Биологические объекты это что

Общие сведения о биологических объектах

Введение

Объектами молекулярной биотехнологии являются самые разнообразные биологические системы: микроорганизмы, клеточные линии насекомых, растений и млекопитающих, вирусы насекомых, растений и млекопитающих, многоклеточные организмы (растения, мыши, домашние животные и т. д.) – выбор системы зависит от целей эксперимента. Характер биологической системы исключительно важен для биотехнологического процесса. Во многих случаях именно генетически модифицированная самовоспроизводящая биологическая единица – микроорганизм, вирус, растение или животное – является конечным коммерческим продуктом. Среди множества биологических объектов, использующихся в молекулярной биотехнологии, основными являются бактерии Escherichia coli, одноклеточные дрожжи Saccharomyces cerevisiae и различные клеточные линии животного происхождения. Все они играют важную роль в получении белков, кодируемых клонированными генами.

Цель занятия – изучить основные биологические объекты и их использование в биотехнологии

При изучении данного материала студенту необходимо:

1. Определение понятия «биологические объекты»

2. Классификацию биологических объектов

3. Характеристику основных видов биологических объектов

4. Требования, предъявляющиеся к биологическим объектам, использующимся в биотехнологии

5. Основные методы, применяющиеся в биотехнологии и краткую их характеристику

Информационный материал

Общие сведения о биологических объектах

Рис. 1. Объекты биотехнологии

В отличие от микробов клеточной организации РНК и ДНК в вирусных частицах вместе никогда не обнаруживаются.

В первой половине XIX в. было сделано одно из самых основных обобщений биологии – клеточная теория (М. Шлейден, Т. Шванн, Р. Вирхов), которая стала общепризнанной. Она же оказалась фундаментом науки – цитология (от греч. kitos – полость). Из всех объектов биотехнологии лишь вирусы, вироиды и биомолекулы не имеют клеточной организации. Однако вирусы, находясь в клетках, ведут себя как живые существа – они реплицируются («размножаются») и их генетический материал функционирует, в основном, по общим законам, присущим клеткам любого происхождения. По мере совершенствования методов и техники цитологических исследований ученые глубже проникают в сущность организованных частиц и клеток, а в результате такого проникновения удается обосновать принадлежность всех живых существ к трем надцарствам: Acaryotae – безъядерные, Procaryotae – предъядерные и Eucaryotae – ядерные (от греч. а – нет, pro – до, ей – хорошо, полностью, karyon – ядро). К первому относятся организованные частицы – вирусы и вироиды, ко второму – бактерии, к третьему – все другие организмы (грибы, водоросли, растения, животные).

Несмотря на то, что представители всех надцарств содержат генетический материал, различные акариоты лишены какого-либо одного типа нуклеиновой кислоты РНК или ДНК. Они не способны функционировать (в том числе – реплицироваться) вне живой клетки, и, следовательно, правомочно именовать их безъядерными.

Бактерии имеют клеточную организацию и у них имеются нуклеиновые кислоты обоих типов – РНК и ДНК, из которых ДНК представлена в виде одиночной (кольцевидной) хромосомы. Большинство из них размножается на питательных средах (вне организма), а если среди бактерий и есть безусловные (облигатные) паразиты, приближающиеся по данному признаку к вирусам (хламидии, спироплазмы, риккетсии), то паразитизм их отличается по своему механизму – его можно назвать клеточным.Паразитизм вирусов развивается на генетическом уровне.Таким образом, бактерии – это организмы, состоящие из функционально связанных структур, в том числе, генетических. Несмотря на то, что генетические структуры бактериальной клетки функционируют полноценно, они не сгруппированы в форме отграниченного ядра, и поэтому бактерии отнесены к предъядерным (прокариотическим) организмам.

Клетки грибов, водорослей, растений и животных имеют настоящее, отграниченное от цитоплазмы, ядро и поэтому их относят к эукариотам.

В основе классификации прокариот и эукариот лежат многочисленные структурные различия, основные из них следующие: 1) наличие или отсутствие ядра, содержащего хромосомную ДНК; 2) строение и химический состав клеточной стенки и 3) наличие или отсутствие субклеточных цитоплазматиче-ских органелл. В прокариотической клетке, например бактериальной, хромосомная ДНК находится непосредственно в цитоплазме, клетка окружена ригидной клеточной стенкой, в состав которой часто входит пептидогликан, но не хитин или целлюлоза; в клетке нет субклеточных цитоплазматических органелл. В эукариотической клетке имеется ядро, отделенное от цитоплазмы ядерной мембраной, хромосомная ДНК находится в ядре; клеточная стенка, если она есть, может содержать хитин или целлюлозу, но не пептидогликан; в цитоплазме содержатся различные субклеточные органеллы (митохондрии, аппарат Гольджи, хлоропласт в клетках растений) (рис. 2).

Рис. 2. Схема прокариотической бактериальной клетки (А) и эукариотической животной клетки (Б)

Источник

Биологический объект

Умозаключению необходимости, где средним членом является всеобщее (целое), соответствует третий тип объективности – биологический объект. В дизъюнктивной форме умозаключения всеобщее выступает как исчерпывающий перечень своих особенных моментов: Е – О – В.

Эта последняя фигура умозаключения химического объекта, где особенные химические соединения разбегаются от всеобщности химического процесса, переходит в биологическом объекте в процесс жизнедеятельности всего организма: Е – В – О. В живом организме все его клетки и органы находятся под началом всеобщности протекающего в нем процесса. Жизнь в этом смысле есть увековеченный химический процесс.

Биологический объект – это биосфера нашей планеты. Она состоит из множества единичных живых организмов. Как объект она объединяет в себя принципы организации обоих предшествующих типов объективности.

Подобно механическому объекту, система биосферы представляет собой опосредованное единство трех центров: единичного, особенного, всеобщего. Рассмотрим их по порядку.

Во-первых, схема Е – О – В. Схема показывает, что единичные живые организмы соотносятся с всеобщностью биосферы через свои относительные центры – локальные экосистемы (островные, зональные, континентальные, морские, озерные), на которые распадается единый в себе организм биосферы.

Во-вторых, схема В – Е – О. каждый живой организм представляет собой самостоятельный единичный центр, который своей жизнедеятельностью опосредует наличие как биосферы в целом, так и той локальной экосистемы, к которой он непосредственно принадлежит.

В-третьих, схема О – В – Е, которая показывает, что биосфера в целом представляет собой единую в себе всеобщую систему, которой подчинены как все составляющие ее относительные центры (локальные экосистемы), так и все множество составляющих ее плоть единичных организмов.

В единстве трех указанных центров существует биосфера как единый в себе организм. Подобно химическому объекту, биосфера представляет собой процесс преобразования вещества планеты. Она непрерывно продуцирует из неорганических компонентов планеты органическое вещество и столь же непрерывно разлагает его и переводит вновь в неорганическое состояние. Согласно осуществляемому ею процессу, она подразделяется в себе на ряд царств живых организмов, которые представляют собой четыре последовательные фазы-ступени этого процесса:

-бактерии и вирусы (все прокариоты),

Биологический объект как таковой представляет собой единичную жизнь. Жизнь, замкнутая под одной поверхностью (в едином теле) – это индивидуальный живой организм.

Сообразно своей принадлежности к тому или иному царству живого вещества каждый живой организм выполняет в биосфере свою определенную функцию, которая по отношению к самому организму является целью его существования.

О цели применительно к биологическому объекту

Цель следует отличать от причины. Причина принадлежит еще сфере определений необходимости, где она порождает действие и переходит в него. Цель же не только вызывает деятельность живого организма, но и сама содержится в ней (в деятельности) и посредством ее восстанавливает себя.

Живой организм не только содержит свою цель в самом себе, но и сам же является средством ее достижения. Растения раскидываются навстречу солнцу и воздуху свои ветви и листья, а навстречу влаге и минеральным удобрениям – свои корни. Животные с помощью своих внешних конечностей завладевают всем необходимым, а посредством внутренних органов перерабатывают.

Результатом деятельности живого организма становится сам живой организм, взятый в целом как осуществляющий бесконечный биохимический процесс преобразования вещества. За счет средств окружающей природы живое существо производит само себя (свое тело) в качестве осуществленной цели, благодаря чему оно восстанавливает целость и самодостаточность своего организма.

Развитие понятия цели проходит три умозаключения необходимости:

-Е – О – В: субъективная цель;

-В – Е – О: реализуемая цель;

-О – В – Е: осуществленная цель.

Во все трех фигурах мы имеем одну и ту же цель, которая распадается на тройственность своих особенных проявлений. Рассмотрим их по порядку.

Во-первых, субъективная цель. Некто говорит: я (В) хочу съесть (О) яблоко (Е). здесь его особенная потребность соотносит всеобщность организма с тем единичным средством, которое ем необходимо. Может показаться, что яблоко, как предмет его желания, принадлежит не ему, а природе. Но в природе нет ничего чуждого нам. Все, что мы хотим от нее, принадлежит нам. Это на рынке мы имеем чужие яблоки. Луговая трава принадлежит коровам, пыльца цветка – пчелам.

Во-вторых, реализуемая цель. Некто (В) завладевает яблоком (Е), как средством утолить голод (О). В ходе деятельности в живых организмах развились соответствующие внешние и внутренние органы. Именно они порождают в организме ощущение недостатка (субъективную цель). С их же помощью организм осуществляет целереализующую деятельность по овладению внешними средствами и перевариванию их. О деятельности живого организма можно сказать, что в нем конец действия становится его началом. То, что выступало в качестве средства (органы), само является целью деятельности организма и ее результатом.

В-третьих, осуществленная цель: Е – В – О. Съев яблоко (Е), некто реализует (В) свою потребность (О). В итоге некто ощущает в себе сытость и готов действовать.

Круг замкнулся. При этом важно, что во всех трех фигурах умозаключений содержание цели остается одним и тем же. В достигнутом результате снимается односторонность субъекта и односторонность объекта. В ходе потребления средств природы, субъект всякий раз объективирует сам себя.

И если химический процесс закольцовывает себя в процесс жизни, то сам процесс жизни биологического организма закольцовывает себя в идею.

Идея

Итак, реализация цели образует переход к идее, полагал Гегель.

Идея представляет собой неразделимое единство субъективной формы понятия и его объективной формы. Достигается такое единство в высокоразвитых живых организмах. Такой организм, с одной стороны, является реальным объектом, а с другой, он действует только на основе своего субъективного представления о самом себе и об окружающем мире.

Субъективным содержанием идеи являются идеальные определения природы (представления предметов, их имена), которые имеют место быть в головах живых существ, а ее объективным содержанием – сама реальная деятельность данных существ, осуществляемая при участии таких идеальных определений.

Каждый индивид представляет собой материальный объект, все действия которого осуществляются под руководством его идеального я.

Мыслящее я – это субъективная форма проявления моего понятия о самом себе. Мое реальное тело, осуществляющее все свои действия под руководством моего идеального я – это объективная форма проявления моего понятия. Единство моего идеального я и моего реального тела – это и есть идея, на основе которой я живу и действую.

Как сам себя осознающий субъект-объект, я нахожу в себе, во-первых, идею жизни, идею того, что я живу естественным образом, как и другие.

Во-вторых, в ходе жизни люди познают и преобразуют мир, это дает вторую форму идеи – идею познания.

В-третьих, в своем единстве идея жизни и идея познания дают нам третью форму идеи – абсолютную идею, согласно которой мы живем, чтобы познавать мир, и познаем мир, чтобы жить.

Идея жизни представляет собой процесс функционирования организма, в ходе которого наше реальное тело подчиняет себя своему субъективному понятию. Если бы я только мыслил, не имея при этом никакого отношения к своему телу, то мое я было бы пусто и ни о какой идеи жизни речи бы не было. Бестелесных сущностей не бывает. Если бы, наоборот, я существовал только как реальное тело, но при этом не осознавал бы самого себя (не мыслил), то и в этом случае ни о какой идее жизни опять-таки речи бы не было, ибо мое бытие уподобилось бы бытию звезд, камней и простейших организмов.

Идея жизни представляет собой бесконечное умозаключение, которое распадается в живом организме на три последовательных процесса.

Во-первых, это процесс, совершающийся внутри организма живого существа по схеме: Е – О – В. В ходе этого процесса все составляющие его плоть клетки и органы постоянно взаимно производят и контролируют деятельность друг друга.

Такое всеобщее идеальное начало каждого живого организма выступает в форме его души. Душа в этом смысле представляет собой простую согласованность действия всех клеток, органов во имя производства его всеобщей жизни.

