Зачет по биотехнологии.

Клеточная и тканевая биотехнология

1. История развития биотехнологии. Основные этапы культуры клеток и тканей.

2. Использование достижений биотехнологии в отраслях производства.

3. Значение биотехнологий и направления в биотехнологии.

4. Клеточная инженерия. Тотипотентность растительных клеток.

5. Клональное микроразмножение растений in vitro.

6. Основные этапы клонального микроразмножения растений.

7. Экспланты: происхождение, и их стерилизация.

8. Питательные среды для клонального размножения, каллусообразования и морфогенеза in vitro.

9. Модель Миллера-Скуга о роли гормонов в клеточной и тканевой культуре.

10. Условия культивирования клеток и тканей in vitro (освещения и температуры).

11. Размножение растений in vitro активацией пазушных меристем.

12. Размножение растений in vitro индукцией адвентивных почек.

13. Микрочеренкование in vitro побега, сохраняющего апикальное доминирование.

14. Размножение in vitro в биореакторах и образованием соматических зародышей.

Биотехнология оздоровления растений от инфекций

15. Распространение вирусов, вироидов, микоплазм у растений.

16. Подготовка материала к оздоровлению от вирусных инфекций.

17. Использование термо- и химиотерапии при оздоровлении от вирусных болезней.

18. Биотехнология оздоровления картофеля от вирусных инфекций и других, патогенов.

19. Схема оздоровления древесно-кустарниковых растений.

20. Фитосанитария выращивания оздоровленных растений.

21. Диагностика вирусов при оздоровлении и размножении оздоровленных растений.

22. Иммуноферментный анализ: значение, методы ИФА, применение.

23. Метод двойных антител твердофазного ИФА «сэндвич - вариант».

24. Антитела, антигены, коньюгат, субстрат и метка.

Клеточная биотехнология растений

25. Суспензионная культура клеток in vitro.

26. Получение протопластов растительных клеток.

27. Культивирование и слияние протопластов.

28. Парсексуализация (гибридизация) соматических клеток и применение в практике.

29. Создание ассоциаций клеток растений и микроорганизмов.

30. Биотехнолгия в симбиотической азотфиксации (бобово-ризобиальный симбиоз).

Генная инженерия растений

31. Конструирование рекомбинантной ДНК.

32. Получение инсулина на основе методов генной инженерии.

33. Этапы технологии получения ГМО.

34. Улучшение качества и повышение продуктивности растений методами генной инженерии.

35. Получение трансгенных растений, устойчивых к стрессовым воздействиям.

36. Получение трансгенных растений, устойчивых к насекомым.

37. Получение трансгенных растений, устойчивых к грибной, бактериальной и вирусной инфекции.

38. Получение трансгенных растений, устойчивых к гербицидам биалофос, глифосат, бромоксилин.

39. Перенос генов и их трансформация (векторы).

40. Векторы переноса генов на основе Ti-плазмиды Agrobacterium tumifaciens.

41. Биобезопасность. Понятие биобезопасности. Методы оценки ГМО. Контроль за биобезопасностью.

42. Особенности государственного регулирования генноинженерной деятельности и контроля за безопасностью получения и использования ГМО в США и РФ.

Биологическая инженерия

43. Биотехнология производства метаболитов. Первичные и вторичные метаболиты.

44. Биотехнология получения аминокислот. Гидролиз сырья, химический и микробиологический синтез, биотрансформация предшественников аминокислот.

45. Биотехнология производства витаминов. Получение витаминов В₂, В₁₂ и др.

46. Биотехнология производства органических кислот. Получение уксусной, лимонной и др. кислот.

47. Биотехнология получения вторичных метаболитов (идиолитов): антибиотиков, ферментов, стероидов и др.

48. Криосохранение и банк клеток тканей растений.

1. История развития биотехнологии. Основные этапы культуры клеток и тканей.

1902 г. – Габерланд пытался вырастить изолированные листочки на растворе сахарозы. Но знаний было мало, неудачно. Выдвинул гипотезу о тотипотентности соматической раст. кл. (тотум – весь, потенция – сила) – способность сомат. кл. образовать целое раст. с теми же св-ми. Из кусочка можно получить целое растение (вегет. разм.).

1913 – Харисон культивирует ткани животных на плазме крови и зарод.жидкости.

