Биотехнология. Биотехнология, ее достижения и перспективы развития. Этические аспекты некоторых достижений в биотехнологии. Клонирование животных презентация к уроку на тему Презентация по биологии достижения биотехнологии 50 слайдов

Слайд 2

Биотехноло́гия - дисциплина, изучающая возможности использования живых организмов, их систем или продуктов их жизнедеятельности для решения технологических задач, а также возможности создания живых организмов с необходимыми свойствами методом генной инженерии. Возможности биотехнологии необычайно велики благодаря тому, что ее методы выгоднее обычных: они используются при оптимальных условиях (температуре и давлении), более производительны, экологически чисты и не требуют химических реактивов, отравляющих среду и др.

Слайд 3

Впервые термин «биотехнология» применил венгерский инженер Карл Эреки в 1917 году.

Слайд 4

Слайд 5

Биотехнология основана на генетике, молекулярной биологии, биохимии, эмбриологии и клеточной биологии, а также прикладных дисциплинах - химической и информационной технологиях и робототехнике.

Слайд 6

Объектами биотехнологии служат многочисленные представители групп живых организмов - микроорганизмы (вирусы, бактерии, протисты, дрожжи и др.}, растения, животные, а также изолированные из них клетки и субклеточные структуры (органеллы). Биотехнология базируется на протекающих в живых системах физиолого-биохимических процессах, в результате которых осуществляются выделение энергии, синтез и расщепление продуктов метаболизма, формирование химических и структурных компонентов клетки.

Слайд 7

История биотехнологии Отдельные биотехнологическиепроцессы, используемые в повседневнойжизнедеятельности человека, известны с древнихвремён. К ним, например, относится хлебопечение,виноделие, приготовление кисло-молочных продуктов.Тем не менее, биологическая сущность этихпроцессов была выяснена лишь в XIX веке.

Слайд 8

Слайд 9

Слайд 10

Слайд 11

Слайд 12

Слайд 13

Можно выделить следующие основные этапы развитиябиотехнологии: 1)Развитие эмпирическойтехнологии - неосознанное применениемикробиологических процессов (хлебопечение,виноделие) примерно с VI тысяч лет до нашейэры. 2) Зарождение фундаментальных биологическихнаук в XV-XVIII веке. 3) Первые внедрениянаучных данных в микробиологическое производство вконце ХIХ-начале XX века - период революционныхпреобразований в микробиологическойпромышленности. 4)Создание научно-техническихпредпосылок возникновения современнойбиотехнологии в первой половине XX века (открытиеструктуры белков, применение вирусов в изучениигенетики клеточных организмов).

Слайд 14

5) Возникновение собственно биотехнологии как новойнаучно-технической отрасли (середина XX века),связанное с массовым рентабельным производствомпрепаратов; организация крупнотоннажныхпроизводств по получению белка на углеводородах. 6) Появление новейшей биотехнологии, связанное с применением в практике генной и клеточной инженерии, инженерной энзимологии, иммунной биотехнологии. микробиологическое производство -производство очень высокой культуры. Технологияего очень сложна и специфична, обслуживаниеаппаратуры требует овладения специальныминавыками. В настоящее время с помощьюмикробиологического синтеза производятантибиотики, ферменты, аминокислоты, полупродукты для дальнейшего синтеза разнообразных веществ, феромоны (вещества, с помощью которых можно управлять поведением насекомых), органические кислоты, кормовые белки и другие. Технология производства этих веществ хорошо отработана, получение их микробиологическим путём экономически выгодно.

Слайд 15

Главными направлениями биотехнологии являются: 1) производство с помощью микроорганизмов и культивируемых эука-риотических клеток биологически активных соединений (ферментов, витаминов, гормональных препаратов), лекарственных препаратов (антибиотиков, вакцин, сывороток, высокоспецифичных антител и др.), а также белков, аминокислот, используемых в качестве кормовых добавок; 2) применение биологических методов борьбы с загрязнением окружающей среды (биологическая очистка сточных вод, загрязнений почвы и т. и.) и для защиты растений от вредителей и болезней; 3) создание новых полезных штаммов микроорганизмов, сортов растений, пород животных и т. п.

Слайд 16

Задачей селекционеров в наше время стало решение проблемы создания новых форм растений, животных и микроорганизмов, хорошо приспособленных к индустриальным способам производства, устойчиво переносящих неблагоприятные условия, эффективно использующих солнечную энергию и, что особенно важно, позволяющих получать биологически чистую продукцию без чрезмерного загрязнения окружающей среды. Принципиально новыми подходами к решению этой фундаментальной проблемы является использование в селекции генной и клеточной инженерии. Задачи и методы биотехнологии

Слайд 17

– для производства продуктов питания (хлебопечение, производство молочнокислых продуктов); – для производства алкогольных напитков (пивоварение, виноделие); – для производства промышленных товаров (кожевенное, текстильное производство); – для повышения плодородия почв (использование органических и зеленых удобрений). Традиционные биотехнологии сложились на основании эмпирического опыта многих поколений людей, они характеризуются консерватизмом и сравнительно низкой эффективностью. Однако в течение XIX–XX столетий на основе традиционных биотехнологий начали формироваться технологии более высокого уровня: технологии повышения плодородия почв, технологии биологической очистки сточных вод, технологии производства биотоплива. Традиционные биотехнологии, существующие уже тысячи лет, используют существующие в природе микроорганизмы…

