Лекция № тоб теоретические основы биотехнологии как научной дисциплины




Скачать 43.09 Kb.
НазваниеЛекция № тоб теоретические основы биотехнологии как научной дисциплины
Дата18.11.2012
Размер43.09 Kb.
ТипЛекция



Лекция № 1. ТОБ



Теоретические основы биотехнологии как научной дисциплины


Литература:

  1. Манаков М.Н., Победимский Д.Г. Теоретические основы технологии микробных производств. – М.: Агропромиздат, 1990.

  2. Кантере В.М. Теоретические основы технологии микробиологических производств. – М.

  3. Безбородов А.М. Биохимические основы микробиологического синтеза. – М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984.

  4. Воробьева Л.И. Промышленная микробиология. – М.: МГУ, 1990.



План лекции


  1. Предмет и объекты, цели и задачи дисциплины.

  2. Основные термины и определения курса.

  3. Кривая роста микроорганизмов в периодических условиях применительно к биотехнологии.

  4. Классификация биосинтетических процессов.


В.1. Предмет и объекты, цели и задачи дисциплины.

Биотехнология – совокупность промышленных методов, основанных на использовании мко, клеток и тканей растений или животных, а также изолированных из клеток биологических структур, и направленных на получение полезных для человека продуктов.

Характерными чертами современного этапа развития биотехнологии являются:

  • реализация в лабораторных и промышленных масштабах методов генетической и клеточной инженерии с целью придания биообъектам (в первую

очередь, мко) заданных свойств;

  • преимущественное использование в биотехнологических процессах в качестве действующего биообъекта культур мко или ферментов микробного происхождения.



Исходя из этого, биотехнология как научная дисциплина и отрасль промышленной деятельности основывается на функциональных достижениях биохимии, молекулярной биологии, микробиологии и химической технологии.

Предметом дисциплины «Теоретические основы биотехнологии», является изучение биохимических закономерностей метаболизма микроорганизмов; кинетики биохимических и микробиологических процессов; принципов реализации процессов культивирования мко в различных условиях.

Объектами дисциплины являются мко, способы и количественные показатели их культивирования: метаболиты, образующиеся в результате жизнедеятельности мко, методы их получения.

Цели и задачи дисциплины:

  • изучение кинетики роста микроорганизмов, принципов моделирования ростовых процессов;

  • анализ факторов, влияющих на скорость роста мко, способов культивирования с целью оптимизации биотехнологических процессов;

  • изучение основных метаболических процессов, протекающих в микробной клетке, принципов их регуляции;

  • рассмотрение биохимических особенностей метаболизма клеток мко при росте на различных субстратах и биосинтеза целевых продуктов (метаболитов);

  • исследование химического состава микробной клетки и механизмов транспорта питательных веществ с целью интенсификации процессов роста и накопления биомассы.


В.2. Основные термины и определения курса.

Процессы культивирования мко в биотехнологических производствах направлены на получение целевых продуктов, в качестве которых могут

выступать как клетки микроорганизмов, так и продукты их жизнедеятельности. В то же время термин «культивирование» неразрывно связан с ростом и размножением клеток мко.

Рост – необратимое увеличение живой клеточной массы, приводящее к увеличению числа клеток мко в результате размножения. Важнейшей количественной характеристикой этого процесса является удельная скорость роста (µ), выражающая увеличение биомассы клеток в единицу времени.

Таким образом, ростовые процессы приводят к накоплению биомассы, которая в ряде случаев является целевым продуктом.

Концентрация биомассы (Х) – масса абсолютно сухого вещества клеток мко (АСБ), приведенная к единице объема питательной среды (культуральной жидкости).

Эффективность биотехнологического процесса (Y) в данном случае оценивается выходом продукта по субстрату («экономический коэффициент»): Y = ΔХ/ΔS.

В ряде случаев целевыми продуктами выступают продукты жизнедеятельности мко, которые разделяют на первичные и вторичные метаболиты.

Первичные метаболиты – низкомолекулярные соединения, являющиеся промежуточными продуктами конструктивного метаболизма клетки, т.е. служащие для биосинтеза различных ее структур (аминокислоты, нуклеотиды, органические кислоты, витамины, промежуточные продукты гликолиза и ЦТК).

