Биотехнологии в животноводстве реферат

Обновлено: 28.06.2024

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Описание презентации по отдельным слайдам:

Что такое биотехнология животных?

На настоящий момент биотехнологии приобретают все более важную роль в повышении доходности животноводства.
Внедрение результатов биотехнологических исследований в животноводство происходит в первую очередь в следующих областях деятельности:

1. Улучшение здоровья животных с помощью биотехнологии;
2. Новые достижения в лечении людей с помощью биотехнологических исследований на животных;
3. Улучшение качества продуктов животноводства с помощью биотехнологии;
4. Достижения биотехнологии в охране окружающей среды и сохранении биологического разнообразия.

Биотехнология животных включает в себя работу с различными животными (скотом, домашней птицей, рыбой, насекомыми, домашними животными и лабораторными животными) и исследовательскими приемами – геномикой, генной инженерией и клонированием.

Биотехнология для улучшения здоровья животных

Примеры диагностики и лечения животных
– биотехнология позволяет фермерам немедленно диагностировать с помощью тестов на основе ДНК-типирования и определения наличия антител следующие инфекционные заболевания: бруцеллез, псевдобешенство, понос, ящур, лейкоз птиц, коровье бешенство и трихинеллез;
– в скором времени ветеринары получат в свое распоряжение биотехнологические средства для лечения различных заболеваний, в том числе ящура, свиной лихорадки и коровьего бешенства;
– новые биологические вакцины используются для защиты животных от широкого спектра заболеваний, включая ящур, понос, бруцеллез, легочные инфекции свиней (плевропневмонию, пневмонический пастереллез, энзоотическую пневмонию), геморрагическую септицемию, птичью холеру, псевдочуму домашней птицы, бешенство и инфекционные заболевания выращиваемой в искусственных условиях рыбы;

Примеры диагностики и лечения животных
– активная работа ведется над созданием вакцины против африканского заболевания скота, получившего название лихорадки Восточного побережья. В случае успеха эта вакцина станет первым препаратом для борьбы с простейшими и одновременно первым шагом на пути к разработке противомалярийной вакцины;
– молекулярные методы идентификации патогенов, такие как геномная дактилоскопия, позволяют наблюдать за распространением заболевания внутри стада и от популяции к популяции и идентифицировать источник инфекции;
– генетический анализ патогенеза заболеваний животных ведет к улучшению понимания факторов, вызывающих заболевания не только животных, но и человека, и подходов к контролю над ними;

Примеры диагностики и лечения животных
– улучшенные с помощью биотехнологии сорта кормовых растений обеспечивают повышение питательности кормов за счет дополнительного содержания в них аминокислот и гормонов, приводящих к ускорению роста животных и повышению их продуктивности. Биотехнологические приемы позволяют повысить усвояемость грубых кормов. Ученые работают над новыми сортами растений с целью создания съедобных вакцин для сельскохозяйственных животных. В ближайшем будущем фермеры получат возможность кормить свиней генетически модифицированной люцерной, стимулирующей специфический иммунитет к опасной кишечной инфекции.

– новые ДНК-тесты позволяют выявлять свиней, страдающих генетически обусловленным свиным стресс-синдромом, характеризующимся дрожанием и гибелью животных при воздействии стрессовых факторов;

– передающиеся по наследству неблагоприятные признаки скота могут быть идентифицированы с помощью ДНК-тестов, в настоящее время использующихся в национальных селекционных программах в Японии. С их помощью можно выявить дефект адгезии лейкоцитов, характеризующийся повторяющимися бактериальными инфекциями, задержкой роста и гибелью в течение первого года жизни; недостаточность фактора свертываемости крови XIII; наследственные формы анемии и задержку роста крупного рогатого скота.

Руководители животноводческих хозяйств непосредственно заинтересованы в повышении продуктивности сельскохозяйственных животных. Их конечной целью является повышение количества продукции (молока, яиц, мяса, шерсти) без увеличения затрат на содержание поголовья. Увеличение мышечной массы с одновременным снижением количества жира в организме мясных животных с незапамятных времен является целью селекционеров.

Повышение продуктивности скота
Именно с нее началась селекция и постепенное уменьшение свиней.

1 способ повышение продуктивности скота
Биотехнология помогает улучшить продуктивность скота с помощью различных вариантов селекционного разведения. Для начала отбираются особи, обладающие желаемыми характеристиками, после чего, вместо традиционного скрещивания, производится забор спермы и яйцеклеток и последующее экстракорпоральное оплодотворение. Через несколько дней развивающийся эмбрион имплантируется в матку суррогатной матери соответствующего вида, но необязательно той же породы.

