Історичні аспекти розвитку біотехнології 2 страница

1 Вхідними даними для семантичного аналізу служать:

1. Таблиця лексем

2. Таблиця ідентифікаторів

3. Ланцюг вхідної мови

4. Результати розбору синтаксичних конструкцій

5. Синтаксичні конструкції

а) вірно 1, 2, 4

б) вірно 3, 2, 5

в) вірно 2, 4, 5

г) вірно 2, 4

д) вірно 2, 5

2 Ідентифікація лексичних одиниць відбувається на етапі

а) лексичного аналізу

б) синтаксичного аналізу

в) семантичного аналізу

г) підготовки до генерації коду

д) генерації коду

3 Вхідними даними для процесу розподілу пам’яті в компіляторі служать:

1. Таблиця лексем

2. Таблиця ідентифікаторів

3. Ланцюг вхідної мови

4. Область описів

5. Синтаксичні конструкції

6. Адреси комірок пам’яті

а) вірно 1, 2, 4

б) вірно 3, 2, 5, 6

в) вірно 2, 4,,6

г) вірно 2, 4

д) вірно 2, 6

4 Розподіл пам’яті виконується після етапу

а) лексичного аналізу

б) синтаксичного аналізу

в) семантичного аналізу

г) підготовки до генерації коду

д) генерації коду

5 Формула обчислення об’єму пам’яті для масивів має вигляд

а)

б)

в)

г)

6 Формула обчислення об’єму пам’яті для структур має вигляд

а)

б)

в)

г)

7 Формула обчислення об’єму пам’яті для об’єднань має вигляд

а)

б)

в)

г)

8 Область пам’яті, розмір якої відомий на етапі компіляції це

а) стекова пам’ять

б) статична пам’ть

в) динамічна пам’ять

9 Область пам’яті, розмір якої на етапі компіляції не відомо це

а) стекова пам’ять

б) статична пам’ть

в) динамічна пам’ять

10 Внутрішнє представлення програми, як має вигляд зв’язних спискових структур – це форма у вигляді

а) синтаксичних дерев

б) тетрад

в) тріад

г) постфіксного запису операцій

д) машинних команд

11 Внутрішнє представлення програми, яке має вигляд запису операцій в формі з чотирьох складових – це форма у вигляді

а) синтаксичних дерев

б) тетрад

в) тріад

г) постфіксного запису операцій

д) машинних команд

12 Внутрішнє представлення програми, яке має вигляд запису операцій в формі з трьох складових – це форма у вигляді

а) синтаксичних дерев

б) тетрад

в) тріад

г) постфіксного запису операцій

д) машинних команд

13 Внутрішнє представлення програми, яке передбачає запис знаків операцій після операндів – це форма у вигляді

а) синтаксичних дерев

б) тетрад

в) тріад

г) постфіксного запису операцій

д) машинних команд

14 Внутрішнє представлення програми, яке повністю відповідає об’єктному коду – це форма у вигляді

а) синтаксичних дерев

б) тетрад

в) тріад

г) постфіксного запису операцій

д) машинних команд

15 Дано фрагмент програми, для якого необхідно виконати оптимізацію. Який з видів оптимізації для нього можна застосувати.

A:= B*C;

D:=B=C;

A:=D*C;

а) видалення непотрібних присвоєнь

б) виключення лишніх операцій

в) згортка операцій об’єктного коду

г) перестановка операцій

д) арифметичні перетворення

16 Дано фрагмент програми, для якого необхідно виконати оптимізацію. Який з видів оптимізації для нього можна застосувати.

A:=2+3;

D:=6;

A:=2+3;

а) видалення непотрібних присвоєнь

б) виключення лишніх операцій

в) згортка операцій об’єктного коду

г) перестановка операцій

д) арифметичні перетворення

17 Дано фрагмент програми, для якого необхідно виконати оптимізацію. Який з видів оптимізації для нього можна застосувати.

