Contenido
- Procesos biológicos naturales
- Proyectos simples de biotecnología
- Proyectos de la feria de ciencias biotecnológicas
La biotecnología utiliza sistemas biológicos para fabricar o procesar productos prácticos. El uso de levadura para hacer pan y queso podría considerarse biotecnología temprana, pero la biotecnología moderna comenzó con el desarrollo de ADN recombinante y la unión de genes. Desde el empalme genético hasta los organismos genéticamente modificados y la terapia génica, las aplicaciones de la biotecnología ahora se extienden más allá de la medicina a los sistemas de información, aplicaciones industriales y agricultura. Estos campos ofrecen muchos temas potenciales de proyectos de biotecnología para estudiantes.
Procesos biológicos naturales
La biotecnología aprovecha la naturaleza de muchas adaptaciones. La levadura y otros microorganismos transforman la leche en queso, por ejemplo. Las enzimas cambian un material a otro. Los catalizadores desencadenan reacciones sin participar en la reacción. Las luciérnagas, los dinoflagelados, las medusas y algunos hongos usan luz bioluminiscente, que genera luz a través de reacciones químicas en lugar de electricidad. Las plantas usan venenos biológicos para evitar la competencia por el agua, el suelo y el espacio.
Proyectos simples de biotecnología
Estos proyectos simples de biotecnología brindan oportunidades para explorar algunas técnicas de biotecnología.
Crea queso, yogurt, vinagre o pan artesanales utilizando métodos tradicionales o contemporáneos. Aproveche estas tecnologías para mejorar el producto.
Pruebe los alimentos en busca de azúcares de la leche (lactosa) utilizando la enzima lactasa para evaluar la glucosa, un subproducto de la reacción de la lactasa con lactosa. Las tiras reactivas de glucosa leen la cantidad de glucosa, que se relaciona con la cantidad de lactosa en la solución. Usando esta técnica, pruebe una variedad de alimentos para el azúcar de la leche, especialmente los alimentos etiquetados como sin lácteos.
Use gelatina como prueba de frescura en la piña. Una enzima en la piña evita que las proteínas en la gelatina se acumulen. Cocinar o procesar la piña destruye esta enzima. Si la gelatina se deposita después de agregar la piña, la piña no está fresca.
Extraiga tintes vegetales y utilícelos como pinturas artísticas o para teñir telas. Muchos de estos tintes se desvanecen o se lavan rápidamente, por lo que las pinturas modernas generalmente están basadas en petróleo. ¿Qué se puede hacer para mejorar o "arreglar" los tintes vegetales?
Extraer ADN de materiales vegetales. Existen varios métodos, desde la simple extracción para ver el ADN hasta la electroforesis más compleja para separar el ADN en pedazos. La comparación del patrón de piezas permite la identificación del ADN.
Usando un kit comercialmente disponible, empalme genes bioluminiscentes en bacterias benignas para crear bacterias que brillan en la oscuridad.
Proyectos de la feria de ciencias biotecnológicas
Los proyectos de la feria de ciencias requieren explorar y experimentar para evaluar una pregunta que no tiene una respuesta que simplemente pueda investigar. Incluso un resultado negativo es aceptable, siempre que la metodología científica y el análisis sean precisos. Comenzar con un método conocido y explorar más allá ofrece muchas oportunidades para temas de proyectos de biotecnología para los estudiantes.
Temas del proyecto de biotecnología alimentaria
¿Cómo se pueden usar las técnicas tradicionales para hacer queso, yogurt, pan o vinagre en otras aplicaciones?
Use la reacción de lactosa-lactasa como punto de partida. ¿De qué otra forma podría usarse esta reacción? El plástico de leche es un producto renovable y biodegradable. ¿Podría mejorarse el plástico de la leche para uso comercial y luego biodegradarse con lactasa?
Las enzimas se pueden usar para transformar algas o material vegetal en biocombustibles. ¿Podría usarse la enzima de la piña para este proceso? ¿Qué otras enzimas podrían usarse? ¿Qué otros procesos enzimáticos se podrían hacer con jugo de piña fresco?
Temas del proyecto de biotecnología agrícola
El uso de la biotecnología en la agricultura se ha enfrentado a una gran resistencia debido a las preocupaciones sobre los organismos genéticamente modificados (OGM) que ingresan al medio ambiente y también los posibles efectos a largo plazo en aquellos que comen alimentos OGM. Sin embargo, la mayoría de los cultivos alimentarios y animales ya han sido modificados por la cría selectiva. Muchos proyectos de biotecnología agrícola se centran en aumentar el rendimiento, disminuir la dependencia de pesticidas y acceder a entornos más desafiantes. Los proyectos en biotecnología agrícola ofrecen una gama de posibilidades. Sin embargo, las reglas estrictas de la feria de ciencias rigen el uso de animales debido a las preocupaciones sobre el tratamiento ético de esos animales.
No todas las plantas de algodón producen algodón blanco. Utilice la cría selectiva para mejorar el algodón de color natural. O utilice el aislamiento y la selección de genes para acelerar el proceso. Quizás use el empalme de genes para introducir el color bioluminiscente en el genoma del algodón blanco.
Aísle el repelente de insectos natural que se encuentra en muchas plantas. Crea un repelente de insectos ecológico. ¿Podría este producto usarse en pinturas para prevenir la intrusión de termitas? O desarrolle una alternativa segura a los repelentes químicos para personas, mascotas u hogares. ¿Pueden los genes de estos repelentes de insectos naturales ser empalmados genéticamente en otras plantas para aumentar la resistencia de los insectos sin comprometer el rendimiento o la calidad del cultivo? Probar la seguridad de estas alternativas naturales.
Use el empalme de genes para aumentar la producción de flores o el rendimiento de los cultivos.
Ciertos virus causaron rayas y abigarramientos en tulipanes y lirios, pero durante varias generaciones destruyeron los bulbos. Los pulgones transportan estos virus de una planta a otra. Los tulipanes a rayas modernos se desarrollaron mediante reproducción selectiva. ¿Pueden los tulipanes infectados con virus ser cruzados o diseñados genéticamente para mantener las variedades sin destruir los bulbos o contaminar otros tulipanes?
Temas del proyecto de biotecnología utilizando bioluminiscencia
Las plantas y animales bioluminiscentes, naturalmente, ofrecen una variedad de posibilidades interesantes que aún no han llegado al mercado comercial.
Algunas ideas de Popular Mechanics incluyen dulces y bebidas bioluminiscentes, alumbrado público y árboles bioluminiscentes, alimentos "inteligentes" cuyos colores bioluminiscentes cambian en respuesta a la salud de la planta, pruebas de calidad del agua, trazadores médicos y luces indicadoras para helicópteros. Si bien no todos estos pueden ser prácticos como proyectos de biotecnología para estudiantes de secundaria, cambiarlos ligeramente abre posibilidades. Por ejemplo, en lugar de árboles bioluminiscentes, tal vez hierba bioluminiscente para alinear aceras o marcadores bioluminiscentes para escalones. Si bien las preocupaciones sobre los OGM pueden limitar el mercado de dulces o bebidas bioluminiscentes, puede usar materiales bioluminiscentes en la capa aislante entre capas transparentes en una taza, para que la taza brille.
Otra posibilidad implica el arte. Extraiga diferentes colores bioluminiscentes e incorpore los colores en flores u otras plantas. Empalme los genes en plantas para agregar otra dimensión a los tintes y pinturas naturales.