Біотехнологія Реферат
Мова робіт
Теми рефератів
| Біотехнологія: Реферат | Сторінка 1 з 11 [Всього 11 записів] | 1 2 3 4 5 » . Остання » |
З давніх-давен відомі окремі біотехнологічні процеси, що використовуються в різних сферах практичної діяльності людини. До них відносяться хлібопечення, виноробство, приготування кисло-молочних продуктів і т. д. Однак біологічна сутність цих процесів була з'ясована лише в XIX ст. завдяки роботам Л. Пастера. У першій половині XX ст. сфера застосування біотехнології поповнилася мікробіологічним виробництвом ацетону та бутанолу, антибіотиків, органічних кислот, вітамінів, кормового білка.
Важливий внесок у біотехнологічні розробки зробили радянські дослідники: в СРСР у 30-ті роки були побудовані перші заводи з одержання кормових дріжджів на гідролізатах деревини, сільськогосподарських відходах та сульфітних лугах, під керівництвом В. Н. Шапошникова успішно впроваджено технологію мікробіологічного виробництва ацетону. Велику роль створення основ вітчизняної біотехнології внесло вчення Шапошникова про двофазний характер бродіння. У 1926 р. в СРСР було досліджено біоенергетичні закономірності окислення вуглеводнів мікроорганізмами. У наступні роки біотехнологічні розробки широко використовувалися в нашій країні для розширення "асортименту" антибіотиків для медицини та тваринництва, ферментів, вітамінів, ростових речовин, пестицидів.
З моменту створення у 1963 р. Всесоюзного науково-дослідного інституту біосинтезу білкових речовин у нашій країні налагоджується великотоннажне виробництво багатої білками біомаси мікроорганізмів як корму. У 1966 р. мікробіологічна промисловість була виділена вокрему галузь (Головне управління мікробіологічної промисловості при Раді Міністрів СРСР – Головмікробіопром). Є цінні розробки з отримання нових джерел енергії біотехнологічним шляхом (технологічна біоенергетика), відзначимо велике значення біогазу – замінника палива, що отримується з надр землі.
Значні успіхи, досягнуті у другій половині XX ст. у фундаментальних дослідженнях у галузі біохімії, біоорганічної хімії та молекулярної біології створили передумови для управління елементарними механізмами життєдіяльності клітини, що стало потужним імпульсом для розвитку біотехнології. З'ясування ролі нуклеїнових кислот у передачі спадкової інформації, розшифрування генетичного коду, розкриття механізму індукції та репресії генів, удосконалення технології культивування мікроорганізмів, клітин та тканин рослин та тварин дозволили розробити методи
генетичної та клітинної інженерії, за допомогою яких можна штучно створювати нові форми високопродуктивних організмів. Генетична та клітинна інженерія розглядається як принципово новий напрямок біологічної науки, який сьогодні ставлять в один ряд із розщепленням атома, подоланням земного тяжіння та створенням засобів електроніки (Ю. А. Овчинніков, 1985).
У розробку генноінженерних методів радянські дослідники включилися в 1972 р. Слід зазначити успішне здійснення проекту " Ревертаза " - отримання у промислових масштабах зворотної транскриптази у СРСР.
З 1970 р. у нашій країні ведуться інтенсивні дослідження щодо селекції культур для безперервного культивування у промислових цілях.
Розвиток методів для вивчення структури білків, з'ясування механізмів функціонування та регулювання активності ферментіввідкрили шлях до спрямованої модифікації білків та призвели до народження інженерної ензимології. Іммобілізовані ферменти, що мають високу стабільність, стають потужним інструментом для здійснення каталітичних реакцій у різних галузях промисловості.
Всі ці досягнення поставили біотехнологію на новий рівень, який якісно відрізняється від колишнього можливістю свідомо управляти клітинними процесами. У сучасному звучанні біотехнологія - це промислове використання біологічних процесів та агентів на основі отримання високоефективних форм мікроорганізмів, культур клітин та тканин рослин та тварин із заданими властивостями.