A:=2*B*C*3;

а) видалення непотрібних присвоєнь

б) виключення лишніх операцій

в) згортка операцій об’єктного коду

г) перестановка операцій

д) арифметичні перетворення

18 Дано фрагмент програми, для якого необхідно виконати оптимізацію. Який з видів оптимізації для нього можна застосувати.

A:=(B+C)+(D+E);

а) видалення непотрібних присвоєнь

б) виключення лишніх операцій

в) згортка операцій об’єктного коду

г) перестановка операцій

д) арифметичні перетворення

19 Дано фрагмент програми, для якого необхідно виконати оптимізацію. Який з видів оптимізації для нього можна застосувати.

A:=B*C+B*D;

а) видалення непотрібних присвоєнь

б) виключення лишніх операцій

в) згортка операцій об’єктного коду

г) перестановка операцій

д) арифметичні перетворення

Рівень В

1 Яка послідовність тетрад відповідає поданому виразу A:=B*C+D-B*10.

а)

1. *(D,C,Z1)
2. -(D,B,Z2)
3. *(B,10,Z3)
4. +(Z1,Z2,Z3)
5. :=(Z3,0,A)

б)

1. *(D,C,Z1)
2. *(10,B,Z2)
3. -(Z1,B,Z3)
4. +(Z1,Z2,Z3)
5. :=(Z3,0,A)

в)

1. *(B,C,Z1)
2. +(Z1,D,Z2)
3. *(B,10,Z3)
4. -(Z3,Z2,Z4)
5. :=(Z4,0,A)

г)

1. +(D,C,Z1)
2. *(10,B,Z2)
3. -(Z1,Z2,Z3)
4. *(B,Z1,Z4)
5. :=(Z4,0,A)

2 Яка послідовність тетрад відповідає поданому виразу A:=A-3*B+F.

а)

1. *(3,B,Z1)
2. -(A,Z1,Z2)
3. +(Z2,F,Z3)
4. :=(Z3,0,A)

б)

1. *(3,B,Z1)
2. -(A,Z1,Z1)
3. +(Z1,F,Z2)
4. :=(Z2,0,A)

в)

1. - (A,3,Z1)
2. *(B,Z1,Z2)
3. +(Z2,F,Z3)
4. :=(Z3,0,A)

г)

1. -(A,3,Z1)
2. -(A,B,Z2)
3. *(Z1,Z2,Z3)
4. +(Z3,F,Z4)
5. :=(Z4,0,A)

3 Яка послідовність тетрад відповідає поданому виразу A:=B+2*(C-D)-5.

а)

1. *(D,C,Z1)
2. -(D,B,Z2)
3. *(B,10,Z3)
4. +(Z1,Z2,Z3)
5. :=(Z3,0,A)

б)

1. -(C,D,Z1)
2. *(2,Z1,Z2)
3. +(Z2,B,Z3)
4. -(Z3,5,Z4)
5. :=(Z4,0,A)

в)

1. -(C,D,Z1)
2. *(2,Z1,Z2)
3. +(Z2,B,Z3)
4. -(5,Z3,Z4)
5. :=(Z4,0,A)

г)

1. -(D,C,Z1)
2. *(2,Z1,Z2)
3. +(Z2,B,Z3)
4. -(Z3,5,Z4)
5. :=(Z4,0,A)

4 Яка послідовність тетрад відповідає поданому виразу A:=(D-B)/(2*(D-C))

а)

1. -(C,D,Z1)
2. *(2,Z1,Z2)
3. -(D,B,Z3)
4. /(Z3,Z2,Z4)
5. :=(Z4,0,A)

б)

1. -(D,C,Z1)
2. *(2,Z1,Z2)
3. -(D,B,Z3)
4. /(Z3,Z2,Z4)
5. :=(Z4,0,A)

в)

1. -(D,C,Z1)
2. -(D,B,Z2)
3. /(Z2,Z1,Z3)
4. *(2,Z3,Z4)
5. :=(Z4,0,A)

