Биотехнология в сельском хозяйстве

В настоящее время развивается новая отрасль науки—промышленная энзимология, являющаяся основой биотехнологии. Фермент, ковалентно присоединенный ( пришитый ) к любому органическому или неорганическому полимерному носителю (матрице), называют иммобилизованным. Техника иммобилизации ферментов допускает решение ряда ключевых вопросов энзимологии обеспечение высокой специфичности действия ферментов и повышения их стабильности, простоту в обращении, возможность повторного использования, применение их в синтетических реакциях в потоке. Применение подобной техники в промышленности получило название инженерной энзимологии. Ряд примеров свидетельствует об огромных возможностях инженерной энзимологии в различных областях промышленности, медицины, сельского хозяйства. В частности, иммобилизованную 3-галактозидазу, присоединенную к магнитному стержню-мешалке, используют для снижения содержания молочного сахара в молоке, т.е. продукта, который не расщепляется в организме больного ребенка с наследственной непереносимостью лактозы. Обработанное таким образом молоко, кроме того, хранится в замороженном состоянии значительно дольше и не подвергается загустеванию. [c.163]

Практическое применение молекулярной биологии и молекулярной генетики успешно развивается в генной инженерии и биотехнологии. Эти области техники посвящены прежде всего-получению необходимых для медицины и сельского хозяйства белков и полипептидов, основанному на искусственном манипулировании генами. [c.221]

Описано современное использование биотехнологических методов для защиты окружающей среды. Рассмотрены биоочистка сточных вод, переработка твердых отходов, отходов сельского хозяйства и горнорудной промышленности, применение биотехнологических методов для получения удобрений и пестицидов. Обсуждены микробиологические, биохимические и технологические основы данных процессов, их аппаратурное оформление, выбор и расчет соответствующего оборудования. Показаны дальнейшие перспективы использования биотехнологии для комплексной охраны окружающей среды. [c.4]

Биотехнологии в сельском хозяйстве [c.184]

Будут более полно удовлетворяться потребности сельского хозяйства в продуктах микробиологического синтеза, а также активнее внедряться научно-технические достижения в области биотехнологии и генной инженерии. [c.10]

Точки соприкосновения биотехнологии и сельского хозяйства весьма многообразны. Продукция сельского хозяйства может использоваться в промышленности, например для производства этилового спирта из излишков низкокачественного вина. Такой подход получил дальнейшее развитие для выработки спирта сельскохозяйственные культуры начали выращивать специально. Большая часть продукции современного сельского хозяйства служит сырьем для развитой пищевой промышленности. В качестве сырья могут использоваться и отходы сельского хозяйства в частности, большое внимание уделяется возможности получения топливного газа из навоза с сохранением его ценности как удобрения. Для усовершенствования процессов в этой отрасли необходимо иметь более четкое представление о скорости разложения различных субстратов и роли микроорганизмов, в них участвующих. [c.27]

Наряду с расширением спектра осваиваемых процессов микробиологического синтеза для промышленной биотехнологии характерно увеличение мощностей биохимических предприятий, их укрупнение с использованием агрегатов большой единичной мощности. Это присуще ведущей отрасли микробиологической промышленности, обеспечивающей выпуск белковой биомассы микроорганизмов с целью ликвидации белкового дефицита в сельском хозяйстве. Использование в качестве субстрата для получения белковой биомассы микроорганизмов новых видов сырья, таких, как и-парафины, природный газ, синтетический этанол, метанол, позволяет создавать предприятия большой единичной мощности до 300 тыс. т и более биомассы в год. Такие биохимические комбинаты представляют собой сложные системы, насыщенные разнообразными технологическими аппаратами, взаимосвязанными между собой и действующими в едином технологическом режиме. [c.3]

Поскольку молекулярная биотехнология может оказать влияние на самые разные стороны жизни современного общества, в том числе на сельское хозяйство и медицину, необходимо учитьшать все возникающие при этом проблемы - этические, правовые, экономические и социальные. Еще в 1973 г. были высказаны серьезные сомнения по поводу безопасности технологии рекомбинантных ДНК. Ученым пришлось даже наложить мо- [c.517]

Биотехнология - сравнительно новое направление в науке и технологии, оно возникло в середине 20 века и бурными темпами развивается и в 21 веке. Биотехнологию в мире и в нашей стране относят к одному из самых перспективных и многообещающих направлений дальнейшего развития различных производств, сельского хозяйства, медицины в новом столетии. [c.3]