3 способ повышение продуктивности скота
Для повышения продуктивности животных нужен полноценный корм. Микробиологическая промышленность выпускает кормовой белок на базе различных микроорганизмов — бактерий, грибов, дрожжей, водорослей. Богатая белками биомасса одноклеточных организмов с высокой эффективностью усваивается сельскохозяйственными животными. Так, 1 т кормовых дрожжей позволяет получить 0,4- 0,6 т свинины, до 1,5 т мяса птиц, 25—30 тыс. яиц и сэкономить 5—7 т зерна (Р. С. Рычков, 1982).
Это имеет большое народнохозяйственное значение, поскольку 80% площадей сельскохозяйственных угодий в мире отводятся для производства корма скоту и птице. Производство кормового белка на основе одноклеточных — процесс, не требующий посевных площадей, не зависящий от климатических и погодных условий. Он может быть осуществлен в непрерывном и автоматизированном режиме.

Биотехнология — это наука о методах и технологиях производства различных ценных веществ и продуктов с использованием природных биологических объектов (микроорганизмов, растительных и животных клеток), частей клеток (клеточных мембран, рибосом, митохондрий, хлоропластов) и процессов(Биотехнология…, 2008).

Введение
1. Методы биотехнологии, и ее перспективы
2. Биотехнология сельскохозяйственных растений
3. Естественная защита растений
4. Устойчивость к гербицидам
5. Устойчивость к неблагоприятным факторам среды
Заключение
Список использованных источников

Введение

Корни биотехнологии уходят в далёкое прошлое и связаны с хлебопечением, виноделием и другими способами приготовления пищи, известными человеку еще в древности. Например, такой биотехнологический процесс, как брожение с участием микроорганизмов, был известен и широко применялся еще в древнем Вавилоне, о чем свидетельствует описание приготовления пива, дошедшее до нас виде записи на дощечке, обнаруженной в 1981 г. при раскопках Вавилона.

Наукой биотехнология стала благодаря исследованиям и работам французского ученого, основоположника современной микробиологии и иммунологии Луи Пастера (1822-1895).

В ХХ веке происходило бурное развитие молекулярной биологии и генетики с применением достижений химии и физики. Важнейшим направлением исследований явилась разработка методов культивирования клеток растений и животных. И если еще совсем недавно для промышленных целей выращивали только бактерии и грибы, то сейчас появилась возможность не только выращивать любые клетки для производства биомассы, но и управлять их развитием, особенно у растений. Таким образом, новые научно-технологические подходы воплотились в разработку биотехнологических методов, позволяющих манипулировать непосредственно генами, создавать новые продукты, организмы и изменять свойства уже существующих. Главная цель применения этих методов — более полное использование потенциала живых организмов в интересах хозяйственной деятельности человека (Биотехнология…, 2008).

1. Методы биотехнологии

Генная и клеточная инженерия — являются важнейшими методами (инструментами), лежащими в основе современной биотехнологии. Методы клеточной инженерии направлены на конструирование клеток нового типа.

Они могут быть использованы для воссоздания жизнеспособной клетки из отдельных фрагментов разных клеток, для объединения целых клеток, принадлежавших различным видам с образованием клетки, несущей генетический материал обеих исходных клеток, и других операций.

Генно-инженерные методы направлены на конструирование новых, не существующих в природе сочетаний генов.

Нужна помощь в написании реферата?

Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Наибольшее применение генная инженерия нашла в сельском хозяйстве и в медицине.

Люди всегда задумывались над тем, как можно научиться управлять природой, и искали способы получения, например, растений с улучшенными качествами: с высокой урожайностью, более крупными и вкусными плодами или с повышенной холодостойкостью. С давних времен основным методом, который использовался в этих целях, была селекция. Она широко применяется до настоящего времени и направлена на создание новых и улучшение уже существующих сортов культурных растений, пород домашних животных и штаммов микроорганизмов с ценными для человека признаками и свойствами.

Селекция строится на отборе растений (животных) с выраженными благоприятными признаками и дальнейшем скрещивании таких организмов, в то время как генная инженерия позволяет непосредственно вмешиваться в генетический аппарат клетки. Важно отметить, что в ходе традиционной селекции получить гибриды с искомой комбинацией полезных признаков весьма сложно, поскольку к потомству передаются очень большие фрагменты геномов каждого из родителей, в то время как генно-инженерные методы позволяют работать чаще всего с одним или несколькими генами, причем их модификации не затрагивают работу других генов.

