Макаров С.В., Никифорова Т.Е., Козлов Н.А. Основы биотехнологии

Подождите немного. Документ загружается.

-lf

1,,

С. В. Макаров,

Т.

Е.

Никифорова,

Н. А.

Козлов

ОСНОВЫ

БИОТЕХНОЛОГИИ

учебное

пособие

Иваново

2005

у{

'! ýS,

Федеральное агентство

по образованию

Российской

Федерации

Федеральное

государств€нное

образовательное

учреяýдение

высшего

професспонального

образования

Ивановский

государств€llный

химико-техgологический

унпверсптет

с.в.

мАкАров,

т.Е. никиФоровА,

н.А. козлов

ОСНОВЫ

БИОТЕХНОЛОГИИ

учебпое пособне

Fý;ll}i,,":j:!|,:.i],

.i'i

1,1

цел;,т

|,j

р,

11r;;

1Ii,;,

гgi

гsс"чЁ.1l

рст;},;

iз;:

i}гФ

x}i

ý,,! и !{G-тех

и фJ_!

tll-Ii

есЁ1

l]гi}

y,llappilcE!T'+'in

l SЗ

l{tt,

г.

FТ

qlе::ст,ш

пр.{l.

Э:tге"-.с^,..т,.

.-_j

Иваново

2005

удк

бз7,5

Макаров

С.

В.,

Никифорова

Т.

Е., Козлов

Н. А.

Основы биотехнологии:

Учеб.

пособие

/ ГОУ

ВПО

Иван. гос.

хим.-тех.

ун-т.

Иваново,

2005,

48 с, ISBN

5-96

6_0095-5

учебном

пособии

рассмотрены

основные

вопросы,

раскрывающие

содержание

биотехнологии

как науки

и отрасли производства.

Приведены

сведения

об

этапах её

развития, рассмотрены

биологические

объекты био-

Технологии,

химиЧеские

компоЕенты

живых

организмов,

схемы осноВных

биотехнологических

процессов,

осЕовы генетнческой

инженерии,

Предназначено

для

студентов

химико-технологических

и механиче-

ских

специЕlльностей.

Табл. l

Ил.l1.

Библиогр.:34

назв.

печатается

по

решению

редакционно-издательского

совета гоу

впо

ивановского

государственного

химико-технологического

университета

Рецензенты:

кафедра

микробиологии

Ивановской

государственной

медицинской

ака-

демии;

доктор

химических

наук

В. А. Агафонов

(Инстиryт

химии

растворов

рАн)

@ ГОУ ВПО

Ивановский

государственный

химико

технологический

университет,

2005

ISBN

5-9бl6-0095_5

.vJ

Введение

lХот"

rермин

"биотехнология"

возЕик сравнительно

недавно

(достаточно

сказать,

что он отсутствует

в 3-м издании

Большой советской

энциклопе-

дии,выпущенноМ

70-х годах прошлого века),

биотехнологические

методы

люди

использов€Iли с незапамятных времен.

Особецно

это относится к пищевой

промышленности,

частности,

таким ее отраслям,

как

молочная и сыродельнаJI,

пивоваренная, хлебопекарнаJI

и многие

другие.

Становление современной

био-

технологии

произошло в середfiне 20-го

века благодаря крупнейшим

открыти-

ям в микробиологии,

биохимии и генетике.

Были

разработаны

научные

основы

важнейших

составных частей

биотехнологии

генной инженерии, иммунобио-

технологии, инжdнерной

энзимологии, процессов

с использованием

иммобили-

зованных

ферментов

и клеток, клеточной

ицжеЕерии.

Начатrось интенсивное

внедрение

достижений

науки в медицину,

сельское

хозяйство, пищевую

про-

мышленность, получила

интенсивное

развитие

экологическая

биотехцология.

настоящее

время биотехнология

является одной

из наиболее

вtlжных

областей

промышленности

и науки. Она включена

в число

приоритетных

направлений

развития

российской

Hay.{I.J

помощью

биотехнологии

получают

органиче-

ские кислоты,

спирт, витамины,

пищевые

и кOрмовые

продукты и

добавки

(лрожжи,

кисло-молочные

продукты,

вино, пиво,

квас, пицевой

и кормовой

бе-

лок, пищевые

красители,

заryстители, консерванты,

кормовые

аминокислоты),

лекарственные

лрепараты,

антибиотики,

вакцины, сыворотки,

диагностические

препараты,

косметические средства,

биоразлагаемые

полимеры,

удобрения.

Большое

внимание

уделяется

разработке

биотехнологических

методов

получе-

ния

энергии, в том

числе производства

биогаза

и моторного

топлива,

очЕстки

сточных

вод,

утилизации

отходов, восстановления

плодородия почв

и т.д. В

предлагаемам

пособии

рассмотрены

этапы

рaввития

биотехнологии,

важней-

шие классы

биологических

молекул, основы

клеточной

биологии, генной

ин-

жеперии,

свойства

различных

микроорганизмов

бактерий, водорослей,

гри-

бов,

простейших,

вирусов, а также главные

направления

использования

био-

технологических

методов

деятельЕости

человека.

Изучение "Основ биотехно-

логии"

базируется

на знаниях, полученных

в курсах

"Общая

и неорганическая

химия"

"Органическая

химия".

История

развития

биотехпологии

/-Й*-*r*" (от

греч.

bios

жизнь, techne

искусство,

мастерство

и logos

слово,

учение)

это получение

полезных

для

человека продуктов,

в процессе

которого

используется.биохимическая

деятельность

микроорганизмов,

изоли-

рованных

кJIеток или их компонентов. Сами

юго не

подозревая, люди приме-

]

sу{:Чд

}el

,нялI4

биотехнологические

методы

древнейших

времен,

Занимаясь

хлебопече-

.ЁФдпрsцоде4ием,

пивоварением,

получением

кисло-молочных

продуктов,

сы-

бйнfю рой

разработке

научных ocHqB

биотедн94огии,9рj!рали

рботы

одно:

гg_дз_*вадУ_Y4Дцц}

_е.9l9Jf99_чсдьIзlт9д,9Й-.1_9:гo

.В9К&..-

франчу,за

Лув.

Пастера

(is22_1s95).

начав

свою научную

карьеру

с чисто

химических

работ,

наиболее

"Ё;ёёБбй'i,лз

которых

является

исследоваЕие

винЕых кислот,

послУжившее

толчком к

развитию

стереохимии,

в 59,_L._|9дsl"_!9rrо

векаIIаетер..-заЧяЛся-,и3У-

чени9м__б_р9ё_еý-l1J_:,Р

l85_7__r.

цQярд8еiЪя

его

работа,

к9то.р9_й

Пастер

доказь|ва-

j],-ftо-:лУд:q999-qрgц"_чц"_с*едsрg_9_сJ!

процесс,

тесно

связаннiIfi'

с-жиiнiiДrJ!-

тельностью

лроЙжевых

грибков,

коЙр*Б*ПйiЪюiся

_й

разцнодПю!сi

1а

9_1ез

qrбдя-щай

жйдйосiи,

при этом

iiacib

ёахара

тратится

на постройку

дрожжевых

клеток

образован!"

i9б9yдлцiдррдУктSВ_;

!'.|]ицер{на

янтарной

кислоты.

j' Пастер опровЕтЬ

юСпЬдСiБовавшие

тогда

взгляды

Либиха

на броЖенИе

КаК

На

;

механико-химический

акт. Изуl_еlц9__ц99]1Iн9го

брожецид__црц.рýд_о_,к

а"тýр!lтцр

в&жного

фактаl

было

показаЙо,

что

ми_кр_gб_ьLце!ц19|,9

брожения

могут

раз*в_и-

-,'

ваться только

QтсJт9твие

возд/ха.

Бqли

1,_с.ряо_girфll

лва;ипа

бактерий

юр9Qчь1е,двФуюцце

для-своей

rк"знй

возду_х,

_ц

1у-ry.qобные,

развивающиеся

нег9.

Позже Пастер

опроверг

теорию самозарождения

микрооргаЕизмов.

Ею

работы

по

вопросу самозароr(дения

имели очень

большое

зцачеЕие

для

рЕlзвития

и применения

аrrтисептических

методов

хирургии.

Пастер всегда

пе-

реходил

от

теории

к практике. Изучив

спиртовое,

масляное

и молочное

броже-

ние

и сделав

важное обобщение

о брожении

как

жизни

в отсутствие

воздуха,

он

занялся

вопросами,

имеющими

важноо

промышленное

зЕачение

изучением

болезней

вина

условий

образования

уксуса.

Он

выработал оптимальные

пра-

вила

для

образования

уксуса

и выясниJI

причины

вредЕых

изменений,

которым

подвергаетсЯ

вино.

ДЯ

предохранения

вина от

вредных

изменений

Пастер

предJrожил

его пOвторно нагревать.

Позже

такое

нагревание

ст,tли

испоЛЬЗовать

для

увеличения

сроков хранения

пива и молока

этот

процесс

получил назва-

ние

"пастеризации".

Велика

роль

Пастерq

разраб9lýе

вацццц

дроIив

многих

"1ф9щцrоr"",х

б9л99д.9_!,

1асiноgти,-сибирской

89;_р,1

_ц,69цен9I_ва:

_Р

88!

г-

Пастер создап

возглавил

Еаучн.о-и€9ледоват9_льс_кий

институт

микробиологии

(ПестеровскЙй

инстиryт).

_Ц'sб_оrэl

Пастера..

оказаJIи_цастолько

больrпоq

вли!цие

на

развитие

микробиол_о_г_и_и

_(термина

"биотехнология"

тогда

не сУЩесТВОВаЛО),

что почти

сiолетний

период

с 60-х

годов 19-го вЁка

до

40-х годов

20-го

века

чiсiгяаъ;rэ_аяот

паiтерозской

эрой,

На

основе

работ

Пастера

и его

учеников

-5i6"фБмя

ý,9,rли

с9зланы

пр9rзво_д9тр9

этано-ч1,

_QIтqцgла,

ur,"Tola]

гдgд9ýина,

лимонной

"iйЬлоты,

многих

вакдинl

_орjчIl9,чgrrl,*

Iр*о*ч99g_

ýзрдgдцсс9.rрй

,.'i

тqиt;*;-ё;ЕЁ,х

Ёод.

ндчалii

следуюй"му

этапу

развития

той

отрасли

знаний,

"'-'

'-;

*'*''

- -

---

-_-

--л.л_-

]

йоiijрую

сейчас

называют

биотехнологией,

положила

работа

английского

мик-

робиолога

Д.

Флецдипr.Д

l 9_2*8_д.).

одg9тившего

способность

нитчатою

грg_бg_зе-

леной

пл есе"

еЦй

п;Ь:йЙй)

;;;*r"

."Ыь

сЪi4йлоi(ок

ков.

Дап

ьн

ей

/r"

.д9|*рз69]u

jIр

и в9lа

Lв

ыделен

в ч исто

м виде

п ер.во,_го,

аfl lцбиоткка

ле_цццц:IJ_-

дI!ца'открывшего

эру анiиQиоtййЙ,(1Р+,0_-tЧЬ0

гц).

J_l,п9нl._luиллином

последо-

.вало

получеЕие стре,пт_омrдlll1"т9lр9sиIIи,н9_1:

эр_ит_р9уlицчш1

ДРуТ_-riХ'ýЕi"и-

ýиотиков,

начала

развиваться

микробиологическая

промыщленность.

В l95З г.

в качЪСтве

самосiоятеп",поИ

""у*Й

себе

заяЁЙЫ

йолек;}лфйй

биоjrо.:,r-;:Эtо

было связано

открытием

Д._Ущqрдqм

ц,Ф.

Крик9,м

знамеп_иаой

двойной

спи-

раJIи

дезоксирибонуклеиновой

кислоты

(ДFК)

цо_qIудцр_о_вlнц,9ц

маариlцЬго

м9lqgggцL,е_9_ggч]9с+. В.т::чri*тзgчý.lотlче9кой

эры

(

1960- 1975дг)

ýlтди

созданы

техцологии получения

аминокислот,

БйiайййЪЪВl

и'В12,'6иогаза,

мик-

фблiЬЪогичесkого

белка на

парафинах,

иммобилизовЬнных

ферментов.

Ё ZO-*

11од4х

]Q;гозека_поя9ился

термин

"биотехнология".

Начало современного

этапа

qазвитц1_

ýg_о:гехц.од9гgg

было

положsцо

в l972

г. ПуЪликацйЁi_*..ериrЙЙ*оm

бцохlltика Пола

Берга

с сбтРУдникам,к,-ЭтотгОД

принятЪ

счцтать годом

рожде-

,ту::9э.'qЦ

9трасли

молекулярЙоЙ"6Йijлоiии

генетltческой (1енно!)

цццl9Ъ"рrr."

|РУjП"

ученых

под

рукОводств9м

П, БефЙ

_удалось

получить

in vitгo

рекоiйбй-

HlH.гHypl т:е:.99здацную

_м€:t_одаIdrl

гýнетической инженерии,

ДНК,

Генетиче_

окая инженерия существенно

расширила

экспЪiiйменйлiные

-фДНИiы

молеку-

лярной биологии, поскольку

позволила

вводить

различкые

типы клеток

чуже-

родную

ЩНК.

Это

дало

возможность

выявлять

общебиологические

закономер-

ности

организации

выражения генетической

информации

различных

орга-

низмах.

.Щанный

подход открыл

перспективы

создания

принципиально

новых

продуцентов

биологически активных

веществ,

а также

жпвотных

растений,

несущих

активные

чужеродные

гены.

Использование

методов гецgтической

инженерии

позволило

решить

многие практически

важные

задачи,

Прежде

все-

го, это получение лекарственных

средств,

в частности,

иясулина

и интерферона

путем бактериального синтеза.

Большим

достижением

явJцется

создание

диаг-

ностических

препаратов

для

выявления

Спи!а. Разработка

методов

получения

так

называемых трансгенных

растений

открывает

новые

возможности

для

рас*

теЕиеводства в

создании сельскохозяйствеIlпых

культур,

устойчивых

к экстре-

мальным воздействиям

и инфекциям.

Этот

метод

решения

проблемы

обеспече-

ния населения

Земли продуктами

питаЕия,

хотя и

вызывает

споры

об

их потен-

циальной

опасности, продолжает

р€ввиваться.

Биотехнология

связана

тысячами

нитей с

другими

перспективными

направлеЕиями

науки

и техники.

Так,

соеди-

нение биотехнологии и

нанотехнологий

дает

Еовое

направлеtlие

нанобиотех-

ЕолоГию, ЧТо

раДикалЬt{о

меняет

стратегию

создания

ноВых

препаратов.

В ча-

стности,

это

позволяет

осуществлять

конструирование

препаратов

под

кон_

кретную задачу.

Использование

достижений

биотехнологии

сделало

возмож-

Еым создание

биосенсоров

для

индикации

биологически

акгивных

веществ.

настоящее время в мире

действуют

более 3000

биотехнологических

компаний,

и число

их постоянно.растет.

наиболее

развитых

страЕах

мира

по инвестици-

онной привлекательности

биотехнологии

уступают

сегодl{я

лишь

информаци-

онным

технологиям. Например,

США 70 процентов

финансирования

Еауки

расходуется

па исследования в

области

биотехнологий,

это

более

l00 млрл

долл.

в год.

В Китае эта

цифра

составляет

свыше 1 млрд

долларов,

в России

всего

лишь

несколько

десятков

миллионов

долларов.

Щоля

нашей страны в объ-

еме

мировой

биотехнологической продукции

сегодня 0,2-0,5

процента, хотя в

конце

80-х

годов она была в

десять

раз

больше.

Многие

биотехнологические

производства

полностью

исчезли.

Примером тому является производство важ-

нейшей

кормовой

добавки

лизина. СССР

был лидером по выпуаку

этой

ами-

нокислоты

и обгонял США в

десять

раз.

Сегодня

лизин в России

вообще не вы-

пускается

и завозится только по импорту,

Резко

сократилось производство кор-

мового

белка. Закупается подавляющая

часть

бкотехнологическоЙ продукции,

использующейся

в отечественной

пищевой промышленности

(это

прежде всего

закваски

для

производства

кисло-молочных продуктов,

дрожжи

ферменты

для

производства спирта

и мясопереработки), Такая

же ситуация сложилась

медицинскими

препаратами, производимыми на основе биотехнологий.

,Що

на-

чала 90-х

годов страна полностью обеопечивала себя

антибиотикаN{и,

Сегодня

почти все

заводы

по

их производству либо

устарели,

либо вообще не

работают.

Для

России

сегодня важно

Ее

догонять

западвых производителей, а определить

те

р€вделы

биотехнологии, которыми еще никто не занимается. За последний

год

Общеотвом биотехнологов России проведено, несколько научно-

практических конференцпй, на которых были

выработаны

приоритетные на-

правления

ра:!вития

науки и производства. В России

остЕlлся

большой потенци-

,лл, потеряны еще

не все позиции. Необходимо наращивать

усилия

по

разработ-

ке IIовых перспективных

биотехнологий.

По

мнению

экспертов, продукция, по-

л)лаемм

с применением

биотехнологий,

составит

к 2010

п)ду около 30 Yо ми-

рового

рынка

химикатов.

Именно

рцrвитие

биотехнологии будет определять

качество жцзни

людей в XXI

веке.

По образному

выражению

президента Об-

щества

биотехнологов России

А.

А. Воробьева:

"Биотехнологии

лакмусоваrl

бумажка

для

страны".

Контрольные

вопросы

1. Биотехнология

как наука о применении

важнейших процессов

и систем

проЕзводстве. Ее освовные

цели

и задачи.

2. Важнейшие

этапы

р€lзвития

и становлеЕия биотехнологии.

3. Основные направления

развития

биотехнологии.

4. Использование методов

биотехнологии

решении

проблемы обеспече-

ния

Еаселеttия Земли. прOдовольствием.

5. Ученые,

внесшие наиболее заметный

вклад

развитие

биотехrlологии,

l,)

,'" "1

Биологические

объекты в биотехпологии

Первая

попытка

систематизации

сведений

об организм€й

принадлежит

Аристотелю (4-й

век

до

н.э.). Все известные

тому

времени

живые организмы

были

поделецы

ип4 на

два

царства

- растения

и животные.

Во второй

половине

l9-го

века

немецкий

ученый

Э.

Геккель

предложил

выделить

все микроорга-

низмы

отдельное

царство

Protista

(первосущества

от греч.

"protos"

npo-

стейший).

[альнейшее

изучение

микроорганизмов

выявило

их неоднородность,

что

повлекло

деление

группы на

высшие

и низшие

протисты. К вьrсшим

про-

тистам

были отнесены

микроскопические

животные

(простейшше),

микроско-

пические

водоросли

(кроме

сине-зеленых, называомых

также

цианобактериями)

микроскопические

грибы

(плесени,

дроlкжи),

низшим

все

бактерии, вклю-

чая

цианобактерии.

.Щеление

на высшие

и низшие

протисты

осуществлялось в

соответствии

двумя

обнаруженными

типами

клеточной

организации

эука-

риотной

прокариотной.

Высшие

lrротисты являются

эукариотами, низшие

прокариотами.

Указанные

типы

клетки

имеют

как

общие черты, так и сущест-

венные

Rqуиця.

/Клетка

это кусочек

цитоплазмы,

отграниченный мембра-

ноЙ,

имею-щёЙ

характерную

ультраструктуру:

два

электронно-плотных

слоя,каждый

толщиноЙ

2,5 -з,0

нм,

разделенных

электронно-прозрачным

др9:-

межутком.

Такие мембраны

нц!ываются элементарными.i

любой

клетк-е

при-

сутствуют

два

вида нукJIеиновых

кислот

(flHK

и РНК),

белки, липиды,

углево-

ды.

L{итоплазма

и элемеЕтарная

мембрана являются

обязательными

cTpyKTypj

ными

элементами

кJlетки.

Прокарuоmная

меmка имеет

одну внутреннюю

по-

1 _;

лость,

образуемую

элементарной

мембраной,

называемой

цитоплЕвматической

.',/

(tЦШ4).

эукарuоmных

меmках, в

отличие от прокариотных,

есть вrоричны"

(rУ]

полости.

Клеточные структуры,

ограниченные

элементарными мембранами

.'/.'

выполняющие

в клетке

определенные

функции,

на:!ываются орlанеллсurlч

(opeci:'

ноudамu).

ним относят

ядро, митохондрии,

рибосомы,

лизосомы, аппарат

Гольджи,

хлоропласты

др.

Ядро

выполняет

роль

хранителя генетической

информации,

в качестве

носителя

которого выступает

ДЖ.

Главными струк-

турно-функцион€Lпьными

элементами

ядра, содержащими в

линейном порядке

гены,

являются

хромосомы.

Митохондрии

снабжают

кJIетку энергией

за счет

окисления

веществ при

участии

кислорода.

В них также

синтезируются

собст-

венные

белки митоховдрий.

Все остальные

кJIеточные

белки синтезируются

на

рибосомах.

Лизосомы

содержат

ферменты

для

расщепления

рiвличЕых

биопо-

Лимеров.

Аппарат

Гольджи

(назван

по имени итальяЕского

ученого

Камилло

Гольджи,

получившего

1906 г. Нобелевскую премию)

участвует

формиро-

вании

продуктов

жизнедеятельности

кJIетки

различных

секретOв, коллагена,

гликQгена,

липидов

др.,

в синтезе гликопротеидов.

В хлоропластах, присутст-

вующих

только

растительных

клетках, осуществляется

фотосинтез.

В клетках

прокариот

перечисленные

выше органеллы, типичные

для

эукариот, отсутст-

{

вуют.

Ядерная

ДНК

них не

отделена от

цитоплrвмы

мембраной.

Принципи-

аJIьные

различия

структуре прокариотных и

эукариотных

кJIеток явились

причиной

вьlделения

прокариотных микроорганизмов,

находящихся

на

самом

примитивЕом

уровце

клеточной

организации,

в особое

царство Мопеrа

(Р.

Вит-

тэкер). Микроскопические,

в основном одноклеточные,

недифференцирован-

ные

формы

жизни

включает

царство

protista,

Многоклеточные

эукариоты

представлеНы тремЯ

царствами:

Рlапtае

(растения),

Fииgi

(грибы)

w Апimаliа

(животные).

РазмерЫ всех

жив.ых организмов

располагаюТся

диап€воне

от l02

(мель-

чайrцие вирусы)

до

l0ll ангстрем

(размеры

кита).

К микроорганизмам,

являю-

щимся

основными

объектами биотехнологии,

относят

организмы,

имеющие

размеры

менее предела

видимосТи невооруженным

глЕ}зом

(l06

ангстрем). Са-

мые

маJIые

рщмеры,

близкие к

размераМ

крупныХ

органических

молекул*-бел-

ков, имеЮТ бесклеточцЫе

частицЫ

оuрусЫ

(|6-200

нм).

Вирусы

являются пара-

зитами и моryт

размножаться

только в кJIетках

других

организмов.

Вне

клеiок

0,15

мкм.

Дчrч9lгеуя_9_чц{адось.что

клdiйи. прокариот

имеют

фор"у

g,фgрt1

(коуи),

цилиндра

(палочки)

или спирали

(спириллы

или

вибрионы).

Е..;;

!5,9_ýIIr,

ци4индра_\пl.цочки)

цлц

спирал!r (сr,I_чрил_{_ь.]

илц

в_иýрц.оцьI}

Е_цg:

следнё9 вр9ля

I].9ц_вgQЦ9,.

YJQ,

пOMEMo

у-цс9ан_Y"1_1}*ф_пР*Ч-ýз5:gр-дs*-ц.l,_о-ýт^жщ9

-,,.

.. ,,*,

-i_._.a-...J,......

iл.-t{-,

s-;:ir-*-:i1:.;4;^ББ

1меть

ф9рцу

ц,о,дь._ц9]".э.Е9]здь1;

для

некотqрчý__в}_{!'I,I1л,5!9рно

ве,гвление.

Мно.:

iiiклеточные прокариотЫ

представляЮт

собЬй- сiiОiiПеЕйя''iiЬлЙчrоЙ

*о"4".у-

рации,

чаще всегО

нити. Бзц:g!t_У чрезвычайнО

разнообразнь.1,.'Il______уgдýдJдям

обцряия.лрисцрqобляемосlи,

1цпlй

Iутlния

бисiэнергообразования,

по от-

нgцLqнggý".уqщрqoрIа}rизмам-животнымиt5аст9rylм;Еgý"9}"_е,ýjрр9l11-ё*ф_qр.

"уl.бзкlерий

архебакmерии

способны

жить в эiiСфёмальЙiii-.frБйiiхJЁiiiо-

Ц|49

т€мпераryры,Ц

д.авJIен_ия,

ýонцецтрцрО_ранньIе

paýTPqpb1

9о_ле{,

щ-цсдь-.Е

р49.-

1":9р}9:"?lб"ry,m9рuu

(1и1ц1цые

прокариоты, илп

бактерии)

болёе

чувст!gTeл_I,-

ны к

условиям

окружающей

среды.

По тйii!'пйтанйя

бактёрЙи

дёлятся

на следующие

группы:

фоmоmрофьr,

использующие энергию солнечного

света;

хемоавmоmрофы,

использующие

энергию окисления

неорганических

ве-

ществ

(соединений

серы, метана,

аммиака, нитритов,

соедивений

двухвалент-

ного

железа и

др.);

ореаноmрофьr,

получающие

энергию при

разложении

органических

ве-

ществ до

минераJIьных

веществ;

эти бактериИ

основные

участники

кругово-

рота углерода,

к этой

же группе относятся бактерии,

использующие

энергию

брожения;

l,ф

.,*

///

i},,,

,q.

,*.I

{

бакmерuu-парсlзumы,

вызываюll|,ие

болезнИ

человека,

животных

расте-

нии.

ьолезнетворнц],q.}{икро9,ýжIr,'3}{ы_яазываIотсjl,п4rzа1енньtмu.

ЦеLо-цезнэцsр.wре

бакт-ер,ци-9дрý_qý1r}ý*9gg:glь*jз_9__цз,9у*9щё_gбjдglýх

и кожн_ыХ

покровах,

ЕО

ц9

питаю_щltесl'живым

белком'',

на:lываются

сапрофч-

,\rцqjlu"

ьактерии

наиоолее

часто

исполь3уются

биотехнологических

процессах.

Из биомассы

бактерий

ПОлу^rЙт

рЬли"rrrе

op.u"r"""*r"'u"*""r"u

амино-

кислоты,

белки, в

том

числе

ферменты.

Бактерии

являются

Удобным

объектом

для

генетических

исследОваний.

Наиболее

изученной

широко

применяемой

генно-инженерных

исследованиях

является

кuuлечнсlя

пrмочка

Escherichia

coli

(Е.

coli),

обитающая

в кишечнике

человека.

расmенuяМ

оrносятсЯ

водоросли,

являющиеся

водныуf!*.9рj9_ц:l_з_м*4ми,

высш_иерастения,

обитающиё

iтръийуйёсiъеi.iЁti

ёушы.

Болоросли

не

имеют

органов

и тканеЙ

99jJ9з_т_iI_з_нфлдфф:.9_ренчро,уryri{

Цrr"*оЪiig

*д_"-*-Й.

вэдоро.пей-получа,Ет-lг?Еi{чр-у

*:lчg*:rl-:

ц-о-д,ч-с-?ёрр-lIд.!ь.4,9Il*од-ь:ц-ýlчIц9для

Ч_З_lО.J-а-,ЕДgЦ_ИЯ

микроOиол8Iцчесщих

ср9д,"и,д_пищевой,.промышленн0_9тд_.*в}.р_

Зýj_о_"..:]iёЧ].lвляются

многоклеточным]{

орlанизмами,

име9-щLY*,9т9g-qлй-

:rPqpe"ч"H.bJ9

_о_рганщ ;

_ц_ор_Fи,

стебли,

{ФФ;.

Фц_фqоrtйf

тiiiёйЭфаiБii_ан_

ных

специФ]]49"ив9-ваццьJцц-iлётiайЁ-FЁЁй;;луйт

поставщиками

пита-

тельных

веществ

для

другцх

органйзмов.

Несмотря

на

то,

что традиционные

f''

r"rод",

извлечения

6"r"ЬпБiruЪсiи

а*"вн"rх

и лекарственных

соединений

из

,,,

РаСТеНИй

(экстракция,

перегонка,

фильтрация)

no-np"ж""ry

широко

использу-

ются,

все

большее

значение

приобретают

технологии

поJIу{еция

биологически

;

активньlх

веществ

из клеточных

культур,

а также

производство

продуктов

из

генетически

модифицированныхрастений.

:::Т." Ч тр-.)-_ч:g-ТJэЖgеJшшJsrдJiеrаЁliуifr-dlсЕ*икаaajёjýr_зи.

ВЗЗgL

ч:У_9l9_с9_Фg_"здlsз}rЕq.всгь-д9дцчIардд}l

.II4Iуч

ц_гди"цs_r.;йнйё

{1юJ,т,.р_

ц_екоторых

витаминах.

Особенно

интересны

для

биотехнологии

мик-

роскопические

фйбы

-'dliiiйu,

плесневЪlЪ

ф_ЙОil,

высшиЪ_iр_ц,б_!_i;ЛПИД,аЙЭ:

мые

в хлебоПекарной,

пивоваренной

и молочноЙ

про""rrл"r"о"ти,

,i**Б

Й"

получен

ця

.о_ргаци

ческ их

кислот,

ццрт9в

4нlиб

ц.qlцкqр,

K*oPy

9!0-19

K_a.

личных

биологически

активных

веществ,

",-2{;;i;;!rьrе

состояТ

из

двуХ

основ[IыХ

групп:

прост9йшlх

(9_лноц9точ-

ных)

высших (мнотоклеточных),

Их

клетки_,

ii*

ппЪ1."_пl9i9lйц,

я_рл_"1отg"

'дерными.

Поскольку

многие

простейшие

являются

парzвитами

возбудителя-

ми

оолезней

высших

животных

человека,

культивирование

их

на

искусствен-

ных

средах

затруднено.

они

используются

основном

токсикологических

ис-

следованиях.

Тýецц-qц!,gilI,щх

дцхqfц.ьlх

являются

источниками

белка,

липидов,

.:,::.",]"tт

витаминов.

Сырье

животного

происхождения

Ёайбблёе

дорог9{в

связи

этим

настояшее

время

все

чаще

используются

культуры

клеток

жи-

вотных

или

человека,

выращиваемых

на

искусственных

средах.

Примером

та-

кой

технологии

является

получение

противовиру"rо.о

прйчрuru

""".рф"ро"u,

ё,

*Ёl

*т.,s

\ п\ .*\-"

"irn

1\"'