Слайд 18

Генная инженерия (раздел биотехнологии, связанный с целенаправленным конструированием новых, не существующих в природе, сочетаний генов, внедренных в живые клетки, способные синтезировать определенный продукт) Клеточная инженерия (метод конструирования клеток нового типа) Биологическая инженерия (методы использования микроорганизмов в качестве биореакторов для получения промышленной продукции)

Слайд 19

Сконструированные генными инженерами сочетания генов функционируют в клетке-реципиенте и синтезируют необходимый белок. Особый практический интерес представляет введение в геном животных и растений различных генных конструкций: как синтезированных, так и генов других животных, растений и человека. Такие растения и животные называются генетически измененными, а продукты их переработки – трансгенными продуктами. Трансгенная кукуруза добавляется в кондитерские и хлебобулочные изделия, безалкогольные напитки; Модифицированная соя входит в состав рафинированных масел, маргаринов, жиров для выпечки, соусов для салатов, майонезов, макаронных изделий, вареных колбас, кондитерских изделий, белковых биодобавок, кормов для животных и даже детского питания Используя достижения генной инженерии, ученые научились пересаживать гены из одних клеток в другие. А так как для этого используются половые клетки живых организмов, гены выстраиваются в наследственный аппарат нового хозяина

Слайд 20

Культура клеток позволяет сохранять их жизнеспособность вне организма в искусственно созданных условиях жидкой или плотной питательной среды. Такие клоны используют в качестве своеобразных фабрик для производства биологически активных веществ, например гормона эритропоэтина, стимулирующего образование красных кровяных телец. Овечка Долли – первое в мире клонированное животное Эмбриональные стволовые клетки – генетическая информация, заключенная в их ядрах, находятся как бы в состоянии покоя. Они могут принять любую программу и превратиться в один из 150 возможных типов зародышевых клеток компания Novartis разводит свиней для использования их органов в человеческой трансплантации. Целый ряд западных компаний озабочены проблемой выращивания специальных трансгенных животных, способных помимо молока, мяса и органов для трансплантации "производить" еще и лекарства.

Слайд 21

Этот раздел биотехнологии особенно важен для России, живущей, к сожалению, в основном за счет продажи ресурсов. Средняя отдача нефтяных месторождений у нас не превышает 50%. Компания «Татнефть», используя новую уникальную микробиологическую теххнологию регулирования микрофлоры нефтяных пластов, получила дополнительно около полумиллиона тонн нефти на месторождении Башкирии. На снимке - биореактор на нефтеперерабатывающем предприятии в Индонезии

Слайд 22

Микроорганизмы издавна используются при производстве органических удобрений (компостов) путем переработки биологических отходов. Особую группу составляют азотфиксирующие микроорганизмы: свободноживущие и симбиотические. Например, культуры симбиотических бактерий рода Ризобиум в видебактериальных удобрений (нитрагина и ризоторфина) вносятся в почву при посеве бобовых растений (люцерны, клевера, люпина). В дальнейшем бактерии в составе клубеньков обеспечивают фиксацию атмосферного азота и его накопление в почве. Сконструированные штаммы микроорганизмов неконкурентоспособны по отношению к своим «диким» родичам, поэтому их нужно разводить в искусственных условиях и ежегодно вносить в почву. Использование микроорганизмов для повышения плодородия почв

Слайд 23

С начала ХХ в. микроорганизмы в сочетании с химическими методами используются для биологической очистки сточных вод. Интенсивную очистку производят в особых ёмкостях: аэротенках, метантенках. Различают две технологии минерализации (очистки вод от органических загрязнителей): аэробную и анаэробную. При аэробной минерализации в аэротенках используется активный ил, содержащий бактерий и одноклеточных гетеротрофных эукариот. В результате такой очистки происходит полное окисление органических веществ. При анаэробной минерализации в метантенках происходит сбраживание органических веществ с образованием метана, который в дальнейшем используется как топливо (биогаз). Для разложения синтетических органических веществ (например, моющих средств) используют бактерий, полученных путем искусственного мутагенеза. Некоторые микроорганизмы используются для избирательного накопления отдельных химических элементов: диатомовые водоросли для накопления кремния, железобактерии для накопления железа и т.д. Эти же микроорганизмы используются для обогащения металлургического сырья. Биологическая очистка сточных вод

Слайд 24

К биологическому топливу относятся углеводороды и спирты, полученные путем переработки различных органических отходов с помощью микроорганизмов. Например, отходы крахмального и сахарного производства, текстильной и деревообрабатывающей промышленности служат сырьем для производства спирта и биогаза – дешевого топлива для автомобильных двигателей и других силовых установок. Отметим, что спирты и биогаз относятся к экологически чистым видам топлива – при их сжигании образуются полностью окисленные соединения. Производство биотоплива

Слайд 25

Достижения клеточной инженерии 1. Применение клеточных культур позволяет преодолеть многие проблемы биоэтики (биологической этики), связанные с умерщвлением животных. Поэтому культуры клеток широко используются в научных исследованиях. 2. В культуре можно выращивать строго определенные клетки в неограниченном количестве. Поэтому культуры клеток и тканей, выделенные из природного материала, широко используются при промышленном производстве биологически активных веществ. В частности, на клеточно-тканевом уровне выращиваются женьшень, родиола розовая и другие лекарственные растения. 3. Из апикальных меристем путем микроклонирования получают посадочный материал ценных сортов растений, свободный от многих болезней (например, от вирусов и микоплазм), в частности, безвирусный посадочный материал цветочных и плодово-ягодных культур. На питательной среде размножают и каллусные ткани, которые в дальнейшем дифференцируются с образованием целостных растений.