В результате, не теряя других полезных свойств растения, удается добавить еще один или несколько полезных признаков, что весьма ценно для создания новых сортов и новых форм растений. Стало возможным изменять у растений, например, устойчивость к климату и стрессам, или их чувствительность к насекомым или болезням, распространённым в определённых регионах, к засухе и т. д. Учёные надеются даже получить такие породы деревьев, которые были бы устойчивы к пожарам. Ведутся широкие исследования по улучшению пищевой ценности различных сельскохозяйственных культур, таких как кукуруза, соя, картофель, томаты, горох и др (Биотехнология в с/х…,2009).

Вторая волна — начало 2000-х годов — создание растений с новыми потребительскими свойствами: масличные культуры с повышенным содержанием и измененным составом масел, фрукты и овощи с большим содержанием витаминов, более питательные зерновые и т. д.

Генно-инженерные работы в животноводстве имеют другую задачу. Вполне достижимой целью при современном уровне технологии является создание трансгенных животных с определённым целевым геном. Например, ген какого-нибудь ценного гормона животного (например, гормона роста) искусственно внедряется в бактерию, которая начинает продуцировать его в больших количествах.

Еще один пример: трансгенные козы, в результате введения соответствующего гена, могут вырабатывать специфический белок, фактор VIII, который препятствует кровотечению у больных, страдающих гемофилией, или фермент, тромбокиназу, способствующий рассасыванию тромба в кровеносных сосудах, что актуально для профилактики и терапии тромбофлебита у людей. Трансгенные животные вырабатывают эти белки намного быстрее, а сам способ значительно дешевле традиционного (Биотехнология в с/х…,2009).

2. Биотехнология сельскохозяйственных растений

Начиная с каменного века люди отбирали растения с удовлетворяющими их характеристиками и сохраняли их семена на следующий год. Отбирая лучшие семена, первые агрономы осуществили первичное генетическое модифицирование растений и таким образом одомашнили их задолго до того, как были открыты основные генетические закономерности. Сотни лет фермеры и селекционеры растений пользовались перекрестным скрещиванием, гибридизацией и другими подходами к модификации генома, приводящими к увеличению урожайности, улучшению качества продукции и повышению устойчивости растений к насекомым-вредителям, болезнетворным микроорганизмам и неблагоприятным условиям среды.

По мере углубления знаний о генетике растений человек начал осуществлять целенаправленное перекрестное скрещивание (кроссбридинг) обладающих желаемыми характеристиками или не имеющих нежелательных признаков сортов растений и межвидовую гибридизацию с целью получения новых сортов, сохранивших лучшие качества обеих родительских линий. В настоящее время практически любая сельскохозяйственная культура является результатом кроссбридинга, гибридизации или применения обоих подходов. К сожалению, эти методы нередко дороги, требуют больших затрат времени, неэффективны и имеют существенные практические ограничения. Например, для создания с помощью традиционного кроссбридинга сорта кукурузы, устойчивого к определенным насекомым, потребовался бы не один десяток лет, причем без гарантированного результата (Биотехнологические проблемы…,1982).

Нужна помощь в написании реферата?

Биотехнологические подходы — позволяют современным селекционерам выделять отдельные гены, отвечающие за желаемые признаки, и перемещать их из генома одного растения в геном другого.

Этот процесс гораздо более точен и избирателен, чем традиционное скрещивание, в ходе которого тысячи генов, обладающих неизвестными функциями, перемещаются из одного сорта или вида растений в другой.

Биотехнология позволяет и то, что не под силу природе — перемещение генов между растениями, животными и микроорганизмами. Это открывает огромные возможности для улучшения качества урожая. Например, мы можем взять бактериальный ген, токсичный для болезнетворного грибка, и встроить его в геном растения. Растение при этом начинает синтезировать фунгицидный белок и в борьбе с грибком не нуждается в помощи извне.

Современные селекционеры-биотехнологи ставят перед собой те же задачи, что и при традиционном кроссбридинге и других методах модификации генома: повышение урожайности; устойчивость к болезнетворным бактериям, грибкам и вирусам; способность выживать в неблагоприятных условиях среды (при заморозках и засухах); устойчивость к вредителям, таким как насекомые, сорняки и круглые черви (нематоды) (С/х биотехнология…,2003).

3. Естественная защита растений

Растения, как и животные, обладают врожденными механизмами защиты от различных насекомых и заболеваний. В настоящее время ученые ведут активный поиск соединений, которые активизировали бы эти естественные механизмы, не нанося при этом вреда окружающей среде.

