Indhold
- Naturlige biologiske processer
- Enkle bioteknologiprojekter
- Bioteknologiske videnskabsmæssige projekter
Bioteknologi bruger biologiske systemer til fremstilling eller forarbejdning af praktiske produkter. Brug af gær til at fremstille brød og ost kan betragtes som tidligt bioteknologi, men moderne bioteknologi begyndte med udviklingen af rekombinant DNA og gen-splejsning. Fra genopspaltning til genetisk modificerede organismer til genterapi, anvendelser af bioteknologi strækker sig nu ud over medicin til informationssystemer, industrielle anvendelser og landbrug. Disse felter tilbyder mange potentielle bioteknologiprojektemner for studerende.
Naturlige biologiske processer
Bioteknologi drager fordel af naturens mange tilpasninger. Gær og andre mikroorganismer omdanner for eksempel mælk til ost. Enzymer ændrer et materiale til et andet. Katalysatorer udløser reaktioner uden at deltage i reaktionen. Brandmænd, dinoflagellater, vandmænd og nogle svampe bruger alle bioluminescerende lys, hvilket genererer lys gennem kemiske reaktioner snarere end elektricitet. Planter bruger biologiske giftstoffer for at forhindre konkurrence om vand, jord og rum.
Enkle bioteknologiprojekter
Disse enkle bioteknologiprojekter giver mulighed for at udforske nogle bioteknologiske teknikker.
Opret håndværksost, yoghurt, eddike eller brød ved hjælp af traditionelle eller moderne metoder. Bygg videre på disse teknologier for at forbedre produktet.
Test fødevarer til mælkesukker (lactose) ved hjælp af enzymet lactase for at teste for glukose, et biprodukt af laktasereaktionen med lactose. Glukoseteststrimler læser mængden af glukose, der angår tilbage til mængden af lactose i opløsningen. Ved hjælp af denne teknik, test en række fødevarer for mælkesukker, især fødevarer mærket som mejeri-fri.
Brug gelatine som en test for friskhed i ananas. Et enzym i ananas forhindrer, at proteinerne i gelatin indstilles. Madlavning eller forarbejdning af ananas ødelægger dette enzym. Hvis gelatine sætter sig efter, at ananas er tilsat, er ananassen ikke frisk.
Ekstraher plantefarvestoffer og bruges som kunstmaling eller til farvestoffer. Mange af disse farvestoffer falmer eller vaskes hurtigt ud, hvorfor moderne maling normalt er oliebaseret. Hvad kan der gøres for at forbedre eller "fikse" plantefarvestoffer?
Ekstraher DNA fra plantematerialer. Der findes adskillige metoder, lige fra ekstraktion for at se DNA'et til mere kompleks elektroforese for at adskille DNA i stykker. Sammenligning af mønster af stykker muliggør identifikation af DNA.
Ved hjælp af et kommercielt tilgængeligt sæt kan man splitte bioluminescerende gener i godartede bakterier for at skabe glød-i-mørke bakterier.
Bioteknologiske videnskabsmæssige projekter
Projekter inden for videnskabsmesser kræver udforskning og eksperimentering for at evaluere et spørgsmål, der ikke har et svar, som du bare kan undersøge. Selv et negativt resultat er acceptabelt, så længe den videnskabelige metode og analyse er nøjagtige. Start med en kendt metode og udforskning udover giver mange muligheder for bioteknologiprojektemner for studerende.
Food Biotechnology Project Theme
Hvordan kan traditionelle teknikker til fremstilling af ost, yoghurt, brød eller eddike bruges til andre anvendelser?
Brug lactose-lactase-reaktionen som udgangspunkt. Hvordan kunne man ellers bruge denne reaktion? Mælkeplast er et vedvarende, biologisk nedbrydeligt produkt. Kunne mælkeplastik forbedres til kommerciel brug og derefter bionedbrydes ved hjælp af lactase?
Enzymer kan bruges til at omdanne alger eller plantemateriale til biobrændstof. Kun ananasenzymet blive brugt til denne proces? Hvilke andre enzymer kunne bruges? Hvilke andre enzymprocesser kunne der udføres med frisk ananasjuice?
Emner for landbrugsbioteknologi
Brugen af bioteknologi i landbruget har haft en stor modstand på grund af bekymring over genetisk modificerede organismer (GMO'er), der kommer ind i miljøet, og også potentielle langtidsvirkninger på dem, der spiser GMO-fødevarer. De fleste fødevareafgrøder og dyr er imidlertid allerede blevet ændret ved selektiv avl. Mange landbrugsbioteknologiprojekter fokuserer på at øge udbyttet, mindske pesticidafhængighed og få adgang til mere udfordrende miljøer. Projekter inden for landbruget bioteknologi tilbyder en række muligheder. Meget strenge videnskabelige fair regler regulerer dog brugen af dyr på grund af bekymring over den etiske behandling af disse dyr.
Ikke alle bomuldsplanter producerer hvid bomuld. Brug selektiv avl for at forbedre naturligt forekommende farvet bomuld. Eller brug genisolering og selektion for at fremskynde processen. Brug måske splejsning af gen til at introducere bioluminescerende farve til det hvide bomuldsgenom.
Isoler den naturlige insektafvisende middel findes i mange planter. Opret et miljøvenligt insektmiddel. Kunne dette produkt bruges i maling for at forhindre indtrængen af termit? Eller udvikle et sikkert alternativ til kemiske afskrækningsmidler til mennesker, kæledyr eller hjem. Kan generne for disse naturlige insektmidler repliceres i andre planter for at øge insektresistensen uden at kompromittere afgrødeudbyttet eller kvaliteten? Test sikkerheden ved disse naturlige alternativer.
Brug gen-splejsning for at øge blomsterproduktion eller afgrødeudbytte.
Visse vira forårsagede striber og spredninger i tulipaner og liljer, men gennem flere generationer ødelagde pærerne. Bladlus bærer disse vira fra plante til plante. Moderne stribede tulipaner blev udviklet ved hjælp af selektiv avl. Kan de virusinficerede tulipaner krydses eller genetisk manipuleres for at opretholde spredningerne uden at ødelægge pærerne eller krydse forurenende andre tulipaner?
Bioteknologiprojektemner ved hjælp af bioluminescens
Naturligt tilbyder bioluminescerende planter og dyr en række interessante muligheder, som endnu ikke har nået det kommercielle marked.
Nogle ideer fra Popular Mechanics inkluderer bioluminescerende slik og drikkevarer, gadeskiltbelysning og bioluminescerende træer, "smarte" fødevarer, hvis bioluminescerende farver ændrer sig som reaktion på anlæggets sundhed, test af vandkvalitet, medicinske sporstoffer og markeringslys for helikoptere. Selvom ikke alle disse kan være praktiske som bioteknologiprojekter for gymnasieelever, åbner ændringer i dem lidt muligheder. For eksempel snarere end bioluminescerende træer, måske bioluminescerende græs til linie fortove eller bioluminescerende markører til trin. Mens bekymring over GMO'er kan begrænse markedet for bioluminescerende slik eller drikkevarer, kan du bruge bioluminescerende materialer i det isolerende lag mellem klare lag i en kop, så koppen gløder.
En anden mulighed involverer kunst. Ekstraher forskellige bioluminescerende farver og inkorporer farverne i blomster eller andre planter. Opdel generne i planter for at tilføje en anden dimension til naturlige farvestoffer og malinger.