Слайд 26

4. Решаются проблемы получения отдаленных гибридов растений. Во-первых, путем соматической гибридизации можно скрещивать растения, которые не скрещиваются обычным путем. Во-вторых, полученные отдаленные гибриды можно воспроизводить, минуя семенное размножение и мейотический фильтр. 5. На культурах клеток получают вакцины, например, против кори, полиомиелита. В настоящее время решается вопрос крупномасштабного производства моноклональных антител на основегибридомных культур. 6. Сохраняя культуры клеток, можно сохранять генотипы отдельных организмов и создавать банки генофондов отдельных сортов и даже целых видов, например, в виде мериклонов (культур меристем). 7. Манипуляции с отдельными клетками и их компонентами используются для клонирования животных. Например, ядра из клеток кишечного эпителия головастика внедряются в энуклеированныеяйцеклетки лягушки. В результате из таких яйцеклеток развиваются особи с генетически идентичными ядрами.

Слайд 27

Достижения генной инженерии 1.Созданы банки генов, или клонотеки, представляющие собой коллекции клонов бактерий. Каждый из этих клонов содержит фрагменты ДНК определенного организма (дрозофилы, человека и других). 2.На основе трансформированных штаммов вирусов, бактерий и дрожжей осуществляется промышленное производство инсулина, интерферона, гормональных препаратов. На стадии испытаний находится производство белков, позволяющих сохранить свертываемость крови при гемофилии, и других лекарственных препаратов. 3.Созданы трансгенные высшие организмы (некоторые рыбы и млекопитающие, многие растения) в клетках которых успешно функционируют гены совершенно других организмов. Широко известны генетически модифицированные растения (ГМР), устойчивые к высоких дозам определенных гербицидов, а также Bt-модифицированные растения, устойчивые к вредителям.

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!

Посмотреть все слайды

Описание презентации по отдельным слайдам:

1 слайд

Описание слайда:

2 слайд

Описание слайда:

Биотехнология занимает 2-е место по инвестиционной привлекательности после информационных технологий. Биотехнология (БТ) - дисциплина, изучающая возможности использования живых организмов, их систем или продуктов их жизнедеятельности для решения технологических задач, а также возможности создания живых организмов с необходимыми свойствами методом генной инженерии.

3 слайд

Описание слайда:

4 слайд

Описание слайда:

Биотехнология Сельское хозяйство Медицина Биокатализ Добыча полезных ископаемых Нанобио- технологии - химическая промышленность; - полупродукты для фарминдустрии. - новые ЛС и вакцины; - диагностикумы (включая микрочипы); - генодиагностика; - генотерапия; - индивидуальная медицина; - регенеративная медицина (стволовые клетки). - добыча металлов (гидрометаллургия); - добыча нефти (вторичная). - новые материалы; - биосенсоры; - биокомпьютеры. - биодеградация поллютантов; - замена хим. удобрений и пестицидов на биолог.; биодеградируемые пластики; - замена нефти на биомассу; - сокращение выброса CO2. Охрана окружающей среды - генно-инженерные растения и животные; - биопестициды, биоудобрения; - кормовые аминокислоты, антибиотики, витамины, ферменты. зеленая белая зеленая красная

5 слайд

Описание слайда:

Периоды развития бт I - Эмпирический период. II - Научно-практический период (этиологический). III - Биотехнический период. IV - Генотехнический период.

6 слайд

Описание слайда:

I - Эмпирический период (Около 6000 лет до н.э. - середина ХIХ в.) Характеризуется интуитивным использованием биотехнологических приемов и способов: хлебопечение, виноделие, пивоварение, получение кисломолочных продуктов, сыров, квашенной капусты, силосование кормов для скота и пр.; выделка кожи, получение натуральных красителей; получение натуральных волокон: льна, шелка, шерсти, хлопка; В фармации и медицине: гирудотерапия, апитерапия; профилактика натуральной оспы содержимым пустул телят, больных коровьей оспой.

7 слайд

Описание слайда:

II – Научно-практический период (1856-1933 гг.) Установление видовой индивидуальности микроорганизмов. Выделение микроорганизмов в чистых культурах и выращивание на питательных средах. Воспроизведение природных процессов (брожения, окисления и пр.). Производство биомассы пищевых прессованных дрожжей. Получение бактериальных метаболитов (ацетон, бутанол, лимонная и молочная кислоты). Создание систем микробиологической очистки сточных вод. Л. Пастер – основоположник научной микробиологии. Первая жидкая питательная среда (1859 год). А.де Бари – основоположник физиологической микологии и микрофитопатологии. Д.И. Ивановский – обнаружение вируса мозаичной болезни табака (1892 год) Введение в современную биотехнологию доцент С.Н.Суслина, РУДН

8 слайд

Описание слайда:

