МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И ЗАДАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ

МУРМАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра микробиологии и биохимии

Методические указания

К выполнению контрольной работы

По дисциплине: Введение в биотехнологию

для направления 020200.62 «Биология

Форма обучения: очная

Мурманск

Составитель – Елена Викторовна Макаревич, канд. биолог. наук, профессор кафедры микробиологии и биохимии Мурманского государственного технического университета

Методические указания к выполнению контрольных работ рассмотрены и одобрены на заседании кафедры-разработчика «____»_________________2013 г., протокол № _____.

Рецензент – Ольга Юрьевна Богданова, канд. биол. наук, профессор кафедры микробиологии и биохимии Мурманского государственного технического университета

ОГЛАВЛЕНИЕ

1. Общие организационно-методические указания…………..………………………....4

2. Тематический план……………………........………………………….………….……7

3.Список рекомендуемой литературы …………………...………………………...…..12

4. Методические указания и задания к выполнению контрольной работы..…...........13

ОБЩИЕ ОРГАНИЗАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Контрольная работа представляет собой одну из форм текущего контроля знаний студентов, и его выполнение является обязательным для всех студентов. Если работа не зачтена, студент должен иметь возможность ее исправить, путем повторного выполнения контрольной работы. Студенты, не выполнившие контрольную работу, к экзамену не допускаются.

Целью выполнения контрольной работы является углубление и закрепление знаний студентов, полученных при теоретическом изучении дисциплины и позволяет студенту продемонстрировать знания и навыки, приобретенные за время обучения по теории, а также возможность их применения в практической деятельности.

Студенты выполняют контрольную работу в сроки, установленные графиком. Выполнение контрольной работы является завершающим этапом в изучении дисциплины «Введение в биотехнологию».

ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН

Таблица 1

№ темы п/п	Наименование тем и содержание самостоятельной работы

	Введение. Цели и задачи биотехнологии. Современные методы; основные направления и перспективы развития биотехнологии. Возможности её применения в фармакологии и медицине, в охране природы и в хозяйственных целях.
	Культивирование микроорганизмов - объектов биотехнологических производств. Классификация микроорганизмов. Прокариоты, эукариоты, археи. Особенности клеточного метаболизма. Биологическое единство всего живого на земле. Трофические цепи и круговорот элементов в природе. Возможности использования микроорганизмов и их метаболитов для удовлетворения различных потребностей человека. Промышленные штаммы микроорганизмов Оптимальные условия культивирования, рост и размножение. Методы культивирования.
	Основные этапы биотехнологических производств. Компоненты биотехнологического процесса: штамм-продуцент. Сырьё для получения питательной среды, оборудование для культивирования микроорганизмов и выделения готового продукта. Хранение чистых культур штаммов продуцентов. Выращивание засевного материала в цехе чистой культуры. Инокулирование (засев) главного реактора. Подготовка питательных сред природных и искусственных. Использование отходов пищевой и химической промышленности в качестве питательных сред. Ферментация – основная стадия биотехнологического процесса. Биореакторы периодического и непрерывного действия. Конструкции ферментаторов. Выделение продуктов биотехнологических производств: биомассы и метаболитов. Получение товарных форм. Микробиологические и технологические факторы, влияющие на производительность и экономичность биотехнологических процессов.
	Производство микробной биомассы. Белок одноклеточных – белково-витаминный концентрат (БВК). Субстраты для производства БВК, Белок одноклеточных – пищевые добавки для человека. Дрожжи рода сахаромицет - пищевая добавка для человека. Спирулина и пивные дрожжи – источники витаминов. Использование в медицине. Грибной белок. Энзиматически активная биомасса. Пекарские дрожжи для хлебопечения. Бактериальные удобрения. Бактерии диазотрофы. Особенности процесса азотфиксации нитрогеназа. Получение бактериальных удобрений на основе клубеньковых бактерий–симбионтов растений. Азотобактеры – особенности культивирования. Усовершенствование штаммов – азотфиксаторов. Биоинсектициды. Бактериальные, грибные и вирусные инсектициды. Условия сохранения инсектицидной активности.
	Вакцины и сыворотки. Классификация. Получение вакцин и сывороток. Получение бактериальных удобрений, их биологическая роль в защите растений. Закваски в молочной промышленности. Классификация и общие критерии качества. Мезофильные организмы закваски и их признаки. Требования к условиям среды и жизнедеятельность организмов закваски. Потребность в питательных и биологически активных веществах. Пороки аромата. Закваски для различных областей применения. Получение штаммов и изготовление заквасок. Технология производства заквасок. Использование заквасок в производстве. Термофильные молочнокислые закваски. Термофильные организмы закваски и их признаки. Грибковые культуры. Penicillium camamberti, P. candidum, P. Caseicolum. Penicillium roqueforti.
	Использование микроорганизмов в пищевой промышленности. Микробиология молочнокислых продуктов. Производство кефира, йогурта.Общая микробиология сыров. Предварительное созревание молока в производстве сыра. Значение, эффективность воздействия, особенности важных групп микроорганизмов при изготовлении и созревании сыра. Молочнокислые бактерии. Энтерококки. Пропионовокислые бактерии. Бактерии, вырабатывающие красную слизь. Дрожжи и плесневые грибы. Частые микробиологические пороки сыра. Раннее вспучивание. Позднее вспучивание. Поражение посторонними плесневыми грибами. Порок сыра «горький». Микробиология хлебопекарного производства. Микроорганизмы пшеничного теста. Микроорганизмы ржаного теста. Влияние добавок и улучшителей на жизнедеятельность микроорганизмов в тесте. Применение ферментных препаратов для улучшения качества хлеба. Микроорганизмы – вредители производства. Пути проникновения вредных микроорганизмов. Пороки хлеба, возникающие в результате жизнедеятельности микроорганизмов. Дрожжевого производство. Биохимические основы процесса роста и размножения дрожжей. Микроорганизмы, используемые в производстве. Микроорганизмы, причиняющие вред производству и пути их проникновения. Микробиология спиртового и ликерно-водочного производства. Производство спирта. Микроорганизмы, используемые в производстве. Микроорганизмы – вредители производства и пути их проникновения. Ликерно-водочное производство. Микроорганизмы – вредители производстве, и пути их проникновения в производство. Микробиология пивоварного и безалкогольного производства. Пивоварение. Микробиологические процессы в бродящем пивном сусле. Дрожжи в пивоварении. Микроорганизмы – вредители пивоваренного производства. Методы обнаружения микроорганизмов - вредителей пива. Производство безалкогольных напитков. Чистые культуры в производстве кваса. Микроорганизмы – вредители производства безалкогольных напитков. Методы обнаружения микроорганизмов – вредителей. Микробиология производства вина. Микробиологические процессы в виноделии. Дрожжи в виноделии. Микроорганизмы – вредители производства вина. Микроорганизмы, инфицирующие сусло и вино. Болезни вин. Предупреждение заболевания вин и борьба с инфекцией. Микробиология продуктов растительного происхождения. Производство, основанное на использовании биологических факторов. Производство квашеных и соленых продуктов. Микроорганизмы, вызывающие порчу квашеной капусты и огурцов. Использование микроорганизмов для утилизации отходов производства. Силосование растительных отходов. Производство уксуса из плодово-ягодных отходов.
	Использование микроорганизмов для защиты окружающей среды. Биодеградация сложных веществ с помощью биологической активности микроорганизмов. Биологическая обработка органических отходов. Типы органических отходов и методы их биологической обработки. Биологическая очистка сточных вод. Аэробная очистка сточных вод Простые методы очистки стоков. Процессы с использованием активированного ила и централизованная очистка сточных вод. Микроорганизмы активного ила. Анаэробная обработка концентрированных стоков.Анаэробная обработка полужидких отходов. Обработка твердых отходов. Компостирование. Твердофазная анаэробная ферментация. Свалки и полигоны твердых бытовых отходов (ТБО). Биоремедиация загрязненных почв и грунтов. Ремедиация загрязненных почв in situ.
	Биогидрометаллургические технологии переработки руд и концентратов. История биогеотехнологии металлов. Физико-химические основы выщелачивания металлов из руд. Кучное и подземное выщелачивание меди. Переработка сложных руд и концентратов в реакторах (чановое выщелачивание). Влияние технологических условий. Экологические аспекты биогеотехнологии.
