Рабочая программа дисциплины «Общая биотехнология» (стр. 1 )

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

«Утверждаю»

Проректор по учебной работе

_______________

«___» _____________ 2012 г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

дисциплины «Общая биотехнология»

Специальность 111201.65 - Ветеринария

Квалификация: ветеринарный врач

ОРЕЛ, 2012

Автор: доцент кафедры эпизоотологии и терапии, к. б.н.,

____________________________________________

РЕЦЕНЗЕНТ: Зав. кафедрой частной зоотехнии и биотехнологии,

д. с.-х. н., профессор __________________________

Утверждено		Согласовано
Декан факультета биотехнологии и ветеринарной медицины, профессор, д. б.н., ______________________________		Декан факультета биотехнологии и ветеринарной медицины, профессор, д. б.н., ______________________________

РП рассмотрена и одобрена на заседании учебно-методической комиссии факультета биотехнологии и ветеринарной медицины

Протокол № 12 « 25 » мая 2012 г.

Председатель методической комиссии: ,

доктор сельскохозяйственных наук, профессор

________________ «_____» __________________ 2012 г.

РП рассмотрена и одобрена на заседании кафедры эпизоотологии и терапии

Протокол № 15 « 15 » мая 2012 г.

Зав. кафедрой, д. в.н. ____________________

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Цели и задачи дисциплины, требования к уровню освоения содержания дисциплины.

2. Взаимосвязь с другими дисциплинами.

3. Трудоемкость дисциплины, виды учебной работы.

4. Содержание дисциплины.

5. Рабочий план лабораторного практикума.

6. Самостоятельная работа студентов, распределение часов по формам работы.

6.1. Реферат

7. График выдачи заданий на выполнение всех видов самостоятельной работы и текущего контроля.

8. Учебно-методическое обеспечение дисциплины

8.1. Средства обеспечения освоения дисциплины

8.2. Материально – техническое обеспечение дисциплины

9. Список рекомендуемой литературы

Введение

Современная биотехнология занимает ведущее положение в системе биологических, медицинских, ветеринарных и зоотехнических исследований и представляет собой новую форму промышленной технологии, основу которой составляют биологические объекты – животные, растения, микроорганизмы. Биотехнология - в широком смысле - пограничная между биологией и техникой научная дисциплина и сфера практики, изучающая пути и методы изменения окружающей человека природной среды в соответствии с его потребностями. Биотехнология - в узком смысле - совокупность методов и приемов получения полезных для человека продуктов и явлений с помощью биологических агентов. Рабочая программа предполагает обучение студентов теоретическим и практическим знаниям по биохимическим основам жизни, технологическим основам биотехнологических производств, промышленной микробиологии, генной инженерии, инженерной энзимологии, биотехнологическим методам очистки и деградации токсикантов. Особое внимание уделяется сельскохозяйственной биотехнологии и организации биотехнологических производств.

Программа соответствует требованиям, предъявляемым к рабочим программам федеральным государственным образовательным стандартом, и предназначена для использования при изучении курса «Общая биотехнология» у студентов, обучающихся по специальности «Ветеринария» - 111201

1.1 Цель преподавания дисциплины требования к уровню освоения содержания дисциплины.

Биотехнология является одним из важных направлений научно-технического прогресса. На основе современных достижений в области биологических и технических наук, генетической и клеточной инженерии можно использовать потенциальные возможности целенаправленно созданных живых систем для повышения жизненного уровня людей. С помощью биотехнологической продукции решаются производственно-технологические, экологичекие и социально-экономические проблемы, как на ближайшую перспективу, так и стратегическом плане.

Развитие и промышленное широкое использование этой науки предъявляет новые возросшие требования к знаниям ветеринарных врачей, их творческому развитию, умению находить наиболее рациональные конструктивные, технологические, организационные и экономические решения.

Цель курса – заложить основу знаний по биотехнологии и сформировать у студентов биотехнологическое мышление, способность обобщения пройденного материала. Необходимо, чтобы будущие специалисты указанной выше специальности могли достаточно свободно ориентироваться в научной основе биотехнологии: в молекулярных принципах и сферах применения биотехнологических методов, а также имели представление практическом регулировании подобных исследований: о контроле и патентовании в области биотехнологии.

Конечной целью преподавания дисциплины является выработка у студентов способности анализировать как преимущества, так и потенциальную опасность некоторых революционных технологий (производство генетически модифицированных пищевых продуктов, генная терапия человека, молекулярное клонирование и пр.). Достижение поставленной цели невозможно без глубокого понимания фундаментальных механизмов, лежащих в основе современных биотехнологических процедур.

1.2 Задачи изучения дисциплины

Основной задачей изучения дисциплины “Биотехнология” является реализация требований, установленных в Государственном образовательном стандарте высшего профессионального образования. В процессе изучения дисциплины ставятся задачи:

ознакомления с фундаментальными механизмами, лежащими в основе современных биотехнологических процедур, выработки у будущих специалистов способности оценивать преимущества новых технологий и возможной опасности, понимания необходимости регулирования исследований в биотехнологической области.

