Рабочая программа учебной дисциплины «Основы биотехнологии»

ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»

Согласовано	Утверждаю
___________________ Руководитель ООП по направлению 240100 проф.	_______________________ Зав. кафедрой ПТПЭ проф.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

«ОСНОВЫ БИОТЕХНОЛОГИИ»

Направление подготовки: 240100 Химическая технология

Квалификация (степень) выпускника: бакалавр, специальное звание «бакалавр»

Форма обучения: очная

Составители: заведующий каф. ПТПЭ

доцент каф. ПТПЭ

ассистент каф. ПТПЭ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

2012

1.Цели и задачи дисциплины:

Учебная дисциплина "Основы биотехнологии" является одной из основных профилирующих дисциплин в системе подготовки бакалавров.

Основной целью образования по дисциплине «Основы биотехнологии» является дать студентам знания в области биотехнологии, которая играет ведущую роль в создании и развитии современных отраслей науки и техники, рациональном природопользовании, охране окружающей среды.

Основными обобщёнными задачами дисциплины (компетенциями) являются:

·  приобретение необходимых знаний по основным технологическим процессам и оборудованию;

·  овладение методами получения веществ и материалов с помощью физических, физико-химических и химических процессов;

·  формирование навыков:

·  по определению состава и свойств веществ и материалов;

·  по сбору и анализу исходных данных для проектирования технологических установок;

·  по оценке состояния окружающей среды и защиты ее от влияния промышленного производства.

2. Место дисциплины в структуре ООП ВПО по направлению подготовки 240100 «Химическая технология»

Дисциплина «Основы биотехнологии» относится к математическому и естественнонаучному циклу основной образовательной программы.

Содержание дисциплины базируется на знаниях, полученных при изучении дисциплин естественнонаучного цикла, а знания, умения и навыки, полученные при её изучении, будут использованы в процессе освоения специальных дисциплин, при курсовом и дипломном проектировании, в профессиональной деятельности.

Изучение и успешная аттестация по данной дисциплине, наряду с другими дисциплинами, являются необходимыми для освоения специальных дисциплин, прохождения учебной и производственной практик.

3. Требования к результатам освоения дисциплины:

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих профессиональных компетенций (ПК) выпускника:

общепрофессиональная деятельность:

·  способен использовать знания о строении вещества, природе химической сявзи в различных классах химических соединений для понимания свойств материалов и механизма химических процессов, протекающих в окружающем мире (ПК-3);

·  владеет основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации, имеет навыки работы с компьютером как средством управления информацией (ПК-5);

производственно-технологическая деятельность:

·  способен осуществлять технологический процесс в соответствии с регламентом и использовать технические средства для измерения основных параметров технологического процесса, свойств сырья и продукции (ПК-7);

·  готов обосновывать принятие конкретного технического решения при разработке технологических процессов; выбирать технические средства и технологии с учетом экологических последствий их применения (ПК-11);

организационно-управленческая деятельность:

·  способен анализировать технологический процесс как объект управления (ПК-17);

научно-исследовательская деятельность:

·  способен планировать и проводить физические и химические эксперименты, проводить обработку их результатов и оценивать погрешности, математически моделировать физические и химические процессы и явления, выдвигать гипотезы и устанавливать границы их применения (ПК-21);

·  способен использовать знание свойств химических элементов, соединений и материалов на их основе для решения задач профессиональной деятельности (ПК-23);

·  готов изучать научно-техническую информацию, отечественный и зарубежный опыт по тематике исследования (ПК-25);

В результате изучения дисциплины студент должен:

знать:

·  основные закономерности протекания химических процессов и характеристики равновесного состояния;

·  химические и биологические свойства основных классов химических соединений и методы их получения; 

·  основные аналитические методы и типы оборудования для определения и контроля параметров химико-технологических процессов;

·  технологию и общие принципы осуществления наиболее распространенных химико-технологических процессов;

·  способы построения и оптимизации технологической схемы;

·  методы исследований, проектирования и проведения экспериментальных работ в области химической технологии;

·  современные методы и средства планирования и организации исследований и разработок, проведения экспериментов и наблюдений, обработки информации с применением вычислительной техники;

·  основы трудового законодательства и организации труда;

·  правила и нормы охраны труда.