Биотехнология также открывает большие перспективы в работе над созданием новых биопестицидов, таких как белки микроорганизмов и жирные кислоты, токсичные для определенных сельскохозяйственных вредителей, но безвредные для человека, животных, рыб, птиц и полезных насекомых. Уникальность механизмов действия биопестицидов обеспечивает защиту от вредителей, устойчивых к традиционным средствам.

Уже в 30-х годах прошлого века фермеры начали использовать в качестве биопестицида микроорганизм Bacillusthuringiensis (Bt), естественной средой обитания которого является почва. Некоторые белки, синтезируемые B. thuringiensis, смертельны для определенных насекомых, в том числе для кукурузного мотылька (Ostrinianubilalis), ежегодно наносящего сельскому хозяйству США урон в 1,2 миллиарда долларов. Использование аэрозолей, содержащих бактерии Bt, позволяет уничтожить насекомых-вредителей, не прибегая к химическим средствам (С/х биотехнология…,2003).

Возможности биотехнологии позволяют нам переносить гены белков, ядовитых для определенных вредителей (но не для людей, животных и полезных насекомых), в геном растений, которыми эти вредители питаются. Растение, которое раньше было источником пищи, становится смертельным для вредителя, что отменяет необходимость опрыскивания плантаций химическими пестицидами.

4. Устойчивость к гербицидам

Продуктивность сельскохозяйственной культуры зависит от присутствия в среде обитания сорняков, вступающих с основной культурой в конкуренцию за питательные вещества и влагу. Для уничтожения нежелательных растений сельскохозяйственные плантации, как правило, опрыскиваются гербицидами, которые в большей или меньшей степени токсичны не только для сорняков.

С помощью биотехнологических приемов можно повысить устойчивость культурных растений к гербицидам и таким образом в несколько раз уменьшить поступление токсичных веществ в окружающую среду.

Нужна помощь в написании реферата?

5. Устойчивость к неблагоприятным факторам среды

Кроме описанных выше биологических факторов, препятствующих росту и развитию растений, существует еще целый ряд абиотических стрессорных воздействий, регулярно оказываемых природой на сельскохозяйственные культуры — это засухи, холод, жара, повышенная кислотность или засоленность почв. Селекционерам с помощью кроссбридинга удалось создать достаточное количество сортов растений, устойчивых к биологическим факторам окружающей среды, однако в отношении устойчивости к абиотическим стрессам все не так просто. Основным лимитирующим моментом в данном случае является отсутствие у многих видов культурных растений диких родственников, обладающих устойчивостью к тому или иному фактору среды.

Репродуктивная несовместимость, ограничивающая возможности традиционного кроссбридинга, совершенно не влияет на возможности биотехнологии растений, т. к. гены практически любого организма могут использоваться для улучшения существующих сортов сельскохозяйственных культур. В настоящее время ученые делают большие достижения в разработке сортов, способных расти и давать урожай в различных природных условиях. В качестве примера можно привести генетически модифицированные сорта помидоров и канолы (разновидность рапса), которые могут переносить в 100 раз более высокий уровень солености почвы, чем традиционные сорта.

Исследователи также идентифицировали большое количество генов, ответственных за естественную устойчивость некоторых растений и бактерий к холоду, жаре и засухе. Мексиканские ученые создали сорта кукурузы и папайи, устойчивые к повышенному содержанию в почве алюминия, оказывающему негативное влияние на продуктивность сельского хозяйства многих развивающихся стран.

Кроме увеличения продуктивности сортов за счет придания им устойчивости к заболеваниям, вредителям, сорнякам и воздействиям окружающей среды, сельскохозяйственные биотехнологи работают над непосредственным повышением урожайности культур. Японские ученые встроили гены, обеспечивающие фотосинтез растений кукурузы, в геном риса.

Это повысило эффективность усвоения энергии солнечного света и накопления в зерне крахмала, и урожайность нового сорта риса оказалась на 30 % выше по сравнению с исходным уровнем. Другим подходом, но с той же конечной целью, является блокирование определенных генов растения, что приводит к перераспределению питательных веществ между различными частями растения. Урожайность значительно возрастает при преимущественном накоплении крахмала или жирных кислот не в листьях растения, а, например, в клубнях картофеля или семенах рапса (Биотехнология в с/х…,2009).

Биотехнологические методы также позволяют повышать эффективность усвоения растениями необходимых им микроэлементов. Например, мексиканские ученые создали генетически модифицированные растения, корни которых секретируют в окружающую среду лимонную кислоту. В результате происходит небольшое подкисление почвы и переход содержащихся в ней минералов, в том числе кальция, фосфора и калия, в растворимую форму, что делает их доступными для растений.

Азот — является важнейшим элементом, лимитирующим рост растений.

Ученые, работающие в разных областях, шаг за шагом приближаются к разгадке секретов симбиотических отношений, позволяющих азотфиксирующим бактериям поглощать атмосферный азот и отдавать его растениям, предоставляющим им убежище в корневых клубеньках:

1. Генетики-ботаники из Венгрии и Англии идентифицировали растительный ген и соответствующий белок, позволяющий растениям вступать во взаимодействие с почвенными азотфиксирующими бактериями.

2. Генетики-микробиологи из университета Квинсленда (Австралия) идентифицировали бактериальный ген, стимулирующий формирование корневых клубеньков.

Нужна помощь в написании реферата?

3. В результате совместной работы молекулярных биологов Европейского Союза, США и Канады был полностью расшифрован геном одного из видов азотфиксирующих бактерий.

4. Ученые, занимающиеся химией белков, расшифровали точную структуру фермента, превращающего атмосферный азот в приемлемую для растений форму (Биотехнологические проблемы…,1982).

Заключение

Центральная проблема биотехнологии — интенсификация биопроцессов как за счет повышения потенциала биологических агентов и их систем, так и за счет усовершенствования оборудования, применения биокатализаторов (иммобилизованных ферментов и клеток) в промышленности, аналитической химии, медицине.

В основе промышленного использования достижений биологии лежит техника создания рекомбинантных молекул ДНК. Конструирование нужных генов позволяет управлять наследственностью и жизнедеятельностью животных, растений и микроорганизмов и создавать организмы с новыми свойствами.

В частности, возможно управление процессом фиксации атмосферного азота и перенос соответствующих генов из клеток микроорганизмов в геном растительной клетки.

Биотехнология открывает новые горизонты перед человеческим разумом. Проблемы биотехнологии чрезвычайно много образны, начиная от чисто технических (например, снижение каталитической активности ферментов при их иммобилизации) и кончая тонкими интеллектуальными проблемами, связанными с обеднением фундаментальной науки в связи с доминированием чисто проблемно-прикладных разработок (Биотехнологические проблемы…,1982).

Список использованных источников

Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова. Кафедра биотехнологии. 2010г.- 23 стр.
Содержание
Введение
Трансплантация эмбрионов
Отбор доноров
Проведение суперовуляциии доноров
Извлечение и оценка эмбрионов
Криоконсервация эмбрионов
Пересадка эмбрионов реципиентам
Получение трансгенных животных
Клонирование животных
Заключение
Список источников литературы

Блинов В.А. Общая Биотехнология. Курс лекций. Часть 1

формат pdf
размер 47.49 МБ
добавлен 29 апреля 2011 г.

В первой части курса лекций представлены общие вопросы биологической технологии, согласно Государственного образовательного стандарта, высшего профессионального образования. Курс лекций предназначен для студентов очной и заочной форм обучения, специальности 070100- Биотехнология. Блинов В. А. Общая биотехнология: Курс лекций. Часть 1. ФГОУ ВПО "Саратовский ГАУ". Саратов, 2003 162с. ISBN 5-7010-0363-3

Блинов В.А. Общая Биотехнология. Курс лекций. Часть 2

формат pdf
размер 30.94 МБ
добавлен 29 апреля 2011 г.

Во второй части курса лекций представлены вопросы общей биотехнологии, касающиеся производства различных биологически активных соединений, а также отражены проблемы экологической, сельскохозяйственной, пищевой и медицинской биотехнологии. Курс лекций предназначен для студентов очной и заочной форм обучения по специальностям 070100-Биотехнология и 271500-Пищевая биотехнология. Блинов В. А. Общая биотехнология: Курс лекций: часть 2, ФГОУ ВПО "Сарат.

Василов Р.Г., Лепский В.Е. (ред.) Биотехнология и общество. Сборник материалов форума Биотехнология и Общество

формат pdf
размер 2.04 МБ
добавлен 10 ноября 2011 г.

Гаврилова Н.Б. Биотехнология комбинированных молочных продуктов

формат pdf
размер 32.03 МБ
добавлен 09 апреля 2011 г.

Биотехнология как наука. Теоретические и практические аспекты производства здоровых продуктов питания. Обоснование выбора культур микроорганизмов для полизаквасок. Теоретические и экспериментальное исследование эффективности совместного использования молочнокислых микроорганизмов и бифидобактериий. Биотехнология комбинированных молочных продуктов

Егоров Н.С. (ред) Биотехнология. Книга 1: Проблемы и перспективы

формат djvu
размер 4.22 МБ
добавлен 20 января 2010 г.