г)

1. -(D,C,Z1)
2. *(2,Z1,Z2)
3. -(D,B,Z3)
4. /(Z3,Z2,Z4)
5. :=(Z4,0,A)

5 Яка послідовність тетрад відповідає поданому виразу A:=2+B/2*(D-C)

а)

1. -(D,C,Z1)
2. *(2,Z1,Z2)
3. /(B,Z2,Z3)
4. +(2,Z3,Z4)
5. :=(Z4,0,A)

б)

1. -(D,C,Z1)
2. /(B,2,Z2)
3. *(Z2,Z1,Z3)
4. +(2,Z3,Z4)
5. :=(Z4,0,A)

в)

1. -(D,C,Z1)
2. *(2,Z1,Z2)
3. /(Z2,B,Z3)
4. +(2,Z3,Z4)
5. :=(Z4,0,A)

г)

1. -(C,D,Z1)
2. *(2,Z1,Z2)
3. /(B,Z2,Z3)
4. +(2,Z3,Z4)
5. :=(Z4,0,A)

6 Яка послідовність тріад відповідає поданому виразу A:=B*C+D-B*10.

а)

1. *(D,C)
2. -(D,B)
3. *(B,10)
4. +(^1, ^2)
5. :=(A, ^4)

б)

1. *(D,C)
2. *(10,B)
3. -(^1,B,)
4. +(^2, ^3)
5. :=(A, ^4)

в)

1. *(B,C)
2. +(^1,D)
3. *(B,10)
4. -(^2, ^3)
5. :=(A, ^4)

г)

1. *(B,C)
2. +(^1,D)
3. *(B,10)
4. -(^2, ^3)
5. :=(^4,A)

7 Яка послідовність тріад відповідає поданому виразу A:=A-3*B+F.

а)

1. *(3,B)
2. -(A,^1)
3. +(^2,F)
4. :=(A, ^3)

б)

1. *(3,B)
2. -(A, ^1)
3. +(^1,F)
4. :=(A, ^3)

в)

1. - (A,3)
2. *(B, ^1)
3. +(^2,F)
4. :=(A, ^3)

г)

1. -(A,3)
2. -(A,B)
3. *(^1,^2)
4. +(^3,F)
5. :=(A, ^4)

8 Яка послідовність тріад відповідає поданому виразу A:=B+2*(C-D)-5.

а)

1. *(D,C)
2. -(D,B)
3. *(B,10)
4. +(^1, ^2)
5. :=(A, ^4)

б)

1. -(C,D)
2. *(2, ^1)
3. +(^2,B)
4. -(^3,5)
5. :=(A, ^4)

в)

1. -(C,D)
2. *(2, ^1)
3. +(^2,B)
4. -(^3,5)
5. :=(^4,A)

г)

1. -(D,C)
2. *(2, ^1)
3. +(^2,B)
4. -(^3,5)
5. :=(A,^4)

9 Яка послідовність тріад відповідає поданому виразу A:=(D-B)/(2*(D-C))

а)

1. -(D,C)
2. *(2, ^1,)
3. -(D,B)
4. /(^2, ^3)
5. :=(^4, A)

б)

1. -(D,C)
2. *(2, ^1,)
3. -(D,B)
4. /(^3, ^2)
5. :=(^4, A)

в)

1. -(D,C)
2. -(D,B)
3. /(^2, ^1)
4. *(2, ^3)
5. :=(A, ^4)

г)

1. -(D,C)
2. *(2, ^1,)
3. -(D,B)
4. /(^3, ^2,)
5. :=(A, ^4)

10 Яка послідовність тріад відповідає поданому виразу A:=2+B/2*(D-C).

а)

1. -(D,C)
2. /(2, B)
3. *(^2, ^1)
4. +(2, ^3,)
5. :=(A, ^4)

б)

1. -(D,C)
2. /(B,2)
3. *(^2, ^1)
4. +(2, ^3)
5. :=(A, ^4)

в)

1. -(D,C)
2. *(2, ^1)
3. /(^2,B)
4. +(2, ^3)
5. :=(A, ^4)

г)

1. -(C,D)
2. *(2, ^1)
3. /(B, ^2)
4. +(2, ^3)
5. :=(A, ^4)

Рівень С

1 Обчислити вираз, записаний у формі зворотного польського запису 1 2+3*5 4+-

а) 1

б) 3

в) 23

г) 61

д) вірної відповіді немає

2 Обчислити вираз, записаний у формі зворотного польського запису 5 6*3 3+5 1-+

а) 5

б) 9

в) 32

г) 47

д) вірної відповіді немає

3 Обчислити вираз, записаний у формі зворотного польського запису 4 6 3-*8 6-2/+

а) 13

б) 17

в) 26

г) 33

д) вірної відповіді немає

4 Обчислити вираз, записаний у формі зворотного польського запису 2 3 + 2 * 3 4 * + 7 4 – 2 – 6 * 5 * -

а) 7

б) 9

в) 18

г) 62

д) вірної відповіді немає

5 Обчислити вираз, записаний у формі зворотного польського запису 7 5 2 - 4 * +

а) 3

б) 7

в) 11

г) 19

д) вірної відповіді немає

6 Обчислити вираз, записаний у формі зворотного польського запису 8 2 2 + / 2 ^

а) 2

б) 4

в) 8

г) 9

д) вірної відповіді немає

7 Обчислити вираз, записаний у формі зворотного польського запису 1 4+3 4 + * 3-

а) 23

б) 32

в) 17

г) 43

д) вірної відповіді немає

8 Обчислити вираз, записаний у формі зворотного польського запису 2 3 4 * + 5 2 3 + / -

а) 3

б) 9

в) 13

г) 19

д) вірної відповіді немає

9 Обчислити вираз, записаний у формі зворотного польського запису 2 5 + 3 * 4 7 5 + / -

а) 3

б) 9

в) 11

г) 19

д) вірної відповіді немає

10 Обчислити вираз, записаний у формі зворотного польського запису 3 4 8 * 1 5 – 2 ^ / +

а) 1

б) 2

в) 5

г) 15

д) вірної відповіді немає

Біотехнологія як наукова дисципліна

1.1.Історичні аспекти розвитку біотехнології

1.2.Предмет, мета, завдання біотехнології

1.3.Об'єкти та методи біотехнології

1.4.Перспективи розвитку біотехнології в тваринництві

Контрольні запитання

БІОТЕХНОЛОГІЯ ЯК НАУКОВА ДИСЦИПЛІНА

Термін «біотехнологія» було запропоновано у 1917 році угорським інженером Карлом Ереки для опису великомасштабного вирощування свиней з використанням для корму цукрових буряків. За визначенням К. Ереки, біотехнологія − це «всі види робіт, коли із сировини за допомогою живих організмів вироблюються ті чи інші продукти». Однак це цілком вірне визначення не дістало поширення. Лише у 1961 році, коли шведський мікробіолог Карл Гьорен Хеден запропонував нову назву журналу «Біотехнологія і біоінженерія», і біотехнологію пов'язали з дослідженнями у галузі «промислового виробництва товарів та послуг за участю живих організмів, біологічних систем і процесів».

Біотехнологія − це наука про використання культур клітин бактерій, дріжджів, тварин або рослин, метаболізм і біосинтетичні можливості яких забезпечують утворення специфічних речовин. За визначенням Європейської біотехнологічної федерації, створеної у 1978 році, біотехнологія на основі застосування знань і методів біохімії, мікробіології, генетики і хімічної техніки використовує властивості мікроорганізмів і клітинних культур. Вона створює можливість отримання речовин і сполук, які необхідні для життя і добробуту людини, за допомогою легкодоступних ресурсів, що постійно поновлюються.

Перспективність та ефективність застосування біотехнологічних процесів у різних сферах людської діяльності від одержання їжі і напоїв до відтворення екологічно чистих енергоносіїв і нових матеріалів обумовлена їх компактністю й одночасно великомасштабністю, високим рівнем механізації й продуктивності праці. Ці процеси піддаються контролю, регулюванню й автоматизації. Біотехнологічні процеси, на відміну від хімічних, реалізуються в «м'яких» умовах, за нормального тиску, активної реакції й невисоких температур середовища. Ці процеси меншою мірою забруднюють навколишнє середовище відходами і побічними продуктами, мало залежать від кліматичних і погодних умов, не потребують великих земельних площ, застосування пестицидів,гербіцидів й інших чужорідних для навколишнього середовища агентів. Тому біотехнологія в цілому та її окремі розділи визначені серед найбільш пріоритетних напрямів науково-технічного прогресу і є яскравим прикладом «високих технологій», з якими пов'язують перспективи розвитку багатьох виробництв.

Біологічні технології перебувають нині у фазі бурхливого розвитку, але цей рівень багато в чому визначається науково-технічним потенціалом країни. Всі високорозвинені держави світу відносять біотехнологію до однієї з найважливіших сучасних галузей, вважаючи її ключовим методом реконструкції промисловості відповідно до потреб часу, і вживають заходів для стимулюванню її розвитку. Біотехнологічні процеси численні за своїми історичними коріннями і за своєю структурою, вони поєднують елементи фундаментальних наук, а також ряд прикладних галузей. До них відноситься хімічна технологія, машинобудування, економіка, досягнення наук біологічного циклу, що вивчають надорганізмовий рівень (екологія), біологічні організми (мікробіологія, мікологія), суборганізмові структури (молекулярна біологія, генетика). Через біологію на біотехнологію впливають хімія, фізика, математика, кібернетика, механіка. Суспільні й економічні науки також мають великий вплив на розвиток біотехнології, оскільки практичні завдання, що вирішуються нею, мають соціально-економічне значення для будь-якого суспільства.

Біотехнологія як наука, що використовує біологічні принципи в практичній роботі, виникла наприкінці XIXст., коли досягнення мікробіології почали впроваджувати в народне господарство. Але ще від зародження цивілізації людина виступала в ролі біотехнолога, використовуючи для одержання продуктів харчування результати діяльності мікроорганізмів. Проте цей процес відбувався стихійно. З історичної точки зору біотехнологія виникла тоді, коли дріжджі уперше були використані для виробництва пива, а бактерії − для виготовлення йогуртів.

Наука формується та еволюціонує відповідно до формування і розвитку людства. Це безпосередньо стосується і біотехнології. Питання про формування біотехнології трактується неоднозначно. На думку одних учених (Овчинников Ю.А., Баєв А.А., Скрябін Г.К.), правомірно віднести до сфери біотєхнології класичні процеси бродіння, включаючи одержання спирту, силосування. На думку інших (Аіба С, Хемфрі А.Е., Милліс Н.Ф.), умовною датою появи біотєхнології можна вважати присудження компанії «Мерк Кемикал Компани» премії Мак-Гро-Хілла за досягнення в області біохімічної технології в 1947 р. Також існує думка, що початок біотєхнології варто віднести до 70-х років XX ст., з моменту зародження генетичної інженерії. Отже, правомірно віднести виникнення сучасної біотєхнології, яка розпочала формуватися на базі існуючих галузей мікробіологічної промисловості, до початку 50-х років минулого століття, а весь попередній етап, що розпочався з найдавніших цивілізацій, називати передісторією формування біотєхнології.

Передісторію формування біотєхнології має ряд етапів. Це емпіричний, етіологічний (зародження природничих наук у XV−XVII століттях; формування мікробіологічних виробництв і початок взаємодії науки й мікробіологічних виробництв наприкінці XIX − 10-х роках XX ст., що викликало революційне перетворення мікробіологічних виробництв). Наступний − біотехнічний (створення науково-технічних передумов для виникнення сучасної біотєхнології 10-50-й роки XX ст.), і геннотехнічний − ера новітніх біотехнологічних процесів.

