Пермский Национальный Исследовательский Политехнический Университет

Кафедра химии и биотехнологии

Информация абитуриенту

Перспективы развития
современной биотехнологии

Современная биотехнологии направлена на производство как традиционных, так и новых типов веществ и материалов. Она обеспечивает население нашей планеты материалами для изготовления одежды, продуктов питания, лекарственных препаратов, поставляет топливо для энергетики и транспорта.
Поставляя материалы, различные вещества и препараты для ряда отраслей производства, биотехнология становится одним из самых приоритетных направлений науки и производства.
По определению биотехнология – это целенаправленное получение ценных продуктов с помощью процессов, основанных на биохимической деятельности микроорганизмов, изолированных клеток или их компонентов (ферментов), По сравнению с традиционными технологиями биотехнология оказалась значительно более эффективной.
Об уникальных возможностях биотехнологии говорят следующие факты. С помощью микроорганизмов в ферментере объемом 100 м3 можно выработать за год 120 т белка. Для получения такого же количества белка требуется 10000 голов крупного рогатого скота или поле гороха площадью 1200 га.
Перспектива такова, что в ближайшие годы биотехнологические процессы будут играть важную роль в химической промышленности и нефтедобыче, при получении металлов, в энергетике и биоэлектронике, в сельском хозяйстве, пищевой промышленности и медицине, в технологиях охраны окружающей среды. Проиллюстрируем сказанное примерами.
Биотехнологические процессы (брожение) все шире используют для получения этанола, бутанола, ацетона, уксусной, молочной, лимонной и других органических кислот, красителей тканей, коагулянтов, адгезитов и других ценных продуктов.
Осваиваются микробиологические процессы обессеривания нефти и каменного угля, что снижает выброс диоксида серы в атмосферу при сжигании облагороженного топлива. Начинается производство полисахаридов для  приготовления растворов, которые при закачке в пласты повышают нефтеотдачу.
Бактериальное выщелачивание металлов применяют для выщелачивания меди, цинка и урана из так называемых «забалансовых» руд, из которых выделение металлов традиционными методами невыгодно.
Биотехнология призвана решать важные задачи в области энергетики. Одним из центральных направлений в этой области становится водородная энергетика. Водород имеет высокую теплотворную способность – 120 кДж/г, в то время как для условного углеводородного топлива соответствующий показатель – лишь 44 кДж/г. К тому же водород – идеальное топливо с точки зрения экологии: при его сжигании выделяется только Н2О. Перспективным для получения водорода представляется биофотолиз воды. Другим теплоносителем является метан. Производство биогаза с высоким содержанием метана широко освоено в Китае, Индии. Проводятся работы по биосинтезу ряда компонентов жидкого моторного топлива в США, Израиле.
Проводятся работы по созданию биочипов – базового элемента для ЭВМ нового поколения. При этом планируется существенно повысить емкость информации.
Для сельского хозяйства биотехнология производит кормовые белки и аминокислоты, ростовые гормоны для животных и ростовые вещества для растений, вакцины и антибиотики, микробиологические средства защиты растений. Разработаны методы получения безвирусной рассады, выращенной из изолированных клеток сельскохозяйственных культур. Ставится задача расширить возможности растений усваивать азот из воздуха путем перевода его с помощью вырабатываемого фермента в аммонийную и органическую форму.
Пищевая промышленность традиционно основывается на использовании биотехнологических процессов. Достаточно вспомнить такие продукты биотехнологии, как вино, пиво, квас, хлеб, уксус, кисло-молочные продукты, сыр. В настоящее время биотехнология берет на себя основную нагрузку по поставке для пищевой промышленности пищевого белка, ферментов, консервантов, красителей, пищевых загустителей и других нужных для отрасли препаратов. При этом решается задача обеспечить эффективность и безвредность поставляемых веществ (они имеют биологическую природу)
Биотехнология становится незаменимой для медицины. Производятся вакцины, антибиотики, витамины, гормоны, кровезаменители, иммуномодуляторы и иммунодепрессанты, а также многие другие ценные препараты. Только биотехнологии удалось синтезировать в промышленных масштабах человеческий инсулин.
Особое значение приобрела экологическая биотехнология, перед которой поставлена задача решить в текущем столетии основные задачи в области охраны окружающей среды. Уже сегодня биологическая очистка становится основным методом обезвреживания стоков. Все шире осуществляется биодеградация различных видов ксенобиотиков (загрязнителей природных сред). Биоразложение нефти и нефтепродуктов все шире используется при очистке загрязненной почвы и воды. Биотехнология позволяет синтезировать биоразлагаемые упаковочные материалы (на основе полигидроксибутирата и полилактата), выпускать стиральные порошки с ферментами, более эффективно улавливать солнечную энергию (уменьшается потребность в сжигании обычных видов топлива),
С 1975 г. началась эра новой биотехнологии. Успехи генной инженерии позволили целенаправленно изменять геном микроорганизмов. У микроорганизмов создаются новые функции и они приобретают способность синтезировать ранее неизвестные вещества, более эффективно и селективно осуществлять биохимические процессы. Появилась возможность создать новое направление биотехнологии – синтез диагностических препаратов. Возможности биотехнологии стремительно расширяются.

Особенности организации учебного процесса

Биотехнологиия в образовательном процессе – также строится на современных принципах. Процесс образования многоуровневый, что соответствует международному стандарту. Он включает бакалавриат и биотехнологии (4 года) и магистратуру по направлению «Биотехнология» (2 года). Каждый уровень обучения завершается сдачей государственного экзамена и защитой квалификационной работы с присвоением квалификации бакалавр техники и технологии, магистр техники и технологии.
Другая особенность процесса обучения – углубленное изучение и использование в учебном процессе английского языка. Это вызвано необходимостью освоения международного опыта в области быстро развивающейся биотехнологии. Научные исследования и практические работы по биотехнологии интенсивно проводятся во многих странах мира и их результаты публикуются преимущественно на английском языке. Значительная часть информации выставляется в интернете и также, в основном, на английском языке. Поэтому английский язык изучается нашими студентами весь период обучения в бакалавриате и в магистратуре. Для совершенствования навыков владения английским языком предусмотрено преподавание некоторых предметов на английском языке, систематическая работа с литературой на английском языке (на кафедре более 30 наименований учебников на английском языке), выступления студентов с докладами на английском языке на ежегодных научных конференциях.
Для успешной работы с микроорганизмами необходимо в рамках учебного процесса освоить методики их культивирования, воспитать у будущих специалистов навыки работы в микробиологической лаборатории. Для обучения студентов предусмотрены две учебные практики, соответственно на первом и втором курсах. После третьего курса студенты проходят производственную практику на промышленных предприятиях.
Весь период обучения в университете, начиная во второго семестра, студенты занимаются научно-исследовательской работой (НИР). Один день в неделю выделен специально для НИР. Занятия НИР позволяют более творчески осваивать будущую специальность. По результатам НИР все студенты старших курсов имеют публикации, а наиболее успешные из них – дипломы различных конкурсов и конференций.

 

 

 

Контактная информация:
тел. 8-(342)-239-15-11
E-mail: vvv@purec.pstu.ac.ru
Сайт ПНИПУ: http//www.pstu.ru/
Лицензия: Серия А №255847 от 16.04.2007 г.