Inhoud
- Natuurlijke biologische processen
- Eenvoudige biotechnologieprojecten
- Biotechnology Science Fair Projects
Biotechnologie maakt gebruik van biologische systemen voor de productie of verwerking van praktische producten. Het gebruik van gist om brood en kaas te maken kan als vroege biotechnologie worden beschouwd, maar moderne biotechnologie begon met de ontwikkeling van recombinant-DNA en gensplitsing. Van gen-splitsing tot genetisch gemodificeerde organismen tot gentherapie, toepassingen van biotechnologie reiken nu verder dan alleen geneeskunde, maar ook in informatiesystemen, industriële toepassingen en landbouw. Deze velden bieden veel potentiële onderwerpen over biotechnologieprojecten voor studenten.
Natuurlijke biologische processen
Biotechnologie profiteert van de vele aanpassingen van de natuur. Gist en andere micro-organismen zetten bijvoorbeeld melk om in kaas. Enzymen veranderen het ene materiaal in het andere. Katalysatoren veroorzaken reacties zonder deel te nemen aan de reactie. Vuurvliegjes, dinoflagellaten, kwallen en sommige schimmels gebruiken allemaal bioluminescent licht, dat licht genereert door chemische reacties in plaats van elektriciteit. Planten gebruiken biologische gifstoffen om concurrentie om water, bodem en ruimte te voorkomen.
Eenvoudige biotechnologieprojecten
Deze eenvoudige biotechnologieprojecten bieden kansen om enkele biotechnologietechnieken te verkennen.
Maak ambachtelijke kaas, yoghurt, azijn of brood met behulp van traditionele of eigentijdse methoden. Bouw voort op deze technologieën om het product te verbeteren.
Test voedingsmiddelen op melksuikers (lactose) met behulp van het enzym lactase om te testen op glucose, een bijproduct van de lactasereactie met lactose. Glucoseteststrips lezen de hoeveelheid glucose, die terugkomt op de hoeveelheid lactose in de oplossing. Test met deze techniek een verscheidenheid aan voedingsmiddelen op melksuiker, vooral voedingsmiddelen die als zuivelvrij zijn geëtiketteerd.
Gebruik gelatine als versheidstest in ananas. Een enzym in ananas voorkomt dat de eiwitten in gelatine uitharden. Het koken of verwerken van ananas vernietigt dit enzym. Als gelatine hard wordt nadat ananas is toegevoegd, is de ananas niet vers.
Extract kleurstoffen voor planten en gebruik als kunstverven of om stoffen te verven. Veel van deze kleurstoffen vervagen of spoelen snel uit, en daarom zijn moderne verven meestal op aardoliebasis. Wat kan er gedaan worden om kleurstoffen voor planten te verbeteren of te "repareren"?
Extraheer DNA uit plantaardig materiaal. Er bestaan verschillende methoden, van eenvoudige extractie om het DNA te bekijken tot complexere elektroforese om DNA in stukken te scheiden. Vergelijking van het patroon van stukken maakt identificatie van DNA mogelijk.
Splits bioluminescente genen in een in de handel verkrijgbare kit in goedaardige bacteriën om glow-in-the-dark-bacteriën te creëren.
Biotechnology Science Fair Projects
Science fair-projecten vereisen het verkennen en experimenteren om een vraag te evalueren die geen antwoord heeft dat je eenvoudig kunt onderzoeken. Zelfs een negatieve uitkomst is acceptabel, zolang de wetenschappelijke methodologie en analyse juist zijn. Beginnen met een bekende methode en verder verkennen biedt veel mogelijkheden voor biotechnologie-projectonderwerpen voor studenten.
Voedselbiotechnologie Projectonderwerpen
Hoe kunnen traditionele technieken voor het maken van kaas, yoghurt, brood of azijn worden gebruikt in andere toepassingen?
Gebruik de lactose-lactase-reactie als uitgangspunt. Hoe anders zou deze reactie kunnen worden gebruikt? Melkplastic is een hernieuwbaar, biologisch afbreekbaar product. Kan melkplastic worden verbeterd voor commercieel gebruik en vervolgens biologisch worden afgebroken met lactase?
Enzymen kunnen worden gebruikt om algen of plantmateriaal om te zetten in biobrandstoffen. Kan het ananasenzym voor dit proces worden gebruikt? Welke andere enzymen kunnen worden gebruikt? Welke andere enzymprocessen kunnen worden gedaan met vers ananassap?
Landbouwbiotechnologie Projectonderwerpen
Het gebruik van biotechnologie in de landbouw heeft te maken gehad met veel weerstand vanwege zorgen over het feit dat genetisch gemodificeerde organismen (GGO's) het milieu binnendringen en ook potentiële langetermijneffecten op degenen die GGO-voedsel eten. De meeste voedselgewassen en dieren zijn echter al aangepast door selectief fokken. Veel agrarische biotechnologieprojecten richten zich op het verhogen van de opbrengst, het verminderen van de afhankelijkheid van pesticiden en het betreden van moeilijkere omgevingen. Projecten in de landbouwbiotechnologie bieden een scala aan mogelijkheden. Er zijn echter zeer strikte, eerlijke regels voor het gebruik van dieren vanwege zorgen over de ethische behandeling van die dieren.
Niet alle katoenplanten produceren wit katoen. Gebruik selectief fokken om natuurlijk voorkomend gekleurd katoen te verbeteren. Of gebruik genisolatie en selectie om het proces te versnellen. Gebruik misschien gensplitsing om bioluminescente kleur aan het witte katoengenoom te introduceren.
Isoleer het natuurlijke insectenwerende middel dat in veel planten voorkomt. Creëer een milieuvriendelijk insectenwerend middel. Kan dit product in verf worden gebruikt om binnendringen van termieten te voorkomen? Of ontwikkel een veilig alternatief voor chemische middelen voor mensen, huisdieren of huizen. Kunnen de genen voor deze natuurlijke insectenwerende middelen in genen worden gesplitst in andere planten om de insectweerstand te verhogen zonder de opbrengst of kwaliteit van het gewas in gevaar te brengen? Test de veiligheid van deze natuurlijke alternatieven.
Gebruik gensplitsing om de bloemproductie of gewasopbrengst te verhogen.
Bepaalde virussen veroorzaakten strepen en variaties in tulpen en lelies, maar vernietigden gedurende meerdere generaties de bollen. Bladluizen dragen deze virussen van plant tot plant. Moderne gestreepte tulpen werden ontwikkeld met behulp van selectieve veredeling. Kunnen de met virus geïnfecteerde tulpen worden gekruist of genetisch worden gemodificeerd om de variaties te handhaven zonder de bollen te vernietigen of andere tulpen te besmetten?
Biotechnologie Projectonderwerpen Bioluminescentie gebruiken
Natuurlijk bieden bioluminescente planten en dieren een scala aan interessante mogelijkheden die de commerciële markt nog niet hebben bereikt.
Enkele ideeën van Popular Mechanics zijn bioluminescent snoep en drankjes, straatnaambordverlichting en bioluminescente bomen, "slimme" voedingsmiddelen waarvan de bioluminescente kleuren veranderen in reactie op de gezondheid van de plant, testen van de waterkwaliteit, medische tracers en markeerlichten voor helikopters. Hoewel dit niet allemaal praktisch kan zijn als biotechnologieprojecten voor middelbare scholieren, biedt het veranderen hiervan enigszins mogelijkheden. Bijvoorbeeld, in plaats van bioluminescente bomen, misschien bioluminescent gras om trottoirs te lijnen of bioluminescente markeringen voor trappen. Hoewel zorgen over GGO's de markt voor bioluminescent snoep of drankjes kunnen beperken, kunt u bioluminescente materialen in de isolatielaag tussen heldere lagen in een beker gebruiken, zodat de beker gloeit.
Een andere mogelijkheid betreft kunst. Extraheer verschillende bioluminescente kleuren en neem de kleuren op in bloemen of andere planten. Splits de genen in planten om een andere dimensie toe te voegen aan natuurlijke kleurstoffen en verven.