уметь:

·  уметь проводить анализ, сопоставлять между собой различные переделы и грамотно выбирать оформление тех или иных технологических схем;

·  уметь выявлять возможные элементы моделирования технологических процессов и на этой основе выполнять расчет и выбор основных аппаратов;

·  выполнять основные химические операции, определять термодинамические характеристики химических реакций и равновесные концентрации веществ, использовать основные химические законы, термодинамические справочные данные и количественные соотношения неорганической химии для решения профессиональных задач;

·  использовать ЭВМ для выполнения расчетов процессов и аппаратов технологического оборудования;

·  рассчитывать параметры и выбирать аппаратуру для конкретного химико-технологического процесса;

·  рассчитывать основные характеристики химического процесса;

·  произвести выбор типа реактора и произвести расчет технологических параметров для заданного процесса;

·  выбрать метод анализа для заданной аналитической задачи и провести статистическую обработку результатов аналитических определений;

·  осуществлять биотехнологический эксперимент, используя при этом лабораторное оборудование (микроскопы, биореактор, термостаты, стерилизаторы и прочее);

·  моделировать биотехнологический процесс, основываясь на лабораторных исследованиях и знании биотехнологического оборудования;

·  пользоваться справочной и монографической литературой.

владеть:

·  навыками работы с современными программными средствами подготовки конструкторско-технологической документации;

·  методами анализа технологических процессов и их влияния на качество получаемых изделий;

·  методами определения оптимальных и рациональных технологических режимов работы оборудования;

·  методами расчета и анализа процессов в химических реакторах;

·  компьютерными технологиями и методами проектирования технологических процессов;

·  методами управления действующими технологическими процессами;

·  методами проведения стандартных испытаний по определению свойств и параметров веществ и материалов;

·  методами и средствами экспериментального исследования технологических процессов и получаемых веществ и материалов; 

·  компьютерными методами сбора, хранения и обработки информации.

4. Объём дисциплины и виды учебной работы

Вид учебной работы	Всего часов	Семестры
IV
Аудиторные занятия (всего)	36	36
В том числе:
Лекции	18	18
Практические занятия (ПЗ)	-	-
Семинары (С)
Лабораторные работы (ЛР)	18	18
Самостоятельная работа (всего)	36	36
В том числе:
Курсовой проект (работа)	-	-
Расчетно-графические работы
Реферат
Другие виды самостоятельной работы	36	36
Вид промежуточной аттестации: зачет	зач	зач
Общая трудоемкость, час зач. ед.	72	72
3	3

5. Содержание дисциплины

5.1. Содержание разделов дисциплины

№ п/п	Наименование раздела дисциплины	Содержание раздела
1.	Введение	Основная задача и содержание курса. Промышленная биотехнология. Клеточная инженерия. Генная инженерия. Связь биотехнологии с другими науками
2.	Основные направления биотехнологии	Биоэнергетика. Биотехнология обработки стоков и контроль загрязнения воды тяжелыми металлами. Сельскохозяйственная биотехнология.
3.	Биогеотехнология	Биогеотехнология выщелачивания металлов. Биогеотехнология обессеривания углей. Биогеотехнология и борьба с метаном в угольных шахтах. Биогеотехнология и повышение нефтеотдачи пластов.
4.	Основные типы биотехнологических процессов	Производство биомассы. Производство спиртов и полиолов. Производство вторичных метаболитов. Биотрансформация. Производство ферментов. Производство аминокислот, органических кислот, витаминов.
5.	Культивирование клеток	История метода. Характеристика клеток, культивируемых in vitro. Питательные среды и условия культивирования. Системы культивирования клеток. Использование культуры клеток человека. Культивирование клеток и тканей беспозвоночных.
6.	Объекты биотехнологии и их биотехнологические функции	Бактерии и цианобактерии. Использование грибов в биотехнологии. Простейшие в биотехнологии. Водоросли. Растения в биотехнологии.
7.	Перспективы развития биотехнологии	Стадии биотехнологического производства. Технология приготовления питательных сред для биосинтеза. Получение засевной дозы. Ферментация, устройство ферментера. Общие принципы разделения веществ. Методы тонкой очистки веществ: виды хроматографии, двумерный электрофорез, ВЖХ, ультрацентрифугирование. Биотехнологии в решении экологических проблем. Аэробная очистка сточных вод. Анаэробные системы очистки

