База задач по биотехнологии

ЗАДАЧА 3. Фитофильтрация тяжёлых металлов с использованием трансгенных растений
Разработать проект по созданию растения, способного эффективно накапливать и извлекать кадмий (Cd) из загрязнённой почвы.
1. Выбор растения:
- Модельный объект?
- На практике-
2. Генетическое усиление аккумуляции Cd :
- Какой(ие) ген(ы) необходимо ввести для усиления связывания Сd в вакуолях?
- Пример: трансформация геном M T 2 (металлтионеин) от мыши или pcsl (фитохелатин-синтетаза) от растений.
3. Создание конструкции и трансформация:
- Какой(ие) промотор(ы) используете для конститутивной экспрессии?
- Методвведения
4. Оценка эффективности:
-
- .

3АДАЧА 4. Полученне вторичных метаболитов (алкалопдов) из культуры клеток растения
Разработать биотехнотогический пропесс потучения аткатоида винбластина противоопухотевого вещества из Catharanthus roseus (Барвинок розовый).
1
2
3
4
5
ПРИМЕР Расчёт условнй для бнореакторадля получения винбластина (алкалонды) Исходные данные (прнмерные):
- Цетевая концентрапия винбластина: 50 mr / a
- Производитетьность: 5 г чистого винбластинав месяц
- Время пикла (инкубапия): 14 дней
- Выход виябластия на 1 кг клеточной масеы: 0,1 \%
- Плотность суспензии: 10 r / л сухой массы клеток

Расчёты:
1. Необходнмое количество среды на прит:
5 r ÷ 0.05 r / d=100 π
(Чтобы получить 5 г винбластина, нужно минимум 100 д среды за месяц)
2. Учитываем 2 долных пихта в месяц → оптюлатьный объём бнореактора с запасом: ≈ 60-80 л (олия реактор)+дублирующии.
Вывод:
Производственный биореактор объёмом 100 a (тита airlift ити bubble column) обеспечит требуемый выход.

БЛОК-СХЕМА ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ ВИНБЛАСТИНА
(1) Потученне катлуса → (2) Суспензит в биореакторе →
(3) Добавленне элиситоров → (4) Нарапивание биомассы →
(5) Отдетенне клеток → (6) Экстрактил аткатоида →
(7) Очистка (ВЭЖХ) → (8) Полученне виябластина → (9) Форморование лехарственного сырья

В трансгенный рис введён ген устойчивости к засухе под управлением промотора корневой специфичности.
Вопрос:
Какой фенотип можно ожидать при воздействии засухи? Где будет локализована экспрессия?

В опыте по трансформации Arabidopsis используют ген устойчивости к канамицину. После посева на селективной среде прорастают только 20% семян.
Вопрос:
Является ли это доказательством успешной трансформации? Почему не все выжили?

В ходе трансформации вы хотите, чтобы ген встраивался в определённый сайт генома, исключая случайную интеграцию.
Вопрос:
Какой метод можно применить для целевого редактирования (гомологичная рекомбинация применима??)

В лаборатории были получены протопласты картофеля и томата. После слияния и регенерации клеток получено 150 колоний. Из них 50% были морфологически похожи на картофель, 40% — на томат, 10% — имели признаки обоих.
Вопрос:
Какая доля колоний может быть признана соматическими гибридами?

В трансформационный вектор для табака встроен ген устойчивости к гербициду и маркерный ген GUS. После агробактериального воздействия 100 проростков выращены на среде с гербицидом, и у 30% обнаружена GUS-активность.
Вопрос:
Сколько растений можно считать успешно трансформированными?

Ген синтеза Bt-токсина введён в геном кукурузы. Через поколение один из отобранных растений не проявляет устойчивости к насекомым.
Вопрос:
Перечислите возможные причины потери экспрессии трансгена во втором поколении.

Предложите методом геномного редактирования идентифицировать недостаток азота у растения. Оцените плюсы и минусы такого подхода. Какие биоэтические и экологические риски следует учитывать?