Емпіричний (від грец. етреіrікоs − дослідний) або доісторичний період − найбільш тривалий, охоплює близько 8000 років, з яких більш ніж 6000 років − до нашої ери і біля 2000 років − наша ера. Стародавні народи того часу інтуїтивно використовували засоби і способи виготовлення хліба, пива та інших продуктів, які в наш час ми відносимо до розряду біотехнологічних.

Шумери − перші мешканці Месопотамії (на території сучасного Іраку) створили розвинену в ті часи цивілізацію. Вони випікали хліб з кислого тіста, володіли мистецтвом готувати пиво. В цьому їм наслідували ассирійці і вавилоняни, які також мешкали в Месопотамії, єгиптяни і стародавні індуси. Протягом декількох тисячоліть відомим є оцет, який за давніх-давен готували в домашніх умовах, хоча про мікроби − індуктори цього процесу, світ узнав у 1868 році завдяки роботам Л. Пастера; перша дистиляція вина здійснена у XII ст.; горілку з хлібних злаків виготовляли у XVI ст.; шампанське відоме з XVIII ст. До того ж емпіричного періоду належить: одержання кисломолочних продуктів, квашеної капусти, медових алкогольних напоїв, силосування кормів, квашення луб'яноволоконних рослин.

З найдавніших часів людство стикалося з негативними наслідками діяльності мікроорганізмів (псування продуктів, інфекційні хвороби людей і домашньої худоби). На перших етапах це були неусвідомлені, емпіричні спроби розробки методів і засобів боротьби з цими явищами. Так стали виникати методи консервування продуктів.

Таким чином, народи з давніх-давен користувалися на практиці мікробіологічними процесами, нічого не знаючи про мікроби. Емпіризм також був характерний і в практиці застосування корисних рослин і тварин.

Другий, етіологічний (від грец. аitia − причина) період формування біотехнології розпочався у другій половині XVст. із розвитку сучасного природознавства. На становлення біології істотний вплив мали успіхи в хімії, яка із описової в цей період перетворюється на аналітичну. Відбулися зрушення у вивченні сутності процесів бродіння; виник термін ферментація, а процес бродіння стали пов'язувати з наявністю в середовищі дріжджів або ферментів. У ХVІ-ХVII століттях спочатку в Франції, а потім повсюдно для розпушення тіста стали використовувати пивні дріжджі; пізніше зі зміною й удосконалюванням технології пивоваріння для цих цілей почали застосовувати дріжджі спиртового виробництва. У другій половині XVIIIст. було доведено здатність однієї речовини розкладати інші. Це стало початком експериментального вивчення унікальної здатності ферментів до каталізу специфічних хімічних реакцій.

Таким чином, розвиток описової мікробіології й вивчення хімічних перетворень стали важливою передумовою для становлення мікробіології й біохімії. В XIXст. з розвитком хімічних наук було закладено основи органічної хімії. У цей період відкрили багато органічних кислот, гліцерин, холестерин, глюкозу, перші амінокислоти, здійснили синтез сечовини. Для зародження ензимології велике значення мало вивчення процесу гідролізу полісахаридів. Значний вплив на створення наукових основ мікробіологічних виробництв мали роботи Луї Пастера, який на прохання уряду Франції досліджував причини порушення технологічних процесів на виробництвах. Працюючи в галузі прикладної мікробіології, Л. Пастер зробив ряд найбільших фундаментальних відкриттів, що заклали основи сучасної технічної мікробіології. Л. Пастер довів, що хвороби, псування продуктів, бродіння й гниття викликаються мікроорганізмами, і створив теорію про екзогенність потрапляння цих організмів у середовище. Цим було доведено неспроможність існуючої на той час теорії самозародження мікроорганізмів. Роботи Л. Пастера заклали наукові основи виноробства, пивоварства, виробництва спирту й оцту, боротьби з інфекційними хворобами. Великим досягненням даного періоду була розробка методу чистих культур, а також удосконалення середовищ для виділення й вирощування мікроорганізмів. Чисті культури стали застосовувати в сформованих мікробіологічних виробництвах.