III – Биотехнический период (1933-1972 гг.) Начало промышленной биотехнологии. Внедрение в производство крупномасштабного герметизированного оборудования для ферментации в стерильных условиях. Методические подходы к оценке и интерпретации получаемых результатов при глубинном культивировании грибов. Становление и развитие производства антибиотиков (период Второй мировой войны). «Методы изучения обмена веществ у плесневых грибов» (А. Клюйвер, Л.Х.Ц. Перкин) – начало биотехнического периода. Введение в современную биотехнологию доцент С.Н.Суслина, РУДН

9 слайд

Описание слайда:

1936 - были решены основные задачи по созданию и внедрению в практику необходимого оборудования, в том числе главного из них - биореактора; 1938 - А. Тизелиус разработал теорию электрофореза; 1942 - М. Дельбрюк и Т. Андерсон впервые «увидели» вирусы с помощью электронного микроскопа; 1943 - пенициллин произведен в промышленных масштабах; 1949 - Дж. Ледерберг открыл процесс конъюгации у Е.colly; 1950 - Ж. Моно разработал теоретические основы непрерывного управляемого культивирования м/о; 1951 - М. Тейлер разработал вакцину против желтой лихорадки; 1952 - У. Хейс описал плазмиду как внехромосомный фактор наследственности; 1953 - Ф. Крик и Дж. Уотсон расшифровали структуру ДНК. 1959 - японские ученые открыли плазмиды антибиотикоустойчивости у дизентерийной бактерии; 1960 - С. Очоа и А. Корнберг выделили белки, которые могут «сшивать» или «склеивать» нуклеотиды в полимерные цепочки, синтезируя тем самым макромолекулы ДНК. Один из таких ферментов был выделен из кишечной палочки и назван ДНК-полимераза; 1961 - М. Ниренберг прочитал первые три буквы генетического кода для фенилаланина; 1962 - X. Корана синтезировал химическим способом функциональный ген; 1970 - выделен фермент рестриктаза (рестриктирующая эндонуклеаза). Значимые открытия, которые нашли свое отражение в биотехническом периоде

10 слайд

Описание слайда:

IV –генотехнический период с 1972г. 1972 - первая рекомбинантная молекула ДНК (П. Берг, США). 1975 - Г. Келлер и Ц. Мильштейн опубликовали статью, в которой описали метод получения моноклональных антител; 1981 - разрешен к применению в США первый диагностический набор моноклональных антител; 1982 - поступил в продажу человеческий инсулин, продуцируемый клетками кишечной палочки; разрешена к применению в Европейских странах вакцина для животных, полученная по технологии рекомбинантных ДНК; разработаны генно-инженерные интерфероны, фактор некротизации опухоли, ИЛ-2, соматотропный гормон человека и др; 1986 - К. Мюллис разработал метод ПЦР; 1988 - начало широкомасштабного производства оборудования и диагностических наборов для ПЦР; 1997 - клонировано первое млекопитающее (овечка Долли) из дифференцированной соматической клетки.

11 слайд

Описание слайда:

основные направления биотехнологии Биотехнология Клеточная инженерия Объекты биотехнологии Культивируемые ткани Клетки животных Клетки растений Микроорганизмы, созданные методами генной инженерии Промышленная биотехнология Генетическая инженерия Биотехнология обработки стоков и контроль загрязнения воды тяжелыми Me. Биоэнергетика. Пищевая биотехнология. Медицинская биотехнология. Биотехнология молочных продуктов. Сельскохозяйственная биотехнология. Биоэлектроника. Биогеотехнология.

12 слайд

Описание слайда:

Биоэнергетика Сухое вещество - сгорание – тепло - механическая или электрическая энергия. Сырое вещество - получение биогаза (метана). Метановое «брожение», или биометаногенез был открыт в 1776 г. Вольтой, который установил наличие метана в болотном газе. Биогаз представляет собой смесь из 65% метана, 30% (СО2), 1% (Н2S) и незначительных количеств (N2), (O2), H2и (CO).

13 слайд

Описание слайда:

Биотехнология обработки стоков и контроль загрязнения воды тяжелыми металлами Сточные воды обычно содержат сложную смесь нерастворимых и растворимых компонентов различной природы и концентрации. Бытовые отходы, как правило, содержат почвенную и кишечную микрофлору, включая патогенные микроорганизмы. Сточные воды сахарных, крахмальных, пивных и дрожжевых заводов, мясокомбинатов содержат в больших количествах углеводы, белки и жиры, являющиеся источниками питательных веществ и энергии. Стоки химических и металлургических производств могут содержать значительное количество токсических и даже взрывчатых веществ. Серьезное загрязнение возникает при попадании в окружающую среду соединений тяжелых металлов, таких как железо, медь, олово и др. Цель очистки сточных вод - удаление растворимых и нерастворимых компонентов, элиминирование патогенных микроорганизмов и проведение детоксикации таким образом, чтобы компоненты стоков не вредили человеку, не загрязняли водоемы.

