«Основы биотехнологии»
№ п/п | Наименование раздела дисциплины | Содержание раздела |
1. | Введение. Предмет, значение, история развития биотехнологии. Природа и разнообразие биотехнологических процессов. Объекты и методы биотехнологии. Достижения биотехнологии. | Биотехнология, ее место и роль в комплексе фундаментальных наук. Основные направления биотехнологии: ветеринарная, медицинская, фармацевтическая, пищевая, экологическая, сельскохозяйственная и другие. Ветеринарная биотехнология как самостоятельная отрасль биологической промышленности. Связь ветеринарной биотехнологии с другими науками. Ветеринарная биотехнология как наука, стоящая на страже здоровья человека и животных. Предмет и основное содержание общей биотехнологии, связь с другими науками. Основные этапы в развитии общей биотехнологии. Современные проблемы и перспективы развития. Предмет, история развития, цели и задачи биотехнологии. Объекты и методы биотехнологии. Задачи ветеринарной биотехнологии. |
2. | Микроорганизмы - специфический элемент биотехнологических систем. Метаболизм, закономерности роста и развития микроорганизмов. Накопление биомассы клеток. Получение экзо - и эндометаболитов. | Микробные, растительные, животные клетки как основа современной биотехнологии. Размножение и метаболизм клеток. Экзо - и эндометаболиты как целевые продукты биотехнологии. Накопление биомассы как начальная стадия биотехнологических процессов. Переработка биомассы как способ получения клеточных компонентов и эндометаболитов. Современные способы комплексной переработки клеточной биомассы. Получение экзометаболитов – основа производства биологически активных веществ. Значение методов биосинтеза и биотрансформации. Закономерности выделения метаболитов клетками разных видов. Научные и практические основы регулирования процессами биосинтеза и трансформации. Взаимосвязь биологических, химических и физико-химических методов в биотехнологических процессах и использование их в безотходных технологиях. |
3. | Промышленная и экологическая биотехнология. Задачи и роль современной биологической промышленности. Технологические принципы охраны окружающей среды. | Промышленная биотехнология как новая технологическая деятельность человека. Задачи промышленной биотехнологии в решении пищевых, кормовых, технических проблем. Промышленная ветеринарная и медицинская биотехнология и ее роль в народном хозяйстве РФ и других стран. Экологическая биотехнология и ее задачи в решении вопросов охраны окружающей среды и эффективного природопользования. Переработка газообразных, жидких и твердых отходов промышленности и сельского хозяйства и биотехнологическая обоснованность безотходного производства. |
4. | Биотехнология в зоотехнии и ветеринарии, как основа защиты животных и повышения их продуктивности. Клонирование и биотехнологические приемы в животноводстве | Биотехнологические приемы, используемые животноводстве с целью снижения заболеваемости животных, повышения их естественной резистентности и продуктивности. Выведение новых пород, обладающих лучшими производственными показателями. Клонирование - совокупность методов, использующихся для получения клонов. Клонирование многоклеточных организмов включает пересадку ядер соматических клеток в оплодотворенное яйцо с удаленным пронуклеусом. Дж. Гердон (1980) впервые доказал возможность переноса ДНК путем микроинъекций в пронуклеус оплодотворенной яйцеклетки мыши. Бринстер и др. (1981) получили трансгенных мышей, которые синтезировали большое количество тимидинкиназы NSV в клетках печени и почек. Это было достигнуто путем инъекции гена тимидинкиназы NSV под контролем промотора гена металлотионеина-I. |
5. | Производственные питательные среды, основы, дополнительные растворы и технология их изготовления. Приготовление гидролизатов, автолизатов, экстрактов, настоев. Контроль качества. | Технология изготовления гидролизатов, экстрактов, настоев, лизатов как основ для получения производственных питательных сред с целью культивирования микроорганизмов. Приготовление гидролизатов с применением ферментативного, химического и сочетанного ферментативного и химического гидролизата исходного сырья. Изыскание наиболее дешевого не пищевого белоксодержащего сырья для получения гидролизатов, в том числе и из отходов вакцинно-сывороточного и инкубаторного производства. Основные требования при изготовлении питательных сред для микроорганизмов. Классификация питательных сред по назначению (простые, производственные, специальные). |
6. | Особенности технологии промышленного культивирования микроорганизмов. Методы культивирования бактерий и вирусов. | Сырье для биосинтеза и биотрансформации, основные характеристики и потребительские свойства продуктов. Эффективность их использования. Особенности биотехнологических методов промышленного производства. Комбинирование химико-технологических и биотехнологических методов. Совершенствование существующих и разработка новых технологий производства биопродукции. Вариабельность сырья и мобильность технологий производства - основа успешной работы промышленных биопредприятий. |
7 | Непрерывное и периодическое, поверхностное и глубинное культивирование микроорганизмов. Аппаратное обеспечение процессов культивирования.. | Глубинный и поверхностный способы культивирования микроорганизмов. Сущность и различия таких способов культивирования микроорганизмов в промышленных условиях. Надежность биотехнологических систем, охрана окружающей среды в биотехнологии. Правила соблюдения техники безопасности при выполнении биотехнологических приемов. Биотехнологическое производство как источник экологической опасности. Основные технологические схемы биотехнологического процесса. Математическое и физическое моделирование различных стадий технологического процесса. Оптимизация и критерии оптимальности технологического производства биопрепаратов. Организация и управление этими процессами. Обучение и аттестация специалистов и рабочих. |