В соответствии с требованиями образовательного стандарта дипломированный специалист в результате усвоения дисциплины “Биотехнология” должен знать:

- основные задачи биотехнологии в племенном деле;

- современные методики биотехнологии воспроизводства

с. – х. животных;

- основы молекулярной биотехнологии. Подобные знания включают в себя информацию о

o  биологических системах, традиционно использующихся в биотехнологии; 

o  структурах и функциях ДНК, РНК и белка;

o  процессе синтеза белка; 

o  технологии рекомбинантных ДНК; 

o  химическом синтезе биологических полимеров; 

o  оптимизации экспрессии генов и пр.

- объекты и методы исследований в промышленной биотехнологии;

-  методы исследований в микробной биотехнологии, инженерной энзимологии, генной и клеточной инженерии;

-  применение достижений биотехнологии в ветеринарии;

-  применение достижений пищевой биотехнологии в производстве пищевых продуктов.

- современные достижения фундаментальных биологических наук и биомедицинских технологий

Студент должен иметь представление: 

- об основных направлениях развития биотехнологии;

-о современном состоянии биотехнологических исследований, касающихся применения технологии рекомбинантных ДНК для использования многих полезных свойств микроорганизмов в медицине и фармакологии, производстве продуктов питания, экологии и пр., а также для создания трансгенных организмов растительного или животного происхождения;

-о технико-экономических особенностях биотехнологических процессов;

-о ресурсах природных биоценозов как источника биологически активных веществ;

-об эволюции биосферы в результате антропогенной деятельности и о путях воздействия на этот процесс;

Основные знания, необходимые для изучения дисциплины:

  - высшая математика (вариационная статистика; планирование эксперимента);

  - физика (физические механизмы мутагенного действия, стерилизации, ферментационных процессов, выделения и очистки целевых продуктов и др);

  - физическая и коллоидная химия, биохимия;

  - анатомия, цитология, гистология, микробиология;

  - экология (раздел – Ноосфера);

  - иностранный язык (английский).

Для самоконтроля студенты могут использовать тесты и ситуационные задачи, с поставленными к ним вопросами, созданные коллективом кафедры.
На кафедре для студентов предусматриваются текущие, предэкзаменационные, а также по желанию студентов, индивидуальные консультации.
Контроль знаний студентов включает сдачу модулей в виде тестовых вопросов, проводится письменно и экзамена по ситуационным задачам, проводится в виде устного собеседования.

2. Взаимосвязь с другими дисциплинами

Таблица 1

Взаимосвязь дисциплины с другими дисциплинами

Предшествующая дисциплина	Последующая дисциплина
Цитология, гистология, генетика, физика, физическая и коллоидная химия, биохимия, микробиология, экология	Частная биотехнология, Ветеринарно-санитарная экспертиза

3. Трудоемкость дисциплины, виды учебной работы

Таблица 2

Структура дисциплины и распределение часов по семестрам

Виды учебной работы	Всего часов	Семестр
8
часов на семестр
Объем трудоемкости дисциплины	250	250
1. Аудиторные занятия 1.1. Лекции (Л) 1.2. Лабораторные работы (ЛР)	120 56 64	120 56 64
2. Самостоятельная работа студентов 2.1. Реферат 2.2. Самостоятельное изучение теоретического материала	130 20 110	130 20 110
Вид итогового контроля		экзамен

