Sisältö
- Luonnolliset biologiset prosessit
- Yksinkertaiset bioteknologiaprojektit
- Bioteknologian tiedemessuhankkeet
Biotekniikka käyttää biologisia järjestelmiä käytännön tuotteiden valmistukseen tai jalostukseen. Hiivan käyttämistä leivän ja juuston valmistukseen voidaan pitää varhaisena bioteknologiana, mutta nykyaikainen biotekniikka alkoi rekombinantti-DNA: n ja geenisilmukoinnin kehittämisellä. Bioteknologian sovellukset ulottuvat nykyään lääketieteen ulkopuolelle informaatiojärjestelmiin, teollisiin sovelluksiin ja maatalouteen geenisiljelystä geneettisesti muunnettuihin organismeihin geeniterapiaan. Nämä kentät tarjoavat opiskelijoille monia mahdollisia bioteknologiaprojektien aiheita.
Luonnolliset biologiset prosessit
Biotekniikka hyödyntää luonteen monia mukautuksia. Hiiva ja muut mikro-organismit muuntavat maidon esimerkiksi juustoksi. Entsyymit vaihtavat materiaalin toiseen. Katalyytit laukaisevat reaktioita osallistumatta reaktioon. Fireflies, dinoflagellates, meduusat ja jotkut sienet käyttävät kaikki bioluminesenssivaloa, tuottaen valoa kemiallisten reaktioiden kautta sähkön sijasta. Kasvit käyttävät biologisia myrkkyjä kilpailun estämiseksi vedestä, maaperästä ja tilasta.
Yksinkertaiset bioteknologiaprojektit
Nämä yksinkertaiset biotekniikkahankkeet tarjoavat mahdollisuuden tutkia joitain biotekniikan tekniikoita.
Luo käsityöjuusto, jogurtti, etikka tai leipä perinteisin tai nykyaikaisin menetelmin. Rakenna näihin tekniikoihin tuotteen parantamiseksi.
Testaa elintarvikkeiden maitosokerit (laktoosi) käyttämällä laktaasi-entsyymiä glukoosin testaamiseksi, joka on laktaasin reaktion laktoosireaktion sivutuote. Glukoosin testiliuskat lukevat glukoosimäärän, joka vastaa takaisin laktoosin määrää liuoksessa. Testaa tätä tekniikkaa käyttämällä erilaisia ruokia maitosokeriin, erityisesti elintarvikkeisiin, jotka on merkitty maitovapaiksi.
Käytä gelatiinia ananasten tuoreuden testinä. Ananaksen entsyymi estää gelatiinin proteiineja asettumasta. Anananin keittäminen tai prosessointi tuhoaa tämän entsyymin. Jos gelatiini asettaa sen jälkeen, kun ananas on lisätty, ananas ei ole tuore.
Uuta kasvivärit ja käytä taidemaaleina tai kankaiden maalaamiseen. Monet näistä väriaineista haalistuvat tai huuhtoutuvat nopeasti, minkä vuoksi nykyaikaiset maalit ovat yleensä öljypohjaisia. Mitä voidaan tehdä kasvivärien parantamiseksi tai "korjaamiseksi"?
Uuta DNA kasvimateriaaleista. On olemassa useita menetelmiä, yksinkertaisesti uuttamisesta DNA: n tarkastelemiseksi monimutkaisempaan elektroforeesiin DNA: n erottamiseksi paloiksi. Kappaleiden kuvion vertailu mahdollistaa DNA: n tunnistamisen.
Silmukoi bioluminesenssigeenit kaupallisesti saatavana olevaksi pakkaukseksi hyvänlaatuisiksi bakteereiksi pimeässä hehkuvien bakteerien luomiseksi.
Bioteknologian tiedemessuhankkeet
Tiedemessuhankkeet vaativat tutkimusta ja kokeilua arvioidaksesi kysymystä, jolle ei ole vastausta, voit yksinkertaisesti tutkia. Jopa kielteinen tulos on hyväksyttävä, kunhan tieteellinen menetelmä ja analyysi ovat tarkkoja. Alkaen tunnetulla menetelmällä ja tutkimalla pidemmälle, tarjotaan opiskelijoille monia mahdollisuuksia bioteknologiaprojektien aiheisiin.
Ruokabiotekniikkaprojektin aiheet
Kuinka perinteisiä juuston, jogurtin, leivän tai etikan valmistusmenetelmiä voidaan käyttää muissa sovelluksissa?
Käytä laktoosi-laktaasireaktiota lähtökohtana. Kuinka muuten tätä reaktiota voitaisiin käyttää? Maitomuovi on uusiutuva, biohajoava tuote. Voisiko maidomuovia parantaa kaupalliseen käyttöön, sitten biohajoa laktaasia käyttämällä?
Entsyymejä voidaan käyttää levien tai kasvimateriaalin muuttamiseen biopolttoaineiksi. Voisiko ananasentsyymiä käyttää tähän prosessiin? Mitä muita entsyymejä voitaisiin käyttää? Mitä muita entsyymiprosesseja voitaisiin tehdä tuoreella ananasmehulla?
Maatalouden bioteknologiaprojektien aiheet
Bioteknologian käytölle maataloudessa on kohdistunut suuri vastustuskyky johtuen huolestuneisuudesta muuntogeenisten organismien (GMO) joutumisesta ympäristöön ja mahdollisten pitkäaikaisvaikutusten vuoksi myös niille, jotka syövät muuntogeenisiä elintarvikkeita. Useimpia ruokakasveja ja eläimiä on kuitenkin jo muunnettu selektiivisellä jalostuksella. Monissa maatalouden bioteknologiahankkeissa keskitytään saannon lisäämiseen, torjunta-aineiden riippuvuuden vähentämiseen ja pääsyyn haastavampiin ympäristöihin. Maatalouden bioteknologian hankkeet tarjoavat monia mahdollisuuksia. Eläinten käyttöä sääntelevät kuitenkin erittäin tiukat tieteelliset oikeudenmukaiset säännöt näiden eläinten eettisen kohtelun vuoksi.
Kaikki puuvillakasvit eivät tuota valkoista puuvillaa. Käytä selektiivistä jalostusta luonnollisen värillisen puuvillan parantamiseksi. Tai käytä geenieristystä ja -valintaa prosessin nopeuttamiseksi. Ehkä käytä geenisilmukointia biologisen luminesenssivärin lisäämiseen valkoisen puuvillan genomiin.
Eristä monista kasveista löytyvä luonnollinen hyönteistorjunta. Luo ympäristöystävällinen hyönteismyrky. Voisiko tätä tuotetta käyttää maaleissa termiitin tunkeutumisen estämiseksi? Tai kehitä turvallinen vaihtoehto kemiallisille karkotteille ihmisille, lemmikkieläimille tai kodeille. Voivatko näiden luonnollisten hyönteisten torjunta-aineiden geenisilmukoida muihin kasveihin hyönteisten vastustuskyvyn lisäämiseksi vaarantamatta satoa tai laatua? Testaa näiden luonnollisten vaihtoehtojen turvallisuus.
Käytä geenisilmukointia kasvattaaksesi kukan tuotantoa tai satoa.
Tietyt virukset aiheuttivat raitoja ja vaihteluita tulppaaneissa ja liljoissa, mutta useiden sukupolvien ajan tuhosi sipulit. Lehtikirjat kantavat näitä viruksia kasvilta toiselle. Nykyaikaiset raidalliset tulppaanit kehitettiin selektiivistä jalostusta käyttämällä. Voidaanko viruksella tartunnan saaneita tulppaaneja risteyttää tai geneettisesti suunnitella säilyttämään lajikkeita tuhoamatta sipuleita tai ristiin saastuttamalla muita tulppaaneja?
Bioteknologiaprojektin aiheet bioluminesenssin avulla
Luonnollisesti bioluminesoivat kasvit ja eläimet tarjoavat erilaisia mielenkiintoisia mahdollisuuksia, jotka eivät ole vielä saavuttaneet kaupallisia markkinoita.
Joitakin Popular Mechanicsin ideoita ovat bioluminesoivat karkit ja juomat, katukylttivalaisimet ja bioluminesenssipuut, "älykkäät" ruokatuotteet, joiden bioluminesenssivärit muuttuvat vastauksena kasvin terveyteen, veden laadun testaus, lääketieteelliset merkkiaineet ja merkkivalot helikoptereille. Vaikka kaikki nämä eivät välttämättä ole käytännöllisiä, koska biotekniikkahankkeet lukiolaisille, niiden muuttaminen avaa mahdollisuuksia. Esimerkiksi bioluminesoivien puiden sijasta ehkä bioluminesoiva ruoho jalkakäytävien linjaamiseksi tai vaiheille tarkoitettuja bioluminesenssimarkereita. Vaikka GMO: ita koskevat huolet saattavat rajoittaa bioluminesoivien karkkien tai juomien markkinoita, voit käyttää bioluminesoivia materiaaleja eristekerroksessa kupin selkeiden kerrosten välillä, jotta kuppi hehkuu.
Toinen mahdollisuus liittyy taiteeseen. Pura erilaiset bioluminesenssivärit ja yhdistä värit kukkassa tai muissa kasveissa. Leikkaa geenit kasveiksi lisätäksesi uuden ulottuvuuden luonnollisiin väriaineisiin ja maaleihin.