Лекция современное состояние развития биотехнологии, ее направления в защите растений

ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА БИОЛОГИЧЕСКИХ СРЕДСТВ
ЗАЩИТЫ РАСТЕНИЙ В СЕВЕРОКАВКАЗСКОМ РЕГИОНЕ (ТПБСЗР)

ЛЕКЦИЯ 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ РАЗВИТИЯ
БИОТЕХНОЛОГИИ, ЕЕ НАПРАВЛЕНИЯ В ЗАЩИТЕ РАСТЕНИЙ

План: 1. Терминология в биотехнологии. Связь биотехнологии с другими областями науки.
2. Современное состояние и основные направления развития биотехнологии в защите растений.

1. Терминология в биотехнологии
Появившийся сравнительно недавно, но уже прочно вошедший в жизнь термин «биотехнология» (биологическая технология) включает в себя, казалось бы, два несовместимых понятия – биология и промышленность, технология, производство. Существует много определений биотехнологии.
Например, академик Юрий Овчинников кратко определяет ее как
«использование биологических процессов для промышленных целей». Более полно академик Георгий Сергеевич Муромцев обобщает смысл биотехнологии, как «целенаправленное превращение материи и энергии с помощью организмов или продуктов их жизнедеятельности».
Профессор Н.В. Бондаренко определяет биотехнологию как
«применение научных и инженерных принципов для переработки веществ органической и неорганической природы биологическими средствами с целью получения различных ценных продуктов, а также регуляторов роста, развития и размножения отдельных организмов и их популяций». Говоря обобщенно, биотехнология – наука о биологических процессах, используемых в полезной деятельности человека.
Термин «биотехнология» отнюдь не новый, он широко использовался в начале прошлого столетия. В конечном итоге такие древние производства, как получения спирта брожением, хлебопечение, виноделие, сыроварение, наряду с силосованием кормов, мы вправе отнести к биотехнологии. Однако успехи биологии наших дней наполнили понятие «биотехнология» качественно новым содержанием.
В настоящее время выделяются следующие основные направления биотехнологии: биотехнология пищевых продуктов, биотехнология препаратов для сельского хозяйства, биотехнология лекарственных препаратов, средств диагностики и реактивов, биотехнология препаратов и продуктов для промышленности, биотехнология средств защиты окружающей среды от загрязнения, переработки токсических отходов, биотехнология источников для производства энергии и другие.
Строго говоря, все сельское хозяйство – важнейшая отрасль биотехнологии. Потому что по справедливости первым биотехнологом надо назвать того, кому впервые пришла в голову мысль собрать и посеять зерна растений, чтобы фактически реализовать известное теперь превращение

химической (минералы почвы, углекислый газ воздуха) и физической
(энергия солнца) форм движения материи в биологическую (растение), а затем и в продукцию для человека (Муромцев и др., 1990). То же можно сказать и о разведении животных, в том числе полезных насекомых.
Сегодняшняя биотехнология – это целый океан областей применения биологических знаний для промышленного производства. Основными
«течениями», питающими этот океан, являются: микробиология, генетика и молекулярная биология, клеточная и организменная биологии.
Основы современной биотехнологии были заложены успехами микробиологии, молекулярной биологии и генетики.
Современная биотехнология – комплексная, многопрофильная область научно-технического прогресса, включающая такие разделы, как микробиологический синтез, генная и клеточная инженерии, инженерная энзимология, техническая энтомология, другие смежные биопроизводства.
Сегодняшняя биотехнология включает практически все ветви биологии
– классическую зоологию и ботанику, как фундамент растениеводства и животноводства, экспериментальные ветви – микробиологию, вирусологию, генетику, физиологию, биохимию, биофизику. Поскольку биотехнология имеет дело с организмами и продуктами их жизнедеятельности, она использует все уровни организации живого – молекулярный, клеточный, организменный и популяционный. Поэтому объектами ее изучения и применения служат отдельные молекулы, в особенности белки и нуклеиновые кислоты, культуры клеток и тканей, целостные одно- и многоклеточные организмы или их отдельные органы, сложные сообщества организмов разного уровня организации.
В настоящее время с помощью микроорганизмов человек научился получать разнообразные органические вещества: этиловый, бутиловый, метиловый, изопропиловый спирты, ацетон и др. Микробы дают нам ценные кормовые и пищевые добавки: белки, аминокислоты, антибиотики, ферментные препараты, витамины, гормоны и множество других веществ.
Специализированные микроорганизмы осуществляют гидролиз отходов растениеводства и животноводства и могут давать при этом дешевое топливо
– биогаз, состоящий главным образом из метана.
А метилотрофные дрожжеподобные организмы образуют кормовой белок, используя метан в качестве источника питания и энергии. Другие бактерии – метанокисляющие – преобразуют метан в метиловый спирт, используемый далее для получения полноценного белка.
При ферментации (сбраживании) соломистого навоза в анаэробных условиях бактерии образуют ценные органические кислоты и углекислый газ.
Довольно простые установки – ферментеры – используются для такой биоконверсии отходов во многих странах.
Микроорганизмы – самые мощные производители белковых веществ на нашей планете. Фундаментальной особенностью микробной клетки является то, что она имеет исключительно высокий уровень обмена веществ
– метаболизма. Поэтому скорость образования белка у бактерий в 10 раз

выше, чем у животных и во много десятков раз, чем у растений. Бактерии и дрожжи растут очень быстро, огромными темпами увеличивают свою биомассу, способны жить в экстремальных условиях, вплоть до температуры кипящей воды и утилизировать самые разнообразные вещества и материалы - металлы, пластмассы, целлюлозу, нефть и уголь.
Максимальный вклад микробиологии в биотехнологию и современное ее производство объясняется сравнительно простыми технологическими решениями и широкими возможностями этого производства при одновременно высокой рентабельности.
Наша страна была основоположницей микробиологического производства, и долгие годы лидировала в мире. В отличие от микробов ни одно, даже самое совершенное химическое производство не может осуществить синтез белка и других веществ из простых элементов.
Широко используются микроорганизмы и для очистки окружающей среды. Например, вод от отходов молочной и целлюлозно-бумажной промышленности, в производстве красителей, удобрений. Микробы разлагают и выводят из окружающей среды различные пластмассы, полимеры, моющие средства, помогают избавляться от загрязнения почв нефтью, пестицидами. Микроорганизмы эффективно используют для рекультивации земель, в особенности отвалов горнорудных предприятий: они восстанавливают структуру почвы, помогая растениям извлекать труднодоступные формы фосфора и других элементов.
Другой базовой отраслью науки, давшей толчок развитию биотехнологии, стала генная инженерия. Расшифровка молекулярной структуры гена стала величайшим открытием биологии ХХ века.

Каталог: company -> personal -> user -> 7931 -> files -> element -> historyget
user -> Лекция №1. Актинобациллез животных. (Псевдоактинобациллез, лигниереллез)
user -> Рабочая программа учебной дисциплины эпизоотология и инфекционные болезни наименование дисциплины
user -> Вопросы: Каковы основные задачи эпизоотологии?
user -> Вопросы к зачету по дисциплине Основы рационального питания
historyget -> Лекция №12 влияние экологических факторов на насекомых. Биоценология насекомых, категории биоценозов
historyget -> Выявление вредителей кукурузы и проса
historyget -> Лекция сущность, задачи и цели биологической защиты растений
historyget -> Лекция анатомия насекомых план: Кожные покровы насекомых. Мышечная система насекомых. Полость тела насекомых. Системы внутренних органов