4. Содержание дисциплины

Таблица 3

Виды и трудоемкость занятий

№ п/п	Темы дисциплины	Количество часов
всего	Л	ЛР	СРС
Восьмой семестр
1.	Введение. Понятие о науке биотехнологии. Основные направления биотехнологии. Предмет, цели и задачи курса. Периоды истории развития биотехнологии. Разделы биотехнологии.	4	2		2
2.	Современное состояния биотехнологии. Анализ состояния мирового рынка биотехнологической продукции и тенденции развития.	4	2		2
3.	Объекты биотехнологии и их биотехнологические функции. Водоросли. Грибы. Простейшие. Растения. Бактерии и цианобактерии. Субклеточные структуры. Культуры клеток растений и животных.	4	2		2
4.	Клетка как основа жизни и основной объект в биотехнологии. Принципы организации структуры. Строение микробной, растительной и животной клеток в сравнительном аспекте: строение и функции клеточных органелл, химические состав, выполняемые функции. Биоорганические молекулы. Ткани растительных и животных организмов.	6	2		4
5.	Культуры животных клеток. История культивирования животных клеток. Введение клеток в культуру, их происхождение. Характеристика клеток культивируемых in vitro. Использование культуры клеток человека.	4	2		2
6.	Клеточная инженерия. Культуры каллусных клеток. Получение протопластов. Культивирование протопластов. Слияние протопластов. Гибридизация соматических клеток. Культивирование in vitro. Разделение эмбрионов. Агрегация эмбрионов. Микроманипуляции с ядром. Партеногенез. Межвидовая трансплантация.	10	4		6
7.	Гибридизация животных клеток. История метода. Методы создания химер. Механизм слияния клеток.	4	2		2
8.	Моноклональные антитела. Функциональная структура антител. Получение моноклональных антител. Применение моноклональных антител.	4	2		2
9.	Клонирование животных. История метода. Методы трансплантации ядер. Клонирование млекопитающих.	4	2		2
10.	Криобиологические основы биотехнологии Анабиоз и его прикладное значение. Механизмы криоповреждений и адаптации к холоду. Технологии криоконсервации биологических объектов.	10	2	4	4
11.	Генная инженерия Возможности генной инженерии. Генная инженерия как наука, методы. Получение рекомбинантных ДНК. Ферменты генной инженерии. Методы клонирования ДНК. Особенности организации генома эукариот. Генетические манипуляции с бактериальными клетками. Генотерапия. Получение трансгенных животных.	14	6		8
12.	Основные типы биопроцессов. Производство биомассы. Биообъекты как средство производства лекарственных, профилактических и диагностических препаратов. Классификация биообъектов.	6	2		4
13.	Биотехнология в животноводстве. Биотехнологический контроль воспроизводства сельскохозяйственных животных. Биотехнологические проблемы выращивания и откорма молодняка крупного рогатого скота в условиях промышленного производства.	6	2		4
14.	Биотехнология в ветеринарии. Получение биотехнологическими методами лекарственных, профилактических и диагностических препаратов. Биотехнология и понимание основ патологии инфекционных, онкологических и наследственных заболеваний.	6	2		4
15.	Экологические аспекты биотехнологии Пути решения проблем экологии и охраны окружающей среды методами биотехнологии. Переработка и утилизация промышленных отходов. Очистка промышленных стоков. Переработка отходов животноводства и птицеводства. Переработка отходов полеводства. Биодеградация ксенобиотиков.	8	4		4
16.	Биотехнология препаратов для сельского хозяйства. Бактериальные энтомопатогенные препараты. Технология получения грибных энтомопатогенных препаратов Технология получения вирусных энтомопатогенных препаратов. Технология получения препаратов клубеньковых бактерий. Бактериальные удобрения. Антибиотики для сельского хозяйства.	4	2		2
17.	Биотехнология в пищевой промышленности. Производство пищевого белка. Пищевые продукты, напитки и биотехнология. Бродильные производства. Пищевые добавки и инградиенты.	6	2		4
18.	Биотехнология молочных продуктов Подбор культур для заквасок. Процессы ферментации при производстве молочных продуктов.	6	2		4
19.	Физиологические основы биотехнологии Половая и физиологическая зрелость. Половой и воспроизводительный циклы. Половые рефлексы.	8		4	4
20.	Современные методики биотехнологии воспроизводства сельскохозяйственных животных. Адаптивная биотехнология воспроизводства крупного рогатого скота. Биотехнология воспроизведения свиней. Биотехнология воспроизведения овец	20		12	8
21.	Биотехнология трансплантации эмбрионов Получение зигот и эмбрионов в организме донора. Отбор и подготовка реципиентов, пригодных для использования и приема трансплантантов.	20		12	8
22.	Методы определения пола эмбрионов Цитогенетический метод определения пола эмбрионов. Иммуногенетический метод определения пола эмбрионов.	8		4	4
23.	Основные принципы промышленного осуществления биотехнологических процессов. Технология приготовления питательных сред для биосинтеза. Ферментация. Общие принципы разделения веществ. Методы тонкой очистки и разделения препаратов. Получение товарных форм препаратов. Стадии биотехнологического производства. Получение чистой культуры и получение засевной дозы.	16		8	8
24.	Технология ферментационных процессов Среды, предназначаемые для ферментационных процессов. Биореакторы. Открытые и замкнутые ферментные системы. Процессы и аппараты периодического и непрерывного культивирования. Конструкции биореакторов. Технология выращивания культур животных и растительных клеток.	16		8	8
25.	Технология ферментных препаратов. Применение ферментов. Технология производства ферментов. Иммобилизированные ферменты.	12		4	8
26.	Культивирование биотехнологических объектов. Субстраты для культивирования биообъектов. Природные сырьевые материалы. Условия культивирования животных клеток. Системы культивирования животных клеток. Культивирование органов.	12		4	8
27.	Отделение, очистка и модификация продуктов. Конечные стадии при биотехнологических процессах. Отделение биомассы. Методы разрушения клеток. Отделение и очистка продуктов. Концентрирование продукта. Модификация продуктов. Стабилизация продукта.	8		4	4
	итого	250	56	64	130

Максимальное количество баллов, которое может набрать студент в течение семестра: