Innehåll
Biotechnology använder biologiska system för tillverkning eller bearbetning av praktiska produkter. Att använda jäst för att tillverka bröd och ost kan betraktas som tidig bioteknik, men modern bioteknik började med utvecklingen av rekombinant DNA och genskarvning. Från gensplitning till genetiskt modifierade organismer till genterapi sträcker sig tillämpningar av bioteknik nu utöver medicin till informationssystem, industriella tillämpningar och jordbruk. Dessa fält erbjuder många potentiella ämnen för bioteknikprojekt för studenter.
Naturliga biologiska processer
Bioteknik utnyttjar naturens många anpassningar. Jäst och andra mikroorganismer förvandlar till exempel mjölk till ost. Enzymer ändrar ett material till ett annat. Katalysatorer utlöser reaktioner utan att delta i reaktionen. Brandmän, dinoflagellater, maneter och vissa svampar använder alla bioluminescerande ljus, vilket genererar ljus genom kemiska reaktioner snarare än elektricitet. Växter använder biologiska gifter för att förhindra konkurrens om vatten, jord och rymd.
Enkla bioteknikprojekt
Dessa enkla bioteknologiprojekt ger möjligheter att utforska vissa biotekniska tekniker.
Skapa hantverkareost, yoghurt, vinäger eller bröd med traditionella eller samtida metoder. Bygg på dessa tekniker för att förbättra produkten.
Testa livsmedel för mjölksocker (laktos) med hjälp av enzymet laktas för att testa för glukos, en biprodukt av laktasreaktionen med laktos. Glukos-testremsor läser mängden glukos, som avser tillbaka mängden laktos i lösningen. Testa olika livsmedel för mjölksocker med denna teknik, särskilt livsmedel som är märkta som mejerifria.
Använd gelatin som test för färskhet i ananas. Ett enzym i ananas förhindrar att proteinerna i gelatin sätts ner. Matlagning eller bearbetning av ananas förstör detta enzym. Om gelatinet sätts efter att ananas har tillsatts, är ananasen inte färsk.
Extrahera växtfärgämnen och använda som konstfärger eller för att färga tyger. Många av dessa färgämnen bleknar eller tvättas ut snabbt, varför moderna färger vanligtvis är petroleumbaserade. Vad kan göras för att förbättra eller "fixa" växtfärgämnen?
Extrahera DNA från växtmaterial. Flera metoder finns, från helt enkelt extraktion för att se DNA till mer komplex elektrofores för att separera DNA i bitar. Jämförelse av mönstret för bitar möjliggör identifiering av DNA.
Med hjälp av ett kommersiellt tillgängligt kit kan du dela upp bioluminescerande gener i godartade bakterier för att skapa glöd-in-the-dark-bakterier.
Projekt för mässa med bioteknologi
Vetenskapsmässiga projekt kräver att utforska och experimentera för att utvärdera en fråga som inte har ett svar du helt enkelt kan undersöka. Till och med ett negativt resultat är acceptabelt, så länge den vetenskapliga metodiken och analysen är korrekt. Börja med en känd metod och utforska utöver erbjuder många möjligheter för biotekniska projekt ämnen för studenter.
Matbioteknikprojektämnen
Hur kan traditionella tekniker för att tillverka ost, yoghurt, bröd eller vinäger användas i andra applikationer?
Använd laktos-laktasreaktionen som utgångspunkt. Hur skulle annars denna reaktion kunna användas? Mjölkplast är en förnybar, biologiskt nedbrytbar produkt. Kan mjölkplastik förbättras för kommersiellt bruk och sedan brytas ned med laktas?
Enzymer kan användas för att förvandla alger eller växtmaterial till biobränslen. Kan ananasenzymet användas för denna process? Vilka andra enzymer kan användas? Vilka andra enzymprocesser kan göras med färsk ananasjuice?
Ämnen för projekt inom jordbrukets bioteknik
Användningen av bioteknik i jordbruket har haft mycket motstånd på grund av oro över genetiskt modifierade organismer (GMO) som kommer in i miljön och även potentiella långsiktiga effekter på dem som äter GMO-livsmedel. Men de flesta livsmedelsgrödor och djur har redan modifierats genom selektiv avel. Många jordbruksbiotekniska projekt fokuserar på att öka avkastningen, minska beroende av bekämpningsmedel och få tillgång till mer utmanande miljöer. Projekt inom jordbruksbioteknik erbjuder en rad möjligheter. Men mycket strikta vetenskapliga rättvisa regler reglerar användningen av djur på grund av oro för den etiska behandlingen av dessa djur.
Inte alla bomullsväxter producerar vit bomull. Använd selektiv avel för att förbättra naturligt förekommande färgad bomull. Eller använd genisolering och selektion för att påskynda processen. Använd kanske genklyvning för att introducera bioluminescerande färg till det vita bomullsgenomet.
Isolera det naturliga insektsmedel som finns i många växter. Skapa ett miljövänligt insektsmedel. Kan den här produkten användas i färger för att förhindra intrit av termiter? Eller utveckla ett säkert alternativ till kemiska repellenter för människor, husdjur eller hem. Kan generna för dessa naturliga insektsmedel repas i andra växter för att öka insektsbeständigheten utan att äventyra grödan eller kvaliteten? Testa säkerheten för dessa naturliga alternativ.
Använd genklyvning för att öka blommaproduktionen eller skörden.
Vissa virus orsakade ränder och brokningar i tulpaner och liljor, men under flera generationer förstörde kulorna. Bladlöss bär dessa virus från växt till växt. Moderna randiga tulpaner utvecklades med selektiv avel. Kan de virusinfekterade tulpanerna korsas eller genetiskt konstrueras för att upprätthålla brokningar utan att förstöra glödlamporna eller korsförorena andra tulpaner?
Bioteknikprojektämnen med bioluminescens
Naturligtvis erbjuder bioluminescerande växter och djur en mängd intressanta möjligheter som ännu inte har nått den kommersiella marknaden.
Några idéer från Popular Mechanics inkluderar bioluminescerande godis och drycker, gatuskyltbelysning och bioluminescerande träd, "smarta" livsmedel vars bioluminescerande färger förändras som svar på anläggningens hälsa, testning av vattenkvalitet, medicinska spårare och markörljus för helikoptrar. Även om inte alla dessa kan vara praktiska som bioteknologiprojekt för gymnasieelever, öppnar det något möjligheter för att ändra dem. Till exempel snarare än bioluminescerande träd, kanske bioluminescerande gräs till trottoarer eller bioluminescerande markörer för steg. Även om oro för genetiskt modifierade organismer kan begränsa marknaden för bioluminescerande godis eller drycker, kan du använda bioluminescerande material i det isolerande lagret mellan klara lager i en kopp, så att koppen lyser.
En annan möjlighet är konst. Extrahera olika bioluminescerande färger och integrera färgerna i blommor eller andra växter. Skarva generna i växter för att lägga till en annan dimension till naturliga färgämnen och färger.