1922 – Роббинс и Коттент вырастили на питательной среде кончики корней томатов и кукурузы (меристемы).

1924 - Получен каллус из клеток корня моркови, Блументаль и Майер.

in vitro – выращ.раст. на искус. пит. среде в стерильных условиях. Началом успешного развития метода культуры тканей положили работы Гатре и Уайта, они показали, что если кончики корней переодически пересаживать (пассаж) на свежую среду, то их можно культивировать очень долго. Гатре ввел в культуры каллусные ткани.

1955 – Миллер и Скуг открыли ауксины, стимулирующие деление клетки.

1959 – in vitro выращивали 149 видов растений. Созданы питательные среды. 1962 – среда Мурасига-Скуга. В5-Уайт.

1971 – Регенерация растений из протопластов. Получены протопласты и разработаны методы их гибридизации. Галстон: «Силу раст.кл. освободили из деревянной тюрьмы». Межвидовая соматическая гибридизация слиянием протопластов (Nicotiana ). Разработка методов ферментативного «разрезания» и «склеивания» определенных участков ДНК (Гамильтон Смит - 1970; Поль Берг - 1972).

1977 - Первое практическое применение генетической инженерии – продукция гормона роста человека в бактериальных клетках. 1978 - Производство человеческого инсулина в бактериальных клетках in E. coli.

1982 - Получена генетическая трансформация протопластов посредством ДНК.

1985 - Разработан вектор для трансформации растений на основе «разоруженной» Ti плазмиды. Разработан бинарный вектор для трансформации растений. Впервые появилась возможность патентовать трансгенные растения. 1986 - Первые полевые испытания трансгенных растений.

1987 - Разработан метод генетической транформации растений способом биологической баллистики. Первая трансфомация однодольного растения (Asparagus) посредством Agrobacterium tumefaciens.

Микроклональное размн. – Морель, Бутенко Раиса Георг.

1993 - В продовольственных магазинах США поступили в продажу трансгенные томаты, с задержкой увядания. 2003 - Получены растения-продуценты вакцин. 2005 - Трансгенные культуры занимают 90 миллионов га. в 21 стране на 5 континентах, 80% сои в мире - трансгенные сорта.

Рос. наука за последние 20 лет отстает от мировой. Вклад уменьшился.

2. Использование достижений биотехнологии в отраслях производства.

1) В народном хоз. – пищ., фарм., нефтегазов., благодаря м.о. (хлеб на разрыхлителе не сытен, светлое пиво на чешуе ячменя плохое).

2) В экологии – защита от вредителей, болезней, утилиз. орган. отходов., конструирование экосистем.

3) В энергетике – новые виды энергии – биогаз из раст. остатков на основе биоконверсии. Моделирование фотосинтеза – искусственно на ферм. и л.шпината. Искуств. получение метана (мусор. кучи).

4) В с/х: трасгенные раст. и жив., бактер. удобрения. Рекультивация почв. Клонир. жив. (в Германии антистрессовые свиньи, быки, перепела с крупными яйцами).

5) В медицине – Антитела. Имунно-ферм. анализ (ИФА), сыворотки, вакцины, генная терапия. Методика как продлить жизнь ч-ка: при дроблении, когда 4 кл, одну вернуть матери, а 3 в банк. Потом из них выращивать новых и пересаживать органы.

6) Биоэлектроника – чипы.

3. Значение биотехнологий и направления в биотехнологии.

Биотех. – раздел биологии и отраслей производства с использованием живых организмов. Это наука о клеточных и генных методах и технологиях.

Значение: 1) в растениеводстве: улучшенные и новые генотипы раст. Нужно накормить человечество, которое растет. К 2050 г. – 10 млрд человек. 2) в жив-ве: трансплонтация эмбрионов. 3) ветеринария: получение вакцин, сывороток, витаминов. Трансгенные кролики (дойные) дают питательное молоко. 4) с/х микробиология: азот-фиксация зерновых культур. Препараты для защиты растений.

Направления: 1) Клеточная инженерия – вещества получены искусственно (женьшеневый крем). Протопласты. 2) Генная инженерия – комплекс мер, направленных на изменение наследственных признаков путем переноса, или воздействия на гены, определяющие тот или иной признак. 3) Биологическая инженерия – использование м.о. 4) Энтимология – ферменты (в порошке). 5) Экологическая инженерия.