5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами

№ п/п	Наименование обеспечиваемых (последующих) дисциплин	№ № разделов данной дисциплины, необходимых для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин
1	2	3	4	5	6	7
1.	Моделирование химико-технологических процессов				+	+	+	+
2.	Химические реакторы				+	+	+
3.	Системы управления химико-технологическими процессами	+	+	+	+	+
4.	Оборудование высокотемпературных производств				+	+	+	+

5.3. Разделы дисциплин и виды занятий

№ п/п	Наименование раздела дисциплины	Лек- ций	Практ. зан.	Лаб. зан.	Семи-наров	СРС	Всего часов
1.  1	Введение	2		2		10	14
2.  2	Основные направления биотехнологии	2				10	12
3.	Биогеотехнология	2				10	12
4.	Основные типы биотехнологических процессов	4		4		10	18
5.	Культивирование клеток	4		4		10	18
6.	Объекты биотехнологии и их биотехнологические функции	2		4		10	16
7.	Перспективы развития биотехнологии	2		4		12	18

6. Лабораторный практикум

№ п/п	№ раздела дисциплины	Наименование лабораторных работ	Трудо-емкость (час.)
1.	4,5	Исследование физических характеристик исходного материала	4
2.	4,5	Изучение влияния внешней среды на микроорганизмы	4
3.	4,5,6	Исследование влияние силикатных бактерий на материал	4
4.	4,5,6	Исследование влияние тионовых бактерий на материал	4
5.	4,5,6	Исследование процесса выщелачивания сульфидного материала	2

7. Примерная тематика курсовых проектов (работ)

Курсовые проекты (работы) не предусмотрены

8. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:

а) основная литература

1 , , Основы биотехнологии. М.: Академия. 2005.

2 , Биологическая химия. М.: Высшая школа. 2000.

б) дополнительная литература

1  Елинов биотехнологии. СПб.: Наука. 1995.

2  Бекер в биотехнологию. М.: Пищевая промышленность. 1978.

3  Биохимия. Т.1,2. М.: Мир. 1985.

в) программное обеспечение

Электронные версии учебников, пособий, методических разработок, указаний и рекомендаций по всем видам учебной работы, предусмотренных вузовской рабочей программой, находящиеся в свободном доступе для студентов, обучающихся в вузе.

г) базы данных, информационно-справочные и поисковые системы

Операционные системы Windows, стандартные офисные программы.

9.Материально-техническое обеспечение дисциплины

Лабораторные работы проводятся в специализированных лабораториях, в которых смонтированы лабораторные стенды, позволяющие выполнять работы по определению физических характеристик материала.

Специализированная лаборатория.

Для реализации лабораторного практикума по дисциплине кафедра располагает лабораторией, оснащённой следующими приборами:

1.  Оборудование для проведения гранулометрического анализа

2.  Стенд для титрования

3.  Установка для исследования физических свойств материала

4.  Измерительные приборы для контроля параметров процесса

10. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины

Примерная программа предусматривает возможность обучения в рамках традиционной поточно-групповой системы обучения. При этом обучение рекомендуется проводить в течение одного семестра: для бакалавров — в IY семестре.

Разработчики:

Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»	Заведующий кафедрой печных технологий и переработки энергоносителей, д. т.н., профессор
Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»	Доцент кафедры печных технологий и переработки энергоносителей, к. т.н.
Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»	Ассистент кафедры печных технологий и переработки энергоносителей, к. т.н.