Inligting

22.5B: Vroeë Biotegnologie: Kaas, Brood, Wyn, Bier en Jogurt – Biologie

22.5B: Vroeë Biotegnologie: Kaas, Brood, Wyn, Bier en Jogurt – Biologie


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Sommige van die vroegste biotegnologie het prokariote gebruik vir die produksie van voedselprodukte soos kaas, brood, wyn, bier en jogurt.

Leerdoelwitte

  • Bespreek die oorsprong van voedselbiotegnologie soos aangedui deur die produksie van kaas, brood, wyn, bier en jogurt

Kern punte

  • Prokariote en ander mikrobes is voordelig vir sommige voedselproduksie deur teksture te transformeer, geure te verskaf, etanol te produseer en beskerming teen ongewenste mikrobes te bied.
  • Bakterieë breek proteïene en vette af in 'n komplekse mengsel van aminosure, amiene en vetsure; hierdie verwerking verander die voedselproduk.
  • Baie voedselproduksieprosesse maak staat op die fermentasie van prokariote en ander mikrobes om die verlangde geure te produseer; in die geval van bier en wyn beïnvloed dit ook die verlangde hoeveelheid etanol.

Sleutel terme

  • fermentasie: 'n anaërobiese biochemiese reaksie, byvoorbeeld in gis, waarin ensieme die omskakeling van suikers na alkohol of asynsuur kataliseer met die evolusie van koolstofdioksied
  • biotegnologie: die gebruik van lewende organismes (veral mikroörganismes) in industriële, landboukundige, mediese en ander tegnologiese toepassings

Vroeë biotegnologie: kaas, brood, wyn, bier en jogurt

Volgens die Verenigde Nasies se Konvensie oor Biologiese Diversiteit is biotegnologie “enige tegnologiese toepassing wat biologiese stelsels, lewende organismes of afgeleides daarvan gebruik om produkte of prosesse vir spesifieke gebruik te maak of te verander. ” Die konsep van “spesifieke gebruik” behels een of ander kommersiële toepassing. Genetiese ingenieurswese, kunsmatige seleksie, produksie van antibiotika en selkultuur is huidige onderwerpe van studie in biotegnologie. Mense het egter prokariote gebruik voordat die term biotegnologie selfs geskep is. Sommige van die produkte is so eenvoudig soos kaas, brood, wyn, bier en jogurt, wat beide bakterieë en ander mikrobes gebruik, soos gis.

Kaasproduksie het ongeveer 4 000–7 000 jaar gelede begin toe mense begin het om diere te teel en hul melk te verwerk. Fermentasie, in hierdie geval, bewaar voedingstowwe omdat melk relatief vinnig sal bederf, maar wanneer dit as kaas verwerk word, is dit meer stabiel. 'n Vereiste stap in kaasmaak is om die melk in soliede wrongel en vloeibare wei te skei. Dit word gewoonlik gedoen deur die melk te versuur en stremsel by te voeg. Die versuring kan direk bewerkstellig word deur 'n suur soos asyn by te voeg, maar gewoonlik word aanvangsbakterieë eerder gebruik. Hierdie aanvangsbakterieë omskep melksuikers in melksuur. Dieselfde bakterieë (en die ensieme wat hulle produseer) speel ook 'n groot rol in die uiteindelike geur van verouderde kase. Die meeste kase word gemaak met voorgeregbakterieë van die Laktokokke, Lactobacilli, of Streptokokke gesinne. Soos 'n kaas verouder, transformeer mikrobes en ensieme tekstuur en versterk geur. Hierdie transformasie is grootliks die gevolg van die afbreek van kaseïenproteïene en melkvet in 'n komplekse mengsel van aminosure, amiene en vetsure. Sommige kase het bykomende bakterieë of vorms wat doelbewus voor of tydens veroudering ingebring is. In tradisionele kaasmaak kan hierdie mikrobes reeds in die verouderingskamer voorkom; hulle word eenvoudig toegelaat om te vestig en op die gestoorde kase te groei. Vandag word meer dikwels voorbereide kulture gebruik, wat meer konsekwente resultate gee en minder beperkings plaas op die omgewing waar die kaas verouder.

Rekords van die brou van bier dateer sowat 6 000 jaar terug na die Sumeriërs. Bewyse dui daarop dat die Sumeriërs fermentasie per toeval ontdek het. Wyn word al vir sowat 4 500 jaar geproduseer. Die produksie van bier en wyn gebruik mikrobes, insluitend beide gis en bakterieë, om etanol tydens fermentasie te produseer en om geur aan die drank te verskaf. Net so is brood een van die oudste voorbereide kosse. Broodmaak gebruik ook die fermentasie van gis en sommige bakterieë vir suurdeeg en geur. Daarbenewens dui bewyse daarop dat gekweekte melkprodukte, soos jogurt, vir ten minste 4 000 jaar bestaan. Hierdie produkte gebruik prokariote (soos met kaas) om geur te verskaf en om die voedselproduk teen ander ongewenste mikrobes te beskerm.


Hoe is biotegnologie in die verlede gebruik?

1919: Die woord &ldquobiotegnologie&rdquo is eerste gebruik deur 'n Hongaarse landbou-ingenieur. Pfizer, wat in die 1920's fortuin gemaak het met fermentasieprosesse om sitroensuur te vervaardig, het sy aandag op penisillien gevestig.

Gevolglik is die vraag, hoe lank is biotegnologie al in voedselproduksie gebruik? Biotegnologie het 'n lang geskiedenis van gebruik in voedselproduksie en -verwerking. Vir tienduisend jaar fermentasie, 'n vorm van biotegnologie, is gebruik om wyn, bier en brood te produseer. Selektiewe teling van diere soos perde en honde is al eeue lank aan die gang.

As u dit in ag neem, hoe lank gebruik mense al prosesse wat as vorme van biotegnologie beskou word?

