ТЕМАТИКА ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ
Занятие 1. КУЛЬТИВИРОВАНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ
Цель занятия: дать представление об объектах биотехнологии, субстратах для их культивирования, ознакомиться с методами селекции биологических объектов, рассмотреть перспективы развития биотехнологии.
1 Микроорганизмы как основные объекты биотехнологии.
2 Селекция биотехнологических объектов.
3 Субстраты для культивирования биообъектов.
4 Сырьевые материалы и перспективы биотехнологии.
Тематика рефератов
1. Микроорганизмы как основные объекты биотехнологии (или Роль микроорганизмов как объектов биотехнологии).
2. Методы селекции биотехнологических объектов.
3. Применение химических и нефтехимических субстратов в биотехнологии.
Вопросы для самоконтроля
1. Назовите группы микроорганизмов, используемые в биотехнологии.
2. Перечислите основные этапы подбора микроорганизмов для использования в биотехнологии.
3. Почему особое внимание при подборе объектов биотехнологии уделяется мезофильным и термофильным организмам?
4. Перечислить методы селекции биотехнологических объектов.
5. Какие соединения наиболее часто используются в качестве субстратов для культивирования объектов биотехнологии?
6. Назовите требования, которым должны удовлетворять субстраты, используемые в биотехнологии.
7. Что является источником природного сырья для биотехнологии?
8. Какие органические отходы используются в качестве сырья для биотехнологии?
9. Как в биотехнологии используются питательные вещества химического и нефтехимического происхождения?
10. Назовите сырьевые материалы, наиболее широко используемые в биотехнологии?
Задание 1. Разобрать понятия: объекты биотехнологии, GRAS-микроорганизмы, цианобактерии, Е. соli, термофилы, мезофиллы,ступенчатая селекция, индуцированный мутагенез, органоавтотрофы, литогетеротрофы, органогетеротрофы.
Задание 2. Обсудитьперспективы развития микробиологической промышленности.
Задание 3. Объяснить следующие термины: генетическая инженерия, селективная среда, селекция, штаммы-продуценты, биомасса, питательная среда, субстрат.
Тест
1. Выберите правильное определение биотехнологии как науки:
а) это наука о способах создания продуцентов биологически активных веществ на основе живых организмов.
б) это наука, изучающая продуценты биологически активных веществ, созданные на основе живых организмов.
в) это наука, которая изучает живые организмы и созданные на их основе биологически активные вещества.
2. В любом биотехнологическом процессе необходимо участие и взаимодействие между собой:
а) организма с организмом;
б) организма с субстратом;
в) организма с окружающей средой.
3. Назовите главное звено биотехнологического процесса:
а) биологический субстрат;
б) целевой продукт;
в) биологический объект.
4. Какие из ниже перечисленных объектов рассматриваются как основные объекты биотехнологии:
а) объекты растительного и животного происхождения;
б) микроорганизмы;
в) многокомпонентные ферментные системы клеток;
г) отдельные ферменты.
5. Назовите главный критерий, используемый при выборе биотехнологического объекта:
а) организмы должны обладать высокой скоростью роста;
б) организмы должны быть резидентными к посторонней микрофлоре;
в) способность организма синтезировать целевой продукт;
г) организмы должны обладать высокой конкурентоспособностью.
6. GRAS-микроорганизмы характеризуются:
а) патогенностью и токсичностью, не способны образовывать антибиотики;
б) патогенностью и токсичностью, способны образовывать антибиотики;
в) непатогенностью и нетоксичностью, не способны образовывать антибиотики;
г) патогенностью и нетоксичностью, способны образовывать антибиотики.
7. Синтетическая среда – это среда, в состав которой входят:
а) растительные добавки;
б) чистые химические соединения определенного состава;
в) мясной экстракт;
г) микробные добавки и химические соединения.
8. Литогетеротрофами называются:
а) организмы, использующие органические вещества как источники углерода;
б) организмы, употребляющие органические вещества как источники энергии;
в) организмы, для которых органические вещества служат и источниками энергии, и источниками углерода.
9*. Из нижеприведенных выберите критерии, которым должны удовлетворять субстраты.
а) недефицитность;
б) дешевизна;
в) природное происхождение;
г) присутствие в составе синтетических веществ.
10. Субстратом для бразильской «топливной программы» является:
а) сахарная свекла;
б) древесина;
в) сахарный тростник;
г) кукуруза.
11. О каком из нижеприведенных веществ идет речь: «..один из самых распространенных биополимеров, составляет половину высушенной растительной массы, легко разрушается путем химического
______________________________
Примечание: * - тестовые задания, в которых правильных ответов может быть больше, чем один.
или ферментативного гидролиза»?
а) лигнин;
б) крахмал;
в) целлюлоза;
г) лигноцеллюлозный комплекс.
12. Меласса – это:
а) побочный продукт, образующийся при производстве сахара;
б) сыворотка, получаемая при производстве сыра;
в) побочный продукт хлебопечения.
13. Наилучшим субстратом для ферментации из компонентов нефти являются:
а) алканы с числом углеродных атомов от 2 до 10;
б) алканы с числом углеродных атомов от 10 до 20;
в) алканы с числом углеродных атомов от 20 до 30.
14*. Выберите сырьевые материалы, которые коммерчески выгодны и наиболее широко используются в биотехнологии:
а) солома;
б) метанол;
в) жом;
г) крахмал;
д) меласса;
е) молочная сыворотка;
ж) сырой сахар.
Занятие 2. ПИЩЕВЫЕ ПРОДУКТЫ И БИОТЕХНОЛОГИЯ
Цель занятия: изучить роль микроорганизмовв получении пищевых продуктов, ознакомиться с производством молочных продуктов, хлебопродуктов, белковых продуктов, пищевых добавок и ингредиентов. Дать представление о бродильных производствах, рассмотреть основные стадии производства вина и пива.
1 Роль биотехнологии в получении пищевых продуктов.
2 Производство молочных продуктов.
3 Производство хлебопродуктов.
4 Бродильные производства, получение белковых продуктов, пищевых добавок и ингредиентов.
Тематика рефератов
1. Производство сыра.
2. Производство йогурта и масла.
3. Использование микроорганизмов в виноделии.
4. Изготовление пива.
5. Получение белковых продуктов и их применение в пищевой промышленности и сельском хозяйстве.
6. Производство пищевых добавок и ингредиентов (подкислители, аминокислоты, витамины, пигменты, усилители вкуса).
Вопросы для самоконтроля
1. Роль микроорганизмов в получении пищевых продуктов.
2. Что входит в состав коммерческих культур-заквасок?
3. Назовите этапы производства сыра.
4. Какие микроорганизмы используют в хлебопечении?
5. Назовите основные стадии пивоварения.
6. Назовите основные стадии производства вина.
7. Для чего в виноделии используют сернистый газ?
8. Что называется БОО, в чем заключаются его особенности?
9. Назовите официально разрешенный вид белковой пищи микробного происхождения.
Задание 1. Разобрать понятия: белок одноклеточных организмов, микопротеин, брожение, культура-закваска, ренин, бродильные производства.
Задание 2. Заполните таблицу.
Таблица 1. Сравнительные характеристики способов биотехнологического производства
| Маломасштабное производство | Крупномасштабное производство | |
| Объем установки | ||
| Стоимость продукции | ||
| Тип продукции | ||
| Основные направления биотехнологических исследований и разработок | ||
| Стоимость научных исследований |
Задание 3. Обсудитьпричины, сдерживающиепроизводство пищевых продуктов на основе БОО.
Задание 4. Объяснить следующие термины: ферментация, ферментеры, витамины, аминокислоты, пигменты
Тест
1. Выберите продукты, которые получают маломасштабным способом биотехнологического производства:
а) пищевые продукты;
б) белок одноклеточных организмов;
в) лекарственные препараты;
г) пищевые добавки.
2. Микопротеин – это:
а) продукт микробного белка;
б) растительный белок;
в) продукт грибного белка;
г) животный белок.
3*. Назовите микроорганизмы, которые участвуют в сквашивании молока.
а) стрептококки;
б) дрожжи;
в) молочнокислые бактерии;
г) плесневые гриб.
4. Какие вещества продуцируют бактерии, входящие в состав коммерческих культур-заквасок?
а) лимонную и молочную кислоты;
б) пропионовую кислоту и пахучие вещества;
в) молочную кислоту и пахучие вещества;
г) молочную и масленую кислоты.
5. На каком из нижеприведенных этапов производства сыра используют фермент ренин?
а) созревание;
б) створаживание молока;
в) засев молока молочнокислыми бактериями;
г) прессование в формы;
д) термообработка.
6. Каков процент содержания воды в составе мягких сыров?
а)13-34%;
б) 34-50%;
в) 50-60%;
г) 60-70%.
7. Назовите культуры бактерий, используемые в производстве сметаны и сливочного масла:
а) Streptococcus;
б) Lactobacillus;
в) Leuconostoc;
г) Propionlbacterium.
8. Какой злак является традиционным источником полисахаридов в пивоварении?
а) пшеница;
б) овес;
в) ячмень;
г) рожь.
9. Что называют солодом?
а) смесь продуктов гидролиза крахмала, полученная из проросшего ячменя;
б) водный раствор экстрактивных веществ растительного сырья, предназначенный к сбраживанию;
в) спиртовой раствор экстрактивных веществ растительного сырья.
10*. Для чего виноград до отжима окуривают сернистым газом?
а) для получения особых вкусовых качеств;
б) для подавления действия невинных дрожжей;
в) для предотвращения потемнения сока.
11. Как называется вторичное брожение, которому подвергаются первосортные вина при хранении?
а) лимонное;
б) молочнокислое;
в) спиртовое;
г) яблочно-молочнокислое.
12*. Назовите микроорганизмы, применяемые в восточной кухне для ферментации рыбы:
а) кислотообразующие бактерии;
б) плесневые грибы;
в) дрожжи.
13. Какие из нижеприведенных аминокислот получают по технологии ферментации?
а) метионин;
б) триптофан;
в) глутаминовая кислота;
г) аспарагиновая кислота.
14. Какой из нижеприведенных штаммов грибов используют в производстве микопротеина?
а) Saccharomyces cerevisiae;
б) Fusarium graminearum;
в) Botrytis cinerea.
