Големина на текста:
Тема 1
Исторически преглед – значение и перспектовни направления за
развитието на биотехнологичните оризводства
Промишленото получаване на различни биопродукти и използването им
в много области на човешката дейност е едно от най-големите научни
постижения през втората половина на 20ти век. Създавани са и непрекъснато
се усъвършенстват технологии за получаване на биопродукти – микробен
белтък, витамини, ензими, антибиотици, органични киселини, аминокиселини,
хормони, алкалоиди, ваксини и бактериални торове и биологични препарати за
растителна защита. Тези биопродукти намират широко приложение в
промишлрността, селското стопанство и в научните изследвания. Постиженията
на биотехнологичната промишленост са резултат от успехите на биологичните,
химичните и техническите науки. Биотехнологията се оформи като
самостоятелна наука в края на 20ти век и наименованието и се появи след
възникване на генното инженерство ( ДНК -рекомбинантните технологии). Това
наименование обединява всички предишни наименования приложна
микробиология, приложна биохимия, приложна биология и др. По този начин
биотехнологията остави на единна фондаментална основа всички приложни
направления на биологията. Съществуват различни определения на термина
„биотехнология”, но най-точното и кратко определение е следното:
Биотехнологията е наука за използване на биологичните процеси
(системи) и агенти за промишлени цели. Съвременнта биотехнология е
комплексна, многопрофилна област на научно-технологичния прогрес,
която включва микробиологичен синтез, генетичното, белтъчното и
клетъчното инженерство, инженерна ензимология. Биотехнологията има
дълбоки исторически корени и могат условно да се оформят 4 основни етапа на
нейното развитие:
1 етап – развитие на емпиричните технологии – биотехнологиите на
хранителните продукти. Този етап се развива до края на 19 век.
2 етап – Развитие на биотехнологичните производтва на органични киселини,
органични разтворители и микробна биомаса в нестерилни условия. (края на 19
– нач. На 20ти век)
3 етап – Развитие на биотехнологичните производства в стерилни условия
(ерата на антибиотиците) – 40те години на 20 век
4 етап – Съвременен етап, който включва използване на постиженията на
инженерната ензимология, генното и клетъчно инженерство.
Първи етап. Биотехнологичните производства, основани на
приложението на микроорганизми водят началото си от дълбока древност.
Нашите прадеди без да знаят за съществуването на микроорганизмите в
продължение на хиляди години са използвали микробиологични процеси за
производство на млечни продукти, бира, вино, ракия, оцет, хляб.
Втори етап. В края на 19ти век Луи Пастьор разкрива биологичната
същност на ферментационните технологии. Той установява ключовата роля на
микроорганизмите в процеса на ферментация и доказва, че всеки тип
ферментация се причинява от определени микроорганизми. Тези изследвания
на Пастьор са научна предпоставка за усъвършенстване на ферментационните
процеси и за създаване на микробиологични производства на органични
киселини и органични разтворители. Още през 1881г. започва първото
микробиологично производство на млечна киселина, а през 1923г. започва
получаване на лимонена киселина. Освен това по време на първата световна
война за нуждите на военната промишленост са създадени и внедрени
микробиологични призводства за получаване на органични разтворители като
глицерол, ацетон и бутанол.
Трети етап. Води началото си от създаването на антибиотичното
производство през 40-те години на 20ти век. Тогава започва промишлено
получаване на първия открит антибиотик – пеницилин в САЩ, Англия,
Чехословакия и Русия. Откритието на пеницилина през 1928г. от Александър
Флеминг и успешното му промишлено получаване се счита за едно от най-
големите постижения на биологията през 20ти век. Резултатите в
антибиотичното производтво оказват определен тласък на развитието на
другите отрасли на микробиологичната промишленост. Това дава възможност
за внедряване на технологии за производство на ензими, витамини,
аминокиселини, полизахариди и др. Естествено успоредно с това се
разработват генетични и селекционни методи за получаване на
високопродуктивни продуценти – микроорганизми и се извършват коренни
преобразувания на инженерно-технологичната база на биотехнологичната
промишленост.
Четвърти етап. В края на 60те години и нач. на 70те на 20ти век
възникват новите направления на биотехнологията – инженерна ензимология,
генетично и клетъчно инженерство, имунна биотехнология, заражда се
биоелектрониката. Инженерна ензимология: задачата е създаване на
биокатализатори с определени свойства. Приложението на имобилизираните
ензими и клетки дава възможност за усъвършенстване на технологиите на
редица производства. Генетичното инженерство се използва за конструиране
на микробни, растителни и животински клетки със свойства, полезни за човека.
Методите на клетъчно инженерство се използват за микроколонално
размножаване на растителни култури, също и за култивиране на растителни
клетки в промишлени условия, както и за получаване на ценни
биологичноактивни вещества.
Значението на биотехнологичните производства се определя от приложението
на биопродуктите в различни области на човешката дейност.
Перспективи за развитие на биотехнологичните производства
1.Относно усъвършенстване на биотехнологичните производства
-Замяна на периодичните методи за дълбочинно култивиране на
продуцентите с непрекъснати, замяна на повърхностните методи с
дълбочинни
-Осигуряване на асептични призводства
-Внедряване на безотпадни технологии
-Механизация и автоматизация на биотехнологични призводства
-Замяна на призводствата на непречистени биопродукти с получаване на
чисти субстанции
-Провеждане на биохимични процеси с имобилизирани ензими и клетки –
с това се постига осъществяване на непрекъснати процеси, многократно
използване на биологични катализатори и висока производителност на
оборудването.
2.В областта на медицината – разработване на ефективни методи за
промишлено производство на интерферони (гените на човека са вече
клонирани в микроорганизми). Гените на инсулина и на хормона на
растежа (соматотропин) са клонирани в бактерии. Разработване на
ефективни методи за получаване на многоклонални антитела
-Създаване на биодатчици, при които се използват имобилизирани
ензими за анализ на определени компоненти на кръвта (използват се за
определяне на кръвна захар в клиничните лаборатории)
-Увеличаване на производството на сега съществуващите лекарствени
средства и създаване на нови, по-ефективни такива – антибиотици,
витамини, аминокиселини, ензими, стероиди, алкалоиди, ваксини,
противоракови средства и др.
3.Хранителна промишленост – увеличаване на производството на
белтъчни хранителни продукти от едноклетъчни организми, микробни
аминокиселини, ензими, полизахариди, органични киселини и т.н.
4.Енергетика – повишаване на ролята на биотехнологията при
производство на нефт и др. Полезни изкопаеми; използване на
растителната биомаса за ферментационно получаване на течно или
газообразно топливо (етанол, метан, водород); проучват се възможности
за получаване на водород чрез разцепване на вода с помощта на
фотосинтезиращи организми – биофотолиза на водорода
5.Химична промишленост – използване на биокатализ за получаване на
различни химични съединения, което може да се проведе по 3 начина:
А) чрез използване на растителни или животински клетки – при
култивирането им в промишлени условия
Б) чрез използване на микроорганизми за биотрансформация и
модификация на различни химични вещвства
В) чрез използване на изменени по свойства микроорганизми като
инструменти за експресия на растителни и животински гени, което
позволява да се получат в големи количества химични съединения,
характерни само за висшите организми – използване на специфични
биодатчици за регулиране на химичните процеси.
6. Селско стопанство
-увеличаване на призводството на продукти за животновъдството като ваксини,
антибиотици, хормони, белтъчно-витаминни концентрати
-създаване и увеличаване на призводството на биологични торове и
биологични средства за защита на растенията
-създаване на нови и подобряване на селскостопанските култури (пренасяне на
гените на азотфиксация от грудковите бактерии в житните култури р.Rhizobium)
7. Екология – разработване на нови или усъвършенстване на методи за
пречистване на отпадни води и преработка на различни отпадъци.

Това е само предварителен преглед

За да разгледате всички страници от този документ натиснете тук.

Основи на БАВ

Промишленото получаване на различни биопродукти и използването им в много области на човешката дейност е едно от най-големите научни постижения през втората половина на 20ти век...
Изпратен от:
mirki4o
на 2012-02-24
Добавен в:
Лекции
по Биоавтоматика
Статистика:
108 сваляния
виж още
 
Подобни материали
 

Пищови по Биотехнологии

22 дек 2015
·
37
·
16
·
4,943
·
53

Предмет, етапи на развитие и основни направления на съвременната Биотехнология...
 

Основи на БАВ

Материал № 814373, от 24 фев 2012
Свален: 108 пъти
Прегледан: 228 пъти
Предмет: Биоавтоматика, Автоматика, изчислителна техника
Тип: Лекция
Брой страници: 36
Брой думи: 11,314
Брой символи: 75,969

Потърси помощ за своята домашна:

Имаш домашна за "Основи на БАВ"?
Намери бързо решение, с помощтта на потребители на Pomagalo.com:

Последно видяха материала