Міністерство освіти і науки України Кам'янець-Подільський національний університет імені Івана Огієнка І. Д. ГРИГОРЧУК, В. А. КОЛОДІЙ МЕТОДИЧНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ ДО ВИКОНАННЯ ПРАКТИЧНИХ ТА ЛАБОРАТОРНИХ РОБІТ З ДИСЦИПЛІНИ «БІОТЕХНОЛОГІЯ З ОCНОВАМИ НАНОТЕХНОЛОГІЇ» ЕЛЕКТРОННЕ ВИДАННЯ Кам’янець-Подільський 2024 УДК 60+620.3](075.8) ББК 28.087.1+30.600.3я73 Г83 Рекомендувала вчена рада Кам’янець-Подільського національного університету імені Івана Огієнка (протокол №4 від 25 квітня 2024 року) РЕЦЕНЗЕНТИ: І. В. Федорчук, кандидат біологічних наук, доцент кафедри біології та екології Кам’янець-Подільського національного університету імені Івана Огієнка; У. І. Недільська, кандидат сільськогосподарських наук, доцент кафедри агрохімії, хімічних та загально-біологічних дисциплін Подільського державного аграрно-технічного університету; Т. М. Супрович, доктор сільськогосподарських наук, професор, завідувач кафедри гігієни тварин та ветеринарного забезпечення кінологічної служби Національної поліції України Закладу вищої освіти «Подільський державний університет» Григорчук І. Д., Колодій В. А. Г83 Методичні рекомендації до виконання практичних та лабора- торних робіт з дисципліни «Біотехнологія з основами нанотех- нології» [Електронний ресурс]. Кам’янець-Подільський: Кам’янець- Подільський національний університет імені Івана Огієнка, 2024. 78 с. Електронна версія посібника доступна за покликаннями: URL: http://elar.kpnu.edu.ua:8081/xmlui/handle/123456789/7888 Методичні вказівки складені у відповідності з програмою курсу «Біотехноло- гія з основами нанотехнології» з використанням літератури, рекомендованої для проведення занять із студентами природничо-економічного факультету для сту- дентів природничого напрямку за спеціальністю 014 Середня освіта (Біологія та здоров’я людини) та 091 Біологія другого магістерського рівня вищої освіти. УДК 60+620.3](075.8) ББК 28.087.1+30.600.3я73 © Григорчук І.Д., Колодій В.А., 2024 ЗМІСТ ПРАКТИЧНА РОБОТА № 1. ОЗНАЙОМЛЕННЯ З ОСНОВНИМИ ПРИНЦИПАМИ РОБОТИ В БІОТЕХНОЛОГІЧНІЙ ПРОМИСЛОВОСТІ .................. 4 ПРАКТИЧНА РОБОТА № 2. ТИПОВА СХЕМА БІОТЕХНОЛОГІЧНОГО ВИРОБНИЦТВА ......................................................................... 11 ПРАКТИЧНА РОБОТА № 3. КУЛЬТУРИ КЛІТИН І ТКАНИН ТВАРИН ............... 18 ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 1. ПРИНЦИПИ СКЛАДАННЯ ПОЖИВНИХ СЕРЕДОВИЩ В БІОТЕХНОЛОГІЧНОМУ ВИРОБНИЦТВІ ........................................ 20 ПРАКТИЧНА РОБОТА № 4. КУЛЬТУРИ КЛІТИН І ТКАНИН ВИЩИХ РОСЛИН ................................................................................................. 26 ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 2. ОЗНАЙОМЛЕННЯ З ОСНОВНИМИ ПРИНЦИПАМИ ОТРИМАННЯ КАЛУСНОЇ ТКАНИНИ У РІЗНИХ РОСЛИННИХ ОБ'ЄКТІВ ...................................................................................... 28 ПРАКТИЧНА РОБОТА № 5. МІКРОКЛОНАЛЬНЕ РОЗМНОЖЕННЯ РОСЛИН .... 32 ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 3. МІКРОКЛОНАЛЬНЕ РОЗМНОЖЕННЯ РОСЛИН ..................................................................................................... 34 ПРАКТИЧНЕ ЗАНЯТТЯ № 6. БІОБЕЗПЕКА ГЕНЕТИЧНО МОДИФІКОВАНИХ ОРГАНІЗМІВ ....................................................................................... 39 ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 4. ТЕХНОЛОГІЧНА БІОЕНЕРГЕТИКА ..................... 69 ПРАКТИЧНА РОБОТА № 7-8. НАНОНАУКА ТА НАНОБІОТЕХНОЛОГІЯ .......... 75 СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ ................................................................................ 77 3 ПРАКТИЧНА РОБОТА № 1 ТЕМА: ОЗНАЙОМЛЕННЯ З ОСНОВНИМИ ПРИНЦИПАМИ РОБОТИ В БІОТЕХНОЛОГІЧНІЙ ПРОМИСЛОВОСТІ Мета: ознайомлення з особливостями роботи в біотехнологічній лабораторії, методами стерилізації. Обладнання: слайди, роздатковий матеріал. Завдання 1. Ознайомитися з основними вимогами до біотехно- логічної лабораторії. Зазвичай лабораторія біотехнології складається мінімум з 3-х при- міщень. Це бокс, де ведуться стерильні роботи; кімната для приготуван- ня живильних середовищ, зберігання хімікатів, устаткування та інших допоміжних дрібниць; автоклавна. Винесення автоклавів в окрему кімнату продиктоване вимогами безпеки, оскільки процес стерилізації йде під тиском і у разі несправності приладу можуть трапитися жертви і руйнування. Втім, сучасні моделі автоклавів надійніші і безпечніші, з ними можуть працювати і ненавчені спеціально люди, і окремих кімнат не вимагається. Стерильні роботи можна проводити в спеціальному приміщенні – мікробіологічному боксі або ж використовувати ламінар-бокси. У будь- якому випадку підлоги і стіни кімнати, де ведуться стерильні роботи, по- винні бути такими, що миються (у ідеалі – кахельні). Приміщення, де ведуться роботи з культурами тканин необхідно пе- ріодично стерилізувати ультрафіолетовими лампами (кварцувати), тому наявність будь-якої рослинності там виключено. Для роботи з культурами тваринних клітин вимоги до стерильності повинні бути жорсткішими у порівнянні з рослинними культурами. Не рекомендується в одних і тих же боксах вести роботи з мікробіо- логічними об’єктами і культурами клітин. Мікроорганізми стійкіші до зовнішніх чинників, і продезінфікувати після роботи з ними приміщення набагато важче, особливо це стосується робіт з грибами. 4 Вирощування ізольованих клітин, тканин, органів, рослин- регенерантів, водних культур і грибів, що використовуються в біотехно- логії, проводять в умовах повної асептики, тобто стерильно. Особливу увагу слід звернути на чистоту посуду, призначеного для приготування живильних середовищ і їх компонентів; на підготовку об'єктів до переса- дки, пасивування і культивування. Тільки деякі об'єкти (хлорела, азолла) можна вирощувати в нестерильних умовах. Завдання 2. Ознайомитися з основними прийомами і методами стерилізації. Стерилізація – повне знищення мікроорганізмів і їх форм, що знахо- дяться в спокої (наприклад, спори). Існують різні методи стерилізації: за допомогою вологої пари, сухої пари, опромінювання ультрафіолетовими променями, обробки хімічними речовинами і мікрофільтрації. Дробова стерилізація проводиться в апараті Коха – обробка водяною парою при температурі 100 °С. При його відсутності можна 3 рази з інте- рвалом в день по півгодини обробляти пробірки з середовищем паром в звичайній пароварці. Така процедура вбиває вегетативні клітини бакте- рій, але не спори. Проміжки між стерилізацією необхідні для проростан- ня спор і підвищення чутливості до парової обробки. Цей прийом вико- ристовують для стерилізації як живильних середовищ, так і посуду. Автоклавування – обробка водяною парою під тиском, проводиться в автоклавах. Вегетативні клітини бактерій і грибів гинуть через 5- 10 хвилин вже при температурі біля 60 0С; для загибелі спор дріжджів і грибів потрібна температура 120 0С протягом 15 хвилин. Тривалість ав- токлавування залежить від величини (теплоємності) пробірок, колб і об'єму живильного середовища в них. Стерилізація посуду. Більшість культур в лабораторних умовах ви- рощують в пробірках, чашках Петрі одно- або багаторазового викорис- тання. Спочатку посуд ретельно миють з використанням детергентів, а також розчину дворомовокислого калію в сірчаній кислоті (хромпіка). Вимитий посуд обполіскують водопровідною, потім дистильованою во- дою і висушують в сушильній шафі. Щоб уникнути зараження стериль- них предметів з повітря, перед стерилізацією їх закривають ватяними 5 пробками, завертають в обгортувальний папір або закривають фольгою (у стаканів, колб досить загорнути тільки шийку). Потім посуд можна стерилізувати двома способами:  посуд витримують в автоклаві під тиском протягом 20-40 хвилин при температурі 100-130 0С. Тривалість автоклавування залежить від його режиму: при тиску 0,5 атмосфер – 20-40 хвилин, при 1 атм. – 15 хвилин;  при сухому способі стерилізації чашки Петрі, колби, стакани, загорну- ті в щільний папір, стерилізують в сушильній шафі при температурі 140 0С протягом 2 годин, при температурі 180 0С – 30 хвилин. При ви- щих температурах ватяні пробки буріють, а папір стає ломким. Стерилізація інструментів. Інструменти (скальпелі, пінцети, голки) стерилізують в сушильній шафі способом № 2. Шприци, ножиці, пробкові свердла зручніше кип’ятити. Металеві предмети не можна автоклавува- ти: під впливом пари вони ржавіють і тупляться. Безпосередньо перед роботою і в процесі її інструменти поміщають в стакан із спиртом і обпа- люють в полум’ї спиртівки. Стерильний інструмент використовують тільки для одноразової маніпуляції! Перед повторним вживанням його знову занурюють в спирт і обпалюють. Стерилізація матеріалів. Вату, марлю, ватяні пробки, фільтруваль- ний папір, халати, косинки стерилізують в автоклаві під тиском 2 атм протягом 25-30 хв. Стерилізація живильних середовищ. Автоклавування живильних сере- довищ для вирощування культур тканин проводять після їх розливу в про- бірки або колби під тиском 0,7-0,8 атм при температурі 115-120 0С протя- гом 15-30 хв., залежно від об'єму середовища. Якщо в результаті стериліза- ції середовище помутніло, то неправильно вибраний режим стерилізації. Холодна стерилізація. Органічні рідини, що не виносять нагрівання, звільняються від бактерій при пропусканні через стерильні дрібнопори- сті бактерійні фільтри з діаметром пор 0,45 мкм. Завдання 3. Ознайомитися з особливостями роботи в ламінар- ному боксі. Всі операції, пов'язані з розливом живильних середовищ, пересад- кою калусів, тканин, мікроорганізмів, ведуть в спеціальних кімнатах або ламінарних боксах, де забезпечуються стерильні умови роботи. 6 Підготовка боксу до роботи. У спеціальних кімнатах (мік- робіологічних боксах) проводять вологе прибирання з дезинфіку- ючими агентами. Для надійності стерилізації перед початком ро- боти приміщення лабораторії і внутрішній простір ламінару опромінюють УФ-променями. Опромінювання ультрафіолето- вими променями (260 нм) – най- Рис. 1. Ламінарний бокс частіше використовується в ла- бораторіях для стерилізації приміщень, настільних боксів. При тривалій дії ці промені викликають загибель всіх бактерій. Бактерії гинуть дуже швидко, а спори грибів значно повільніше. Тому в боксах встановлюють бактерицидні лампи БУФ-15 або БУФ-30, які включаються на 30 хвилин за 1 годину до роботи. Крім того, рекомендується проводити профілак- тичне опромінювання боксів протягом 2 годин. Безпосередньо перед роботою необхідно протерти настільний бокс або внутрішні поверхні ламінару етиловим спиртом, розкласти в ньому необхідні інструменти і матеріали: спирт в закритому посуді, спиртівку (пальник), сірники, простерилізований інструмент і посуд. Ламінарний бокс (ламінар) – пристосування для роботи в стериль- них умовах. Асептичні умови в ламінарі створюються за допомогою струму повітря. Ламінарний рух повітря – рух, при якому струмені повіт- ря рухаються паралельно, обтікаючи перешкоди рівномірними шарами. Струм повітря, проходячи через ламінар, рухається до дослідника, що до- зволяє звільняти внутрішній простір ламінара від спор мікроорганізмів. Інша назва ламінарного боксу – установка знепилювання з горизон- тальними або вертикальними потоками повітря. Завдання 4. Ознайомитися з особливостями роботи в нестериль- них умовах. За відсутності ламінару здійснюють наступні операції: 7 Крок перший – постарайтеся знайти маловідвідуване людськими масами приміщення – чим менше відвідувачів, тим менше джерел забру- днення. Крок другий – завжди перед роботою проводьте вологе прибирання всієї кімнати і стерилізуйте її кварцовою (ультрафіолетовою) лампою. Робоче місце у найпростішому випадку – стіл, вкритий ламінатом. Краще – залізний, але може бути і пофарбований масляною фарбою. У ідеалі – поверхня столу повинна бути негорючою. Прямо перед вами на столі повинні лежати наступні предмети: ках- ляна плитка або шматок скла розміром 15х15 см або трохи більше. Ках- ляна плитка краще витримує нагрів, а скло може лопнути. Спиртівка, стаканчик з 96% спиртом, широкий пензлик для малювання, мокра мар- лева серветка або ганчірка розміром 30х30, згорнута у декілька разів (змочена водою!), пінцет, скальпель, пробірки/баночки з живильним се- редовищем, пробірки/чашки Петрі з матеріалом для розмноження. Порядок роботи: протріть вологою ганчіркою поверхню столу, змочіть ганчірку і вичавте її. Покладіть її згорнуту під праву руку, праворуч від ках- ляної плитки. Розташуйте підручні засоби. Кахляна плитка лежить прямо перед вами, в центрі робочого місця. За кахляною плиткою по центру стоїть спиртівка. Поряд з нею, на відстані 10 см або трохи більше стоїть стаканчик із спиртом, тобто він знаходитиметься відразу за ганчіркою праворуч від вас. Зліва від плитки розташовуються пробірки з середовищем і матеріал, який ви вводитимете в культуру. Відстань від плитки до середовища і від плитки до ганчірки не менше 10 см вліво і управо, відповідно. Скальпель і пінцет занурені в спирт приблизно на 2/3 своєї довжини (тому важливо, щоб баночка була вузькою і високою і була майже доверху наповнена спир- том. Пензлик також стоїть в стаканчику із спиртом. Берете пензлик, змащуєте спиртом поверхню плитки. Ставите пенз- лик в спирт. Запалюєте спиртівку, виймаєте скальпель, підпалюєте в по- лум'ї спиртівки і підпалюєте скальпелем, який горить, спирт на поверхні плитки. Кладете скальпель справа на кахляну плитку (вона може ще продовжувати горіти) так, щоб вістря скальпеля дивилося вгору (тобто на ребро плитки), але так, щоб велика частина скальпеля, включаючи ві- стря, знаходилося саме над плиткою, в полум'ї. Правою рукою берете пі- 8 нцет з баночки із спиртом, перекладаєте в ліву руку, підпалюєте від спиртівки і кладете зліва на плитку – аналогічно скальпелю. Якщо ви проводите ці процедури вперше, відпрацюйте навики, занурюючи ін- струменти в спирт на чверть довжини і не лякайтеся полум’я – воно зни- кає протягом хвилини. Волога ганчірка – ваша страховка на випадок, як- що ви підпалите щось не те, наприклад, запанікуєте і кинете інструмент, який горить, в баночку із спиртом. Тоді відразу накрийте вологою ганчі- ркою джерело вогню, без доступу кисню вогонь гасне вмить. В результаті цих маніпуляцій ви маєте абсолютно стерильну повер- хню плитки із стерильними інструментами на ній. Постарайтеся контро- лювати свої рухи і діставати експланти, відкривати пробірки не над пли- ткою безпосередньо, а в зоні між плиткою і спиртівкою, що горить, тобто за плиткою. На стерильній плитці ви можете різати експлант, класти йо- го пінцетом на кінчик скальпеля для подальшого перенесення на живи- льне середовище. Прагніть не трясти над ним рукавами халата. Викорис- тані інструменти знову занурюйте в спирт. Перед кожним новим експла- нтом всі операції зі стерилізації, починаючи з обпалення поверхні плит- ки, повторюються. Пам'ятайте, що скальпель ви тримаєте вказівним і ве- ликим пальцем (він лежить на вказівному і середньому, затиснутий ве- ликим пальцем, а кришки з пробірок знімаєте мізинцем, заздалегідь пронісши шийку пробірки через полум’я спиртівки. Завдання 5. Ознайомитися з основними вимогами до стериліза- ції рослинного експлантату. Стерильна культура – культура, вільна від епіфітних і ризосферних мікроорганізмів. Дослідник повинен вимити руки з милом і протерти їх спиртом, одя- гти стерильний халат, зав’язати волосся стерильною косинкою. Перед стерилізацією об’єкту його ретельно миють теплою водою з милом, промивають дистильованою водою, очищають від зайвих тканин, знімають шкірку у коренеплодів і коріння, кору у пагонів, поверхневе ли- стя у верхівок пагонів, промивають дистильованою водою і поміщають на декілька секунд в 70% спирт (насіння на 1-2 хвилини). Після цього се- гменти коріння, пагонів, стебел, бульб або насіння переносять в стерилі- зуючий розчин. 9 Вид стерилізуючого агента, його концентрація і час дії, залежать від особливостей тканин початкових рослин, необхідно підібрати так, щоб убити мікроорганізми і не пошкодити тканини експланта. Для поверхне- вої стерилізації рослинних об'єктів застосовують наступні засоби стери- лізації: сулему (двоххлориста ртуть) (0,1%), хлорамін (2-10%), гіпохло- рит кальцію (7-10% Ca(ClO)2) або натрію (NaOCl), перекис водню (13- 18%) і ін. Хлорамін можна купити в аптеці. Для стерилізації можна вико- ристовувати також хлорвмісні розчини вибілювачів з господарських ма- газинів, наприклад, засіб "Білизна". Свіжі розчини вибілювачів при сте- рилізації ніжних експлантів, таких як молоді листочки, потрібно розво- дити в 2 або навіть в 3 рази. Тривалість стерилізації меристем сулемою – 5 хвилин, насіння – 15- 20 хвилин. Після стерилізації матеріал переносять в стерильну дистильовану воду, витримують 10 хвилин, потім міняють воду ще двічі, витримуючи в кожній порції по 15-20 хвилин. У стерильних чашках Петрі або на стери- льних листах паперу, або на обпаленій кахляній плитці обрізають стери- льним скальпелем кінці сегментів початкового матеріалу, де клітини можуть бути пошкоджені, і з середніх зон нарізують шматочки тканин, які висаджують на середовище для утворення калусів. Зробіть висновки про основні принципи роботи в біотехнологічній лабораторії. КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ 1. Назвіть основні вимоги до роботи в біотехнологічній лабораторії. 2. Що таке стерилізація, автоклавування? 3. Назвіть основні прийоми і методи стерилізації. 4. Назвіть основні прийоми до стерилізації рослинного матеріалу. 5. Назвіть особливості роботи з матеріалом в нестерильних умовах. 6. Що таке ламінар-бокс? 10 ПРАКТИЧНА РОБОТА № 2 ТЕМА: ТИПОВА СХЕМА БІОТЕХНОЛОГІЧНОГО ВИРОБНИЦТВА Мета роботи: Ознайомитися з основними стадіями біотехнологіч- ного виробництва. Вивчити основні напрямки розвитку біотехнології. Обладнання: відеопрезентації, роздатковий матеріал. Короткі теоретичні положення. Біотехнологія – це наука, яка розробляє способи виробництва прак- тично важливих речовин і продуктів харчування з використанням живих організмів та методи конструювання нових організмів із заданими влас- тивостями. Біотехнологія – міждисциплінарна область, що виникла на стику біологічних, хімічних і технічних наук. Сучасна біотехнологія використовує досягнення наук біологічного циклу, так як базується на глибокому знанні характеристик мікрооргані- змів, їх будову, фізіології, біохімії, генетиці, взаєминах в асоціаціях. На розвиток біотехнології безпосередньо впливають хімія, фізика, математика, механіка, які пов'язані з кінетикою процесів, впливом на процеси різних зовнішніх факторів, масо- і енергопереносом. Успіхи ма- шинобудування, електроніки, автоматики дозволили створити нову апа- ратуру і автоматизувати біотехнологічні процеси. Зв'язок з економічними науками зумовлена постійною конкуренці- єю з альтернативними технологіями (хімічної, сільськогосподарської). Основні напрямки в біотехнології: 1. Створення нових біологічно активних речовин і лікарських препаратів для медицини. Антибіотики – специфічні продукти життєдіяльності, характеризу- ються високою фізіологічною активністю стосовно визначених груп мік- роорганізмів і до злоякісних пухлин, вибірково затримують їх ріст або повністю пригнічують розвиток. Всього відомо близько 5000 антибіоти- ків, але не всі з них допущені для застосування в медицині. Це пов'язано з 11 токсичністю існуючих антибіотиків, алергічними реакціями, що викли- каються ними, наростанням стійкості патогенних мікроорганізмів до за- стосовуваних препаратів та ін. Тому відбувається пошук нових антибіо- тиків за результатами випробування нових продуцентів, хімічної моди- фікації, клітинної та генетичної інженерії. Гормони. Біотехнологія надає медицині нових шляхів отримання цінних гормональних препаратів. Раніше гормони одержували з органів і тканин тварин і людини. Треба було багато матеріалу для отримання не- великої кількості продукту. В даний час із застосуванням генно- інженерних штамів отримують гормон росту (соматотропін), інсулін (ре- гулює рівень глюкози в крові), кортизон (гормон надниркових залоз) та інші гормони. Це дозволяє знизити вартість препаратів та отримувати їх у великих кількостях. Інтерферони – виділяються клітинами людини і тварин у відповідь на інфікування вірусами. Вони характеризуються антивірусною активністю. До введення методів генної інженерії інтерферони отримували з донорсь- кої крові – до 1 мкг неочищеного інтерферону з 1 л крові, тобто приблизно одну дозу для ін'єкції. В даний час інтерферони успішно одержують із за- стосуванням генно-інженерних штамів Escherichia coli, дріжджів, культиво- ваних клітин комах і ссавців. Інтерферони використовуються для ліку- вання хвороб, що викликаються вірусами герпесу, гепатитів та ін. Рекомбінантні вакцини та вакцини-антигени. Вакцинація – один з основних способів боротьби з інфекційними захворюваннями. Шляхом загальної вакцинації ліквідована натуральна віспа, обмежене поширення сказу, поліомієліту, жовтої лихоманки. Велике економічне значення має розробка вакцин проти хвороб сільськогосподарських тварин. Традицій- ні вакцинні препарати виготовляють на основі ослаблених або інактиво- ваних збудників хвороб. Сучасні біотехнологічні розробки передбачають створення рекомбінантних вакцин і вакцин-антигенів. Вакцини обох ти- пів засновані на генноінженерному підході. Ферменти медичного призначення. Ферменти в медицині викори- стовують для розчинення тромбів, лікування спадкових захворювань, звільнення організму від токсичних речовин та ін. 12 2. Створення мікробіологічних засобів захисту рослин від хво- роб і шкідників, бактеріальних добрив, нових високопродуктивних сортів і гібридів сільськогосподарських рослин. Біотехнологічні шляхи захисту рослин від хвороб і шкідників вклю- чають:  виведення сортів рослин, стійких до несприятливих факторів;  хімічні засоби боротьби з бур'янами, гризунами, комахами, фітопато- генними грибами, бактеріями, вірусами;  біологічні засоби боротьби зі шкідниками, використання їхніх приро- дних ворогів і паразитів, а також токсичних продуктів, утворених жи- вими організмами. Поряд із захистом рослин ставиться завдання підвищення продук- тивності сільськогосподарських культур, їх харчової (кормової) цінності, створення сортів рослин, що ростуть на засолених ґрунтах, у посушливих і заболочених районах. 3. Створення цінних кормових добавок для підвищення продук- тивності тваринництва. Для підвищення продуктивності тварин потрібний повноцінний корм. Біотехнологічна промисловість випускає кормовий білок на базі різних мікроорганізмів – бактерій, грибів, дріжджів, водоростей. Багата білками біомаса мікроорганізмів з високою ефективністю засвоюється сільськогосподарськими тваринами. Велике значення для тваринництва має збагачення рослинних кор- мів мікробним білком. Для цього широко використовуються твердофазні процеси. 4. Створення нових технологій одержання господарсько-цінних продуктів для використання в харчових та інших галузях промисло- вості. Амінокислоти (цистеїн, метіонін, лізин, глутамін) – підвищення пожи- вної цінності їжі, посилення аромату м'ясних, рибних, грибних виробів. Олігопептиди (аспартам, тауматин, монелін) – низькокалорійні, ду- же солодкі речовини. 13 Ферменти:  галактозидази – виробництво безлактозного молока, звільнення мо- лочної сироватки від лактози, приготування морозива;  мікробні протеази – сироваріння, прискорення дозрівання тіста, ви- робництво крекерів;  фіцин, трипсин, бромеланін – прискорення маринування риби, вида- лення м'яса з кісток;  ліпази – додання специфічного аромату сиру, шоколаду, молочним продуктам, поліпшення якості збитих яєчних білків;  глюкозооксидази в поєднанні з каталазою – видалення кисню з сухо- го молока, кави, пива, майонезу, лимонних, апельсинових і виноград- них соків. Вітаміни (А, В1, В2, В6, В12, С, D, Е) – підвищення поживної цінності ха- рчових продуктів, антиоксиданти. Органічні кислоти (оцтова, бензойна, молочна, глюконова, лимон- на) – консерванти, ароматизатори. 5. Створення ефективної технології переробки і очищення про- мислових і побутових відходів. Важливою складовою частиною сучасної біотехнології є очищення води від забруднень, а також утилізація різних промислових і побутових відходів. Методи такого очищення засновані на використанні специфіч- них біологічних співтовариств, що носять назву активного мулу, для глибокої утилізації як органічних, так і неорганічних забруднень, що за- лишилися у воді після інших видів очищення. Біотехнологічні виробництва є дуже перспективними, що обумовле- но їх компактністю, великомасштабністю, високим рівнем автоматизації і високою продуктивністю праці. Процеси біотехнологічних виробництв різноманітні, але всі вони мають загальні основні стадії, які розрізняються цілями і принципами їх досягнення. Загальна біотехнологічна схема виробництва продуктів мік- робного синтезу наведена на рис. 1. 1. Отримання посівного матеріалу. Посівний матеріал являє собою чисту культуру мікроорганізмів-продуцентів, розмножену в лаборатор- 14 них умовах при оптимальному складі живильного середовища і режимі вирощування. Культури мікроорганізмів-продуцентів заводи отримують з колекцій в пробірках на щільних поживних середовищах або в ампулах. Чиста культура мікроорганізму може постійно або по мірі необхідності використовуватися у виробництві. Спочатку культуру розмножують в лабораторії, потім в цеху чистих культур та інокуляції, далі направляють на культивування. 2. Приготування поживного середовища – включає змішування компонентів і стерилізацію. Основу поживних середовищ для культиву- вання мікроорганізмів складають джерела вуглецю. Існують мікроорга- нізми, здатні споживати вуглець тільки з високомолекулярних сполук, наприклад білків і пептидів, в той же час багато бактерій і дріжджі ути- лізують найпростіші вуглецеві сполуки – метан, етанол, вуглекислоту. Крім вуглецю клітини мікроорганізмів потребують джерела азоту, фос- фору, макро- і мікроелементів. Речовини цього роду знаходяться в по- живних середовищах у вигляді солей, в деяких випадках азот і фосфор можуть засвоюватися з органічних джерел, наприклад автолізатів (про- дуктів, що отримуються в результаті автолізу клітин) і гідролізатів (продукт, отриманий в процесі гідролізу) мікробного або тваринного походження. Змішування поживних речовин проводиться в реакторах з мішал- кою. Розчинні компоненти середовища попередньо розчиняють у воді. Нерозчинні компоненти (наприклад, кукурудзяну, соєву муку, крейда) – суспензують. Складання середовища вважається завершеним, якщо в ре- зультаті проведено ретельне подрібнення її твердих компонентів. Завершальний етап приготування живильного середовища – стери- лізація. Найбільш широке поширення набула термічна стерилізація. Найважливішою проблемою при цьому є збереження поживних власти- востей середовища, так як більшість субстратів, особливо вуглеводи, ви- являються термічно нестабільними. Деякі субстрати не вимагають сте- рилізації, так як самі характеризуються асептичною дією: метанол, ета- нол, оцтова кислота та ін. 15 Рис. 1. Багатостадійна біотехнологічна схема виробництва продуктів мікробного синтезу 3. Ферментація (культивування) – це вся сукупність послідовних операцій від внесення в заздалегідь приготовлене і стерилізоване живи- льне середовище посівного матеріалу до завершення процесів росту і бі- осинтезу внаслідок вичерпання поживних речовин середовища. Існує два типи ферментації: отримання біомаси мікроорганізмів і одержання цін- 16 них речовин, що виникають в ході росту або на подальших стадіях роз- витку культури. 4. Виділення цільового продукту. Стадія виділення і очищення продукту істотно залежить від того, накопичується продукт в клітинах або він виділяється в культуральну рідину, або ж продуктом є сама клі- тинна маса. Поділ біомаси та культуральної рідини – сепарація – здійс- нюється декількома методами. Якщо цільовий продукт міститься в самих клітинах, то проводять руйнування клітин – дезінтеграцію – фізичними, хімічними і хіміко-ферментативними способами. Виділення продукту з культуральної рідини або гомогенату зруйно- ваних клітин проводять шляхом його осадження, екстракції або адсорб- ції. Потім виділений продукт концентрують ультрафільтрацією, випарю- ванням або зворотним осмосом. Після стабілізації продукту в залежності від того, яким має бути кінцевий продукт: сухим або рідким, його знево- днюють або відразу упаковують і відправляють на зберігання і далі – споживачеві. КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ 1. Що таке біотехнологія? 2. У чому полягає взаємозв'язок біотехнології з іншими науками? 3. Які основні напрямки розвитку біотехнології? 4. Перерахуйте основні стадії біотехнологічного виробництва. 5. Що таке посівний матеріал? 6. Як готують посівний матеріал у виробничих умовах? 7. Які компоненти входять до складу поживних середовищ? 8. Що таке ферментація? 9. У якому випадку необхідна дезінтеграція клітин? 10. Які способи концентрування продукту Вам відомі? 17 ПРАКТИЧНА РОБОТА № 3 ТЕМА: КУЛЬТУРИ КЛІТИН І ТКАНИН ТВАРИН Мета: ознайомитися з особливостями отримання, культивування та використання культури клітин та тканин тканин. Обладнання: відеопрезентації, роздатковий матеріал. Завдання 1. Пригадайте основні вагомі відкриття для розвитку методу культивування клітин тварин. Використовуйте додаткову літературу та Інтернет джерела. Запишіть у вигляді таблиці: Основні досягнення у розвитку Рік методу культури клітин тварин Завдання 2. Пригадайте і запишіть у вигляді таблиці основні клітини та тканини тварин введені в культуру (з використанням до- даткової літератури та Інтернет джерел): Клітини та тканини введені в культуру Перспективи використання Завдання 3. Основні види поживних середовищ. Охарактеризуйте та запишіть можливі поживні середовища та сфери їх застосування. 18 КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ 1. Основні відкриття вагомі для розвитку методу культури клітин тва- рин. 2. Назвіть області використання клітинних культур. 3. Які клітини та тканини людини введені в культуру? 4. Які основні принципи культивування? 5. Умови культивування клітин. 6. Що таке проточні та непроточні культури? 7. Вимоги до поживних середовищ. 8. Як класифікують поживні середовища? 9. Що таке гібридизація тваринних клітин? 10. Які є механізми злиття клітин при утворенні гібридних клітин? 11. Що таке гібридома? Де застосовують моноклональні антитіла? 19 ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 1 ТЕМА: ПРИНЦИПИ СКЛАДАННЯ ПОЖИВНИХ СЕРЕДОВИЩ В БІОТЕХНОЛОГІЧНОМУ ВИРОБНИЦТВІ Мета роботи: Ознайомитися з основними принципами складання поживних середовищ для культивування мікроорганізмів. Вивчити пот- реби мікроорганізмів в джерелах живлення. Матеріали та обладнання: колби з ватними пробками на 250 мл – 6 шт.; скляні палички – 6 шт.; піпетки градуйовані на 5 мл – 3шт., на 1мл – 6 шт.; циліндри мірні на 250 мл – 1 шт., на 100 мл – 1 шт.; воронки – 6 шт.; скляні стаканчики на 50 мл – 6 шт.; фільтри паперові складчасті; фільт- рувальний папір. Ваги електронні; рефрактометр; іономер; термостат; реактиви для приготування поживних середовищ. Культура гриба Aspergillus niger, спиртівка, бактеріологічна петля, олівець по склу. Короткі теоретичні положення. Живильне середовище забезпечує жи- ттєдіяльність, ріст і розвиток мікроорганізмів, ефективний синтез цільового продукту. Невід'ємною частиною живильного середовища служить вода, всі процеси життєдіяльності протікають тільки у водному середовищі. Поживні середовища можуть мати невизначений склад, тобто вклю- чати біогенні добавки – м'ясний екстракт, кукурудзяну муку, морські во- дорості і т.