новая папка 2 / 47136

Методические указания составлены на основании типовой программы «Основы биотехнологии переработки сельскохозяйственной продукции», Мо- сква, 2000 доцентом кафедры биологии растений и селекции плодовых культур

З.Н.Таровой

Рецензент:

доцент кафедры агроэкологии и защиты растений Р.А.Струкова

Методические указания рассмотрены на заседании кафедры Биологии рас- тений и селекции плодовых культур протокол № 2 от 21 ноября 2005г.

Основная литература:

1.Сельскохозяйственная биотехнология: Учеб/ В.С. Шевелуха, А.Калашникова, Е.С. Воронин и др.; Под ред. В.С. Шевелухи - М.: Высш. шк., 2003.– 469 с.

2. Рогов И.А., Антипова Л.И., Шуваева Г.П. Пищевая биотехнология. –

М: КолосС, 2004.-440 с.

3.Бекер М.Е., Лиепаньш Г.К., Райпулис Е.П. Биотехнология. – М: Агро-

промиздат,1990. – 334 с.

4.Грачева И.М., Кривова А.Ю. Технология ферментных препаратов. – М:

Изд. «Элевар»,2000.- 512 с.

5.Асонов Н.Р. Микробиология. – М.: Колос, 2001. – 352 с.

Дополнительная литература:

1.Лещинская И.Б. Современная промышленная микробиология //Соросовский образовательный журнал.-2000.-№4.-с.14-18.

2.Лутова Л.А. Генетическая инженерия растений: свершения и надежды// Соросовский образовательный журнал.-2000.-№6.-с.10-17.

3.Кухаренко А.А., Винаров А.Ю. Биотехнология на службе экологии АПК//Пищевая промышленность.-2001.-№12.-с.19-21.

4.Тарова З.Н., Губин А.С. Ферментная биотехнология / обзорная лекция/.- Мичуринск, 2001.-28 с.

©Издательство Мичуринского государственного аграрного университета, 2006

2

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

ЦЕЛИ, ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ И ЕЁ МЕСТО В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ

Биотехнология - уникальная наука, ибо она использует живые организмы и биологические процессы в практических интересах человека. Имея гранди- озные перспективы, она в большей степени зависит от развития фундамен- тальных наук: микробиологии, биохимии, генетики, молекулярной биологии, а также от таких наук, как физика, математика и экономика.

Современная биотехнология позволила во многих отраслях промышлен- ности заменить традиционные методы получения продуктов, необходимых че- ловеку: синтез искусственных приправ, полимеров, получение биогаза, этанола, метанола, выделение некоторых металлов. Выращивание дрожжей, бактерий с целью получения белка одноклеточных, аминокислот, витаминов, ферментов, увеличение продуктивности сельскохозяйственных животных и растений бла- годаря селекции и клонированию, использование перспективных тканевых и клеточных структур, производство гормонов, вакцин, антибиотиков также представляют биотехнологические процессы.

Высшим достижением новейшей биотехнологии является генетическая трансформация, перенос чужеродных (природных или искусственно создан- ных) донорских генов в клетки-реципиенты растений, животных, микроорга- низмов, получение трансгенных организмов с новыми или усиленными свойст- вами и признаками. По своим целям и возможностям в перспективе это направ- ление является стратегическим.

Современные специалисты, работающие в сельском хозяйстве, в сфере

АПК и других отраслях народного хозяйства должны в совершенстве владеть методами биотехнологии и биоинженерии. Специалист должен уметь исполь- зовать свои знания для увеличения производства сельскохозяйственной про- дукции, улучшения её качества, защиты природы от загрязнения и повышения устойчивости всего агропромышленного производства.

Целью дисциплины является формирование теоретических знаний и практических навыков студентов в области биотехнологических процессов.

В задачи изучения дисциплины входит изучение:

-истории возникновения биотехнологии как науки;

-основных направлений развития биотехнологии;

-способов и методов культивирования микроорганизмов в про- изводственных условиях;

-способов получения биологически активных веществ и применения их

вперерабатывающих и пищевых производствах;

-способов биотрансформации и биоконверсии отходов.

Для самостоятельного знакомства студентов с основными разделами дис- циплины необходимо выполнить контрольную работу, дав ответы на вопросы, изложенные ниже. Номера вопросов указываются преподавателем в индивиду- альном порядке.

3

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

РАЗДЕЛ 1. Возникновение биотехнологии как науки

1.Биотехнология как прикладная наука, призванная решить глобальные проблемы человечества.

2.Природа и многообразие биотехнологических процессов.

3.Направления развития биотехнологии как науки.

4.Этапы развития биотехнологии.

5.Исторические предпосылки возникновения биотехнологии.

РАЗДЕЛ 2. Промышленная микробиология

6.Продуценты, используемые в процессах биосинтеза.

7.Прокариоты. Особенности строения и биосинтеза.

8.Фазы роста микроорганизмов.

9.Важность и разнообразие микробных продуктов.

10.Сырьевые ресурсы для промышленной микробиологии.

