دانلود پاورپوینت آشنایی با مبانی بیوتکنولوژی (زیست فناوری)

بیوتکنولوژی به عبارت ساده، استفاده از زیست شناسی برای توسعه محصولات، روش ها و ارگانیسم های جدید است که به منظور بهبود سلامت انسان و جامعه به کار گرفته می شود. بیوتکنولوژی (biotechnology) که به اختصار biotech نیز نامیده می شود، از ابتدای تمدن از طریق بومی سازی گیاهان، حیوانات و کشف تخمیر ظهور کرده است.

در ادامه می توانید بخشی از این پاورپوینت را در قالب یک ویدئو، مشاهده نمایید، لازم به ذکر است که کل اسلایدهای این پاورپوینت، در این ویدئو قرار نگرفته و تنها تعدادی از اسلایدها به عنوان نمونه قرار داده شده اند. برای دریافت فایل پاورپوینت قابل ویرایش، می توانید اقدام به خرید این محصول از سایت نمایید.

کاربردهای اولیه بیوتکنولوژی به ایجاد محصولاتی نظیر نان و واکسن منجر شده است. با این وجود طی قرون گذشته، این رشته به طور قابل ملاحظه ای به روش هایی که ساختارهای ژنتیکی و فرآیندهای زیست مولکولی موجودات زنده را دستکاری می کند، تکامل پیدا کرده است.

بیوتکنولوژی شامل چه رشته ها و حوزه هایی می باشد؟

بیوتکنولوژی از رشته های مختلف علم و فناوری، نظیر موارد زیر نشأت می گیرد:

• زیست شناسی مولکولی
• علم شیمی
• بیونیک
• مهندسی ژنتیک
• ژنومیکس
• فناوری نانو
• انفورماتیک

نوآوری ها و پیشرفت های حاصل از بیوتکنولوژی

• داروها و درمان هایی که از بروز بیماری ها پیشگیری کرده و یا به درمان بیماری ها منجر می شوند.
• تشخیص های پزشکی نظیر آزمایشات بارداری؛
• سوخت های زیستی که پایدار هستند و به کاهش ضایعات و آلودگی منجر می شوند.
• ارگانیسم های اصلاح شده ژنتیکی (GMO) که به کشاورزی کارآمدتر و مقرون به صرفه تر منجر می شوند.

مهندسی ژنتیک چیست؟

کاربردهای مدرن بیوتکنولوژی غالبا از طریق مهندسی ژنتیک که فناوری DNA نوترکیب نیز نامیده می شود، امکانپذیر می شود. مهندسی ژنتیک از طریق تغییر یا تعامل با ساختارهای سلولی ژنتیکی امکانپذیر می شود. در یک حیوان یا گیاه، هر سلول متشکل از ژن هایی است که پروتئین تولید می کنند. همچنین، این پروتئین ها، ویژگی های ارگانیسم را نیز تعیین می کنند.

از طریق اصلاح یا تعامل با ژن ها، دانشمندان می توانند ویژگی های یک موجود زنده را تقویت کرده و یا یک ارگانیسم کاملا جدیدی را ایجاد کنند. این موجودات اصلاح شده و جدید نظیر محصولات زراعی با عملکرد بالاتر یا افزایش مقاومت در برابر خشکسالی ممکن است برای انسان سودمند باشند. همچنین مهندسی ژنتیک، تغییرات ژنتیکی و شبیه سازی حیوانات را که دو پیشرفت پرحاشیه و چالش برانگیز است را امکان پذیر می کند.

این پاورپوینت در 33 اسلاید آماده شده و در ادامه نیز، اسلاید شماره 3 آن قرار داده شده است:

تاریخچه بیوتکنولوژی

حداقل 6000 سال پیش، بیوتکنولوژی از طریق تحول کشاورزی ظهور کرده است. به عبارت دیگر، این حوزه از طریق استفاده از موجودات زنده در اشکال طبیعی یا اصلاح ساختار ژنتیکی آنها از طریق اصلاح نژاد انتخابی پدیدار شده است. تقریبا در همان دوران، انسان ها فرا گرفتند که برای تولید نان و پنیر از فرآیند بیولوژیکی تخمیر استفاده کنند. همچنین از طریق اصلاح نژاد انتخابی، اقدامات متعددی را نیز برای تغییر ساختار ژنتیکی گیاهان و حیوانات اهلی در پیش گرفتند.

پرورش انتخابی با پرورش والدینی با ویژگی های مطلوب با هدف بیان یا حذف برخی از ویژگی های ژنتیکی در فرزندان محقق می شود. با گذر زمان، گونه هایی که به طور انتخابی پرورش داده می شوند، برای متفاوت بودن با اجداد وحشی خود تکامل می یابند. به طور مثال، با ظهور تحولات در بخش کشاورزی، گندم به طور انتخابی پرورش داده شد تا در زمان برداشت به جای اینکه همانند گندم وحشی بر روی زمین بیفتد، بر روی ساقه خود باقی بماند. همچنین، به طور انتخابی سگ هایی نیز پرورش داده شدند تا در مقایسه با اجداد گرگ خود مطیع تر باشند.

تحولات مربوط به قرن 19 در زمینه زیست فناوری

در قرن نوزدهم، گرگور مندل، زیست‌شناس، اصول اساسی وراثت و ژنتیک را کشف نمود. همچنین در این دوره، دانشمندانی نظیر لوئی پاستور و جوزف لیستر فرآیندهای میکروبی تخمیر را کشف نمودند. این کشفیات پایه و اساس صنایع این حوزه را طرح ریزی کرد که طی آن دانشمندان مستقیما با فرآیندهای مولکولی و ژنتیکی موجودات در تعامل قرار گرفتند. بر اساس تحقیقات این دانشمندان، مهندسی ژنتیک در سال 1973 توسعه یافت و پایه و اساس شیوه های بیوتکنولوژی مدرن و پیشرفت های اخیر را بنا نمود. همچنین با ظهور بیوتکنولوژی مدرن، اولین دستکاری مستقیم ژنوم های گیاهی و جانوری که مجموعه کاملی از ژن های موجود در یک سلول است، امکان پذیر گردید.

اکتشافات و پیشرفت های بیوتکنولوژی در طول 100 سال گذشته

• در سال 1919، دانشمند مجارستانی کارل ارکی اصطلاح بیوتکنولوژی را ابداع نمود.
• در سال 1928، اولین آنتی بیوتیک واقعی توسط الکساندر فلمینگ پنی سیلین کشف شد.
• در سال 1943، اسوالد اوری اثبات کرد DNA حامل اطلاعات ژنتیکی است.
• در سال 1953، ساختار مارپیچ دوگانه DNA توسط جیمز واتسون و فرانسیس کریک کشف شد.
• در سال 1960 انسولین برای مبارزه با دیابت سنتز شد و واکسن هایی برای سرخک، اوریون و سرخجه ساخته شد.
• در سال 1969 اولین سنتز یک آنزیم در شرایط آزمایشگاهی یا خارج از بدن انجام گرفت.
• در سال 1973 هربرت بویر و استنلی کوهن با اولین وارد کردن DNA از یک باکتری به باکتری دیگر مهندسی ژنتیک را توسعه دادند.
• در دهه 1980 اولین داروهای بیوتکنولوژی برای درمان سرطان ساخته شد.
• در سال 1983 اولین گیاه اصلاح شده ژنتیکی معرفی شد.
• در سال 1997 اولین پستاندار شبیه سازی شد.
• در سال 1998 اولین پیش نویس پروژه ژنوم انسانی انجام گرفت و امکان دسترسی به بیش از 30000 ژن انسانی و تسهیل تحقیقات در مورد درمان بیماری هایی مانند سرطان و آلزایمر برای دانشمندان امکانپذیر شد.
• در سال 2010 اولین سلول مصنوعی ایجاد شد.

در ادامه، اسلاید شماره 14 این پاورپوینت، قرار داده شده است:

انواع بیوتکنولوژی

این علم به زیرشاخه هایی تقسیم می شود که بر اساس کاربردهای رایج دارای کد رنگی هستند

• بیوتکنولوژی قرمز: شامل فرآیندهای پزشکی است، نظیر استفاده از ارگانیسم‌ها برای تولید داروهای جدید و سلول‌های بنیادی برای بازسازی بافت‌های آسیب‌دیده انسانی و رشد و رشد مجدد کل اندام‌ها
• سفید یا خاکستری: به فرآیندهای صنعتی، نظیر توسعه مواد شیمیایی جدید یا سوخت های زیستی جدید در مورد وسایل نقلیه می پردازد.
• سبز:. بر فرآیندهای کشاورزی مانند تولید محصولات مقاوم در برابر آفات، حیوانات مقاوم به بیماری و شیوه های کشاورزی سازگار با محیط زیست اشاره دارد.
• طلایی: تحت عنوان بیوانفورماتیک بوده و تلاقی بین فرآیندهای بیولوژیکی و انفورماتیک است. همچنین به روش هایی اشاره دارد که کارکنان مراقبت های بهداشتی برای جمع آوری، ذخیره و تجزیه و تحلیل داده های بیولوژیکی برای درمان بیماران از آن استفاده می کنند.
• آبی: شامل فرآیندهایی در محیط های دریایی و آبی نظیر تبدیل زیست توده آبزیان به سوخت و مواد دارویی می باشد.
• زرد: به فرآیندهایی اطلاق می شود که به تولید غذا کمک کرده و رایج ترین کاربرد آن تخمیر پنیر است.
• بنفش: تضمین می کند که عمل بیوتکنولوژی بر طبق قوانین و استانداردهای اخلاقی حاکم بر هر زمینه است.
• سیاه: کاربرد بیوتکنولوژی در زمینه سلاح یا جنگ است.

کاربردهای بیوتکنولوژی

استفاده و تجاری سازی بیوتکنولوژی مدرن غالبا در چهار زمینه اصلی قرار می گیرد که عبارتند از: محیط زیست، پزشکی، صنعت و کشاورزی.

نمونه هایی از بیوتکنولوژی محیطی

• گیاه پالایی برای تصفیه خاک از فلزات سنگین و سایر آلاینده ها از میکروارگانیسم های دستکاری شده ژنتیکی استفاده می کند.
• زیست پالایی، برای تجزیه زباله‌های غیرقابل بازیافت به صورت ارگانیک، میکروارگانیسم‌ها را به محل‌های زباله وارد می‌کند.
• باکتری های پلاستیک خوار، مواد زائد نظیر پلاستیک موجود در خاک و آب را تجزیه می کنند.
• غذاهای GMO برای مدت زمان طولانی تری تازه باقی می مانند و ضایعات مواد غذایی را کاهش می دهند.
• طی ترمیم ژنتیکی، گونه های در حال انقراض مانند درخت شاه بلوط آمریکایی احیا می شود.
• محصولات پوششی نظیر ذرت به عنوان سوخت زیستی استفاده می شوند و جایگزین منابع سوخت سنتی می شود که در هنگام استخراج و استفاده، به تولید گازهای گلخانه ای منجر می شود.

دارو

بیوتکنولوژی پزشکی که زیست دارو نیز نامیده می شود، با هدف مبارزه و پیشگیری از بیماری ها و بهبود مراقبت های بهداشتی ظهور یافته است. بیوتکنولوژی و تحقیقات زیست پزشکی پایه و اساس صنعت داروسازی مدرن است.

موارد استفاده بیوتکنولوژی پزشکی

• تحقیقات سلول های بنیادی که در جایگزینی یا ترمیم سلول های مرده یا معیوب موثر است.
• توسعه آنتی بیوتیک؛
• ژن درمانی برای بیماری هایی نظیر لوسمی؛
• تحقیق در زمینه پاتوژن های خطرناک و آنتی بادی هایی که با آنها مبارزه می کنند.
• پرینت سه بعدی یا رشد اندام ها و استخوان ها در آزمایشگاه
• واکسن‌های mRNA، درمان‌های آنتی‌بادی مونوکلونال و تحقیقاتی در رابطه با کووید 19

موارد کاربرد بیوتکنولوژی صنعتی

• تخمیر و استفاده از آنزیم ها و میکروب ها به منظور ساده سازی تولید مواد شیمیایی و کاهش هزینه های عملیاتی و انتشار مواد شیمیایی؛
• سوخت‌های زیستی که برای تولید سوخت قابل احتراق به جای منابع سوخت فسیلی طبیعی و تجدیدناپذیر نظیر نفت و گاز از محصولات تجدیدپذیر مانند ذرت استفاده می‌کنند.
• پوشاک و منسوجات زیست تخریب پذیر ساخته شده از پروتئین موجودات زنده، نظیر پروتئین های تار عنکبوت ها.

کشاورزی

بیوتکنولوژی کشاورزی، گیاهان و حیوانات را برای تولیدات کشاورزی کارآمدتر، افزایش ارزش غذایی و کاهش ناامنی غذایی پرورش می‌دهد.

مثال هایی از بیوتکنولوژی کشاورزی

• آفت‌کش‌ها و علف‌کش‌های تولید شده بیولوژیکی که در مقایسه با سموم شیمیایی دارای مضرات کمتری برای انسان هستند.
• محصولات مقاوم در برابر خشکسالی؛
• غلات بدون گلوتن مناسب برای مبتلایان به سلیاک؛
• پرورش انتخابی که دام و محصولات سالمتر و بزرگتری را تولید می کند
• مکمل های غذایی که برای بهبود رژیم غذایی و درمان های پزشکی به غذا تزریق می شود.

در ادامه، اسلاید شماره 27 این پاورپوینت، قرار داده شده است:

مزایای بیوتکنولوژی

• کاهش آلودگی و زباله به منظور کاهش تغییرات آب و هوایی و آسیب های زیست محیطی؛
• تولید محصولات غذایی سالم تر، قوی تر و پایدارتر که باعث بهبود تغذیه شده و از سوء تغذیه پیشگیری می کند.
• درمان بیماری های کودکان پیش از تولد با تغییر ژنوم آنها
• تولید انواع دارو برای تقویت سلامت و طول عمر افراد، حیوانات و گیاهان؛
• کاهش هزینه های منابع مزرعه نظیر سموم دفع آفات و همچنین افزایش بازده و سود محصول

معایب بیوتکنولوژی

• جنگ بیولوژیکی. پتانسیلی برای ایجاد پاتوژن ها و اپیدمی هایی وجود دارد که برای آلوده کردن جمعیت می تواند در منطقه ای که درگیری در آن وجود دارد، استفاده شود.
• کاهش تنوع زیستی. تک کشتی یا کشت تنها تعداد کمی از محصولات دستکاری شده ژنتیکی می تواند به کاهش مخزن ژنی طبیعی گونه ها منجر شده و نسبت به تغییرات ناگهانی محیط، انعطاف پذیری و سازگاری آنها را کاهش دهد.
• افت حاصلخیزی خاک. گیاهان تقویت‌شده زیستی نیازمند دریافت مواد مغذی بیشتری از خاک بوده و محصول بیشتری را تولید می‌کنند. در صورت بروز افت حاصلخیری، زمین های کشاورزی تخریب می شود و از اینرو برای جبران کمبود مواد مغذی نیاز به استفاده از کودهای مضر برای محیط زیست وجود دارد.
• هزینه های بالا. محصولات بیوتکنولوژی نسبت به محصولات سنتی غالبا دارای قیمت بیشتری هستند و از پتانسیل افزایش ساختار قیمت گذاری در صنایع مختلف برخوردار هستند.

سخن آخر

نگرانی‌های موجود در خصوص مضرات بیوتکنولوژی، به تلاش‌هایی برای تصویب قوانین، محدودیت یا ممنوعیت برخی فرآیندها یا برنامه‌ها نظیر شبیه‌سازی انسان، GMO ها و تحقیقات سلول‌های بنیادی جنینی منجر شده است. این علم برای پیشرفت های زیست محیطی در بخش کشاورزی، امری ضروری به شمار می آید.

همه این توضیحات به صورت کامل تر در این پاورپوینت ارائه شده و با مطالعه آن می توانید یک ارائه جذاب و حرفه ای در این موضوع داشته باشید.