14 слайд

Описание слайда:

Бактерии рода Pseudomonas практически всеядны. Например, P. putida могут утилизировать нафталин, толуол, алканы, камфару и др. соединения. Выделены чистые культуры микроорганизмов, способные разлагать специфические фенольные соединения, компоненты нефти в загрязненных водах и т.д. Микроорганизмы рода Pseudomonas могут утилизировать и необычные химические соединения - инсектициды, гербициды и другие ксенобиотики. Биологические методы также применимы для очистки сточных вод нефтяной промышленности. Для этого применяют аэрируемые системы биоочистки с активным илом, содержащим адаптированное к компонентам нефти микробное сообщество. В институте прикладной биохимии и машиностроения разработан отечественный препарат - биодеградант нефти и нефтепродуктов. Он позволяет утилизировать как сырую нефть, так и различные нефтепродукты: мазут, дизельное топливо, бензин, керосин, ароматические углеводороды. Биопрепарат работает при высоком уровне загрязнения до 20%, с высоким содержанием тяжёлых алифатических и ароматических углеводородов. Биотехнология обработки стоков и контроль загрязнения воды тяжелыми металлами

15 слайд

Описание слайда:

Сельскохозяйственная биотехнология Биологическая азотфиксация - процесс перевода азота, содержащегося в атмосфере в виде химически инертного N2, в доступную для растений форму нитратов и аммония. Азот составляет 78% от общего объема атмосферного воздуха и абсолютно недоступен для растений в атамарном виде. Именно поэтому люди вынуждены вносить азотные удобрения для повышения продуктивности с/х культур. Фиксация атмосферного азота осуществляется бактериями, живущими в симбиозе с представителями семейства или свободноживущими азотфиксаторами (Azotobacter). Разработаны бактериальные препараты, улучшающие фосфорное питание растений. В последнее время все чаще появляются данные о мутагенном и канцерогенном действии химических пестицидов, которые плохо разрушаются и накапливаются в окружающей среде. Микробные инсектициды высоко специфичны и действуют только на определенные виды насекомых. Микробные пестициды подвержены биодеградации. М/о могут регулировать рост растений и животных, подавлять з-ния. Некоторые бактерии изменяют pH и соленость почвы, другие продуцируют соединения, связывающие Fe, третьи - вырабатывают регуляторы роста. Как правило, м/о инокулируют семена и или растения перед посадкой. В животноводстве используется диагностика, профилактика, лечение з-ний с использованием моноклональных Ат, генетическое улучшение пород животных. Биотехнология применяется для силосования кормов, позволяя повышать усвоение растительной биомассы, для утилизации отходов животноводческих ферм и др.

16 слайд

Описание слайда:

Биогеотехнология Использование геохимической деятельности микроорганизмов в горнодобывающей промышленности. Выщелачивание бедных и отработанных руд, десульфирование каменного угля, борьба с метаном в угольных шахтах, повышение нефтеотдачи пластов и др. Биогеотехнология выщелачивания металлов - использование главным образом тионовых (окисляющих серу и серосодержащие соединения) бактерий для извлечения металлов из руд, рудных концентратов и горных пород. При переработке бедных и сложных руд тысячи и даже миллионы тонн ценных металлов теряются в виде отходов, шлаков, «хвостов». Происходят также выбросы вредных газов в атмосферу. Бактериально-химическое выщелачивание металлов уменьшает эти потери. Основу этого процесса составляет окисление содержащихся в рудах сульфидных минералов тионовыми бактериями. Окисляются сульфиды меди, железа, цинка, олова, кадмия и т. д. При этом металлы из нерастворимой сульфидной формы переходят в сульфаты, хорошо растворимые в воде. Из сульфатных растворов металлы извлекаются путем осаждения, экстракции, сорбции. Основным видом м/о используемым для биогеотехнологической добычи металлов, является вид тионовых бактерий Thiobacillus ferrooxidans. Биогеотехнология стихийно зародилась еще в XVI в. По-видимому, 1922 г. следует считать официальной датой рождения биогеотехнологии. Thiobacillus ferrooxidans октрыты в 1947 г. Колмером и Кинкелемю Введение в современную биотехнологию доцент С.Н.Суслина, РУДН

17 слайд

Описание слайда:

Биогеотехнология Биогеотехнология обессеривания углей - использование тионовых бактерий для удаления серосодержащих соединений из углей. Общее содержание серы в углях может достигать 10-12 %. При сжигании углей содержащаяся в них сера превращается в сернистый газ, который поступает в атмосферу, где из него образуется серная кислота. Из атмосферы серная кислота выпадает на поверхность земли в виде сернокислотных дождей. По имеющимся данным, в некоторых странах Западной Европы в год на 1га земли с дождями выпадает до 300 кг серной кислоты. Кроме этого, высокосернистые угли плохо коксуются и поэтому не могут быть использованы в цветной металлургии. Первые опыты по направленному удалению серы из угля с использованием микроорганизмов были выполнены в 1959 г. в нашей стране 3. М. Зарубиной, Н. Н. Ляликовой и Е. И. Шмук. В результате этих опытов за 30 суток с участием бактерий Th. ferrooxidans из угля было удалено 23-30 % серы. Позднее несколько работ по микробиологическому обессериванию угля было опубликовано американскими исследователями. Им удалось с помощью тионовых бактерий снизить содержание пиритной серы в каменном угле за четверо суток почти на 50 %.

18 слайд

Описание слайда:

Биоэлектроника В области электроники биотехнология может быть использована для создания улучшенных типов биосенсоров и биочипов. Биотехнология делает возможным создание устройств, в которых белки являются основой молекул, действующих как полупроводники. Для индикации загрязнений различного происхождения в последнее время стали использовать не химические реагенты, а биосенсоры – ферментные электроды, а также иммобилизованные клетки микроорганизмов. Биоселективные датчики создают также путем нанесения на поверхность ионоселективных электродов целых клеток м/о или тканей. Например, Neurospora europea – для определения NH3, Trichosporon brassiacae – для определения уксусной кислоты. В качестве сенсоров используют также моноклональные Ат, обладающие исключительно высокой избирательностью. Лидерами в производстве биодатчиков и биочипов являются японские компании, такие как Hitachi, Sharp, Sony.