11.Комплексные и синтетические питательные среды.

12.Способы ферментации микроорганизмов.

13.Питательные среды для глубинного культивирования.

14.Питательные среды для поверхностного культивирования.

15.Технические средства для реализации глубинного процесса.

16.Технические средства для осуществления поверхностного процесса.

17.Источники углерода для культивирования микроорганизмов в крупно- тоннажных производствах.

18.Источники азота, фосфора и др. элементов для роста микроорганизмов при промышленном культивировании.

19.Факторы роста и пеногасители при глубинном культивировании.

20.Получение аминокислот микробным синтезом.

21.Биосинтез микробного белка.

22.Получение вакцин и антибиотиков.

23.Получение пищевых органических кислот микробным синтезом.

24.Особенности биосинтеза первичных метаболитов.

25.Особенности биосинтеза вторичных метаболитов.

26.Способы регуляции микробного метаболизма.

27.Факторы, влияющие на обмен веществ микроорганизмов.

28.Понятие сверхсинтеза веществ микробными клетками и условия его возникновения.

29.Получение мутантных штаммов и их использование.

РАЗДЕЛ 3. Инженерная энзимология

30.Роль ферментов в существовании живого.

31.Источники ферментов.

32.Классификация ферментов.

4

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

33.Строение и свойства ферментов.

34.Характеристика классов ферментов, имеющих наибольшее народно- хозяйственное значение.

35.Особенности механизма действия ферментов.

36.Промышленное получение ферментных препаратов.

37.Технологическая схема глубинного способа культивирования микро- организмов для биосинтеза ферментов.

38. Стерилизация питательных сред при глубинном культивировании.

39.Стерилизация воздуха для аэрации при глубинном культивировании.

40.Технологическая схема поверхностного культивирования микроорга- низмов.

41.Посевной материал. Способы получения и хранения посевного мате-

риала.

42.Концентрация и очистка ферментных препаратов.

43.Применение иммобилизованных ферментов и клеток продуцентов в биосинтезе.

44.Иммобилизация ферментов.

45.Ингибиторы и активаторы ферментов.

46.Принципы классификации и названия ферментных препаратов.

47.Ферменты солода. Области применения.

48.Амилазы. Субстраты, механизм действия, области применения. 49.Протеолитические ферменты. Субстраты, механизм действия, приме-

нение.

50.Липазы. Субстраты, механизм действия, применение. 51.Пектолитические ферменты. Субстраты, механизм действия, области

применения.

52.Применение ферментных препаратов в технологии сырья и продуктов животного происхождения.

53.Применение ферментных препаратов в пищевой и перерабатывающей промышленности.

РАЗДЕЛ 4. Генная инженерия

54.Строение и функции ДНК.

55.Исторические аспекты получения рекомбинативных ДНК.

56.Сущности генной инженерии как науки.

57.Принципиальная схема и подходы к получению рекомбинативных

ДНК.

58.Предпосылки создания трансгенных организмов.

59.Получение и перспективы использования трансгенных растений.

60.Получение и перспективы использования трансгенных животных.

61.Основные направления получения трансгенных растений.

62.Безопасность пищевых продуктов, полученных из геномо- дифицированного сырья.

63.Понятие «клонирование», перспективы использования.

5

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

РАЗДЕЛ 5. Клеточная и тканевая биотехнология

64.Перспективы и направления развития клеточной инженерии.

65.Понятие тотипотентности каллусных клеток. Использование этого свойства в клеточной инженерии.

66.Клеточная селекция. Ее возможности.

67.Клональное микроразмножение растений. Перспективы ис- пользования.

68.Пути оздоровлении посадочного материала от вирусов.

69.Получение вторичных метаболитов в искусственных условиях фер- ментации культуры клеток.

70.Основные этапы клонального микроразмножения. 71.Культура изолированных клеток и тканей в селекции растений.

РАЗДЕЛ 6.Биоконверсия и биодеградация органических отходов

72.Природа и количество отходов и побочных продуктов.

73.Микробная деградация и конверсия.

74.Биогаз, пути образования.

75.Процессы деградации навоза и других органических отходов при их конверсии в биогаз.

76.Основные требования к субстрату и условия образования биогаза. 77.Свойства биогаза и возможности его использования на про-

изводственные и бытовые нужды.

78.Основные типы биогазовых установок и их назначение. 79.Перспективы использования биогаза в экономике страны и мира. 80.Технология производства биогаза.

6

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

Технический редактор – О.А. Прохорович

Отпечатано в типографии ФГОУ ВПО МичГАУ Подписано в печать 27.03.06. г. Формат 60х84 1/16,

Бумага офсетная № 1. Усл.печ.л. 0,3 Тираж100 экз. Ризограф

Заказ №

_______________________________________________________________

Мичуринский государственный аграрный университет 393760, Тамбовская обл., г.Мичуринск, ул. Интернациональная, 101,

тел. +7 (07545) 5-26-35 E-mail: mgau@mich.ru

7

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

8

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com