1 Дәріс тақырыбы
жүктеу/скачать 24,63 Kb.
|
1 2
- Бұл бет үшін навигация:
- Дәрістің оқыту нәтижелері
- Дәріс мазмұны
|
№1 Дәріс тақырыбы: Кіріспе. Биотехнология пәні және оның міндеттері Биотехнологияның дамуына басқа ғылым салаларының әсері. Биотехнологияның негізгі даму кезендері Дәрістің оқыту нәтижелері: 1. Биотехнология ғылымының негізгі міндеттерін анықтайды. 2. Биотехнология ғылым саласының даму кезеңдерін жіктейді. 3. Биотехнология ғылымының басқа ғылымдармен байланысын көрсетіп береді. Дәріс мазмұны: 1. биотехнология ғылымы 2. Биотехнология ғылымының негізгі міндеттері 3. Биотехнология ғылымының басқа ғылымдармен байланысы 4. Биотехнология ғылымының даму кезеңдері 1. Биотехнология (bios - тіршілік; thechne-өнер, шеберлік;logos-ғылым) – тірі ағзалар мен биологиялық үрдістерді өндірісте пайдалану; экономикалық құнды заттарды алу үшін ген және жасуша деңгейінде өзгертілген биологиялық объектілерді құрастыру технологиялары мен пайдалану жөніндегі ғылым және өндіріс саласы. Биотехнологияның негізгі объектісі – тірі жасушалар, атап айтқанда жануар, өсімдік текті жасушалар және микробтар немесе олардың биологиялық белсенді метаболиттері. Биотехнология негіздері пәнінің негізгі міндеті адамның түр ретіндегі тарихи дамуы, адам ағзасының физиологиялық және биохимиялық көрсеткіштері, адам денесінің пропорциясының жасқа байланысты өзгерістері, сыртқы орта факторларының адам констатациясының құрылуына әсері және адамның еңбек іс-әрекеті дамуы зерттеуге бағытталған. Битехнология — биологиялық тірі организмдерді өндірісте технология көмегімен адамзат тіршілігіне қажетті заттарды өндіру туралы ғылым, биология ғылымы тіршіліктін барлық нысандарын жан-жакты, кең ауқымды зерттейді, яғни ол тірі ағзалардың және олардың табиғи қауымдастықтарынын құрылысын, функциясын таралуын, шығу тегін, дамуын, олардың бір-бірімен және тірі ағзалармен өлі дүние арасындағы күрделі байланыстарды зерттейді. Биологиялық зандылықтарды білу табиғатты қорғау, оны үнемді пайдалану, ластанудан сақтау және табиғатпен ғылыми негізде қарым-қатынас жасау үшін қажет. Биотехнология негіздерін оқу студенттерге тірі организмдер мен биологиялық процесстерді өнеркәсіптік өндірісте қолдануды үйретеді. Биотехнология негіздері мәселесі бойынша студенттердің теориялық және практикалық дайындығының мақсаты, еңбек ету кезінде адам денсаулығына биологиялық, химиялық, физикалық және психофизикалық факторлардың әсерін оқып үйрену сонымен қатар экологиялық және өндірістік мәселелер бойынша осы пәннен алған білімдерін қолдануға дайындайды. Қоршаған ортаның экологиялық мәселелерін шешу үшін биология және биотехнология пәндері бойынша қажетті теориялық білімдерін меңгеру. Жоғарыда айтылған мақсатқа жету үшін студентке қажет: - жер бетіндегі тіршіліктің дамуының негізгі түсініктері мен заңдылықтарын игеру; - тірі табиғаттың негізгі құрылымы мен қасиеті туралы білу; - биологиялық жүйенің ішкі, өзара және жансыз табиғат арасындағы байланысты бағалауды үйрену; - биотехнологияның экологиялық, қоршаған ортаны қорғау, еңбек гигиенасында маңызды проблемаларды шешуде қолдануының маңызы мен жолдарын үйрену. Биотехнология биология мен техника арасындағы шекаралық ғылыми