Презентація на тему: "Біотехнологія."

Тема: Біотехнологія

Біотехноло́гія ( від грец. bios - життя, techne - мистецтво, майстерність і logos - слово, навчання) - використання живих організмів і біологічних процесів у виробництві. Термін вперше використав угорський вчений Карл Ерекі в 1919 році для позначення процесів, в яких продукти отримують за допомогою живих організмів. Близько 7000 до н.е.: Пивоваріння, бродіння, випічка дріжджового хліба.8000 до н.е. - 3000 до н.е.: йогурти і сири, виготовлені за допомогою молочнокислих бактерій різних культур.1675: Антоні ван Левенгук відкрив існування мікроорганізмів.1862: Луї Пастер відкрив бактеріальну природу ферментації.

Класична біотехнологія. Використання мікроорганізмів Хлібопечення Пивоваріння Виноробство. Молочнокисле бродіння. Виробництво сирів

Хлібопечення Вважається, що хліб із збродженого тіста почали виготовляти у Єгипті 5-6 тисячоліть тому. Найдавніший хліб, якому більше 4600 років, знайдено єгиптологами в гробниці фараона Рамзеса III. Саме у Єгипті почалось використання мікроорганізмів для розпушення тіста. Основними розпушувачами тіста є дріж­джі — одноклітинні гриби. Добре розподілені в масі тіста дріжджові клітини в процесі життєдіяльності виділяють вуглекислий газ, яким насичуєть­ся тісто. Внаслідок чого створюється тиск газу і тісто розпушується.

Пивоваріння. Виноробство. Пивоваріння - найдревніше виробництво. Встановлено, що в Стародавньому Вавилоні варили пиво за 7000 років до н. е., а основною сировиною для пивоваріння були ячмінний солод і пшениця. У солоді є цукри (глюкоза, мальтоза, сахароза). Дріжджі здійснюють процес бродіння, внаслідок чого виділяються “бульбашки” — тобто вуглекислий газ, і спирт — ті самі “градуси”. Саме так у пиві з'являється алкоголь. Вперше вино згадується в Біблії. Але існує гіпотеза, що мешканці Месопотамії вирощували виноград за тисячу років до біблійних подій. В гробниці Тутанхамона знайшли пляшки з вином, етикетки яких детально описували склад вина. Якість вина залежить від дріжджів, що здійснюють бродіння. Хороші, енергійні дріжджі швидше проведуть бродіння, дадуть цілком здорове вино хорошої якості.

Молочнокисле бродіння. Виробництво сирів Молочнокисле бродіння — процес анаеробного окиснення вуглеводів молочнокислими бактеріями з утворенням молочної кислоти. Використовується :для консервації продуктів харчування,у приготуванні кисломолочних продуктів, для біотехнологічного способу виробництва молочної кислоти. Використовується у процесі виробництва швейцарських сортів сиру. Виділення кислот і газу цими мікроорганізмами важливе для остаточного формування смаку та утворення «вічок» у сирах.

Традиційні напрями сучасноїбіотехнології1. За допомогою мікроорганізмів отримують низку лікарських препаратів.2. Лимонна кислота – вироблена мікроорганізмами. 3. Натрій глутамат, - підсилювачем смаку й широко застосовується як харчова добавка.4. Живі організми використовують як засоби боротьби зі шкідниками та хворобами рослин.5. Пральний порошок із ферментами -продукти біотехнології.6. очищенні ґрунтів і води від нафтопродуктів, очищення побутових стоків є їх обробка за допомогою мікроорганізмів.7. Переробка сміття на звалищах за допомогою мікроорганізмів із подальшим використанням виробленого метану.

