Министерство  образования Российской Федерации

 Череповецкий  государственный университет

 Инженерно-экономический  институт. 
 

 Кафедра: ресурсосберегающих и химических технологий.

 Специальность: энэрго- и ресурсосберегающие процессы в химической       

    технологии, нефтехимии и биотехнологии. 

 Реферат 
 

 Тема: Роль биотехнологий в современной  жизни 
 

                                                                     Выполнила: студентка 5ЭТЭ-110 Силина В.С.

                                       Проверила: Кудрявцева Л. Ю. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Череповец 2011 г.

Введение

      Существенное  значение в рамках"biopolicy"  последние десятилетия приобрела биотехнология, одна из составных частей так называемого шестого экономического уклада, включающего в себя также  системы искусственного интеллекта, глобальные информационные сети и сверхскоростные транспортные средства. Шестой уклад характерен для постиндустриального общества, в которое ныне вступают развитые страны Запада. Биотехнология находится в сфере интересов как ряда биополитиков, так и бизнесменов, политических деятелей, ученых различных специальностей. Сенсации в биотехнологической области вызывают значительный общественный резонанс и широко обсуждаются в средствах массовой информации. Биотехнология официально признана ООН в качестве технологии XXI века.   
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Основная  часть

      Что такое биотехнология. Биотехнология может быть определена как промышленное использование биологических процессов и агентов на основе получения форм микроорганизмов, культур клеток и тканей растений и животных с заданными свойствами, т.е. как применение микробных, животных или растительных клеток или ферментов для производства, расщепления или преобразования материалов (Егоров и др., 1987)99. Однако приведенное определение и подобные ему не раскрывают в достаточной мере специфики именно современной биотехнологии. Клетки микроорганизмов фактически применялись человеком в хлебопечении, сыроделии, пивоварении, виноделии уже с глубокой древности (шумеры производили пиво около 6 тыс. лет тому назад).  

Представляется, что суть сегодняшней биотехнологии  трудно охватить компактным определением. Биотехнология включает в себя целый комплекс новых методов работы с живыми организмами (в первую очередь одноклеточными), новые области применения результатов этой работы, а также новые философско-методологические подходы к живому (часто говорят, что биотехнология создала новую "идеологию"). Следует отметить также необычную организационную структуру сообщества биотехнологов.

К числу наиболее существенных новаторских методов  современной биотехнологии следует отнести:  

1. Генетическую  инженерию  прицельное  изменение генов организма путем  манипуляций с его ДНК;  
2. Инженерную энзимологию – зменение свойств  ферментов с целью их применения 

в пищевой, лекарственной или  химической индустрии. Например, с помощью фермента глюкозизомеразы предполагается превращать в промышленном масштабе глюкозу во фруктозу (которую могут употреблять диабетики). Один из важнейших подходов - иммобилизация ферментов или содержащих их клеток -- закрепление на целлюлозе, коллагене, гелеобразующих материалах или иных носителях. В ряде случаев ферменты функционируют в иммобилизованном виде лучше, дольше, стаблиьнее или просто по-иному (давая измененные продукты), чем в свободном виде  

3. Культивирование растительных или животных клеток вне соответствующих организмов - на питательных средах (так, как традиционно выращивают бактерии). Это необходимо для массового производства ценных продуктов (например, лекарственных гликозидов женьшеня в культиваторе с клетками этого растения). Из культивируемых растительных клеток можно получить целые растения, совершенно идентичные по наследственным признакам (клоны). Несколько курьезным примером служит заявленный несколько лет назад в США проект по выращиванию рождественских елочек на продажу из клонов, полученных в чашках Петри (стеклянной посуде для культивирования одноклеточных)  
4. Промышленное  производство биологических продуктов  в крупных масштабах (например, бактериальных кормовых препаратов  для животноводства) или, наоборот, в мизерных, но все равно насыщающих мировой рынок количествах (дорогостоящие лекарства, производимые в граммовых или даже миллиграммовых количествах); разработка биотехнологических индустриальных аппаратов (ферментеров, биореакторов) и производственных процессов * Выделение, очистка, химическая модификация и стабилизация биотехнологических продуктов с применением современных методов (ионообменная, аффинная и гель-хроматография, электрофорез, изоэлектрическая фокусировка, изотахофорез, иммуннохимические методы и др.)  
5. Экосистемную  биотехнологию (экоинженерию)

      Методы биотехнологии  применяют в следующих областях:  

1. Сельское хозяйство. 