пән және практика сферасы, адамның өзін қоршаған табиғи ортасын өз қажеттігіне байланысты өзгерту әдістері мен жолдарын зерттейді. Биотехнология негіздері пәнінің негізгі міндеті. Биотехнология пән аралық ғылым, оның зерттеу объектісі, қызметі, мақсаты, басқа ғылымдармен байланысы. Биотехнологияның дамуына қысқаша тарихи тоқталу. Негізгі бағыты, биотехнология негізінде дамитын негізгі бағыттар және оның көмегімен алынатын өнімдер. Биотехнологияның даму болашағы биотехнологияның негізгі бағыттары: биоэнергетика, қоршаған ортаның ластануына бақылау, биогеотехнология, ауыл шаруашылығындағы биотехнология, биоэлектроника, мұнай өнеркәсібіндегі биотехнология, медицинада, тағам өнеркәсібінде. Биотехнологияның пайда болуы мен даму тарихы. Алғаш рет «биотехнология» термині 1917 жылы Карл Эреки шошқаларды қант қызылшасымен қоректендіру кезінде олардың өнімдерінің жоғарылауы жасалған жұмыстарының нәтижесінде берілген. Биотехнологияның пайда болуы мен даму тарихында ғылыми пән ретінде голланд ғалымы Е.Хаувинк 5 кезеңді ажыратты. 1 Пастер ғасырына дейінгі кезең (1865 жылы). Сыра, шарап, нан өнімдері және сыра ашытқыларын, ірімшік алғандағы спирттік және сүт қышқылды ашытуды қолдану. Сірке қышқылын және ферментативті өнімдерді алу. 2 Пастер ғасырлық кезеңі (1866-1940 жж) - этанол, бутанол, ацетон, глицерин, органикалық қышқылдарды, вакциналарды өндіру. Канализациялық суды аэробты тазалау. Көмірсулардан азықтық ашытқыларды өндіру. 3 Антибиотиктер кезеңі (1940-1960жж) - тереңдетілген ферментация жолымен пенициллин және басқа антибиотиктерді алу. Өсімдік жасушаларын дақылдау және вирустық вакциналарды алу. Стероидтардың микробиологиялық биотрансформациясы. 4 Меңгерілетін биосинтез кезеңі (1961-1975) - микробты мутанттар көмегімен амин қышқылдарын өндіру. Тазартылған ферменттік препараттар алу. Иммобилизацияланған ферменттерді және жасушаларды өндірістік қолдану. Канализациялық суларды анаэробты тазалау және биогаз алу. Бактериалды полисахаридтерді өндіру. 5 Жаңа биотехнология кезеңі (1973 жылдан бастап) - биосинтез агенттерін алу мақсатында жасушалық және генетикалық инженерияны қолдану. Моноклоналды антиденелерді өндіретін будандарды, протопласттарды және меристемді дақылдарды будандастырып алу. Эмбриондарды трансплантациялау. Биотехнология жоғары технологиялардың қазіргі саласы есебінде, оның тірі организмдер мен биологиялық үрдістерді құрайды және әртүрлі өзіндік ғылыми бағыттар бойынша дамиды: ауылшаруашылық, өнеркәсіптік, экологиялық, молекулярлық, биотехнологиялық, имуннобиотехнологиялық және т.б. Медициналық биотехнология Биотехнологияның даму тарихының негізгі кезеңдерінің бірі – бұл антибиотиктердің ашылуы, олардың зертханалық жағдайда алу және өндірістік масштабта өндірілу кезең болады. Қазіргі уақытта денсаулық сатаудың алғашқы мақсаты болып, жаңа антибиотиктердің, әсіресе табиғи қасиеті бар антибиотиктерді, сонымен қатар, тағам өнеркәсібінде және ветеринарияда өндіріп қолдану. Мәнісінде, антибиотиктер фармпрепараттарды тұтынуда және биотехнологиялық өндірілу көлемінде ең үлкен класс болып табылады. Қазіргі медицинада гомональды препараттар (инсулин, соматотропин және т.