Другой вариант решения проблемы - выращивание сельскохозяйственных культур для последующей переработки их методами биотехнологии в углеводно-белковые продукты кормового назначения.
3. Одно из направлений биотехнологии - производство продуктов пищевого назначения (пиво, сыр, кисло-молочные продукты и пр.). В нашей стране разрешено применять как пищевую добавку мицелий высших грибов.
Контрольные вопросы:
Назовите основные требования, предъявляемые к биологическому объекту, как источнику синтеза белка? Какие группы микроорганизмов могут быть использованы для микробного синтеза? Расскажите о перспективе развития метода микробного синтез белка.
Рекомендуемая литература:
М. Н.,, и тд. «Микобиологическое производство биологически активных веществ и препаратов"».-Москва.- «Высшая школа».-1987. , «Современные методы создания промышленных штаммов микроорганизмов».- Москва.- «Высшая школа».-1988. , и тд. «Производство белковых веществ».- Москва.- «Высшая школа».-1987. Maehara N., Komatsu H., Shimoda K. et al. Enhance of production of virus - inhibiting factor (interferon) in human diploid cells by ultraviolet irradiation and temperature shift-down after stimulation with Newcastle disease virus // Microbiol. Immunol. – 1980. – Vol. 24. – P.907-914. Schleicher J. B., Multisurface tacked plate propagation //Tissue culture: Methods and applications. – New York, Acad. Press, 1973. – P.333.
Практическая работа № 7 Микробный синтез
Цель: Закрепить основные знания о выделении и селекции микроорганизмов – продуцентов биологически активных веществ. Освоить принципиальные подходы к улучшению штаммов промышленных микроорганизмов. Повторить основные группы промышленных ферментов, продуцируемых микроорганизмами.
План :
Основные характеристики микроорганизмов использующихся для микробного синтеза белка. Создание базы для получения кормовых белков методом микробного синтеза. Основные стадии микробиологического производства:- приготовление питательных сред и выращивание посевной культуры; ферментация (глубинное выращивание микроорганизмов в ферментере); сепарирование биомассы; инактивация и сушка; очистка сточных вод и воздушных выбросов.
Контрольные вопросы:
Назовите основные требования, предъявляемые к биологическому объекту, как источнику синтеза белка? Какие группы микроорганизмов могут быть использованы для микробного синтеза? Расскажите о перспективе развития метода микробного синтез белка.
Рекомендуемая литература:
М. Н.,, и тд. «Микобиологическое производство биологически активных веществ и препаратов"».-Москва.- «Высшая школа».-1987. , «Современные методы создания промышленных штаммов микроорганизмов».- Москва.- «Высшая школа».-1988. , и тд. «Производство белковых веществ».- Москва.- «Высшая школа».-1987. Maehara N., Komatsu H., Shimoda K. et al. Enhance of production of virus - inhibiting factor (interferon) in human diploid cells by ultraviolet irradiation and temperature shift-down after stimulation with Newcastle disease virus // Microbiol. Immunol. – 1980. – Vol. 24. – P.907-914. Schleicher J. B., Multisurface tacked plate propagation //Tissue culture: Methods and applications. – New York, Acad. Press, 1973. – P.333.
Практическая работа № 8: Биоэнерготехнология
Цель: Ознакомить студентов с методом образования биогаза, основной частью которого является метан.
План:
Получение газообразных топливных веществ. Получение биогаза. Технология получения метана. Получение молекулярного водорода.1. Обычно сухую биомассу превращают в энергию в процессе сгорания, но наиболее эффективный способ превращения с помощью микроорганизмов сырой биомассы в энергию - получение углеводородов и биогаза (метана).
2. Биогаз, образованный в результате брожения, представляет собой смесь, главные компоненты которой метан (65%), углеводород (30%) и сероводород (1%). Для получения биогаза используют смеси органических веществ (навоз, солому, помет, водоросли, целлюлозную биомассу), что требует для метанообразования многокомпонентных микробных ассоциаций. Его получение - эффективный способ утилизации отходов сельского хозяйства (Рис 1-2).
Рисунок 1. Схема получения биогаза.
3. Ведущее место в мире по производству биогаза занимает Китай. В индии засевают специальные "энергетические" плантации, использующие солнечную энергию для ускоренного роста трав, водорослей, водяного гиацинта. Собранную с плантации растительную массу измельчают и подают в биогазовые камеры для сбраживания и получения метана. Перспективность утилизации сельскохозяйственных отходов состоит в том, что навоз сельскохозяйственных животных и птиц - возобновляемый энергоноситель. В нашей стране первые работы по сбраживанию навоза проведены еще в 50-е гг. Анаэробное сбраживание птичьего помета проводила Истринская птицефабрика в Подмосковье. Экспериментальная установка перерабатывала 10 т помета в сутки, вырабатывая 1000 м3 биогаза.
Рисунок 2. Схема получения биогаза в Лахольме (Германия).
Контрольные вопросы:
В какой области хозяйственной деятельности человека возможно использовать биогаз? Какие вы знаете альтернативные способы получения энергии? Прокомментируйте схему производства метана и молекулярного водорода биотехнологическим методом. Практическое значение метанообразующих бактерий
Рекомендуемая литература:
, Биотехнология за рубежом. - М.: Знание, 1990. Биотехнология. Принципы и применение. - М.: Мир, 1988. Биотехнология. Курс лекций. - Пущино, 1989. Биотехнология и ее применение в отраслях народного хозяйства. - М., 1988. удущность генетико-селекционных технологий.//Экономист. - 1998. - №1, с.22-24. ехнологический облик России на рубеже XXI века.// Экономист. - 1998. - №4, с.3-9 , Биотехнология - что это такое?//Химия в школе. - 1994. - №2, с. 3-5
6 Тематический план самостоятельной работы студента с преподавателем
Наименование темы СРСП | Цель занятия | Форма проведения занятия | Содержание задания | Рекомендуемая литература |
Тема 1. Предмет и задачи экологической биотехнологии, ее значение в современном обществе. | Формирование навыка решения задач данного типа | Решение задач | Решение задач | [4, c.7-14] |
Тема 2. Биогеохимические циклы. | Формирование навыка решения задач данного типа | Решение задач | [4, c. 106-117] | |
Тема 3. Роль микроорганизмов в кругообороте веществ. | Формирование навыка решения задач данного типа | Решение задач | [4, c. 106-117] | |
Тема 4. Схемы кругооборота углерода, кислорода, азота и серы. | Формирование навыка решения задач данного типа | Решение задач | [4, c. 106-117] | |
Тема 5. Взаимосвязь микроорганизмов в естественных экосистемах – почвах и водоемах. | Формирование навыка решения задач данного типа | Решение задач | [4, c. 106-117] | |
Тема 6. Синтрофизм | Формирование навыка решения задач данного типа | Решение задач | [4, c. 106-117] | |
Тема 7. Межвидовые отношения и взаимоотношения микроорганизм – растение. | Формирование навыка решения задач данного типа | Решение задач | [4, c. 106-117] | |
Тема 8. Бытовые, промышленные и сельскохозяйственные стоки, их состав и критерии оценки качества. | Формирование навыка решения задач данного типа | Решение задач | Решение задач | [4, c.14-20] |
7 Материалы для контроля знаний студентов в период рубежного контроля и итоговой аттестации
Тестовый контроль по дисциплине «Экологическая биотехнология»
Дайте определение понятию - «сточные воды». все ответ верны стоки с разнообразными токсическими соединениями; стоки промышленных предприятий; стоки с разнообразными органическими и неорганическими загрязнениями; все ответы ошибочны.
От чего зависит рН, прозрачность и цветность сточной воды? зависит от содержания растворенного кислорода; зависит от количественных объемов сточных вод; зависит от метода очистки сточных вод; все ответ верны; все ответы ошибочны.
Приведите пример отрицательного влияния сточных вод на естественные водоемы экосистемы. все ответ верны; наблюдаются изменения в компонентном составе естественных водоемов; наблюдается снижение продуктивности естественных водоемов; прекращается способность водоемов к самоочищению; все ответы ошибочны.
Каково назначение документа «Правила охраны поверхностных вод от загрязнений сточными водами»? документ позволяет нормировать показатели загрязнения в естественном водоеме; документ регламентирует правила санитарного состояния сточных вод; документ указывает метрологические параметры для очистки сточных вод; все ответы верны; все ответы ошибочны.
5. Объясните необходимость учета концентрации загрязнения в водоеме после смешивания сточных вод с естественными водами?
учет значений загрязнения водоема позволит определить уровень предельно допустимых концентраций ядовитых веществ; учет значений загрязнения водоема позволит определить уровень биохимическое потребление кислорода; учет значений загрязнения водоема позволит определить уровень химическое потребление кислорода; все ответы верны; все ответы ошибочны.6. Объясните, в чем разница между БПК и ХПК?
все ответы верны; разница в средних значениях количественных показателей; разница в методе определения потребленного кислорода в сточных водах; разница в прогностической значимости рассматриваемых методов; все ответы ошибочны.Как называется показатель позволяющий определить количество кислорода в водоеме, расходуемое в процессе биохимического потребления кислорода? ХПК; БПК; ПДК; СРС; ОБХС.
Обоснуйте необходимость учитывать метод очистки сточных вод? все ответы верны; метод очистки сточных вод зависит от планов дальнейшего ее использования; метод очистки сточных вод зависит от уровня химического загрязнения; метод очистки сточных вод зависит от концентрации ядовитых и токсических веществ; все ответы ошибочны.
Приведите пример механической очистки сточных вод. фильтрация; экстракция; синтез; выпаривание; сублимация.
Приведите пример биологической очистки сточных вод. создание микробиологических консорциумов; фильтрация; выпаривание; культивирование; экстракция.
Приведите пример третей ступени очистки сточных вод. ультрафильтрация; микроскопия; экстракция; сушка; все ответы верны.
Укажите принципиальные различия между биологическим и химическим методом очистки сточных вод. различия между биологическим и химическим методом очистки сточных вод в использовании живых консорциумов; различия между биологическим и химическим методом очистки сточных вод в различных концентрациях реактивов; различия между биологическим и химическим методом очистки сточных вод в использовании ультрафиолетового излучения; различия между биологическим и химическим методом очистки сточных вод в различных значениях физических параметров; различия между биологическим и химическим методом очистки сточных вод в эксплуатации энергосберегающих технологиях.
Приведите пример факторов, от которых зависит очистка сточных вод. все ответы верны рН сточных вод; микробиологический уровень загрязнения сточных вод; химический состав сточных вод; географическое расположение водоема со сточными водами
Приведите примеры типов сооружений для очистки сточных вод. локальные, общие, районные; общие, частные, единичные; малые, средние, большие; все ответы верны; все ответы ошибочны.
Объясните, чем представлена локальная очистная система сточных вод? очистная система предназначена для очистки стоков непосредственно после технологических процессов; очистная система предназначена для очистки стоков физико-химическими методами; очистная система состоит из нескольких ступеней очистки; очистная система предназначена для очистки стоков на первой ступени – механическим методом; очистная система предназначена для очистки стоков на второй ступени – биологическим методом.
Объясните, чем представлены общие очистные сооружения сточных вод? все ответы верны; очистная система предназначена для очистки стоков на третьей ступени - доочистку; очистная система предназначена для очистки стоков на первой ступени – механическим методом; очистная система предназначена для очистки стоков на второй ступени – биологическим методом. все ответы ошибочны.
Объясните, чем представлена биологическая очистная система сточных вод? очистная система использует способность микроорганизмов использовать в качестве ростовых субстратов различные химические соединения; очистная система предназначена для очистки стоков физико-химическими методами; очистная система предназначена для очистки стоков состоит из нескольких ступеней очистки; очистная система предназначена для очистки стоков на первой ступени – механическим методом; очистная система предназначена для очистки стоков на второй ступени – биологическим методом.
Дайте обоснование достоинств биологического метода очистки сточных вод. для биологического метода очистки сточных вод используют простое аппаратурное оформление и протекания процесса; биологический метод очистки сточных вод удаляет из стоков только фенольные соединения; биологический метод очистки сточных вод удаляет из стоков только органические соединения; биологический метод очистки сточных вод не требует больших финансовых затрат; биологический метод очистки сточных вод имеет очень высокие эксплуатационные расходы.
Дайте характеристику аэробному процессу биологической очистки сточных вод; аэробному процессу биологической очистки сточных вод характерен для биообъектов доступ к свободному кислороду; аэробному процессу биологической очистки сточных вод характерно использование биомассой акцептора электронов нитрат-ион; аэробному процессу биологической очистки сточных вод характерно использование биомассой акцептора электронов кислород; аэробному процессу биологической очистки сточных вод характерен длительный процесс ферментации; аэробному процессу биологической очистки сточных вод характерен длительный подготовительный период.
Дайте характеристику анаэробному процессу биологической очистки сточных вод; анаэробному процессу биологической очистки сточных вод характерно использование биомассой акцептора электронов нитрат-ион; анаэробному процессу биологической очистки сточных вод характерен для биообъектов доступ к свободному кислороду; анаэробному процессу биологической очистки сточных вод характерно использование биомассой акцептора электронов кислород; анаэробному процессу биологической очистки сточных вод характерен длительный процесс ферментации; анаэробному процессу биологической очистки сточных вод характерен длительный подготовительный период.
Дайте определение понятию ксенобиотики. чужеродные для организмов соединения (пестициды, ПАВ, красители, лекарственные вещества и пр.), которые практически не включаются в элементные циклы углерода, азота, серы или фосфора естественным путем возникшие микробные популяции, которые, могут сохраняться в почве в течение нескольких месяцев после полной деградации токсиканта внехромосомные генетические элементы очень устойчивые соединения, долго присутствующие в окружающей среде в результате прочной адсорбции биологическими и осадочными породами и плохой миграции мультиплазмидная бактерия растет, утилизируя неочищенную нефть.
Перечислите виды загрязнений окружающей среды группы ксенобиотиков дихлордифенилтрихлорэтан нефть ионы тяжелых металлов гептил угарный газ
Дайте определение понятию антибиотики. органические вещества, образуемые микроорганизмами и обладающие способностью убивать микробы растения с выраженными антимикробными свойствами чужеродные для организмов соединения (пестициды, химические удобрения) высокомолекулярные природные соединения (белки, нуклеиновые кислоты и. т.д) все ответы ошибочны.
Пользуясь схемой, определите максимальные значения коэффициента увеличения концентрации ДДТ (дихлордифенилтрихлорэтана) в различных группах живых организмов
Водная среда | 100 |
↓ | |
Фитопланктон | |
↓ | ↓ |
Зоопланктон | |
↓ | |
Мелкая рыба | 106 |
↓ | |
Крупная рыба | ↓ |
↓ | |
Хищные птицы | 108 |
Приведите пример живых организмов которые подвергают полной деградации ксенобиотики, то есть минерализуют их до диоксида углерода, воды, аммиака, сульфатов и фосфатов. микроорганизмы водоросли грибы и водоросли коловратки и круглые черви нематоды и микроорганизмы
От чего зависит поведение ксенобиотика в природе все ответы верны структуры самого соединения физико-химических условий среды биокаталитического потенциала, микробного пейзажа
Перечислите факторы в совокупности определяющие скорость и глубину трансформации ксенобиотика. все ответы верны структура самого соединения физико-химических условий среды биокаталитического потенциала, микробный пейзаж
В чем заключается сущность биологической деградации ксенобиотиков полная минерализация, разрушение и детоксикация измельчение субстрата, перемешивание с биомассой, брожение концентрирование, детоксикация, утилизация брожение, детоксикация, минерализация все ответы верны
Укажите принципиальные различия между путями для борьбы с загрязнением биосферы ксенобиотиками и загрязнением гидросферы ксенобиотиками все ответы верны сбор ксенобиотиков до момента попадания в окружающую среду детоксикация ксенобиотиков до момента попадания в окружающую среду трансформация ксенобиотиков попавших в среду удаление ксенобиотиков, попавших в среду
Каковы существенные различия деградации ксенобиотиков в почве от деградации ксенобиотиков биосфере выделить микробные виды, способные деградировать конкретные ксенобиотики и далее среди них вести селекцию на увеличение скорости деградации сбор ксенобиотиков и далее среди них вести селекцию на увеличение скорости деградации детоксикация ксенобиотиков трансформация ксенобиотиков удаление ксенобиотиков
В чем заключается сущность селективной работы с микроорганизмами деградирующими ксенобиотики? отбором конститутивных мутантов, отбором на генную дупликацию и на основе механизма переноса генов отбор физиологических мутантов, отбором на генную рекомбинацию и на основе механизма переноса плазмид отбором биохимических мутантов, транформация с получением генной дупликации отбором генетических мутантов, и основе механизма кроссинговера генов все ответы верны
32. Составьте перечень предприятий оказывающих основной вклад в загрязнения атмосферы планеты Земля
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 |