Biotegnologie behels gebruik lewende organismes in die produksie van voedsel en medisyne. Dit dateer etlike duisende jare terug na wanneer mense het per ongeluk die nut van eensellige organismes soos giste en bakterieë ontdek. Die antieke Egiptenare het byvoorbeeld gis gebruik om bier te brou en om brood te bak.

Wat is die produkte van tradisionele biotegnologie?

TRADISIONELE BIOTEG-KUISINES Brood, jogurt, kaas, wyn, en bier word deur fermentasie geproduseer. van koolstofdioksiedproduksie. Die vasgevang koolstofdioksied veroorsaak dat die brood op te staan. voedselprodukte is aanvanklik per ongeluk vervaardig.


Biotegnologie - Biologie bibliografieë - in Harvard-styl

Jou bibliografie: Bio.org. 2016. Wat is biotegnologie? | BIO. [aanlyn] Beskikbaar by: <https://www.bio.org/articles/what-biotechnology> [Besoek 13 Mei 2016].

Definieer Etiek

2015 - Grenzeloos

In-teks: (Defining Ethics, 2015)

Jou bibliografie: Grenzeloos, 2015. Definieer Etiek. [aanlyn] 9. Beskikbaar by: <https://www.boundless.com/management/textbooks/boundless-management-textbook/ethics-in-business-13/ethics-an-overview-95/defining-ethics-446- 8310/> [Besoek 16 Mei 2016].

Vroeë biotegnologie: kaas, brood, wyn, bier en jogurt

2016 - Grenzeloos

In-teks: (Vroeë biotegnologie: kaas, brood, wyn, bier en jogurt, 2016)

Jou bibliografie: Grenzeloos, 2016. Vroeë Biotegnologie: Kaas, Brood, Wyn, Bier en Jogurt. [aanlyn] 6. Beskikbaar by: <https://www.boundless.com/biology/textbooks/boundless-biology-textbook/prokaryotes-bacteria-and-archaea-22/beneficial-prokaryotes-144/early-biotechnology-cheese- brood-wyn-bier-en-jogurt-571-11785/> [Besoek 16 Mei 2016].

Moore, A.

Antibiotika in biotegnologie

In-teks: (Moore, 2013)

Jou bibliografie: Moore, A., 2013. Antibiotika in biotegnologie. [aanlyn] prezi.com. Beskikbaar by: <https://prezi.com/3gc0gy0huoph/antibiotics-in-biotechnology/> [Besoek 16 Mei 2016].

Antibiotiese weerstand - wat is dit en hoekom is dit 'n probleem?

In-teks: (Antibiotiese weerstandigheid — wat is dit en hoekom is dit 'n probleem?, 2013)


22.5 Voordelige prokariote

In hierdie afdeling gaan jy die volgende vrae ondersoek:

  • Wat is die behoefte aan stikstofbinding en hoe word dit bewerkstellig?
  • Wat is voorbeelde van voedsel waarvoor prokariote in verwerking gebruik word?
  • Wat is bioremediëring en hoe speel prokariote 'n rol in hierdie proses?

Verbinding vir AP ® kursusse

Ons dink gewoonlik aan patogene wanneer ons aan prokariote dink, en fokus op hul verhouding met siekte. Die meeste prokariote veroorsaak egter nie siektes nie en hulle speel 'n wye reeks ander rolle in ekosisteme. Stikstof wat nodig is om proteïene en nukleïensure te sintetiseer, is dikwels die mees beperkende element in ekosisteme en bakterieë is in staat om stikstof te "fixeer" in vorms wat deur eukariote gebruik kan word. Mikrobes word ook gebruik om besoedeling uit omgewings te verwyder, 'n proses wat genoem word bioremediëring. Mikrobes wat ons tuis roep, is nodig vir ons oorlewing. Hulle help ons om ons kos te verteer, produseer belangrike voedingstowwe, beskerm ons teen patogene mikrobes, en help om ons immuunstelsel op te lei om korrek te funksioneer. Daarbenewens, sonder prokariote sou ons nie kaas, brood, wyn, bier en jogurt hê nie.

Onderwyserondersteuning

Beklemtoon vir studente dat alhoewel die bekendste prokariote geneig is om dié te wees wat siekte by mense veroorsaak, hierdie patogene slegs 'n klein fraksie van prokariotiese spesies verteenwoordig. Baie ander het positiewe interaksies met mense, en sommige speel belangrike rolle in die landbou en nywerheid. Terwyl studente deur die hoofstukmateriaal werk, nooi hulle om ten minste twee maniere te identifiseer waarop prokariote hulle in die dag beïnvloed het. Jy mag dalk klein groepies uitnooi om addisionele rolle van prokariote in die voedselindustrie, bioremediëring en die produksie van vitamiene, antibiotika, hormone en ander produkte na te vors. Skep 'n lopende lys van positiewe effekte en voordelige impakte van prokariote op menselewens, en plaas dit in die klaskamer vir almal se verwysing.

Inligting aangebied en die voorbeelde wat in die afdeling uitgelig word, ondersteun konsepte wat in Big Idea 4 van die AP ® Biologie Kurrikulumraamwerk uiteengesit word. Die AP ® -leerdoelwitte wat in die Kurrikulumraamwerk gelys word, bied 'n deursigtige grondslag vir die AP ® Biologiekursus, 'n ondersoekgebaseerde laboratoriumervaring, onderrigaktiwiteite en AP ® eksamenvrae. 'n Leerdoelwit smelt vereiste inhoud saam met een of meer van die sewe wetenskappraktyke.

Groot idee 4 Biologiese sisteme is in wisselwerking, en hierdie sisteme en hul interaksies besit komplekse eienskappe.
Blywende begrip 4.B Mededinging en samewerking is belangrike aspekte van biologiese sisteme.
Noodsaaklike kennis 4.B.2 Interaksies tussen prokariote en tussen prokariote en ander organismes lei tot verhoogde doeltreffendheid en benutting van energie en materie.
Wetenskappraktyk 1.4 Die student kan voorstellings en modelle gebruik om situasies te analiseer of probleme kwalitatief en kwantitatief op te los.
Leerdoelwit 4.18 Die student is in staat om voorstellings en modelle te gebruik om te analiseer hoe koöperatiewe interaksies binne organismes doeltreffendheid in die gebruik van energie en materie bevorder.

