Сабаққа әдістемелік нұсқау 7М05123 «Биотехнология»
жүктеу/скачать 0.76 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Практикалық сабақ №2 Биомасса алудағы биотехнологияның негізгі биообъектілері өндірістік микроорганизмдер, жануарлар және адам ұлпалары мен клеткалары
- Жоспар: 1.Жасушалар тіршілік әрекеті 2.Биотехнологияда қолданылатын микроорганизмдер мен процестер
| Бақылау сұрақтары.
Биотехнология терминіне толық сипаттама. Биомасса алудағы биотехнологиялық объектілеріне сипаттама. Пәнді оқыту мақсатын түсіндіріңіз. Биотехнологиялық процесте қолданылатын клеткалар. Биомасса алуда биотехнологияның перспективалық бағыттары. Практикалық сабақ №2 Биомасса алудағы биотехнологияның негізгі биообъектілері өндірістік микроорганизмдер, жануарлар және адам ұлпалары мен клеткалары Жоспар: 1.Жасушалар тіршілік әрекеті 2.Биотехнологияда қолданылатын микроорганизмдер мен процестер 3.Биотехнологияда қолданылатын биологиялық объектілердің түрлері, олардың жіктелуі мен сипаттамасы. Биотехнологияның пайда болуы қоғамның халық шаруашылығына, оның ішінде медицина мен ветеринарияға арналған жаңа, арзан өнімдерге, сондай-ақ түбегейлі жаңа технологияларға деген қажеттіліктеріне байланысты. Биологиялық объектілер ретінде көбінесе бір клеткалы микроорганизмдер, жануарлар мен өсімдік жасушалары, сондай-ақ жануарлар, адамдар немесе өсімдіктер ағзалары қолданылады. Бұл объектілерді таңдау келесі себептерге байланысты: Жасушалар тіршілік әрекеті процесінде түрлі құнды өнімдер: ақуыздар, майлар, көмірсулар, витаминдер, амин қышқылдары, антибиотиктер, гормондар, антиденелер, антигендер, ферменттер, спирттер және т.б. өндіретін биофабрикалардың бір түрі болып табылады. Жасушалар өте тез көбейеді. Сонымен, бактериалды жасуша әр 20-60 минут сайын, ашытқы - 1,5-2 сағаттан кейін, жануар - 24 сағаттан кейін бөлінеді, бұл салыстырмалы түрде қысқа мерзімде салыстырмалы түрде арзан және тапшы емес қоректік ортада өнеркәсіптік масштабта микробтардың, жануарлардың немесе өсімдік жасушаларының биомассасының үлкен мөлшерін жасанды түрде өсіруге мүмкіндік береді. Ақуыздар, антибиотиктер, антигендер, антиденелер сияқты күрделі заттардың биосинтезі химиялық синтездің басқа түрлеріне қарағанда едәуір үнемді және технологиялық тұрғыдан қол жетімді. Сонымен қатар, биосинтезге арналған шикізат, әдетте, синтездің басқа түрлеріне қарағанда қарапайым, арзан және қол жетімді. Ол үшін ауылшаруашылық қалдықтары, балық өнімдері, тамақ өнеркәсібі, өсімдік шикізаты, мысалы, балық ұны, патока, ашытқы, ағаш және т. б. қолданылады. Биотехнология келесі бір клеткалы өнімдерді пайдаланады: * мақсатты өнім көзі ретінде жасушалардың өздері; * өсіру процесінде жасушалар синтездейтін үлкен молекулалар, ферменттер, токсиндер, антигендер, антиденелер және т. б.; * бастапқы метаболиттер-төмен молекулалы заттар (мол. салмағы 1500 Д-дан аз), жасушалардың өсуіне қажетті аминқышқылдары, дәрумендер, нуклеотидтер, органикалық қышқылдар және т. б.; * қайталама метаболиттер (идиолиттер) - жасушалардың өсуі үшін талап етілмейтін төмен молекулалық және макромолекулалық қосылыстар-антибиотиктер, алкалоидтар, токсиндер, гормондар және т. б. Биотехнология бұл жасуша өндірісін шикізат ретінде пайдаланады, ол технологиялық өңдеу нәтижесінде соңғы, қолдануға жарамды өнімге айналады. Микроорганизмдер, жануарлар мен өсімдік жасушаларынан басқа биотехнология биологиялық объект ретінде адам мен жануарлардың мүшелері мен тіндерін, өсімдіктерді, жануарлар мен адам ағзаларын пайдаланады. Мысалы, инсулин алу үшін ірі қара мал мен шошқаның ұйқы безі, өсу гормоны - адам мәйіттерінің гипофизі, иммуноглобулиндер - жылқылар мен басқа жануарлардың ағзасы, қан препараттары - донорлардың қаны және т. б. қолданылады. Биотехнология жоғарыда аталған биологиялық объектілерді қолдана отырып, медицинада, ветеринарияда, ауыл шаруашылығында, тамақ және химия өнеркәсібінде және халық шаруашылығының басқа салаларында қолданылатын өнімдердің үлкен ассортиментін алады. Оларға антибиотиктер, дәрумендер, ферменттер, вакциналар, гормондар, амин қышқылдары, нуклеотидтер, комплемент (қан сарысуы) және қан препараттары, иммуномодуляторлар, антиденелер, диагностикалық препараттар, жүрек-тамыр, ісікке қарсы және басқа да көптеген фармацевтикалық препараттар, тамақ және жемшөп ақуыздары, биологиялық өсімдік қорғау құралдары, Инсектицидтер, қант, спирттер, липидтер, ашытқы, қышқылдар, бутанол, ацетон және т. б. Сонымен қатар, биотехнология қоршаған ортаны жақсартуда үлкен рөл атқарады: биотехнологиялық