Рабочая программа дисциплина «введение в биоинженерию и биотехнологию» вз профессиональный цикл
|
|
Скачать 0.8 Mb.
|
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИФедеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Сыктывкарский государственный университет» Институт естественных наук Кафедра биологии УТВЕРЖДЕНО На заседании учебно-методической комиссии факультета «___» ________2011 г. Протокол № …. Председатель УМК И.Н.Юранева________ РАБОЧАЯ ПРОГРАММА Дисциплина «ВВЕДЕНИЕ В БИОИНЖЕНЕРИЮ И БИОТЕХНОЛОГИЮ» ВЗ – Профессиональный цикл В3. Б8. Введение и биоинженерию и биотехнологию Направление подготовки 020400.62 - «Биология» Квалификация выпускника - бакалавр Форма обучения - очная Семестр 8 Всего учебных занятий – 72 часа В том числе: Аудиторных 34 часа, из них: Лекций- 34 часа; Самостоятельная работа – 35 часов; контрольная работа - 1; КСР – 4 часа; Итоговый контроль – зачёт. Интерактивная форма - 20 Сыктывкар, 2011 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Сыктывкарский государственный университет» ^ Кафедра биологии Учебно-методический комплекс Дисциплина «ВВЕДЕНИЕ В БИОИНЖЕНЕРИЮ И БИОТЕХНОЛОГИЮ» ВЗ – Профессиональный цикл В3. Б8. Введение и биоинженерию и биотехнологию Направление подготовки 020400.62 - «Биология» Квалификация выпускника - бакалавр Форма обучения - очная Сыктывкар 2011 Пояснительная записка 1. Цели и задачи изучения дисциплины: Дисциплина «Введение в биоинженерию и биотехнологию» относится к общепрофессиональным дисциплинам федерального компонента. Обязательный минимум содержания дисциплины по ФГОС высшего профессионального образования предполагает знание целей и задач биотехнологии; современных методов; основных направлений и перспектив развития биотехнологии; возможностей ее применения в фармакологии и медицине, в охране природы и в хозяйственных целях. Данная дисциплина предназначена для подготовки бакалавров-биологов. Содержание изложено с учетом современных требований качества и в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по направлению 020400.62 - Биология. ^ � является формирование системных знаний, умений и навыков в области биотехнологии. Получение представлений об основных направлениях развития биотехнологии во всех отраслях народного хозяйства. Формирование у студентов биотехнологического мышления. Задачами освоения дисциплины является изучение основных теоретических положений биотехнологии, куда входят знакомство с промышленной микробиологией, генетической и клеточной инженерией, инженерной энзимологией и сопряженными областями знаний; формирование понятий о важнейших биотехнологических процессах и методах управления ими в лабораторных и промышленных масштабах; изучение этапов различных биотехнологических процессов. Программой предусматривается получение знаний об аппаратах, используемых в биотехнологии, о способах выделения и очистки продуктов биотехнологии, понимание особенностей и преимуществ биотехнологических процессов по сравнению с химическими производствами. В результате изучения курса студент должен знать:
После изучения курса студент должен уметь:
Преподавание курса на кафедре предусматривает текущий, промежуточный и итоговый (зачет) контроль знаний и умений студентов. Для самоконтроля студенты могут использовать тесты и ситуационные задачи. Текущий и промежуточный контроль знаний студентов включает написание контрольных работ, контроль самостоятельной работы (написание рефератов и домашних работ) и сдача зачета в виде тестовых вопросов (письменно) и по ситуационным задачам (в виде устного собеседования). На лекциях студенты знакомятся с теорией проведения биотехнологических процессов, самостоятельно решают задачи, связанные с определением концентраций исходных веществ, полученных продуктов и биомассы; оптимизацией питательных сред, используемых в биотехнологии; определением влияния различных факторов (температуры, давления, рН и др.) на разных стадиях биотехнологического процесса. Большинство лекций по данному курсу читается с использованием презентаций на основе компьютерной программы Microsoft Power Point, решение задач по теории биотехнологических процессов предполагает