	Биотехнологическое производство ферментных препаратов. Инженерная энзимология. Повышение эффективности биообъектов (индивидуальных ферментов, ферментных комплексов и клеток продуцентов) в условиях производства. Иммобилизованные (на нерастворимых носителях) биообъекты и их многократное использование. Ресурсосбережение. Экологические преимущества. Экономическая целесообразность. Повышение качества препаратов лекарственных веществ (гарантия высокой степени очистки, отсутствия пирогенных, аллергенных примесей). Нерастворимые носители органической и неорганической природы. Микроструктура носителей. Иммобилизация за счет образования коваяентных связей между ферментом и носителем. Предварительная активация носителя бромистым цианом. Механизм активации. Ковалентные связи с помощью бифункциональных реагентов между молекулами фермента, связанного с носителем. Влияние иммобилизации ферментов на их субстратный спектр и кинетические характеристики. Повышение стабильности. Расширение зоны оптимальной температуры. Причины указанных явлений. Адсорбция ферментов на инертных носителях и ионообменниках. Причины частичных ограничений использования этого метода иммобилизации. Иммобилизация ферментов путем включения в структуру геля. Органические и неорганические гели. Методы включения в альгинатный и полиакриламидный гель. Причины частичных ограничений использования метода при высокомолекулярных субстратах. Микрокапсулирование ферментов как один из способов их иммобилизации. Размеры и состав оболочки микрокапсул.
	Внутриклеточная регуляция обмена веществ и управление биосинтезом метаболитов. Механизмы внутриклеточной регуляции и биосинтез целевых биотехнологических продуктов. Индукция и репрессия синтеза ферментов. Состав оперона. Механизмы регуляции действия генов и их использование в биотехнологических процессах. Ингибирование ферментов биосинтеза по принципу обратной связи (ретроингибирование). Механизм ретроингибирования. Аллостерические ферменты.
	Значение этого механизма в регуляции жизнедеятельности клетки и пути преодоления ограничений биосинтеза целевых продуктов у суперпродуцентов. Создание мутантов с нарушением аллостерического центра у ключевых ферментов биосинтетических путей. Оптимизация подбора сред (среды с уменьшенным содержанием конечных продуктов биосинтетических путей). Катаболитная репрессия. «Глюкозный эффект» и подавление синтеза катаболических ферментов. Транзиентная репрессия. Исключение индуктора. Катаболитное .ингибирование. Механизм катаболитной репрессии. Циклический 3'5-аденозинмонофосфат (цАМФ). Аденилатциклаза. Биологические эффекты цАМФ. Мутанты, устойчивые к катаболитной репрессии, и их использование в биотехнологии.
	Биотехнология получения метаболитов. Технология биосинтеза аминокислот, органических кислот, витаминов. Преимущества микробиологического способа получения аминокислот. Продуценты, сырье. Методы отбора активных продуцентов аминокислот. Биосинтез аминокислот клетками микроорганизмов. Использование аминокислот в медицине и народном хозяйстве. Технология получения L – лизина микробиологическим синтезом. Продуценты, их культивирование. Пути биосинтеза. Получение кристаллического препарата и кормового концентрата лизина. Применение. Технология биосинтеза глутаминовой кислоты, триптофана, аспарагиновой кислоты. органические кислоты, получаемые микробиологическим путем. Использование органических кислот в народном хозяйстве. Производство уксусной, лимонной, молочной, яблочной и др. Органических кислот. Продуценты, сырье, технология синтеза. Преимущества микробиологических способов получения витаминов. Экономия земельных, пищевых ресурсов, возможность использования не пищевого сырья для культивирования микробов – продуцентов. Получение витаминов группы В и каротина микробиологическим синтезом. Эргостерин – предшественник витамина Д_2.Природные источники, Условия биосинтеза. Получение эргостерина в промышленности. Применение дрожжевого концентрата эргостерина в животноводстве. Микробиологическое производство полисахаридов, антибиотиков, липидов, алколоидов. Внеклеточные и внутриклеточные полисахариды. Общая характеристика микробных полисахаридов, особенности строения. Продуценты, сырье. Применение полисахаридов микробного происхождения в медицине, пищевых производствах, промышленности. Антибиотики медицинского и немедицинского назначения. Применение в медицине, животноводстве, консервной промышленности. Тетрациклиновые антибиотики – продуценты, технология получения. Препараты терравит, биовит, бацитрацин, гризин, фитобактериомицин и др., продуценты, способы получения, применение. Поиск продуцентов антибиотиков, пути промышленной биосинтетической активности продуцента антибиотика. Технология получения полусинтетического антибиотика. Технология получения полусинтетических антибиотиков. Технология получения липидов с помощью бактерий, микроскопических грибов, водорослей. Особенности липидов микроорганизмов, пути биосинтеза. Микроскопические грибы – продуценты алкалоидов и др. Лекарственных препаратов. Перспективы получения алкалоидов микробиологическим способом перед традиционными.
	Применение методов генной инженерии в биотехнологии. Создание с помощью генетической инженерии методов продуцентов новых лекарственных веществ. Основные принципы технологии рекомбинантной ДНК. Внехромосомные генетические элементы - плазмиды и их функции у микроорганизмов, используемых в биотехнологических процессах. Основные физико-химические характеристики плазмид. Взаимодействие плазмид с геномом хозяина. Роль плазмидной и фаговой ДНК в генетическом конструировании продуцентов биологически активных веществ. Транспозоны и их использование в конструировании продуцентов. Направленный мутагенез (in vitro) и его значение при конструировании продуцентов. Понятие вектора в генетической инженерии. Векторные молекулы на основе плазмидной и фаговой ДНК. Химический синтез фрагментов ДНК. Методы секвенирования (определения последовательности нуклеотидов). Химический синтез гена. Ферменты, используемые в генетической инженерии. Рестриктазы. Классификация и специфичность. Формирование "липких концов". Рестриктаза E.coli R1 и распознаваемая ею последовательность нуклеотидов. Лигазы и механизм их действия. Последовательность операций при включении чужеродного гена в векторную молекулу. Перенос вектора с чужеродным геном в микробную клетку. Генетические маркеры. Методы идентификации и изоляции клонов с рекомбинантной ДНК. Проблемы экспрессии чужеродных генов в микроорганизмах. Гены животной клетки; экзоны, интроны. Обеспечение возможности экспрессии генов млекопитающих в микробной клетке. Обратная транскриптаза. Способы преодоления барьеров на пути экспрессии чужеродных генов. Стабилизация чужеродных белков (целевых продуктов) в клетке. Генетические методы, обеспечивающие выделение чужеродных белков в среду. Микроорганизмы различных систематических групп: дрожжи, эубактерии, актиномицеты и др. как хозяева при экспрессии чужеродных генов. Специфические проблемы генетической инженерии при создании новых продуцентов белковых веществ, первичных и вторичных метаболитов как целевых биотехнологических продуктов.