Велике значення мали роботи з вивчення мікробного антагонізму й застосуванню його в медицині. І.І. Мечниковим було створено вчення про антагонізм мікробів і науково-обґрунтовані рекомендації для азотфіксації. Тоді ж блискучими роботами С.М. Виноградського, В.Л. Омелянського, Г.А. Надсона, Б.Л. Ісаченка було закладено основи геологічної мікробіології; розпочато вивчення ролі мікроорганізмів у перетвореннях сірки, заліза, кальцію. Почали закладатися наукові основи біологічної обробки й знешкодження стоків.

Очисні споруди, відомі із часів Стародавньої Індії та Римської імперії, прийшли в занепад у середні століття. З бурхливим розвитком промисловості на рубежі XIX−XXстоліть вони знов стали предметом пильних досліджень. У цей період почала закладатися ензимологія. Для вивчення й застосування ферментів необхідно було розробити спеціальні «м'які» методи виділення й очищення. Розпочалося практичне застосування ферментних препаратів для підсолодження ряду речовин, з'явилися препарати для дубиння шкір.

У 70−80-х роках XIXст. було закладено основи культивування рослинних клітин і тваринних тканин. Після робіт Т. Шванна й Р. Вирхова, які назвали клітину елементарним організмом, виник інтерес до вивчення живих клітин, і розпочалися експерименти по збереженню життєздатності клітин і шматочків тканин у специфічних умовах і середовищах. У 1865 р. Г.І. Мендель доповів Спілці дослідників природи свої спостереження про закономірності передачі спадкоємних ознак. На початку XXст. було уведено терміни «мутації», «ген», виникла гіпотеза Сеттона-Бовері про те, що хромосоми є матеріальними носіями спадкоємних ознак. Російський цитолог С.Г. Навашин розкрив особливості структури хромосом і заклав основи хромосомної теорії спадковості. Таким чином, у даний період впровадження наукових знань стало можливим розроблення науково-обгрунтованих біотехнологій багатьох виробничих процесів.

Третій період в розвитку біотехнології − біотехнічний, останній період ери передісторії сучасних біотехнологій (10−50-ті роки XXст.) умовно можна розділити на два етапи. На початку першого етапу, в основному, відбувалося вдосконалення технології існуючих виробництв, а потім, завдяки успіхам у мікробіології, біохімії й інших науках того періоду, внаслідок принципових удосконалень апаратури ітехнологій виникла основа для організації нових виробництв. У цей період почали випускати нові екологічно чисті біодобрива і біологічні препарати для боротьби зі шкідниками та хворобами сільськогосподарських рослин, створилися виробництва ряду цільових продуктів (органічних розчинників, спиртів), розпочалися промислові випробування біотехнологічних процесів переробки та використання рослинних відходів.

Другий етап даного періоду тісно пов'язаний із біотехнологічними методами одержання ряду складних речовин − антибіотиків, ферментів, вітамінів. Революційним моментом даного періоду була промислова реалізація технологи виробництва антибіотиків. Відправною точкою при цьому стало відкриття О.Флемінгом, X.Флорі й Е.Чейном хіміотерапевтичної дії пеніциліну. Практично одночасно в Радянському Союзі З.В. Єрмольєва, вивчаючи дію лізоциму, показала, що він є чинником природного імунітету. Після другої світової війни в ході інтенсивного розвитку промислових біотехнологій було організовано виробництво амінокислот, білка одноклітинних, перетворення стероїдів, освоєно культивування клітин тварин і рослин. Інтактні клітини мікроорганізмів почали широко використовувати для одержання лікарських речовин стероїдної природи, були організовані масштабні виробництва вакцин.

Накопичені наукові факти стали спонукальним мотивом для розробки способів великомасштабного культивування клітин різного походження. Це було необхідно для одержання клітинних продуктів і самих клітин для потреб людини, і, насамперед, як лікувальних або профілактичні засоби: пеніциліну, стрептоміцину, тетрациклінів, декстрину,ряду амінокислот і багатьох інших речовин. До 1950 р. Ж.Моно(Франція) розробив теоретичні основи безперервного керованого культивування мікробів.

У 50-ті роки після успішного використання вірусу поліомієліту для одержання вакцини, що був вирощений в культурі клітин ссавців, лінії культур клітин людини стали незамінними для виділення і культивування ряду інших вірусів, виробництва антитіл, інтерферону, протипухлинних хіміопрепаратів. Приблизно за 40 років третього періоду було вирішено основні завдання конструювання, створення і впровадження в практику необхідного обладнання, у тому числі головного з них − біореакторів. Це обладнання використовують і в наш час.

Четвертий період в біотехнології − геннотехнічний (від грец. genesis − походження, виникнення, народження) − ера новітніх біотехнологічних процесів, що розвивається протягом останніх 35−40 років, пов'язана з використанням іммобілізованих ферментів і клітинних органел, а також заснована на методах рекомбінантних ДНК. Наприкінці 60-х років іммобілізовані ферменти і клітини стали успішно застосовуватися не тільки для виробництва напівсинтетичних препаратів, а й для проведення нескладних біохімічних аналізів.

Бурхливо розвиваються в цей час генетична й клітинна інженерія, це сприяє тому, що біотехнологія поступово охоплює все нові й нові галузі виробництва, які рішуче впроваджуються в багатьох сферах діяльності людини.

Виникнення генетичної інженерії умовно відносять до 1972 року, коли в США П. Бергом була створена перша рекомбінантна молекула ДНК. Однак, необхідно зазначити, що без фундаментальної роботи Ф. Крика і Дж. Уотсона (1953 р.) щодо встановлення структури ДНК було б неможливо досягнути сучасних результатів у галузі біотехнології. З'ясування механізмів функціонування і регулювання ДНК, виділення і дослідження специфічних ферментів створили умови для формування чіткого наукового підходу до розробки біотехнологічних процесів на основі генно-інженерних робіт. У цьому полягає сутність геннотехнічного періоду. Із середини 70-х років даною проблемою інтенсивно займаються тисячі наукових колективів і промислових компаній у всіх країнах світу. Поєднання слів «генетика» і «інженерія» свідчить про те, що настав час, коли можливим є конструювання рекомбінантних ДНК і цілеспрямоване створювання штучних генетичних програм. Знання будови апарату спадковості різних організмів дозволили маніпулювати не тільки нуклеїновими кислотами, а й цілими хромосомами (хромосомна інженерія) і клітинами (клітинна інженерія). Для геннотехнічного періоду властивим є розробка інтенсивних процесів на основі спрямованих фундаментальних досліджень (з продуцентами антибіотиків, ферментів, амінокислот, вітамінів), одержання суперпродуцентів, створення незвичайних організмів, які ніколи не існували раніше у природі, розробка і впровадження екологічно чистих і безвідходних технологій, а також автоматизація і комп'ютеризація біотехнологічних процесів.

Впровадження новітніх методів біотехнології наразі сприяють перевороту у різних напрямах біотехнології. Ці методи дозволяють інтенсифікувати екологічно чисті біотехнології відтворення їжі та кормових препаратів, вирішувати завдання забезпечення людства матеріальними і енергетичними ресурсами, а також природоохоронні проблеми. Всі ці досягнення поставили біотехнологію на новий рівень, що якісно відрізняється від попереднього можливістю свідомо керувати клітинними процесами.

Дата добавления: 2017-02-01