Биотехнология: учебн. пособие для вузов. в 8 кн. /под ред. Н. С. Егорова, В. Д. Самуилова. кн.1: проблемы и перспективы подготовка биологических объектов культивирование биолгических объектов отделение, очистка и модификация продуктов иммобилизованные ферменты и биокаталитические системы биотехнология на службе народного хозяйства, здравоохранения и науки Предисловие Введение Подготовка биологических объектов Подбор объектов Селекция Генетическа.

Катлинский А.В. Курс лекций по биотехнологии

формат pdf
размер 2.51 МБ
добавлен 07 марта 2010 г.

М.: Московская медицинская академия им. И. М. Сеченова, 2005. - 152 с. Современная биотехнология в создании и производстве лекарственных средств. Антибиотики. Слагаемые биотехнологического процесса. Структура биотехнологического производства. Совершенствование биообъектов-продуцентов, используемых в производстве лекарственных средств, диагностических и профилактических препаратов методами мутагенеза и селекции. Совершенствование биообъекта метода.

Лещинская И.Б. Современная промышленная микробиология

формат pdf
размер 95.64 КБ
добавлен 09 ноября 2010 г.

Статья,5 страниц. В статье кратко отражены история развития биотехнологии микроорганизмов; прикладная биотехнология; вклад генетической инженерии в микробную промышленность; биотехнология в решении социальных проблем и ряд других вопросов.

Презентация - Биотехнология

формат ppt
размер 93.1 МБ
добавлен 30 ноября 2011 г.

17 презентаций на английском языке + 1 презентация - на чешском языке. Подборка презентаций на английском языке, освещающих проблематику и достижения современной биотехнологии. Красочные схемы, рисунки и диаграммы в доступной форме способствуют хорошему освоению материала. Год выпуска - неизвестен. Содержание (список презентаций): История биотехнологии (56 слайдов) Рекомбинантная ДНК (91 слайд) ПЦР и сиквенс (80 слайдов) Системы экспрессии ге.

Реферат - Производство микробных метаболитов

формат docx
размер 28.21 КБ
добавлен 13 июля 2011 г.

Введение; производство биомассы; метаболизм; первичные метаболиты. производство спиртов и полиолов; производство вторичных метаболитов; заключение; список литературы. ВолгГТУ, факультет Химическая технология и биотехнология, кафедра Промышленная экология и безопасность жизнедеятельности, специальность промышленная экология и биотехнология. 5 курс 2 семестр, 15 стр.

Чачина С.Б. Лекции по микробиологии и биотехнологии

формат doc
размер 2.48 МБ
добавлен 22 ноября 2008 г.

Биотехнология в животноводстве. Биотехнология в сельском хозяйстве. Биоэнергетика. Введение в биотехнологию. Вирусология. Вирусы (Грин). Клеточная инженерия (Егорова). Культуры клеток (Шевелуха). Метаболизм бактерий. Очистка стоков. Производство метаболитов. Строение микроорганизмов++++Вопросы к экзамену по микробиологии и биотехнологии! 1-й курс, за 2 семестра.

Биотехнология – одна из важнейших высоких технологий постиндустриальной эры. В документах, разработанных в рамках концепции устойчивого развития, биотехнология названа ключевым носителем следующего этапа научно-технической революции (как компьютерные технологии – носитель первого этапа). Сейчас ряд крупных фирм переводит деньги из химической индустрии в постиндустриальную биотехнологию. Сельское хозяйство и пищевая промышленность – вторая, после медицины, по значимости область применения новейшей биотехнологии, сейчас бурно развивается.

Биотехнология позволяет решать основные проблемы сельского хозяйства: повышения урожая, улучшения качества продукции, снижения цены и минимизации негативного воздействия на окружающую среду. Ученые пришли к выводу, что если мы хотим преодолеть проблему голода, но при этом жить рядом с лесами, полными птиц, и чистыми реками, изобилующими рыбой, то необходимо вводить альтернативные методы ведения сельского хозяйства, основанные на широком применении биотехнологии.

Вложение	Размер
Биотехнологии в сельском хозяйстве	880.58 КБ

Предварительный просмотр:

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

Работу выполнила ученица 11 класса

Мужеловская Ангелина Игоревна

Руководитель проекта: учитель биологии

Филипович Любовь Владимировна

Цель: Доказать, что биотехнологии в сельском хозяйстве- это важная отрасль развития современной промышленной индустрии.

Определить, что такое биотехнологии в сельском хозяйстве.
Обозначить направления биотехнологий в сельском хозяйстве.
Выявить актуальность биотехнологий в сельском хозяйстве.
Узнать о тенденциях развития и усовершенствования биотехнологий в сельском хозяйстве.

Биотехнологии в сельском хозяйстве.

Биотехнология – интеграция естественных и инженерных наук, позволяющая наиболее полно реализовать возможности живых организмов или их производные для создания и модификации продуктов или процессов различного назначения.

Биотехнологии в сельском хозяйстве делятся на три более востребованных направления: биотехнологии в растениеводстве (защита растений, повышение урожайности и скороспелости), биотехнологии в животноводстве (выживаемость молодняка, ускоренный набор массы, увеличение устойчивости к заболеваниям, увеличение удоев), биотехнологии в сфере утилизации отходов (птичий помет, отходы КРС и свиноводства, отходы растениеводства).

Биотехнологические методы также позволяют повышать эффективность усвоения растениями необходимых им микроэлементов.

Сельскохозяйственная биотехнология может внести решающий вклад в решение ряда проблем человечества.

Понятие и составные части промышленной биотехнологии.

Промышленная биотехнология объединяет в себе химию, молекулярную и микробиологию с прикладными науками для использования микроорганизмов, клеток, тканей и генов с целью проведения технологических процессов различной направленности. Эта область исследований является одной из наиболее перспективных сегодня, и позволяет не только изменять и улучшать характеристики веществ, но и создавать новые микроорганизмы с уникальными функциями.

Достижения биотехнологии экономически и экологически выгодны, что ведет к ее широкому распространению практически в каждой отрасли – от нефтепереработки до сельского хозяйства.

Применение в промышленности и сельском хозяйстве.

Кроме очевидных разработок направленных на синтез продовольствия, лекарственных препаратов и селекции садово-огородных культур, биотехнологии также применяются в металлургии, при повышении добычи нефти и утилизации всевозможных отходов. Оптимизация деградации последних направлена на решение энергетической проблемы человечества.

Биоэнергетика активно работает над отказом от привычных источников и переходом на экологически безопасные. Уже сегодня целлюлозные отходы сельского хозяйства под воздействием ферментов трансформируются в глюкозу и далее – в топливо.

Также поступают и с продуктами жизнедеятельности скота, который можно преобразовать в биогаз и качественные удобрения. Кроме того, микробное выщелачивание позволяет обрабатывать даже самые бедные руды выделяя из них ценные металлы.

Бактерии эффективно содействуют с метаном и могут как полностью удалить его, например из шахты, так и образовать для пробуждения нефтяных пластов.

Пищевая промышленная биотехнология начинается с клеточной инженерии и их слияния, что увеличивает урожайность, живучесть и плодоносность гибридных растений в несколько раз.

Благодаря современным разработкам больше не надо ждать десятки лет, непрерывно экспериментируя с селекцией – генная модификация абсолютно безопасна и гораздо более эффективна.

Методы промышленной биотехнологии, такие как микробиологический синтез, позволяют создать пищевой белок не отличимый от натурального и созревающий в 10 раз быстрее при минимальных затратах на производство.

А аминокислоты, также изготовленные биохимическим способом, выступают как ферменты, дрожжи и ароматическо-вкусовые добавки. Именно эти технологии должны прокормить человечество в будущем благодаря невероятной эффективности, экологичности и низкому показателю энергоемкости.

Биотехнология за заботу об окружающей среде.

Промышленная экология и биотехнологии занимаются исследованиями в области снижения загрязнения природы. Сейчас необычайно остро стоит проблема, как токсичных отбросов, так и перегрева, вследствие изменения климата, чрезмерного электромагнитного излучения, шума и прочих факторов. Данное направление науки ориентированно на:

Промышленная биотехнология уже сейчас предлагает эффективные методы решения множества экологических проблем, в то время когда ученые утверждают, что их исследования находятся только на начальном этапе.

Биотехнология и микромир.

Промышленная биотехнология микроорганизмов занимается разработкой лекарственных препаратов несколькими путями.

Первый – извлечение экстрактов из лекарственных растений искусственно выращенных в максимально подходящих условиях полностью или только в виде нескольких необходимых клеточных тканей. Кроме медицины такой подход применяется в парфюмерии для выделения ценных и ароматических веществ.

Второй – синтез антибиотиков, ферментов, витаминов, катализаторов, ингибиторов и других добавок, облегчающих управление веществами. Такие дополнения обеспечивают:

гибкость метаболизма;
высокую адаптивную способность;
простоту культивирования;
сверхбыстрый рост и размножение;
качественные возможности для дальнейшего исследования.

