Биотехнологии

Направление «Биотехнологии» 

Сегодня человечество совершенно справедливо полагает, что биотехнологические науки занимают приоритет в области современных высоких технологий. Данная область научно-технического прогресса возникла на стыке биологических, химических и технических знаний.

Биотехнология включает многие традиционные процессы, давно известные и используемые человеком, но в тоже время является активно развивающейся и перспективной наукой, включающей последние достижения современной науки.  Современная биотехнология решает такие глобальные проблемы человечества, как: ликвидация нехватки продовольствия, энергии, минеральных ресурсов, улучшение состояния здравоохранения и качества окружающей среды. 


1.Проект «Изучение действия антибактериальных препаратов: есть ли польза от антибактериального мыла?»

Каждый раз перед едой и после посещения общественных мест родители заставляют нас мыть руки. Реклама предлагает нам мыть руки антибактериальным мылом для борьбы с микроорганизмами, которые способны нанести вред нашему здоровью. Но если на наших руках мы не видим следов загрязнений, значит они чистые и необходимости бороться с невидимыми врагами просто нет! Но действительно ли они чистые? Вокруг нас обитает множество микроорганизмов, они живут внутри нас, они ходят с нами в школу и ложатся с нами спать, мы их пьем и едим! Мы их не видим, но они всегда с нами! Как же выглядят наши вечные попутчики и есть ли способ познать этот невидимый мир? Как нам обезопасить себя от вредных микроорганизмов? Является ли антибактериальное мыло нашим другом и защитником? И что случится если человек сможет наконец-то побороть всех микробов?

Выполнение проекта: Знакомство школьников с правилами поведения и безопасности в биологической лаборатории, инструктаж по технике безопасности. Знакомство с микробиологическим оборудованием и значением микробиологии в жизни человека. «Вредные» и «полезные» микробы. Выполнение микробиологического посева водопроводной воды, воздуха, взятие смывов со стен, пола, обуви, с кожи рук, с десен, зубной налет для выявления микрофлоры. Выполнение микробиологического посева из тех же объектов, но с добавлением антибактериальных средств. Работа с микроскопом и микробиологическими препаратами: изучение выращенных колоний под микроскопом, идентификация и подсчет колоний микроорганизмов с добавлением противомикробных препаратов и без них. Приготовление мазков из культур микроорганизмов, окрашивание мазков простыми методами и их исследование под микроскопом. Подведение итогов выполненного проекта: обсуждение полученных результатов, обработка фотоматериала, формулирование выводов и подготовка презентации.

Возраст учащихся: 5-8 классы.


 2.Проект «Изучение степени микробной загрязненности водопроводной воды в различных районах города Астрахани».

Вода играет в нашей жизни огромное значение. Помимо того, что воду мы используем для постоянного употребления и приготовления пищи, бытовых и производственных нужд, она жизненно необходима для здоровья и нормального функционирования нашего организма.

Прежде чем попасть в наши дома, вода проходит несколько ступеней очистки на очистных сооружениях. Водоснабжение г. Астрахани осуществляется по раздельной зональной схеме. Левобережная часть города обеспечивается питьевой водой от очистных сооружений, размещенных на левом берегу р. Волги. Правобережная часть г. Астрахани обеспечивается питьевой водой от очистных сооружений, расположенных на правом берегу р. Волги. Причем очистка на данных очистных сооружениях проводится по разным технологиям.

Задача юных микробиологов выяснить какая из технологий очистки является наиболее эффективной, насколько чиста и полезна водопроводная вода и можно ли пить воду прямо из под крана без дополнительной очистки.

Выполнение проекта: Знакомство школьников с правилами поведения и безопасности в биологической лаборатории, инструктаж по технике безопасности. Знакомство с микробиологическим оборудованием и значением микробиологии в жизни человека. Выполнение микробиологического посева водопроводной воды из разных районов г. Астрахани для выявления микрофлоры. Работа с микроскопом и микробиологическими препаратами: изучение выращенных колоний под микроскопом, идентификация и подсчет колоний микроорганизмов, определение микробного числа, коли-титра и коли-индекса. Приготовление мазков из культур микроорганизмов, окрашивание мазков простыми методами и их исследование под микроскопом. Подведение итогов выполненного проекта: обсуждение полученных результатов, обработка фотоматериала, формулирование выводов и подготовка презентации.

Возраст учащихся: 5-8 классы.

 

3.Проект «Разработка фильтров для очистки воды».

Вода, которую мы пьем, обязательно должна быть чистой, так как от этого напрямую зависит наше здоровье и благополучие. Для очистки воды от механических, нерастворимых частиц, примесей, хлора и его производных, а также от вирусов, бактерий и тяжелых металлов используются фильтры. Существует огромное количество бытовых фильтров, которые отличаются как по принципу действия, так и по конструктивному исполнению.

Наибольшее распространение получили фильтры-кувшины, которые использует для получения питьевой воды практически каждая российская семья. В данных фильтрах для очистки воды используется активированный уголь. Благодаря активированному углю из воды удаляются остаточный хлор, органические вещества и некоторые растворенные газы, улучшаются такие показатели воды как: вкус, цвет, запах.

Задача школьников испытать ряд других адсорбционных материалов, в том числе астраханского происхождения, для очистки воды от вредных примесей и посторонней микрофлоры и разработать свой собственный фильтр для эффективной очистки воды.

Выполнение проекта: Изучение устройства и принципа работы бытового фильтра. Анализ эффективности очистки воды с использованием фильтра-кувшина на основе активированного угля. Испытание сорбционных свойств ряда природных материалов местного происхождения. Выполнение микробиологического посева водопроводной воды до очистки и после очистки с помощью традиционного фильтра-кувшина и с помощью экспериментальных сорбентов. Работа с микроскопом и микробиологическими препаратами: изучение выращенных колоний под микроскопом, идентификация и подсчет колоний микроорганизмов. Приготовление мазков из культур микроорганизмов, окрашивание мазков простыми методами и их исследование под микроскопом. Подведение итогов выполненного проекта: сравнительный анализ эффективности очистки воды с помощью активированного угля и экспериментальных сорбентов, обсуждение полученных результатов, обработка фотоматериала, формулирование выводов и подготовка презентации.

Возраст учащихся: 7-9 классы.

 

 4.Проект «Разработка противомикробных препаратов из лекарственных растений Астраханской области».

Лекарственные растения привлекают внимание очень многих. Сколь ни эффективны новые препараты, выпускаемые химико-фармацевтической промышленностью, однако доверием пациентов всегда пользуются натуральные природные препараты, полученные из местного растительного сырья.

Астраханская область обладает уникальным природно-ландшафтным положением и климатическими особенностями, создающими особое экологическое состояние окружающей среды. На территории Волго-Ахтубинской поймы и дельты Волги в результате исследований выявлено около 500 видов растений, из которых более 100 видов являются лекарственными. Ценные биологически активные вещества, извлекаемые из растительного сырья служат основой для разработки различных препаратов: косметических, лекарственных и противомикробных.

Такие широко распространенные в нашем регионе растения, как горец, душица обыкновенная, солодка голая, одуванчик, робиния псевдоакация, верблюжья колючка обладают рядом лечебных свойств. Каких? Предстоит выяснить юным фармацевтам! 

Задача школьников выявить противомикробную активность биологически-активных веществ из данного растительного сырья, а также разработать на их основе фармсубстанции для использования в косметологии и фармакологии.

Выполнение проекта: Экспедиционные выезды с целью исследования запасов и качества произрастаемого в Астраханской области лекарственного растительного сырья, сбор сырья и его предварительная обработка, получение экстрактов из лекарственных растений, изучение свойств и биологической активности полученных экстрактов на биообъектах. Работа с микроскопом и микробиологическими препаратами. Разработка опытных образцов биопрепаратов на основе растительного сырья Астраханской области.

Возраст учащихся: 7-9 классы.


5.Проект «Изучение воздействия антибиотиков на живые организмы»

Все знают, что эффективное средство против инфекционных болезней, в том числе против смертельных заболеваний, – это антибиотики. Антибиотики широко используются в медицине, ветеринарии, сельском хозяйстве и пищевой промышленности.

