надати інформацію про новітню галузь науки – біотехнологію, її застосуваня у житті;
розвивати інтерес до сучасної науки,
виховувати допитливість, жагу знань.

Урок не містить жодного завдання. Додайте завдання.

Щоб додати завдання, оберіть категорію завдання на панелі запитань.

Додати завдання

Біотехнологія — дисципліна, спрямована на дослідження можливості використання живих організмів або продуктів їхньої життєдіяльності з метою пошуку варіантів розв’язання сучасних проблем у медицині, сільському господарстві та інших галузях.

Один з напрямків біотехнології — генна інженерія, яка займається вивченням біологічних процесів у живих організмах для створення нових видів тварин, рослин, мікроорганізмів чи покращення властивостей тих, що вже існують.

Сучасні методи біотехнології дають змогу забезпечувати безліч людських потреб — від модифікації рослин для підвищення якості харчових продуктів до розробки життєво необхідних медичних препаратів.

Методи й основні напрямки біотехнології

Біотехнологія перетинається з багатьма іншими дисциплінами: молекулярною та клітинною біологією, генетикою, біохімією, ембріологією й навіть з робототехнікою, інформаційною та хімічною технологіями. Серед галузей біотехнології представлена біоінженерія, генна та клітинна інженерія, біомедицина (а також наномедицина), біофармакологія, біоінформатика, біоніка, біоремедіація, штучний відбір, клонування, гібридизація.

Клітинна і генна інженерія — сьогодні основні біотехнологічні методи.

Клітинна інженерія передбачає модифікацію або виведення нових клітин з тих, що вже існують. Для цього виконується значна кількість лабораторних дослідів, під час яких найчастіше комбінуються властивості різних клітин. Дослідники вирощують клітини шляхом пересадки органел або злиття клітин. Клітинна інженерія маніпулює також тканинами і протопластами. Важливе значення має такий метод клітинної інженерії, як метод культури ізольованих тканин.

Генна інженерія передбачає проведення лабораторних дослідів для створення культур з необхідними якостями шляхом штучної зміни в генотипі мікроорганізму. Методи генетичної інженерії застосовують досить широко й успішно для вивчення людини, онкологічних захворювань і хвороб, пов’язаних з імунною системою. Перші успішні досліди датуються першою половиною 20 століття, а перший препарат рекомбінантного інсуліну був отриманий у 80-х роках минулого століття.

Клонування — ще одна методика біотехнології. Вона полягає у створенні клону або клонів — нащадків, які на 100% відповідають прототипу, природним шляхом або шляхом безстатевого розмноження. Перше клонування провели на рослинах. Сьогодні цю методику застосовують і для генетичного виведення бактерій. Існує також молекулярне клонування (отримання ідентичних копій спадкових молекул) та штучне отримання клонів організмів, клітин, молекул.

Основні напрямки розвитку біотехнології:

розробка штамів різних мікроорганізмів;
виведення нових порід тварин і сортів рослин;
розробка харчових продуктів та кормів для тварин;
створення засобів захисту сільськогосподарських культур від шкідників і різних хвороб;
розробка сучасних методик щодо захисту довкілля.

Це лише частина напрямків, у яких використовується біотехнологія. Наука постійно розвивається, а вчені ставлять перед собою все складніші цілі.

Досягнення біотехнології в різних галузях

Біотехнологія допомогла здійснити безліч відкриттів у галузі медицини та науки.

Досягнення біотехнології в медицині

Медичні біотехнології діляться на діагностичні та лікувальні.

Перші дослідження були проведені в 70-х роках 20 століття, коли вчені перенесли генетичний матеріал з одного організму в інший за допомогою використання рекомбінантної ДНК.

Також за допомогою генномодифікованих бактерій був створений людський інсулін і гормон, що стимулює появу еритроцитів у кістковому мозку — еритропоетин.

У перспективі вчені розглядають застосування технологій біотехнології як спосіб боротьби з невиліковними захворюваннями та з хворобами, що передаються спадково. Крім того, генна інженерія може допомогти зі створенням гормональних препаратів для підвищення імунітету й пересадкою генів з метою розв’язання проблеми народження неповноцінних дітей.

Сучасні досягнення біотехнології в науці

Біотехнологія сприяла появі тварин абсолютно нових порід і рослин нових сортів, що принесло користь сільському господарству. Також сьогодні селекційні процеси прискорилися втричі — з 11 до 3-4 років.

Біотехнологія використовується в мікроелектроніці (на основі польового ефекту створені іон-селективні транзистори) та у видобутку нафти (для збільшення нафтовіддачі нафтових пластів). В екології біотехнологічні методи застосовуються для очищення побутових та промислових стічних вод.

Учені вірять, що в майбутньому біотехнологія також допоможе розв’язати сучасні проблеми, зокрема:

забруднення навколишнього середовища хімічними продуктами;
брак очищеної та прісної води;
дефіцит енергетики.

Крім того, біотехнологія здатна підвищити рівень медичного обслуговування й допомогти у створенні нових екологічно чистих продуктів і матеріалів.

Біотехнологія як еталон безвідходного виробництва

Біотехнологія – це сучасне, а в більшій мірі майбутнє науки, технології виробництва, а отже, і майбутнє людства. Процес біотехнічних досліджень обумовлений взаємодією біології з технічними науками і використанням в рамках формування системи “наука-техніка-виробництво”. В результаті появляються особливості біологічного пізнання, а також нові форми біологічних знань на практиці суспільного виробництва.

В цілому під біотехнологією в даний час прийнято розуміти комплекс фундаментальних наукових знань і їх практичний додаток в різних галузях господарства, які направленні на отримання і використання в технологічних процесах клітин мікроорганізмів, рослин і тварин.

В цілому розрізняють три напрямки розвитку біотехнології.

Перший об’єднує порівняно нові наукові результати і полягає у використанні клітин рослин і тварин, не тільки існуючих в природі, але і отриманих штучно.

Другий напрямок пропонує отримання ферментів, білкових речовин, які знаходяться в клітинах і здатні значно (інколи в тисячі разів) прискорювати хімічні реакції.

Третій напрямок, в основному, полягає в розробці технологічних процесів отримання біомаси мікроорганізмів, продуктів їх життєдіяльності.

Форми інтеграції науки і виробництва, які існують в рамках біотехнології, якісно відрізняються від форми інтеграції інших наук з виробництвом.
Синтез і взаємодія наукових досліджень і дисциплін в основах сучасних біотехнологій виливаються в нові науково-виробничі процеси і засоби (генну, клітинну, білкову, ферментну інженерію, синтезатори генів, біореактори і ін.). Значення цих компонентів біотехніки в конкретно-історичних умовах, що характеризуються рівнем задоволення потреб, полягає в можливості змінити виробничі засоби і методи, а в кінцевому підсумку – і весь процес відтворення (прикладом у даному випадку можуть бути організми з властивостями для збільшення обсягів і поліпшення якості продовольчих ресурсів, для охорони навколишнього середовища, виробництва ліків, що піддаються програмуванню) поряд з одержанням економії суспільної праці.

Поєднання науки біотехнології і виробництва та поступовий перехід до використання інновацій дали можливість піднятися від форми простого використання живої природи до управління біологічними об’єктами і процесами з можливістю цілеспрямованої оптимізації кількісних і якісних пропорцій між входами і корисними виходами обраних ділянок відтворення.
Сьогодні ми є свідками збагачення процесу біологізації за рахунок розвитку біотехнологій, переходу до виробничо-прикладних результатів, а також розгортання біологізації за всіма головними виробничими напрямами використання біотехнологій (сільське господарство, харчова промисловість і ін.).