Реферат на тему Проблемы жизнеобеспечения биообъектов как источника биомасс

Содержание:

Введение 3
1. Понятие и функции биообъекта в биотехнологии 5
2. Жизнеобеспечение биообъектов как источника биомассы 8
Заключение 17
Список использованной литературы 19

Введение:

Биотехнологией называется наука, занимающаяся изучением возможности использования живых организмов либо продуктов их жизнедеятельности для решения технологических задач. При помощи биотехнологий обеспечиваются определенные потребности, такие как разработка медицинских препаратов, создание новых видов животных и растений или их модификация, что позволяет увеличить качество пищевых продуктов. В качестве науки биотехнология зародилась в начале 70-х годов ХХ века. Отправной точкой послужила генная инженерия, когда ученым удалось перенести генетический материал из одного организма к другому без половых процессов, с применением рекомбинантной ДНК или РНК. Этот метод используется для улучшения или изменения определенного организма.
Биообъект является центральным и обязательным элементом процессом биотехнологического производственного цикла, на базе которого формируется его специфика. В качестве биообъекта может выступать целостный сохранивший жизнеспособность одноклеточный или многоклеточный микроорганизм. Биообъектом могут быть как изолированные клетки многоклеточного организма, так и вирусы и выделенные из клеток мультиферментные комплексы, которые включаются в отдельный метаболический процесс. Кроме того, биообъектом можно считать индивидуальный изолированный фермент.
Применение биотехнологий в современной науке играет важнейшую роль и приносит огромную пользу. В результате открытия генной инженерии появились возможности выведения новых сортов растений и пород животных, которые станут очень полезными для сельского хозяйства. Изучение биотехнологий не связано исключительно только с биологическими науками. Например, биотехнологии используются в микроэлектронике, где разработаны ион-селективные транзисторы на основе полевого эффекта. Также биотехнологии применяются для увеличения нефтеотдачи нефтяных пластов. Особенно развитым направлением использования биотехнологий является их применение для очистки бытовых и сточных вод. Кроме перечисленных, в развитие биотехнологий внесли свой вклад и другие научные дисциплины. Таким образом, биотехнологии относят к комплексной науке.
Биотехнологии являются не только наукой, но и сферой практической деятельности человека, которая занимается производством разного вида продукции при помощи живых клеток или организмов. Генетика является теоретической основой биотехнологии. Практической основой биотехнологии является микробиологическая промышленность. Она, в свою очередь, получила активное развитие после открытия антибиотиков. Объектами биотехнологий являются бактерии, вирусы, грибы, а также изолированные клетки и органоиды. Основными сферами современных биотехнологий являются генетическая и клеточная инженерия в сочетании с биохимией.
В современной биотехнологии активно развивается отрасль микробного синтеза веществ, ценных для человека. еще одним важным направлением современных биотехнологий является получение экологически чистой энергии. Именно фактором получения альтернативных энергетических источников обусловлена актуальность вопроса жизнеобеспечения биообъектов как источника биомасс.
Целью данной работы является изучение проблемы жизнеобеспечения биообъектов как источника биомасс.

Заключение:

Современные энергетические системы, которые создаются на основе применения зеленой массы, являются потенциальными механизмами избавления жителей сельской местности от бедности. Источники биомассы можно найти в любой деревне, селе. Они позволяют создавать устойчивое развитие региона, не нанося ущерба экологическому состоянию местности. Доступность топлива, получаемого из биомассы, способствует развитию энергоемких производств, расположенных вдали от крупных промышленных центров.
Наиболее известные биоэнергетические технологии жизнеобеспечения биообъектов как источника биомасс: непосредственное сжигание, совместное сжигание, газификация, пиролиз, анаэробное брожение и ферментация.
Хотя биотехнологию сложно назвать «молодой» наукой, именно сегодня она находится в начале своего развития, в том числе в сфере исследования биомассы. Направления и возможности, которые открываются благодаря развитию этих знаний, могут быть бесконечными. Могут, если получат должное финансирование и поддержку. Основными инвестиционными участниками направления являются сами инженеры и биотехнологии, и это вполне объяснимо. Сегодня предлагается не сам продукт, а скорее идея, и возможные методы ее реализации. И для осуществления этой задумки нужны десятки и сотни экспериментов, опыты и дорогостоящее оборудование. Не каждый инвестор готов идти только за идеей, рискуя своими вложениями. Но ведь не все верили и в мобильную связь, а сегодня она повсюду.
На данный момент число крупных компаний, занимающихся биотехнологическими разработками в рассмотренной сфере, невелико. К таковым относятся:
• Illumina (генетические исследования, анализы, технология ДНК-микрочипов),
• Oxford Nanopore (разработка и продажа продукции для взаимодействия с ДНК),
• Roche (фармацевтическая компания),
• Editas Medicine (адаптацией лабораторных методик редактирования генов к широкомасштабному применению в больницах),
• Counsyl (предложила недорогой метод автоматизированного анализа ДНК для последующего использования данных в лечении).
Существует также ряд проблем, связанных с этической стороной исследования в области использования биомасс. После того, как информация о проведении опытов над эмбрионами человека и попытками клонирования стала достояние общественности, возникли бурные дискуссии на эту тему среди ученых и обычных людей. Поэтому подобные исследования подвергаются строгому регламентированию. следования этому регламенту является обязательным для всех ученых и исследователей. Стоит ли клонировать человека — это сложный вопрос. С одной стороны, это открывает новые возможности, а с другой — ни один ученый не может со стопроцентной уверенностью предсказать возможные последствия.