Die Wetenskappraktyk-uitdagingsvrae bevat bykomende toetsvrae vir hierdie afdeling wat jou sal help om vir die AP-eksamen voor te berei. Hierdie vrae handel oor die volgende standaarde:
[APLO 2.6][APLO 2.28][APLO 2.42][APLO 4.9][APLO 4.1]

Nie alle prokariote is patogenies nie. Inteendeel, patogene verteenwoordig slegs 'n baie klein persentasie van die diversiteit van die mikrobiese wêreld. Trouens, ons lewe sou nie moontlik wees sonder prokariote nie. Dink net aan die rol van prokariote in biogeochemiese siklusse.

Samewerking tussen bakterieë en eukariote: stikstoffiksasie

Stikstof is 'n baie belangrike element vir lewende dinge, want dit is deel van nukleotiede en aminosure wat onderskeidelik die boustene van nukleïensure en proteïene is. Stikstof is gewoonlik die mees beperkende element in terrestriële ekosisteme, met atmosferiese stikstof, N2, wat die grootste poel beskikbare stikstof verskaf. Eukariote kan egter nie atmosferiese, gasvormige stikstof gebruik om makromolekules te sintetiseer nie. Gelukkig kan stikstof "gefix" word, wat beteken dat dit in ammoniak omgeskakel word (NH3) hetsy biologies of abioties. Abiotiese stikstofbinding vind plaas as gevolg van weerlig of deur industriële prosesse.

Biologiese stikstofbinding (BNF) word uitsluitlik deur prokariote uitgevoer: grondbakterieë, sianobakterieë en Frankia spp. (filamentagtige bakterieë in wisselwerking met aktinorhizale plante soos els, lourierbes en soetvaring). Na fotosintese is BNF die tweede belangrikste biologiese proses op aarde. Die vergelyking wat die proses voorstel, is soos volg

waar Pi staan ​​vir anorganiese fosfaat. Die totale vaste stikstof deur BNF is ongeveer 100 tot 180 miljoen metrieke ton per jaar. Biologiese prosesse dra 65 persent by van die stikstof wat in die landbou gebruik word.

Sianobakterieë is die belangrikste stikstofbinders in akwatiese omgewings. In grond, lede van die genus Clostridium is voorbeelde van vrylewende, stikstofbindende bakterieë. Ander bakterieë leef simbioties met peulplante, wat die belangrikste bron van BNF verskaf. Simbiote kan meer stikstof in gronde bind as vrylewende organismes met 'n faktor van 10. Grondbakterieë, wat gesamentlik rhizobia genoem word, is in staat om simbioties met peulplante in wisselwerking te tree om te vorm nodules, gespesialiseerde strukture waar stikstofbinding plaasvind (Figuur 22.27). Nitrogenase, die ensiem wat stikstof bind, word deur suurstof geïnaktiveer, so die nodule bied 'n suurstofvrye area vir stikstofbinding om plaas te vind. Hierdie proses verskaf 'n natuurlike en goedkoop plantkunsmis, aangesien dit atmosferiese stikstof tot ammoniak verminder, wat maklik deur plante bruikbaar is. Die gebruik van peulgewasse is 'n uitstekende alternatief vir chemiese bemesting en is van spesiale belang vir volhoubare landbou, wat poog om die gebruik van chemikalieë te minimaliseer en natuurlike hulpbronne te bewaar. Deur simbiotiese stikstofbinding vind die plant baat by die gebruik van 'n eindelose bron van stikstof: die atmosfeer. Bakterieë vind baat by die gebruik van fotosintete (koolhidrate wat tydens fotosintese geproduseer word) van die plant en om 'n beskermde nis te hê. Boonop baat die grond daarby om natuurlik bemes te word. Daarom is die gebruik van rhizobia as biobemesting 'n volhoubare praktyk.

Hoekom is peulgewasse so belangrik? Sommige, soos sojabone, is sleutelbronne van landbouproteïene. Van die belangrikste graanpeulgewasse is sojabone, grondboontjies, ertjies, keker-ertjies en boontjies. Ander peulgewasse, soos lusern, word gebruik om beeste te voer.

Vroeë biotegnologie: kaas, brood en jogurt

Volgens die Verenigde Nasies se Konvensie oor Biologiese Diversiteit, biotegnologie is "enige tegnologiese toepassing wat biologiese sisteme, lewende organismes of afgeleides daarvan gebruik om produkte of prosesse vir spesifieke gebruik te maak of te verander." 5 Die konsep van "spesifieke gebruik" behels 'n soort kommersiële toepassing. Genetiese ingenieurswese, kunsmatige seleksie, antibiotiese produksie en selkultuur is huidige onderwerpe van studie in biotegnologie. Mense het egter prokariote gebruik voordat die term biotegnologie selfs geskep is. Daarbenewens is van die goedere en dienste so eenvoudig soos kaas, brood en jogurt, wat gebruik word beide bakterieë en ander mikrobes, soos gis, 'n swam.

Kaasproduksie het ongeveer 4 000–7 000 jaar gelede begin toe mense begin het om diere te teel en hul melk te verwerk. Fermentasie in hierdie geval bewaar voedingstowwe: Melk sal relatief vinnig bederf, maar wanneer dit as kaas verwerk word, is dit meer stabiel Bewyse dui daarop dat gekweekte melkprodukte, soos jogurt, vir ten minste 4 000 jaar bestaan.

Die gebruik van prokariote om ons planeet skoon te maak: bioremediëring

Mikrobiese bioremediëring is die gebruik van prokariote (of mikrobiese metabolisme) om besoedelstowwe te verwyder. Bioremediëring is gebruik om landbouchemikalieë (plaagdoders, kunsmis) wat uit grond na grondwater en die ondergrond loog, te verwyder. Sekere giftige metale en oksiede, soos selenium- en arseenverbindings, kan ook deur bioremediëring uit water verwyder word. Die vermindering van SeO4 -2 na SeO3 -2 en tot Se 0 (metaal selenium) is 'n metode wat gebruik word om seleniumione uit water te verwyder. Kwik is 'n voorbeeld van 'n giftige metaal wat deur bioremediëring uit 'n omgewing verwyder kan word. As 'n aktiewe bestanddeel van sommige plaagdoders word kwik in die industrie gebruik en is ook 'n neweproduk van sekere prosesse, soos batteryproduksie. Metielkwik kom gewoonlik in baie lae konsentrasies in natuurlike omgewings voor, maar dit is hoogs giftig omdat dit in lewende weefsels ophoop. Verskeie spesies bakterieë kan die biotransformasie van giftige kwik in nie-toksiese vorms uitvoer. Hierdie bakterieë, soos Pseudomonas aeruginosa, kan Hg +2 in Hg 0 omskakel, wat nie-giftig is vir mense.

Een van die nuttigste en interessantste voorbeelde van die gebruik van prokariote vir bioremediëring doeleindes is die skoonmaak van oliestortings. Die belangrikheid van prokariote vir petroleumbioremediëring is die afgelope jare in verskeie oliestortings gedemonstreer, soos die Exxon Valdez-storting in Alaska (1989) (Figuur 22.28), die Prestige-oliestorting in Spanje (2002), die storting in die Middellandse See vanaf 'n Libanon-kragsentrale (2006), en meer onlangs, die Deepwater Horizon-oliestorting in die Golf van Mexiko (2010). Om hierdie stortings skoon te maak, word bioremediëring bevorder deur die byvoeging van anorganiese voedingstowwe wat bakterieë help groei. Koolwaterstofafbrekende bakterieë voed op koolwaterstowwe in die oliedruppel, wat die koolwaterstowwe afbreek. Sommige spesies, soos Alcanivorax borkumensis, produseer oppervlakaktiewe stowwe wat die olie oplosbaar maak, terwyl ander bakterieë die olie in koolstofdioksied afbreek. In die geval van oliestortings in die see, is voortdurende, natuurlike bioremediëring geneig om plaas te vind, aangesien daar olieverbruikende bakterieë in die see is voor die storting. Benewens natuurlik voorkomende olie-afbrekende bakterieë, selekteer en manipuleer mense bakterieë wat dieselfde vermoë besit met verhoogde doeltreffendheid en spektrum van koolwaterstofverbindings wat verwerk kan word. Onder ideale toestande is daar berig dat tot 80 persent van die nie-vlugtige komponente in olie binne een jaar na die storting afgebreek kan word. Ander oliefraksies wat aromatiese en hoogs vertakte koolwaterstofkettings bevat, is moeiliker om te verwyder en bly vir langer tydperke in die omgewing.

Alledaagse verbinding vir AP®-kursusse

'n Besonder fassinerende voorbeeld van ons normale flora hou verband met ons spysverteringstelsels. Mense wat hoë dosisse antibiotika neem is geneig om baie van hul normale dermbakterieë te verloor, wat 'n natuurlike antibiotika-weerstandige spesie moontlik maak genaamd Clostridium difficile om te oorgroei en ernstige maagprobleme te veroorsaak, veral chroniese diarree. Dit is duidelik dat om hierdie probleem met antibiotika te probeer behandel, dit net erger maak. Dit is egter suksesvol behandel deur die pasiënte fekale oorplantings van gesonde skenkers te gee om die normale intestinale mikrobiese gemeenskap te herstel. Wetenskaplikes ontdek ook dat die afwesigheid van sekere sleutelmikrobes in ons dermkanaal ons kan opstel vir 'n verskeidenheid probleme, insluitend vetsug, insulienweerstandigheid en outo-immuunafwykings. Hier op die foto is 'n skandeerelektronmikrograaf van Clostridium difficile, 'n Gram-positiewe, staafvormige bakterie wat erge diarree veroorsaak. Infeksie vind gewoonlik plaas nadat die normale dermfauna deur antibiotika uitgeroei is.


22.5 Voordelige prokariote

Aan die einde van hierdie afdeling sal jy die volgende kan doen:

  • Verduidelik die behoefte aan stikstofbinding en hoe dit bewerkstellig word
  • Beskryf die voordelige uitwerking van bakterieë wat ons vel en spysverteringskanale koloniseer
  • Identifiseer prokariote wat tydens die verwerking van voedsel gebruik word
  • Beskryf die gebruik van prokariote in bioremediëring

Gelukkig is slegs 'n paar spesies prokariote patogenies! Prokariote het ook interaksie met mense en ander organismes op 'n aantal maniere wat voordelig is. Prokariote is byvoorbeeld groot deelnemers aan die koolstof- en stikstofsiklusse. Hulle produseer of verwerk voedingstowwe in die spysverteringskanale van mense en ander diere. Prokariote word gebruik in die produksie van sommige menslike voedsel, en is ook gewerf vir die afbreek van gevaarlike materiale. Trouens, ons lewe sou nie moontlik wees sonder prokariote nie!

Samewerking tussen bakterieë en eukariote: stikstoffiksasie

Stikstof is 'n baie belangrike element vir lewende dinge, want dit is deel van nukleotiede en aminosure wat onderskeidelik die boustene van nukleïensure en proteïene is. Stikstof is gewoonlik die mees beperkende element in terrestriële ekosisteme, met atmosferiese stikstof, N2, wat die grootste poel beskikbare stikstof verskaf. Eukariote kan egter nie atmosferiese, gasvormige stikstof gebruik om makromolekules te sintetiseer nie. Gelukkig kan stikstof "gefix" word, wat beteken dat dit in 'n meer toeganklike vorm omgeskakel word - ammoniak (NH)3)—óf biologies of abioties.

Abiotiese stikstofbinding vind plaas as gevolg van fisiese prosesse soos weerlig of deur industriële prosesse. Biologiese stikstofbinding (BNF) word uitsluitlik deur prokariote uitgevoer: grondbakterieë, sianobakterieë en Frankia spp. (filamentagtige bakterieë in wisselwerking met aktinorhizale plante soos els, lourierbes en soetvaring). Na fotosintese is BNF die belangrikste biologiese proses op aarde. Die algehele stikstofbindingsvergelyking hieronder verteenwoordig 'n reeks van redoksreaksies (Pi staan ​​vir anorganiese fosfaat).

Die totale vaste stikstof deur BNF is sowat 100 tot 180 miljoen metrieke ton per jaar, wat sowat 65 persent bydra van die stikstof wat in die landbou gebruik word.

Sianobakterieë is die belangrikste stikstofbinders in akwatiese omgewings. In grond, lede van die genera Clostridium en Azotobacter is voorbeelde van vrylewende, stikstofbindende bakterieë. Ander bakterieë leef simbioties met peulplante, wat die belangrikste bron van vaste stikstof verskaf. Simbiote kan meer stikstof in gronde bind as vrylewende organismes met 'n faktor van 10. Grondbakterieë, wat gesamentlik rhizobia genoem word, is in staat om simbioties met peulplante in wisselwerking te tree om nodules te vorm, gespesialiseerde strukture waar stikstofbinding plaasvind (Figuur 22.27). Nitrogenase, die ensiem wat stikstof bind, word deur suurstof geïnaktiveer, so die nodule bied 'n suurstofvrye area vir stikstofbinding om plaas te vind. Die suurstof word gesekwestreer deur 'n vorm van planthemoglobien genoem leghemoglobien, wat die beskerm nitrogenase, maar stel genoeg suurstof vry om respiratoriese aktiwiteit te ondersteun.

Simbiotiese stikstofbinding verskaf ’n natuurlike en goedkoop plantkunsmis: Dit reduseer atmosferiese stikstof tot ammoniak, wat maklik deur plante bruikbaar is. Die gebruik van peulgewasse is 'n uitstekende alternatief vir chemiese bemesting en is van spesiale belang vir volhoubare landbou, wat poog om die gebruik van chemikalieë te minimaliseer en natuurlike hulpbronne te bewaar. Deur simbiotiese stikstofbinding vind die plant baat by die gebruik van 'n eindelose bron van stikstof: die atmosfeer. Die bakterieë vind baat by die gebruik van fotosintete (koolhidrate wat tydens fotosintese geproduseer word) vanaf die plant en om 'n beskermde nis te hê. Boonop baat die grond daarby dat dit natuurlik bemes word. Daarom is die gebruik van rhizobia as biobemesting 'n volhoubare praktyk.

Hoekom is peulgewasse so belangrik? Sommige, soos sojabone, is sleutelbronne van landbouproteïene. Sommige van die belangrikste peulgewasse wat deur mense verbruik word, is sojabone, grondboontjies, ertjies, keker-ertjies en boontjies. Ander peulgewasse, soos lusern, word gebruik om beeste te voer.

Alledaagse verbinding

Mikrobes op die menslike liggaam

Die kommensale bakterieë wat ons vel en spysverteringskanaal bewoon, doen 'n magdom goeie dinge vir ons. Hulle beskerm ons teen patogene, help ons om ons kos te verteer en produseer van ons vitamiene en ander voedingstowwe. Hierdie aktiwiteite is al lank bekend. Meer onlangs het wetenskaplikes bewyse ingesamel dat hierdie bakterieë ook kan help om ons buie te reguleer, ons aktiwiteitsvlakke te beïnvloed, en selfs help om gewig te beheer deur ons voedselkeuses en absorpsiepatrone te beïnvloed. Die Menslike Mikrobioomprojek het die proses begin om ons normale bakterieë (en archaea) te katalogiseer sodat ons hierdie funksies beter kan verstaan.

'n Besonder fassinerende voorbeeld van ons normale flora hou verband met ons spysverteringstelsels. Mense wat hoë dosisse antibiotika neem is geneig om baie van hul normale dermbakterieë te verloor, wat 'n natuurlike antibiotika-weerstandige spesie moontlik maak genaamd Clostridium difficile om te oorgroei en ernstige maagprobleme te veroorsaak, veral chroniese diarree (Figuur 22.28). Dit is duidelik dat om hierdie probleem met antibiotika te probeer behandel, dit net erger maak. Dit is egter suksesvol behandel deur die pasiënte fekale oorplantings van gesonde skenkers te gee om die normale intestinale mikrobiese gemeenskap te herstel. Kliniese proewe is aan die gang om die veiligheid en doeltreffendheid van hierdie tegniek te verseker.

Wetenskaplikes ontdek ook dat die afwesigheid van sekere sleutelmikrobes in ons dermkanaal ons vir 'n verskeidenheid probleme kan stel. Dit blyk veral waar te wees met betrekking tot die toepaslike funksionering van die immuunstelsel. Daar is intrige bevindinge wat daarop dui dat die afwesigheid van hierdie mikrobes 'n belangrike bydraer tot die ontwikkeling van allergieë en sommige outo-immuunafwykings is. Navorsing is tans aan die gang om te toets of die toevoeging van sekere mikrobes tot ons interne ekosisteem kan help met die behandeling van hierdie probleme, sowel as in die behandeling van sommige vorme van outisme.

Vroeë Biotegnologie: Kaas, Brood, Wyn, Bier en Jogurt

Volgens die Verenigde Nasies se Konvensie oor Biologiese Diversiteit is biotegnologie “enige tegnologiese toepassing wat biologiese stelsels, lewende organismes of afgeleides daarvan gebruik om produkte of prosesse vir spesifieke gebruik te maak of te verander.” 5 Die konsep van “spesifieke gebruik” behels sommige soort kommersiële toepassing. Genetiese ingenieurswese, kunsmatige seleksie, antibiotikaproduksie en selkultuur is huidige onderwerpe van studie in biotegnologie en sal in latere hoofstukke beskryf word. Mense het egter prokariote gebruik voordat die term biotegnologie selfs geskep is. Sommige van die produkte van hierdie vroeë biotegnologie is so bekend soos kaas, brood, wyn, bier en jogurt, wat beide bakterieë en ander mikrobes gebruik, soos gis, 'n swam (Figuur 22.29).

Kaasproduksie het sowat 4 000 tot 7 000 jaar gelede begin toe mense begin het om diere te teel en hul melk te verwerk. Fermentasie in hierdie geval bewaar voedingstowwe: Melk sal relatief vinnig bederf, maar wanneer dit as kaas verwerk word, is dit meer stabiel. Wat bier betref, is die oudste rekords van brouery ongeveer 6 000 jaar oud en was 'n integrale deel van die Sumeriese kultuur. Bewyse dui daarop dat die Sumeriërs fermentasie per toeval ontdek het. Wyn word vir ongeveer 4 500 jaar geproduseer, en bewyse dui daarop dat gekweekte melkprodukte, soos jogurt, vir ten minste 4 000 jaar bestaan.

Die gebruik van prokariote om ons planeet skoon te maak: bioremediëring

Mikrobiese bioremediëring is die gebruik van prokariote (of mikrobiese metabolisme) om besoedelingstowwe te verwyder. Bioremediëring is gebruik om landbouchemikalieë (bv. plaagdoders, kunsmis) te verwyder wat uit grond na grondwater en die ondergrond loog. Sekere giftige metale en oksiede, soos selenium- en arseenverbindings, kan ook deur bioremediëring uit water verwyder word. Die vermindering van SeO4 -2 na SeO3 -2 en tot Se 0 (metaal selenium) is 'n metode wat gebruik word om seleniumione uit water te verwyder. Kwik (Hg) is 'n voorbeeld van 'n giftige metaal wat deur bioremediëring uit 'n omgewing verwyder kan word. As 'n aktiewe bestanddeel van sommige plaagdoders word kwik in die industrie gebruik en is ook 'n neweproduk van sekere prosesse, soos batteryproduksie. Metielkwik kom gewoonlik in baie lae konsentrasies in natuurlike omgewings voor, maar dit is hoogs giftig omdat dit in lewende weefsels ophoop. Verskeie spesies bakterieë kan die biotransformasie van giftige kwik in nie-toksiese vorms uitvoer. Hierdie bakterieë, soos Pseudomonas aeruginosa, kan Hg +2 in Hg 0 omskakel, wat nie-giftig is vir mense.

Een van die nuttigste en interessantste voorbeelde van die gebruik van prokariote vir bioremediëring doeleindes is die skoonmaak van oliestortings. Die belangrikheid van prokariote vir petroleumbioremediëring is die afgelope jare in verskeie oliestortings gedemonstreer, soos die Exxon Valdez-storting in Alaska (1989) (Figuur 22.30), die Prestige-oliestorting in Spanje (2002), die storting in die Middellandse See vanaf 'n Libanon-kragsentrale (2006), en meer onlangs, die BP-oliestorting in die Golf van Mexiko (2010). In die geval van oliestortings in die see, is voortdurende natuurlike bioremediëring geneig om plaas te vind, aangesien daar olieverbruikende bakterieë in die see is voor die storting. Benewens hierdie natuurlik voorkomende olie-afbrekende bakterieë, selekteer en manipuleer mense bakterieë wat dieselfde vermoë besit met verhoogde doeltreffendheid en spektrum van koolwaterstofverbindings wat verwerk kan word. Bioremediëring word versterk deur die byvoeging van anorganiese voedingstowwe wat bakterieë help groei.

Sommige koolwaterstofafbrekende bakterieë voed op koolwaterstowwe in die oliedruppel, wat die koolwaterstowwe in kleiner subeenhede afbreek. Sommige spesies, soos Alcanivorax borkumensis, produseer oppervlakaktiewe stowwe wat oplosbaar maak die olie (wat dit oplosbaar maak in water), terwyl ander bakterieë die olie in koolstofdioksied afbreek. Onder ideale toestande is daar berig dat tot 80 persent van die nie-vlugtige komponente in olie binne een jaar na die storting afgebreek kan word. Ander oliefraksies wat aromatiese en hoogs vertakte koolwaterstofkettings bevat, is moeiliker om te verwyder en bly vir langer tydperke in die omgewing.


Tradisionele medisyne

Sommige tradisionele medisyne het ook organismes of dele van organismes gebruik. Die antieke Egiptenare het byvoorbeeld heuning gebruik vir respiratoriese infeksies en as 'n salf vir wonde. Heuning is 'n natuurlike antibiotika wat die kieme in wonde doodmaak.

Teen ongeveer 600 vC het die Chinese beskimmelde sojaboonmelk gebruik om swere te behandel. Net so het Oekraïense kleinboere beskimmelde kaas gebruik om besmette wonde te behandel. Die vorms het natuurlike antibiotika vrygestel wat bakterieë doodgemaak het en die verspreiding van infeksie verhoed het. Ten spyte van hierdie natuurlike behandelings, was dit eers in 1928 dat Alexander Fleming die eerste keer penisillien – die eerste antibiotika – uit skimmel onttrek het.


Gratis reaksie

Jou vriend glo dat prokariote altyd nadelig en patogenies is. Hoe sal jy aan hulle verduidelik dat hulle verkeerd is?

Herinner hulle aan die belangrike rolle wat prokariote speel in ontbinding en die vrystelling van voedingstowwe in biogeochemiese siklusse herinner hulle aan die baie prokariote wat nie menslike patogene is nie en wat baie gespesialiseerde nisse vul. Verder is ons normale bakteriese simbiote van kardinale belang vir ons vertering en om ons teen patogene te beskerm.


Die gebruik van prokariote om ons planeet skoon te maak: bioremediëring

Mikrobiese bioremediëring is die gebruik van prokariote (of mikrobiese metabolisme) om besoedelingstowwe te verwyder. Bioremediëring is gebruik om landbouchemikalieë (plaagdoders, kunsmis) wat uit grond na grondwater en die ondergrond loog, te verwyder. Sekere giftige metale en oksiede, soos selenium- en arseenverbindings, kan ook deur bioremediëring uit water verwyder word. Die vermindering van SeO4 -2 na SeO3 -2 en tot Se 0 (metaal selenium) is 'n metode wat gebruik word om seleniumione uit water te verwyder. Kwik is 'n voorbeeld van 'n giftige metaal wat deur bioremediëring uit 'n omgewing verwyder kan word. As 'n aktiewe bestanddeel van sommige plaagdoders, word kwik in die industrie gebruik en is ook 'n neweproduk van sekere prosesse, soos batteryproduksie. Metielkwik kom gewoonlik in baie lae konsentrasies in natuurlike omgewings voor, maar dit is hoogs giftig omdat dit in lewende weefsels ophoop. Verskeie spesies bakterieë kan die biotransformasie van giftige kwik in nie-giftige vorms uitvoer. Hierdie bakterieë, soos Pseudomonas aeruginosa, kan Hg +2 in Hg 0 omskakel, wat nie-giftig is vir mense.

Een van die nuttigste en interessantste voorbeelde van die gebruik van prokariote vir bioremediëring doeleindes is die skoonmaak van oliestortings. Die belangrikheid van prokariote vir petroleumbioremediëring is in die afgelope jare in verskeie oliestortings gedemonstreer, soos die Exxon Valdez-storting in Alaska (1989) ([Figuur 3]), die Prestige-oliestorting in Spanje (2002), die storting in die Middellandse See vanaf 'n Libanon-kragsentrale (2006), en meer onlangs, die BP-oliestorting in die Golf van Mexiko (2010). Om hierdie stortings skoon te maak, word bioremediëring bevorder deur die byvoeging van anorganiese voedingstowwe wat bakterieë help groei. Koolwaterstof-afbrekende bakterieë voed op koolwaterstowwe in die oliedruppel, wat die koolwaterstowwe afbreek. Sommige spesies, soos Alcanivorax borkumensis, produseer oppervlakaktiewe middels wat die olie oplosbaar maak, terwyl ander bakterieë die olie in koolstofdioksied afbreek. In die geval van oliestortings in die see, is voortdurende, natuurlike bioremediëring geneig om plaas te vind, aangesien daar olieverbruikende bakterieë in die see is voor die storting. Benewens natuurlik voorkomende olie-afbrekende bakterieë, selekteer en manipuleer mense bakterieë wat dieselfde vermoë besit met verhoogde doeltreffendheid en spektrum van koolwaterstofverbindings wat verwerk kan word. Onder ideale toestande is daar berig dat tot 80 persent van die nie-vlugtige komponente in olie binne een jaar na die storting afgebreek kan word. Other oil fractions containing aromatic and highly branched hydrocarbon chains are more difficult to remove and remain in the environment for longer periods of time.

Figure 3: (a) Cleaning up oil after the Valdez spill in Alaska, workers hosed oil from beaches and then used a floating boom to corral the oil, which was finally skimmed from the water surface. Some species of bacteria are able to solubilize and degrade the oil. (b) One of the most catastrophic consequences of oil spills is the damage to fauna. (credit a: modification of work by NOAA credit b: modification of work by GOLUBENKOV, NGO: Saving Taman)

Microbes on the Human Body The commensal bacteria that inhabit our skin and gastrointestinal tract do a host of good things for us. They protect us from pathogens, help us digest our food, and produce some of our vitamins and other nutrients. These activities have been known for a long time. More recently, scientists have gathered evidence that these bacteria may also help regulate our moods, influence our activity levels, and even help control weight by affecting our food choices and absorption patterns. The Human Microbiome Project has begun the process of cataloging our normal bacteria (and archaea) so we can better understand these functions.

A particularly fascinating example of our normal flora relates to our digestive systems. People who take high doses of antibiotics tend to lose many of their normal gut bacteria, allowing a naturally antibiotic-resistant species called Clostridium difficile to overgrow and cause severe gastric problems, especially chronic diarrhea ([Figure 4]). Obviously, trying to treat this problem with antibiotics only makes it worse. However, it has been successfully treated by giving the patients fecal transplants from healthy donors to reestablish the normal intestinal microbial community. Clinical trials are underway to ensure the safety and effectiveness of this technique.

Figure 4: This scanning electron micrograph shows Clostridium difficile, a Gram-positive, rod-shaped bacterium that causes severe diarrhea. Infection commonly occurs after the normal gut fauna is eradicated by antibiotics. (credit: modification of work by CDC, HHS scale-bar data from Matt Russell)

Scientists are also discovering that the absence of certain key microbes from our intestinal tract may set us up for a variety of problems. This seems to be particularly true regarding the appropriate functioning of the immune system. There are intriguing findings that suggest that the absence of these microbes is an important contributor to the development of allergies and some autoimmune disorders. Research is currently underway to test whether adding certain microbes to our internal ecosystem may help in the treatment of these problems as well as in treating some forms of autism.


Examples of Beer's law in the following topics:

Experimental Determination of Reaction Rates

  • If we know the order of the reaction, we can plot the data and apply our integrated rate wette.
  • The absorbance is given by Bier s'nwet:
  • Deur Bier s'nwet, the absorbance of the solution is directly proportional to the concentration of the C60O3 in solution, so observing the absorbance as a function of time is essentially the same as observing the concentration as a function of time.
  • In this case, the rate wet is given by:
  • As discussed in a previous concept, plots derived from the integrated rate wette for various reaction orders can be used to determine the rate constant k.

US commercial centers, trade intermediaries, and alliances

  • They have commercial wet information and trade promotion facilities, including the facilitation of contacts between buyers, sellers, bankers, distributors, agents, and government officials.
  • Heineken, the premium Dutch bier, is consumed by more people in more countries than any other bier.
  • Melcher, "Heineken's Battle to Stay Top Bottle," Business Week, August 1, 1998, pp. 60-62. ) It is also the number-one imported bier in Amerika.
  • Miller and Budweiser, the two largest American bier producers, have entered into global competition with Heineken, partly because the American bier market has been flat.
  • Heineken has also begun developing an alliance with Asia Pacific Breweries, the maker of Tiger Bier.

Early Biotechnology: Cheese, Bread, Wine, Beer, and Yogurt

Clearing the Market at Equilibrium Price and Quantity

  • A textbook example of a monopoly was the Da Beers family, who owned the vast majority of diamond mines worldwide.
  • Through effectively controlling the diamond market supply (via owning the mines), and warehousing the diamonds in a way to substantially alter the available supply, it became reasonably easy for Da Beers to charge prices in excess of what a reasonable equilibrium would be.
  • This definition requires a variety of assumptions which simplify the complexities of real markets to coincide with a more theoretical framework, most centrally the assumptions of perfect competition and Say's Wet:
  • Say's Wet hinges on the concept that capital loses value over time, or that money is essentially perishable.
  • The simplest way to view this wet is interest rates.

Resource Control

  • A classic example of a monopoly based on resource control is De Beers .
  • De Beers also purchased and stockpiled diamonds produced by other manufacturers in order to control prices through supply.
  • The De Beers model changed at the turn of the 21st century, when diamond producers from Russia, Canada, and Australia started to distribute diamonds outside of the De Beers kanaal.
  • De Beers' market share fell from as high as 90 percent in the 1980s to less than 40 percent in 2012.
  • For most of the 20th century, De Beers had monopoly power over the world market for diamonds.

Prohibition

  • Effective enforcement of the ban proved to be difficult, however, and led to widespread flouting of the wet, as well as a massive escalation of organized crime.
  • A total of 1,520 Prohibition agents from three separate federal agencies – the Coast Guard Office of Wet Enforcement, the Treasury Department/Internal Revenue Service Bureau of Prohibition, and the Department of Justice Bureau of Prohibition – were tasked with enforcing the new wet.
  • Die bier that could be legally consumed was essentially a very weak mixture.
  • Roosevelt signed an amendment to the Volstead Act known as the Cullen-Harrison Act, allowing the manufacture and sale of light wine and "3.2 bier", referring to 3.2% alcohol content.
  • Upon signing the amendment, Roosevelt made his famous remark: "I think this would be a good time for a bier."

The Prohibition Movement

  • Private ownership and consumption of alcohol were not made illegal under federal wet however, in many areas, local wette were stricter, with some states banning possession outright.
  • Millions could be made by taxing bier.
  • On March 22, 1933, President Franklin Roosevelt signed an amendment to the Volstead Act, known as the Cullen–Harrison Act, allowing the manufacture and sale of 3.2% bier and light wines.
  • Upon signing the Cullen–Harrison Act, Roosevelt made his famous remark: "I think this would be a good time for a bier."
  • Some researchers contend that its political failure is attributable more to a changing historical context than to characteristics of the wet self.

Other Barriers to Entry

  • For example, De Beers controls the vast majority of the world's diamond reserves, allowing only a certain number of diamonds to be mined each year and keeping the price of diamonds high .
  • There are cases in which a government agency is the sole provider of a particular good or service and competition is prohibited by wet.
  • For example, in many countries, the postal system is run by the government with competition forbidden by wet in some or all services.
  • De Beers controls the majority of the world's diamond reserves, preventing other players from entering the industry and setting a high price for diamonds.

Wine, Beer, and Alcohol

  • Bier is the most consumed alcoholic beverage in the world.
  • The process of making bier is called brewing.
  • Bier brewing in modern days is performed by added pure cultures of the desired yeast species to the wort.
  • Additional yeasts species that are used in making bier are Dekkera/Brettanomyces.
  • Explain why microorganisms are used for bier, wine, and sake production.

Early Biotechnology: Cheese, Bread, Wine, Beer, and Yogurt

  • Some of the earliest biotechnology used prokaryotes for the production of food products such as cheese, bread, wine, bier, and yogurt.
  • Some of the products are as simple as cheese, bread, wine, bier, and yogurt,which employ both bacteria and other microbes, such as yeast .
  • Records of brewing bier date back about 6,000 years to the Sumerians.
  • Some of the products derived from the use of prokaryotes in early biotechnology include (a) cheese, (b) wine, (c) bier and bread, and (d) yogurt.
  • Discuss the origins of food biotechnology as indicated by the production of cheese, bread, wine, bier, and yogurt
Vakke
  • Rekeningkunde
  • Algebra
  • Art History
  • Biologie
  • Besigheid
  • Calculus
  • Chemie
  • Kommunikasie
  • Economics
  • Finansies
  • Bestuur
  • Bemarking
  • Mikrobiologie
  • Fisika
  • Fisiologie
  • Political Science
  • Sielkunde
  • Sociology
  • Statistiek
  • U.S. History
  • World History
  • Skryf

Except where noted, content and user contributions on this site are licensed under CC BY-SA 4.0 with attribution required.


Ripening the cheese

Cheese is left to ripen, or age, in a temperature and humidity-controlled environment for varying lengths of time depending on the cheese type. As cheese ripens, bacteria break down the proteins, altering the flavour and texture of the final cheese. The proteins first break into medium-sized pieces ( peptides ) and then into smaller pieces ( amino acids ). In turn, these can be broken down into various, highly flavoured molecules called amines. At each stage, more complex flavours are produced.

During ripening, some cheeses are inoculated with a fungus such as Penisillium. Inoculation can be either on the surface (for example, with Camembert and Brie) or internally (for example, with blue vein cheeses). During ripening, the fungi produce digestive enzymes, which break down large protein molecules in the cheese. This makes the cheese softer, runny and even blue.

Cheese comes in many varieties of different styles, textures and flavours, find our more on creating some of these different cheese characteristics.