Особенности становления и развития биотехнологии - Реферат

Биотехнология - это сравнительно молодая наука, возникшая на стыке разнообразных технических, химических и биологических дисциплин. Биотехнологии, применяемые в медицине, являются одними из самых наукоемких технологий, поскольку здесь их реализация напрямую связана с жизнью человека, его здоровьем. Термин «биотехнология» был впервые применен в 1917 г. венгерским инженером Карлом Эреки для описания процесса крупномасштабного выращивания свиней с использованием в качестве корма сахарной свеклы. Такой двойственности пришел конец в 1961 г., когда шведский микробиолог Карл Герен Хеден порекомендовал изменить название научного журнала «Журнал микробиологической и химической инженерии и технологии», специализирующегося на публикации работ по прикладной микробиологии и промышленной ферментации, на «Биотехнология и биоинженерия». С этого момента биотехнология оказалась четко и необратимо связана с исследованиями в области «промышленного производства товаров и услуг при участии живых организмов, биологических систем и процессов» и встала на прочный фундамент микробиологии, биохимии и химической инженерии [2].Наукой биотехнология стала благодаря исследованиям и работам французского ученого, основоположника современной микробиологии и иммунологии Луи Пастера (1822-1895). 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. В 70-е годы появились и активно развивались такие важнейшие области биотехнологии, как генетическая (или генная) и клеточная инженерия, положившие начало «новой» биотехнологии, в отличие от «старой» биотехнологии, основанной на традиционных микробиологических процессах. Так, обычное производство спирта в процессе брожения - это "старая" биотехнология, но использование в этом процессе дрожжей, улучшенных методами генной инженерии с целью увеличения выхода спирта, - "новая" биотехнология [6]. Биотехнология возникла в древности (примерно 6000-5000 лет до н.э.), когда люди научились, используя процесс брожения, выпекать хлеб, варить пиво, готовить сыр и вино.Спустя 12 лет после открытия зеленой кистевидной плесени Penicillium notatum, продуцирующей антибиотик, Александр Флеминг - автор открытия писал: «Не стоит трудиться ради того, чтобы получить пенициллин». Чейн (Оксфордский университет) получили очищенный от примесей желтый порошок пенициллина и успешно испытали его на мышах, предварительно зараженных патогенными бактериями. Получение пенициллина (в 1945 г. его производство достигло уже 0,5 т) стало важным этапом в становлении современной биопромышленности, а главные лица (А. Вместе с тем, хотя биотехнологические процессы в основном связаны с микроорганизмами, уже в эти годы не менее существенную роль сыграло использование клеток животных и растений. С начала 50-х годов XX в. вирус полиомиелита для производства вакцины выращивается в культурах клеток млекопитающих.Производство аминокислот посредством микробных мутантов имеет наибольшее значение среди возможных способов их получения. Это позволяло выпускать полноценные сбалансированные корма для выращивания птицы и скота. В нем, как правило, используется непищевое сырье, достигается высокая концентрация продукта, возможна организация непрерывного производства при высокой автоматизации. Однако наряду с преимуществами синтез имеет ряд недостатков. Термин «иммобилизованные ферменты» был узаконен в 1971 г. на первой конференции по инженерной энзимологии, состоявшейся в Хенникере (США).Не менее важное направление, сформировавшееся в эти годы, - получение гибридов, моноклональных антител, гибридов из протопластов и меристемных культур, трансплантация эмбрионов. Метод слияния клеток открывал возможность слить воедино даже совершенно различные микроорганизмы, включая клетки растений, животных и человека. Фузия (соматическая гибридизация) клеток, а именно так был назван метод их «слияния», создала перспективу для получения самой разной комбинации генов «родительских» пар. Интенсивно развивается новое направление в биотехнологии - иммобилизация ферментов и клеток на специальных носителях, что обеспечивает многократное их использование. Крупным международным событием стал конгресс «Биотехнология: состояние и перспективы развития», успешно прошедший в Москве в 2002 г. и приобретший статус постоянно действующего.Пища должна быть разнообразной и содержать белки, жиры, углеводы и витамины. Источники энергии - жиры и углеводы в определенных пределах взаимозаменяемы, причем их можно заменить и белками, но белки нельзя заменить ничем. Там, где сегодня люди голодают, не хватает, прежде всего, белка. Белок из сои широко уже используется в США, Англии и других странах как ценный пищевой материал. Естественно, на получение 1 кг белка микробиологическим синтезом при соответствующей промышленной технологии потребуется средств меньше, чем на получение 1 кг белка животного.В пищевой про

Содержание

Введение

1. История возникновения биотехнологии

1.1 «Допастеровская эра» - биотехнология процессов брожения

1.2 «Послепастеровская эра» - раскрытие многообразия форм

1.3 Эра антибиотиков

1.4 Эра управляемого биосинтеза

1.5 Эра новой биотехнологии

2. Роль биотехнологии в процессе науки о пище и индустрии продуктов питания

2.1 Роль биотехнологии в получении пищевых продуктов

2.2 Производство молочных продуктов

2.3 Производство хлебопродуктов

2.4 Бродильное производство

2.5 Получение белковых продуктов, пищевых добавок и ингредиентов

3. Генная и клеточная инженерия

3.1 Генная инженерия

3.2 Клеточная инженерия

4. Трансгенные культуры и модифицированные продукты питания

Заключение

Список литературы

Биотехнология - это сравнительно молодая наука, возникшая на стыке разнообразных технических, химических и биологических дисциплин. Достижениями биотехнологии человек с успехом пользуется во многих сферах своей деятельности.

Биотехнологические методы широко внедряются в различные отрасли промышленности (фармацевтическая, нефтеперерабатывающая, пищевая и др.), энергетики (топливные элементы), в сферу защиты окружающей среды (переработка отходов, очистка сточных вод), и, наконец, в медицину. Биотехнологии, применяемые в медицине, являются одними из самых наукоемких технологий, поскольку здесь их реализация напрямую связана с жизнью человека, его здоровьем. Особенно это касается деятельности, связанной с поиском новых эффективных методов и средств лечения социально значимых заболеваний [1].

Термин «биотехнология» был впервые применен в 1917 г. венгерским инженером Карлом Эреки для описания процесса крупномасштабного выращивания свиней с использованием в качестве корма сахарной свеклы. По определению Эреки, биотехнология - это «все виды работ, при которых из сырьевых материалов с помощью живых организмов производятся те или иные продукты».

Однако это определение, абсолютно точно отражающее сущность биотехнологии, не получило широкого распространения. Долгое время термин «биотехнология» относился к двум очень разным дисциплинам. С одной стороны, его употребляли, говоря о промышленной ферментации, с другой - применительно к той области, которая сейчас называется эргономикой. Такой двойственности пришел конец в 1961 г., когда шведский микробиолог Карл Герен Хеден порекомендовал изменить название научного журнала «Журнал микробиологической и химической инженерии и технологии», специализирующегося на публикации работ по прикладной микробиологии и промышленной ферментации, на «Биотехнология и биоинженерия». С этого момента биотехнология оказалась четко и необратимо связана с исследованиями в области «промышленного производства товаров и услуг при участии живых организмов, биологических систем и процессов» и встала на прочный фундамент микробиологии, биохимии и химической инженерии [2].

Удивительными открытиями в науке и грандиозным научно-техническим прогрессом ознаменовался XX век, однако научно-технический прогресс в настоящем виде имеет негативные стороны: исчерпание ископаемых ресурсов, загрязнение окружающей среды, исчезновение многих видов растений и животных, глобальное изменение климата, появление озоновых дыр над полюсами Земли и т.д. Ясно, что такой путь ведет в тупик. Нужно принципиальное изменение вектора развития. Биотехнология может внести решающий вклад в решение глобальных проблем человечества. В широком смысле «биотехнология» - использование живых организмов и биологических процессов, а также способов их изменения для более полного удовлетворения человеческих потребностей.

Биотехнологии основаны на последних достижениях многих отраслей современной науки: биохимии и биофизики, вирусологии, физико-химии ферментов, микробиологии, молекулярной биологии, генетической инженерии, селекционной генетики, химии антибиотиков, иммунологии и др. [3].

Сам термин «биотехнология» новый: он получил распространение в 1970-е гг., но человек имел дело с биотехнологиями и в далеком прошлом.

Некоторые биотехнологические процессы, основанные на применении микроорганизмов, человек использует еще с древнейших времен: в хлебопечении, в приготовлении вина и пива, уксуса, сыра, различных способах переработки кож, растительных волокон и т.д. Современные биотехнологии основаны главным образом на культивировании микроорганизмов (бактерий и микроскопических грибов), животных и растительных клеток, методах генной инженерии [4]. Понятие биотехнологий, несмотря на его научную принадлежность, сегодня широко используется в лексиконе современных людей. Оно звучит с экранов телевизоров, об этом пишут в газетах, Интернет полон статей по проблематике биотехнологий, с этим понятием знакомы даже школьники. Это обусловлено активным развитием и замечательными перспективами использования биотехнологий, их ролью в жизни широких масс населения.

Помимо очевидной научной ценности, биотехнологии стали занимать значительную нишу в экономике развитых стран, в том числе и в России. Развитие биотехнологий наше государство обоснованно считает важнейшей задачей как с точки зрения развития наукоемких и конкурентных отраслей экономики, так и с точки зрения безопасности. Развитие биотехнологий поддерживается в рамках реализуемой в настоящее время Федеральной целевой программы «Научно-технологическая база России» на 2007-2012 годы [5].

Актуальностью данной темы является то, что развитие биотехнологий позволяет по-новому посмотреть на природу и роль человека в ней. Именно поэтому значимым аспектом освоения данной научной области становится нравственный аспект, заключающийся в определении границ вмешательства человека в природу. На наш взгляд, формирование таких границ одна из значимых задач современной педагогики, воспитывающей нового человека - человека будущего. Цель данной работы: рассмотреть особенности становления и развития современной биотехнологии. В данном реферате мы рассмотрим историю возникновения, основные направления развития современных биотехнологий и рынок биотехнологий в современном мире.

Задачи: 1. рассмотреть понятие науки биотехнологии;

2. охарактеризовать этапы развития биотехнологии;

3. охарактеризовать особенности развития современной биотехнологии.