Фрагмент текста работы:

1. Понятие и функции биообъекта в биотехнологии
В последнее десятилетие термин «биотехнология» все чаще появляется в заголовках новостей, а открытия в этой области становятся причиной для жарких споров. Действительно, свое наибольшее развитие наука получила именно в последние годы, и этому в большей степени способствовал технический прогресс, но в повседневной жизни биотехнология используется на протяжении многих веков. И именно в последние годы широкое распространённые получил термин «биообъект», до этого используемый лишь в отдельных научных трудах и экспериментах.
Биообъект в общем случае представляет собой продуцент, который способен биосинтезировать необходимый продукт, либо фермент, катализирующий одну свойственную ему реакцию. В сфере биотехнологии используются или продуценты-микроорганизмы растений и высших животных, или индивидуальные изолированные ферменты. Фермент иммобилизуется (закрепляется) на нерастворимом носителе, что позволяет его использовать многократно .
Учитывая, что биобъекты — основополагающий элемент промышленной биотехнологии, видится целесообразным вначале коротко остановиться на их описании. В качестве биобъектов выступают одно- или многоклеточные живые организмы, функциональное предназначение которых — биосинтез необходимого продукта (продуценты) либо катализ ферментативной реакции (биокатализаторы) .
Основной функцией биообъекта является осуществление полного биосинтеза целевого продукта. Данный процесс включает в себя ряд последовательных ферментативных реакций или катализ отдельной ферментативной реакции, имеющей ключевое значение при получении целевого продукта.
Биообъект, который осуществляет полный биосинтез целевого продукта, принято называть продуцентом, а биообъект, который является индивидуальным ферментом или который выполняет функцию единственной ферментативной реакции, применяемый в биотехнологическом цикле, принято называть промышленным катализатором. Иными словами, к биообъектам можно отнести как макромолекулы, так и макро- и микроорганизмы.
Роль макромолекул в производственном процессе выполняют ферменты всех известных классов, но наиболее часто – гидролазы и трансферазы. Ялвяется доказанным фактом, что применение ферментов в промышленном биопроизводстве в иммобилизованном виде, т.е. связанных с нерастворимым носителем, максимально рационально, поскольку в подобных ситуациях обеспечивается многократность их использования и стандартность циклических производственных процедур. С определенной долей условности так называемая «Лестница живых существ» берет свое начало именно с вирусов, которые в качестве биообъектов (с ослабленным уровнем патогенности) применяются, в первую очередь, для изготовления различных вакцин.
В качестве биообъектов, микробные клетки эукариот и прокариот в современной биотехнологической промышленности занимают лидирующее положение. Они представляют собой продуценты, применяемые как лекарственные средства первичных аминокислот, метаболитов, коферментов, азотистых оснований, моно- и дисахаров, ферментов медицинского назначения, используемых в сфере заместительной терапии и пр.
Микроорганизмы формируют множество вторичных метаболитов, большинство из которых находят свое применение, к примеру, в антибиотиках и иных корректорах гомеостаза клеток млекопитающих организмов.
Высшие растения являются традиционным и к настоящему времени все еще наиболее обширным источником получения лекарственных средств. При использовании растений в качестве биообъектов основное внимание сосредоточено на вопросах культивирования растительной тканей на искусственных средах (каллусные и суспензионные культуры) и открывающихся при этом новых перспективах.
Традиционными поставщиками лекарственных и диагностических средств являются представители животного мира. Довольно часто в качестве биообъектов выступают млекопитающие, птицы, рептилии, амфибии, членистоногие, рыбы, моллюски. Разнообразие образуемых ими биологически активных соединений, нашедших применение в медицине, крайне велико.