Во-вторых, процесс ассимиляции живым организмом окружающей природы по схеме: В – Е – О. Индивид, ощущая противоречие в самом себе (потребность), отыскивает в окружающей природе необходимые для его снятия (удовлетворения) средства. Потребляя эти средства, он устанавливает предметное отношение к самому себе, в результате чего он и самого себя учится воспринимать в качестве реального предмета. Узнавание себя в особи противоположного пола возводит идею жизни на ступень осознания индивидом своего рода.

В-третьих, родовой процесс по схеме: Е – В – О. Единичная особь (Е) принадлежит роду (В), что опосредовано ее половой особенностью (О). В ходе удовлетворения половой потребности индивиды входят в положительное отношение с особями противоположного пола. Благодаря этим отношениям в людях рождается чувство родового единства.

Уже в животном мире мы находим не только биологическую функцию рода, но и духовную, проявляющуюся в форме накопления, хранения и передачи знаний.

Познание в его развитой форме, т.е. как осуществляемое на основе мышления, имеет место только в обществе. Человек в процессе своей жизни отдает себя обществу (роду) не только как биологическая особь, но и как обладатель духовного содержания, как обладатель знаний о мире. В знаниях о природе и о самом себе человек имеет вторую духовную основу своего родового единства и цель своего существования.

Идея познания является прямым продолжением идеи жизни. Деятельность познания также осуществляется в единстве моего идеального я и моего реального тела. В процессе познания человек производит знания, которые становятся достоянием его сознания. Такова теоретическая форма идеи познания. Вместе с тем, в своем практическом отношении к миру человек стремится снять субъективный характер своих теоретических знаний и сделать их объективными, внедрить их в мир. Это представляет собой практическую форму идеи познания.

Основные ступени процесса познания таковы:

Первая ступень – чувственное познание посредством органов чувств (зрения, слуха, вкуса, осязания, обоняния).

-ощущение: отражение свойств объектов, воздействующих на органы чувств. Например, красный, звонкий, кислый, твердый, запах розы или дыма;

-восприятие: целостное отражение воздействующих предметов на органы чувств (образ конкретного человека или животного, куста розы, яблока);

-представление: воспроизведение в сознании ранее воспринятых предметов или явления (человек может вспомнить вкус лимона, запах розы, образы людей).

Вторая ступень – логическое (или рациональное) познание посредством абстрактного мышления, языкового общения. Обобщенное и опосредованное отражение действительности.

-понятие: мысль, отражающая общие и существенные признаки предметов (человек, растение, фрукт, земля, огонь, воздух, вода);

-суждение: мысль, отражающая явление в его связях с другими явлениями (солнце встает на востоке, мать кормит ребенка);

-умозаключение: процесс мышления, в результате которого из нескольких суждений выводится новое (все металлы проводят электрический ток. Медь – металл. Следовательно, медь проводит электрический ток).

Чувственное и абстрактное мышление органически связаны между собой.

В постижении действительности важное место занимает также интуиция. Интуиция – это непосредственное проникновение в суть вещи или явления без обоснования с помощью доказательства. Интуиция – это непосредственное постижение истины, не опирающееся на доказательство. Сущность интуиции состоит в том, что человек может приходить к выводам, опуская промежуточные звенья аргументации, не осознавая всю ту совокупность связей, на основании которой делается вывод.

Интуитивной деятельности человека свойственны: неожиданность решения задачи, неосознанность путей и средств ее решения, непосредственность постижения истины на сущностном уровне объектов.

К общим условиям формирования и проявления интуиции относятся:

-глубокое знание проблемы;

-поисковая ситуация, состояние проблемности;

-действие у субъекта поисковой доминанты, на основе непрерывных попыток решить проблему, напряженные усилия по решению проблемы или задачи;

-наличие того, что называют подсказка. Интуиции бывает достаточно для усмотрения истины, но ее недостаточно, чтобы убедить в этой истине других и самого себя. Для этого необходимо доказательство.

Источник

Виды биологических объектов применяемых в биотехнологии, их классификация и характеристика. Биологические объекты животного происхождения. Биологические объекты растительного происхождения.

Виды биологических объектов применяемых в биотехнологии, их классификация и характеристика. Биологические объекты животного происхождения. Биологические объекты растительного происхождения.

