определение качественного и количественного состава загрязнителей. Необходимость такого анализа определяется спецификой системы переработки, так как в сточных водах могут присутствовать токсические вещества, способные привести к гибели микроорганизмов и вывести систему из строя.

Определение таких показателей, как органолептические (цвет, вид, запах, прозрачность, мутность), оптическая плотность, pH, температура не вызывает трудностей. Сложнее определить содержание органических веществ в сточной воде, которое необходимо знать для контроля работы очистных сооружений, повторного использования сточных вод в технологических процессах, выбора метода очистки и доочистки, окончания процесса очистки, а также оценки возможности сброса воды в водоемы.

При определении содержания органических веществ широко используются два способа: химическое потребление кислорода и биохимическое потребление кислорода. В первом случае методика основана на окислении веществ, присутствующих в сточных водах, 0,25 % раствором дихромата калия при кипячении пробы в течение 2 часов в 50 % (по объему) растворе серной кислоты. Для полноты окисления органических веществ используется катализатор — сульфат серебра. Дихроматный способ достаточно прост и легко автоматизируется, что обуславливает его широкое распространение.

Биохимическое потребление кислорода измеряется количеством кислорода, расходуемым микроорганизмами при аэробном биологическом разложении веществ, содержащихся в сточных водах при стандартных условиях за определенный интервал времени. Определение биохимического потребления кислорода требует специальной аппаратуры. В герметичный ферментер помещается определенное количество исследуемой сточной воды, которую засевают микроорганизмами. В процессе культивирования регистрируется изменение количества кислорода, пошедшего на окисление соединения, присутствующего в сточных водах. Лучше всего культивировать микроорганизмы из уже работающих биологических систем, адаптированных к данному спектру загрязнений.

Определение лишь одного из показателей качества сточной воды (химического или биохимического потребления кислорода) не всегда позволяет оценить как ее доступность для биологической очистки, так и степень конечной очистки. Так, например, имеется целые группы соединений, определение химического потребления кислорода для которых невозможно, хотя эти соединения вполне доступны для биохимического определения кислорода и наоборот. Все это говорит о том, что для оценки чистоты сточных воды необходимо использовать одновременно оба метода.

Биотехнология будет оказывать многообразное и все возрастающее влияние на способы контроля за окружающей средой и на ее состояние. Хорошим примером такого рода служит создание новых, более совершенных способов переработки отходов, однако применение биотехнологии в данной сфере отнюдь не ограничивается этим. Биотехнология будет играть все большую роль в химической промышленности и сельском хозяйстве, помогая создать замкнутые и полузамкнутые технологические циклы, решая хотя бы отчасти существующие здесь проблемы.

ЛИТЕРАТУРА К РАЗДЕЛУ «ПРОМЫШЛЕННАЯ БИОТЕХНОЛОГИЯ"

1. Альберте Б., Брей Д., Льюис Дж. и др. Молекулярная биология клетки. Т.1. М.: Мир, 1994.

2. Артамонов В.И. Занимательная физиология растений. М.: Агропромиздат, 1991. 336 с.

3. Безбородов А.М. Ферменты микроорганизмов и их применение // Биотехнология. М.: Наука, 1984.

4. Березин И.В., Клесов А.А., Швядас В.К. и др. Инженерная энзимология. М.: Высшая школа, 1987. 144 с.

5. Березин И.В., Клячко Н.Л., Левашев А.В. и др. Иммобилизованные ферменты. М.: Высшая школа, 1987. 160 с.

6. Биология наших дней. Вып. 2. -М.: Знание, 1987. 160 с.

7. Биотехнология. Принципы и применение /Хиггинс И., Бест Д., Джонс Дж. М.: Мир, 1988. 480 с.

8. Биотехнология сельскохозяйственных растений. М.: Агропромиздат, 1987. 301 с.

9. Биотехнология — сельскому хозяйству /Лобанок А.Г., Залашко М.В., Анисимова Н.И. и др. Минск: Урожай, 1988. 199 с.

10. Биотехнология растений: культура клеток. М.: Агропромиздат, 1989. 280

11. Быков В.А., Крылов И.А., Манаков М.Н. и др. Микробиологическое производство биологически активных веществ и препаратов. М.: Высшая школа, 1987. 142 с.

12. Быков В.А., Манаков М.Н., Панфилов В.И. и др. Производство белковых веществ. М.: Высшая школа, 1987. 142 с.

13. Варфоломеев С.Д., Панцхава Е.С. Биотехнология преобразования солнечной энергии. Современное состояние, проблемы, перспективы // Биотехнология. М.: Наука, 1984.

14. Голубовская Э.К. Биологические основы очистки воды. М.: Высшая школа, 1978. 270 с.

15. Грачева И.М., Гаврилова Н.М., Иванова Л.A. Технология микробных белковых препаратов, аминокислот и жиров. М.: Пищевая промышленность, 1980. 448 с.

16. Егоров Н.С. Основы учения об антибиотиках. М.: Высшая школа, 1986. 448 с.

17. Иммобилизованные клетки и ферменты. Методы / Под ред. Дж. Вудворта. М.: Мир, 1988. 215 с.

18. Казанская Н.Ф., Ларионова Н.И., Торчилин В.П. Ферменты и белковые препараты в медицине // Биотехнология. М.: Наука, 1984.

19. Каравайко Г.И. Биогеотехнология металлов // Биотехнология. М.: Наука, 1984.

20. Кефели В.И., Дмитриева Г.А. Биотехнология: курс лекций. Пущино, 1989. 96 с.

21. Клесов А.А. Применение иммобилизованных ферментов в пищевой промышленности/ /Биотехнология. М.: Наука, 1984.

22. Мартинек К. Иммобилизованные ферменты // Биотехнология. М.: Наука, 1984.

23. Методы культивирования клеток. Л.: Наука, 1988. 313 с.

24. Печуркин Н.С., Брильков А.В., Марченкова Т.В. Популяционные аспекты биотехнологии. Новосибирск: Наука, 1990. 173 с.

25. Пирузян Л.А., Михайловский Е.М. Сапротрофная микрофлора в качестве продуцента биологически активных веществ для целей микробной сапротрофной фармакотерапии // Изв. АН Серия биологическая, 1992. № 6. С. 860–866.

26. Реннеберг Р., Реннеберг И. От пекарни до биофабрики. М.: Мир, 1991. 112 с.

27. Рычков Р.С., Попов В.Г. Биотехнология перспективы развития // Биотехнология. М.: Наука, 1984.

28. Сассон А. Биотехнология: свершения и надежды. М.: Мир, 1987. 411 с.

29. Скрябин Г.К., Кощеенко К.А. Иммобилизованные клетки микроорганизмов // Биотехнология. М.: Наука, 1984.

30. Тривен М. Иммобилизованные ферменты. М.: Мир, 1983. 213 с. 27.

31. Хотянович А.В. Методы культивирования азотфиксирующих бактерий, способы получения и применение препаратов на их основе (методические рекомендации). Л., 1991. 60 с.

32. Шлегель Г. Общая микробиология. М.: Мир, 1987. 566 с.

Культуры растительных клеток[65]

КУЛЬТУРЫ КЛЕТОК ВЫСШИХ РАСТЕНИЙ

Использование культуры растительных клеток

Культуры клеток высших растений имеют две сферы применения:

1. Изучение биологии клетки, существующей вне организма, обуславливает ведущую роль клеточных культур в фундаментальных исследованиях по генетике и физиологии, молекулярной биологии и цитологии растений. Популяциям растительных клеток присущи специфические особенности: генетические, эпигенетические (зависящие от дифференцированной активности генов) и физиологические. При длительном культивировании гетерогенной по этим признакам популяции идет размножение клеток, фенотип и генотип которых соответствуют данным условиям выращивания, следовательно, популяция эволюционирует. Все это позволяет считать, что культуры клеток являются новой экспериментально созданной биологической системой, особенности которой пока мало изучены. Культуры клеток и тканей могут служить адекватной моделью при изучении метаболизма и его регуляции в клетках и тканях целого растения.

2. Культивируемые клетки высших растений могут рассматриваться как типичные микрообъекты, достаточно простые в культуре, что позволяет применять к ним не только аппаратуру и технологию, но и логику экспериментов, принятых в микробиологии. Вместе с тем, культивируемые клетки способны перейти к программе развития,