Нет однозначного мнения, вредны или полезны антибиотики. Одни врачи назначают нам данные препараты, чтобы мы смогли побороть то или иное заболевание. Другие врачи твердят о вреде и большой опасности антибиотиков для здоровья человека.

Что такое антибиотики? Это польза или вред для нашего здоровья? И если антибиотики имеют ряд противопоказаний, как их применять без вреда для здоровья?

Выполнение проекта: Знакомство с историей открытия антибиотиков. Изучение влияния антибиотиков на прорастание семян, рост проростков, на взрослые растения. Изучение влияния антибиотиков на культуру простейших, на развитие плесневых грибов и микрофлору кожи рук.

Возраст учащихся: 5-8 классы.


 6.Проект «Поиск стимуляторов подвижности репродуктивных клеток ценных промысловых видов рыб после криоконсервации»

Благодаря развитию криотехнологий стало возможным сохранять в замороженном виде в жидком азоте генетический материал ценных и исчезающих видов растений и животных с целью сохранения их генофонда.

Неблагоприятная экологическая обстановка и неконтролируемый вылов осетровых видов рыб на Каспии привели к снижению их численности и поставили данный вид под угрозу полного исчезновения. В связи с этим основным источником формирования и поддержания запасов осетровых стало их искусственное воспроизводство в условиях рыбоводных заводов.

Криоконсервация остается одним из наиболее привлекательных и быстроразвивающихся направлений сохранения редких исчезающих видов рыб. Наличие в криобанке коллекций геномов рыб и маточных стад на осетровых рыбоводных заводах позволяет с максимальным эффектом сохранить генетическое разнообразие этих ценных промысловых объектов.

В настоящее время коллектив ученых-биологов сформировал на территории Астраханского региона небольшую криоколлекцию замороженных половых клеток ценных промысловых видов рыб Волго-Каспийского бассейна. Данный материал хранится около 10 лет в криоконсервированном состоянии и требует периодической оценки качества замороженного материала, оценки цитомофологических и функциональных изменений происходящих в клетках, а также проведения исследований по способам реанимации клеток и восстановления их жизнеспобности.

Задача исследователей в рамках данного проекта: изучить способы дефростации (размораживания) животных клеток после длительного хранения в жидком азоте, изучить цитологические изменения клеток после криоконсервации (замораживания) и найти способы реанимировать жизнеспособность и активность клеток после процессов криоконсервации.

Выполнение проекта: дефростация клеточного материала с использованием различных методик и технологий, цитологическая и физиологическая оценка биоматериала, приготовление различных по составу стимуляторов подвижности спермиев и испытание их на клеточном материале. Работа с микроскопом и видео-окуляром. Подсчет процента подвижных клеток и времени подвижности. Работа с камерой Горяева. Изготовление и окраска цитологических препаратов. Сравнительный анализ клеточного материала до и после воздействия сверхнизких и низких температур. Подведение итогов выполненного проекта: обсуждение полученных результатов, обработка фотоматериала, формулирование выводов и подготовка презентации.

Возраст учащихся: 9-11 классы. 


7.Проект «Создание цитологического атласа структурных изменений клеток и тканей в процессе криоконсервации».

Создание цитологических атласов - очень важная и нужная работа как для начинающих цитологов, так и для цитологов-профессионалов. В процессе работы над атласом исследователи осваивают методы изготовления цитологических препаратов, их окрашивания, молекулярно-биологического исследования, навыки работы с микроскопической техникой и фото-, видео-окуляром. В рамках данного проекта будут испытаны различные технологии криоконсервации и дефростации клеточного материала животных, и выявлены возникающие при этом крионарушения.

Данный цитологический атлас может быть использован для изучения цитологии и патоцитологии студентами высших учебных заведений и школьниками старших классов.

Возраст учащихся: 7-9 классы.



г.Астрахань, ул. Анри Барбюса 7
тел.: +7-905-060-05-66
e-mail: technopark@aucu.ru
www.schooltech.ru www.aucu.ru