Біотехнологія - міждисциплінарна галузь науково-технічного прогресу, що виникла на стику біологічних, хімічних та технічних наук.
Біотехнологічний процес включає низку етапів: підготовку об'єкта, його культивування, виділення, очищення, модифікацію та використання продуктів. Багатоетапність процесу обумовлює необхідність залучення до його здійснення найрізноманітніших фахівців: генетиків та молекулярних біологів, біохіміків та біоорганіків, вірусологів, мікробіологів та клітинних фізіологів, інженерів-технологів, конструкторів біотехнологічного обладнання та ін.
У Комплексній програмі науково-технічного прогресу країн - членів РЕВ як першочергові завдання біотехнології визначено створення та широке народногосподарське освоєння:
- нових біологічно активних речовин та лікарських препаратів для медицини (інтерферонів, інсуліну, гормонів росту людини, моноклональних антитіл і т.д.), що дозволяють здійснити в охороні здоров'я ранню діагностику та лікування важких захворювань - серцево-судинних, злоякісних, спадкових, інфекційних, в тому числівірусних;
- мікробіологічних засобів захисту рослин від хвороб та шкідників, бактеріальних добрив та регуляторів росту рослин; нових високопродуктивних та стійких до несприятливих факторів зовнішнього середовища сортів та гібридів сільськогосподарських рослин, отриманих методами генетичної та клітинної інженерії;
- цінних кормових добавок та біологічно активних речовин (кормового білка, амінокислот, ферментів, вітамінів, ветеринарних препаратів та ін.) для підвищення продуктивності тваринництва; нових методів біоінженерії для ефективної профілактики, діагностики та терапії основних хвороб сільськогосподарських тварин;
- нових технологій отримання господарсько цінних продуктів для використання у харчовій, хімічній, мікробіологічній та інших галузях промисловості;
- технологій глибокої та ефективної переробки сільськогосподарських, промислових та побутових відходів, використання стічних вод та газоповітряних викидів для отримання біогазу та високоякісних добрив.
За оцінками фахівців, світовий ринок біотехнологічної продукції до середини 90-х досягне рівня 130-150 млрд. крб. (Ю. А. Овчинніков, 1985).
На шляху вирішення поставлених завдань біотехнологію підстерігають неабиякі труднощі, пов'язані з винятковою складністю організації живого. Будь-який біооб'єкт - це цілісна система, в якій не можна змінити жоден з елементів, не змінюючи інших, не можна довільно перекомбінувати їх, надаючи організму ту чи іншу бажану властивість, наприклад бактерії - здатність до надсинтезу необхідної амінокислоти, сільськогосподарській рослині - стійкість до фітопатоген- грибкам. Будь-який вплив на об'єкт викликає не лише бажані, а й побічні ефекти; перебудова геномупозначається відразу на багатьох ознаках організму. Людина існують гени, відповідальні за злоякісне переродження клітин. Висловлювалося чимало ідей необхідність превентивних генетичних операцій, доки було встановлено, що це гени необхідні й у нормального зростання. Крім цього, екосистема також є цілісну систему і зміни кожного з її компонентів позначаються на інших компонентах. Не виключено, що плазміда, за допомогою якої трансплантовано бажаний ген культурної рослини, далі передаватиметься бур'янам. Чи не в результаті генних маніпуляцій перетворюватиметься на бур'ян саму культурну рослину?
Успіхи, досягнуті в галузі генетичної та клітинної інженерії на найпростіших біологічних системах, прокаріотних організмах, вселяють впевненість у подоланні розглянутих труднощів. Щодо складніших систем, а саме еукаріотних організмів, то тут робляться лише перші кроки, йде накопичення фундаментальних знань.
БІОТЕХНОЛОГІЯ НА СЛУЖБІ НАРОДНОГО ГОСПОДАРСТВА, ОХОРОНИ ЗДОРОВ'Я І НАУКИ
Біотехнологічні розробки можуть зробити важливий внесок у вирішення комплексних проблем народного господарства, охорони здоров'я та науки.