процестердің көмегімен топырақты, су қоймаларын, ауа ортасын ластаушы заттардан биоконверсия және биодеградация арқылы тазартады. Алайда, биотехнология тек жоғарыда аталған өнімдерді алумен шектелмейді. Ол трансгенді жануарлар мен өсімдіктерді құру, яғни жануарлар мен өсімдіктердің жаңа, бұрын белгісіз тұқымдарын құру, сондай-ақ жануарларды клондау жолында маңызды, ауқымды және революциялық мәселелерді шешеді. Биотехнологияның жаңа бөлімі - гендік және белоктық инженерия-бірегей биотехнологиялық әсерлерді алуға, туа біткен ауруларды диагностикалау, алдын алу және емдеу тәсілдерін ашуға, адам, жануарлар және өсімдіктер геномының қасиеттеріне әсер етуге мүмкіндік береді. Биотехнологияда қолданылатын микроорганизмдер мен процестер.Жер бетінде бактериялардың 100 мыңға жуық түрі бар, көптеген саңырауқұлақтарды (250 мың түрі), вирустарды, протозоидтарды есептемегенде. Микробтар өнімдерді синтездеуге немесе биотехнологияға пайдалы реакцияларды жүзеге асыруға қабілетті. Алайда, іс жүзінде микроорганизмдердің 100-ден астам түрі қолданылады, өйткені қалғандары аз зерттелген. Мысалы, ашытқы наубайханада, сыра қайнатуда, шарап жасауда, шырындар, жемшөп ақуыздары, бактериялар мен жануарлар жасушаларының дақылдарын өсіру үшін қоректік орталарда қолданылады. Биотехнологиядағы бактериялардан көбінесе acetobacter тегі қолданылады - этанолды сірке қышқылына, көмірқышқыл газына және суға айналдыру үшін; Bacillus тұқымдасы - ферменттер (B. subtilis), өсімдіктерді қорғау құралдары (B. thuringiensis) алу үшін; Clostridium тұқымдасы - қантты ацетонға, этанолға, бутанолға ашыту үшін; сүт қышқылы бактериялары (Lactobacillus және т. б.) және т. б. Биотехнологиядағы саңырауқұлақтардан Streptomyces, Penicilium chrysogenium, Cefalosporum acremonium, Streptomyces spp тұқымдары әртүрлі антибиотиктер алу үшін қолданылады. және т. б. Диагностикумдарды, вакциналарды, иммуноглобулиндерді, пробиотиктерді, фагтарды және басқа микробтық препараттарды алуда ауру тудыратын микробтардың патогенді және вакциналық штаммдары, сондай-ақ шартты-патогенді микроорганизмдер кеңінен қолданылады. Көптеген микроорганизмдер - бактериялар, ашытқылар, вирустар - рекомбинантты штаммдарды алу үшін шетелдік генетикалық материалдың реципиенттері ретінде қолданылады - биотехнологиялық өнімдерді өндірушілер. Осылайша, интерферондарды, инсулинді, өсу гормондарын, түрлі антигендерді шығаратын E. coli рекомбинантты штаммдары алынды; интерферон шығаратын B. subtilis штаммдары; В гепатиті вирусының антигендерін шығаратын ашытқылар; В гепатиті вирусының, кене энцефалиті вирусының, АИТВ және т. б. вирустарын синтездейтін рекомбинантты вирустар осповакциналар алынды. Биотехнологияда қолданылатын биологиялық объектілердің түрлері, олардың жіктелуі мен сипаттамасы. Жануарлардан алынатын биологиялық объектілер. Өсімдік тектес биологиялық объектілер. Биотехнология объектілеріне: ұйымдастырылған жасушадан тыс бөлшектер (вирустар), бактериялар, саңырауқұлақтар жасушалары, қарапайым организмдер, саңырауқұлақ тіндері, өсімдіктер, жануарлар мен адамдар, ферменттер мен ферменттік компоненттер, нуклеин қышқылының биогенді молекулалары, лекциялар, цитокининдер, бастапқы және қайталама метаболиттер жатады. Қазіргі уақытта биотехнологияның биообъектілерінің көпшілігін 3 жоғары патшалықтың өкілдері ұсынады: 1) Acoryotac-акориоттар немесе ядросыз; 2) Procaryotac-прокариоттар немесе ядроға дейінгі; 3) Eucaryotac – эукариоттар немесе ядролық. 5 патшалықтар ұсынады: вирустар акариоттарға жатады (жасушалық емес ұйымдасқан бөлшек); бактериялар прокариоттарға жатады (морфологиялық элементар бірлік); саңырауқұлақтар, өсімдіктер мен жануарлар эукариоттарға жатады. Түрі ДНҚ генетикалық ақпаратын кодтау (ДНҚ немесе РНҚ вирустары үшін). Вирустар тірі және жансыз табиғат арасында аралық орын алады. Олар міндетті паразиттер. Бактериялардың вирустары бар-бактериофагтар. Вирустар құрылымдық жағынан нуклеин қышқылынан, РНҚ немесе ДНҚ-дан және ақуыз қабығынан – капсидтен тұрады. Нуклеин қышқылымен бірге-нуклеокапсид. Паразиттенетін организмнен тыс вирустық бөлшек вирион болып табылады. Вирустарда метаболизм болмайды. Бактрияда жасушалық ұйым бар, бірақ сонымен бірге ядро материалы цитоплазмадан ешқандай мембраналармен бөлінбейді және ақуыздармен байланысты емес. Негізінен бір клеткалы бактериялар олардың мөлшері 10 микрометрден аспайды. Барлық бактериялар архиобактериялар мен эубактерияларға бөлінеді. жүктеу/скачать 0.76 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|