Сучасні методи біотехнології. Генна інженерія. Генна інженерія - галузь молекулярної біології і генетики, завдання якої - конструювання генетичних структур за заздалегідь наміченим планом, створення організмів із новою генетичною програмою. Основні відкриття в галузі молекулярної генетики:1928 р.- Фредерік Гриффіт – явище бактеріальної трансформації.1944 р.- Освальд Евері –хімічна природа бактеріальної трансформації.60-і р. ХХ ст.- рестриктази, ДНК- лігази. Ендонуклеази рестрикції — ( рестрикційні ендонуклеази, рестриктази ) — група ферментів класу ендонуклеаз, що розрізають подвійну спіраль ДНК. ДНК-ліга́зи — фермент класу лігаз, що з'єднує разом дволанцюгові молекули ДНК, що мають дволанцюжкові розриви

1972 р. - Пол Берг отримав рекомбінантну ДНК Рекомбінантна ДНК — молекула ДНК, отримана за допомогою методів генетичної інженерії (молекулярне клонування). Молекула поєднує в собі генетичний матеріал, виділений з різних біологічних джерел, створюючи таким чином певну ДНК послідовність.

1973: - Стенлі Коен і Герберт Бойер повідомили про успішне перенесення людського гена в плазміду кишкової палички. 1978 р.- ген людського інсуліну перенесено до кишкової палички.1980 р.-випущено перший препарат рекомбінантного інсуліну.  Основні етапи клонування ДНК людини:1 - одержання певного гена; 2 - підготовка вектора; 3 - вмотування гена людини у вектор; 4 - проникнення рекомбінантно! ДНК у бактерію, де разом із плазмідою реплікується (відтворюється) ген людини.

Клітинна інженерія. Клітинна інженерія — метод конструювання клітин нового типу на основі їх культивування, гібридизації та реконструкції. 

Деякі досягнення біотехнології1928: Александр Флемінг - деякі цвілеві гриби можуть зупинити розмноження бактерій, що призвело до відкриття першого антибіотика: пеніциліну.1971: Ананда Чакрабарті отримав бактерію, що поїдає нафту, створену штучно для ліквіаціі нафтових розливів на суші і на воді.1978: Перша вагітність після запліднення в пробірці.1978: Завдяки біотехнології стали виробляти недорогий інсулін.1980: Застосування технології рекомбінантної ДНК. Використання прокаріотної моделі кишкової палички для виробництва синтетичного інсуліну та інших лікарських засобів.

1985: Розроблено полімеразноланцюгову реакцію: 1994: Американське управління з контролю за якістю харчових продуктів і лікарських засобів схвалює перші ГМО продукти: помідори «Fla Sav».1994: Компанія Monsanto Company винесла на ринок генетично модифіковану сою «Roundup Ready», стійку до гербіцидів.1997: Британські вчені клонували вівцю по кличці Доллі з використанням ДНК дорослої особини.2000: Завершення «чернетки» геному людину в рамках проекту «Геном людини».

Біотехнології в медицині1. Репродуктивна медицина займається профілактикою, діагностикою та лікуванням безпліддя в людини. 2.технології штучного запліднення — екстракорпоральне (поза організмом жінки) та інтракорпоральне (в організмі жінки) заплідненням.

Трансплантація - це пересадка реципієнту органа або тканини, які були взяті з організму донора.

Одним із найбільш перспективних напрямів трансплантології є 3 D-принтинг органів

Ця технологія заснована на створенні з живих клітин тривимірних моделей органів на штучній основі. У ній використовується система 3 D-друку. Перевага цього методу в тому, що можна використовувати штучно культивовані клітини самого пацієнта.

Зараз таку технологію вже почали комерційно використовувати для вирощування шкіри, кровоносних судин, серця та деяких окремих тканин. Поки що основні успіхи було досягнуто у створенні окремих тканин. Друк цілих органів перебуває на стадії відпрацювання технології.

Запитання та завдання1. Що таке біотехнологія?2. Які організми використовуються у класичній біотехнології?3. В чому суть бродіння?4. Дайте визначення поняття «генна інженерія».5. Поясніть роль рестриктази і лігази у біотехнології.6. Покажіть значення біотехнологічних методів для людини.7. Які переваги і недоліки мають методи біотехнології у випадку їх застосування для охорони довкілля? 8. Чому застосування мікроорганізмів для синтезу лимонної кислоти є вигіднішим, ніж її хімічний синтез?

Домашнє завдання§ 77. Біотехнологія11 клас профіль К.задорожний