В лаборатории были получены протопласты картофеля и томата. После слияния и регенерации клеток получено 150 колоний. Из них 50% были морфологически похожи на картофель, 40% — на томат, 10% — имели признаки обоих.

Вопрос:

Какая доля колоний может быть признана соматическими гибридами?

У тебя 3 образца : низинный торф, подвергающийся вермикомпостированию дождевыми червями E. fetida в течение 3 месяцев (половина срока вермикомпостирования); навоз КРС, подвергающийся вермикомпостированию дождевыми червями E. fetida в течение 1 месяца (половина срока вермикомпостирования); навоз лошадей, подвергающийся вермикомпостированию дождевыми червями E. fetida в течение 2 месяцев (половина срока вермикомпостирования). Напиши сколько (количество КОЕ) и какие микроорганизмы (азотфиксирующие) выросли на безазотистой среде Эшби. Количество колоний на чашке должно находится в диапазоне от 130 до 260 КОЕ. Подбери оптимальное разведение для получения таких результатов. Каждое десятикратное разведение проводится в 3 повторностях (напиши каждое значение). Используй эталонные результаты. Учти то, что вносились 50 мкл разведения в каждую чашку.

Сколько моль глюкозы должны окислиться до ацетил-КоА, из которого могут быть синтезированы 2 ммоль пальмитиновой кислоты?

За какое время произойдет биосинтез на одной и-РНК 5 молекул β-цепи
гемоглобина, состоящей из 146 остатков аминокислот (скорость элонгации – 6
аминокислот в 1 сек, время между двумя инициациями – 5 сек)

Укажите, какие атомы окисляются, а какие восстанавливаются в
указанных схемах:TiCl4 → Ti; S → SO2; PH3 → P2O5

4. Изучить разновидности открытого проточного культивирования: хемостатный и турбидостатный методы. Выписать в тетрадь особенности их работы. Рассмотреть и уметь описать принципиальные схемы работы хемостата и турбидостата. Определить соответствие нижеприведенных схем хемостатному и турбидостатному методам культивирования.

Схема № 1.

1 - регулятор подачи лимитирующего компонента.
2 - датчик концентрации лимитирующего компонента.
Схема № 2 .

2. Изучить способы культивирования микроорганизмов в промышленном производстве: периодические, непрерывные и промежуточные. Выписать в тетрадь их особенности. Уметь классифицировать способы культивирования

Биоинженер, занимающийся конструированием искусственного нервного волокна, используя технологию «обратной разработки», совершил перевод гена гексокиназы в гетерохроматинное, а глюкокиназы – в эухроматинное состояние. Допустил ли инженер ошибку? Ответ обоснуйте. Опишите схемами особенности катаболизма глюкозы и кетоновых тел в созданной таким образом нервной ткани.

Одна из задач биоинженера – создание генетических конструкций и внедрение их в геном или непосредственное исправление дефектных генов с целью устранения наследственных нарушений. Ген какого белка предстоит исправить, если перед Вами поставлена задача помочь пациенту с болезнью Андерсена (при заболевании накапливается гликоген с патологически длинными наружными ветвями и редкими точками ветвления)? В каком метаболическом пути принимает участие обсуждаемый фермент? Объясните важность и значение для жизнедеятельности человека этого пути.

Выберите один правильный ответ
Соединение 2 молекул, сопряженное с гидролизом АТФ, катализируют:
Выберите один ответ:
a. Изомеразы
b. Лиазы
c. Трансферазы
d. Оксидоредуктазы
e. Лигазы (синтетазы)
f. Гидролазы

1. Одна из задач биоинженерии сводится к конструированию молекулярных машин – отдельных молекул или супрамолекулярных систем, способных выполнять квазимеханические функции.
Какие природные молекулярные машины, встречающиеся в митохондриях, Вам известны? Опишите их роль в жизнедеятельности клетки.

Биоинженер, плохо разбирающийся в биохимии, при проектировании искусственной поджелудочной железы, допустил экспрессию в ней гена гексокиназы типа I. Покажите, какие последствия для организма может иметь такая ошибка Вашего коллеги? Какая гексокиназа присутствует в поджелудочной железе? Для какого органа она также специфична и почему? Покажите механизм секреции инсулина и его роль в организме. Напишите схемы (на Ваш выбор) одного метаболического пути, активируемого и одного пути, ингибируемого при участии инсулина.

Перед Вами, как биоинженером, стоит задача при помощи генетических манипуляций исправить ген белка, ответственного, по причине дефекта, за дислипопротеинемию типа I. Известно, что это не белок, участвующий в созревании хиломикронов и ЛПОНП. О каком белке идет речь? В каких тканях он присутствует и в чем разница в активации этого белка в зависимости от типа ткани? Напишите реакцию с участием этого белка и опишите возможное развитие патологического процесса и его последствия для человека в случае отсутствия лечения дислипопротеинемий.

6.Системная биология – часть биоинженерии, подразумевающая исследования, в которых ставится цель понять все взаимодействия в живой системе. Напишите схемы метаболических путей, которые будут задействованы организмом, если, с целью увеличения концентрации глюкозы в крови, был введен аспартат, при этом концентрация аммиака в крови оставалась в пределах нормы. Объясните важность этих метаболических путей для нормального функционирования организма человека.

b) Das sind die richtigen Antworten mit dem Kommentar, Lesen Sie sie und finden Sie die Schlüsselwörter, die die Gentechnik charakterisieren. Markieren Sie die Schlüsselwörter.
1.) b) Gene regulieren den Aufbau unseres Körpers. Sie bestimmen, wie groß wir werden, welche Haarfarbe wir haben und ob wir ein Junge oder ein Mädchen sind. Unser Körper besteht aus ganz vielen, mikroskopisch kleinen Zellen. Jede Zelle enthält unseren gesamten Bauplan also alle Gene.
b.) a) Zuerst einmal greifen Gentechniker in das Erbgut ein. Sie verändern damit menschliche, pflanzliche oder auch bakterielle Gene.
3.) b) Die "rote Gentechnik" findet Verwendung in der Medizin. Bei der "grünen Gentechnik" dreht sich alles um Lebensmittel. Es gibt sogar "weiße Gentechnik", die in der Industrie angewendet wird. "Schwarze Gentechnik" hingegen gibt es nicht.
muss sie bereits im Samen diziert. Damit die Veränderung in der ganzen Pflanze auftritt, lien und in vielen Einzelschritt Pflanze vorhanden sein. Das erfolgt mit bestimmten Chemika-
5. c) Viele lebensrettende Medikam im Labor.
den, dass sie den gebrauchten Werden hergestellt, indem Bakterien so verändert wer-
6.) a) Übersetzt man "Flavr Savr", bekstoff für uns produzieren.
in der Tomate das Gen verän und nicht mehr schmeckt.
7.) a) Das Schaf Dolly ist das erste von Wissenschaftlern künstlich erzeugte Säugetier. Ein Klon ist die genaue Kopie eines anderen Tieres oder Menschen. Ein Schaf wurde kopiert, indem die Forscher ein paar seiner Zellen nahmen und mit denen Dolly erstellten.
8.) c) Wenn ein Produkt genetisch veränderte Bestandteile enthält, wird das mit GVO (Gentechnisch veränderter Organismus) markiert, auch wenn der Anteil am Ende so gering ist, dass man die Veränderung nicht mehr nachweisen kann.
c) Finden Sie heraus, welche der genannten Behauptungen richtig (1) oder falsch (2) sind.
A. Gene sind für unser Äußeres, aber auch für andere Besonderheiten des Organismus verantwortlich.
B. Das Erbgut ist der Plan, nach dem unser Körper lebt und sich entwickelt.
C. Das Erbgut ist unveränderbar.
D. Die Wissenschaftler können nur in die Gene der Pflanzen eingreifen.
E. Die Gentechnik wird auch in der Medizin eingesetzt.
E. Die Wissenschaftler haben einmal ein Lebewesen kopiert, und dies erfolgreich.
G. In der Medizin hilft die Gentechnik den Wirkstoff aus Pflanzen zu bekommen.
H. Nicht alle Produkte mit genetisch veränderten Bestandteilen können markiert werden.