Контрольная работа по "Биологии"

СИТУАЦИОННЫЕ ЗАДАЧИ

Задача №1.

Эритромицин, являющийся "золотым  стандартом" среди антибиотиков класса макролидов, обладает высокой  активностью прежде всего против грамположительных кокков, таких  как -гемолитический стрептококк группы A (S.pyogenes), пневмококк (S.pneumoniae), золотистый стафилококк (S.aureus), исключая метициллинорезистентные штаммы последнего. Кроме того, он хорошо действует на возбудителя коклюша (B.pertussis), дифтерийную палочку (C.diphtheriae), моракселлу (M.catarrhalis), легионеллы (Legionella spp.), кампилобактеры (Campylobacter spp.), листерии (Listeria spp.), хламидии (C.trachomatis, C.pneumoniae), микоплазмы (M.pneumoniae), уреаплазмы (U.urealyticum).

Эритромицин умеренно активен против гемофильной палочки (H.influenzae), боррелий (B.burgdorferi) и некоторых бактероидов, включая B.fragilis. В то же время он практически не действует на грамотрицательные бактерии семейства Enterobacteriaceae, Pseudomonas spp. и Acinetobacter spp., поскольку не проникает через оболочку клеток данных микроорганизмов.

1. Механизм и характер антимикробного  действия макролидов.

2. Каков характер антимикробного  действия макролидов.

3. Для каких еще групп антибиотиков  характерно также связывание  с 50S-субъединицами рибосом микроорганизма? Возможно ли их совместное  назначение?

4. Какие методы определения чувствительности  микроорганизмов к макролидам  Вы знаете?

 

Задача №2.

В процессе биосинтеза антибиотика  из группы аминогликозидов при культивировании  продуцента состав питательной среды  включал соевую муку, кукурузный экстракт, повышающий эффективность ферментации  и соли. Подача газового потока, источники  фосфатов и азота соответствовали  требованиям. При добавлении в среду  некоторого количества глюкозы биосинтез  был ослаблен.

1. В результате чего добавление  в среду глюкозы снизило эффективность  биосинтеза антибиотика? Какое  название носит данный эффект, его сущность?

2. Какие общие закономерности  необходимо учитывать при культивировании  большинства продуцентов вторичных  метаболитов? 

3. Какие углеводороды наиболее  благоприятны для биосинтеза  антибиотиков?

 

Задача №3.

В процессе биотехнологического процесса из ядра клетки патогенного для человека микроорганизма выделен геном, в  котором был выбран определенный ген (участок нуклеиновой кислоты  микроорганизма). Данный ген размножен  с применением ПЦР. В базе антимикробных  агентов выбран один, взаимодействие с которым подавило активность гена наиболее эффективно. Затем выбранный из антимикробный агент был опробован в действии на целую 4

микробную клетку исходного микроорганизма, вызвав выраженное подавление ее жизнедеятельности.

1. Определите вид скрининга антимикробной  структуры для конкретного патогенна.

2. Выделите основные этапы скрининга,  определите их значение в ходе  скрининга .

3. Для чего применяется данный  вид скрининга антимикробной  структуры. 

4. Что послужит продолжением  указанного процесса?

 

Задача №4.

Стадия ферментации - центральная  среди этапов промышленного производства. Под ферментацией понимают всю совокупность последовательных операций от внесения в заранее приготовленную и термостатированную среду инокулята до завершения процессов  роста, биосинтеза или биотрансформации.

1. Какие два вида ферментации  вам известны?

2. С помощью какого оборудования  осуществляется ферментация? Его  основные элементы, схематическое  изображение. 

3. Как технологическое оформление  процессов промышленной биотехнологии  зависти от отношения микроорганизма-продуцента  к кислороду? Три группы биореакторов.

4. Способы управления процессом  ферментации. 

 

Задача № 5.

Установите правильную последовательность стадий и операций технологического процесса, представленных на схеме, заполните  недостающие операции стадии «Выделение целевого продукта». Предложите методы и аппаратурное оснащение операции «Дезинтеграция клеток».

1. Подготовка и стерилизация  газового потока 

2. Подготовка и стерилизация  оборудования и коммуникаций 

3. Подготовка и стерилизация  субстрата 

4. Разделение культуральной суспензии 

5. Обработка культуральной суспензии 

6. Анализ целевого продукта 

7. Дезинтеграция клеток 

8. Выделение индивидуального вещества 

9. Культивирование биообъекта 

10.Подготовка биообъекта 

11.Сушка целевого продукта 

12.Фасовка, упаковка, маркировка  лекарственной субстанции 

13.Выделение целевого продукта 

14.Биологическая очистка отходов 

 

Задача № 6.

Ферменты — биологические катализаторы биохимических реакций в живых  клетках. 5

 

1. Назовите основные свойства  ферментов, сравните со свойствами  небиологических катализаторов. 

2. Активный и аллостерический  центр фермента.

3. Биообъекты-биокатализаторы. 

4. Классификация ферментов и  катализируемых реакций. 

 

Задача № 7.

Фермент липаза почти не синтезируется  грибом Asp.awamori на среде без индуктора, добавление жира кашалота усиливает  биосинтез фермента в сотни раз. При добавлении же в среду крахмала и при полном исключении минерального фосфора интенсивно синтезируется  фосфатаза.

1. Какие факторы, влияющие на  биосинтез ферментов, ВЫ знаете?

2. Что произойдет при биосинтезе  aльфа-амилазы культурой Asp.oryzae в случае замены сахарозы (как источника углерода) на крахмал, добавления солодового экстракта (из проросших семян злаковых), или при повышении концентрации основных элементов питательной среды на 50%?

3. Какими двумя способами может  быть определен оптимальный состав  питательной среды для каждого  продуцента?

4. Каким образом и для чего  принято определять активность  ферментного препарата? 

5. Какой класс ферментов зависимости  от катализируемых реакций составляет  основную часть среди ферментов,  получаемых промышленным способом?

 

Задача № 8.

Поверхностный метод культивирования  продуцентов ферментов.

а. При поверхностном методе культура растет на поверхности твердой или  жидкой питательной среде? За счет чего обеспечивается аэрация при этом способе?

б. Основные преимущества поверхностной культуры.

в. Виды посевного материала при поверхностном культивировании продуцентов ферментов.

г. Схема очистки при поверхностном  культивировании продуцентов ферментов.

д. Стандартизация ферментного препарата, определение.

 

Задача №9.

Рассмотрим процесс биотрансформации дигитоксина в дигоксин за счет дегидроксилирования  углерода-12.

1. Применяются ли при этом  иммобилизованные ферменты? Биообъект-биокатализатор, источники получения 

2. Цели и преимущества использования  иммобилизованных клеток растений  в качестве биокатализатора в  данном процессе 

3. Реакции, катализируемые биокатализатором 

4. Носители для иммобилизации.  Методы имобилизации биокатализатора 

5. Виды биореакторов для процесса  с применением иммобилизованного  биокатализатора. 

6

Задача №10.

Ферменты - вещества белковой природы  и поэтому неустойчивы при  хранении. Кроме того, ферменты не могут  быть использованы многократно из-за трудностей в отделении их от реагентов  и продуктов реакции. В 1916 году Дж.Нельсон и Е.Гриффин адсорбировали на угле инвертазу и показали, что она сохраняет в таком виде каталитическую активность.

1. Изобретение какого процесса воздействия на ферменты с целью повышения их устойчивости и возможности многократного применения произошло в 1916г?

2. Преимущества иммобилизованных  ферментов перед нативными. 

3. Основные к требования носителям для получения иммобилизованных ферментов.

4. Классификация носителей для  получения иммобилизованных ферментов. 

5. Перечислите наиболее распространенные  носители из класса углеводов,  известные вам. Назовите основные  достоинства и недостатки белков  в качестве носителей для иммобилизации  ферментов, наиболее часто применяемые  с этой целью белки. 

 

Задача № 11.

Ощутимый вклад процессы иммобилизации  ферментов и клеток внесли в тонкий органический синтез, в анализ, в  медицину, в процессы конверсии энергии, в пищевую и фармацевтическую промышленности.

1. Общие направления и достижения  применения иммобилизованных ферментов  в пищевой промышленности.

2. Общие направления и достижения  применения иммобилизованных ферментов  в медицине.

3. Преимущества иммобилизованных  клеток перед иммобилизованными  ферментами, перед свободными клетками.

4. Какие клетки подходят для  иммобилизации? Одностадийные и  полиферментные реакции. 

5. Химические и физические методы  иммобилизации КЛЕТОК, возможности  применения.

 

Задача №12.

Генная инженерия появилась  благодаря работам многих исследователей в разных отраслях биохимии и молекулярной генетики. Генная инженерия- совокупность методов, позволяющих в пробирке переносить генетическую информацию из одного организма в другой. Перенос генов даѐт возможность преодолевать межвидовые барьеры и передавать отдельные наследственные признаки одних организмов другим. ЦЕЛЬ - получение клеток, в промышленных масштабах нарабатывать некоторые белки.

1. Что представляют из себя плазмиды, их роль в генной инженерии.

2. Для чего бактериальные клетки  вырабатывают рестриктазы? 

3. Сущность процесса клонирования  для получения рекомбинантной  ДНК с применением плазмид  и рестриктаз.

4. Основные продуценты, используемые  в построении рекомбинантных  белков.

7

 

5. Понятие вектора в генной  инженерии. 

 

Задача №13.

Важное значение среди гормонов поджелудочной железы играет инсулин. В настоящий момент расширяются возможности создания рекомбинантного инсулина.

1. Биологические  функции инсулина в организме  человека.

2. Строение инсулина.

3. Биосинтез  молекулы инсулина в организме  человека из проинсулина. 

4. Какие недостатки производства  и применения инсулинов из  животного сырья вы знаете?

 

Задача №14.

Важной составной частью биотехнологии  является генетическая инженерия. Методы генной инженерии преобразуют клетки бактерий, дрожжей и млекопитающих  в "фабрики" для масштабного  производства любого рекомбинантного  белка.

1. Дайте определение рекомбинантной  ДНК. 

2. Какие вы знаете ферменты, применяемые  при конструировании рекомбинантных  ДНК? 

3. Особенности контроля качества  генно-инженерных препаратов, показатели  качества.

4. Роль вектора в генной инженерии. 

5. Характеристики векторных систем, важные для переноса необходимых  генов в клетки млекопитающих. 

 

Задача №15.

Исторически первым способом получения  инсулина для терапевтических целей  является выделение аналогов этого  гормона из природных источников (островков поджелудочной железы крупного рогатого скота и свиней). В 20-х годах прошлого века было установлено, что бычий и свиной инсулины (которые являются наиболее близкими к инсулину человека по своему строению и аминокислотной последовательности) проявляют в организме человека активность, сравнимую с инсулином человека.

1. Получение инсулина из тканей  свиней является методом синтетическим  или полусинтетическим? 

2. Опишите метод получения инсулина  из тканей свиней.

3. Преимущества человеческого генно-инженерного  инсулина человека по сравнению  с произведенным из тканей животного.

4. Как по международному стандарту  определяют активность инсулина?

 

Задача №16.

Создание и производство рекомбинантных человеческих инсулинов существенно  повысило эффективность лечения  сахарного диабета и обеспечило повышение качество жизни больных. 8

 

1. Какие два подхода для получения  инсулина с использованием методов  генетической инженерии вы знаете?

2. Какой из этих подходов применяется  в биотехнологическом производстве  инсулина по технологии фирмы  «Eli lilly» (США)?

3. Какой продуцент применяется  в биотехнологическом производстве  инсулина по технологии фирмы  «Eli lilly»? 

4. Процесс ферментации при биотехнологическом  производстве инсулина по технологии  фирмы «Eli lilly». 

5. Для чего применима дезинтеграция  клеток продуцента при биотехнологическом  производстве инсулина по-технологии  фирмы «Eli lilly» (США)?

 

Задача №17.

Культивируемые клетки высших растений могут рассматриваться как типичные микрообъекты. В основе культивирования  растительных клеток лежит свойство, благодаря которому соматические клетки растения способны полностью реализовать  наследственную информацию, то есть обеспечить развитие всего растения.

1. Какое название носит данное  свойство растительных клеток?

2. Какие циклы развития проходит  каллусная клетка за весь период  своей жизнедеятельности? Кривая  роста и фазы роста каллусной  ткани. 

3. Протопласт - это клетка, лишенная  оболочки. Способна ли она к  делению? 

4. При получении каллусных культур  сначала готовят маленькие (2—  4 мм) кусочки растительной ткани,  не утратившие способность к  репродукции. Их название. Этапы  получения первичного каллуса.