Κεφάλαιο 7

Question 1

Που χρησιμοποιούνταν παλιά οι μικροοργανισμοί?

Answer 1

Παλαιότερα χρησιμοποιούνταν κυρίως για την παραγωγή ψωμιού, μπίρας και κρασιού.

Question 2

Τι χρήση εχουν σήμερα οι εξελίξεις στην επιστήμη και στην τεχνολογία?

Answer 2

Σήμερα μας δίνουν τη δυνατότητα χρησιμοποίησης των ζωντανών οργανισμών για την παραγωγή τροφίμων, αντιβιοτικών και εμβολίων.

Question 3

Πότε χρησιμοποιήθηκε πρωτη φορα ο όρος Βιοτεχνολογία?

Answer 3

Χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά από τον Kark Ereky το 1919, για να περιγράψει τη «διαδικασία παραγωγής προϊόντων από ακατέργαστα υλικά με τη βοήθεια ζωντανών οργανισμών».

Question 4

Για την παρασκευή ποιών προιόντων χρησιμοποιείται σήμερα η Βιοτεχνολογία?

Answer 4

Σήμερα η Βιοτεχνολογία έχει στόχο την εφαρμογή των γνώσεων που έχουν αποκτηθεί από τη μελέτη των ζωντανών οργανισμών για την παραγωγή χρήσιμων προϊόντων. Τέτοια προϊόντα είναι, για παράδειγμα, η αλκοόλη, που παράγεται με ζύμωση, και η ανθρώπινη ινσουλίνη, που παράγεται από γενετικά τροποποιημένα βακτήρια.

Question 5

Σε ποιούς τομείς συνεισφέρει η Βιοτεχνολογία?

Answer 5

Στην Ιατρική, στην γεωργία, στην κτηνοτροφία στην βιομηχανία και στην προστασία του περιβάλλοντος.

Question 6

Αναφέρετε τον ορισμό της Βιοτεχνολογίας.

Answer 6

Βιοτεχνολογία με την ευρεία έννοια είναι η ρήση ζωντανών οργανισμών προς όφελος του ανθρωπου.

Question 7

Που στηρίζεται η Βιοτεχνολογία?

Answer 7

Σε τεχνικές καλλιέργειας και ανάπτυξης μικροοργανισμών και σε τεχνικές ανασυνδιασμένου DNA

Question 8

Τι προσφέρει η τεχνικη του ανασυνδιασμένου DNA στην Βιοτεχνολογία?

Answer 8

Παρέχουν τη δυνατότητα εισαγωγής νέων επιθυμητών ιδιοτήτων στους ζωντανούς οργανισμούς σε μικρότερο χρόνο και με μεγαλύτερη ακρίβεια από ότι στο παρελθόν.

Question 9

Τι είναι χρόνος διπλασιασμού?

Answer 9

Οι μικροοργανισμοί όταν βρεθούν σε κατάλληλες συνθήκες διαιρούνται με αποτέλεσμα την αύξηση του αριθμού τους. Ο ρυθμός ανάπτυξης ενός πληθυσμού μικροοργανισμών, δηλαδή ο ρυθμός με τον οποίο διαιρούνται τα κύτταρά του, καθορίζεται από το χρόνο διπλασιασμού. Κάθε είδος μικροοργανισμού έχει χαρακτηριστικό χρόνο διπλασιασμού.

Question 10

Ποιοι είναι οι παράγοντες που επηρεάζουν τον χρόνο διπλασιασμού?

Answer 10

1) Η διαθεσιμότητα θρεπτικών συστατικών
2) Το pH
3) Το Ο2
4) Η θερμοκρασία.

Question 11

Τι μπορεί να είναι θρεπτικό συστατικό?

Answer 11

1) O C
2) To N
3) Διάφορα μεταλλικά ιόντα
4) Η2Ο

Question 12

Τι ισχύει για το θρεπτικό συστατικό των αυτότροφων οργανισμών?

Answer 12

Η πηγή C για τους αυτότροφους οργανισμούς είναι το CO2.

Question 13

Τι ισχύει για το θρεπτικό συστατικό των ετερότροφων οργανισμών?