К объектам биотехнологии относятся: организованные внеклеточные частицы (вирусы), клетки бактерий, грибов, простейшие организмы, ткани грибов, растений, животных и человека, ферменты и ферментные компоненты, биогенные молекулы нуклеиновой кислоты, лектины, цитокинины, первичные и вторичные метаболиты.

В настоящее время большинство биообъектов биотехнологии представляется представителями 3-х надцарств:

1) Acoryotac – акориоты или безъядерные;

2) Procaryotac – прокариоты или предъядерные;

3) Eucaryotac – эукариоты или ядерные.

Вирусы занимают промежуточное положение между живой и неживой природой. Они являются облигатными паразитами. Существуют вирусы бактерий – бактериофаги. Структурно вирусы состоят из нуклеиновой кислоты, РНК или ДНК и белковой оболочки – капсида. А вместе с нуклеиновой кислотой – нуклеокапсид. Вирусная частица, существующая вне организма, на котором паразитирует – вирион. У вирусов нет метаболизма.

Бактрии имеют клеточную организацию, но при этом материал ядра не отделен от цитоплазмы ни какими мембранами и не связан ни с какими белками. В основном бактерии одноклеточные их размер не превышает 10 микрометров. Все бактерии делятся на архиобактерии и эубактерии.

Грибы (Mycota) являются важными биотехнологическими объектами и продуцентами ряда важнейших соединений пищевых продуктов и добавок: антибиотики, растительные гормоны, красители, грибной белок, сыры различных типов. Микромицеты неформируют плодового тела, а макромицеты формируют. Имеют признаки животных и растений.

Растения (Plantae). Известно около 300 тысяч видов растений. Это дифференцированные органические растения, составные части которых ткани (мериместентные, покровные, проводимые, механические, основные и секреторные). К делению способны только мириместентные ткани. Любой вид растения при определенных условиях может давать неорганизованную клеточную массу делящихся клеток – каллус. Важнейшими биообъектами являются протопласты растительных клеток. Они лишены клеточной стенки. Используются в клеточной инженерии. Часто используют водоросли. Из них получают агар-агар и альгинаты (полисахариды, используемые для приготовления микробиологических сред).

Животные (Animalia). В биотехнологии широко применяются такие биообъекты как клетки различных животных. Кроме клеток высших животных используются клетки простейших животных. Клетки высших животных используются для получения рекомбинантной ДНК и для проведения токсикологических исследований.

Микроорганизмы как объекты биотехнологии. Классификация. Характеристика.

По типу питания бактерии делятся по источнику энергии:

· фототрофы, использующие энергию солнечного света;

· хемоавтотрофы, использующие энергию окисления неорганических веществ (соединений серы, метана, аммиака, нитритов, соединений двухвалентного железа и др.);

По типу окисления вещества:

· литотрофы (неорганические вещества);

По типу источников углерода:

· гетеротрофные – используют органические вещества;

· афтотрофные – используют газ;

Для обозначения типа питания используется:

1. природа источника энергии фото- или хемо-;

2. Доноры электронов лито- или органо-;

3. Источники углерода афто- и гетеро-;

И заканчивается термин словами трофия. 8 различных типов питания.

Высшие животные и растение склоны к 2 типам питания:

1) Хемоорганогетеротрофия (животные)

2) Фотолитоафтотрофия ( растения)

У микроорганизму представлены все типы питания при чем они могут переходить с одного на другой в зависимости от существования

Существует отдельный вид питания:

· паратрофический – микроорганизм паразитирует в другом микроорганизме. Бактерии-паразиты, вызывающие болезни человека, животных и растений.

Бактерии являются удобным объектом для генетических исследований. Наиболее изученной и широко применяемой в генно-инженерных исследованиях является кишечная палочка Escherichia coli (Е. coli), обитающая в кишечнике человека.

Организация и структура биотехнологических производств. Отличительные особенности биотехнологического производства от традиционных видов технологий. Преимущества и недостатки биотехнологических производств по сравнению с традиционными технологиями.