8 | Инженерное обеспечение биотехнологических процессов. Способы достижения стерильности, тепло - массо- и воздухообмена при культивировании. | Технологические приемы и аппаратурное оформление процессов культивирования микроорганизмов и клеточных культур. Устройство и основные принципы работы биореакторов, стерилизующих аппаратов и установок. Обезвреживание водных и газообразных выбросов. Проблемы тепло - и массообмена в промышленной биотехнологии. Чистые производственные помещения (ЧПП) и их характеристика. Основное оборудование ЧПП, их ламинирование и валидация. |
9 | Биотехнологические основы получения препаративных форм микроорганизмов и продуктов микробного синтеза. Методы выделения, концентрирования и высушивания биопрепаратов | Методы выделения и концентрирования биопрепаратов и продуктов микробного синтеза. Физико-химические свойства культуральной жидкости и выделяемого продукта (термолабильность, стойкость к различным химическим агентам и др.). Требования к конечной форме продукта (степень чистоты и степень концентрирования). Технологические и технико-экономические показатели (выход продукта, производительность оборудования, необходимость дальнейшей обработки и др.). Выделение, очистка и контроль биологически активных веществ (БАВ) и основные биотехнологические приемы. Значение физико-химических и биотехнологических методов извлечения БАВ из продуктов метаболизма клеток, очистка БАВ. Основные требования к чистоте, потребительским свойствам БАВ и контроль процесса их производства. |
10 | Биотехнология в кормопроизводстве. Технология производства кормовых белков и кормовых добавок. Использование биотехнологических методов при силосовании кормов | Инженерная энзимология как технологический метод использования ферментативной активности микробных клеток и тканей растений и животных. Иммобилизация ферментов — основа высокоэффективных процессов технической биохимии и органического синтеза. Перспективы применения ферментов в ветеринарии и медицине для диагностических целей, в пищевой и комбикормовой промышленности для получения высококачественных продуктов питания и сбалансированных кормов. |
7.1.3. Практические занятия дисциплины
«Основы биотехнологии»
№ п/п | № раздела дисциплины | Наименование работ | Трудо-емкость (часы) |
1. | 1 | Типы биопредприятий. Основное оборудование биопредприятий и техника безопасности при работе с ним. Зонирование помещений при производстве биопрепаратов. Управление, объекты и контроль биотехнологических процессов. | 2 |
2. | 1 | Основные виды микроскопии. Электронная микроскопия. Организация лаборатории электронной микроскопии. Устройство электронного микроскопа. | 2 |
3. | 5 | Режимы стерилизации питательных сред. Контроль качества питательных сред. Определение качества ростовых свойств питательной среды. | 2 |
4. | 5,6 | Эталонный производственный штамм, посевные микробные культуры, их приготовление и сертификация. | 2 |
5. | 6,7 | Основы и методы культивирования микроорганизмов. Непрерывное и периодическое культивирование. Фазы роста микробной культуры при периодическом культивировании. Оборудование и приборы для промышленного культивирования микроорганизмов. | 4 |
6. | 6,7 | Промышленное культивирование вирусов. Аппаратное обеспечение. Культивирование вирусов роллерным способом. Работа вирусологической лаборатории. | 4 |
7. | 9 | Получение целевого продукта, его выделение и концентрирование. | 2 |
8. | 9 | Методы высушивания биопрепаратов. Режимы и контроль процессов сушки. | 2 |
7.1.4. Лабораторные занятия дисциплины «Основы биотехнологии» | |||
№ п/п | № раздела дисциплины | Наименование работ | Трудо-емкость (часы) |
1. | 1 | Методы подготовки биологических объектов для исследования в электронном микроскопе. | 4 |
2. | 1 | Микроорганизмы - специфический элемент биотехнологических систем. Приготовление, окрашивание и микроскопия микроорганизмов разных видов. | 2 |
3. | 5 | Приготовление питательных основ, сред и дополнительных растворов. Физико-химический и биологический контроль сырья для микробиологических процессов. | 2 |
4. | 6 | Определение общей и биологической концентрации микроорганизмов. | 4 |
5. | 7 | Подготовка биореактора к работе, режимы и технология стерилизации. | 2 |
6. | 9 | Ультра - и микрофильтрация микробных суспензий. | 2 |
7. | 9 | Методы высушивания и методы упаковки готовой лекарственной формы. | 4 |
7.2. Содержание дисциплины «Общая биотехнология»
7.2.1. Объем дисциплины «Общая биотехнология» и виды учебной нагрузки
Общая биотехнология | ||
Вид учебной работы | Всего часов / зачетных единиц | Семестры |
8 | ||
Аудиторные занятия (всего) | 62 | 62 |
В том числе: | ||
Лекции | 18 | 18 |
Практические занятия (ПЗ) | 12 | 12 |
Семинары (С) | ||
Лабораторные работы (ЛР) | 22 | 22 |
Самостоятельная работа (всего) | 62 | 62 |
В том числе: | ||
Курсовой проект (работа) | - | - |
Расчетно-графические работы | - | - |
Другие виды самостоятельной работы | - | - |
Реферат | - | - |
Отчет по практике | - | - |
Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен) | Зачет вместе с Осн. Б | |
Общая трудоемкость часы / зачетные единицы | 124 | 124 |
7.2.2. Содержание разделов дисциплины
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 |