использование программы Microsoft Excel. Для закрепления знаний проводятся экскурсии на производства г. Сыктывкара: ОАО «Сыктывкарпиво», ОАО «Сыктывкарский хлебокомбинат», ОАО Молокозавод «Сыктывкарский», в лаборатории биохимии и биотехнологии растений института биологии КНЦ УрО РАН и лаборатории биотехнологии института физиологии КНЦ УрО РАН для ознакомления с методами выращивания культур клеток и тканей высших растений и научными работами в области клеточной инженерии растений. Данная программа предполагает, что студенты имеют фундаментальную подготовку по теоретическим и практическим разделам естественно-научных: физико-математических, биологических и химических дисциплин: высшая математика (вариационная статистика; планирование эксперимента); физика, химия, биохимия, биофизика (физические механизмы мутагенного действия, стерилизации, ферментационных процессов, выделения и очистки целевых продуктов и др); микробиология с основами вирусологии (разнообразие, морфология, физиология микроорганизмов, рост и развитие микроорганизмов, влияние различных факторов на культивирование микроорганизмов) и другие предметы – в объеме, предусматриваемом утвержденными программами обучения для химико-биологических факультетов. ^ Дисциплина является специальной дисциплиной в биологическом образовании и относится к наукам о биологическом разнообразии. Программа определяет общий объем знаний по экологии микроорганизмов в соответствии с проектом ФГОС ВПО-3. Дисциплина «Введение в биоинженерию и биотехнологию» относится к циклу специальных дисциплин по направлению 020400.62 – «Биология» Место в учебном плане – цикл Б3.Б8., дисциплины профессионального цикла. В свою очередь курс «Введение в биоинженерию и биотехнологию» является основой для преподавания отдельных специальных дисциплин в соответствии с ООП магистратуры по направлению «Биология». ^ Выпускник по направлению подготовки 020400.62 – «Биология» с квалификацией «Бакалавр биологии» в соответствии с целями основной образовательной программы должен обладать следующими общекультурными и профессиональными компетенциями. В результате освоения дисциплины формируются следующие компетенции: Общекультурные компетенции (ОК): ОК-8 – проявляет экологическую грамотность и использует базовые знания в области биологии в жизненных ситуациях; понимает социальную значимость и умеет прогнозировать последствия своей профессиональной деятельности, готов нести ответственность за свои решения. Профессиональные компетенции (ПК): ПК-11 – демонстрирует современные представления об основах биотехнологии и генной инженерии, нанобиотехнологии, молекулярного моделирования. ПК-15 — способен эксплуатировать современную аппаратуру и оборудование для выполнения научно-исследовательских полевых и лабораторных биологических исследований. ^ ПО НАПРАВЛЕНИЮ 020400.62 – БИОЛОГИЯ Бакалавр-биолог должен обладать суммой теоретических знаний и практических навыков в области биологии, позволяющих ему свободно решать профессиональные задачи: - иметь представление о методах выделения и исследования субмикроскопических структур (электронная микроскопия, дифференциальное центрифугирование и др.), о методах культивирования клеток; - знать биохимические характеристики основных субклеточных компонентов, метаболические пути, клеточный цикл и его регуляцию; иметь представление о биологическом узнавании, матричных макромолекулярных синтезах, термодинамических особенностях живых систем и биоэнергетике, о современных методологических подходах в области биологии клетки; - владеть методами исследования и анализа живых систем, математическими методами обработки результатов биологических исследований; -иметь представление о структуре гена, принципах и методах генетического анализа, мутагенезе, мутагенных эффектах природных и антропогенных факторов; - быть знакомым с принципами генетической инженерии и ее использовании в биотехнологии, иметь представление о генетике популяций и эволюционной генетике, генетике человека, генетических основах и методах селекции; - знать основные закономерности биологии размножения животных и растений; - понимать механизмы роста, морфогенеза и дифференциации, причины появления аномалий развития; - иметь представление о фундаментальных принципах и уровнях биологической организации, регуляторных механизмах, действующих на каждом уровне; - знать последствия антропогенных воздействий на биосферу, планировать мероприятия по ее охране; - иметь четкую ценностную ориентацию на охрану жизни и природы; - знать экологические принципы рационального природопользования; - знать основные принципы, методы и перспективы современной биотехнологии; - знать и уметь применять основные математические методы моделирования биологических систем и компьютерные методы анализа их состояния. ^ Общая трудоемкость дисциплины составляет 72 часа, в том числе лекций – 34 часа, , самостоятельная работа – 35 часов. Семинарские занятия, лабораторные и практические занятия по учебному плану не предусмотрены. Разделы дисциплины, виды учебной работы отражены в таблице 1. Таблица 1 Разделы дисциплины, виды учебной работы по семестрам ^
Продолжение таблицы
^ Раздел 1. Введение в биотехнологию Тема 1. Биотехнология как новая комплексная отрасль (2 часа) Студент должен знать: особенности и преимущества биотехнологических производств, предмет изучения биотехнологии как науки, основные проблемы народного хозяйства, решаемые с помощью биотехнологии, связь биотехнологии с другими науками, об основных направлениях развития биотехнологии. ^ определять биотехнологическое производство и отделять их от других производств, формулировать основные проблемы биотехнологии и определять пути их решения, обосновывать междисциплинарную основу биотехнологии. ^ Понятие биотехнологии как технологического приема получения модифицированных биообъектов с целью придания им новых свойств и/или способности производить новые вещества. Биотехнология как направление научно-технического прогресса, опирающееся на междисциплинарные знания - биологические (генетика, биохимия, биофизика, микробиология, вирусология, физиология клеток растений и животных и др.), химические (химическая технология, физическая (биофизическая) химия, органическая химия, биоорганическая химия, компьютерная и комбинаторная химия и др.), технические (процессы и аппараты, системы контроля и управления, автоматизированные комплексы, моделирование и оптимизация процессов и др.). Экономические, коммерческие и социальные аспекты биотехнологии. Рекомендуемая литература по теме: Основная: 1. Егорова Т.А., Клунова С.М., Живухина Е.А. Основы биотехнологии. Учебн. пособие. М.: Издательский центр «Академия», 2005. 208 с. 2. Егоров Н.Е. Введение в биотехнологию. М.: МГУ. 2002. с. Дополнительная:
6. Хигинс И., Бест Д., Джонс Дж. Биотехнология: принципы и применение. М.: Мир. 1988. Тема 2. История возникновения и формирования биотехнологии (2 часа). Студент должен знать: основные этапы развития биотехнологии, основные проблемы рационального использования материальных и энергетических ресурсов, энерго- и ресурсосбережения, используемые в современной биотехнологии. ^ давать характеристику основных направлений, достижений и областей применения биотехнологии. Содержание темы: Этапы предыстории формирования биотехнологии. История становления биотехнологии как научного направления. Основные этапы (эмпирический, этиологический, биотехнический, генотехнический) развития биотехнологии. Основные направления современной биотехнологии промышленная микробиология, генетическая и клеточная инженерия, инженерная энзимология. Основные достижения и перспективы развития биотехнологии, её преимущества перед другими отраслями производства. Возникновение и становление биотехнологической науки и промышленности в России. Основные области применения современной биотехнологии и основные ее аспекты (биологические, химические, технологические). Интенсификация научных исследований в области биотехнологии. Рекомендуемая литература по теме: Основная: 1. Егорова Т.А., Клунова С.М., Живухина Е.А. Основы биотехнологии. Учебн. пособие. М.: Издательский центр «Академия», 2005. 208 с. 2. Егоров Н.Е. Введение в биотехнологию. М.: МГУ. 2002. с. Дополнительная: 1. Бекер М.Е., Лиепинш Г.К., Райпулис Е.П. Биотехнология. М.: Агропромиздат. 1990.
Самостоятельная работа (1 час): Проанализировать этапы развития биотехнологии: основные открытия, вклад ученых разных стран в развитие современной биотехнологии, методы и достижения биотехнологии. Используя дополнительную литературу, Интернет, проанализировать значимость и перспективы развития биотехнологии в различных странах Европы, Америки, Японии, Азии. Используя дополнительную литературу, Интернет, написать сообщения о роли Пастера, Коха, Мечникова, Гамалеи, Стэнли, Клюйвера и Перкина, Виноградского, Кребса, Моно, Берга, Уотсона и Крика, Костычева, Шапошникова, Буткевича и ряда других ученых в становлении и развитии промышленной микробиологии и биотехнологии. Рекомендуемая литература для самостоятельной работы:
Раздел 2. Технологические основы биотехнологических производств. Тема 3. Типовая схема и основные стадии биотехнологических производств (2 часа). ^ этапы и стадии основных биотехнологических производств и условия их проведения; виды биотехнологических процессов, используемых в различных отраслях промышленности и сельского хозяйства, критерии оценки биотехнологических процессов, правила техники безопасности в биотехнологической промышленности и контроль продукции. ^ составлять блок-схемы основных биотехнологических производств, давать оценку экономичности биотехнологическим процессам на основе критериев оценки производительности и продуктивности биотехнологических процессов. Содержание темы: Типовая схема и основные стадии биотехнологических производств. Основные принципы построения блок-схем биотехнологических производств. Микробиологические и технические факторы, влияющие на производительность и экономичность процессов. Критерии оценки биотехнологических процессов. Защита авторских прав в биотехнологии. Правила техники безопасности в биотехнологической промышленности и контроль продукции. Рекомендуемая литература по теме: Основная: 1. Егорова Т.А., Клунова С.М., Живухина Е.А. Основы биотехнологии. Учебн. пособие. М.: Издательский центр «Академия», 2005. 208 с. 2. Егоров Н.Е. Введение в биотехнологию. М.: МГУ. 2002. с. Дополнительная:
Самостоятельная работа (1 час): составить блок-схему для одного из биотехнологических производств с учетом всех критериев и факторов, дать оценку экономичности и производительности процесса. Рекомендуемая литература для самостоятельной работы:
6. Хигинс И., Бест Д., Джонс Дж. Биотехнология: принципы и применение. М.: Мир. 1988. Тема 4. Классификация процессов ферментации, их типы и виды (2 часа). Студент должен знать: типы и виды процессов ферментации, технико-экономические особенности биотехнологических процессов, принципы культивирования микроорганизмов. ^ на основе признаков процесса ферментации давать классификацию биотехнологическому процессу, давать характеристику процессам культивирования. Содержание темы: Классификация процессов ферментации: по признаку целевого продукта, по основной фазе, по отношению к кислороду, по степени защищенности от посторонней микрофлоры, по числу видов микроорганизмов, по способу организации. Культивирование биологических объектов: поверхностное, глубинное, твердофазное. Принципы культивирования микроорганизмов. Периодическая культура. Непрерывная культура. Требования к ферментационному процессу в зависимости от физиологического значения целевых продуктов для продуцента – первичные метаболиты, вторичные метаболиты, высокомолекулярные вещества. Биомасса как целевой продукт. Требования к ферментационному процессу при использовании рекомбинантных штаммов, образующих чужеродные для биообъекта целевые продукты. Рекомендуемая литература по теме: Основная: 1. Егорова Т.А., Клунова С.М., Живухина Е.А. Основы биотехнологии. Учебн. пособие. М.: Издательский центр «Академия», 2005. 208 с. 2. Егоров Н.Е. Введение в биотехнологию. М.: МГУ. 2002. с. Дополнительная:
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Похожие:
База данных защищена авторским правом ©MedZnate 2000-2016
allo, dekanat, ansya, kenam
обратиться к администрации | правообладателям | пользователям
allo, dekanat, ansya, kenam
обратиться к администрации | правообладателям | пользователям