Contenu
- Processus biologiques naturels
- Projets de biotechnologie simples
- Projets de foire scientifique sur la biotechnologie
La biotechnologie utilise des systèmes biologiques pour la fabrication ou la transformation de produits pratiques. L'utilisation de la levure pour fabriquer du pain et du fromage peut être considérée comme une biotechnologie précoce, mais la biotechnologie moderne a commencé avec le développement de l'ADN recombinant et l'épissage de gènes. De l'épissage de gènes aux organismes génétiquement modifiés en passant par la thérapie génique, les applications de la biotechnologie vont maintenant au-delà de la médecine, en passant par les systèmes d'information, les applications industrielles et l'agriculture. Ces domaines offrent de nombreux sujets de projets de biotechnologie potentiels aux étudiants.
Processus biologiques naturels
La biotechnologie tire parti de nombreuses adaptations de la nature. La levure et d'autres micro-organismes transforment le lait en fromage, par exemple. Les enzymes changent d'un matériau à un autre. Les catalyseurs déclenchent des réactions sans participer à la réaction. Les lucioles, les dinoflagellés, les méduses et certains champignons utilisent tous la lumière bioluminescente, générant de la lumière par des réactions chimiques plutôt que par l'électricité. Les plantes utilisent des poisons biologiques pour empêcher la compétition pour l'eau, le sol et l'espace.
Projets de biotechnologie simples
Ces projets biotechnologiques simples offrent des possibilités d’exploration de certaines techniques biotechnologiques.
Créez du fromage artisanal, du yaourt, du vinaigre ou du pain en utilisant des méthodes traditionnelles ou contemporaines. Construisez sur ces technologies pour améliorer le produit.
Testez les sucres du lait (lactose) dans les aliments en utilisant l'enzyme lactase pour tester le glucose, un sous-produit de la réaction de la lactase avec le lactose. Les bandelettes de test du glucose lisent la quantité de glucose, ce qui correspond à la quantité de lactose dans la solution. En utilisant cette technique, testez le sucre du lait dans une variété d’aliments, en particulier des aliments étiquetés «sans produits laitiers».
Utilisez la gélatine pour tester la fraîcheur de l'ananas. Une enzyme dans l'ananas empêche la fixation des protéines dans la gélatine. La cuisson ou la transformation d’ananas détruisent cette enzyme. Si de la gélatine se forme après l'ajout de l'ananas, l'ananas n'est pas frais.
Extrayez les teintures végétales et utilisez-les comme peinture d’art ou pour teindre les tissus. Beaucoup de ces colorants s'estompent ou disparaissent rapidement, c'est pourquoi les peintures modernes sont généralement à base de pétrole. Que peut-on faire pour améliorer ou "réparer" les teintures végétales?
Extraire l'ADN des matières végétales. Plusieurs méthodes existent, allant d'une simple extraction pour visualiser l'ADN à une électrophorèse plus complexe pour séparer l'ADN en morceaux. La comparaison du motif des pièces permet l'identification de l'ADN.
À l'aide d'un kit disponible dans le commerce, épisser des gènes bioluminescents en bactéries bénignes pour créer des bactéries luminescentes.
Projets de foire scientifique sur la biotechnologie
Les projets d'expo-sciences nécessitent d'explorer et d'expérimenter pour évaluer une question sans réponse que vous pouvez simplement rechercher. Même un résultat négatif est acceptable, à condition que la méthodologie scientifique et l'analyse soient exactes. Partir d'une méthode connue et explorer au-delà offre de nombreuses opportunités pour les sujets de projets de biotechnologie pour les étudiants.
Thèmes du projet de biotechnologie alimentaire
Comment les techniques traditionnelles de fabrication du fromage, du yaourt, du pain ou du vinaigre peuvent-elles être utilisées dans d'autres applications?
Utilisez la réaction lactose-lactase comme point de départ. Comment cette réaction pourrait-elle être utilisée? Le plastique de lait est un produit renouvelable et biodégradable. Le plastique du lait pourrait-il être amélioré pour un usage commercial, puis biodégradé à l'aide de lactase?