Вторичные метаболиты – вещества, образующиеся на поздних фазах развития мко и не участвующие в конструктивном метаболизме клетки. К ним относятся антибиотики, микотоксины, пигменты. В ряде случаев вторичные метаболиты вообще не образуются.



  1. В.3. Кривая роста микроорганизмов в периодических условиях применительно к биотехнологии.

В биотехнологии большое значение имеет анализ основных закономерностей роста и развития культивируемого мко. В его основу положена кривая роста микроорганизмов в простых периодических условиях.





Рис. 1. S – образная кривая роста микроорганизмов [1, c.175]/

1 и 2 (лаг-фаза и фаза ускорения роста) – побор условий культивирования и состава питательной среды; 3 (лог-фаза) – синтез первичных метаболитов, образование биомассы; 4 и 5 (фаза торможения и стационарная) – синтез вторичных метаболитов, «урожай биомассы»; 6 (фаза отмирания) – процессы стерилизации внутриклеточные метаболиты.


В.4. Классификация биосинтетических процессов.


Исходя из рассмотренных выше закономерностей, реализуемых при культивировании мко, биосинтетические процессы можно разделить на две группы:

  1. Образование продуктов связано с ростом (продукты энергетического метаболизма – спирты, кислоты, первичные метаболиты, продукты переноса генетической информации). Синтез продуктов протекает синхронно с ростом культуры и может продолжаться по его завершении.

Образование продуктов не связано с ростом (вторичные метаболиты). Стадия их синтеза, как правило, происходит после завершения процесса роста.

Так, биосинтез многих аминокислот происходит как во время роста культуры, так и по его завершении. Синтез ферментов, антибиотиков, как правило в стационарной фазе.

Похожие:

Лекция № тоб теоретические основы биотехнологии как научной дисциплины iconПрограмма учебной дисциплины «основы биотехнологии»
Учебная дисциплина "Основы биотехнологии" является одной из основных профилирующих дисциплин в системе подготовки бакалавров
Лекция № тоб теоретические основы биотехнологии как научной дисциплины iconРабочая программа дисциплины «Основы микробиологии и биотехнологии»
Основы микробиологии и биотехнологии являются фундаментом для научного обоснования технологических процессов производства важнейших...
Лекция № тоб теоретические основы биотехнологии как научной дисциплины iconI. Введение Цель дисциплины
Изложить основы теории множеств и бинарных отношений, изложить основы теории вероятности и математической статистики. Изложить основы...
Лекция № тоб теоретические основы биотехнологии как научной дисциплины iconПрограмма вступительного междисциплинарного экзамена в магистратуру
В основу настоящей программы положен целый ряд дисциплин по основным циклам подготовки бакалавра: процессы и аппараты химической...
Лекция № тоб теоретические основы биотехнологии как научной дисциплины iconМетодические указания по выполнению контрольной работы по дисциплине «Основы биотехнологии переработки сельскохозяйственной продукции»
«Основы биотехнологии переработки сельскохозяйственной продукции» для студентов заочной формы обучения
Лекция № тоб теоретические основы биотехнологии как научной дисциплины iconЛекция Основы процесса тестирования по 3
Лекция Как протестировать неизвестную программу или наращиваемый подход к первичному функциональному тестированию по. 17
Лекция № тоб теоретические основы биотехнологии как научной дисциплины iconТеоретические и методологические основы ветеринарной герпетологии
Работа выполнена на кафедре незаразных болезней гоу впо московский государственный университет прикладной биотехнологии и в отделе...
Лекция № тоб теоретические основы биотехнологии как научной дисциплины iconЛекция №5 тоб механизмы транспорта компонентов среды в клетки микроорганизмов
В связи с этим содержащиеся в средах высокомолекулярные компоненты (белки и пептиды, полисахариды, липиды, нуклеотиды) должны подвергнуться...
Лекция № тоб теоретические основы биотехнологии как научной дисциплины iconТеоретические основы инженерной геологии
Теоретические основы инженерной геологии. Механико-математические основы/Под ред акад. Е. М. Сергеева.— М.: Недра, 1986. 254 с.,...
Лекция № тоб теоретические основы биотехнологии как научной дисциплины iconПрограмма учебной дисциплины «Теоретические основы информационных технологий и информационных систем»
«Теоретические основы информационных технологий и информационных систем» для студентов 2 курса
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib.znate.ru 2014
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница