Таким образом, вторичные метаболиты повышают адаптационные возможности организмов.
масса организма I – первичные метаболиты
II – вторичные (синтезируются
на завершающей стадии роста)
время роста
К каким метаболитам вы отнесете аминокислоты, углеводы? Почему?
В норме обмен веществ в клетке осуществляется по принципу строжайшей экономии. Задача биотехнолога состоит в обеспечении сверхсинтеза одного из продуктов метаболизма, что обеспечивается следующими методами:
1) Изменение генетической программы организма:
а) селекция – направленный отбор организмов со скачкообразным изменением генома. Но для возникновения мутации интересующий нас ген должен удвоиться ~107 раз.
б) искусственный мутагенез – химический, УФ, радиационный.
2) Нарушение регуляторных систем организма: (на доске)
Ф Ф' А Б С
блокировка фермента конечным метаболитом |
Если Д (тоже блокирует Ф) – антиметаболит С, т.е. Д не включается в обмен, то на среде с Д выживают организмы с дефектами регуляции. |
Сегодня мы рассмотрим также производство кормового белка как прообраз современного управляемого биосинтеза аминокислот, витаминов и антибиотиков.
В соответствии с нормами питания человек должен ежедневно получать с пищей 60–120 г. полноценного белка (содержащего все незаменимые аминокислоты). Незаменимые аминокислоты наиболее сбалансированы в белках семян сои, также риса и гороха. В белках зерна пшеницы мало лизина, метионина и изолейцина.
Особый интерес представляет использование микроорганизмов в качестве источника белка и витаминов:
использование разнообразных сред для культивации (вплоть до отходов производства);
высокая интенсивность роста
удвоение белковой массы: крупный рогатый скот – 5 лет,
свиньи – 4 месяца,
дрожжи – 1–6 часов;
повышенное содержание незаменимых аминокислот;
относительная простота влияния на процессы синтеза.
Дрожжевые клетки способны использовать жидкие фракции углеводородов нефти (10–30ºС). В России первый завод по производству кормовых дрожжей из жидких парафинов нефти вступил в действие в 1971 году. При выращивании в среду добавляют также минеральные соли, витамины и воду. Полученная высушенная дрожжевая масса гранулируется и используется как белково-витаминный концентрат (БВК), содержащий до 60% белковых веществ.
Хорошим субстратом для выращивания кормовых дрожжей является молочная сыворотка – отход при переработке молока, а также низшие спирты. Хороший резерв пищевого белка и витаминов – остаточные пивные дрожжи. Организм человека усваивает свыше 90% питательных веществ, содержащихся в них.
Известно также более 30 видов бактерий, которые могут быть применены в качестве источника полноценного белка. Например, водородоокисляющие бактерии способны накапливать в клетках до 80% сырого протеина (среда 75% Н2, 20% О2, 5% СО2).
Используются также одноклеточные водоросли (Chlorella, Seenedesmus). Обычно их выращивают в естественных условиях южных регионов в бассейнах открытого типа (70 т/га в год).
Микопротеин – белок грибного происхождения. Среда культивации – глюкозный сироп (гидролизат кукурузного крахмала).
Заключение
Итак, острота проблемы глобального перенаселения, сокращение с/х площадей в результате роста городов и деградации земель выводит нас на новый виток развития биотехнологии, а именно, крупномасштабное использование микроорганизмов для наработки белково-витаминной продукции.
УРОК №5 по теме «Производство аминокислот, витаминов и антибиотиков»
Информация по педагогике:
Развивающее обучение
Среди большого числа новаций, захлестывающих сегодня учебные заведения, развивающее обучение (РО) занимает достаточно стабильное положение и стоит на одном из первых мест по значимости и связываемых с ним ожиданий по повышению качества образования. Вместе с тем, теория и технология развивающего обу ...
Индивидуально-ориентированная организация учебного процесса как элемент
системы зачетных единиц
Индивидуально-ориентированная организация учебного процесса является неотъемлемым элементом системы зачетных единиц и предусматривает освобождение студента от необходимости иметь общие семестровый учебный план и расписание с другими студентами, объединенными вместе с ним в учебную группу (поток). П ...
Комплексный подход к экологическому образованию в школе. Формы и методы
экологического воспитания
Очень долгое время экологическому воспитанию школьников не уделялось должное внимание. В последние годы школа сделала решительный поворот к изменению создавшегося положения. Однако для коренного изменения экологического воспитания школьников ещё не хватает системности, необходимой, логичной и после ...
Дистанционное обучение
Дистанционную форму обучения специалисты по стратегическим проблемам образования называют образовательной системой 21 века.