Les enzymes peuvent être utilisées pour transformer des algues ou des matières végétales en biocarburants. L'enzyme d'ananas pourrait-elle être utilisée pour ce processus? Quelles autres enzymes pourraient être utilisées? Quels autres processus enzymatiques pourraient être réalisés avec du jus d'ananas frais?
Thèmes du projet de biotechnologie agricole
L'utilisation de la biotechnologie en agriculture a rencontré beaucoup de résistance en raison d'inquiétudes concernant la pénétration d'organismes génétiquement modifiés (OGM) dans l'environnement et des effets potentiels à long terme sur ceux qui consomment des aliments contenant des OGM. Cependant, la plupart des cultures vivrières et des animaux ont déjà été modifiés par la sélection. De nombreux projets de biotechnologie agricole se concentrent sur l'augmentation du rendement, la diminution de la dépendance aux pesticides et l'accès à des environnements plus difficiles. Les projets en biotechnologie agricole offrent de nombreuses possibilités. Cependant, des règles très strictes sur les concours scientifiques régissent l'utilisation des animaux en raison d'inquiétudes quant au traitement éthique de ces animaux.
Tous les cotonniers ne produisent pas de coton blanc. Utilisez l’élevage sélectif pour améliorer le coton coloré naturel. Ou bien, utilisez l'isolement et la sélection de gènes pour accélérer le processus. Utilisez peut-être l’épissage des gènes pour introduire la couleur bioluminescente dans le génome du coton blanc.
Isolez l'insectifuge naturel présent dans de nombreuses plantes. Créez un insectifuge écologique. Ce produit pourrait-il être utilisé dans les peintures pour prévenir l’intrusion de termites? Ou bien, développez une alternative sûre aux répulsifs chimiques pour les personnes, les animaux domestiques ou les maisons. Les gènes de ces insectifuges naturels peuvent-ils être couplés à d'autres plantes pour augmenter la résistance des insectes sans compromettre le rendement ou la qualité des cultures? Testez la sécurité de ces alternatives naturelles.
Utilisez l’épissage des gènes pour augmenter la production de fleurs ou le rendement des cultures.
Certains virus ont provoqué des rayures et des panachées de tulipes et de lis, mais ont détruit les bulbes sur plusieurs générations. Les pucerons transmettent ces virus d'une plante à l'autre. Les tulipes à rayures modernes ont été développées à l'aide d'un élevage sélectif. Les tulipes infectées par le virus peuvent-elles être métissées ou modifiées génétiquement pour maintenir les panachées sans détruire les bulbes ou la contamination croisée d'autres tulipes?
Thèmes de projets en biotechnologie utilisant la bioluminescence
Les plantes et les animaux bioluminescents offrent de nombreuses possibilités intéressantes qui n’ont pas encore été commercialisées.
Parmi les idées de Popular Mechanics, citons les bonbons et les boissons bioluminescents, l’éclairage des enseignes de rue et les arbres bioluminescents, les aliments «intelligents» dont les couleurs bioluminescentes changent en fonction de la santé de l’usine, les tests de qualité de l’eau, les traceurs médicaux et les feux de position pour hélicoptères. Bien que tous ces projets ne soient pas pratiques en tant que projets de biotechnologie pour les lycéens, les modifier ouvre légèrement des possibilités. Par exemple, plutôt que des arbres bioluminescents, peut-être des herbes bioluminescentes pour aligner des trottoirs ou des marqueurs bioluminescents pour les marches. Bien que les préoccupations liées aux OGM puissent limiter le marché des bonbons ou des boissons bioluminescents, vous pouvez utiliser des matériaux bioluminescents dans la couche isolante située entre les couches claires d'une tasse, de sorte que celle-ci brille.
Une autre possibilité concerne l'art. Extraire différentes couleurs bioluminescentes et incorporer les couleurs dans les fleurs ou autres plantes. Splice les gènes dans les plantes pour ajouter une autre dimension aux teintures et peintures naturelles.