Поміркуйте! У світі виготовляють сотні сортів сиру, найвідомішими з яких є бринза, камамбер, рокфор, пармезан, чеддер, моцарела та ін. Їх тип, консистенція і аромат залежать від молока, бактерій і цвілевих грибів, обробки тощо. Ароматизаторами можуть слугувати трави, спеції, деревний дим. Чому сироваріння є біотехнологією?
Біотехнологія (від грец. біос - життя, технос - майстерність і логос - вчення) - комплекс наук та методів використання організмів і біологічних процесів у виробництві.
термін → в 1917р. Карл Ерекі (угор.)
Завдання №1. Використовуючи схему і матеріал сайту скласти опорний конспект "Напрямки біотехнології"
Іл. Схема основних напрямів сучасної біотехнології
Біотехнологія виникла як сукупність способів використання живих істот і біологічних процесів для промислового виробництва. З найдавніших часів людина використовувала організми для випікання хліба, приготування кисломолочних продуктів, фарбування одягу тощо. Але лише завдяки дослідженням Л. Пастера (1822-1895) біотехнологія набула наукової основи. Цей французький науковець вивчав процеси бродіння, що є основою виноробства й пивоваріння, врятував шовківництво, виявивши причину хвороб шовкопряда, запропонував метод запобіжних щеплень для профілактики інфекційних захворювань, метод пастеризації для зберігання харчових продуктів тощо. У 40-50-ті роки ХХ ст., коли було здійснено біосинтез пеніцилінів, почалася ера антибіотиків, що дала поштовх розвитку мікробіологічної промисловості. У 60-70-ті рр. XX століття почала бурхливо розвиватися клітинна інженерія. Зі створенням у 1972 р. групою П. Берга в США першої гібридної молекули ДНК in vitro формально пов’язане народження генетичної інженерії. Загострення екологічних проблем стало причиною появи екологічної інженерії, спрямованої на отримання людиною чистої води, повітря, продуктів (іл. 174).
Галузі сучасної біотехнології:
1. нанобіотехнологія - технологія наночастинок (від 1 до 100 нм)
технологія адресної доставки ліків за допомогою ліпосом (ліпідних бішарових структур)
2. цитотехнологія - клітинна технологія
вирощування гібридом - В-лімфоцитів + ракові клітини → для отримання моноклональних антитіл;
отримання білків-інтерферонів
отримання людського інсулін (кишкова паличка)
3. гістотехнологія - тканинна технологія на поживних середовищах
вирощування шкіри, органів для трансплантації
4. ембріотехнологія - зародкова технологія
пересаджування ембріональних стовбурових клітин пуповинної крові для лікування променевої хвороби
екстракорпоральне запліднення
5. біотехнологія культивування організмів (наприклад, біотехнологія
вирощування грибів (печериць й гливи), молюсків
мікроклональне розмноження рослин
6. біоінженерна технологія
тестування ДНК з використанням біочипів
створення штучних суглобів, кардіостимуляторів, апаратів ниркового діалізу
Отже, сучасна біотехнологія демонструє майже необмежені можливості використання організмів у різних галузях діяльності людини.
Завдання №1. Використовуючи матеріал сайту заповнити таблицю "Значення біотехнології"
Галузь
Приклади
Медицина
Сільське господарство
Енергетика
Фармацевтика
Харчова промисловість
Охорона природи
Яке значення біотехнології?
Сучасна біотехнологія має величезні перспективи для вирішення екологічних проблем, ліквідації дефіциту їжі й боротьби з голодом, отримання сировини й енергії для промисловості, збереження здоров’я людини та ін. За допомогою біотехнології здійснюються:
• одержання харчових продуктів (наприклад, кефірів, йогуртів, сухого молока, хліба, соків);
• отримання сортів рослин (наприклад, виведення сортів пшениці призвело до «зеленої революції» в Мексиці, створення сортів рису з вегетаційним періодом 120 днів значно поліпшило рівень життя населення Азії);
• отримання лікарських препаратів (наприклад, вакцин, антибіотиків, вітамінів, ферментів за допомогою грибів й бактерій);
• діагностика спадкових хвороб людини (наприклад, технології культивування лімфоцитів, діагностика ембріона на ранній стадії внутрішньоутробного розвитку, створення тест-систем для генної діагностики);
• розробка безвідходних технологій для очищення середовища (наприклад, використання бактерій для розкладу штучних полімерних матеріалів чи пестицидів);
• створення технологій отримання енергії (наприклад, використання метанобактерій для отримання біогазу, створення пального із цукрової тростини чи кукурудзи);
• отримання кормів для поліпшення умов вирощування сільськогосподарських тварин (наприклад, дріжджові гриби синтезують кормові білки із парафінів нафти);
• створення засобів догляду й захисту рослин (наприклад, створення бактеріальних добрив і біогумусу);
• створення тварин-біореакторів, що виробляють речовини для лікування хвороб (наприклад, корів чи кіз, які даватимуть з молоком білок для лікування інсультів).
Використання біотехнології може мати і негативні наслідки. Це шкідливий вплив на природу мутагенів, втрата біосистемами здатності до саморегуляції, зміна геномів організмів й генофонду популяцій та ін. Наслідками неконтрольованого поширення генетично змінених об’єктів у довкіллі може бути збільшення кількості стійких до антибіотиків мікроорганізмів, підвищення концентрації алергенів у природі, порушення рівноваги природних екосистем, підвищення рівня шкідливості мікроорганізмів, мутаційні зміни та поширення захворювань організмів тощо.
Отже, сучасна біотехнологія має величезні перспективи й переваги, але існує й реальна небезпека негативних наслідків від втручання людини в природні системи.
ДІЯЛЬНІСТЬ
Біологія + Латина
У біології досить часто використовуються латинські вирази, що позначають особливості проведення досліджень. Зіставте найпоширеніші вирази із визначенням їхньої суті та отримайте прізвище угорського інженера, який у 1917 р. запропонував термін біотехнологія.
1
2
3
4
5
1 In vitro («в склі»)
Е2 Проведення дослідів у живій тканині поза організмом у штучному середовищі (наприклад, вирощування стовбурових клітин у культурі)
2 In vivo («в живому»)
К Розгляд явища чи об'єкта на місці, в природних умовах, без перенесення в середовище (наприклад, гібридизація хромосом)
3 Ex vivo («з життя»)
І Розгляд явища чи об'єкта до народження (наприклад, ультразвукове дослідження плода)
4 In situ («на місці»)
Е1 Проведення дослідів поза організмом (наприклад, екстракорпоральне запліднення яйцеклітин поза межами організму)
5 In utero («в матці»)
Р Проведення дослідів у живій тканині в живому організмі (наприклад, експерименти на лабораторних тваринах)
РЕЗУЛЬТАТ
Оцінка
Завдання для самоконтролю
1-6
1. Що таке біотехнологія? 2. Укажіть основні напрями сучасної біотехнології. 3. Назвіть основні галузі використання біотехнології. 4. Назвіть основні групи біотехнології. 5. Наведіть приклади речовин, що їх одержують за допомогою біотехнології.
7-9
7. Чому сучасна біотехнологія є наукою? 8. Якою є сучасна біотехнологія? 9. Яке значення біотехнології?
10-12
10. Які позитивні та негативні наслідки біотехнології?
Д/З: § 44 (Андерсон), т/з 6, заповнити таблицю "Значення біотехнології у різних галузях діяльності людини", відео на сайті!!!