Answer 13

Η πηγή C για τους ετερότροφους οργανισμούς προέρχεται από διάφορες οργανικές ενώσεις.

Question 14

Τι ισχύει για το άζωτο ως θρεπτικό συστατικό?

Answer 14

Η πηγή N για τους περισσότερους μικροοργανισμούς ειναι τα NO3+- ή NH3+-

Question 15

Τι ισχύει για τα μεταλλικά ιόντα ως θρεπτικά συστατικά?

Answer 15

Είναι απαραίτητα για την πραγματοποίηση των χημικών αντιδράσεων στο κύτταρο και ως συστατικά διάφορων μορίων.

Question 16

Τι ισχύει για το pH στην ανάπτυξη των μικροοργανισμών?

Answer 16

Οι περισσότεροι αναπτύσσονται σε pH 6-9.

Τα βακτήρια του γένους Lactobacillus αναπτύσσονται σε pH 4-5.

Question 17

Πως επηρεάζει η παρουσία ή η απουσία O2 στην ανάπτυξη των μικροοργανισμών?

Answer 17

Η παρουσία ή απουσία Ο2 μπορεί να βοηθήσει ή να αναστείλει την ανάπτυξη των μικροοργανισμών.

Question 18

Τι ισχύει για τους μικροοργανισμούς που απαιτουν υψηλή συγκέντρωση O2?

Answer 18

Αυτοί οι μικροοργανισμοι ονομάζονται υποχρεωτικά αερόβιοι όπως τα βακτήρια του γένους Mycobacterium.

Question 19

Τι ισχύει για τους προαιρετικά αερόβιους μικροοργανισμούς?Να δώσετε ενα παράδειγμα.

Answer 19

Οι μικροοργανισμοί που αναπτύσσονται παρουσία Ο2 με ταχύτερο ρυθμό απ’ ότι απουσία Ο2 ονομάζονται προαιρετικά αερόβιοι. Οι μύκητες που χρησιμοποιούνται στην αρτοβιομηχανία, ανήκουν σε αυτή την κατηγορία.

Question 20

Πως συμπεριφέρεται το Clostrodium απουσία Ο2?

Answer 20

Το Ο2 για αυτόν τον μικροοργανισμό είναι τοξικό (υποχρεωτικά αναερόβιος οργανισμός)

Question 21

Τι ρόλο παίζει η θερμοκρασία στην ανάπτυξη των μικρο οργανισμών?

Answer 21

Είναι ένας από τους παράγοντες που καθορίζει το ρυθμό ανάπτυξης των μικροοργανισμών. Οι περισσότεροι μικροοργανισμοί αναπτύσσονται άριστα σε θερμοκρασία 20-45°C.

Question 22

Ποιός μικροοργανισμός μπορεί να ναπτυχθεί άριστε σε θερμοκρασία 37 C?

Answer 22

Το βακτήριο Escherichia coli, που χρησιμοποιείται σε πειράματα Μοριακής Βιολογίας.

Question 23

Σε τι θερμοκρασία αναπτύσσονται οι μικροοργανισμοί που ειναι κοντά σε θερμοπηγές?

Answer 23

Σε θερμοκρασία 45 C και άνω.

Question 24

Υπάρχουν μικροοργανισμοι που μπορούν να αναπτυχθουν σε θερμοκρασία 20C και κάτω?

Answer 24

Ναι

Question 25

Τι απαιτείται για μια καλλιέργεια βακτηρίων ή μυκητών?

Answer 25

Απαραίτητη είναι η απομόνωση των διάφορων ειδών βακτηρίων ή μυκήτων, η παρασκευή κατάλληλων θρεπτικών υλικών και η διαμόρφωση κατάλληλων συνθηκών ανάπτυξης.

Question 26

Τι πρέπει να περιλαμβάνουν τα τεχνητά θρεπτικά υλικά για την ανάπτυξη μικροοργανισμών που θα παράγουν αντιβιοτικά η ένζυμα?