Большое разнообразие биотехнологических процессов, нашедших промышленное применение, приводит к необходимости рассмотреть общие, наиболее важные проблемы, возникающие при создании любого биотехнологического производства. Процессы промышленной биотехнологии разделяют на 2 большие группы: производство биомассы и получение продуктов метаболизма. Однако такая классификация не отражает наиболее существенных с технологической точки зрения аспектов промышленных биотехнологических процессов. В этом плане необходимо рассматривать стадии биотехнологического производства, их сходство и различие в зависимости от конечной цели биотехнологического процесса.

Существует 5 стадий биотехнологического производства.

На четвертом этапе из культуральной жидкости выделяют и очищают целевые продукты. Для промышленных микробиологических процессов характерно, как правило, образование очень разбавленных растворов и суспензий, содержащих, помимо целевого, большое количество других веществ. При этом приходится разделять смеси веществ очень близкой природы, находящихся в растворе в сравнимых концентрациях, весьма лабильных, легко подвергающихся термической деструкции.

Биотехнологические процессы могут быть основаны на периодическом или непрерывном культивировании.

Во многих странах мира биотехнологии придается первостепенное значе­ние. Это связано с тем, что биотехнология имеет ряд существенных преиму­ществ перед другими видами технологий, например, химической.

1). Это, прежде всего, низкая энергоемкость. Биотехнологические процес­сы совершаются при нормальном давлении и температурах 20-40° С.

2). Биотехпологическое производство чаще базируется на использовании стандартного однотипною оборудования. Однотипные ферменты применяются для производства аминокислот, витаминов; ферментов, антибиотиков.

3). Биотехнологические процессы несложно сделать безотходными. Мик­роорганизмы усваивают самые разнообразные субстраты, поэтому отходы одного какого-то производства можно превращать в ценные продукты с помощью мик­роорганизмов в ходе другого производства.

4). Безотходность биотехнологических производств делает их экологиче­ски наиболее чистыми

5). Исследования в области биотехонологии не требуют крупных капи­тальных вложений, для их проведения не нужна дорогостоящая аппаратура.

1)новых биологически активных веществ и лекарственных препаратов для медицины (интерферонов, инсулина, гормонов роста, антител);

2)микробиологических средств защиты растений от болезней и вредите­

лей, бактериальных удобрений и регуляторов роста растений, новых высокопродуктивных и устойчивых к неблагоприятным факторам внешней среды гибридов сельскохозяйственных растений, полученных методами генетической и клеточной инженерии;

3)ценных кормовых добавок и биологически активных веществ (кормового белка, аминокислот, ферментов, витаминов, кормовых антибиотиков) для по­вышения продуктивности животноводства;

4)новых технологий получения хозяйственно-ценных продуктов для использования в пищевой, химической, микробиологической и других отраслях промышленности;

5)технологий глубокой и эффективной переработки сельскохозяйствен­ных, промышленных и бытовых отходов, использования сточных вод и газовоздушных выбросов для получения биогаза и высококачественных удобрений.

Традиционная (обычная) технология представляет собой разработки, отражающие средний уровень производства, достигнутый большинством производителей продукции в данной отрасли. Такая технология не обеспечивает ее покупателю значительных технико-экономических преимуществ и качество продукции по сравнению с аналогичной продукцией ведущих производителей, и рассчитывать на дополнительную (сверх средней) прибыль в данном случае не приходится. Ее преимуществами для покупателя являются сравнительно невысокая стоимость и возможность приобретения проверенной в производственных условиях технологии. Традиционная технология создается, как правило, в результате устаревания и широкомасштабного распространения прогрессивной технологии. Продажа такой технологии обычно осуществляется по ценам, компенсирующим продавцу издержки на ее подготовку и получение средней прибыли.

Преимущества биотехнологических процессов по сравнению с химической технологией биотехнология имеет следующие основные преимущества:

·возможность получения специфичных и уникальных природных веществ, часть из которых (например, белки, ДНК) еще не удается получать путем химического синтеза;

·проведение биотехнологических процессов при относительно невысоких температурах и давлениях;

·микроорганизмы имеют значительно более высокие скорости роста и накопления клеточной массы, чем другие организмы

·в качестве сырья в процессах биотехнологии можно использовать дешевые отходы сельского хозяйства и промышленности;

·биотехнологические процессы по сравнению с химическими обычно более экологичны, имеют меньше вредных отходов, близки к протекающим в природе естественным процессам;

·как правило, технология и аппаратура в биотехнологических производствах более просты и дешевы.

Биотехнологическая стадия

Основной стадией является собственно биотехнологическая стадия, на которой с использованием того или иного биологического агента происходит преобразование сырья в тот или иной целевой продукт.

Обычно главной задачей биотехнологической стадии является получение определенного органического вещества.

Биотехнологическая стадия включает в себя:

Подготовительные стадии

Подготовительные стадии служат для приготовления и подготовки необходимых видов сырья биотехнологической стадии.

На стадии подготовки могут быть использованы следующие процессы.

Подготовка и стерилизация газов (обычно воздуха), необходимых для протекания биотехнологического процесса. Чаще всего подготовка воздуха заключается в очистке его от пыли и влаги, обеспечении требуемой температуры и очистке от присутствующих в воздухе микроорганизмов, включая споры.

Предварительная обработка сырья. Если сырье поступает в производство в виде, непригодном для непосредственного использования в биотехнологическом процессе, то проводят операцию по предварительной подготовке сырья. Например, при получении спирта пшеницу сначала дробят, а затем подвергают ферментативному процессу «осахаривания», после чего осахаренное сусло на биотехнологической стадии путем ферментации превращается в спирт.

Очистка продукта

Кристаллизация. Этот процесс базируется на различной растворимости веществ при разных температурах.

Концентрирование продукта

На стадии концентрирования применяют такие процессы, как выпаривание, сушка, осаждение, кристаллизация с фильтрацией получившихся кристаллов, ультрафильтрация и гиперфильтрация или нанофильтрация, обеспечивающие как бы «отжим» растворителя из раствора.

Очистка стоков и выбросов

Виды биологических объектов применяемых в биотехнологии, их классификация и характеристика. Биологические объекты животного происхождения. Биологические объекты растительного происхождения.

К объектам биотехнологии относятся: организованные внеклеточные частицы (вирусы), клетки бактерий, грибов, простейшие организмы, ткани грибов, растений, животных и человека, ферменты и ферментные компоненты, биогенные молекулы нуклеиновой кислоты, лектины, цитокинины, первичные и вторичные метаболиты.

В настоящее время большинство биообъектов биотехнологии представляется представителями 3-х надцарств:

1) Acoryotac – акориоты или безъядерные;

2) Procaryotac – прокариоты или предъядерные;

3) Eucaryotac – эукариоты или ядерные.

Вирусы занимают промежуточное положение между живой и неживой природой. Они являются облигатными паразитами. Существуют вирусы бактерий – бактериофаги. Структурно вирусы состоят из нуклеиновой кислоты, РНК или ДНК и белковой оболочки – капсида. А вместе с нуклеиновой кислотой – нуклеокапсид. Вирусная частица, существующая вне организма, на котором паразитирует – вирион. У вирусов нет метаболизма.

Бактрии имеют клеточную организацию, но при этом материал ядра не отделен от цитоплазмы ни какими мембранами и не связан ни с какими белками. В основном бактерии одноклеточные их размер не превышает 10 микрометров. Все бактерии делятся на архиобактерии и эубактерии.

Грибы (Mycota) являются важными биотехнологическими объектами и продуцентами ряда важнейших соединений пищевых продуктов и добавок: антибиотики, растительные гормоны, красители, грибной белок, сыры различных типов. Микромицеты неформируют плодового тела, а макромицеты формируют. Имеют признаки животных и растений.

Растения (Plantae). Известно около 300 тысяч видов растений. Это дифференцированные органические растения, составные части которых ткани (мериместентные, покровные, проводимые, механические, основные и секреторные). К делению способны только мириместентные ткани. Любой вид растения при определенных условиях может давать неорганизованную клеточную массу делящихся клеток – каллус. Важнейшими биообъектами являются протопласты растительных клеток. Они лишены клеточной стенки. Используются в клеточной инженерии. Часто используют водоросли. Из них получают агар-агар и альгинаты (полисахариды, используемые для приготовления микробиологических сред).

Животные (Animalia). В биотехнологии широко применяются такие биообъекты как клетки различных животных. Кроме клеток высших животных используются клетки простейших животных. Клетки высших животных используются для получения рекомбинантной ДНК и для проведения токсикологических исследований.

Источник