Речь идет о биотехнологических средствах защиты растений, заменяющих  пестициды, 

например, о применении естественных врагов насекомых -вредителей или сорняков; о выращивании устойчивых к патогенам или свободных от них (в частности, безвирусных) растений; о создании новых пород животных методами генетической инженерии  о микробной биомассе и других кормовых добавках для животных; о новых средствах профилактики (например, генноинженерные вакцины) и лечения болезней сельскохозяйственных животных.  

2. Медицина.

Биотехнология  предлагает новые антибиотики,  вакцины, лечебные сыворотки на  базе моноклональных антител, гормоны и факторы крови, синтезируемые в микробных культурах с использованием методов генетической инженерии, а также многое другое.  

3. Пищевая промышленность.

 заменители сахара, ароматические  и вкусовые добавки, полученные  не химическим синтезом, а с применением микроорганизмов или культивируемых растительных клеток; пищевые ферменты; стабилизаторы - вещества, продлевающие срок хранения продуктов.

4. Энергетика - производство возобновляемых видов  топлива 
5. Горнодобывающая промышленность (биогеотехнология)

Выщелачивание металлов из руд с помощью микроорганизмов; микробное разделение водно-нефтяных эмульсий; извлечение остаточной нефти из скважин путем закачивания в них вязких растворов микробных биополимеров.  

6. Охрана природы

Например, устранение биологическими  средствами последствий 

антропогенного  воздействия на природу (bioremediation); биодеградация 

экологически опасных  веществ 

Поддержка развития биотехнологии, в том числе и  политическими средствами, является задачей ряда влиятельных международных организаций, среди которых отметим Европейскую федерацию по биотехнологии (European Federation of Biotechnology). Она преследует следующие цели:  

1. Развитие биотехнологии  на благо всего населения;  
2. Содействие  распространению информации и  кооперации во всех областях  биотехнологии  
3. Предоставление  правительственным и наднациональным  (международным) организациям информации  по биотехнологии и экспертных  оценок по этой тематике;  
4. Проведение мероприятий по ознакомлению широкой общественности с проблемами биотехнологии.  

      Как уже отмечалось, биотехнология находится в сфере  интересов биополитиков. Мы рассмотрим три основных "ипостаси", в которых  биотехнология выступает на биополитической арене. Во-первых, биотехнология способствует охране биоса, преодолению энергетического кризиса и реализации других граней biopolicy. Во-вторых, биотехнология влияет на философско-этический базис биополитики. В-третьих, наконец, организационная структура международного сообщества биотехнологов такова, что в ней вполне уместно применять биополитически обоснованные социальные технологии типа социальных сетей.  

      Биотехнология и проблемы. Биотехнологические разработки, направленные на ликвидацию поллютантов - пестицидов, отходов химических производств -- могут быть проиллюстрированы на примере обевреживания отравляющего вещества иприта ("горчичного газа"). Этот отход химических предприятий загрязняет почву и водоемы100. Проблему предполагают решать, разлагая иприт с помощью выделенных из почвы штаммов бактерий Pseudomonas sp. 8-2 и Micrococcus sp. 6-2. Другой пример biopolicy на биотехнологической базе - ликвидация радиоактивных отходов. Так, ионнообменные смолы, с помощью которых очищают радиоактивную воду в ядерных реакторах и которые сами приобретают радиоактивность, могут быть ликвидированы путем их микробного расщепления. Бактерия Thiobacillus ferooxidans эффективно расщепляет, например, ионнообменную смолу катионит КУ-2-8101. 

      Остановимся на вкладе биотехнологии в ликвидацию накапливающихся в почвах и водоемах пестицидов. В последние десятилетия в распоряжении биотехнологов есть штаммы микроорганизмов, способные их обезвреживать. Еще в 80-е годы методами генетической инженерии создан штамм Pseudomonas ceparia, разрушающий пестицид 2,4,5-трихлорфеноксиацетат. Выше кратко отмечено, что биотехнология предлагает и разработки, позволяющие в ряде случаев обойтись без пестицидов и других продуктов химической индустрии или по крайней мере снизить их необходимое количество.  

Во-первых, применение ядохимикатов становится излишним, если на полях растут устойчивые к насекомым, нематодам, другим патогенам растения - продукты генноинженерных разработок. Такие растения, например, хлопок, которому не страшны насекомые-вредители, занимают все большие посевные площади в мире. Широко используются в сельском хозяйстве, правда, и растения, устойчивые к самим пестицидам, в частности, такими свойствами обладают более 40% рапса, выращиваемого в Канаде. Понятно, что пестицид-устойчивые растения скорее ухудшают, чем улучшают экологическую обстановку, ибо подстегивают земледельцев безнаказанно (с точки зрения возделываемой ими культуры) увеличивать вносимые в почву количества ядохимикатов. Так мы сталкиваемся с биотехнологической разработкой, чье биополитическое значение может оказаться негативным. Распространение генноинженерных растений вызывает также ряд биополитических вопросов, адресованных генетической инженерии в целом

Во-вторых, средства защиты растений, а также  удобрения, могут быть получены не химическим синтезом, а биотехнологическим путем. Так, многие виды насекомых восприимчивы к заболеванию, вызываемому грибом Beauveria bussiana. Препарат боверин из высушенных конидий гриба способен вызывать болезнь в течение года после обработки почвы или растений. К биотехнологическим средствам защиты растений относят и естественные информационные вещества насекомых, например, антиовипозитанты, воспринимаемые насекомыми как категорический приказ: "Здесь откладывать яйца нельзя!". Нарастает перечень биотехнологических препаратов, которые могут использоваться для защиты растений от патогенных микроорганизмов. Помимо готовых биотехнологических препаратов, речь в последние годы идет также о методе смешанного культивирования нескольких видов растений. Один из видов выделяет вещества, подавляющие развитие вредителей, к которым был бы беззащитен другой вид культурных растений. Так, перец вырабатывает защитное вещество (фитоалексин), помогающее предохранить картофель и другие виды сельскохозяйственных культур от заражения грибом фитофтора (Остроумов, 1986).  

      На стыке чисто  практических разработок (в рамках biopolicy) и философски-ценностных идей находится разработанная в биотехнологии  концепция интегральных систем экологической защиты. В противоположность распространенному мнению, что насекомых, сорняки и др. следует "уничтожать без жалости", данная концепция планирует отказ от тактики тотального уничтожения вредителей пестицидами в пользу балансировки и ограничения их численности мягкими биотехнологическими методами (включая, в случае насекомых, упомянутые анитовипозитанты и иные молекулы-сигналы). Концепция интегральных систем экологической защиты предполагает осознание того, что и в масштабах локальной экосистемы, и в рамках планетарного биоса "вредные" с человеческой точки зрения организмы, тем не менее являются неотъемлемой частью био-разнообразия, представляют абсолютную ценность, как и предполагает философская биоцентрическая установка Мы еще вернемся к философским граням биотехнологии. 

К сожалению, биотехнология  не всегда помогает решать проблемы biopolicy.  В некоторых случаях она сама создает их. Выброшенные в атмосферу  клетки микроорганизмов угрожают вспышкой бронхиальной астмы и других аллергических  заболеваний. В 80-е годы ХХ века вызвало политический резонанс загрязнение атмосферы дрожжевой биомассой в виде аэрозоля на биотехнологическом предприятии в г. Кириши (СССР), пока на нем и на ряде других предприятий по производству кормового белка одноклеточных организмов не установили эффективные пылеуловители и, более того, не добились внедрения бессточной технологии (замкнутого цикла с рециркуляцией отходов, см. ниже об экосистемной биотехнологии)102.