Answer 26

Πρέπει να περιέχουν πηγή άνθρακα, πηγή αζώτου και ιόντα .Τα θρεπτικά υλικά που χρησιμοποιούνται για την ανάπτυξη των μικροοργανισμών στο εργαστήριο μπορεί να είναι υγρά ή στερεά.

Question 27

Τι περιέχουν τα υγρά θρεπτικά υλικά?

Answer 27

Τα υγρά θρεπτικά υλικά περιέχουν πηγή άνθρακα, πηγή αζώτου και ιόντα διαλυμένα σε νερό.

Question 28

Πως κατασκευάζονται τα στερεά θρεπτικά υλικά?

Answer 28

Τα στερεά θρεπτικά υλικά παρασκευάζονται με ανάμιξη του υγρού θρεπτικού υλικού με έναν πολυσακχαρίτη που προέρχεται από φύκη, το άγαρ.

Question 29

Τι είναι το άγαρ και ποιά είναι τα χαρακτηριστικά του?

Answer 29

Είναι ένας πολυσακχαρίτης που προέρχεται από φύκη, Το άγαρ είναι ρευστό σε θερμοκρασίες πάνω από 45° C αλλά στερεοποιείται σε μικρότερες θερμοκρασίες.

Question 30

Ποιά είναι τα στάδια παρασκευής μιας καλλιέργειας?

Answer 30

1) Εμβολιασμός

2) Παραμονή σε κλίβανο με σταθερη θερμοκρασια και συνθήκες ευνοίκες για αύτους

Question 31

Πως μπορούμε να διατηρήσουμε μια καλλιέργεια?

Answer 31

Στην κατάψηξη οπου εκει έχουμε θερμοκρασίες -80C μπορούμε να κρατήσουμε τις καλλιεργειες σε αδρανή μορφή.

Question 32

Πως μπορούμε να αποφύγουμε την ανάπτυξη άλλων οργανισμών σε μια καλλιέργεια?

Answer 32

Με την αποστήρωση των θρεπτικών υλικών και των συσκευών που πρόκειται να χρησιμοποιηθούν.

Question 33

Που μπορεί να πραγματοποιηθεί μια βιομηχανική καλλιέργεια?

Answer 33

Όταν γινεται καλλιέργεια σε μεγάλη κλίμακα τότε χρησιμοποιούνται βιοαντιδραστήρες ή ζυμωτήρες.

Question 34

Ποιά είναι τα χαρακτηριστικά των βιοαντιδραστήρων?

Answer 34

Οι βιοαντιδραστήρες επιτρέπουν τον έλεγχο και τη ρύθμιση των συνθηκών (θερμοκρασία, pH, συγκέντρωση Ο2) που αφορούν την καλλιέργεια.

Question 35

Τι ονομάζουμε εμβολιασμό?

Answer 35

Την προσθήκη μικρής ποσότητας κυπάρων στο θρεπτικό υλικό.

Question 36

Τι θρεπτικό υλικό χρησιμοποιείται στους ζυμωτήρες?

Answer 36

Χρησιμοποιούνται φθηνές πηγές άνθρακα όπως η μελάσα που αποτελεί παραπροϊόν της επεξεργασίας ζαχαροκάλαμου ή σακχαρότευτλων.

Question 37

Πως ξεκινάει μια βιομηχανική καλλιέργεια?

Answer 37

Ξεκινάει με τον εμβολιασμό από μια αρχική καλλιέργεια μικροοργανισμών που έχει γίνει στο εργαστήριο.

Question 38

Τι ονομάζουμε ζύμωση?

Answer 38

Με τον όρο ζύμωση εννοούμε τη διαδικασία ανάπτυξης μικροοργανισμών σε υγρό θρεπτικό υλικό κάτω από οποιεσδήποτε συνθήκες και περιλαμβάνει όλες τις διεργασίες, αερόβιες και αναερόβιες.

Question 39

Ποια είναι τα προιόντα της ζύμωσης?

Answer 39

Τα προϊόντα της ζύμωσης είναι είτε τα ίδια τα κύτταρα που ονομάζονται βιομάζα είτε προϊόντα των κυττάρων όπως πρωτεΐνες και αντιβιοτικά.

Question 40

Τι ονομάζουμε κλειστή καλλιέργεια?

Answer 40

Κλειστή καλλιέργεια: Σ’ αυτό τον τύπο ζύμωσης τοποθετείται στο βιοαντιδραστήρα ορισμένη ποσότητα αποστειρωμένου θρεπτικού υλικού, η οποία εμβολιάζεται με αρχική καλλιέργεια μικροοργανισμών. Η καλλιέργεια συνεχίζεται μέχρι την παραγωγή του επιθυμητού προϊόντος. Στην κλειστή καλλιέργεια οι φάσεις ανάπτυξης των μικροοργανισμών είναι η λανθάνουσα, η εκθετική, η στατική και η φάση θανάτου

Question 41

Τι συμβαίνει κατα την λανθάνουσα φάση?

Answer 41

Κατά τη λανθάνουσα φάση ο πληθυσμός των μικροοργανισμών που προέρχεται από την αρχική καλλιέργεια παραμένει σχεδόν σταθερός. Αυτό οφείλεται στο ότι οι μικροοργανισμοί χρειάζονται κάποιο χρονικό διάστημα για να προσαρμοστούν στις καινούργιες συνθήκες και να αρχίσουν να αναπτύσσονται.

Question 42

Τι ονομάζουμε εκθετικη φάση?

Answer 42

Στην φάση αυτή οι μικροοργανισμοί διαιρούνται με ταχύ ρυθμό, επειδή η καλλιέργεια πραγματοποιείται κάτω από άριστες συνθήκες. Αυτή η φάση ανάπτυξης ονομάζεται εκθετική, επειδή ο αριθμός των μικροοργανισμών αυξάνεται εκθετικά.

Question 43

Τι συμβαίνει κατα την στατική φάση?

Answer 43

Ο πληθυσμός των βακτηρίων δεν αυξάνεται, λόγω εξάντλησης κάποιου θρεπτικού συστατικού ή λόγω συσσώρευσης τοξικών προϊόντων από το μεταβολισμό των μικροοργανισμών.

Question 44

Τι συμβαίνει στην φάση θανάτου?

Answer 44

Ο αριθμός των μικροοργανισμών μειώνεται.

Question 45

Η διάρκεια των φάσεων της κλειστής καλλιέργειας διαφέρουν μεταξύ τους?

Answer 45

Η διάρκεια κάθε φάσης διαφέρει ανάλογα με το είδος των μικροοργανισμών.

Question 46

Πότε παράγουν προιόντα οι μικροοργανισμοί μιας κλειστής καλλιέργειας?

Answer 46

Κατά την εκθετική και στατική φάση.

Question 47

Τι ονομάζουμε συνεχής καλλιέργεια?

Answer 47

Σ’ αυτό τον τύπο καλλιέργειας οι μικροοργανισμοί τροφοδοτούνται συνεχώς με θρεπτικά συστατικά. Ταυτόχρονα, απομακρύνονται από την καλλιέργεια κύτταρα και άχρηστα προϊόντα.

Question 48

Τι ονομάζουμε τελική κατεργασία?

Answer 48

Διεργασία καθαρισμού του προϊόντος που παραλαμβάνεται από το βιοαντιδραστήρα.

Question 49

Πως επιτυγχάνεται η τελικη κατεργασία?

Answer 49

Αρχικά, γίνεται διαχωρισμός των υγρών από τα στερεά συστατικά, στα οποία συμπεριλαμβάνονται και τα κύτταρα. Αυτό γίνεται συνήθως με διήθηση ή με φυγοκέντρηση. Το επιθυμητό προϊόν μπορεί να περιλαμβάνεται στα στερεά ή υγρά συστατικά, από όπου παραλαμβάνεται με τη χρήση κατάλληλων μεθόδων.

Question 50

Πότε μπορούν να αξιοποιηθούν τα προιόντα της καλλιέργειας?

Answer 50

Τα προϊόντα της ζύμωσης μπορούν να αξιοποιηθούν μόνο όταν είναι απόλυτα καθαρά, δηλαδή όταν δεν έχουν προσμείξεις.