Разумно объединенные промышленное производство и биотехнология гарантируют человечеству здоровое и сытое будущее. Каждая новая разработка данной отрасли все больше направлена на сбережение ценных ресурсов планеты и их сохранения.

Биотехнология и растениеводство.

Возделываемые культуры растений подвержены негативному влиянию ряда факторов — сорняков, грызунов, насекомых-вредителей, нематод, фитопатогенных грибов, бактерий, вирусов, неблагоприятных погодных и климатических условий. Влияние перечисленных факторов способно значительно снизить урожайность возделываемых культур, а значить уменьшить потенциальную прибыль. Так, например, только один колорадский жук и Фитофтора(Phytophtora) – возбудитель фитофторозной гнили, способны на 40-50 % снизить урожайность картофеля. Отмечен рост количества заболеваемости растений вирусными инфекциями, которые не только губят урожай, но и способствуют вырождению генофонда.

Современная биотехнология предлагает ряд решений, способных значительно облегчить решение ряда проблем:

выведение сортов растений, устойчивых к вредителям и неблагоприятным факторам среды;
разработка биологических средств борьбы с вредителями , использование их естественных врагов и паразитов, а также токсических продуктов, образуемых живыми организмами;
повышение продуктивности сельскохозяйственных культур и их пищевой (кормовой) ценности.

Выведение новых сортов растений. Традиционные методы по выведению новых сортов — это селекция на основе гибридизации, спонтанных и индуцированных мутаций. Современная наука шагнула намного дальше и позволяет конструировать генетический код растения для получения необходимых свойств – урожайность, устойчивость к факторам среды и вредителям, накопление тех или иных компонентов. Уже сегодня выведены сорта, способные к фиксации атмосферного азота, устойчивые к действию гербицидов и ряда вредителей.
Разработанные технологии клонирования позволяют надеяться на получение здоровых (без вирусов) растений, тем самым способствуют поддержанию ценного генофонда.
При этом существует ряд спорных методов, связанных с вмешательством в генетический код – получение так называемых ГМО. До сегодняшнего дня нет достоверных данных о безопасности генетически модифицированных организмах. По мнению специалистов ЭкоВсё , использование ГМО в перспективе будет возможно, при этом процесс исследования вновь получаемых организмов должен быть сильно усложнен, мало того – исследовать необходимо каждую генетическую модификацию, даже в рамках одного сорта. Обязательным условием являются исследования о влиянии ГМО на организм в динамике (на протяжении ряда поколений). Еще одним условием получения ГМО является безопасность используемых методов для окружающей среды, т.к. используемые методики и сами ГМО, являясь чужеродным для природы материалом, могут спровоцировать непредсказуемые последствия. Проблема здесь заключается в том, что попадая в природные условия, ГМО сталкиваются с вирусами, которые в норме являются векторами переноса генетического материала, что может спровоцировать появление новых, непредсказуемых и чрезвычайно опасных генетических мутаций. Таким образом, использование ГМО – это дело далекого будущего.
Использование ГМО в России сегодня нецелесообразно ввиду больших резервов земельных ресурсов, возможности применения биологических методов и препаратов, способных значительно повысить урожайность и устранить ряд существующих проблем.

Биологические средства — важная составная часть комплексной программы защиты растений. Эта программа предусматривает проведение защитных мероприятий агротехнического, биологического и химического плана наряду с использованием устойчивых сортов растений. Задачей комплексной программы является поддержание численности вредителей растений на экологически сбалансированном уровне, не наносящем ощутимого вреда культурным растениям.

Биотехнология и животноводство .

Биотехнологии широко используются в животноводстве.
Разработанные биопрепараты с успехом используются для лечения инфекционных заболеваний, в качестве кормовых добавок и заменителей цельного молока( ЗЦМ ), силосных заквасок и прочее. Так, 1 т кормовых дрожжей позволяет получить 0,4- 0,6 т свинины, до 1,5 т мяса птиц, 25—30 тыс. яиц и сэкономить 5—7 т зерна. Это имеет большое народнохозяйственное значение, поскольку 80% площадей сельскохозяйственных угодий в мире отводятся для производства корма скоту и птице.

Микроорганизмы способны накапливать высокий процент легкоусваиваемого белка (до 90%), витамины, ферменты , микроэлементы и пр. Выращивание микроорганизмов – автоматизированный процесс, не требующий наличия больших площадей под выращивание технических культур. Особую роль в кормопроизводстве выполняют витамины и ферменты, которые способны значительно повысить биодоступность используемых кормов.
Используемые силосные закваски способствуют качественному процессу консервации заготавливаемых кормов, препятствуют развитии гнилостной микрофлоры и порче корма.

Читайте также: