Книга: Тихонов Г. П., Минаева И. А. «Основы биотехнологии»

Рассмотрены основы биотехнологии, способы создания и совершенствования объектов биотехнологии методами генной инженерии, использование биотехнологии в пищевой промышленности и сельском хозяйстве для получения продуктов питания, использование биотехнологии в медицине для получения лекарственных препаратов и в генотерапии человека, применение биотехнологических методов для решения задач окружающей среды, вопросы, связанные с производством и использованием биотоплива.
Отдельно рассмотрены вопросы биотехнологии на основе мембранных технологий: физико-химические основы мембранных технологий, методы разделения веществ на предметных мембранах, типы мембран, используемых в промышленной биотехнологии, использование мембранных технологий для опреснения соленых вод, получения сверхчистых веществ, для переработки промышленных отходов, для получения продуктов питания и лекарственных препаратов. Приведены примеры решения расчетных задач на применение мембранных технологий и задачи для самостоятельного решения.
Учебное пособие по основам биотехнологии предназначено для студентов, изучающим дисциплину «Теоретические основы прогрессивных технологий».

Содержание:

Предисловие...... 5 Введение...... 6 Раздел 1. Общая биотехнология...... 7 1. 1. Понятие «биообъект»...... 7 1. 2. Прокариоты и эукариоты...... 8 1. 3. Клетка – элементарная единица живого. Типы клеточной организации. Структурно-функциональная организация эукариотической клетки...... 9 1. 4. Принцип компартментации. Биологическая мембрана. Обеспечение жизнедеятельности клетки...... 11 1. 5. Структура ДНК...... 13 1. 6. Совершенствование биообъектов методами мутагенеза и селекции...... 15 Раздел 2. Биотехнологические процессы в пищевой промышленности...... 16 2. 1. Производство кормового белка...... 17 2. 2. Использование дрожжей и бактерий...... 19 Раздел 3. Применение биотехнологических процессов для решения задач окружающей среды...... 20 3. 1. Экологическая биотехнология и её задачи...... 20 3. 2. Биотрансформация ксенобиотиков и загрязняющих окружающую среду веществ...... 21 3. 3. Очистка сточных вод...... 22 3. 4. Ликвидация нефтяных загрязнений...... 23 Раздел 4. Биотехнология производства метаболитов...... 25 4. 1. Метаболизм...... 25 4. 2. Классификация продуктов биотехнологических производств...... 26 4. 3. Биотехнология получения первичных метаболитов...... 26 4. 3. 1. Производство аминокислот...... 26 4. 3. 2. Производство витаминов...... 28 4. 4. Биотехнология получения вторичных метаболитов. Производство антибиотиков...... 30 Раздел 5. Пробиотики...... 32 Раздел 6. Ферменты...... 36 Раздел 7. Основы генной инженерии...... 40 7. 1. Общая характеристика...... 40 7. 2. Генная инженерия растений...... 42 7. 3. Рекомбинантные белки как лекарственные растения...... 48 7. 4. Геном человека. Генотерапия...... 49 Раздел 8. Биотопливо...... 51 8. 1. Биоэтанол...... 52 8. 2. Биодизельное топливо...... 55 8. 3. Другие виды топлива...... 57 8. 4. Перспективы развития биотопливной индустрии в Российской Федерации...... 58 Раздел 9. Биотехнология на основе мембранных технологий...... 1 9. 1. Нахождение воды на Земле...... 61 9. 2. Физические свойства воды...... 62 9. 3. Строение молекулы воды...... 64 9. 4. Структура жидкой воды...... 67 9. 5. Некоторые аномальные свойства воды...... 69 9. 6. Химический состав природных вод...... 71 9. 6. 1 Жесткость воды...... 71 9. 7. Современные методы очистки природных вод...... 73 9. 8. Ионная диссоциация воды. Ионное произведение воды...... 74 9. 8. 1. Водородный показатель (рН)...... 76 9. 9. Водные растворы...... 77 9. 9. 1. Температуры замерзания и температуры кипения растворов...... 77 9. 9. 2. Осмос. Осмотическое давление...... 79 9. 10. Концентрация растворов...... 81 9. 10. 1. Способы выражения концентрации растворов...... 82 9. 11. Растворы неэлектролитов в воде...... 83 9. 12. Растворы электролитов в воде...... 83 9. 13. Энергетические эффекты растворения...... 86 9. 14. Движущая сила переноса вещества через мембрану – разность химических потенциалов...... 86 9. 15. Осмотическая машина...... 88 Контрольные вопросы...... 88 Раздел 10. Мембранные процессы...... 89 10. 1. Массоперенос через мембраны...... 90 10. 2. Баромембранные процессы...... 92 10. 2. 1. Обратный осмос...... 92 10. 3. Диффузионные мембранные процессы...... 95 10. 3. 1. Разделение газовых смесей...... 96 10. 3. 2. Диализ...... 96 10. 4. Электромембранные процессы...... 96 10. 4. 1. Электродиализ...... 96 Контрольные вопросы...... 98 Раздел 11. Полупроницаемые мембраны...... 99 11. 1. Классификация мембран...... 99 11. 2. Требования к мембранам...... 101 11. 3. Полимерные мембраны...... 101 11. 4. Полупроницаемые мембраны из неорганических материалов...... 103 11. 4. 1. Металлические мембраны...... 104 11. 4. 2. Мембраны из керамики...... 104 11. 5. Физико-механические характеристики мембран...... 104 11. 6. Технологические свойства мембран...... 105 Контрольные вопросы...... 105 Раздел 12. Прикладная мембранная технология...... 105 12. 1. Промышленное применение мембранных процессов...... 106 12. 2. Мембранный реактор...... 106 12. 3. Опреснение соленых вод...... 107 12. 4. Получение сверхчистой воды...... 107 12. 5. Переработка промышленных отходов...... 108 12. 5. Биотехнология...... 108 12. 6. Пищевая промышленность...... 108 12. 7. Медицина...... 108 Раздел 13. Примеры решения задач на мембранные технологии...... 110 Раздел 14. Задачи для самостоятельного решения...... 123 Раздел 15. Задания для самостоятельной работы студентов по дисциплине...... 127 15. 1. Задания для самостоятельной работы студентов по разделу «Химия»...... 127 15. 2. Задания для самостоятельной работы студентов по разделу «Биотехнология»...... 129 Литература...... 132

Издательство: "Альтаир|МГАВТ" (2009)