б.), биологиялық активті заттар (интерлейкиндер, интерферондар, қан плазмилогенінің белсендіргіші, антигемофильді фактор және т.б.), генді инженериялық вакциналар (суббірліктің, пептидтік, «векторлық»), моноклоналдыантиденелер негізінде диагностикумдар, нуклеин қышқылдарын анықтау үшін тест-жүйелер және т.б. Фитопрепараттар (алкалоидтар, гликозидтер, стероидтар, эфирлік майлар және т.б.), микробтық ферменттерді (стертокиназа, урокиназа, супероксиддисмутаза, әртүрлі амилазалар және протеазалар), полидекстрандарды қолднуы және өндірілуі кеңеюде. Экологиялық биотехнология Қоршаған ортаның экологиялық күйі – бұл әрбір мемлекет, бүкіл адам, қоғам үшін тұрақты үдемелі мәселе. Топырақтың, судың және ауаның ксенобиотиктермен, химиялық заттармен, сондай-ақ улы қосылыстармен, ауыр металдармен, пестицидтермен, коммуналдық қалдықтармен ластану қарқындылығын, биологиялық технология көмегін пайдалана отырып тоқтатуға болады. Қоршаған ортада микроорганизмдердің барлық жерде болуы және олардың үлкен катаболизмдік потенциялының әсерінен, биосфераға түскен кез келген қосылыс түгелдей минералданады деп болжайтын (микробиологиялық үміттену) гипотеза, табиғаттағы заттар айналасындағы микроорганизмдердің негізгі шешуші ролінен шығады. Өкінішке орай, шындығында қоршаған ортаның антропогендік ластану динамиксы, микроорганиздердің пайдаланылуына қарағанда басымырақ болады. Егер су қоймаларының және топырақтың, ірі мегаполистердің газдалуы, сұық және қатты қалдықтардың көп мөлшерде қалыптасуы әр қилы болса, онда табиғаттың генефондтың жеткіліксіздігі, көптеген биологиялық тапшылықтар аз көрініс табады, бірақ сонда да маңыздылығы іргелі. Сондықтан, экологиялық биотехнологияның негізгі бағыттары деп санауға болады: өсімдік шаруашылығында, мал шаруашылығында және басқа салаларда жасанды заттардың орнына биопрепараттарды қолдану көлемі мен спектрінің кеңеюі; ластайтын элементтерді (пестицидтер, ауыр металдар, мұнай және мұнай өнімдерін) бұзу және активті бөліп лу жолымен қоршаған ортаны ремедиациялау; қатты коммуналды қалдықтарды, тұрып қалған сулардың тұнбасын пайдалану; топырақ гумусын, құрамын қалыпқа келтіру, нитрификациялау, су құбырларын өңдеу жолдарымен және адам денсаулығына, жануарларға және өсімдіктерге қауіпсіз биологиялық технологияларды өндірісте қолдану. Бағалы жануарлар, өсімдіктер және микроорганизмдердің генефондын, биогеоценоздың бұзылған экологиясын қалпына келтіруде, биотехнологиялық амалдарды қолдану жолымен сақтау. Өндірістік биотехнология Халық шауашылығының әртүрлі салаларын қамтиды, өндірістік технологияның басты буыны болып, өндірістік микробиология табылады, себебі ірі биотехнологиялық өндіріс негізінде микробиологиялық үрдістер жатыр. Бұл өндірістік масштабта микробтық аминқышқылдары, антибиотиктерді, ферменттерді алу, инсектицидтер мен тыңайтқыштар ретінде микробты биомассалардыөндіру, қоректік ақуыздарды, этанол, биогаз, дәрумендер, органикалық қышқылдарды, полисахаридтерді өндіру, рекомбинантты ДНК технологиясы негізінде биологиялық белсенді заттар, гормондарды, адам ақуыздарын алу. Өндірістік биотехнологияның өзі де тау металлургиясында орын алады. Бұл микроорганизмдер және ферменттердің көмегімен металдарды ерітілген күйде минералды