19 слайд

Описание слайда:

Медицинская биотехнология Вакцины и сыворотки. Антибиотики. Ферменты и антиферменты. Гормоны и их антагонисты. Витамины. Аминокислоты. Кровезаменители. Алкалоиды. Иммуномодуляторы. Биорадиопротекторы. Иммунные диагностикумы и биосенсоры. Биогеотехнология стихийно зародилась еще в XVI в. По-видимому, 1922 г. следует считать официальной датой рождения биогеотехнологии. Thiobacillus ferrooxidans октрыты в 1947 г. Колмером и Кинкелемю Введение в современную биотехнологию доцент С.Н.Суслина, РУДН

20 слайд

Описание слайда:

Ключевые биомедицинские технологии Производство вторичных метаболитов - НМС не требующиеся для роста в чистой культуре: а/б, алкалоиды, гормоны роста растений и токсины. Протеиновая технология – применение трансгенных микроорганизмов для синтеза чужеродных для продуцентов белков (инсулин, интерферон). Гибридомная технология –получение моноклональных Ат к антигенам бактерий, вирусов, животных и растительных клеток, чистых ферментов и белков. Инженерная энзимология – осуществление биотрансформации веществ с использованием каталитических функций ферментов в чистом виде или в составе ПФС (клеток) в т.ч. иммобилизованных.

21 слайд

Описание слайда:

Биотехнология ВОЗМОЖНОСТИ Точная и ранняя диагностика, профилактика и лечение инфекционных и генетических заболеваний; Повышение урожайности сельхоз. культур путем создания растений устойчивых к вредителям, болезням и неблагоприятным условиям окружающей среды; Создание микроорганизмов продуцирующих различные БАВ (антибиотики, полимеры, аминокислоты, ферменты); Создание пород сельхоз животных с улучшенными наследуемыми признаками; Переработка токсичных отходов – загрязнителей окружающей среды. ПРОБЛЕМЫ Влияние генноинженерных организмов на другие организмы или окружающую среду; Уменьшение природного генетического разнообразия при создании рекомбинантных организмов; Изменение генетической природы человека с помощью генноинженерных методов; Нарушение права человека на неприкосновенность частной жизни при применении новых диагностических методов; Доступность лечения только богатым с целью получения прибыли; Помехи свободному обмену мыслями между учеными в борьбе за приоритеты

22 слайд

Описание слайда:

Cлайд 1

Cлайд 2

Материалы, представленные в этой презентации Текстовые материалы Media-материалы Фоновая музыка

Cлайд 3

ПРИЯТНОГО ПРОСМОТРА (ВНИМАНИЕ! Текст,происнозимый дикторами и материалы презентации могут отличаться, не беспокойтесь, так запланировано!)) P.S. Читать всё не обязательно

Cлайд 4

Cлайд 5

Объектами биотехнологии служат многочисленные представители групп живых организмов - микроорганизмы (вирусы, бактерии, протисты, дрожжи и др.}, растения, животные, а также изолированные из них клетки и субклеточные структуры (орга-неллы). Биотехнология базируется на протекающих в живых системах физиолого-биохимических процессах, в результате которых осуществляются выделение энергии, синтез и расщепление продуктов метаболизма, формирование химических и структурных компонентов клетки.

Cлайд 6

Основные направления Производство ферментов, витаминов Антибиотики,вакцины Белки и аминокислоты в добавках Биологическая очистка почвы и воды Защита растений от вредителей селекция

Cлайд 7

Cлайд 8

биоинженерия Биоинженерия или биомедицинская инженерия - это дисциплина, направленная на углубление знаний в области инженерии, биологии и медицины и укрепление здоровья человечества за счет междисциплинарных разработок, которые объединяют в себе инженерные подходы с достижениями биомедицинской науки и клинической практики.

Cлайд 9

биомедицина Раздел медицины, изучающий с теоретических позиций организм человека, его строение и функцию в норме и патологии, патологические состояния, методы их диагностики, коррекции и лечения. Биомедицина включает накопленные сведения и исследования, в большей или меньшей степени общие медицине, ветеринарии, стоматологии и фундаментальным биологическим наукам, таким, как химия, биологическая химия, биология, гистология, генетика, эмбриология, анатомия, физиология, патология,биомедицинский инжиниринг,зоология, ботаника и микробиология.

Cлайд 10

наномедицина Слежение, исправление, конструирование и контроль над биологическими системами человека на молекулярном уровне, используя наноустройства и наноструктуры В мире уже созданы ряд технологий для наномедицинской отрасли. К ним относятся адресная доставка лекарств к больным клеткам, лаборатории на чипе, новые бактерицидные средства.

Cлайд 11

биофармакология Раздел фармакологии, который изучает физиологические эффекты, производимые веществами биологического и биотехнологического происхождения. Фактически, биофармакология - это плод конвергенции двух традиционных наук - биотехнологии, а именно, той ее ветви, которую именуют «красной», медицинской биотехнологией, и фармакологии, ранее интересовавшейся лишь низкомолекулярными химическими веществами, в результате взаимного интереса.