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

п\п	Название учебников, учебных пособий и других источников	Авторы (под ред.)	Издательство	Год издания

Основная:
1.	Основы биотехнологии: учебное пособие	Т. А. Егорова, С. М. Клунова, Е. А. Живухина	М.: Академия
2.	Современная биотехнология	Елдышев Ю.Н.	М:Тайдекс Ко
3.	Гидромикробиологический анализ сточных вод. Методические указания.	Макаревич Е.В. Литвинова М.Ю.	Мурманск МГТУ
4.	Экология микроорганизмов	Нетрусов А.И.	М.: Академия
	Промышленная микробиология и биотехнология	Макаревич Е.В.	МГТУ
	Основы промышленной биотехнологии : учеб. пособие для вузов	Бирюков, В. В.	М. : Колос
	Молекулярная биотехнология : Принципы и применение / пер. с англ. Н. В. Баскаковой	Глик, Б.	М. : Мир
	Теоретические основы биотехнологии и практические аспекты их использования при производстве ряда биологически активных веществ из сырья животного, водного и растительного происхождения в народном хозяйстве России и медицине. Ч.1,2	Семенов, Б. Н.	КГТУ. - Калининград
	Микроорганизмы заквасок кисломолочных продуктов. Методические указания.	Макаревич Е.В., Литвинова М.Ю.	Мурманск МГТУ	2009.
	Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Ведение в биотехнологию»	Литвинова М.Ю.	Мурманск МГТУ
Дополнительная:
	Введение в биотехнологию	Бекер М.Е.	М.: Пищевая пром
	Определитель бактерий Берджи. В 2 т.	Под ред. Дж. Хоулта, Н. Крига, П. Смита и др.	М.: Мир
	Промышленная микробиология.	Под ред. Егорова Н.С.	М.: Высшая школа
	Техническая микробиология рыбных продуктов.	Дутова Е.Н. и др. .	М.: Пищевая пром
	Микробиология пищевых производств.	Вербина Н.М., Каптерова Ю.В.	М.: Агропромиздат
	Основные питательные среды для культивирования микроорганизмов. Приготовление питательных сред. Методические указания к выполнению лабораторной работы.	Богданова О.Ю., Макаревич Е.В.	Мурманск МГТУ
	Микробиология продуктов животного происхождения	Мюнх Г.Д., Заупе Х., Шрайтер М.и др.	М.: Агропромиздат
	Микробиология в пищевой промышленности.	Жвирблянская А.Ю., Бакушинская О.А.	М.: Пищевая пром-сть

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И ЗАДАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ

КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ

Приступить к выполнению контрольной работы следует после изучения теоретического материала по всем темам.

Контрольная работа выполняется в виде решения тестов или ответов на вопросы. Ответы на вопросы должны быть краткими, но исчерпывающими.

Изучив данные темы, студент должен знать

- роль биотехнологии в решении народнохозяйственных проблем;

- молекулярные основы организации и функционирования живых систем;

- особенности микроорганизмов, как объектов биотехнологических производств;

- способы культивирования микроорганизмов.

Тестовые задания для выполнения контрольной работы:

Вариант 1

2. Слияние может быть использовано при получении организмов с заданными свойствами для:
1) протопластов микроорганизмов;
2) клеток животных;
3) клеток растений;
4) клеток дрожжей;
А) 1, 3, 4
Б) 2, 3, 4
В) 1,2
Г) 1, 2, 3
Д) 1, 4;
Е) все ответы верны.

3. В случае ник-трансляции речь идет об использовании фермента:
А) рестриктазы;
Б) фосфатазы;
В) ДНК-полимеразы I;
Г) трасферазы.

4. Отбор случайных мутаций может быть использован, если:
А) известен путь синтеза данного продукта;
Б) путь синтеза продукта неизвестен;
В) выявлена строгая зависимость между продукцией вещества и фенотипом;
Г) все ответы верны.

5. Штаммы микроорганизмов, продуцирующие аминокислоты, могут быть созданы с использованием:
А) мутагенеза, конъюгации;
Б) мутагенеза, слияния протопластов;
Г) размножения спорами, трансформации;
Д) все ответы верны;
Е) правильного ответа нет.

6. Трехкомпонентность современной биотехнологии заключается в:
А) решении задач генетической инженерии, клеточной инженерии, инженерной энзимологии;
Б) получении трех форм товарной продукции;
В) экономической эффективности процессов, спросе на биотехнологическую продукцию; сведениях о физиологии и генетике биологического объекта;
Г) все ответы верны.

7. Секретирующим векторам свойственно:
А) экспрессировать клонированные гены в клетках про- и эукариот;
Б) секретировать продукты клонированных генов из клетки;
В) наследоваться в клетках различных хозяев;
Г) интегрироваться в хромосому.

8. Лигирование в генетической инженерии - это:
А) любой процесс с участием ДНК-лигаз;
Б) ковалентное соединение концов ДНК;
В) соединение любых фрагментов ДНК;
Г) все ответы верны;
Д) правильного ответа нет.

9. Векторная молекула - это:
А) плазмида бактерий, которая способна передаваться в клетки;
Б) рекДНК, которая легко вводится в клетку;
В) любая ДНК, которая способна переносить чужеродные фрагменты ДНК;
Г) ДНК, которая стабильно наследуется в клетке;
Д) многокопийная плазмида;
Е) все ответы верны.

10. В упаковочную систему бактериофага, используемую в генной инженерии, входят:
А) белки капсида + фаговая ДНК + АТФ;
Б) белки капсида + рекДНК + АТФ;
В) белки капсида + рекДНК + фаговая ДНК;
Г) все ответы верны.

11. Секвенирование - это:
А) химико-ферментативный синтез гена;
Б) определение последовательности оснований в ДНК;
В) разделение ДНК на фрагменты и получение банка генов;
Г) клонирование генов;
Д) разделение ДНК на фрагменты.

12. Мутантные клетки, устойчивые к аналогам соединений, получают:
А) высевая клетки на полноценную среду с аналогом;
Б) высевая клетки на минимальную среду с аналогом;
В) обрабатывая мутагеном и высевая на среду любого состава;
Г) другим путем.

13. Метод получения генетических рекомбинантов у микроорганизмов заключается в использовании:
А) конъюгации, трансформации, трансдукции;
Б) полового процесса у дрожжей, трансформации, слияния протопластов;
В) слиянии протопластов, трансформации, трансдукции;
Г) все ответы верны.

14. Основными свойствами протопластов являются следующие:
1) наличие остатков клеточной стенки;
2) способность к слиянию;
3) поддержание жизнеспособности в гипертонической среде;
4) поддержание жизнеспособности в гипотонической среде;
5) способность к регенерации клеточной стенки;
6) высокая частота реверсии.
А) 1, 2, 4, 5
Б) 2, 3, 4, 5
В) 1, 3, 4, 5
Г) 1, 2, 3, 5

15. Выберите наиболее полное определение генетической инженерии (ГИ):
А) ГИ - использование ферментов для конструирования клеток;
Б) ГИ - получение трансгенных растений и животных;
В) ГИ - совокупность методов для создания организмов in vitro;
Г) ГИ - совокупность методов работы in vitro.
Вариант 2

1. Объектами для получения продуктов биотехнологии могут быть:
А) выделенные штаммы микроорганизмов;
Б) коллекции клеток и культур;
В) искусственно сконструированные штаммы и клетки;
Г) 1,2;
Д) 1,3;

Е) все ответы верны.

2. Основными требованиями к продуцентам являются:
1) способность к росту на дешевых субстратах;
2) стабильность в отношении продукции интересующего вещества;
3) наличие плазмид;
4) наличие клеточной стенки грамположительного типа;
5) высокая скорость роста;
6) наличие клеточной стенки грамотрицательного типа.
А) 1, 2, 5
Б) 2, 4, 5
В) 1, 2, 3
Г) 1, 3, 6
Д) 1, 5, 6

3. К суперпродуцентам белка можно отнести штаммы, которые синтезируют:
А) на 10 % больше данного продукта;
Б) в 2 раза больше данного продукта;
В) не менее, чем на 1-2 % больше данного продукта;
Г) на 10 % больше данного продукта.

4. Штамм - продуцент лизина получен у бактерий:
А) Corynebacterium;
Б) Escherichia;
В) Pseudomonas;
Г) Bacillus.

5. Белок одноклеточных организмов относится к:
А) продуктам тонкого синтеза;
Б) продуктам крупнотоннажного синтеза;
В) продуктам маломасштабного синтеза.

6. Для периода управляемого биосинтеза в развитии биотехнологии характерно:
А) развитие производства антибиотиков;
Б) получение биотехнологических продуктов при использовании брожений;
В) получение аминокислот и ферментов с использованием биообъектов;
Г) получение трансгенных растений и животных;
Д) получение моноклональных антител.

7. Вторичные метаболиты могут синтезироваться на следующих стадиях роста культуры:
1) логарифмической;
2) стационарной;
3) фазе отмирания;
4) конец экспоненциальной - стационарной;
5) стационарной - фазе отмирания.
А) 1, 2, 4
Б) 1, 3, 5
В) 2, 3, 5
Г) 2, 3, 4
Д) 2, 4, 5

8. Для получения продуцентов первичных метаболитов можно воспользоваться:
1) мутагенезом исходного штамма;
2) ступенчатым отбором с применением мутагена;
3) выращиванием клеток на среде без данного метаболита;
4) выращиванием клеток в условиях снижения концентрации метаболита.
А) 1, 2;
Б) 1, 3;
В) 1, 4;
Г) 2, 3;
Д) 2, 4;

9. Для получения фрагментов ДНК в генетической инженерии используются:
А) ДНК-полимеразы;
Б) экзонуклеазы;
В) рестриктазы;
Г) фосфатазы;
Д) трансферазы.

10. Коннекторный способ объединения фрагментов ДНК заключается в:
А) использовании фрагментов ДНК с сайтами узнавания для рестриктаз;
Б) присоединении синтезированных двунитевых последовательностей к ДНК с прямыми концами;
В) обработке тупых концов ДНК экзонуклеазами и добавлении комплементарных нуклеотидов;
Г) лигированием по комплементарным последовательностям.

11. Химико-ферментативный синтез гена проводят в следующей последовательности:
А) секвенируют ген - синтезируют нуклеиновую кислоту - синтезируют продукт;
Б) по структуре продукта определяют последовательность оснований в ДНК - синтезируют ген;
В) разделяют ДНК на фрагменты - получают однонитевые фрагменты - достраивают вторую нить - проводят выделение гена.

12. Завершите определение:
1) Банк генов - это …
2) Библиотека кДНК - это…
3) …совокупность генов данного организма, клонированных на векторе;
4) …совокупность генов данного организма, полученных из одного препарата РНК.
А) 1, 4; 2,3
Б) 1, 3; 2,4

13. При использовании в качестве вектора вируса SV40 необходимо:
1) учитывать размеры клонируемого фрагмента ДНК;
2) использовать пермиссивные клетки;
3) обеспечить наличие в векторе генов для Т-антигена и белков вирусного капсида;
4) использовать линию COS-клеток;
5) обеспечить наличие точки начала репликации.
А) 1, 2, 3;
Б) 1, 3, 5;
В) 1, 4;
Г) 2, 5
Д) 1, 5.

14. Для поиска клонов с рекомбинантной ДНК, могут быть использованы:
А) прямая и непрямая селекция клеток, синтезирующих искомый продукт;
Б) иммунохимические и гибридизационные методы;
В) прямая селекция, иммунохимические и гибридизационные методы;
Г) непрямая селекция, иммунохимические и гибридизационные методы;
Д) все вышеперечисленные методы.

15. Путем электропорации рекДНК может быть введена в клетки:
А) растений;
Б) животных;
В) микроорганизмов;
Г) в протопласты;
Д) в любые клетки;
Е) в любые клетки и протопласты.

Вариант 3

1. Выберите наиболее полное определение биотехнологии:
А) наука о промышленном получении биологически активных веществ;
Б) наука об использовании биологических объектов в промышленности;
В) наука об использовании биологических объектов для получения биологически активных веществ и охране окружающей среды;
Г) наука, использующая достижения генетической, клеточной инженерии и достижения других биологических и смежных наук для создания штаммов-продуцентов биологически активных веществ;
Д) наука, использующая результаты фундаментальных исследований в области биологических, химических и технических дисциплин.

2. Слияние может быть использовано при получении организмов с заданными свойствами для:
1)протопластов микроорганизмов;
2)клеток животных;
3)клеток растений;
4)клеток дрожжей;

А) 1, 3, 4;
Б) 2, 3, 4;
В) 1,2;
Г) 1, 2, 3;
Д) 1, 4;
Е) все ответы верны.

3. Если в эксперименте по получению генов, используется ДНК-зависимая РНК-полимераза, то речь идет о:
А) химико-ферментативном синтезе гена;
Б) получении банка генов;
В) получении кДНК;
Г) получении библиотеки ДНК.

4. Отбор случайных мутаций может быть использован, если:
А) известен путь синтеза данного продукта;
Б) путь синтеза продукта неизвестен;
В) выявлена строгая зависимость между продукцией вещества и фенотипом;
Г) все ответы верны.

5. Штаммы микроорганизмов, продуцирующие аминокислоты, могут быть созданы с использованием:
А) мутагенеза, конъюгации;
Б) мутагенеза, слияния протопластов;
Г) размножения спорами, трансформации;
Д) все ответы верны;
Е) правильного ответа нет.

6. Трехкомпонентность современной биотехнологии заключается в:
А) решении задач генетической инженерии, клеточной инженерии, инженерной энзимологии;
Б) получении трех форм товарной продукции;
В) экономической эффективности процессов, спросе на биотехнологическую продукцию; наличии сведений о физиологии и генетике биологического объекта;
Г) все ответы верны.

7. Векторы амплификации созданы для:
А) увеличения экспрессии генов;
Б) для увеличения количества копий генов;
В) для создания продуцентов;
Г) для экспрессии генов прокариот в эукариотических клетках.

8. Лигирование в генетической инженерии - это:
А) любой процесс с участием ДНК-лигаз;
Б) ковалентное соединение концов ДНК;
В) соединение любых фрагментов ДНК;
Г) все ответы верны;
Д) правильного ответа нет.

9. Выберите свойства, необходимые для выполнения вектором своих функций:
1) наличие селективного маркера;
2) наличие сайтов узнавания для нескольких рестриктаз;
3) наличие сайтов узнавания для одной рестриктазы;
4) стабильное поддержание в клетке хозяина;
5) наличие свойств репликона;
6) многокопийность.

А) 1, 2, 3, 4;
Б) 1, 2, 4, 5;
В) 1, 2, 3, 6;
Г) 2, 4, 5, 6;
Д) все свойства.

10. Векторы на основе бактериофага, представлены:
А) векторами внедрения;
Б) векторами замещения;
В) космидами;
Г) фазмидами;
Д) все ответы верны.

11. Секвенирование - это:
А) химико-ферментативный синтез гена;
Б) определение последовательности оснований в ДНК;
В) разделение ДНК на фрагменты и получение банка генов;
Г) клонирование генов;
Д) разделение ДНК на фрагменты.

12. Мутации по структурным генам позволяют:
1) повысить уровень синтеза некоторых ферментов;
2) усилить позитивные формы регуляции синтеза продуктов;
3) повысить скорость поглощения субстрата;
4) блокировать побочные реакции биосинтеза.
А) все ответы верны;
Б) 1, 2, 3;
В) 1, 2, 4;
Г) 2, 3, 4.

13. Метод получения генетических рекомбинантов у микроорганизмов заключается в использовании:
А) конъюгации, трансформации, трансдукции;
Б) полового процесса у дрожжей, трансформации, слияния протопластов;
В) слиянии протопластов, трансформации, трансдукции;
Г) все ответы верны.

14. Основными требованиями к продуцентам являются:
1) способность к росту на дешевых субстратах;
2) стабильность в отношении продукции интересующего вещества;
3) наличие плазмид;
4) наличие клеточной стенки грамположительного типа;
5) высокая скорость роста;
6) наличие клеточной стенки грамотрицательного типа.
А) 1, 2, 3
Б) 2, 4, 5
В) 1, 2, 5
Г) 1, 3, 6
Д) 1, 5, 6

15. Объектами для получения продуктов биотехнологии могут быть:
А) выделенные штаммы микроорганизмов;
Б) коллекции клеток и культур;
В) искусственно сконструированные штаммы и клетки;
Г) 1,2;
Д) 1,3;
Е) все ответы верны.

Вариант 4

1. Основными свойствами протопластов являются следующие:
1) наличие остатков клеточной стенки;
2) способность к слиянию;
3) поддержание жизнеспособности в гипертонической среде;
4) поддержание жизнеспособности в гипотонической среде;
5) способность к регенерации клеточной стенки;
7) высокая частота реверсии.
А) 1, 2, 4, 5
Б) 2, 3, 4, 5
В) 1, 3, 4, 5
Г) 1, 2, 3, 5

2. Выберите наиболее полное определение генетической инженерии (ГИ):
А) ГИ - использование ферментов для конструирования клеток;
Б) ГИ - получение трансгенных растений и животных;
В) ГИ - совокупность методов для создания организмов in vitro;
Г) ГИ - совокупность методов работы in vitro.

3. К суперпродуцентам белка можно отнести штаммы, которые синтезируют:
А) на 10 % больше данного продукта;
Б) в 2 раза больше данного продукта;
В) не менее, чем на 1-2 % больше данного продукта;
Г) на 10 % больше данного продукта.

4. Штамм - продуцент лизина получен у бактерий:
А) Corynebacterium;
Б) Escherichia;
В) Pseudomonas;
Г) Bacillus.

5. Укажите, какие достижения характерны для современного периода развития биотехнологии:
А) развитие производства антибиотиков;
Б) получение биотехнологических продуктов при использовании брожений;
В) получение аминокислот и ферментов с использованием биообъектов;
Г) получение трансгенных растений и животных;
Д) получение биогаза.

6. Вторичные метаболиты могут синтезироваться на следующих стадиях роста культуры:
1) логарифмической;
2) стационарной;
3) фазе отмирания;
4) конец экспоненциальной - стационарной;
5) стационарной - фазе отмирания.
А) 1, 2, 4
Б) 1, 3, 5
В) 2, 3, 5
Г) 2, 3, 4
Д) 2, 4, 5

7. Для получения продуцентов первичных метаболитов можно воспользоваться:
1)мутагенезом исходного штамма;
2) ступенчатым отбором с применением мутагена;
3)выращиванием клеток на среде без данного метаболита;
4)выращиванием клеток в условиях сниженной концентрации метаболита.
А) 1, 2;
Б) 1, 3;
В) 1, 4;
Г) 2, 3;
Д) 2,4

8. Для получения фрагментов ДНК в генетической инженерии используются:
А) ДНК-полимеразы;
Б) экзонуклеазы;
В) рестриктазы;
Г) фосфатазы;
Д) трансферазы.

9. При использовании линкеров предполагается провести:
А) наращивание нуклеотидов на концах фрагментов ДНК;
Б) использование двунитевых фрагментов с сайтами узнавания для одной рестриктазы;
В) использование двунитевых фрагментов с сайтами узнавания для нескольких рестриктаз;
Г) объединение фрагментов с несовместимыми концами, полученными разными рестриктазами;
Д) все ответы верны.

10. Химико-ферментативный синтез гена проводят в следующей последовательности:
А) секвенируют ген - синтезируют нуклеиновую кислоту - синтезируют продукт;
Б) по структуре продукта определяют последовательность оснований в ДНК - синтезируют ген;
В) разделяют ДНК на фрагменты - получают однонитевые фрагменты - достраивают вторую нить - проводят выделение гена.

11. Завершите определение:
1) Банк генов - это …
2) Библиотека кДНК - это..
3) …совокупность генов данного организма, клонированных на векторе;
4) …совокупность генов данного организма, полученных из одного препарата РНК.
А) 1, 4; 2,3
Б) 1, 3; 2,4

12. При клонировании в составе Ti-плазмиды, вставка чужеродной ДНК производится в:
А) в область Vir-генов;
Б) во фрагмент между последовательностью в 25 п.о. в ДНК;
В) в область onc-генов;
Г) в область Т-ДНК;
Д) в другие участки.

13. Путем электропорации рекДНК может быть введена в клетки:
А) растений;
Б) животных;
В) микроорганизмов;
Г) в протопласты;
Д) в любые клетки;
Е) в любые клетки и протопласты.

14. Основными направлениями биотехнологии являются:
А) генетическая инженерия, инженерная энзимология, микробиология;
Б) генетическая инженерия, клеточная инженерия, химическая микробиология;
В) клеточная инженерия, биохимия;
Г) генетическая инженерия, инженерная энзимология;
Д) клеточная и генетическая инженерия, инженерная энзимология.

15. Биогаз относится к продуктам:
А) тонкого синтеза;
Б) крупнотоннажного получения;
В) маломасштабного получения.

Вопросы:

Вариант 1

1. Назовите основные стадии роста микроорганизмов.

2. Что необходимо для выращивания любой клеточной культуры?

3. Какие продукты микробного брожения и метаболизма Вы знаете?

4. Какие соединения - первичными или вторичные метаболиты – необходимы для роста микроорганизмов?

5. Перечислите способы культивирования микроорганизмов.

Вариант 2

6. Что такое иммобилизованные клетки, и каковы преимущества их применения?

7. Перечислите основные стадии биотехнологической схемы получения продуктов микробного синтеза.

8. Какие основные этапы включает схема получения лимонной кислоты?

9. Механизм синтеза лимонной кислоты.

10. Какие микроорганизмы применяются для получения молочной и уксусной кислот?

Вариант 3

11. Какие витамины получают с помощью микроорганизмов?

12. Какие виды микроорганизмов используются в производстве алкогольных напитков?

13. Расскажите о биотехнологических процессах и перспективах развития пивоварения.

14. Какие требования предъявляются к микроорганизмам, используемым при получении спиртопродуктов?

15. Перечислите основное сырье и стадии процесса производства этанола.

Вариант 4

16. Биотехнологические процессы в хлебопечении.

17. Какие основные этапы включает схема получения лимонной кислоты?

18. Какие биотхенологические процессы используются для получения консервированных плодов и овощей?

19. Перечислите перспективные направления пищевой биотехнологии.

20. Каким образом микроскопические грибы используются в питании?