концентраттар, кендерден бөліп алуға көмек беретін металлдар (микробиологиялық гидрометаллургия, металдарды бактериалды сілтілеу) биотехнологиясы. Мысалға, металдардың сульфидтерін ерітілген сульфатқа айналдыру жолы. Мұнай өндіру саласында балластты көмірсутек-парафинді (балауызды) ыдырататын , мұнайды сұйылтатын және жер бетінде оның алынуын жеңілдететін микроорганизмдерді қолдану. Микроорганизмдер – мұнай ыдыратушылар, мұнай өнімдерімен ластанған топырақты және су қоймаларын тазартуға қолданылады. Қатты қалдықтардан биогазды (метан) алуда дамудың нағыз болашағы болып табылады, әсіресе мұнай өнімдерінің жетіспеушілігінің үдеуін есептесек. Тағам және жеңіл өнеркәсіпте биотехнологияның өзіндік бағыттары бар: нан пісіру, ірімшік дайындау, сыра қайнату, шараптар мен шырындар дайындау, жүн өнімдерін тазалау, тері илеу және т.б. Биоэлектроника – бұл ақпараттық технология аймаағында, өлшеуіш- бақылайтын датчиктерді, сенсорлар ретінде биотехнологиялық жүйелерді қолдану. Инженерлік энзимологиямен қатар, (биотехнологияда ферменттерді алу мен қолдану), протоинженерлік, (гентикалық деңгейде табиғи ақуыздар қасиетінің өзгеру технологиясы, жаңа ақуыздарды алу), қарқынды дамуда. Иммундық биотехнология Инфекциялық емес, сонымен қатар инфекциялық аурулурды емдеу және диагностикалау, алдын алу үшін көп мөлшерде иммунопрепараттарды бөліп алу қажеттілігі иммндық битехнологияның дамуымен тығыз байланысты. Иммундық препараттар: дигностикумдар, вакциналар, иммундық сарысулар және моноклоналды антиденелердің кең спектрлерін жасау және өндіруге міндетті. Вакциналар иммунопрофилактика үшін, кейде емдеу үшін қолданылады, себебі олар белсенді, жасанды иммунитетті қалыптастырады. Диагностикумдар – иммуно-ферменттік талдамаларда аурулардың серологиялық диагностикасы үшін, комплмент байланыстыру реакциясында, басқа да иммунологиялық реакцияларда қажет. Иммунды сарысулар инфекциялық аурулардың диагностикасына керек. Сондай ақ, олар емдік мақсатта жасанды пассивті иммунитетті жасау үшін қолданылады. Биотехнология адам денсаулығын сақтау және нығайтуда, қоршаған орта ремедиациясын және табиғаттың экологиялық тепе-теңдігін ұстап тұруда өте маңызды. Биотехнология биологиялық организмдердің қатысуымен жүретін процестерді, адамның мақсатына сай өзгерту арқылы өндірісте пайдалану. Қазіргі биотехнологияның басты мақсаты — өсімдіктердің жаңа сорттарын, жануарлардың асыл тұкымын, микроорганизмдердің жаңа штамдарын шығару. Оны адам өміріне қажетті заттар өндіру үшін биологиялық нысандар мен процестерге негізделген жаңа ғылымның және өндірістің сапасы деп қарауға болады. Ата-әжелеріміз ежелден микроорганизмдерді қымыз шұбат, айран ашытуға,құрт ірімшік жасауға, нан пісіруге, тері илеуге, т.б. қажетті заттарды дайындауға пайдаланған. Биотехнология салалары Биотехнология ғылыми пән және өндірістік технология есебінде тірі жасушаның биоөндіргіштік белсенділігін зерттеуге, сапалы өндірушілік қабілеті бар және әртүрлі салаларда: ауыл шаруашылығында; фармацевтикада; тағам өнеркәсібінде; биоэнергетикада; қоршаған орта ремедиациясында; биоэлектроникада; тағы басқаларда қолданылады. жүктеу/скачать 24,63 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|
1 2