Cлайд 12

Биоинформатика Совокупность методов и подходов, включающих в себя: математические методы компьютерного анализа в сравнительной геномике (геномная биоинформатика). разработка алгоритмов и программ для предсказания пространственной структуры белков (структурная биоинформатика). исследование стратегий, соответствующих вычислительных методологий, а также общее управление информационной сложности биологических систем. В биоинформатике используются методы прикладной математики, статистики и информатики. Биоинформатика используется в биохимии, биофизике, экологии и в других областях.

Cлайд 13

бионика Прикладная наука о применении в технических устройствах и системах принципов организации, свойств, функций и структур живой природы, то есть формы живого в природе и их промышленные аналоги. Проще говоря, бионика - это соединение биологии и техники. Бионика рассматривает биологию и технику совсем с новой стороны, объясняя, какие общие черты и какие различия существуют в природе и в технике.

Cлайд 14

Биоремедиация Комплекс методов очистки вод, грунтов и атмосферы с использованием метаболического потенциала биологических объектов - растений, грибов, насекомых, червей и других организмов.

Cлайд 15

Клонирование Появление естественным путем или получение нескольких генетически идентичных организмов путем бесполого (в том числе вегетативного) размножения. Термин «клонирование» в том же смысле нередко применяют и по отношению к клеткам многоклеточных организмов. Клонированием называют также получение нескольких идентичных копий наследственных молекул (молекулярное клонирование). Наконец, клонированием также часто называют биотехнологические методы, используемые для искусственного получения клонов организмов, клеток или молекул. Группа генетически идентичных организмов или клеток - клон.

1 из 30

Презентация на тему: Биотехнологии

№ слайда 1

Описание слайда:

№ слайда 2

Описание слайда:

Биотехноло гия - дисциплина, изучающая возможности использования живых организмов, их систем или продуктов их жизнедеятельности для решения технологических задач, а также возможности создания живых организмов с необходимыми свойствами методом генной инженерии. Биотехноло гия - дисциплина, изучающая возможности использования живых организмов, их систем или продуктов их жизнедеятельности для решения технологических задач, а также возможности создания живых организмов с необходимыми свойствами методом генной инженерии. Возможности биотехнологии необычайно велики благодаря тому, что ее методы выгоднее обычных: они используются при оптимальных условиях (температуре и давлении), более производительны, экологически чисты и не требуют химических реактивов, отравляющих среду и др.

№ слайда 3

Описание слайда:

№ слайда 4

Описание слайда:

Биотехнологией часто называют применение генной инженерии в 20-21 веках, но термин относится и к более широкому комплексу процессов модификации биологических организмов для обеспечения потребностей человека, начиная с модификации растений и одомашненных животных путем искуственного отбора и гибридизации. С помощью современных методов традиционные биотехнологические производства получили возможность улучшить качество пищевых продуктов и увеличить продуктивность живых организмов. Биотехнологией часто называют применение генной инженерии в 20-21 веках, но термин относится и к более широкому комплексу процессов модификации биологических организмов для обеспечения потребностей человека, начиная с модификации растений и одомашненных животных путем искуственного отбора и гибридизации. С помощью современных методов традиционные биотехнологические производства получили возможность улучшить качество пищевых продуктов и увеличить продуктивность живых организмов.

№ слайда 5

Описание слайда:

№ слайда 6

Описание слайда:

№ слайда 7

Описание слайда:

№ слайда 8

Описание слайда:

В 1814 году академиком К.С. Кирхгоф было открыто явление биологического катализа, и им была предпринята попытка биокаталитическим путём получить сахар из доступного отечественного сырья (до середины XIX века сахар получали только из сахарного тростника). В 1814 году академиком К.С. Кирхгоф было открыто явление биологического катализа, и им была предпринята попытка биокаталитическим путём получить сахар из доступного отечественного сырья (до середины XIX века сахар получали только из сахарного тростника).

№ слайда 9

Описание слайда:

А в 1891 году в США японский биохимик Дз. Такамине получил первый патент на использование ферментных препаратов в промышленных целях. Учёный предложил применить диастазу для осахаривания растительных отходов. Таким образом, уже в начале XX века наблюдается активное развитие бродильной и микробиологической промышленности. В эти же годы были предприняты первые попытки использовать ферменты в текстильной промышленности. А в 1891 году в США японский биохимик Дз. Такамине получил первый патент на использование ферментных препаратов в промышленных целях. Учёный предложил применить диастазу для осахаривания растительных отходов. Таким образом, уже в начале XX века наблюдается активное развитие бродильной и микробиологической промышленности. В эти же годы были предприняты первые попытки использовать ферменты в текстильной промышленности.

№ слайда 10

Описание слайда:

В 1916-1917 годах русский биохимик А. М. Коленев пытался разработать способ, который позволил бы управлять действием ферментов в природном сырье при производстве табака. Определённый вклад в развитие практической биохимии принадлежит академику А.Н. Баху, который создал важное прикладное направление биохимии - техническую биохимию. В 1916-1917 годах русский биохимик А. М. Коленев пытался разработать способ, который позволил бы управлять действием ферментов в природном сырье при производстве табака. Определённый вклад в развитие практической биохимии принадлежит академику А.Н. Баху, который создал важное прикладное направление биохимии - техническую биохимию.

№ слайда 11

Описание слайда:

А.Н. Бах и его ученики разработали множество рекомендаций по улучшению технологий обработки самого различного биохимического сырья, совершенствованию технологий хлебопечения, пивоварения, виноделия, производства чая и табака, а также рекомендации по повышению урожая культурных растений путём управления протекающими в них биохимическими процессами. Все эти исследования, а также прогресс химической и микробиологической промышленности и создание новых промышленных биохимических производств стали главными предпосылками возникновения современной биотехнологии.В производственном отношении основой биотехнологии в процессе её формирования стала микробиологическая промышленность. А.Н. Бах и его ученики разработали множество рекомендаций по улучшению технологий обработки самого различного биохимического сырья, совершенствованию технологий хлебопечения, пивоварения, виноделия, производства чая и табака, а также рекомендации по повышению урожая культурных растений путём управления протекающими в них биохимическими процессами. Все эти исследования, а также прогресс химической и микробиологической промышленности и создание новых промышленных биохимических производств стали главными предпосылками возникновения современной биотехнологии.В производственном отношении основой биотехнологии в процессе её формирования стала микробиологическая промышленность.

№ слайда 12

Описание слайда:

Первый антибиотик - пенициллин - был выделен в 1940 году. Вслед за пенициллином были открыты и другие антибиотики (эта работа продолжается и поныне). С открытием антибиотиков сразу же появились новые задачи: налаживание производства лекарственных веществ, продуцируемых микроорганизмами, работа над удешевлением и повышением уровня доступности новых лекарств, получением их в очень больших количествах, необходимых медицине. Первый антибиотик - пенициллин - был выделен в 1940 году. Вслед за пенициллином были открыты и другие антибиотики (эта работа продолжается и поныне). С открытием антибиотиков сразу же появились новые задачи: налаживание производства лекарственных веществ, продуцируемых микроорганизмами, работа над удешевлением и повышением уровня доступности новых лекарств, получением их в очень больших количествах, необходимых медицине.

№ слайда 13

Описание слайда:

Можно выделить следующие основные этапы развития биотехнологии: Можно выделить следующие основные этапы развития биотехнологии: 1) Развитие эмпирической технологии - неосознанное применение микробиологических процессов (хлебопечение, виноделие) примерно с VI тысяч лет до нашей эры. 2) Зарождение фундаментальных биологических наук в XV-XVIII веке. 3) Первые внедрения научных данных в микробиологическое производство в конце ХIХ-начале XX века - период революционных преобразований в микробиологической промышленности. 4) Создание научно-технических предпосылок возникновения современной биотехнологии в первой половине XX века (открытие структуры белков, применение вирусов в изучении генетики клеточных организмов).

№ слайда 14

Описание слайда:

5) Возникновение собственно биотехнологии как новой научно-технической отрасли (середина XX века), связанное с массовым рентабельным производством препаратов; организация крупнотоннажных производств по получению белка на углеводородах. 5) Возникновение собственно биотехнологии как новой научно-технической отрасли (середина XX века), связанное с массовым рентабельным производством препаратов; организация крупнотоннажных производств по получению белка на углеводородах. 6) Появление новейшей биотехнологии, связанное с применением в практике генной и клеточной инженерии, инженерной энзимологии, иммунной биотехнологии. микробиологическое производство - производство очень высокой культуры. Технология его очень сложна и специфична, обслуживание аппаратуры требует овладения специальными навыками. В настоящее время с помощью микробиологического синтеза производят антибиотики, ферменты, аминокислоты, полупродукты для дальнейшего синтеза разнообразных веществ, феромоны (вещества, с помощью которых можно управлять поведением насекомых), органические кислоты, кормовые белки и другие. Технология производства этих веществ хорошо отработана, получение их микробиологическим путём экономически выгодно.

№ слайда 15

Описание слайда:

Главными направлениями биотехнологии являются: Главными направлениями биотехнологии являются: 1) производство с помощью микроорганизмов и культивируемых эука-риотических клеток биологически активных соединений (ферментов, витаминов, гормональных препаратов), лекарственных препаратов (антибиотиков, вакцин, сывороток, высокоспецифичных антител и др.), а также белков, аминокислот, используемых в качестве кормовых добавок; 2) применение биологических методов борьбы с загрязнением окружающей среды (биологическая очистка сточных вод, загрязнений почвы и т. и.) и для защиты растений от вредителей и болезней; 3) создание новых полезных штаммов микроорганизмов, сортов растений, пород животных и т. п.

История биотехнологии: 1917 год-Карл Эреки «биотехнологея» года А.М Коленев. А.Н.Бах. Улучшение технологий год- Пеницилин

Клеточная инженерия Клеточная инженерия необычайно перспективное направление современной биотехнологии. Учёные разработали методы выращивания в искусственных условиях (культивирование) клеток растений животных и даже человека. Культивирование клеток позволяет получать различные ценные продукты, ранее добываемые в очень ограниченном количестве из-за отсутствия источников сырья. Особенно успешно развивается клеточная инженерия растений.

Трансгеные животные и растении: Трансгенные животные, экспериментально полученные животные, содержащие во всех клетках своего организма дополнительную интегрированную с хромосомами и экспрессирующуюся чужеродную ДНК (трансген), которая передаётся по наследству по законам Менделя. Трансгенные растения это те растения, которым пересажены гены