітини. У силу вищевикладеного технологія вирощування зводиться до одержання спор.
У цілому виробництво фосфобактерину схоже на виробництво азотобактерину й препаратів бульбочкових бактерій. Склад поживного середовища у відсотках: кукурудзяний екстракт – 1,8, меляса – 1,5, сульфат амонію – 0,1, крейда – 1, інше – вода. Культивування ведеться глибинним методом у суворо асептичних умовах при постійному перемішуванні й примусовій аерації до стадії утворення спор. Основні параметри проведення процесу: температура 28 – 30С, рН 6,5 – 7,5, тривалість культивування 1,5 – 2 доби.
Отриману в ході культивування біомасу клітин відокремлюють центрифугуванням і висушують у сушарці при температурі 65 – 75С до залишкової вологості 2 – 3%. Висушені спори змішують із наповнювачем. Готовий препарат повинен містити не менш 8 млрд. клітин на 1 г. Розфасовують препарат у поліетиленові пакети по 50 – 500 г. На відміну від нітрагіну й азотобактерину фосфобактерин має більшу стійкість при зберіганні.
Фосфобактерин рекомендують застосовувати на чорноземних ґрунтах, які містять велику кількість фосфороорганічних сполук. Необхідний для підвищення врожайності зернових, картоплі, цукрового буряка й ін. сільськогосподарських рослин. Насіння обробляють сумішшю сухого фосфобактерину з наповнювачем (золою, ґрунтом й ін.) у співвідношенні 1:40. На 1 гектарну порцію потрібно 5 г препарату й 200 г наповнювача. Бульби картоплі рівномірно зволожують суспензією спор, виготовленою з розрахунку 15 г препарату на 15 л води. Урожай при цьому підвищується на 10%.
Антибіотики для сільського господарства
Антибіотики застосовують у декількох цілях: для боротьби із хворобами тварин; для боротьби із хворобами рослин; як стимулятори росту тварин; при консервуванні продуктів; у наукових дослідженнях (в області біохімії, молекулярної біології, генетики, онкології).
Сучасне визначення терміна "антибіотик" належить М.М. Шемякіну й А.С. Хохлову (1961), які запропонували вважати антибіотичними речовинами всі продукти обміну будь-яких організмів, здатних вибірково вбивати або придушувати ріст і розвиток мікроорганізмів.
Повна хімічна структура встановлена тільки для третини антибіотиків, а отримувати хімічним шляхом можливо лише половину з них. Синтез мікроорганізмами антибіотиків – одна з форм прояву антагонізму, пов'язаний з певним характером обміну речовин, які виникли й закріплялися у ході еволюції. Впливаючи на сторонню мікробну клітину, антибіотик викликає порушення в її розвитку. Деякі антибіотики здатні придушувати синтез оболонки бактеріальної клітини в період розмноження, інші змінюють проникність цитоплазматичної мембрани, деякі гальмують реакції обміну речовин.
Механізм дії антибіотиків виявлений не повністю.
Протягом багатьох років антибіотики використовують як стимулятори росту сільськогосподарських тварин і птахів, як засоби боротьби із захворюваннями рослин і сторонньою мікрофлорою в ряді бродильних виробництв, як консерванти харчових продуктів. Механізм стимулюючої дії антибіотиків також не до кінця з'ясований. Припускають, що стимулюючий ефект низьких концентрацій антибіотиків на організм тварини пов'язаний із двома факторами: вплив на мікрофлору кишечнику; безпосередній вплив на організм тварини.
У першому випадку антибіотики знижують число шкідливих і збільшують кількість корисних для організму мікроорганізмів. У другому випадку – знижують рН вмісту кишечника, зменшують поверхневий натяг клітин організму, що сприяє прискоренню їхнього розподілу. Крім того, антибіотики збільшують кількість ростових гормонів, пристосовність організму до несприятливих умов і т.д. Кормові антибіотики застосовують у вигляді неочищених препаратів, що представляють собою висушену масу продуцента, який містить окрім антибіотика амінокислоти, ферменти, вітаміни групи В й інші біологічно активні речовини.
Всі промислові кормові антибіотики:
– не використовуються в терапевтичних цілях і не викликають перехресної резистентності бактерій до антибіотиків, які застосовуються у медицині;
– практично не всмоктуються в кров із травного тракту;
– не змінюють своєї структури в організмі;
– не володіють антигенною природою, що сприяє виникненню алергії.
У наш час випускаються кілька видів кормових антибіотиків: препарати на основі хлортетрацикліну (біовіт, кормовий біоміцин), бацитрацин, гризин, гігроміцин Б й ін. Із цих препаратів тільки бацитрацин являє собою висушену культуральну рідину, отриману в результаті глибинного вирощування Bacilus licheniformis. Інші антибіотики є продуктами життєдіяльності різних видів Actinomyces.
Антибіотики використовують й як засіб боротьби з різними фітопатогенами. Вплив антибіотика зводиться до уповільнення росту й загибелі фітопатогенних мікроорганізмів, які містяться у насінні і вегетативних органах рослин. До таких антибіотиків відносяться фітобактеріоміцин, трихотецин, поліміцин.
Застосування антибіотиків у харчовій промисловості дозволяє знизити тривалість термообробки продуктів харчування при їхньому консервуванні. Використовувані антибіотики впливають на клостридіальні й термофільні бактерії, стійкі до нагрівання. Найбільш ефективним визнаний нізин, який практично не токсичний для людини й дозволяє вдвічі знизити час термообробки.