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Biotechnologie
Bei der B/i/o/t/e/c/h/n/o/l/o/g/i/e geht es um eine interdisziplinäre W/i/s/s/e/n/s/c/h/a/f/t, die auf den Grundlagen der M/i/k/r/o/b/i/o/l/o/g/i/e (Studium der Kleinlebewesen wie z. B. der Bakterien), der Biochemie (Lehre der chemischen Vorgänge in lebenden Organismen) und der technischen Ingenieurwissenschaften beruht. Anwendungsgebiete:
-Umwelttechnologie; -Landwirtschaft; -Medizin; -Lebensmittelproduktion
-Gentechnologie
Enzyme (Fermente)
Hochspezifische Eiweißmoleküle, steuern den gesamten Stoffwechsel.
Sie lassen sich am besten mit den aus der Waschmittel-Industrie und auch als Abgasreiniger in Kraftfahrzeugen bekannten Katalysatoren vergleichen.
Dabei wirken sie allein durch ihre Anwesenheit, gehen also praktisch unverändert aus der chemischen - hier biochemischen - Reaktion hervor.
Der Stoffwechsel als Grundlage und Motor allen Lebens im Haushalt der Natur. Qu: Berlin Sb. F
Anwendung
Der Bereich erstreckt sich von Gärungsprozessen bei Lebens- und Genussmitteln (z. B. Käse und Bier) über die Gewinnung von Arzneimitteln (u.a. Antibiotika) und Industriechemikalien (z. B. Schutzanstriche) sowie auf wichtige Teile der Agrarproduktion bis zu U/m/w/e/l/t/r/e/i/n/i/g/u/n/g/s/v/e/r/f/a/h/r/e/n für Luft, Wasser und Boden. Bei dem zuletzt angeführten Verfahren werden Abfallstoffe umgesetzt in Wasser und in das bereits in der Luft enthaltene Kohlendioxid-Gas. Es handelt sich um den biologischen Abbau (Stoffwechsel) von Kohlenstoff (C) in harmlose und für den weiteren Lebenskreislauf benötigte anorganische Verbindungen (H2O und CO2).
Durch diesen natürlichen Vorgang wird eine G/e/f/ä/h/r/d/u/n/g und S/e/k/u/n/d/ä/r/b/e/l/a/s/t/u/n/g der Umwelt vermieden.
QE: Berlin Tun. F (menü)
Geschichte
Aus Honig gewonnene Met ist vermutlich das älteste biotechnologische Produkt. Vor etwa neun Tausend Jahren nach der Entdeckung der Töpferei und der Backofen, wurde das Verfahren der a/l/k/o/h/o/l/i/s/c/h/e/n G/ä/r/u/n/g zum Brauen von B/i/e/r verfeinert. Die wissenschaftlichen Grundlagen wurden jedoch erst im vergangenen Jahrhundert z. B. durch Pasteur ermittelt. Im Jahre 1928 mit der Entdeckung des P/e/n/i/z/i/l/l/i/n/s durch Fleming begann eine neue Phase. Als letzte E/n/t/w/i/c/k/l/u/n/g/s/s/t/u/f/e ist die Entschlüsselung des g/e/n/e/t/i/s/c/h/e/n Codes in den Jahren 1952 bis 1966 anzusehen. Verfahren zur Beseitigung von U/m/w/e/l/t/v/e/r/u/n/r/e/i/n/i/g/u/n/g/e/n werden erst seit Beginn der 80er Jahre e/x/p/e/r/i/m/e/n/t/e/l/l und seit w/e/n/i/g/e/n J/a/h/r/e/n industriell genutzt.
Qm: Berlin zS. F Stoffwechsel
Da die moderne Biotechnologie sich den Stoffwechsel, den Motor aller Ökosysteme, zu Nutzen macht, sollen erst einmal die Stellung und Bedeutung der Ökosysteme und des Stoffwechsels in der gesamten Natur (Biosphäre) erläutert werden (Abb. 2).
Ökosysteme sind Grundeinheiten im Funktionsgefüge des Naturhaushaltes. Durch sie fließt die Energie, die die Lebensprozesse antreibt und den für alles Leben notwendigen Stoffaustausch (anorganischer und organischer Verbindungen) in Gang hält. Es sind Funktionseinheiten, die weitgehend zur Selbstregulierung befähigt sind, d. h. trotz der dynamischen Vorgänge stellt sich - sofern der Mensch hier nicht einschneidend eingreift - der Gleichgewichtszustand immer wieder ein. Dies basiert auf den Wechselbeziehungen der Bestandteile eines solchen Systems.
Die Hauptelemente eines Ökosystems sind die biotische Lebensgemeinschaft (Biozönose) und der abiotische Lebensraum (Biotop). QD: Berlin Sa. F (menü) Lebensgemeinschaft
Produzenten (Erzeuger) sind alle die Organismen (vor allem grüne Pflanzen), die aus anorganischem Substrat organische Verbindungen aufbauen, Der entscheidende biochemische Prozess ist hier die Photosynthese, die das Sonnenlicht als Energiequelle nutzt und gleichzeitig der qualitativ und quantitativ wichtigste ökologische Prozess ist.
Konsumenten (Verbraucher) sind die Lebewesen, die sich von der organischen Substanz ernähren, die die Produzenten hergestellt haben.
Zersetzter sind alle jene Organismen, die zum Abbau toter organischer Materie beitragen. Bakterien und Pilze, bauen ausgeschiedene oder abgestorben organische Substanz zu anorganischen Verbindungen ab, die so den Produzenten wiederzugeführt werden können. Somit schließt sich der natürliche Kreislauf des Stoffwechsels. Qc: Berlin Wm. F (menü)
Lebensraum
Wärme, Licht, Wasser und andere chemisch-physikalische Bedingungen.
Zur Steuerung aller biochemischen Prozesse dienen Enzyme als Bio-Katalysatoren.
Die Biotechnologie umfasst verschiedenartige Verfahren, mit denen man in wirtschaftlichen Mengen neue Produkte und Energie gewinnen oder Stoffe umsetzen kann und zwar unter Einsatz von lebenden Organismen und Enzymen.
Qp: Berlin Sm. F (menü)
Lebende Organismen und Enzyme
Die für biotechnologische Umsetzungen verwendeten Organismen sind Mikroorganismen und zwar Bakterien, Pilze und gelegentliche Algen. Zur Steuerung der biochemischen Reaktionen werden Katalysatoren benötigt. Hierzu werden Enzyme (Eiweißstoffe) - oder auch Fermente genannt - eingesetzt. Nicht zu verwechseln ist die Biotechnologie mit der Gentechnologie, mit deren Hilfe Änderungen des Erbguts von Pflanzen, Tieren und Menschen (z. B. Resistenz gegen Schädlinge, Vergrößerung des Wachstums und Heilung von Krankheiten) möglich werden.
Qm: Berlin Sp. F
Aussichten
Umweltschutz wird von Ökonomen als interessantester Zukunftsmarkt mit Wachstumsraten - wie man sie bisher nur aus der Mikroelektronik kannte - angesehen. Das Potential lässt sich unschwer aus dem nachstehenden Vergleich des Entwicklungsstands erkennt. Die Biotechnologie steht heute da, wo sich die Mikroelektronik befand, als Edison die Glühlampe erfand.
Quelle: FRt. Berlin 12t. Duriy (menü) |