д. Подібні середовища зазвичай готують на водопровідній воді. Застосовують також середовища, приготовлені з чистих хімічних сполук в заздалегідь певних співвідношеннях – синтетичні середовища. Суміш ре- човин, як правило, вносять у дистильовану воду. З економічної точки зору вигідно вживання природної, більш дешевої сировини. Однак застосуван- ня синтетичних середовищ дозволяє вивчити фізіолого-біохімічні власти- вості мікроорганізмів і оптимізувати склад середовища. Компромісним варіантом є використання напівсинтетичних середовищ, до складу яких разом з хімічно чистими сполуками входять біогенні добавки. Склад середовища визначається потребами мікроорганізмів у спо- луках, необхідних для біосинтезу і отримання енергії. Конструктивні та 20 метаболічні процеси у мікроорганізмів вкрай різноманітні, тому настіль- ки ж різноманітні їх потреби в поживних речовинах. Поживні середовища для культивування мікроорганізмів містять велику кількість необхідних компонентів, основним з яких вважають той, що служить мікроорганізмам джерелом вуглецю та енергії. Ця речо- вина або суміш речовин називається субстратом, а всі інші – допоміжни- ми речовинами. Так як мікроорганізми здатні асимілювати будь-яку органічну спо- луку, потенційними ресурсами для біотехнології можуть служити всі сві- тові запаси органічних речовин. При виборі сировини необхідно врахо- вувати його вплив на собівартість готового продукту, доступність, мето- ди отримання, властивості і якісні характеристики. Потреба мікроорганізму в тих чи інших сполуках визначається особ- ливостями даного виду. У самому наближеному вигляді фізіологічні пот- реби мікроорганізмів у поживних речовинах можна виявити, визначив- ши хімічний склад мікробної клітини: зазвичай вміст вуглецю знахо- диться в межах 45-55%, азоту – 6-14%, К – 0,5-2%, Р – 1-3%, Ca – 1%, Mg – 0,1-1%, S – 0,02-1%, Джерела вуглецю. Легкодоступними вважаються цукри: глюкоза, са- хароза, лактоза. За ними йдуть багатоатомні спирти: гліцерин, маніт та ін. Далі – полісахариди: целюлоза, геміцелюлоза, крохмаль, які можуть бути джерелами вуглецю або після перетворення їх у засвоювані мікроо- рганізмами моно- і низькомолекулярні олігосахариди, або мікроорганіз- ми повинні мати набір ферментів, що гідролізують ці речовини (Aspergillus, Bacillus, Penicillium та ін.) На практиці зустрічається велика кількість мікроорганізмів, які ус- пішно утилізують органічні кислоти, особливо в анаеробних умовах. Низькомолекулярні спирти: метанол і етанол – відносяться до числа перспективних видів сировини. Багато дріжджів родів Candida, Hansenula та ін. здатні асимілювати етанол. Дріжджі родів Pichia, Candida та ін. і ба- ктерії роду Flavobacterium використовують в якості єдиного джерела ву- глецю метанол. Деякі види мікроорганізмів використовують як джерело вуглецю і енергії н-алкани і деякі фракції нафти. Особливістю вуглеводнів є їх ни- 21 зька розчинність у воді, тому тільки незначна частина мікроорганізмів здатна асимілювати вуглеводні. Джерела азоту. Азот може міститися у формі неорганічних солей або кислот. Більшість дріжджів добре засвоює аміачні солі, а також аміак з водного розчину, потребу в нітратах мають тільки деякі види дріжджів. Джерелом азоту можуть служити і органічні сполуки: амінокислоти, се- човина і т.д., які легко засвоюються мікроорганізмами. Відомо, що бактерії більш вимогливі до джерел азоту, ніж гриби, ак- тиноміцети і дріжджі. Джерела фосфору. Фосфор є найважливішим компонентом клітини, він входить до складу АТФ, АДФ, АМФ і забезпечує нормальний перебіг енергетичного обміну в клітині, а також синтез білків і нуклеїнових кис- лот та ін. біохімічних перетворень. Фосфор вноситься в середовище у ви- гляді солей фосфорної кислоти. Вода. Вода повинна відповідати вимогам ДСТУ (чиста, безбарвна, без присмаку, запаху і осаду). Джерела вітамінів і мікроелементів. Потреба мікроорганізмів у цих сполуках різна, тим не менше, практично всі мікроорганізми краще рос- туть у присутності вітамінів. Ефективною добавкою до живильних сере- довищ виявився кукурудзяний екстракт завдяки наявності в ньому віта- мінів, амінокислот і мінеральних елементів в легко асимілюючих формах. У рецептури середовищ включають також дріжджовий автолізат, дріж- джовий екстракт, сік картоплі, молочну сироватку, екстракт солодових паростків та ін. продукти. Мікроелементи в склад поживних середовищ вводять в мікродозах, в іншому випадку вони чинять інгібуючу дію на мікроорганізми. Отже, склад живильного середовища для кожного мікроорганізму встановлюють експериментально. Завдання фахівця, оптимізувати склад середовища для конкретного виду мікроорганізму – вибрати такі джерела вуглецю, азоту, фосфору та ін. речовин, які найбільш виправдані в економічному та екологічному ві- дношеннях. 22 Хід роботи Робота 1. 1. Підготовка живильного середовища. 2. Визначення рН живильного середовища. 3. Підготовка посівної суспензії і засів живильного середовища. 4. Установка колб в термостат. Підготовка живильного середовища. Середовище заданого складу (табл. 1) готують в колбах на 250 мл. Всі компоненти розчиняють у неве- ликій кількості водопровідної води, потім об'єм доводять до 100 мл водоп- ровідною водою. Колби із середовищем закривають ватними пробками. Визначення рН живильного середовища. В скляний стаканчик відби- рають 25 мл вмісту кожної з колб і за допомогою іономіру визначають рН середовища. Таблиця 1 Варіанти живильних середовищ Компоненти, на 100 мл Варіант середовища 1 2 3 4 5 6 Сахароза, г - 3 - - - - Глюкоза, г 3 - - 3 6 3 Лактоза, г - - 3 - - - NaNO3 (20% р-р), мл 5 5 5 5 10 5 KH2PO4 (10% р-р), мл 2 2 2 2 4 2 KСl (5% р-р), мл 1 1 1 1 2 1 MgSO47H2O (1% р-р), мл 1 1 1 1 2 1 FeSO47H2O (1% р-р), мл 1 1 1 1 2 1 СаО ( 10 % р-р ), мл 0,3 0,3 0,3 0,3 0,6 0,3 Вітаміни - - - + - - рН 6,5-6,8 6,5-6,8 6,5-6,8 6,5-6,8 6,5-6,8 4 23 Підготовка посівної суспензії і засів живильного середовища. Для отримання посівної суспензії в пробірку з чистою культурою гриба- продуцента поблизу полум'я спиртівки наливають 9 мл стерильної води. Бактеріологічною петлею обережно зішкрябають шар, що містить спори, до утворення суспензії. Посів живильного середовища проводять стерильними піпетками. З пробірки відбирають по 1 мл суспензії та кількісно переносять в кожну колбу з живильним середовищем. Колби закривають ватяними пробками. Установка колб в термостат. Кожну колбу підписують (група, прі- звище, варіант середовища) і встановлюють у термостат на 7 діб при те- мпературі 27 °С. Робота 2. 1. Відділення біомаси гриба. 2. Визначення маси сухого міцелію. 3. Визначення рН культуральної рідини. Відділення біомаси гриба. На аналітичних терезах зважують порожні паперові фільтри, попередньо висушені до постійної маси (вагу записують), і вставляють у воронки. Колбу відкривають, і вміст фільтрують через фільтр. Відокремлена від культуральної рідини біомаса гриба є матеріалом для визначення маси сухого міцелію. Після фільтрування заміряють об'єм культуральної рідини і доводять до 100 мл дистильованою водою. Визначення маси сухого міцелію. Фільтри з біомасою гриба поміща- ють у сушильну шафу при температурі 130° С на 40 хв (до повного вису- шування). Потім фільтри переносять в ексикатор для охолодження на 10-15 хв, після чого зважують на аналітичних терезах. Різниця між масою фільтра з сухим міцелієм і масою порожнього фільтру є масою сухого мі- целію (Х), що утворився за період культивування гриба в термостаті: Х = Мм – Мт, (2.1), де Х – маса сухого міцелію, г; Мт – маса порожнього фільтру, г; Мм – маса фільтру з висушеним міцелієм, г. Визначення рН в культуральної рідини. рН фільтрату визначають за допомогою іономіру (див. роботу 1). 24 Відношення приросту біомаси гриба до кількості спожитого субст- рату називають економічним коефіцієнтом. Економічний коефіцієнт чи вихід біомаси показує масу клітин про- дуценту на одиницю субстрату. КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ 1. Що таке субстрат? 2. Які джерела вуглецю використовують в біотехнологічному вироб- ництві? 3. Які джерела азоту засвоюються мікроорганізмами? 4. Як вноситься фосфор в поживне середовище? 5. Яким чином в поживне середовище вводять джерела вітамінів і мік- роелементів? 25 ПРАКТИЧНА РОБОТА № 4 ТЕМА: КУЛЬТУРИ КЛІТИН І ТКАНИН ВИЩИХ РОСЛИН Мета: ознайомитися з напрямками та можливостями використання культури клітин і тканин рослин, особливостями отримання і культиву- вання калусної тканини у різних рослинних об’єктів. Обладнання: відеопрезентації, роздатковий матеріал. Завдання 1. Пригадайте значення, напрямки та можливості ви- користання культури клітин і тканин рослин. Заповніть таблицю. Можливості використання культури клітин та тканин рослин 1. Теоретичне значення 2. 3. 1. Практичне значення 2. 3. Завдання 2. Ознайомлення з особливостями калусної тканини. Калус – певним чином організована маса тканини, що складається з дедиференційованих клітин. Отримання і ріст калусної тканини контро- люється фітогормонами типу ауксинів і цитокінінів. Під дією ауксинів відбувається дедиференціювання, а під впливом цитокінінів – інтенсив- не ділення, в результаті якого утворюється тканина. Спонтанне утворення калусної тканини в природі ми можемо спос- терігати на місці пошкодження. Калусні клітини затягують рану, а зго- дом диференціюються у втрачені тканини рослини. Наприклад, коли че- ренкують троянди або інші деревні рослини, то на місці нижнього зрізу, зануреного у воду виростає мозолеподібне утворення – калус, з якого по- тім формується коріння, відбувається вкорінення живця. Дуже часто ка- лус формується на пошкоджених коренеплодах моркви (особливо в місці зрізу листя), на черешках качанів капусти. 26 Калусну тканину також можна отримати на штучних живильних сере- довищах, що містять фітогормони, використовуючи фрагменти різних час- тин рослини: стебел, коріння, тканин бульби, листя, зародків, сім’ядолей тощо. Такі фрагменти називаються експлантами. Як правило, для індукції калусних тканин необхідна присутність двох гормонів: ауксинів (дедифе- ренціювання і підготовка до поділу) і цитокінінів (проліферація – поділ). Завдання 3. Порівняйте особливості калусних і нормальних клі- тин рослин і запишіть у таблицю. № Спільні риси калусних і Відмінні риси калусних з/п нормальних клітин у нормальних клітин 1. 2. 3. Завдання 4. З’ясуйте і запишіть можливості культури ізольова- них клітин і тканин рослин. КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ 1. Яке значення, напрямки та можливості використання культури клі- тин і тканин рослин? 2. Що таке тотипотентність рослинної клітини? 3. Що таке культура калусних тканин? 4. Які зміни відбуваються у спеціалізований клітині при переході до де- диференціації? 5. Із яких органів рослини можна отримати калусну тканину? 6. Які особливості калусних клітин? 7. Що таке клітинна суспензія та яке її практичне значення? 8. Калусній тканині якого типу надається перевага для отримання клі- тинної суспензії? 9. Що таке культура окремих ізольованих клітин, або культура пооди- ноких клітин? 10. Умови та методи культивування рослинних тканин in vitro. 11. Способи отримання і культивування протопластів. 12. Які області застосування ізольованих протопластів? 27 ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 2 ТЕМА: ОЗНАЙОМЛЕННЯ З ОСНОВНИМИ ПРИНЦИПАМИ ОТРИМАННЯ КАЛУСНОЇ ТКАНИНИ У РІЗНИХ РОСЛИННИХ ОБ'ЄКТІВ Мета: ознайомитися з особливостями отримання і культивування калусної тканини у різних рослинних об’єктів. Завдання 1. Ознайомитися з особливостями отримання калусної тканини з листя тютюну. Тютюн – класичний об'єкт для отримання калусної тканини і пода- льших її досліджень. Клітини тютюну легко дедиференціюються і пере- ходять до ділення, утворюючи калусну тканину, що швидко росте. Крім того, в калусній тканині тютюну легко викликати регенерацію. Калусоутворення дуже добре йде у основи листя тютюну, особливо в зоні, що примикає до серединної жилки. Для отримання калусу придатні як стерильні, так і нестерильні рослини. Нестерильні рослини стерилізують в розчині хлораміну, перекисі водню або інших стерилізуючих агентах. Матеріали і обладнання: стерильні або нестерильні рослини тю- тюну будь-якого віку, етанол, 4% розчин хлораміну, пробірки зі стериль- ною водою (3 штуки), скальпель, пінцет, спиртівка, кахляна плитка, ста- канчик, штативи для інструментів, пензлик, чашка Петрі, сірники, пробі- рки з середовищем з додаванням гормонів ауксинової дії – 2 мг 2,4-Д (дихлорфеноксиоцтова кислота) і цитокінінової – 0,2 міліграм кінетина на 1 л середовища. Хід роботи Листя тютюну промити в мильному розчині, відмити від мила водоп- ровідною водою, сполоснути дистильованою. Занурити на 1 хвилину в ста- кан з етанолом, вийняти, після чого помістити в чашку Петрі і залити сте- рилізуючим розчином на 10 хвилин. Розчин злити, промити тричі дисти- льованою водою – в кожній з порцій води тримати не менше 5 хвилин. 28 Стерильне листя тютюну покласти на заздалегідь обпалену кахляну плитку, стерильним скальпелем вирізати фрагменти біля основи листя, прилеглі до середньої жилки, завдовжки 1-1,5 см, шириною 1 см. Перене- сти підготовлені ділянки листя в пробірки або чашки Петрі з живильним середовищем, що містить гормони, помістити в термостат при темпера- турі 26оС. Через 3 тижні розглянути. Завдання 2. Ознайомитися з особливостями отримання і культи- вування калусу із стебла картоплі. Матеріали і обладнання: стерильні рослини картоплі в пробірці або нестерильні проростки бульб картоплі, завдовжки 10-15 см, етанол, 4% розчин хлораміну, пробірки зі стерильною водою (3 штуки), скаль- пель, пінцет, спиртівка, кахляна плитка, стакан, штатив для інструменту, пензлик, стерильна чашка Петрі, сірники, чашки Петрі або колби з сере- довищем (з додаванням гормонів ауксинової дії – 4 мг 2,4-Д і цитокініно- вої – 0,2 мг кінетину на 1 л середовища). У картоплі калус може бути отриманий з тканин стебла, листя, буль- би, пиляків. Хід роботи Якщо використовується стерильна рослина з пробірки, то шийку пробірки обпалити спиртом. Пінцетом вийняти стерильну рослину з пробірки і помістити його в стерильну чашку Петрі. Якщо береться нес- терильна рослина, то після промивки її залишають в чашці Петрі. Прит- римуючи кришку в напіввідкритому стані, стерильним скальпелем вирі- зати ділянки стебла завдовжки 5-10 мм, не захоплюючи міжвузля. Обпа- лити інструменти, перенести вирізану ділянку на стерильну плитку, над- сікти експланти в декількох місцях для появи раневого калусу. Помісти- ти їх в колбу або чашку Петрі із стерильним середовищем, трохи вдав- люючи їх пінцетом, для посилення контакту з середовищем. У одну чаш- ку Петрі поміщають 5-10 експлантів. Закрити колбу або чашку Петрі. Ча- шки Петрі заклеїти парафільмом (спеціальна плівка) або харчовою плів- кою. Помістити в термостат і витримати 3 тижні при температурі 22- 25оС. Через 3 тижні розглянути утворений калус. 29 Завдання 3. Ознайомитися з особливостями отримання і культи- вування калусної тканини із зародків пшениці. Матеріали і обладнання: зрілі зернівки пшениці, пробірки із сте- рильним середовищем з додаванням 5 мг на 1 л 2,4-Д, стерильний пінцет, скальпель, пензлик, стаканчик з етанолом, 4% хлорамін, чашка Петрі, ка- хляна плитка, колба із стерильною водою, спиртівка, сірники. Калуси, отримані із зародків пшениці, використовують для селекції рослин на солестійкість, посухостійкість, стійкість до інших несприятли- вих чинників. Хід роботи Насіння пшениці промити водою з милом, потім водопровідною во- дою, сполоснути дистильованою водою. Помістити в чашку Петрі, залити етанолом на 5 хвилин, етанол злити в стакан, залити хлораміном на 15 хвилин, тричі промити дистильованою водою, витримуючи по 5 хвилин в кожній порції води. Зернівку пінцетом помістити на плитку, вичлену- вати зародок, розрізати його упоперек на 2 частини. Верхню половинку зародка, обернену в зернівці до центру, помістити зрізом на поверхню живильного середовища в пробірці. Помістити в кліматичну камеру при температурі 25оС. Через три тижні розглянути утворений калус. Завдання 4. Порівняйте особливості калусних і нормальних клі- тин рослин і запишіть у таблицю. № Спільні риси калусних і Відмінні риси калусних з/п нормальних клітин у нормальних клітин 1. Завдання 5. З’ясуйте і запишіть можливості культури ізольова- них клітин і тканин рослин. Зробіть висновки про особливості отримання і культивування калу- сної тканини у різних рослинних об’єктів. 30 КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ 1. Що таке калус? 2. Які зміни відбуваються у спеціалізований клітині при переході до де- диференціації? 3. Із яких органів рослини можна отримати калусну тканину? 4. Яка основна особливість середовища для калусогенезу у злаків? 5. Назвіть типи калусної тканини. 6. Яке практичне використання пухких калусів? 7. Який тип калусної тканини Ви б використали для отримання рослин- регенерантів? 8. Наведіть приклади можливого використання калусної тканини. 9. Що таке клітинна суспензія та яке її практичне значення? 10. Калусній тканині якого типу надається перевага для отримання клі- тинної суспензії? 11. Назвіть методи культивування одиночних клітин. 12. Які показники визначають для оцінки росту суспензійної культури? 31 ПРАКТИЧНА РОБОТА № 5 ТЕМА: МІКРОКЛОНАЛЬНЕ РОЗМНОЖЕННЯ РОСЛИН Мета: з’ясувати особливості мікроклонального розмноження, його значення та переваги. Обладнання: відеопрезентації, роздатковий матеріал. Завдання 1. Мікроклональне розмноження рослин живцями. Теоретичне обґрунтування. Мікроклональне розмноження – це безстатеве вегетативне розмноження в культурі in vitro, за якого отри- мують рослини генетично ідентичні вихідній батьківській формі, що сприяє збереженню генетично однорідного посадкового матеріалу. Воно має низку переваг порівняно з традиційними методами розмноження рослин: економія вихідного матеріалу; отримання великої кількості ко- пій із мінімальної кількості рослинного матеріалу, отримання генетично однорідного матеріалу; можливість відбирати in vitro рослинний матері- ал з бажаними ознаками; можливість отримання безвірусного матеріалу; можливість розмножувати рослини впродовж року, оскільки їх ріст і роз- виток in vitro практично не залежать від сезону; можливість отримувати у великих кількостях вегетативне потомство видів рослин, що важко ро- змножуються у звичайних умовах; економія площі для вирощування; можливість тривалого збереження пробірочних рослин за понижених температур, що дає змогу створити банк цінних форм рослин. На сьогодні розроблено різні способи біотехнології мікроклонально- го розмноження. В їх основі лежать чотири принципових підходи:  активація розвитку рослинних меристем (апекс пагона, пазушні та сплячі бруньки пагона);  утворення адвентивних бруньок із тканин експлантата;  індукція соматичного ембріогенезу;  диференціація адвентивних бруньок у первинній та пересадковій ка- лусній тканині. 32 Основним методом мікроклонального розмноження рослин є актива- ція пазушних меристем, яка базується на знятті апікального домінування. Основними факторами, що впливають на процес мікроклонального розмноження, є тип експлантата, склад живильного середовища й умови культивування. Як вихідний матеріал для мікроклонального розмноження можна використовувати верхівкові та пазушні меристеми стебла, молоді лист- ки, елементи суцвіття та квітки, цибулин і бульбоцибулин. Ідеальним матеріалом для отримання численних пагонів є апікальні та пазушні бруньки здорових рослин і тих, що активно ростуть. У більшості випадків для мікроклонального розмноження рослин in vitro використовують різні модифікації середовища Мурасиге і Скуга (див. табл.). Завдання 2. Пригадайте і запишіть основні переваги мікрокло- нального розмноження над традиційним. Завдання 3. За допомогою Інтернет джерел з’ясуйте основні дося- гнення в мікроклональному розмноженні у Національному ботаніч- ному саду ім. М.М. Гришка. Оформіть це у вигляді відеопрезентації. КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ 1. Що таке мікроклональне розмноження? 2. Назвіть основні переваги мікроклонального розмноження над тради- ційним. 3. Назвіть методи мікроклонального розмноження. 4. Назвіть етапи мікроклонального розмноження рослин. 5. При яких умовах проводять коренеутворення проростків при мікрок- лональному розмноженні суниці? 6. Мікроклональне розмноження і оздоровлення рослин. 7. Методи збереження генофонду. Методика кріоконсервації, способи уповільнення росту 33 ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 3 ТЕМА: МІКРОКЛОНАЛЬНЕ РОЗМНОЖЕННЯ РОСЛИН Завдання 1. Мікроклональне розмноження рослин живцями. Теоретичне обґрунтування. Мікроклональне розмноження – це безстатеве вегетативне розмноження в культурі in vitro, за якого отри- мують рослини генетично ідентичні вихідній батьківській формі, що сприяє збереженню генетично однорідного посадкового матеріалу. Воно має низку переваг порівняно з традиційними методами розмноження рослин: економія вихідного матеріалу; отримання великої кількості ко- пій із мінімальної кількості рослинного матеріалу, отримання генетично однорідного матеріалу; можливість відбирати in vitro рослинний матері- ал з бажаними ознаками; можливість отримання безвірусного матеріалу; можливість розмножувати рослини впродовж року, оскільки їх ріст і роз- виток in vitro практично не залежать від сезону; можливість отримувати у великих кількостях вегетативне потомство видів рослин, що важко ро- змножуються у звичайних умовах; економія площі для вирощування; можливість тривалого збереження пробірочних рослин за понижених температур, що дає змогу створити банк цінних форм рослин. На сьогодні розроблено різні способи біотехнології мікроклонально- го розмноження. В їх основі лежать чотири принципових підходи:  активація розвитку рослинних меристем (апекс пагона, пазушні та сплячі бруньки пагона);  утворення адвентивних бруньок із тканин експлантата;  індукція соматичного ембріогенезу;  диференціація адвентивних бруньок у первинній та пересадковій ка- лусній тканині. Основним методом мікроклонального розмноження рослин є акти- вація пазушних меристем, яка базується на знятті апікального доміну- вання. 34 Основними факторами, що впливають на процес мікроклонального розмноження, є тип експлантата, склад живильного середовища й умови культивування. Як вихідний матеріал для мікроклонального розмноження можна використовувати верхівкові та пазушні меристеми стебла, молоді лист- ки, елементи суцвіття та квітки, цибулин і бульбоцибулин. Ідеальним матеріалом для отримання численних пагонів є апікальні та пазушні бруньки здорових рослин і тих, що активно ростуть. У більшості випадків для мікроклонального розмноження рослин in vitro використовують різні модифікації середовища Мурасиге і Скуга (див. табл.). Мета роботи: оволодіти методикою вегетативного розмноження рослин in vitro, що базується на активації пазушних меристем. Матеріали і обладнання: асептичні рослини картоплі, гвоздики або тютюну, стерильне середовище МС (у пробірках для рослин картоплі та гвоздики або баночках для рослин тютюну), стерильні чашки Петрі, ска- льпелі, пінцети, спирт, спиртівка, ламінар-бокс. Хід роботи 1. Пробірку з рослиною протерти спиртом і обпалити горло у полум’ї спиртівки. 2. Стерильним пінцетом витягти рослину-регенерант із пробірки, в якій вона росла і помістити її у стерильну чашку Петрі. 3. Підтримуючи рослину пінцетом, скальпелем порізати стебло на сег- менти довжиною приблизно 10 мм так, щоб частина над брунькою становила 2-3 мм, а під нею – 5-7 мм. Обрізати листки. Біля верхівки рослини листки не обрізати. 4. Пінцетом перенести кожний сегмент у пробірку з живильним середо- вищем МС. Пазуха листка має знаходитись над середовищем. 5. Культивувати при температурі 25-28 °С, освітленні 2-3 лк, 16- годинному фотоперіоді, відносній вологості повітря 70-75%. 6. Через 3-4 тижні з пазушних бруньок розвиваються рослини- регенеранти, які знову можна використати для розмноження живцю- ванням та інших цілей. 35 Завдання 2. Стебловий органогенез із листкових дисків тютюну. Мета роботи: отримати рослини тютюну, регенеровані із листко- вих дисків. Матеріали і обладнання: рослини тютюну, вирощені in vitro, бано- чки зі стерильним середовищем МС, чашки Петрі з середовищем МКР-1 (табл. 1), стерильні чашки Петрі, скальпелі, пінцети, спирт, спиртівка, па- рафілм, ламінар-бокс. Таблиця 1 Середовища для мікроклонального розмноження тютюну та моркви (1 л середовища) Компоненти МКР-1 МКР-2 МКР-3 МКР-4 МКР-5 Макро МС 100 мл 100 мл 100 мл 100 мл 100мл Мікро МС 1 мл 1 мл 1 мл 1 мл 1 мл Fe-хелат 5 мл 5 мл 5 мл 5 мл 5 мл Мезоінозит 100 мг 100 мг 100 мг 100 мг 100 мг В1 0,1 мг 0,1 мг 0,1 мг 0,1 мг 0,1 мг В6 0,5 мг 0,5 мг 0,5 мг 0,5 мг 0,5 мг РР 0,5 мг 0,5 мг 0,5 мг 0,5 мг 0,5 мг БАП 1 мг 0,1 мг 0,1 мг Кінетин 0,5 мг НОК 0,1 мг 2 мг ІМК 2 мг 2,4-Д 1 мг 2 мг Сахароза 3% 3% 3% 3% Агар 0,8% 0,8% 0,8% 0,8% рН 5,6-5,8 Хід роботи 1. Банку з рослиною протерти спиртом і обпалити горло у полум’ї спир- тівки. 2. Стерильним пінцетом витягти рослину тютюну із банки і помістити її у стерильну чашку Петрі. 36 3. Притримуючи рослину пінцетом, скальпелем обрізати листки. Верхівку рослини тютюну з апікальною меристемою доцільно поміс- тити у банку з середовищем для рослин МС. 4. Окремий листок перенести у стерильну чашку Петрі і нарізати на се- гменти площею 0,5-1,0 см2. 5. Листкові експлантати помістити на середовище для стеблового орга- ногенезу МКР-1. 6. Культивувати при 250С+280С і 16-годинному фотоперіоді. 7. Через 2-3 тижні починається формування стеблових бруньок. 8. Через 3-4 тижні відокремити окремі великі бруньки і перенести на середовище МС для отримання паростків. Умови культивування ті ж. Завдання 3. Індукція коренеутворення при мікроклональному розмноженні на прикладі суниці. Теоретичне обґрунтування. При культивуванні апікальних мерис- тем суниці на живильному середовищі, що містить цитокініни (6-БАП), в результаті активації пазушних меристем з однієї верхівкової меристеми утворюється багато стеблових бруньок, точки росту витягуються, розго- ртаються нові листки. Однак вкорінення утворених бруньок на цьому се- редовищі не відбувається. Для вкорінення їх необхідно пересадити на нове живильне середовище, що містить ауксини. Мета роботи: Укорінення бруньок суниці, отриманих при мікрокло- нальному розмноженні на живильному середовищі, що містить ауксини. Обладнання та матеріали: пробірки з конгломератами бруньок суниці на живильному середовищі, пробірки зі стерильним живильним середовищем (табл. 2), стерильний пінцет, стерильний скальпель, стери- льна чашка Петрі, спиртівка, 96%-ний спирт, сірники, стакан із стериль- ною водою. Хід роботи Використовують культуру апікальних меристем суниці у віці трьох- чотирьох тижнів після початку культивування. У стерильних умовах ви- тягують з пробірки конгломерат бруньок суниці. Звільняють основу кон- гломерату від залишків агаризованого поживного середовища, промива- 37 ють його в стерильній воді та переносять в стерильну чашку Петрі. Роз'є- днують за допомогою скальпеля конгломерат на окремі бруньки і кожну з них переносять пінцетом в пробірки з живильним середовищем для вко- рінення (табл. 2). Обпалюють горло пробірки і пробку, закривають проб- кою, обертають целофаном і поміщають пробірки в світлову камеру з освітленістю 10 000 люкс, температурою +26 °С і вологістю 60%. Через місяць після пересадки бруньок на середовище для коренеут- ворення, проростки можна переводити в нестерильні умови. Зазвичай, рослини пересаджують у ящики або горщики, наповнені сумішшю торфу і піску (3:1), перший час накривають ковпаком з поліетилену. Таблиця 2 Поживне середовище для коренеутворення при мікроклональному розмноженні суниці, рН 5,6-5,8 Компоненти Вміст, мг/л Компоненти Вміст, мг/л Макросолі За Уайтом Нікотинова кислота 0,5 Мікросолі За Хеллером ІОК 0,5 Цитрат заліза 3,5 Сахароза 20000 Аскорбінова кислота 1,0 Агар-агар 7000 Тіамін 0,5 Піридоксин 0,5 Завдання 4. Запишіть основні переваги мікроклонального розм- ноження над традиційним. КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ 1. Що таке мікроклональне розмноження? 2. Назвіть основні переваги мікроклонального розмноження над тради- ційним. 3. Назвіть методи мікроклонального розмноження. 4. Назвіть етапи мікроклонального розмноження рослин. 5. При яких умовах проводять коренеутворення проростків при мікрок- лональному розмноженні суниці? 38 ПРАКТИЧНЕ ЗАНЯТТЯ № 6 ТЕМА: БІОБЕЗПЕКА ГЕНЕТИЧНО МОДИФІКОВАНИХ ОРГАНІЗМІВ Мета: розглянути проблему використання генетично модифікова- них організмів у різних галузях виробництва та з’ясувати як здійснюєть- ся правове регулювання використання генетично модифікованих орга- нізмів в Україні. Обладнання: роздатковий матеріал. І. Теоретична частина 1. Потенційні ризики біотехнології для здоров'я людини. Завдяки розробці методів виділення спадкового матеріалу (ДНК), йо- го вивченню (ідентифікації послідовностей, що кодують певні гени), створенню його нових комбінацій за допомогою маніпуляцій, що здійс- нюються поза межами клітини, і перенесенню цих нових генетичних кон- струкцій у живі організми, з’явилась можливість створювати нові сорти рослин, породи тварин, штами мікроорганізмів, що характеризуються ко- рисними ознаками, які неможливо відібрати за допомогою традиційних методів селекції. На даний час трансгенні сорти с.-г. культур, стійкі до гер- біцидів, вірусів, комах-шкідників, несприятливих факторів середовища, з поліпшеними якісними характеристиками (поліпшений склад вуглеводів, білків, рослинної олії) займають посівні площі, котрі перевищують 100 млн гектарів. Це є результатом генетичної інженерії. Генетична інжене- рія – це технологія отримання нових комбінацій генетичного матеріалу шляхом маніпуляцій з нуклеїновими кислотами, що проводяться поза ме- жами клітини, та переносу створених конструкцій генів до живого органі- зму. У результаті цього досягається їх включення і активність у даному організмів та у його нащадків. Генно-інженерний (трансгенний) організм (ГМО) – живий організм, який має нову комбінацію генетичного матеріа- лу, отриману за допомогою генетичної інженерії. Однак, незважаючи на 39 значні досягнення та блискучі перспективи генної інженерії, сприйняття її більшою частиною людства далеко не однозначне. Серед потенційних ризиків для здоров'я людини, пов'язаних із вико- ристанням генно-інженерних технологій, розглядаються, наприклад, зміна активності окремих генів живих організмів під впливом вставки чужорід- ної ДНК, у результаті якого може відбуватись погіршення споживчих влас- тивостей продуктів харчування, отриманих із цих організмів. У продуктах харчування, отриманих із генно-інженерних організмів, може бути підви- щений, порівняно із реципієнтними організмами, рівень певних токсичних та алергенних речовин, що перевершують встановлені межі безпеки. 2. Ризики біотехнології для довкілля. Тривогу екологів викликає вивільнення у навколишнє середовище трансгенних організмів, насамперед с.-г. рослин і тварин, до геному яких додано чужорідні, не характерні для них гени мікроорганізмів, вірусів, що може призводити до зміни природних біоценозів у результаті пере- носу трансгенів диким видам, появу нових, більш агресивних патогенів, бур'янів, враженню організмів, що не являються мішенями трансгенних ознак, тощо. 3. Завдання ефективного державного регулювання біотехноло- гічних процесів. Завдання ефективного державного регулювання процесів у цій галу- зі полягає в тому, щоб забезпечити, з однієї сторони, максимально спри- ятливі умови для розвитку генетичної інженерії як одного із пріоритет- них наукових напрямків, а з іншої – гарантувати безпеку при здійсненні та використанні результатів і продуктів діяльності. Друга частина цього завдання досягається завдяки застосуванню системи заходів, направлених на запобігання чи зниження до безпечного рівня несприятливих впливів генно-інженерниих організмів на здоров'я людини та навколишнє середовище при здійсненні генно-інженерної ді- яльності, котра отримала назву «біобезпека». Біобезпеку (у даному випадку безпеку генно-інженерної діяльності) як нову область знань можна розділити на два основних напрямки: 40 1. Розробка і застосування різних методів оцінки і попередження ризи- ку можливих несприятливих ефектів ГМО; 2. Система державного регулювання безпеки генно-інженерної діяль- ності. 3. Міжнародно-правовий режим біобезпеки. У системі міжнародних відношень питання біобезпеки вийшли останнім часом на передній план. У 2000 р. країнами-сторонами Конвен- ції про біологічне різноманіття прийнято Картахенський протокол з біо- безпеки, основна мета якого – «сприяння забезпеченню належного рівня захисту в області безпечної передачі, обігу та використання живих змі- нених організмів, які являються результатом сучасної біотехнології, зда- тні чинити несприятливий вплив на збереження і стійке використання біологічного різноманіття, із врахуванням також ризиків для здоров'я людини та приділенням особливої уваги транскордонному переміщен- ню» (Картахенський протокол, стаття 1). Протокол вступив в силу 11 ве- ресня 2003 року. Вперше питання безпеки генно-інженерної діяльності виявились у центрі уваги крупних міжнародних організацій, починаючи з 80-х років минулого сторіччя. На Віденській зустрічі держав-учасників Наради з безпеки і співробітництва у Європі (нині – Організації з безпеки і спів- праці в Європі – ОБРЄ) у 1986 р. була започаткована діяльність Європей- ської економічної комісії ООН (ЄЕК ООН), пов'язана із розробкою керів- них принципів безпеки в області біотехнології. На ХХІ сесії ЄЕК ООН (ве- ресень 1994 р.) було узагальнено матеріали з біобезпеки (закони, наста- нови, інструкції тощо), представлені урядами 30 держав. А також рядом міжнародних організацій. Важливим досягненням у процесі розробки міжнародних керівних принципів безпеки у біотехнології виявилась публікація «Кодексу доб- ровільної поведінки при вивільненні організмів у довкілля», підготовле- ного групою експертів ООН з промислового розвитку (ЮНІДО), Всесвіт- ньою організацією охорони здоров'я, Продовольчою і сільськогосподар- ською організацією ООН (ФАО). Створена також Програма ООН з навко- лишнього середовища (ЮНЕП). 41 У червні 1998 р. у датському містечку Орхус була проведена Міжна- родна конференція зі збереження нових сортів рослин. На ній прийнято Конвенцію про доступ до інформації, участь спільноти у прийнятті рі- шень та доступу до правосуддя з питань, що стосуються навколишнього середовища, яка отримала назву «Орхуська конвенція». Один із об'єктів цієї конвенції – інформація «щодо запланованої і реалізуючої діяльності, котра може чинити значний вплив на навколишнє середовище». До неї може бути віднесена і діяльність, пов'язана із вивільненням генно- інженерних організмів у довкілля. Сторони Конвенції мають забезпечу- вати участь спільноти у прийнятті рішень щодо дозволу діяльності, пов'- язаної з екологічними ризиками. При цьому «зацікавлена спільнота своєчасно і ефективно інформується залежно від обставин або шляхом публічного повідомлення, або у індивідуальному порядку на початково- му етапі процедури прийняття рішення з питань, що стосуються навко- лишнього середовища. ІІ. Практичні завдання 1. Ознайомитися з основними законами та нормативними документами, що стосуються генетично модифікованих організмів (див. роздатко- вий матеріал). Занотуйте їх основні положення. 2. Проаналізуйте, яка кількість продукції на ринку міста має марку- вання про те, що містить генетично модифіковані організми або ви- роблена з їх використанням. Завдання виконати на наступне заняття і представити у вигляді таблиці: Дата обліку Місце продажу Назва продукції 3. Розробіть питання і проведіть анкетування серед студентів факуль- тету про їх ставлення до генетично модифікованих організмів і вико- ристання їх в харчовій промисловості, медицині, при виробництві парфумерних засобів тощо. Виявіть наскільки обізнані студенти про переваги чи недоліки використання ГМО. Результати опитування проаналізуйте і подайте у графічному чи табличному вигляді. 42 КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ 1. Які міжнародні регулюючі акти з біобезпеки біотехнології, зокрема генної інженерії ви знаєте? 2. Проаналізуйте можливі наслідки впливу ГМО на здоров'я людини. 3. Проаналізуйте можливі наслідки впливу ГМО на довкілля. 4. Які, на вашу думку, ризики, пов'язані із біотехнологіями є найбільш непередбачуваними? Обґрунтуйте відповідь. 5. У чому полягає загроза біотехнологій для збереження видового різ- номаніття. 6. Яким чином можна використати надбання генетичної інженерії для усунення екологічної кризи? 7. Назвіть області застосування генної інженерії рослин і тварин. 43 З А К О Н У К Р А Ї Н И Про державну систему біобезпеки при створенні, випробуванні, транспортуванні та використанні генетично модифікованих організмів (Відомості Верховної Ради України (ВВР), 2007, N 35, ст.484) {Із змінами, внесеними згідно із Законами № 1804-VI ( 1804-17 ) від 19.01.2010, ВВР, 2010, N 9, ст.90 № 4441-VI ( 4441-17 ) від 23.02.2012} Цей Закон регулює відносини між органами виконавчої влади, виро- бниками, продавцями (постачальниками), розробниками, дослідниками, науковцями та споживачами генетично модифікованих організмів та продукції, виробленої за технологіями, що передбачають їх розробку, створення, випробування, дослідження, транспортування, імпорт, екс- порт, розміщення на ринку, вивільнення у навколишнє середовище та використання в Україні (далі – поводження з ГМО) із забезпеченням біо- логічної і генетичної безпеки. Цей Закон не застосовується до людини, тканин та окремих клітин у складі людського організму. Розділ I ЗАГАЛЬНІ ПОЛОЖЕННЯ Стаття 1. Терміни та їх визначення. У цьому Законі наведені нижче терміни вживаються у такому зна- ченні: біологічна безпека – стан середовища життєдіяльності людини, при якому відсутній негативний вплив його чинників (біологічних, хімічних, фізичних) на біологічну структуру і функцію людської особи в теперіш- ньому і майбутніх поколіннях, а також відсутній незворотній негативний вплив на біологічні об'єкти природного середовища (біосферу) та сільсь- когосподарські рослини і тварини; 44 генетична безпека – стан середовища життєдіяльності людини, при якому відсутній будь-який неприродній вплив на людський геном, відсу- тній будь-який неприродній вплив на геном об'єктів біосфери, а також відсутній неконтрольований вплив на геном сільськогосподарських рос- лин і тварин, промислових мікроорганізмів, який призводить до появи у них негативних та/або небажаних властивостей; організм, живий організм – будь-яка форма біологічного існування (включаючи стерильні організми, віруси та віроїди), здатна до самовідт- ворення або передачі спадкових факторів; генетично модифікований організм, живий змінений організм (ГМО) – будь-який організм, у якому генетичний матеріал був змінений за допо- могою штучних прийомів переносу генів, які не відбуваються у природ- них умовах, а саме:  рекомбінантними методами, які передбачають формування нових комбінацій генетичного матеріалу шляхом внесення молекул нуклеї- нової кислоти (вироблених у будь-який спосіб зовні організму) у будь-який вірус, бактеріальний плазмід або іншу векторну систему та їх включення до організму-господаря, в якому вони зазвичай не зу- стрічаються, однак здатні на тривале розмноження;  методами, які передбачають безпосереднє введення в організм спад- кового матеріалу, підготовленого зовні організму, включаючи мікро- ін'єкції, макроін'єкції та мікроінкапсуляції;  злиття клітин (у тому числі злиття протоплазми) або методами гіб- ридизації, коли живі клітини з новими комбінаціями генетичного ма- теріалу формуються шляхом злиття двох або більше клітин у спосіб, який не реалізується за природних обставин; продукція, отримана з використанням ГМО – продукція, в тому числі харчові продукти та корми, технологія виробництва якої передбачає ви- користання ГМО на будь-якому етапі; генетично-інженерна діяльність – практична сфера діяльності, пов'- язана зі створенням, випробуванням та впровадженням ГМО в обіг; вивільнення ГМО у навколишнє середовище – діяння (дія або бездіяння), в результаті якого відбулося внесення ГМО у навколишнє середовище; 45 система замкнена – система здійснення генетично-інженерної дія- льності, при якій генетичні модифікації вносяться в організм або ГМО, культивуються, обробляються, зберігаються, використовуються, підля- гають транспортуванню, знищенню або похованню в умовах існування систем захисту, що запобігають контакту з населенням та навколишнім середовищем; система відкрита – система здійснення генетично-інженерної діяль- ності, що передбачає контакт ГМО з населенням та навколишнім середо- вищем при запланованому вивільненні їх у навколишнє середовище, засто- суванні у сільськогосподарській практиці, промисловості, медицині та в природоохоронних цілях, передачі технологій та інших сферах обігу ГМО; ризик – можливість виникнення та вірогідні масштаби наслідків від негативного впливу на здоров'я людини та довкілля при здійсненні ге- нетично-інженерної діяльності та поводженні з ГМО протягом певного періоду часу; аналіз ризику – процес, що складається з трьох взаємопов'язаних компонентів: оцінка ризику ГМО, управління (керування) ризиком та по- відомлення про ризик; оцінка ризику – науково обґрунтований процес, який складається з ідентифікації небезпеки ГМО, характеристики небезпеки, оцінки впливу, характеристики ризику; управління ризиком – процес вибору альтернативних рішень на підс- таві результатів оцінки ризику ГМО та в разі необхідності вибору і впро- вадження відповідних засобів управління (контролю), включаючи регу- ляторні заходи; повідомлення про ризик – взаємний обмін інформацією про ризик ГМО між спеціалістами з оцінки ризику, особами, що здійснюють управ- ління ризиком, заінтересованими торговими партнерами та іншими за- інтересованими сторонами; державна реєстрація ГМО – занесення ГМО до реєстру з урахуванням оцінки їх ризику щодо впливу на здоров'я людини та стан навколишньо- го природного середовища з метою подальшого отримання дозволу на практичне використання ГМО в Україні відповідно до їх господарського призначення; 46 Державний реєстр ГМО – спеціалізований перелік ГМО, які пройшли реєстрацію, з визначенням їх подальшого господарського призначення; Державний реєстр ГМО джерел харчових продуктів та кормів – спе- ціалізований перелік ГМО, відносно яких на підставі міжнародних пра- вил і критеріїв оцінки безпечності для здоров'я людини і тварин зробле- но висновок про можливість їх використання в якості харчових продук- тів та/або кормів, та/або їх джерел; обіг – переміщення (транспортування) або зберігання та будь-які дії, пов'язані з переходом права власності чи володіння, включаючи продаж, обмін або дарування; арбітражні випробування ГМО – лабораторні дослідження, що про- водяться на вимогу особи, яка оскаржує результати попереднього лабо- раторного дослідження; {Статтю 1 доповнено абзацом згідно із Законом № 4441-VI (4441-17) від 23.02.2012} референтні зразки ГМО – еталонний (референтний) матеріал ГМО, значення властивостей якого є достатньо однорідним та придатним, щоб оцінювати метод вимірювання чи встановлювати певні властивості ма- теріалу; {Статтю 1 доповнено абзацом згідно із Законом № 4441-VI (4441-17) від 23.02.2012} цільовий таксон – відособлена група організмів, до якої належать ГМО, які споріднені між собою спільністю ознак і властивостей, у резуль- таті чого таким організмам може бути присвоєна таксономічна катего- рія; {Статтю 1 доповнено абзацом згідно із Законом № 4441-VI (4441-17) від 23.02.2012} трансформаційна подія – зміна генетичного матеріалу організму за допомогою штучних прийомів переносу генів, які не відбуваються у при- родних умовах. {Статтю 1 доповнено абзацом згідно із Законом N 4441-VI (4441-17) від 23.02.2012} Стаття 2. Законодавство України в галузі генетично-інженерної діяльності та поводження з ГМО. Законодавство України у сфері генетично-інженерної діяльності та по- водження з ГМО складається з цього Закону, інших законодавчих актів Ук- раїни, що видаються відповідно до нього, а також відповідних міжнародних договорів, згоду на обов'язковість яких надано Верховною Радою України. 47 Стаття 3. Основні принципи державної політики в галузі пово- дження з ГМО та завдання цього Закону. Основними принципами державної політики в галузі генетично- інженерної діяльності та поводження з ГМО є: пріоритетність збереження здоров'я людини і охорони навколиш- нього природного середовища у порівнянні з отриманням економічних переваг від застосування ГМО; забезпечення заходів щодо дотримання біологічної і генетичної без- пеки при створенні, дослідженні та практичному використанні ГМО в го- сподарських цілях; контроль за ввезенням на митну територію України ГМО та продук- ції, отриманої з їх використанням, їх реєстрацією та обігом; загальнодоступність інформації про потенційні ризики від застосу- вання ГМО, які передбачається використовувати у відкритій системі, та заходи щодо дотримання біологічної і генетичної безпеки; державна підтримка генетично-інженерних досліджень та наукових і практичних розробок у галузі біологічної і генетичної безпеки при створен- ні, дослідженні та практичному використанні ГМО в господарських цілях. Завданнями цього Закону є: охорона здоров'я людини і навколишнього природного середовища при здійсненні генетично-інженерної діяльності та поводженні з ГМО; забезпечення права громадян на безпечне використання ГМО; створення умов для безпечного практичного використання ГМО в господарських цілях; визначення прав і обов'язків суб'єктів регулювання при поводженні з ГМО та встановлення їх відповідальності за порушення законодавства; захист громадян у разі заподіяння шкоди їх здоров'ю внаслідок спо- живання ГМО; встановлення правових основ міжнародного співробітництва в галу- зі генетично-інженерної діяльності та поводження з ГМО. Стаття 4. Суб'єкти регулювання. Положення цього Закону застосовуються на території України до юридичних та фізичних осіб, які здійснюють діяльність, пов'язану з по- 48 водженням з ГМО. Юридичні та фізичні особи України та інших держав, а також особи без громадянства рівні у своїх правах та обов'язках, визна- чених цим Законом. Якщо міжнародним договором України, зазначеним у статті 2 цього Закону, встановлено інші правила, ніж передбачені цим Законом, то за- стосовуються правила міжнародного договору. Стаття 5. Сфери діяльності, що підлягають регулюванню під час поводження з ГМО. Регулюванню цим Законом підлягають: генетично-інженерна діяльність, що здійснюється у замкненій сис- темі; генетично-інженерна діяльність, що здійснюється у відкритій сис- темі; державна реєстрація ГМО та продукції, виробленої з їх використан- ням; введення в обіг і подальший обіг ГМО та продукції, виробленої з їх використанням; {Абзац п'ятий статті 5 із змінами, внесеними згідно із Законом N 4441-VI (4441-17) від 23.02.2012} експорт, імпорт та транзит ГМО. Розділ II ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ВИКОНАННЯ ЗАКОНУ Стаття 6. Суб'єкти, що