المحتوى
تستخدم التكنولوجيا الحيوية الأنظمة البيولوجية لتصنيع أو معالجة المنتجات العملية. إن استخدام الخميرة لصنع الخبز والجبن يمكن اعتباره تقانة حيوية مبكرة ، لكن التكنولوجيا الحيوية الحديثة بدأت بتطوير الحمض النووي المؤتلف وربط الجينات. من الربط بين الجينات والكائنات الحية المحورة وراثيا إلى العلاج الجيني ، أصبحت تطبيقات التكنولوجيا الحيوية الآن تتجاوز الطب إلى أنظمة المعلومات والتطبيقات الصناعية والزراعة. تقدم هذه الحقول العديد من الموضوعات المحتملة لمشروع التكنولوجيا الحيوية للطلاب.
العمليات البيولوجية الطبيعية
التكنولوجيا الحيوية تستفيد من الطبيعة العديد من التعديلات. الخميرة والكائنات الحية الدقيقة الأخرى تحول الحليب إلى الجبن ، على سبيل المثال. تغير الأنزيمات مادة إلى أخرى. تحفز المحفزات ردود الفعل دون المشاركة في التفاعل. تستخدم اليراعات ، ودينوفلاجيلات ، وقنديل البحر وبعض الفطريات جميعها ضوءًا بيولوجيًا ، يولِّد الضوء من خلال التفاعلات الكيميائية بدلاً من الكهرباء. تستخدم النباتات السموم البيولوجية لمنع التنافس على المياه والتربة والفضاء.
مشاريع التكنولوجيا الحيوية البسيطة
توفر مشاريع التكنولوجيا الحيوية البسيطة هذه فرصًا لاستكشاف بعض تقنيات التكنولوجيا الحيوية.
قم بصنع الجبن الحرفي أو الزبادي أو الخل أو الخبز باستخدام الطرق التقليدية أو المعاصرة. بناء على هذه التقنيات لتحسين المنتج.
اختبر الأطعمة التي تحتوي على سكريات الحليب (اللاكتوز) باستخدام إنزيم لاكتاز لاختبار الجلوكوز ، وهو نتيجة ثانوية لتفاعل اللاكتاز مع اللاكتوز. تقوم شرائط اختبار الجلوكوز بقراءة كمية الجلوكوز ، والتي تتعلق مرة أخرى بكمية اللاكتوز الموجودة في المحلول. باستخدام هذه التقنية ، اختبار مجموعة متنوعة من الأطعمة لسكر الحليب ، وخاصة الأطعمة التي تحمل علامة خالية من الألبان.
استخدم الجيلاتين كاختبار للنضارة في الأناناس. يمنع الانزيم الموجود في الأناناس البروتينات الموجودة في الجيلاتين. الطهي أو معالجة الأناناس يدمر هذا الإنزيم. إذا تم إضافة الجيلاتين بعد إضافة أناناس ، فإن الأناناس ليس طازجًا.
استخراج الأصباغ النباتية واستخدامها كرسومات فنية أو لصبغ الأقمشة. العديد من هذه الأصباغ تتلاشى أو تغسل بسرعة ، وهذا هو السبب في أن الدهانات الحديثة عادة ما تكون قائمة على النفط. ما الذي يمكن عمله لتحسين أو "إصلاح" الأصباغ النباتية؟
استخراج الحمض النووي من المواد النباتية. توجد عدة طرق ، من مجرد الاستخراج لعرض الحمض النووي إلى رحلان كهربائي أكثر تعقيدًا لفصل الحمض النووي إلى أجزاء. تسمح مقارنة نمط القطع بتحديد الحمض النووي.
باستخدام مجموعة متاحة تجاريا ، لصق الجينات تلألؤ بيولوجي في البكتيريا الحميدة لإنشاء البكتيريا يتوهج في الظلام.
مشاريع معرض علوم التكنولوجيا الحيوية
تتطلب مشاريع معرض العلوم استكشاف وتجربة لتقييم سؤال لا يحتوي على إجابة يمكنك البحث عنها ببساطة. حتى النتيجة السلبية مقبولة ، طالما أن المنهجية والتحليل العلمي دقيقان. البدء من خلال طريقة معروفة والاستكشاف فيما بعد يوفر العديد من الفرص لموضوعات مشروع التكنولوجيا الحيوية للطلاب.
موضوعات مشروع التكنولوجيا الحيوية الغذائية
كيف يمكن استخدام التقنيات التقليدية لصنع الجبن والزبادي والخبز أو الخل في تطبيقات أخرى؟
استخدم تفاعل اللاكتوز-اللاكتاز كنقطة انطلاق. كيف يمكن استخدام رد الفعل هذا؟ يعتبر حليب البلاستيك منتجًا متجددًا وقابل للتحلل. هل يمكن تحسين حليب البلاستيك للاستخدام التجاري ، ثم تحلله باستخدام اللاكتاز؟
يمكن استخدام الإنزيمات لتحويل الطحالب أو المواد النباتية إلى وقود حيوي. هل يمكن استخدام أنزيم الأناناس في هذه العملية؟ ما الانزيمات الأخرى التي يمكن استخدامها؟ ما هي عمليات الإنزيم الأخرى التي يمكن القيام بها مع عصير الأناناس الطازج؟
موضوعات مشروع التكنولوجيا الحيوية الزراعية
واجه استخدام التكنولوجيا الحيوية في الزراعة قدرا كبيرا من المقاومة بسبب المخاوف من الكائنات المعدلة وراثيا (GMOs) التي تدخل البيئة وكذلك الآثار المحتملة على المدى الطويل على أولئك الذين يتناولون الأطعمة المعدلة وراثيا. ومع ذلك ، فقد تم بالفعل تعديل معظم المحاصيل الغذائية والحيوانات عن طريق التربية الانتقائية. تركز العديد من مشروعات التكنولوجيا الحيوية الزراعية على زيادة الغلة وتقليل الاعتماد على المبيدات والوصول إلى بيئات أكثر تحديا. مشاريع في التكنولوجيا الحيوية الزراعية توفر مجموعة من الاحتمالات. ومع ذلك ، تحكم قواعد علمية صارمة للغاية استخدام الحيوانات بسبب المخاوف بشأن المعاملة الأخلاقية لتلك الحيوانات.
ليست كل نباتات القطن تنتج القطن الأبيض. استخدم التربية الانتقائية لتعزيز القطن الملون الطبيعي. أو استخدم عزل الجينات واختيارها لتسريع العملية. ربما استخدم الربط الجيني لإدخال لون تلألؤ بيولوجي لجينوم القطن الأبيض.
عزل الحشرات الطبيعية طارد وجدت في العديد من النباتات. إنشاء طارد الحشرات صديقة للبيئة. هل يمكن استخدام هذا المنتج في الدهانات لمنع تسرب النمل الأبيض؟ أو قم بتطوير بديل آمن للمواد الطاردة الكيميائية للأشخاص أو الحيوانات الأليفة أو المنازل. هل يمكن تقسيم جينات هذه المواد الطاردة للحشرات الطبيعية إلى نباتات أخرى لزيادة مقاومة الحشرات دون المساس بغلة المحصول أو جودته؟ اختبار سلامة هذه البدائل الطبيعية.
استخدام الربط الجيني لزيادة إنتاج الزهور أو غلة المحاصيل.
تسببت بعض الفيروسات في ظهور خطوط وخلافات في زهور الأقحوان والزنبق ، ولكن على مدى عدة أجيال دمرت المصابيح. المن تحمل هذه الفيروسات من مصنع إلى آخر. وقد وضعت الزنبق مخطط الحديثة باستخدام تربية انتقائية. هل يمكن للزنبق المصاب بالفيروس أن يتم تربيته أو تصميمه وراثياً للحفاظ على التكاثر دون تدمير المصابيح أو تلويث الزنبق الآخر؟
موضوعات مشروع التكنولوجيا الحيوية باستخدام تلألؤ بيولوجي
توفر النباتات والحيوانات ذات اللمعان الطبيعي مجموعة متنوعة من الاحتمالات المثيرة للاهتمام التي لم تصل بعد إلى السوق التجارية.
بعض الأفكار من Popular Mechanics تشمل الحلوى والمشروبات المتلألئة ، وإضاءة الشوارع والأشجار المتلألئة ، والأطعمة "الذكية" التي تتغير ألوانها المتلألئة استجابةً لصحة المصنع ، واختبار جودة المياه ، والتتبعات الطبية ، وأضواء علامة للمروحيات. في حين أن كل هذه الأمور قد لا تكون عملية مثل مشروعات التكنولوجيا الحيوية لطلاب المدارس الثانوية ، إلا أن تغييرها يفتح بعض الاحتمالات قليلاً. على سبيل المثال ، بدلاً من أشجار تلألؤ بيولوجي ، ربما عشب تلألؤ بيولوجي على خط أرصفة أو علامات تلألؤ بيولوجي لخطوات. في حين أن المخاوف بشأن الكائنات المحورة وراثيا قد تحد من سوق الحلوى أو المشروبات ذات اللمعان الحيوي ، يمكنك استخدام مواد ذات اللمعان الحيوي في الطبقة العازلة بين الطبقات الواضحة في فنجان ، بحيث يضيء الكأس.
احتمال آخر ينطوي على الفن. استخراج ألوان مختلفة تلألؤ بيولوجي ودمج الألوان في الزهور أو غيرها من النباتات. لصق الجينات في النباتات لإضافة بعد آخر للأصباغ الطبيعية والدهانات.