- •О. Ю. Сартакова
- •Учебное пособие
- •Содержание
- •1 Основы микробиологии ................................................... 7
- •2 Основы биотехнологии ................................................... 42
- •3 Типовая схема и основные стадии
- •4 Основные понятия биокатализа и53
- •5 Ферментация....................................................................... 65
- •6 Области применения биотехнологии........................... 69
- •Введение
- •1 Основы микробиологии
- •1.1 Общие сведения о микроорганизмах
- •1.2 Распространение микроорганизмов в природе
- •1.3 Морфологическая характеристика отдельных групп микроорганизмов
- •1.3.1 Структура эукариотической клетки
- •Ской мембраны
- •1.3.2 Структура прокариотической клетки
- •1.3.3 Ультрамикробы
- •1.3.4 Бактерии
- •1.3.4.1 Спорообразование у бактерий
- •1.3.4.2 Движение бактерий
- •1.3.4.3 Размножение бактерий
- •1.3.4.4 Питание бактерий
- •1.3.4.5 Типы питания
- •1.3.4.6 Систематика бактерий
- •1.3.5 Актиномицеты
- •1.3.6 Грибы
- •1.3.7 Водоросли
- •1.3.8 Простейшие
- •1.3.9 Коловратки
- •2 Основы биотехнологии
- •2.1 Объекты биотехнологии
- •2.2 Прошлое и настоящее биотехнологии
- •2.3 Перспективы развития биотехнологии
- •2.4 Основные виды биотехнологической деятельности микроорганизмов
- •2.5 Преимущества биотехнологических процессов
- •3 Типовая схема и основные стадии биотехнологических производств
- •4 Основные понятия биокатализа и биотрансформации
- •4.1 Основные группы биотрансформаций
- •4.2 Основные виды реакций биокатализа
- •4.3 Классификация ферментов
- •4.4 Преимущества и недостатки биокаталитических процессов
- •4.5 Основные понятия иммобилизации ферментов
- •4.6 Методы иммобилизации ферментов
- •Го связывания с носителем
- •«Сшивки»
- •4.7 Оценка качества иммобилизованных ферментов и метода иммобилизации
- •4.8 Примеры использования ферментов
- •5 Ферментация
- •5.1 Классификация процессов ферментации
- •Ферментация бывает:
- •5.2 Основные параметры периодической ферментации
- •5.3 Понятие скорости роста
- •5.4 Фазы периодической ферментации
- •5.5 Преимущества и недостатки периодической ферментации
- •6 Области применения биотехнологии
- •6.1 Биотехнологические процессы в решении экологических задач
- •6.2 Примеры блок-схем микробиологической очистки стоков
- •6.3 Биохимические методы очистки воды
- •6.3.1 Микробная ассоциация и технологические условия ме-
- •6.3.2 Очистка воды в аэротенках
- •6.3.3 Очистка воды в биофильтрах
- •6.3.4 Комбинированные сооружения аэробной биохимической очистки воды
- •6.3.5 Процессы нитрификации и денитрификации
- •6.3.6 Методы обработки осадка
- •6.3.7 Аэробная стабилизация осадка
- •6.3.8 Метановое брожение (биометаногенез)
- •6.3.8.1 Этапы метанового брожения
- •Биогаз (сн4, co2 )
- •6.3.8.2 Химизм процесса метанового брожения
- •6.3.8.3 Микробная ассоциация биометаногенеза
- •6.3.8.4 Сырье биометаногенеза
- •6.3.8.5 Технологические режимы и аппаратурное оформление процесса метанового брожения
- •6.4 Биоценозы как индикаторы сапробности водоемов
- •6.5 Применение биотехнологии в медицине
- •6.5.1Антибиотики
- •6.5.2. Гормоны
- •6.5.3 Вакцины, иммунные сыворотки и иммуноглобулины
- •6.5.4 Ферменты
- •6.5.5 Биодатчики в медицине
- •6.6 Применение биотехнологии в энергетике
- •6.6.1 Законы биоэнергетики
- •6.6.2 Биологические мембраны, как преобразователи энергии
- •6.6.3 Характеристика растительного сырья как источника энергии
- •6.6.4 Альтернативные источники энергии и их получение
- •6.7 Производство пищевых продуктов и напитков
- •6.7.1 Биотехнологические процессы в хлебопекарном производстве
- •6.7.2 Биотехнология приготовления пива
- •6.7.3 Производство вина и спиртсодержащих продуктов
- •6.7.4 Биотехнология приготовления кисломолочных продуктов и сметаны
- •6.7.5 Биотехнологические процессы в сыроделии
- •6.7.6 Биотехнология приготовления маргарина
- •6.8 Химическая промышленность и биотехнология
- •6.9 Сельское хозяйство и биотехнология
- •6.10 Биогеотехнология
- •6.10.1Биогидрометаллургия
- •6.10.2 Выщелачивание куч и отвалов
- •6.10.3 Бактериальное выщелачивание in situ
- •6.10.4 Выщелачивание минеральных концентратов
- •6.10.5 Микробиологический способ извлечения золота
- •6.10.6 Биосорбция металлов из растворов
- •6.10.7 Обогащение руд
- •6.10.8 Извлечение нефти
- •6.11 Безопасность биотехнологических процессов
- •Глава 1
- •Главы 2, 3
- •Глава 4
- •Глава 5
- •Глава 6
6.5.3 Вакцины, иммунные сыворотки и иммуноглобулины
Одним из важнейших направлений прикладной микробиологии является создание эффективных препаратов для иммунопрофилактики
и иммунотерапии инфекционных заболеваний.
Вакцины и анатоксины – препараты для индукции в организме специфического иммунного ответа с формированием активного проти- воинфекционного иммунитета (от англ. immunity – невосприимчи- вость) за счет мобилизации механизмов иммунологической памяти.
Вакцины изготавливают на основе ослабленных, инактивиро-
ванных возбудителей болезней. Разработка современных вакцин осно- вана на генно-инженерном подходе. Вакцины стимулируют ответ им- мунной системы так, как будто имеет место реальная инфекция. Им- мунная система затем борется с "инфекцией" и запоминает микроорга- низм, который ее вызвал. При этом если микроб вновь попадает в орга- низм, эффективно борется с ним.
Вакцинация (прививка, иммунизация, от лат. vaccus – корова) — создание искусственного иммунитета к некоторым болезням. Для этого используются относительно безобидные антигены, которые являются частью микроорганизмов, вызывающих болезни. Микроорганизмами могут быть вирусы или бактерии.
Хорошо известны вакцины первого поколения — вакцина против бешенства, полиомиелита, кори туберкулеза, чумы, сибирской язвы; убитые вакцины — вакцина против коклюша, клещевого энцефалита; вакцины второго поколения (химические), примером может служить холерная вакцина; а также субъеденичные вакцины — противогрип- позная вакцина.
Иммунные сыворотки и иммуноглобулины – биологические препараты, содержащие готовые специфические антитела (иммуногло- булины), введение которых в организм приводит к немедленному при- обретению пассивного гуморального иммунитета, способного защи- тить организм от интоксикации или инфекции. Иммунные сыворотки и получаемые из них иммуноглобулины предназначены для создания пассивного антитоксического, антибактериального или антивирусного иммунитета у человека.
Иммунные сыворотки и иммуноглобулины используются как средства серопрофилактики и серотерапии. В первом случае сыворо- точные препараты вводятся до возможного заражения или непосред- ственно после него, пока еще не появились признаки заболевания, а па- циент не обладает собственными антителами, способными защитить
105
его от заражения. Во втором случае препараты вводятся для лечения – нейтрализации токсинов или вирусов, усиления антимикробной защи- ты.
Все сывороточные препараты делятся на две группы: гетероло- гичные, полученные из крови животных (чаще лошадей), и гомологич- ные, полученные из крови человека. Преимущество гетерологичных препаратов в том, что интенсивная иммунизация животных позволяет достичь высокой концентрации антител.
В качестве профилактических и лечебных препаратов могут ис- пользоваться «чистые антитела» - иммуноглобулины, полученные сорбцией антител на антигенных сорбентах.