забезпечують виконання цього Закону. Виконання цього Закону забезпечують центральні органи виконав- чої влади та науково-методологічний центр з питань випробувань ГМО у межах своїх повноважень і в порядку, передбаченому законодавством України. {Стаття 6 із змінами, внесеними згідно із Законом N 4441-VI (4441-17) від 23.02.2012} Стаття 7. Повноваження Кабінету Міністрів України. Кабінет Міністрів України: забезпечує державне регулювання і контроль у сфері поводження з ГМО та генетично-інженерної діяльності; 49 забезпечує здійснення заходів щодо державної підтримки генетич- но-інженерної діяльності; спрямовує і координує роботу центральних органів виконавчої вла- ди та інших органів виконавчої влади в галузі поводження з ГМО та ге- нетично-інженерної діяльності; організовує міжнародне співробітництво з метою забезпечення без- печного поводження з ГМО та розвитку наукових знань у цій галузі; затверджує порядок державної реєстрації ГМО (808-2009-п) та про- дукції, отриманої з їх використанням; затверджує порядок ввезення ГМО джерел харчових продуктів, кор- мів і харчових продуктів та кормів, вироблених із ГМО; затверджує порядок надання дозволу на транзитне переміщення ГМО через територію України; затверджує порядок ліцензування генетично-інженерної діяльності у замкненій та відкритій системах; затверджує порядок проведення державної апробації (випробову- вань) ГМО у відкритій системі (808-2009-п) та отримання дозволу на їх проведення; затверджує критерії безпеки поводження з ГМО у замкненій системі; визначає за поданням Національної академії наук України наукову установу, уповноважену на виконання функцій науково-методологічного центру з питань випробувань ГМО; {Статтю 7 доповнено абзацом згідно із Законом № 4441-VI (4441-17) від 23.02.2012}; визначає функції науково-методологічного центру з питань випро- бувань ГМО. {Статтю 7 доповнено абзацом згідно із Законом № 4441-VI (4441-17) від 23.02.2012}. Стаття 8. Повноваження центрального органу виконавчої влади з питань освіти і науки. Центральний орган виконавчої влади з питань освіти і науки: забезпечує розвиток наукового і науково-технічного потенціалу в галузі генетично-інженерної діяльності; забезпечує захист міжнародних і національних патентів та інших видів інтелектуальної власності в галузі поводження з ГМО, генетичної інженерії та генетично-інженерної діяльності; 50 розробляє критерії безпеки поводження з ГМО та генетично- інженерної діяльності у замкнених системах; розробляє та вдосконалює систему контролю за дотриманням пра- вил безпеки генетично-інженерної діяльності; здійснює ліцензування генетично-інженерної діяльності у замкне- них системах; з урахуванням результатів державної екологічної та державної сані- тарно-епідеміологічної експертиз щодо біологічної і генетичної безпеки ГМО, які здійснюються відповідно до міжнародних договорів України, надає дозволи на ввезення незареєстрованих ГМО, якщо вони викорис- товуються виключно для науково-дослідних цілей у замкнених системах та відкритих системах, а також з метою їх державних випробувань. Стаття 9. Повноваження центрального органу державного уп- равління виконавчої влади з питань екології та природних ресурсів. Центральний орган виконавчої влади з питань екології та природ- них ресурсів: здійснює державну екологічну експертизу ГМО, призначених для використання у відкритій системі; на основі наукових принципів та міжнародного досвіду розробляє критерії оцінки ризику потенційного впливу ГМО на навколишнє приро- дне середовище; здійснює державну реєстрацію засобів захисту рослин, отриманих з використанням ГМО; здійснює державний нагляд і контроль за дотриманням заходів біо- логічної і генетичної безпеки щодо біологічних об'єктів природного се- редовища при створенні, дослідженні та практичному використанні ГМО у відкритій системі; надає дозволи на вивільнення ГМО у відкритій системі. Стаття 10. Повноваження центрального органу виконавчої вла- ди з питань охорони здоров'я. Центральний орган виконавчої влади з питань охорони здоров'я: на основі наукових принципів та міжнародного досвіду розробляє критерії оцінки ризику потенційного впливу на здоров'я людини ГМО та 51 продукції, отриманої з використанням ГМО, у тому числі харчових про- дуктів; здійснює державну санітарно-епідеміологічну експертизу ГМО, які використовуються у відкритих системах, для обґрунтування висновку щодо їх біологічної і генетичної безпеки стосовно людини з метою їх державної реєстрації; здійснює державний нагляд і контроль за дотриманням заходів біо- логічної і генетичної безпеки стосовно людини при створенні, дослі- дженні та практичному використанні ГМО у відкритій системі; здійснює державну санітарно-епідеміологічну експертизу продукції, отриманої з використанням ГМО, для обґрунтування висновку щодо її безпечності для здоров'я і життя людини; здійснює державну реєстрацію ГМО джерел харчових продуктів, а також державну реєстрацію харчових продуктів, косметичних засобів, лікарських засобів, які містять ГМО або отриманих з їх використанням; затверджує перелік харчових продуктів, щодо яких здійснюється контроль вмісту ГМО та перелік відповідних методик детекції та іденти- фікації ГМО; здійснює моніторинг харчових продуктів, отриманих із застосуванням ГМО, за критерієм наявності в них тільки зареєстрованих ГМО джерел. Стаття 11. Повноваження центрального органу виконавчої вла- ди з питань аграрної політики. Центральний орган виконавчої влади з питань аграрної політики: забезпечує державну апробацію (випробовування) та державну ре- єстрацію створених на основі ГМО сортів сільськогосподарських рослин, порід тварин, мікробіологічних сільськогосподарських препаратів; {Аб- зац другий статті 11 із змінами, внесеними згідно із Законом № 1804-VI (1804-17) від 19.01.2010} здійснює державний нагляд і контроль за дотриманням заходів біо- логічної і генетичної безпеки щодо сільськогосподарських рослин і тва- рин при створенні, дослідженні та практичному використанні ГМО у від- критих системах на підприємствах, в установах і організаціях агропроми- слового комплексу незалежно від їх підпорядкування і форми власності. 52 {Абзац четвертий статті 11 виключено на підставі Закону № 1804-VI (1804-17) від 19.01.2010} {Абзац п'ятий статті 11 виключено на підставі Закону № 1804-VI (1804-17) від 19.01.2010} {Абзац шостий статті 11 виключено на підставі Закону N 1804-VI (1804-17) від 19.01.2010} Стаття 11-1. Повноваження центрального органу виконавчої влади з питань ветеринарної медицини. Центральний орган виконавчої влади з питань ветеринарної меди- цини: здійснює державну реєстрацію ГМО джерел кормів, кормових доба- вок та ветеринарних препаратів, які містять ГМО або отриманих з їх ви- користанням; затверджує перелік кормів, кормових добавок та ветеринарних пре- паратів, у яких здійснюється контроль вмісту ГМО, та перелік відповід- них методик детекції та ідентифікації ГМО; проводить моніторинг кормів, кормових добавок та ветеринарних препаратів, отриманих з використанням ГМО, за критерієм наявності в них зареєстрованих ГМО джерел. {Розділ II доповнено статтею 11-1 згідно із Законом № 1804-VI (1804-17) від 19.01.2010} Розділ III РЕГУЛЮВАННЯ ПОВОДЖЕННЯ З ГМО ТА ГЕНЕТИЧНО-ІНЖЕНЕРНОЇ ДІЯЛЬНОСТІ У ЗАМКНЕНІЙ СИСТЕМІ Стаття 12. Регулювання генетично-інженерної діяльності в ус- тановах, організаціях та на підприємствах. Генетично-інженерна діяльність у замкненій системі підлягає ліцен- зуванню. Ліцензування такої діяльності здійснюється на підставі оцінки ри- зику при поводженні з ГМО у замкненій системі. Порядок такого ліцензування затверджується Кабінетом Міністрів України за поданням центрального органу виконавчої влади в галузі освіти і науки. 53 Підприємства, установи та організації, які здійснюють генетично- інженерну діяльність (далі – установи), створюють при установі Комісію з біологічної та генетичної безпеки проведення генетично-інженерних робіт (далі – Комісія). Завданням Комісії є проведення попередньої оцін- ки ризику при плануванні та підготовці генетично-інженерних робіт. Типове Положення про Комісію з біологічної та генетичної безпеки проведення генетично-інженерних робіт затверджується центральним органом виконавчої влади з питань освіти і науки. У випадках, коли генетично-інженерна діяльність здійснюється фі- зичними особами або чисельний склад установи не дозволяє сформувати Комісію при установі, то такі особи або установи прикріплюються до од- нієї з існуючих комісій за погодженням з центральним органом виконав- чої влади з питань освіти і науки. Розділ IV РЕГУЛЮВАННЯ ГЕНЕТИЧНО-ІНЖЕНЕРНОЇ ДІЯЛЬНОСТІ У ВІДКРИТІЙ СИСТЕМІ ТА ДЕРЖАВНА РЕЄСТРАЦІЯ ГМО Стаття 13. Вимоги до ГМО та порядок їх вивільнення у навколи- шнє природне середовище з метою апробації (випробовувань). Генетично модифіковані організми, що використовуються у відкри- тій системі, повинні відповідати вимогам біологічної та генетичної без- пеки за умови дотримання передбаченої технології використання. Обов'язковою умовою використання ГМО у відкритій системі є ная- вність методів і методик їх ідентифікації, розроблених за міжнародними стандартами та затверджених в установленому порядку в Україні. Забороняється вивільнення в навколишнє природне середовище ГМО до їх державної реєстрації. До державної реєстрації вивільнення в навколишнє природне сере- довище ГМО можливе тільки з метою державної апробації (випробову- вань). Проведення державної апробації (випробовувань) ГМО у відкритій системі здійснюється виключно на підставі дозволу, який видається цен- тральним органом виконавчої влади з питань екології та природних ре- сурсів. Дозвіл видається одноразово на проведення державної апробації (випробовувань) конкретно визначеного ГМО. 54 Порядок (308-2009-п) отримання такого дозволу та його форма за- тверджуються Кабінетом Міністрів України за поданням центрального органу виконавчої влади з питань екології та природних ресурсів. У до- зволі зазначаються конкретні умови та терміни проведення державної апробації (випробовувань) ГМО. Дозвіл на проведення державних апробацій (випробовувань) ГМО у відкритій системі може бути скасованим у випадках отримання науково обґрунтованої інформації, яка може призвести до переоцінки ризику що- до впливу ГМО на здоров'я людини та навколишнє природне середовище в сторону його підвищення, а також порушення умов дозволу. Стаття 14. Державна реєстрація ГМО та встановлення обмежен- ня щодо їх застосування Державну реєстрацію ГМО та продукції, виробленої з їх застосуван- ням, здійснюють центральні органи виконавчої влади відповідно до по- вноважень, викладених у статтях 8-11-1 цього Закону. {Частина перша статті 14 із змінами, внесеними згідно із Законом № 1804-VI (1804-17) від 19.01.2010}. Центральні органи виконавчої влади ведуть Державні реєстри ГМО та продукції, виробленої з їх застосуванням, розміщують їх на власних офіцій- них веб-сайтах та регулярно публікують у засобах масової інформації. Продукція, яка реєструється у Державних реєстрах ГМО: сорти сільськогосподарських рослин та породи тварин, створені на основі ГМО; засоби захисту рослин, отримані з використанням ГМО; ГМО джерела харчових продуктів, а також харчові продукти, косме- тичні засоби, лікарські засоби, які містять ГМО або отримані з їх викори- станням; ГМО джерела кормів, а також кормові добавки та ветеринарні пре- парати, які містять ГМО або отримані з їх використанням. Державна реєстрація здійснюється строком на п'ять років на безо- платній основі. Перереєстрація здійснюється у тому ж порядку, що і реєстрація. 55 Термін розгляду реєстраційних документів не може перевищувати 120 днів з дня їх подачі, включаючи строки проведення відповідних екс- пертиз. Розмір тарифів на проведення експертиз, які є підставою для держа- вної реєстрації ГМО, та продукції, виробленої з їх застосуванням (1223- 2009-п), затверджуються Кабінетом Міністрів України за поданням від- повідного центрального органу виконавчої влади. У державній реєстрації ГМО та продукції, виробленої з їх застосуван- ням, може бути відмовлено в разі отримання науково обґрунтованої ін- формації щодо їх небезпеки для здоров'я людини або навколишнього природного середовища при використанні за цільовим призначенням. До генетично модифікованих сортів рослин можуть бути застосовані обмеження щодо їх вирощування на землях, перелік яких визначається центральним органом виконавчої влади з питань екології та природних ресурсів. Розділ V ВИКОРИСТАННЯ, ТРАНСПОРТУВАННЯ, ЗБЕРІГАННЯ ТА УТИЛІЗАЦІЯ ГМО Стаття 15. Використання ГМО та вимоги щодо їх відстежуваності {Назва статті 15 із змінами, внесеними згідно із Законом N 4441-VI (4441- 17 ) від 23.02.2012} Забороняється промислове виробництво та введення в обіг ГМО, а також продукції, виробленої із застосуванням ГМО, до їх державної реєстрації. Суб'єкти господарювання, які вперше вводять в обіг продукцію, що містить ГМО або отримана з їх використанням, складають у довільній формі письмову декларацію, в якій в обов'язковому порядку зазначають- ся відомості про суб'єкта господарювання, зазначається інформація, що така продукція містить ГМО або отримана з їх використанням, а також наводиться номер такої продукції у Державному реєстрі ГМО. {Статтю 15 доповнено частиною другою згідно із Законом № 4441-VI (4441-17) від 23.02.2012} 56 Суб'єкти господарювання під час проведення всіх операцій з переда- чі продукції, що містить ГМО або отримана з їх використанням, забезпе- чують надання суб'єктам господарювання, яким вони передають таку продукцію, копії декларації, зазначеної в частині другій цієї статті. {Статтю 15 доповнено частиною третьою згідно із Законом № 4441- VI (4441-17) від 23.02.2012}. Суб'єкти господарювання зобов'язані зберігати протягом п'яти ро- ків з дня передачі продукції, що містить ГМО або отримана з їх викорис- танням, декларацію, зазначену в частині другій цієї статті, або її копію, а також документацію, яка дає змогу ідентифікувати: суб'єкта господарювання, який передав їм відповідну продукцію; суб'єкта господарювання, якому вони передали відповідну продук- цію. {Статтю 15 доповнено частиною четвертою згідно із Законом №4441-VI (4441-17) від 23.02.2012}. Стаття 15-1. Державний контроль за обігом ГМО та продукції, що отримана з використанням ГМО. З метою здійснення державного контролю за обігом ГМО та продук- ції, що отримана з використанням ГМО, центральні органи виконавчої влади, відповідальні за виконання цього Закону, створюють за відповід- ними напрямами мережу випробувальних лабораторій з визначення вмі- сту ГМО у продукції. Положення про мережу випробувальних лабораторій з визначення вмісту ГМО у продукції затверджується Кабінетом Міністрів України. Науково-методична координація діяльності випробувальних лабо- раторій з визначення вмісту ГМО у продукції здійснюється науково- методологічним центром з питань випробувань ГМО. Науково-методологічний центр з питань випробувань ГМО є держа- вною науковою установою, яка: забезпечує одержання та підготовку референтних зразків ГМО і зра- зків контрольних цільових таксонів з метою створення їх колекції, а та- кож їх зберігання, утримання та надання випробувальним лабораторіям для використання в їхній діяльності; 57 забезпечує проведення міжлабораторного порівняння результатів дослідження продукції для визначення в ній вмісту ГМО; здійснює тестування та атестацію в установленому порядку методик ідентифікації ГМО, дає оцінку ефективності таких методик, включаючи відбір зразків (проб) та ідентифікацію трансформаційних подій; проводить арбітражні випробування ГМО на вимогу особи, яка оска- ржує результати попередніх випробувань ГМО. Положення про науково-методологічний центр з питань випробу- вань ГМО затверджується Кабінетом Міністрів України. {Закон доповне- но статтею 15-1 згідно із Законом N 4441-VI ( 4441-17 ) від 23.02.2012}. Стаття 16. Ввезення та транзит ГМО. Забороняється ввезення на митну територію України ГМО, а також продукції, виробленої із застосуванням ГМО, до їх державної реєстрації, за винятком таких, що призначені для науково-дослідних цілей або дер- жавних апробацій (випробовувань). Дозвіл на ввезення ГМО, призначених для науково-дослідних цілей або державних апробацій (випробовувань), надається центральним ор- ганом виконавчої влади з питань освіти і науки в порядку (734-2008-п), встановленому Кабінетом Міністрів України. Дозвіл на ввезення продукції, отриманої з використанням ГМО, при- значеної для науково-дослідних цілей, надається центральними органа- ми виконавчої влади відповідно до їх повноважень, передбачених стат- тями 8-11-1 цього Закону, в порядку, встановленому Кабінетом Міністрів України. {Частина третя статті 16 із змінами, внесеними згідно із Зако- ном № 1804-VI (1804-17) від 19.01.2010}. Ввезення харчових продуктів, косметичних засобів, лікарських засо- бів, кормових добавок та ветеринарних препаратів, які містять ГМО або отримані з їх використанням, для безпосереднього вживання за призна- ченням можливе тільки за умови державної реєстрації відповідних ГМО джерел та переліченої у цій частині продукції. Порядок (734-2008-п) такого ввезення встановлюється Кабінетом Міністрів України. 58 Дозвіл на транзитне переміщення незареєстрованих в Україні ГМО надається центральним органом виконавчої влади з питань екології та природних ресурсів у порядку (423-2009-п), встановленому Кабінетом Міністрів України. Стаття 17. Транспортування, зберігання та утилізація ГМО. Транспортування та зберігання ГМО повинно передбачати здійс- нення комплексу заходів, що попереджують неконтрольоване вивіль- нення ГМО у навколишнє природне середовище. Обліковий матеріал ГМО, одержаний при випробуваннях, непридатні або заборонені до використання ГМО, а також тара від них, підлягають утилізації, знищенню та знешкодженню в порядку, що встановлюється центральним органом виконавчої влади з питань освіти і науки та центра- льним органом виконавчої влади з питань екології та природних ресурсів. Положення цієї статті не стосуються ГМО харчових продуктів та ко- рмів, зареєстрованих відповідно до вимог статті 14 цього Закону. Розділ VI ЗАКЛЮЧНІ ПОЛОЖЕННЯ Стаття 18. Відповідальність за порушення законодавства в галу- зі поводження з ГМО. Порушення вимог цього Закону і прийнятих на його основі норма- тивно-правових актів тягне за собою цивільну, адміністративну, дисцип- лінарну або кримінальну відповідальність згідно із законом. Відповідальність несуть особи, які винні у: приховуванні або перекрученні інформації, що могло спричинити або спричинило загрозу життю та здоров'ю людини чи навколишньому природному середовищу; недотриманні або порушенні вимог стандартів, регламентів, саніта- рних норм і правил використання, транспортування, зберігання, реаліза- ції ГМО; використанні незареєстрованих ГМО або продукції, отриманої з їх використанням (за винятком науково-дослідних цілей); порушенні правил утилізації та знищення ГМО; 59 невиконанні законних вимог посадових осіб, які здійснюють держа- вний нагляд і контроль. Законом може бути встановлена відповідальність і за інші види по- рушень законодавства України в галузі генетично-інженерної діяльності. Стаття 19. Основні вимоги до дозвільної системи у сфері здійс- нення господарської діяльності при поводженні з ГМО. Дозволи на ввезення незареєстрованих ГМО для науково-дослідних ці- лей у замкненій та відкритій системах, а також з метою проведення їх дер- жавних апробацій (випробовувань); на ввезення продукції, отриманої з ви- користанням ГМО, призначеної для науково-дослідних цілей; на транзитне переміщення не зареєстрованих в Україні ГМО; на вивільнення ГМО у відк- ритій системі надаються на безоплатній основі центральними органами ви- конавчої влади відповідно до їх повноважень, передбачених статтями 8-11-1 цього Закону, в порядку, встановленому Кабінетом Міністрів України. {Частина перша статті 19 із змінами, внесеними згідно із Законом № 1804-VI (1804-17) від 19.01.2010}. У видачі дозволу може бути відмовлено в разі отримання науково обґрунтованої інформації щодо їх небезпеки для здоров'я людини або навколишнього природного середовища при використанні за цільовим призначенням. Термін розгляду документів для видачі дозволу не може перевищу- вати 45 днів з дня їх подачі, включаючи строки проведення відповідних експертиз. Розмір тарифів на проведення експертиз, які є підставою для видачі зазначених документів, затверджується Кабінетом Міністрів України за поданням відповідного центрального органу виконавчої влади. Стаття 20. Доступ до інформації щодо поводження з ГМО. Інформація про поводження з ГМО є відкритою і загальнодоступ- ною, за винятком віднесеної законодавством України до конфіденційної та таємної. Інформація щодо потенційного впливу ГМО на здоров'я людини та навколишнє природне середовище не може розглядатися як конфіден- ційна та таємна. 60 Стаття 21. Міжнародне співробітництво. Україна укладає міжнародні договори, бере участь у міжнародному обміні інформацією з метою подальшого розвитку і зміцнення міжнаро- дного співробітництва в галузі біологічної та генетичної безпеки при здійсненні генетично-інженерної діяльності та поводженні з ГМО відпо- відно до чинного законодавства. Стаття 22. Прикінцеві положення. Цей Закон набирає чинності з дня його опублікування. Кабінету Міністрів України: підготувати та подати на розгляд Верховної Ради України пропозиції щодо внесення змін до законів України у зв'язку з прийняттям цього За- кону; привести свої нормативно-правові акти у відповідність із цим Зако- ном; забезпечити перегляд і скасування міністерствами, іншими центра- льними органами виконавчої влади їх нормативно-правових актів, що суперечать цьому Закону. Президент України В. ЮЩЕНКО м. Київ, 31 травня 2007 року № 1103-V 61 КАБІНЕТ МІНІСТРІВ УКРАЇНИ П О С Т А Н О В А від 13 травня 2009 р. № 468 Київ Про затвердження Порядку етикетування харчових продуктів, які містять генетично модифіковані організми або вироблені з їх використанням та вводяться в обіг {Із змінами, внесеними згідно з Постановами КМ № 661 (661-2009-п) від 01.07.2009 № 1408 (1408-2011-п) від 26.12.2011} Відповідно до статті 20 Закону України «Про Кабінет Міністрів Укра- їни» (279-17), статті 15 Закону України «Про захист прав споживачів» (1023-12) та статті 7 Закону України «Про державну систему біобезпеки при створенні, випробуванні, транспортуванні та використанні генетич- но модифікованих організмів» (1103-16) і статті 38 Закону України «Про безпечність та якість харчових продуктів» (771/97-ВР) Кабінет Міністрів України п о с т а н о в л я є: {Вступна частина постанови із змінами, внесеними згідно з Постано- вою КМ № 661 ( 661-2009-п ) від 01.07.2009}. 1. Затвердити Порядок етикетування харчових продуктів, які міс- тять генетично модифіковані організми або вироблені з їх використан- ням та вводяться в обіг, що додається. 2. Ця постанова набирає чинності з 1 липня 2009 року. Прем'єр-міністр України Ю.ТИМОШЕНКО Інд. 33 62 ЗАТВЕРДЖЕНО постановою Кабінету Міністрів України від 13 травня 2009 р. № 468 ПОРЯДОК етикетування харчових продуктів, які містять генетично модифіковані організми або вироблені з їх використанням та вводяться в обіг 1. Цей Порядок визначає вимоги щодо етикетування харчових про- дуктів, які містять генетично модифіковані організми або вироблені з їх використанням та вводяться в обіг в Україні. 2. У цьому Порядку терміни вживаються у такому значенні: харчовий продукт, який містить генетично модифіковані організ- ми – це такий харчовий продукт, який повністю або окремі його склад- ники містять генетично модифіковані організми, вміст яких становить понад 0,9 відсотка; {Абзац другий пункту 2 із змінами, внесеними згідно з Постановою КМ № 661 (661-2009-п) від 01.07.2009} харчовий продукт, вироблений з використанням генетично модифі- кованих організмів – це такий харчовий продукт, який не містить генети- чно модифікованих організмів, але повністю або частково вироблений з використанням сільськогосподарської продукції, вміст генетично моди- фікованих організмів в якій становив понад 0,9 відсотка. {Абзац третій пункту 2 із змінами, внесеними згідно з Постановою КМ № 661 (661- 2009-п ) від 01.07.2009} Інші терміни вживаються у значенні, наведеному в Законах України «Про захист прав споживачів» (1023-12), «Про безпечність та якість хар- чових продуктів» (771/97-ВР), «Про державну систему біобезпеки при створенні, випробуванні, транспортуванні та використанні генетично модифікованих організмів» (1103-16). 3. Етикетування харчових продуктів, які містять генетично модифі- ковані організми обсягом понад 0,9 відсотка або вироблені із сільського- сподарської продукції, вміст генетично модифікованих організмів у якій становить понад 0,9 відсотка, повинне проводитися їх виробником (пос- тачальником) із зазначенням відповідної інформації. 63 У переліку складників харчового продукту після найменування кож- ного з тих, що містять генетично модифіковані організми чи вироблені з їх використанням, у дужках виконується напис «(генетично модифікова- ний)», «(містить генетично модифікований організм)» або «(вироблений з генетично модифікованого організму)» із зазначенням найменування організму або до кожного такого складника робиться відповідна вино- ска. Напис виконується таким самим шрифтом, що і перелік складників. Для харчових продуктів, що містять один складник, напис «(генети- чно модифікований)», «(містить генетично модифікований організм)» або «(вироблений з генетично модифікованого організму)» із зазначен- ням найменування організму виконується на етикетці шрифтом розміру не менш як 2 міліметри. {Пункт 3 Порядку в редакції Постанови КМ № 661 (661-2009-п) від 01.07.2009}. 4. Етикетування харчових продуктів, які містять генетично модифі- ковані організми або вироблені з їх використанням і реалізуються без упаковки або з упаковкою, найбільша площа поверхні якої становить менш як 10 кв. сантиметрів, здійснюється продавцем шляхом простав- лення відповідної позначки згідно з пунктом 3 цього Порядку на ярликах поряд з назвою харчового продукту або на пакувальному матеріалі шри- фтом розміру не менш як 2 міліметри. {Пункт 4 Порядку із змінами, внесеними згідно з Постановою КМ № 661 (661-2009-п) від 01.07.2009}. 5. Етикетування харчових продуктів, які не містять генетично мо- дифіковані організми або вміст яких становить менш як 0,1 відсотка, може бути здійснено добровільно з виконанням напису «Без ГМО». {Пункт 5 Порядку із змінами, внесеними згідно з Постановами КМ № 661 (661-2009-п) від 01.07.2009, № 1408 (1408-2011-п) від 26.12.2011}. 6. Харчові продукти, які містять генетично модифіковані організми обсягом понад 0,9 відсотка або вироблені із сільськогосподарської про- дукції, вміст генетично модифікованих організмів у якій становить по- над 0,9 відсотка, на яких не виконано відповідний напис згідно з цим По- рядком, підлягають вилученню з обігу. {Пункт 6 Порядку в редакції Постанови КМ № 661 (661-2009-п) від 01.07.2009}. 64 КАБІНЕТ МІНІСТРІВ УКРАЇНИ П О С Т А Н О В А від 18 лютого 2009 р. № 114 Київ Про затвердження Порядку державної реєстрації генетично модифікованих організмів джерел харчових продуктів, а також харчових продуктів, косметичних та лікарських засобів, які містять такі організми або отримані з їх використанням Кабінет Міністрів України п о с т а н о в л я є: 1. Затвердити Порядок державної реєстрації генетично модифікова- них організмів джерел харчових продуктів, а також харчових продуктів, косметичних та лікарських засобів, які містять такі організми або отри- мані з їх використанням (додається). 2. Ця постанова набирає чинності з 1 червня 2009 року. Прем'єр-міністр України Ю.ТИМОШЕНКО Інд. 28 ЗАТВЕРДЖЕНО постановою Кабінету Міністрів України від 18 лютого 2009 р. N 114 ПОРЯДОК державної реєстрації генетично модифікованих організмів джерел харчових продуктів, а також харчових продуктів, косметичних та лікарських засобів, які містять такі організми або отримані з їх використанням 1. Цей Порядок визначає процедуру державної реєстрації генетично модифікованих організмів джерел харчових продуктів, а також харчових продуктів, косметичних та лікарських засобів, які містять такі організми або отримані з їх використанням (далі – продукція). 65 2. У цьому Порядку терміни вживаються у значенні, наведеному у Законі України «Про державну систему біобезпеки при створенні, випро- буванні, транспортуванні та використанні генетично модифікованих ор- ганізмів» (1103-16). 3. Державну реєстрацію продукції проводить МОЗ. 4. Для державної реєстрації продукції юридична або фізична особа (далі – заявник) подає до МОЗ заяву, в якій зазначається: загальноприйнята назва продукції; торговельне найменування генетично модифікованих організмів мовою держави виробника, англійською та українською мовами; призначення, види і способи застосування продукції; найменування/прізвище, ім'я та по батькові заявника із зазначен- ням місцезнаходження, місця проживання, телефону, телефаксу і елект- ронної адреси; для іноземного заявника, крім того, – реєстраційного но- мера, для вітчизняного – коду згідно з ЄДРПОУ; найменування/прізвище, ім'я та по батькові виробника продукції із зазначенням місцезнаходження, місця проживання, телефону, телефаксу і електронної адреси; для іноземного виробника, крім того, – реєстрацій- ного номера, для вітчизняного – коду згідно з ЄДРПОУ. До заяви додаються: висновок державної санітарно-епідеміологічної, а у разі, коли про- дукція містить генетично модифіковані організми або їх частини, здатні до самовідтворення або передачі спадкових факторів, також державної екологічної експертизи; відомості про результати експертизи реєстраційних матеріалів (ре- єстраційного досьє) на лікарський засіб та контролю його якості, прове- дених у визначеному МОЗ порядку. Відповідальність за достовірність зазначених документів несе заяв- ник. Заборонено вимагати від заявника документи, не передбачені цим пунктом. У разі неналежного оформлення документів або подання їх не у пов- ному обсязі МОЗ відмовляє у прийнятті документів, про що у письмовій 66 формі повідомляє заявникові в десятиденний строк після їх надходжен- ня із зазначенням конкретної причини відмови. Заявник може повторно подати належним чином оформлені доку- менти. 5. Підставою для відмови у державній реєстрації продукції є: негативні висновки державної екологічної та/або санітарно- епідеміологічної експертизи продукції; негативні результати експертизи реєстраційних матеріалів (реєст- раційного досьє) на лікарський засіб та контролю його якості; надходження науково обґрунтованої інформації щодо небезпеки продукції для здоров'я людини або навколишнього природного середо- вища у разі використання за цільовим призначенням. Строк розгляду документів, поданих для державної реєстрації, не повинен перевищувати 120 днів з дати їх надходження, включаючи строк проведення державної екологічної та/або санітарно- епідеміологічної експертизи. 6. Державна реєстрація проводиться безоплатно на п'ятирічний строк шляхом внесення продукції до Державного реєстру генетично мо- дифікованих організмів джерел харчових продуктів, а також харчових продуктів, косметичних та лікарських засобів, які містять генетично мо- дифіковані організми або отримані з їх використанням (далі – Реєстр). Перереєстрація продукції проводиться у порядку, встановленому для реєстрації. 7. Інформація, яка міститься в документах, що подаються для держа- вної реєстрації продукції, є конфіденційною і не може бути розголошена чи використана в інтересах третьої сторони без згоди заявника. 8. Реєстр ведеться за формою, затвердженою МОЗ. 9. Інформація, що міститься в Реєстрі, розміщується на офіційному веб-сайті МОЗ, систематично публікується в засобах масової інформації та надається безоплатно на запит юридичних і фізичних осіб. 10. У разі виявлення під час здійснення державного екологічного та/або санітарно-епідеміологічного нагляду і контролю або проведення 67 передбаченого законом моніторингу раніше невідомих властивостей продукції, небезпечних для здоров'я людини та/або для біологічних об'- єктів природного середовища, МОЗ і Мінприроди приймають протягом 10 днів у межах своїх повноважень рішення про призначення повторної державної екологічної та/або санітарно-епідеміологічної експертизи продукції. Таке рішення також приймається у разі надходження інфор- мації, зазначеної в абзаці четвертому пункту 5 цього Порядку. Якщо оформлено негативний висновок повторної експертизи, МОЗ приймає рішення про скасування державної реєстрації продукції та ви- ключення її з Реєстру, про що у десятиденний строк повідомляє у пись- мовій формі заявникові. Зазначене рішення може бути оскаржено в установленому порядку. 68 ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 4 ТЕМА: ТЕХНОЛОГІЧНА БІОЕНЕРГЕТИКА Мета: ознайомитися з особливостями отримання етанолу та біогазу біологічними шляхами. ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ 1. БІОМЕТАНОГЕНЕЗ Біометаногенез, або метанове «бродіння» – процес перетворення бі- омаси в енергію. Біогаз являє собою суміш з 65-75% метану і 20-35% вуг- лекислоти, а також незначних кількостей сірководню, азоту, водню. Не- очищений біогаз використовують у побуті для обігріву помешкань і при- готування їжі, а також застосовують в якості палива в стаціонарних установках, що виробляють електроенергію. Такий газ можна транспор- тувати і використовувати (після попереднього очищення) в якості паль- ного для двигунів внутрішнього згорання. Очищений біогаз аналогічний природному газу. Деструкцію органічної маси та утворення кислот викликає асоціація облігатних та факультативних анаеробних організмів: Enterobacteriaceae, Lactobacillaceae, Streptococcaceae, Clostridium. Активну роль у деструкції органічної маси відіграють целюлозоруй- нуючі мікроорганізми, так як рослинні біомаси, що залучаємо до процесу біометаногенезу, характеризуються високим вмістом целюлози. У пере- творенні органічних кислот в оцтову істотну роль відіграють ацетоге- ни – спеціалізована група анаеробних бактерій. Головними у метановому синтезі є власне метаноутворюючі бактерії (архебактерії). Субстратами для реалізації цих реакцій є водень і вугле- кислота, а також окис вуглецю і вода, мурашина кислота, метанол та ін. У процесах метаногенезу можна переробити найрізноманітнішу си- ровину – різну рослинну біомасу, включаючи відходи деревини та неїсті- вні частини сільськогосподарських рослин, відходи переробної промис- 69 ловості, спеціально вирощені культури (водяний гіацинт, гігантські бурі водорості). У практичних цілях для отримання біогазу використовуються особ- ливі водонепроникні цистерни (дайджестери), в яких бродіння біомаси відбувається при нейтральних рН (проти закислення використовується вапно) і при температурах вище +40 °С (а іноді, при роботі високопроду- ктивних штамів бактерій – при 50-60 °С). Зазвичай в цих умовах навіть без застосування особливих бактерій тривалість переробки гною великої рогатої худоби становить 2-4 тижні, рідкі ж відходи свиней зброджують за 10 днів. 2. ОТРИМАННЯ СПИРТУ Етиловий спирт є прекрасним екологічно чистим пальним для дви- гунів внутрішнього згоряння. Заміна дефіцитного бензину іншими ви- дами пального є актуальною проблемою сьогодення. Особливо гостро питання стоїть в країнах Америки та Західної Європи. Використання чис- того етанолу або в суміші з бензином (газохол) істотно знижує забруд- нення навколишнього середовища відпрацьованими газами, так як при згорянні етанолу утворюються тільки вуглекислота і вода. Сировиною для процесів спиртового бродіння можуть бути різномані- тні біомаси, включаючи кромальвмісні (зерно, картопля), цукровмісні ма- теріали (меляса, відходи деревопереробної промисловості), а також біомаса спеціально вирощених прісноводних і морських рослин і водоростей. Процес складається з декількох стадій, що включають підготовку сировини, процес бродіння, відгін і очищення спирту, денатурацію, пере- робку кубових залишків. Етиловий спирт зазвичай отримують з гексоз в процесах бродіння, що викликаються бактеріями (Zymomonas mobilis, Z. anaerobica, Sarcina ventriculi), клостридії (Clostridium thermocellum) і дріжджами (Saccharomyces cerevisiae). Для заміни бензину як пального використовувався чистий (99%) ета- нол, обводнений етанол (94%), суміш його з бензином: бензо-етанол (ета- нол 20% і 80% бензину), газохол (6-9 частин бензину і 1 частина спирту). Остання суміш пропонувалася на 800 станціях обслуговування США. 70 В даний час розроблені види і штами мікроорганізмів, що працюють при температурі 65-75 °С, за допомогою яких можна отримати етиловий спирт та інші продукти практично з усіх видів органічних відходів сіль- ського господарства, лісової промисловості, цукрових заводів. Зараз ве- деться робота зі зниження енерговитрат при отриманні етанолу – най- більш екологічно чистого виду палива. Робота №1. Метод отримання етанолу з продуктів рослинництва. Матеріали та обладнання: 1) бутель для зброджування продуктів, що містять вуглеводи, з пробкою і відвідною трубкою; 2) склянка; 3) круглодонна колба; 4) шліфи; 5) скляний спіралевидний охолоджувач; 6) приймальна колба; 7) лійка; 8) піщана лазня; 9) електроплитка із закритою спіраллю; 10) терка; 11) марля; 12) випарна чашка; 13) цукрові буряки, картопля, цукор, дріжджі. Заздалегідь готують закваску з дріжджів і невеликої кількості цукру і борошна. Можна використовувати «дикі дріжджі», які містяться на не- митих ягодах (особливо на винограді). Хід роботи 1 спосіб. Очищений цукровий буряк подрібнюють на тертці. Через подвійний шар марлі вичавлюють сік, який наливають в бутель на 2/3 її місткості, додають закваску із дріжджів і щільно закривають пробкою з відвідною трубкою (процес анаеробний), кінець якої опускають у склянку з водою (рис. 1). Вся система ставиться в тепле місце (краще при температурі 36- 71 40 °С). Зброджування починається через кілька годин, про що свідчить утворення піни і бульбашків газу, що надходять в склянку з водою. Посу- дину з піною два-три рази перемішують. Припинення виділення піни і вуглекислого газу свідчить про закінчення процесу бродіння. Дріжджі при цьому осідають на дно, рідина світлішає. 2 спосіб. Беруть 150 г цукру і 100 г очищеного і подрібненої на тертці картоплі, 10 г дріжджів. Все розводять в 1 л води з температурою 36-37 °С і поміща- ють в закриту пляшку з відвідною трубкою, як і в попередньому досліді. Перегонка. Після закінчення зброджування через сифон (можна використовува- ти гумову трубку) рідину переливають в круглодонную колбу без пере- мішування осаду; колбу наповнюють на 1/2-2/3 ємності. Рис. 1. Схема отримання етанолу: А – бродіння соку з продуктів (цукрового буряка, картоплі тощо): 1 – сік, 2 – вода, 3 – скляна трубка, 4 – резиновий шланг; Б – перегонка спирту з перебродившого соку: 1 – колба з соком, 2 – скляний перехідник зі шліфом, 3 – охолоджувач з відводом води, 4 – скляна трубка, 5 – колба-приймач етанолу Колбу ставлять на піщану баню електроплитки із закритою спі- раллю. До колби через шліфи приєднують охолоджувач, в сорочці якого циркулює холодна вода для конденсації парів спирту, краплі якого капа- ють в приймальну колбу з лійкою. Остання запобігає випаровуванню спирту з колби (рис. 1). Після того, як набереться невелика кількість спирту, його виливають у випарну чашку. Спирт виявляється органолеп- 72 тично – за запахом, на смак і за характерним блакитним горінням після його підпалювання у випарній чашці. Для очищення отриманого етанолу від домішок (інші типи спиртів, сивушні масла) в нього додають активоване вугілля марки БАУ (березове активоване вугілля) і витримують кілька діб, після чого фільтрують че- рез подвійний складчастий фільтр. Вугілля легко отримати шляхом спа- лювання березових дров. Розпечені вугілля перекладають щипцями в чавунну ємність, де охолоджують без доступу повітря. Потім вугілля по- дрібнюють до розміру 2-5 мм. Робота № 2. Отримання біогазу з органічних залишків. Матеріали та обладнання: 1) колба на 750-1000 мл або пластмасова бутель; 2) пробка гумова з вивідною скляною трубкою; 3) гумова трубка зі скляним перехідником з діаметром, відповідним по- судині для збору газу; 4) гумовий балон (можна застосувати розтягнуту камеру гумової кульки); 5) термостат; 6) органічна маса, що містить багато вуглеводів: відходи цукрових буря- ків, картоплі, листя, відходи злаків; 7) високогумусний природний ґрунт. Хід роботи У колбу або пластмасову бутель завантажують подрібнену біомасу, кожен шар злегка присипають гумусним ґрунтом, заливають теплою від- стоєною водою (без хлору) у співвідношенні 1:1 за об'ємом, що повинно відповідати загальній концентрації твердих речовин 8-11% по масі. Як- що біомаса кисла, додають трохи вапна або крейди для нейтралізації. Бі- омаса з водою повинна не доходити до верху колби на 5-6 см. Колбу щільно закривають гумовою пробкою з відвідною скляною трубкою, кі- нець якої в колбі розташовується над водою (для виходу газу). До скля- ної трубки приєднують гумову, яка через скляний перехідник з'єднуєть- ся з м'яким балоном для приймання газу (рис. 2). Герметичність всіх з'єднань і пробки з колбою забезпечується пластмасовою ізолентою. Си- стема ставиться в термостат при +40° С. 73 Виділення газу простежується протягом 1-4 тижнів за наповненням гумової камери. Перші порції газу слід спустити, так як він змішаний з киснем повітря і при підпалюванні може відбутися невеликий вибух. На- копичений в гумовій камері газ (що видно за наповненням балону) ізо- люють від колби лабораторним затискачем, під'єднують довгу скляну трубку і на кінці її підпалюють газ, послабивши затиск. Вищевказаний метод отримання біогазу можна випробувати для утилізації відходів в особистих господарствах, на дачах, побудувавши дайджестер з цегли, цементу, глини і обклавши його товстим шаром чо- рнозему; останній сприятиме більшому нагріванню ємності та ізоляції від нічного охолодження. Рис. 2. Змонтована камера для отримання біогазу: 1 – колба; 2 – біомаса, залита водою; 3 – пробка; 4 – скляна трубка; 5 – гумова трубка з затискачем; 6 – розтягнутий гумовий балон для збору газу. КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ 1. Які групи мікроорганізмів здійснюють процес спиртового бродіння? 2. Яка тривалість циклу? 3. Яка кінцева концентрація спирту? 4. Де використовуються побічні продукти спиртового бродіння? 5. У яких природоохоронних спорудах здійснюється поховання відходів? 6. Як влаштований полігон для захоронення відходів? 7. Вкажіть газовий склад біогазу. 8. Яка сировина використовується для отримання біогазу? 9. Як здійснюється промислове виробництво біогазу? Які умови необ- хідні? 74 ПРАКТИЧНА РОБОТА № 7-8 ТЕМА: НАНОНАУКА ТА НАНОБІОТЕХНОЛОГІЯ Мета: з’ясувати особливості мікроклонального розмноження, його значення та переваги. Обладнання: відеопрезентації, роздатковий матеріал. Завдання 1. З’ясувати основні напрямки нононауки (за допомо- гою додаткової літератури, Інтернет-ресурсів). Запишіть у зошит. Завдання 2. Пригадайте і запишіть основні переваги нанопрепа- ратів, що використовуються в медицині перед традиційними. Завдання 3. За допомогою Інтернет джерел підготуйте відео презентації на тему: 1. Використання бактерій в нанотехнологіях. 2. Нанотехнології на основі вірусів. 3. Наноконструкції на основі ДНК та білків. 4. Застосування нанобіотехнологій в медицині. 5. Проблема безпеки наноматеріалів і нанотехнологій. 6. Функціональне призначення наноструктур стопи гекону. 7. Надгідрофобні поверхні та «лотос-ефект». 8. Структура та функціонування молекулярних наномоторів. 9. Фотонні наноструктури: розповсюдженість у природі та застосування у нанобіології. 10. Нанобіологія та біоміметика у остеології, ортопедії й стоматології. 11. Використання іонних каналів у нанобіології. 12. Магнітні наночастинки у біологічних системах. 13. Природні гібридні нанокомпозити та біоміметика. 75 КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ 1. Що таке нанонаука, нанобіотехнологія? 2. Назвіть основні напрямки нанонауки. 3. Пригадайте історію виникення нанотехнологій. 4. Які основні види синтетичних наноматеріалів ви знаєте? 5. Які переваги нанопрепаратів, що розробляються в наномедицині пе- ред традиційними? 76 СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ 1. Біотехнологія: підручник / В.Г. Герасименко, М.О. Герасименко, М.І. Цвіліховсь- кий та ін.; під заг. ред. В.Г. Герасименка. Київ: Фірма «ІНКОС», 2006. 647 с. 2. Влізло В.В., Іскра Р.Я., Федорук Р.С. Нанобіотехнології. сучасність та перспективи розвитку. Біологія тварин. 2015. Вип. 7 (4). С. 18-29. 3. Гаркава К.Г., Косоголова Л.О., Карпов О.В., Ястремська Л.С. Біотехнологія. Вступ до фаху : навч. посіб. 2-е вид., стер. Київ: НАУ, 2017. 296 с. 4. Завражна О.М., Пасько О.О., Салтикова А.І. Основи нанотехнологій: навчально- методичний посібник для вчителів та студентів педагогічних університетів. Су- ми: Вид-во СумДПУ імені А.С. Макаренка, 2016. 184 с. 5. Іншина Н.М. Біотехнологія. Суми: Видавництво СумДПУ ім. А.С. Макаренка, 2009. 171 с. 6. Каратєєва О.І., Юлевич О.І. Загальна біотехнологія: курс лекцій для здобувачів (короткого циклу) рівня вищої освіти ОПП «Біотехнології та біоінженерія» спеці- альності 162 «Біотехнології та біоінженерія» денної форми здобуття вищої осві- ти. Миколаїв: МНАУ, 2022. 107 с. 7. Мартиненко О.І. Методи молекулярної біотехнології: лабораторний практикум. Київ: Академперіодика, 2010. 232 с. 8. Молекулярна генетика та технології дослідження геному: навч. посіб. / М.І. Гиль, О.Ю. Сметана, О.І. Юлевич [та ін.]; за ред. професора М.І. Гиль. Миколаїв: МНАУ, 2014. 280 с. 9. Пирог Т.П., Антонюк М.М., Скроцька О.І., Кігель Н.Ф. Харчова біотехнологія: підру- чник. Київ: Ліра-К, 2016. 408 с. 10. Пляцук Л.Д., Черниш Є.Ю. Екологічна біотехнологія: принципи створення біотех- нологічних виробництв: навчальний посібник. Суми: Сумський державний уні- верситет, 2018. 293 с. 11. Сиволоб А.В. Молекулярна біологія: підручник. Київ: Видавничо-поліграфічний центр Київський університет, 2008. 384 с. 12. Трохимчук І.М., Плюта Н.В., Логвиненко І.П., Сачук Р.М. Біотехнологія з основами екології: навчальний посібник. Київ: Видавничий дім «Кондор», 2019. 304 с. 77 Міністерство освіти і науки України Кам’янець-Подільський національний університет імені Івана Огієнка НАВЧАЛЬНЕ ЕЛЕКТРОННЕ ВИДАННЯ ГРИГОРЧУК Інна Дмитрівна, кандидат біологічних наук, доцент кафедри біології та екології Кам’янець-Подільського національного університету імені Івана Огієнка КОЛОДІЙ Валентина Анатоліївна, кандидат біологічних наук, старший викладач кафедри біології та екології Кам’янець-Подільського національного університету імені Івана Огієнка МЕТОДИЧНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ ДО ВИКОНАННЯ ПРАКТИЧНИХ ТА ЛАБОРАТОРНИХ РОБІТ З ДИСЦИПЛІНИ «БІОТЕХНОЛОГІЯ З ОСНОВАМИ НАНОТЕХНОЛОГІЇ» ЕЛЕКТРОННЕ ВИДАННЯ Підписано 25.04.2024. Формат 60х84/16. Гарнітура «Cambria». Об’єм даних 1,58 Мб. Обл.-вид. арк. 3,2. Зам. № 1103. Кам’янець-Подільський національний університет імені Івана Огієнка, вул. Огієнка, 61, м. Кам’янець-Подільський, 32300. Свідоцтво серії ДК № 3382 від 05.02.2009 р. Виготовлено в Кам’янець-Подільському національному університеті імені Івана Огієнка, вул. Огієнка, 61, м. Кам’янець-Подільський, 32300.