NộI Dung
- Quá trình sinh học tự nhiên
- Dự án công nghệ sinh học đơn giản
- Dự án hội chợ khoa học công nghệ sinh học
Công nghệ sinh học sử dụng các hệ thống sinh học để sản xuất hoặc chế biến các sản phẩm thực tế. Sử dụng men để làm bánh mì và phô mai có thể được coi là công nghệ sinh học sớm, nhưng công nghệ sinh học hiện đại bắt đầu với sự phát triển của DNA tái tổ hợp và ghép gen. Từ ghép gen đến sinh vật biến đổi gen đến liệu pháp gen, các ứng dụng của công nghệ sinh học giờ đây vượt ra ngoài y học vào các hệ thống thông tin, ứng dụng công nghiệp và nông nghiệp. Những lĩnh vực này cung cấp nhiều chủ đề dự án công nghệ sinh học tiềm năng cho sinh viên.
Quá trình sinh học tự nhiên
Công nghệ sinh học tận dụng lợi thế của tự nhiên nhiều thích ứng. Nấm men và các vi sinh vật khác biến đổi sữa thành phô mai, ví dụ. Enzyme thay đổi vật liệu này sang vật liệu khác. Xúc tác kích hoạt phản ứng mà không tham gia phản ứng. Đom đóm, dinoflagellate, sứa và một số loại nấm đều sử dụng ánh sáng phát quang sinh học, tạo ra ánh sáng thông qua các phản ứng hóa học chứ không phải điện. Thực vật sử dụng các chất độc sinh học để ngăn chặn sự cạnh tranh cho nước, đất và không gian.
Dự án công nghệ sinh học đơn giản
Các dự án công nghệ sinh học đơn giản này cung cấp cơ hội để khám phá một số kỹ thuật công nghệ sinh học.
Tạo phô mai thủ công, sữa chua, giấm hoặc bánh mì bằng phương pháp truyền thống hoặc đương đại. Xây dựng trên các công nghệ này để cải thiện sản phẩm.
Thử nghiệm thực phẩm cho đường sữa (đường sữa) bằng cách sử dụng enzyme lactase để kiểm tra glucose, sản phẩm phụ của phản ứng đường sữa với đường sữa. Que thử glucose đọc lượng glucose, liên quan đến lượng đường trong dung dịch. Sử dụng kỹ thuật này, kiểm tra nhiều loại thực phẩm cho đường sữa, đặc biệt là thực phẩm được dán nhãn là không có sữa.
Sử dụng gelatin như một thử nghiệm cho độ tươi trong dứa. Một enzyme trong dứa ngăn chặn các protein trong gelatin thiết lập. Nấu hoặc chế biến dứa phá hủy enzyme này. Nếu bộ gelatin sau khi thêm dứa, dứa không tươi.
Chiết xuất thuốc nhuộm thực vật và sử dụng như sơn nghệ thuật hoặc để nhuộm vải. Nhiều loại thuốc nhuộm này bị phai màu hoặc bị trôi đi nhanh chóng, đó là lý do tại sao các loại sơn hiện đại thường dựa trên dầu mỏ. Những gì có thể được thực hiện để cải thiện hoặc "sửa chữa" thuốc nhuộm thực vật?
Trích xuất DNA từ nguyên liệu thực vật. Một số phương pháp tồn tại, từ việc chiết tách đơn giản để xem DNA đến điện di phức tạp hơn để tách DNA thành từng mảnh. So sánh mô hình của các mảnh cho phép xác định DNA.
Sử dụng một bộ dụng cụ thương mại, ghép các gen phát quang sinh học vào các vi khuẩn lành tính để tạo ra các vi khuẩn phát sáng trong bóng tối.
Dự án hội chợ khoa học công nghệ sinh học
Các dự án khoa học công bằng đòi hỏi phải khám phá và thử nghiệm để đánh giá một câu hỏi không có câu trả lời mà bạn có thể nghiên cứu đơn giản. Ngay cả một kết quả tiêu cực cũng được chấp nhận, miễn là phương pháp và phân tích khoa học là chính xác. Bắt đầu với một phương pháp đã biết và khám phá xa hơn cung cấp nhiều cơ hội cho các chủ đề dự án công nghệ sinh học cho sinh viên.
Chủ đề dự án công nghệ sinh học thực phẩm
Làm thế nào các kỹ thuật truyền thống để làm phô mai, sữa chua, bánh mì hoặc giấm có thể được sử dụng trong các ứng dụng khác?
Sử dụng phản ứng lactose-lactase làm điểm khởi đầu. Làm thế nào khác phản ứng này có thể được sử dụng? Nhựa sữa là một sản phẩm tái tạo, phân hủy sinh học. Nhựa sữa có thể được cải thiện để sử dụng thương mại, sau đó phân hủy sinh học bằng cách sử dụng lactase?
Enzyme có thể được sử dụng để biến tảo hoặc nguyên liệu thực vật thành nhiên liệu sinh học. Enzyme dứa có thể được sử dụng cho quá trình này? Những enzyme khác có thể được sử dụng? Những quá trình enzyme khác có thể được thực hiện với nước ép dứa tươi?
Chủ đề dự án công nghệ sinh học nông nghiệp
Việc sử dụng công nghệ sinh học trong nông nghiệp đã gặp phải rất nhiều sự kháng cự do lo ngại về các sinh vật biến đổi gen (GMO) xâm nhập vào môi trường và cũng có thể ảnh hưởng lâu dài đến những người ăn thực phẩm GMO. Tuy nhiên, hầu hết các loại cây lương thực và động vật đã được sửa đổi bằng cách chọn giống. Nhiều dự án công nghệ sinh học nông nghiệp tập trung vào việc tăng năng suất, giảm sự phụ thuộc thuốc trừ sâu và tiếp cận các môi trường khó khăn hơn. Các dự án trong công nghệ sinh học nông nghiệp cung cấp một loạt các khả năng. Tuy nhiên, các quy tắc công bằng khoa học rất nghiêm ngặt chi phối việc sử dụng động vật do lo ngại về việc đối xử có đạo đức với những động vật đó.
Không phải tất cả các cây bông đều sản xuất bông trắng. Sử dụng chọn lọc để tăng cường bông màu tự nhiên. Hoặc, sử dụng phân lập và chọn lọc gen để đẩy nhanh quá trình. Có lẽ sử dụng nối gen để giới thiệu màu phát quang sinh học cho bộ gen bông trắng.
Cô lập thuốc chống côn trùng tự nhiên được tìm thấy trong nhiều loại cây. Tạo một loại thuốc chống côn trùng thân thiện với môi trường. Sản phẩm này có thể được sử dụng trong sơn để ngăn chặn sự xâm nhập của mối? Hoặc, phát triển một sự thay thế an toàn cho thuốc chống hóa chất cho người, vật nuôi hoặc nhà. Các gen của các loại thuốc chống côn trùng tự nhiên này có thể được ghép gen vào các cây khác để tăng sức đề kháng của côn trùng mà không ảnh hưởng đến năng suất hay chất lượng cây trồng không? Kiểm tra sự an toàn của các lựa chọn thay thế tự nhiên.
Sử dụng nối gen để tăng sản lượng hoa hoặc năng suất cây trồng.
Một số virus gây ra sọc và đa dạng ở hoa tulip và hoa huệ, nhưng qua nhiều thế hệ đã phá hủy củ. Rệp vừng mang những virus này từ cây này sang cây khác. Hoa tulip sọc hiện đại được phát triển bằng cách chọn lọc nhân giống. Hoa tulip bị nhiễm virus có thể được lai tạo hoặc biến đổi gen để duy trì các biến dị mà không phá hủy các bóng đèn hoặc lây nhiễm chéo các hoa tulip khác?
Chủ đề dự án công nghệ sinh học sử dụng phát quang sinh học
Thực vật và động vật phát quang sinh học tự nhiên cung cấp nhiều khả năng thú vị chưa đến thị trường thương mại.
Một số ý tưởng từ Cơ học phổ biến bao gồm kẹo và đồ uống phát quang sinh học, chiếu sáng biển báo và cây phát quang sinh học, thực phẩm "thông minh" có màu sắc phát quang thay đổi để đáp ứng với sức khỏe của nhà máy, kiểm tra chất lượng nước, theo dõi y tế và đèn đánh dấu cho máy bay trực thăng. Mặc dù không phải tất cả những điều này có thể thực tế như các dự án công nghệ sinh học cho học sinh trung học, nhưng việc thay đổi chúng một chút sẽ mở ra những khả năng. Ví dụ, thay vì cây phát quang sinh học, có lẽ cỏ phát quang sinh học để xếp hàng vỉa hè hoặc đánh dấu phát quang sinh học cho các bước. Mặc dù lo ngại về GMO có thể hạn chế thị trường kẹo hoặc đồ uống phát quang sinh học, bạn có thể sử dụng vật liệu phát quang sinh học trong lớp cách điện giữa các lớp rõ ràng trong cốc để cốc phát sáng.
Một khả năng khác liên quan đến nghệ thuật. Trích xuất các màu phát quang khác nhau và kết hợp các màu trong hoa hoặc các loại cây khác. Ghép các gen vào thực vật để thêm một chiều khác cho thuốc nhuộm và sơn tự nhiên.