Такие большие перспективы в биотехнологии аминокислот связаны с их успешным применением в различных отраслях производства, в сельском хозяйстве, в быту и медицине. [c.115]

Традиционные способы использования микроорганизмов при производстве различных сортов пива, вина и сброженных продуктов совершенствовались тысячелетиями, и все же до недавнего времени в них было больше искусства, чем технологии. Только с развитием микробиологии мы получили возможность контролировать качество продуктов, добились большей надежности и воспроизводимости процессов ферментации и научились получать новые типы продукции (например, БОО и вкусовые добавки). Сегодня нам еще трудно с уверенностью говорить о том, каких успехов удастся достичь в этой области с помощью биотехнологии, но самые общие тенденции вырисовываются довольно ясно. Наиболее успешными представляются два взаимосвязанных направления. Во-первых, на смену традиционным способам производства пищи постепенно придут биореакторы, в которых будут расти клетки животных или растений или же микроорганизмы. Дело в том, что выход продукции при использовании ферментеров или биореакторов может быть существенно выше, чем в сельском хозяйстве идущие в них процессы гораздо более интенсивны. Развитию этого направления способствует и все возрастающая конкуренция за имеющиеся земельные ресурсы. Во-вторых, эта альтернативная технология будет становиться все более производительной благодаря использованию методов генетической инженерии, которые позволяют получать улучшенные линии клеток и штаммы микроорганизмов. [c.23]

Окружающая среда является, без сомнения, как бы общим знаменателем для всех видов деятельности, о которых пойдет речь в этой книге, так как все они оказывают на нее влияние. Так, расширение использования биотехнологии в химической промышленности должно привести к созданию новых ее отраслей, лучше совместимых с окружающей средой. Такие же надежды возлагаются и на биоинженерию. Разработка биодатчиков поможет осуществлять мониторинг и контролировать условия среды. Понятно, что проблемы защиты окружающей среды неразрывно связаны с сельским хозяйством. [c.27]

С момента возникновения цивилизованного общества перед ним все время стояла проблема охраны окружающей среды. Из-за промышленной, сельскохозяйственной и бытовой деятельности человека постоянно происходили изменения физических, химических и биологических свойств окружающей среды, причем многие из этих изменений были весьма неблагоприятны. Мы ожидаем, что биотехнология будет оказывать многообразное и все возрастающее влияние на способы контроля за окружающей средой и на ее состояние. Хорошим примером такого рода служит внедрение новых, более совершенных методов переработки отходов, однако этим применение биотехнологии в данной сфере отнюдь не ограничивается. Она будет играть все большую роль в химической промышленности и сельском хозяйстве и поможет хотя бы отчасти решить многие из существующих здесь проблем. [c.246]

Анаэробная ферментация отходов или растительных культур, специально выращиваемых для получения энергии, очень перспективна для экономичного получения газообразного топлива при умеренных температурах (30—35 С). Эта новая отрасль биотехнологии была развита микробиологами в сотрудничестве с инженерами-химиками и механиками, работниками сельского хозяйства и экономистами. [c.258]

Сельское хозяйство и биотехнология [c.350]

Большое внимание привлекают к себе биологические способна снабжения растений фосфором, а также контроля за вредителями и болезнями растений. В этой области намечается переход, от лабораторных экспериментов к практике. Разрабатываются способы выращивания ценных культур в контролируемых условиях— это новый и многообещающий подход. Быть может, самый большой вклад, который может внести биотехнология в сельское хозяйство, — это улучшение сортов растений существенный прогресс здесь будет достигнут благодаря использованию методов генетической инженерии и технологии слияния протопластов. [c.351]

Наиболее важные достижения генной инженерии связаны с сельским хозяйством. Как уже обсуждалось, генную инженерию можно рассматривать как аспект биотехнологии. Примерами ее использования в сельском хозяйстве, которые рассматриваются в этой книге, является производство соматотропина, создание растений, устойчивых к пестицидам и гербицидам, получение трансгенных растений и животных. Все это обсуждается в гл. 25, посвященной вопросам практического применения генетики. [c.81]

Значение инженерной энзимологии, как и вообще биотехнологии, возрастет в будущем. По подсчетам специалистов, продукция всех биотехнологических процессов в химической, фармацевтической, пищевой промышленности, в медицине и сельском хозяйстве, полученная в течение одного года в мире, будет исчисляться десятками миллиардов долларов к 2000 г. В нашей стране уже к 2000 г. будет налажено получение методами генной инженерии Ь-треонина и витамина В,. Уже к 1998 г. предполагается производство ряда ферментов, антибиотиков, О -, 3-, у-интерферонов проходят клинические испытания препараты инсулина и гормона роста. Гибридомной техникой в стране налажен выпуск реактивов для иммуно-ферментных методов определения многих химических компонентов в биологических жидкостях. [c.165]

Похоже, что многие из яростных оппонентов сельскохозяйственной биотехнологии движимы скорее ненавистью к капитализму и набирающей силу глобализации, нежели реальной обеспокоенностью вредом ГМ-организмов (ГМО). Однако страх, порождаемый ими в общественном мнении по отношению к продуктам биотехнологии, в значительной мере обусловлен неспособностью наших учебных заведений привить учащимся хотя бы элементарные знания по сельскому хозяйству. Эти пороки системы образования ведут к чудовищным результатам подавляющее большинство людей, даже считающихся весьма образованными, оказываются абсолютно невежественными в той области знаний, которая служит основой их повседневной жизни сегодня и, что еще важнее, — их выживания в будущем. Необходимо без промедления начать борьбу с этим невежеством, особенно среди благополучного городского населения сравнительно богатых стран, в частности, сделав обязательным для студентов всех специальностей изучение основ биологии. [c.35]

Высокая стоимость исследований по биотехнологии способствует также быстрому объединению усилий и собственности компаний, действующих в этой области. Надо признать, что нелегко однозначно оценить этот процесс, и, видимо, наиболее адекватной реакцией на него со стороны правительств стало бы достойное финансирование аналогичных исследовательских программ в государственных научных учреждениях. По крайней мере это позволило бы фермерам и потребителям не чувствовать себя заложниками в возможных перипетиях взаимоотношений частных монополий. К сожалению, приходится констатировать, что за последние 20 лет государственная поддержка исследований в этой области неуклонно снижалась, а международные исследовательские программы по сельскому хозяйству сворачивались столь стремительно, что это невольно заставляло задуматься о надвигающейся катастрофе. Если эти тенденции сохранятся, большинство организаций, занимающихся исследованиями в области сельского хозяйства, прекратят свое существование. Причем это произойдет как в общественном, так и в частном секторе, и затронет как учреждения, специализирующиеся на фундаментальных исследованиях, так и структуры, занимающиеся прикладной наукой или даже практической деятельностью. [c.38]

Огромное значение для молекулярной биологии последнего десятилетия имеет развитие генетической инженерии (возникшей в 1972—1973 гг. П. Берг, П. Лобан, С. Коэн и Г. Бойер) и методов работы с рекомбинантными ДНК в сочетании с методами химического синтеза крупных фрагментов ДНК. В результате сделались доступными для исследования индивидуальные гены и регуляторные генетические элементы, было стимулировано изучение ферментов биосинтеза и обмена нуклеиновых кислот. Благодаря этому после 1977 г. были обнаружены мозаичное (экзон-интронное) строение генов, явление сплайсинга и ферментативной активности у РНК, усилители ( энхансеры ) экспрессии генов, многие регуляторные белки, онкогены и онкобелки, мобильные генетические элементы. Возникла белковая инженерия, которая позволяет получать новые, не существующие в природе белки. Молекулярная биология начала оказывать существенное влияние на развитие биотехнологии, медицины и сельского хозяйства. [c.9]

Дано понятие биотехнологии. Изложены основы микробиологического получения белково-витаминных концентратов, органических кислот, аминокислот, липидов, ферментов, энгомопатогённых препаратов, бактериальных удобрений. Приведены сведения о сырье (углеводородах, отходах целлюлозно-бумажной и пищевой промышленности, сельского хозяйства), способах его подготовки для утилизации микроорганизмами, показаны принципы составления питательных сред. Описаны технологические схемы производства, используемое оборудование, правила его эксплуатации. Уделено внимание организации технического контроля за ходом процесса и качеством продукции. Рассмотрены вопросы очистки сточных вод и воздушных выбросов, охраны труда и защиты окружающей среды. [c.704]

Конечно, нет. Чтобы догнать их при наших значительно худших климатических условиях, надо опередить их в применении биотехнологии, а у нас пока вообще не выращивают ГМ-сорта. Сегодня мы плетемся в хвосте мировых процессов перестройки сельского хозяйства, хотя наши ученые успешно работают на американские и европейские компании — во многих достижениях биотехнологии есть их значительный вклад. [c.71]

Такого вопроса нет. Конечно, биотехнология победит. Как в свое время генетика и кибернетика, она уже стала символом прогресса. Вопрос стоит так когда биотехнология отменит химию на наших полях Мы можем поторопиться, чтобы успеть за мировым процессом, сесть в отходящий поезд . А можем и не успеть, поезд уйдет без нас, и вскоре наша продукция сельского хозяйства станет неконкурентоспособной. [c.73]

Важнейшая проблема экологической биотехнологии — очистка сточных вод. Потребность в воде в связи с ростом городов, бурным развитием промышленности, интенсификацией сельского хозяйства огромна. Ежегодный расход воды на земном шаре по всем видам водоснабжения составляет 3300—3500 км , при этом в сельском хозяйстве — 70 % всего водопотребления. Для производств химической, целлюлозно-бумажной, энергетической промышленности, черной и цветной металлургии и быговых нужд населения требуется также значительное количество воды. Большая часть этой воды после ее использования возврашается в реки и озера в виде сточных вод. [c.28]

Наиболее важными и приоритетными фундаментальными направлениями научных исследований в биохимии и молекулярной биологии являются генетическая инженерия и биотехнология, которым придается исключительное значение. Усилия ученых сосредоточены на создании и производстве препаратов для медицины (гормоны, ферменты, моноклональные антитела, биоактивные пептиды, вакцины, интерферон, простагландины и др.), сельского хозяйства (регуляторы роста растений, феромоны для борьбы с вредителями растений), промышленности (пищевые и вкусовые добавки). Эта новая технология может решать ряд важных проблем в медицине (пренатальная диагностика болезней, генотерапия и др.). [c.18]

Книга состоит из четырех частей. В первой из них четко и ясно изложены основы молекулярной биологии, во второй речь идет о молекулярной биотехнологии микроорганизмов, в третьей - о биотехнологии эукариотических систем, Б том числе человека (молекулярная генетика человека и генная терапия). Особый интерес для российского читателя представляет четвертая часть, посвященная контролю и патентованию в области молекулярной биотехнологии. Эти вопросы почти не затрагиваются ни в учебниках, ни в образовательном процессе в нашей стране, хотя в биотехнологии, как и в любой прикладной науке, новые разработки дают дивиденды только в том случае, когда они защищены патентом. Авторы обсуждают законодательную базу использования генноинженерных продуктов в пищевой и фармацевтической промышленности, применения рекомбинантных организмов в сельском хозяйстве, нормативные акты, относящиеся к предварительным испытаниям этих организмов, требования, предъявляемые к ним при крупномасштабном применении. Детально рассматриваются правила патентования впервые секвениро- [c.5]

В союзе с биолога.мн, используя методы биотехнологии, химики работают над созданием и внедрением в практику животноводства белковых искусственных кормов для сельскохозяйственных животных. Одна из главных целей этих исследований — производить кормовой белок не из углеводородов нефти, а из менее дефицит)юго сырья природного газа,. метанола, от-.ходов сельского хозяйства, лесной п пищевой промышленности. Например, из опилок. можно получать биомассу с содержанием белка до 20%. Важно, что микробиологический снитез позволяет получать белок с высоким содержанием самых ценных (незаменимых) аминокислот. Еще одна важная задача, стоящая перед химиками, — разработка прямых мето.дов с1П1теза особо ценных в составе кормов веществ, в частности некоторых аминокислот и витаминов. [c.12]

Биотехнология - это наука о важнейших микробиологических процессах и их практическом применении для поя> чения промышленным способом ценных продуктов жизнедеятельности микроорганизмов белковых препаратов, аминокислот, жиров, витаминов, ферментов, антибиотиков и др. Промышленное производство этих продуктов жизнедеятельности микробов дало возможность сельскому хозяйству, здравоохранению и пишевой промышленности использовать названные вещества в практической деятельности, [c.3]

Книга, написанная коллективом авторов (Англия, США, Швейцария), пред-, ставляет собой учебник по биотехнологии, освещающий как новые, так и традиционные отрасли промышленности, основанные на применении микроорганизмов. Рассмотрено использование микроорганизмов для цолучения биотоплива, пц-щевых продуктов и биоматериалов, а также применение биотехнологии в химической промышленности, медицине, сельском хозяйстве и для переработки отходов. Особое внимание уделено связи биотехнологии и химической технологии. [c.4]

Во всех главах этой книги, так или иначе, затрагивается вопрос об использовании удивительной способности биологических систем к узнаванию и выполнению каталитических функций. Быть может, наиболее эффективное применение такие системы могут на%и в современной химической промышленности. Мы знаем, что " иомасса тоже представляет собой сложную химическую систему, а большинство процессов и продуктов биотехнологии имеют биохимическую природу, будь то производство веществ, используемых как горючее (гл. 2), получение путем брожения продуктов питания и напитков (гл. 3), синтез биополимеров (гл. 5), использование организмов, участвующих в круговороте химических веществ на Земле (гл. 6), применение сложных химических соединений в медицине (гл. 8) или сельском хозяйстве (гл. 9), В этой главе речь пойдет главным образом о принципах, перспективах и технологии получения химической продукции на базе биотехнологии. Основное внимание будет уделено химическим процессам и соединениям, которые в других главах не обсуждаются. [c.132]

НО выращиваемых для этих целей культур (гл. 2). Промышленная биотехнология оказывает фермеру и прямую помощь снабжая его вакцинами и антибиотиками, а также добавками к кормам. Таким образом, взаимосвязь между сельским хозяйством и биотехнологией весьма многообразна, и поэтому описать в одной статье все ее аспекты просто невозможно. Быть может, имеет смысл остановиться лишь на том, какое содействие можег она оказать фермеру-земледельцу и садоводу в деле повышенияг урожайности и улучшения сортовых особенностей растений. [c.351]

Во второй половине XX столетия биология вступила в свой Золотой век . За время, прошедшее от открытия структуры ДНК в 1953 г. до появившейся не так давно возможности расшифровать генетический код человека, на стыке генетики и молекулярной биологии сформировалась новая могущественная отрасль науки — биотехнология. Ее значение отражает хотя бы тот факт, что в США именно на биотехнологию расходуется почти половина средств, выделяемых на академические исследования. Биотехнология находит применение в промышленности, медицине, сельском хозяйстве и многих других областях. Ее достижения могут быть направлены на благо людей, но могут принести человечеству и неисчислимые беды. С той же проблемой в первой половине XX века столкнулись физики, когда с открытием строения атома появилась возможность использовать ядерную энергию как в мирных, так и в разрушительных целях. Фрэнсис Крик и Морис Уилкинс, которые вместе с Джеймсом Уотсоном получили Нобелевскую премию за расшифровку струкгуры ДНК, были физиками, и до того как занялись биологией, работали над созданием оружия. Накопленный опыт заставил этих ученых очень внимательно относиться к этическим аспектам своих исследований. Вот почему, когда в конце 70-х гг. появились сомнения в этичности и безопасности генной инженерии. Крик и Уилкинс приостановили свою работу. Вы — будущие биологи и тоже когда-нибудь будете нести ответственность за решения, принятые в ходе обсуждения новых [c.215]

В 1980-х годах наблюдштся взрыв интереса к генной инженерии. Промышленные компании начали вкладывать миллиарды долларов не в теоретическую молекулярную биологию, а в решение прикладных задач. Родилась новая индустрия — биотехнология. В данной главе и в гл. 12 рассматриваются некоторые примеры применения биотехнологии в сельском хозяйстве, медицине, промышленности, а также при переработке отходов в конце данной главы обсуждаются такие важные аспекты биотехнологии, как генная терапия и геномная дактилоскопия. [c.240]

За последние 20 лет биотехнология, используя рекомбинантные (полученные за счет объединения вместе не встречающихся в природе фрагментов) ДНК, превратилась в неоценимый новый научный метод исследования и производства продукции сельского хозяйства. Это беспрецедентное проникновение в глубины генома — на молекулярный уровень — следует рассматривать как одну из важнейших вех на пути бесконечного познания природы. Рекомбинантная ДНК позволяет селекционерам отбирать и вводить в растения гены поодиночке , что не только резко сокращает время исследований по сравнению с традиционной селекцией, избавляя от необходимости тратить его на ненужные гены, но и дает возможность получать полезные гены из самых разных видов растений. Эта генетическая трансформация сулит огромную пользу для производителей сельскохозяйственной продукции, в частности, повышая устойчивость растений к насекомым-вредителям, болезням и гербицидам. Дополнительные выгоды связаны с выведением сортов, более устойчивых к недостатку или избытку влаги в почве, а также к жаре или холоду — основным характеристикам современных прогнозов грядущих климатических катаклизмов. Наконец, немалую выгоду может получить от биотехнологии и непосредственно потребитель, поскольку новые сорта обладают более высокими питaтeльны Jи свойствами и другими характеристиками, сказывающимися на здоровье. И это произойдет в ближайшие 10-20 лет [c.33]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология