КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

ПО БИОТЕХНОЛОГИИ


Биотехнологические процессы для решения проблем окружающей среды

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 3

ГЛАВА 1. Биодеградация органических веществ 3

ГЛАВА 2. Биотехнологическая очистка 13

окружающей среды от соединений тяжелых металлов 13

ГЛАВА 3. БИООТРАНСФОРМАЦИЯ КСЕНОБИОТИКОВ 14

ГЛАВА 4. БИОКОНВЕРСИЯ 18

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 20

ЛИТЕРАТУРА 20


ВВЕДЕНИЕ

Специфическое применение биотехнологических процессов для решения проблем окружающей среды является предметом изучения экологической биотехнологии.

Экологическая биотехнология – это новейший подход к охране и сохранению окружающей среды при совместном использовании достижений биохимии, микробиологии, генной инженерии и химических технологий.

Экологическая биотехнология решает широкий спектр экологических проблем – от разработки и совершенствования методологии комплексного химико-биологического исследования экосистем вблизи источников загрязнения до разработки технологий и рекомендаций по рекультивации почвы, биологической очистке воды и воздуха, биосинтезу препаратов, компенсирующих вредное влияние изменения окружающей среды в результате действия антропогенных факторов. На сегодняшний день в литературе накопилось большое количество экспериментального материала по использованию биотехнологических процессов в целях улучшения экологической обстановки. В связи с этим, особо актуальным представляется осуществление критического обзора литературных сведений по данному вопросу.

Цель работы: осуществить критический обзор литературы по вопросу использования биотехнологических процессов для решения проблем окружающей среды.

Полученные данные помогут систематизировать, накопившийся за последнее время, фактический материал.

ГЛАВА 1. Биодеградация органических веществ

Биодеградация – это разложение (утилизация) веществ с использованием биологических систем [1, с. 16]. В настоящее время биодеградация веществ осуществляется преимущественно с помощью микроорганизмов.

Микробиологическая трансформация является естественным свойством микроорганизмов, широко распространенным в природе.

В настоящее время существуют следующие методы микробиологической трансформации органических соединений [2,3].

I. Использование ферментативных свойств интактных клеток

II. трансформация растущей культурой в периодических условиях;

III. использование ферментативной активности определенных фаз развития:

* трансформация суспензиями не размножающихся клеток;

* трансформация спорами;

* непрерывные процессы;

3. кометаболизм.

I. Методы, основанные на дезорганизации обменных процессов клетки:

II. применение в различной степени поврежденных и дезинтегрированных клеток;

III. ингибирование определенных участков метаболических путей;

IV. применение мутантов с блокированным синтезом определенных ферментов.

V. Конструирование штаммов с повышенной способностью к трансформации органических соединений.

VI. Использование ферментных препаратов, иммобилизованных ферментов и клеток.

VII. Политрансформации.

Современная методология микробиологической трансформации позволяет использовать для осуществления того или иного химического превращения любой микроорганизм, имеющий соответствующие ферменты.

Требования, предъявляемые к микробному штамму, пригодному для использования в биодеградации органических веществ, следующие [1]:

1. микроорганизм должен развиваться на сравнительно простых (по способу приготовления) и дешевых средах;

2. активность фермента или ферментной системы, ответственных за трансформацию, должна быть достаточно высокой;

3. накопление продукта трансформации в среде должно быть достигнуто наиболее простыми методами;

4. перечисленные выше условия должны обеспечивать экономическую рентабельность процесса.

В соответствии с этими требованиями для микробиологической трансформации органических соединений используются обычно сапрофитные микроорганизмы, способные расти на обычных микробиологических средах и отличающиеся интенсивным обменом веществ.

Попытки многих исследователей установить видовую и родовую специфичность различных трансформаций не всегда являлись успешными. Однако можно утверждать, что, например, для окисления алкильных заместителей ароматических соединений следует использовать активные штаммы в группе rhodochrous рода Rhodococcus, для окисления оксигрупп полиолов – уксуснокислые бактерии, для изомеризации альдоз –