Биотехнология (стр. 2 )

2.4 Генетическая инженерия (применение)

Генетическая инженерия и её возможности для практики. Продукты генной инженерии в производстве. Получение вакцин методом генной инженерии. Молекулярная диагностика заболеваний. Генные болезни человека и генетическая терапия. Промышленный синтез белков.

Модуль 3

3.1 Биотехнология в сельском хозяйстве

Клональноемикроразмножение. Применение клональногомикроразмножения в растениеводстве. Технология клональногомикроразмножения. Некоторые способы клональногомикроразмножения. Оздоровление растений. Селекция растений. Фиксация молекулярного азота. Некоторые методы увеличения продуктивности растений.

3.2 Иммобилизованные ферменты

Понятие «инженерная энзимология». Источники ферментов. Иммобилизованные ферменты. Инвертаза (сахараза). Лактаза. Применение иммобилизованных ферментов в медицине. Другие области применения иммобилизованных ферментов.

3.3 Пищевая биотехнология

Введение в пищевую микробиологию. Хлебопечение. Виноделие и пивоварение. Получение спирта. Получение соков. Молочно-кислое брожение. Молочные продукты. Квашение овощей. Получение белка. Получение аминокислот и витаминов.

3.4 Биотехнология в энергетике

Введение в биотехнологическую энергетику. Промышленное получение спирта. Производство газохола. Биометаногенез. Промышленное получение биогаза. Повышение нефтеотдачи. Дисульфуризация углей. Жидкие углеводороды. Биологическое получение водорода. Биотопливные элементы и биоэлектрокатализ.

3.5 Экологическая биотехнология

Интенсивная очистка сточных вод. Экстенсивная очистка сточных вод. Очистка жидких стоков промышленных предприятий. Переработка твёрдых отходов. Биодеградация нефтяных загрязнений. Биодеградация ксенобиотиков. Восстановление плодородия почв. Самоочищение водоёмов.

3.6 Биогеотехнология

Введение в биогидрометаллургию. История биогидрометаллургии. Микроорганизмы важные для биогидрометаллургии. Окисление железа и серы. Выщелачивание цинка. Кучное и подземное выщелачивание меди. Бактериальное вскрытие золота. Выщелачивание урана. Биосорбция металлов из растворов.

3.7 Криосохранение

Генофонд и факторы, влияющие на него. Традиционные средства сохранения генофонда. Сохранение генофонда растений в условиях invitro. Депонирование коллекций растительных клеток invitro. Понятие и возможности криосохранения. Теоретические вопросы криобиологии. Технология криосохранения. Достижения в области криосохранения.

6. Планы семинарских занятий.

Модуль 1

1.1 Тема: Предмет и задачи биотехнологии

1.Что такое биотехнология?

2.Охарактеризуйте основные разделы биотехнологии.

3. Могут ли бактерии синтезировать белки лягушки, если соответствующие гены ввести в их геном?

4.Охарактеризуйте отличия соматических клеток животных от таковых растений.

Модуль 2

2.1 Основы клеточной инженерии

1.Понятие изолированных клеток и тканей.

2. Основные способы использования культур изолированных клеток и тканей.

3.В океане обнаружена губка, подавляющая рост патогенных грибов. Как лучше всего применить ей для борьбы с грибковыми заболеваниями?

4.Охарактеризуйте условия культивирования каллусных культур.

5.Понятие и способ получения изолированных протопластов.

2.2 Тема: Получение вторичных метаболитов

1.Понятие первичных и вторичных метаболитов.

2. Какие факторы способствуют усилению синтеза вторичных соединений в клеточных культурах растений?

3. Охарактеризуйте положительные и отрицательные стороны разных способов получения винкамицина, образуемого барвинком.

2.3 Тема: Генетическая инженерия (основные методы)

1.Какие ферменты необходимы для конструирования рекомбинантных ДНК?

2.Что является основой генетической инженерии?

3.Какие векторы наиболее часто используются при проведении генно-инженерных работ?

4.Какие методы используют для получения трансгенных животных?

5.Какие методы используют для получения трансгенных растений?

2.4 Тема: Генетическая инженерия (применение)

1.Что такое гибридомы?

2.На чём основаны биотехнологические методы диагностики заболеваний?

3.Распределите продукты генной инженерии по сферам использования: ферменты, пищевые добавки, искусственные подсластители, ароматические вещества, антибиотики, гормоны, пищевые красители, витамины.

4. Какие препараты являются продуктами микробиологического производства на основе генно-инженерных работ?

5.Укажите последовательность реакций при синтезе белка в дрожжевой клетке.

6.Что происходит с нуклеиновыми кислотами, попадающими в организм человека с продуктами питания?

Модуль 3

3.1 Тема: Биотехнология в сельском хозяйстве

1.Как можно использовать отдельные органы садовой клубники для размножения?

2.Какие микроорганизмы могут применяться для улучшения азотного питания следующих культур: пшеницы, кукурузу, гороха, риса?

3.Можно ли получить из каллусной ткани клетки с синхронным делением?

4. Можно ли получить из каллусной ткани генетически неоднородные клеточные культуры?

5.Какие биотехнологии можно использовать в сельском хозяйстве России?

3.2 Тема: Иммобилизованные ферменты

1.Что такое иммобилизованные ферменты?

2. Источником каких ферментов являются бык домашний, пшеница, медоносная пчела?

3.Какие ферменты используются в процессе изготовления следующих продуктов: пива, фруктового пюре, сгущённого молока, томатного сока?

4.Какие аппараты могут работать с использованием иммобилизованных ферментов?

5. Какие силы действуют при иммобилизации ферментов?

3.3 Тема: Пищевая биотехнология

1.В получении каких веществ дрожжи играют важную роль?

2.В получении каких веществ бактерии играют важную роль?

3.С помощью каких микроорганизмов получают лимонную кислоту?

4.При получении каких продуктов наиболее важны процессы молочно-кислого брожения?

5. .При получении каких продуктов наиболее важны процессы лимонно-кислого брожения?

6.Какие микроорганизмы чаще всего применяются при получении аминокислот?

7.какие процессы лежат в основе ферментативного получения соков?

3.4 Тема: Биотехнология в энергетике

1.Расположите организмы в порядке увеличения времени брожения: Clostridiumthermocellum, Zymomonas, Clostridiumthermoaciticum/

2.какие процессы в метаногенезе являются промежуточными и в конечном итоге ведут к образованию метана?

3.Какие действия помогут ускорить метаногенез в метатенке, в который поместили слишком много древесных стружек?

4.Какие микроорганизмы можно использовать для получения водорода?

5.Что является топливом в биотопливном элементе?

6.Где находятся бактерии в биотопливном элементе?

3.5 Тема: Экологическая биотехнология

1.Можно ли купаться в биологическом пруду?

2.Может ли активный ил содержать тяжелые металлы?

3.Можно ли применять биофильтры для очистки газов?

4.Укажите допустимое количество кишечных палочек в 1 л московской водопроводной воды.

5.Где наблюдается самая сильная минерализация органических веществ при самоочищении вод?

6. При каких способах переработки может образоваться болотный газ?

3.6 Тема: Биогеотехнология

1.Подберите кислотные условия для культивирования бактерий: Sulfolobus, Thiobacillusferroxidans, Acidianusbrierleyi, Sulfobacillus, Metallosphaera.

2. Подберите температурные условия для культивирования бактерий: Sulfolobus, Thiobacillusferroxidans, Acidianusbrierleyi, Sulfobacillus, Metallosphaera.

3. Где встречаются сульфатредуцирующие бактерии?

4.Какова роль бактерий в выщелачивании полиметаллических руд?

5. Основные биотехнологии получения золота.

3.7 Тема: Криосохранение

1.Понятие генофонда.

2.Традиционные способы сохранения генофонда.

3. Какие факторы приводят к оскудению генофонда?

4.На какие факторы необходимо обращать внимание при различных способах сохранения генофонда?

5.Как изменяются свойства культурных растений при различных способах сохранения генофонда?

6. Какие явления недопустимы при криосохранении?

7. Темы лабораторных работ (Лабораторный практикум).

Не предусмотрены

8. Примерная тематика курсовых работ (если они предусмотрены учебным планом ОП).

Не предусмотрены

9. Учебно-методическое обеспечение и планирование самостоятельной работы студентов.

Таблица5 .

№	Модули и темы	Виды СРС	Неделя семестра	Объем часов	Кол-во баллов
обязательные	дополнительные
Модуль 1
1.2.	Предмет и задачи биотехнологии	1. Подготовка к семинару 2. Подготовка к тестированию	Чтение специальной литературы	1 1	1 1	0-5 0-2
	Всего			1	2	0-7
Модуль 2
2.1.	Основы клеточной инженерии	1. Подготовка к семинару 2. Подготовка к тестированию	Чтение специальной литературы	2 3	2 2	0-5 0-2
2.2.	Получение вторичных метаболитов	1. Подготовка к семинару 2. Подготовка к тестированию 3. Подготовка к контрольной работе	Чтение специальной литературы	4 5 5	1 1 2	0-5 0-2 0-6
2.3.	Генетическая инженерия (основные методы	1. Подготовка к семинару 2. Подготовка к тестированию 3. Подготовка к защите реферата	Чтение специальной литературы	6 6 7	1 1 1	0-5 0-2 0-5
2.4.	Генетическая инженерия (применение)	1. Подготовка к семинару 2. Подготовка к тестированию	Чтение специальной литературы	8 8	1 1	0-5 0-2
	Всего			7	13	0-39
Модуль 3
3.1.	Биотехнология в сельском хозяйстве	1. Подготовка к семинару 2. Подготовка к тестированию	Чтение специальной литературы	9 9	2 1	0-5 0-2
3.2.	Иммобилизованные ферменты	1. Подготовка к семинару 2. Подготовка к тестированию 3. Подготовка к защите реферата	Чтение специальной литературы	10 10 10	1 1 1	0-2 0-2 0-5
3.3.	Пищевая биотехнология	1. Подготовка к семинару 2. Подготовка к тестированию	Чтение специальной литературы	11 11	2 1	0-5 0-2
3.4.	Биотехнология в энергетике	1. Подготовка к семинару 2. Подготовка к тестированию	Чтение специальной литературы	12 12	2 1	0-5 0-2
3.5.	Экологическая биотехнология	1. Подготовка к семинару 2. Подготовка к тестированию	Чтение специальной литературы	13 13	2 1	0-5 0-2
3.6.	Биогеотехнология	1. Подготовка к семинару 2. Подготовка к тестированию	Чтение специальной литературы	14 14	2 1	0-5 0-2
3.7.	Криосохранение	1. Подготовка к семинару 2. Подготовка к тестированию	Чтение специальной литературы	15 15	2 1	0-5 0-2
	Всего			7	21	0-54
	Итого			15	36	0-100

10.Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины (модуля).

Вопросы к зачету

1.  Предмет и задачи биотехнологии. История развития. Экономические и социальные аспекты развития биотехнологии.

2.  Методы современной биотехнологии. Биотехнология конструирования рекомбинантной ДНК.

3.  Ферменты генетической инженерии. Механизм действия.

4.  Генетическая инженерия растений. Трансформация растений с помощью агробактерий. Векторы на основе Ti - и Ri-плазмид.

5.  Методы переноса генов в растения. Улучшения качества и повышение продуктивности растений методами генной инженерии (трансгенные растения, устойчивые к стрессу, насекомым, инфекциям, гербицидам и т. д.)

6.  Культивирование изолированных клеток и тканей растений. Питательные среды и условия культивирования. Клональное размножение растений.

7.  Биотехнология в животноводстве. Трансгенные животные.

8.  Биотехнология микробиологических систем, перспективы развития.

9.  Биотехнология получения первичных метаболитов. Получение аминокислот, витаминов, органических кислот.

10.  Синтез биологически активных соединений в культуре клеток растений и каллусных тканей растений.

11.  Создание новых высокопродуктивных штаммов методами генной инженерии. Микробиологическое и химико-энзиматическое получение органических кислот, витаминов и др.

12.  Биотехнология получения вторичных метаболитов. Производство антибиотиков, вакцин, стероидов, полисахаридов и др.

13.  Ферментная биотехнология. Получение микробных ферментных препаратов.

14.  Инженерная биотехнология. Методы иммобилизации ферментов. Производства, основанные на применение иммобилизованных ферментов.

15.  Генная терапия. Использование достижений генетической инженерии в медицине.

16.  Биотехнологические процессы в пищевой промышленности. Получение молочнокислых продуктов, пищевых кислот, алкогольных напитков и др.

17.  Энергия и биотехнология. Производство высококачественного топлива из биологического сырья.

18.  Экологическая биотехнология. Применение биотехнологических процессов для решения проблем окружающей среды.

19.  Биогеотехнология.

20.  Криосохранение.

21.  Биотехнология в сельском хозяйстве

22.  Новые объекты биотехнологии. Перспективы развития биотехнологии.

10.1 Перечень компетенций с указанием этапов их формирования в процессе освоения образовательной программы (выдержка из матрицы компетенций):

	Циклы, дисциплины (модули) учебного плана ОП	Б3
	10 семестр
Индекс компетенции		Биотехнология
Общекультурные, общепрофессиональные компетенции	Код компетенции	Б3.В. ОД.3.14
ОК-3	+
ОПК-5	+
ПК-1	+
Виды аттестации	ФОС
	ПФ-3	+
ПФ-6	+
ПФ-10	+
Промежуточная (по дисциплине)	УФ-12	+

10.2 Описание показателей и критериев оценивания компетенций на различных этапах их формирования, описание шкал оценивания:

Таблица 6

Карта критериев оценивания компетенций

Код компетенции	Критерии в соответствии с уровнем освоения ОП	Виды занятий (лекции, семинар ские, практические, лабораторные)	Оценочные средства (тесты, творческие работы, проекты и др.)
пороговый (удовл.) 61-75 баллов	базовый (хор.) 76-90 баллов	повышенный (отл.) 91-100 баллов
ОК-3	Знает: основные направления развития биотехнологии Умеет: применять научные знания в области биологической технологии в учебной и профессиональной деятельности Владеет: знаниями о научно-методических основах биотехнологических процессов	Знает: традиционные и новейшие технологии, основанные на достижениях генной и клеточной инженерии Умеет: организовать лабораторный эксперимент с применением биотехнологических методов; Владеет: методами организации лабораторного эксперимента с применением биотехнологических методов	Знает: основы клеточной и генетической инженерии Умеет: организовать лабораторный эксперимент с применением биотехнологических методов, полученные результаты обрабатывать методами математической статистики с применением прикладных статистических программ Владеет: методами организации лабораторного эксперимента с применением биотехнологических методов и методами математической статистики с применением прикладных статистических программ	лекции лабораторные работы	ПФ-3 ПФ-6 ПФ-10
ОПК-5	Знает: основы биоэтики; общие нормы речевой культуры; нормы профессиональной этики учителя биологии Умеет: планировать профессионально этичную и ответственную деятельность в области биологии и экологии Владеет: навыками биологически и профессионально этичного и ответственного поведения; навыками грамотной речи	Знает: основы биоэтики; общие нормы речевой культуры; нормы профессиональной этики учителя биологии; общую биологическую и специальную терминологию Умеет: планировать и осуществлять профессионально ответственную деятельность в области биологии и экологии; создавать и редактировать тексты по битехнологии Владеет: навыками биологически и профессионально ответственного поведения; навыками биологически грамотной речи	Знает: основы биоэтики; общие нормы речевой культуры; нормы профессиональной этики учителя биологии; общую биологическую и специальную терминологию, главные направлениями разработки в области генетической, клеточной и белковой инженерии Умеет: планировать, осуществлять и корректировать профессионально ответственную деятельность в области биологии и экологии; создавать и редактировать тексты по биотехнологии Владеет: умениями целеполагания, планирования, самоконтроля, коррекции своей деятельности, соответствующей нормам биологически и профессионально этичного поведения; навыками биологически грамотной речи	лекции лабораторные работы	ПФ-3 ПФ-6 ПФ-10
ПК-1	Знает: методические особенности базового курса общей биологии для основной общеобразовательной школы Умеет: осуществлять тематическое планирование базового курса общей биологии для основной общеобразовательной школы Владеет: навыками планирования и реализации учебной программы базового курса общей биологии для основной общеобразовательной школы	Знает: методические особенности базового курса общей биологии средней общеобразовательной школы Умеет: осуществлять тематическое планирование и реализовывать программу базового курса общей биологии для средней общеобразовательной школы Владеет: навыками планирования и реализации учебной программы базового курса общей биологии для средней общеобразовательной школы	Знает: методические особенности базового курса общей биологии и элективных курсов для средней общеобразовательной школы Умеет: осуществлять тематическое планирование и реализовывать программу базового курса общей биологии и элективных курсов для средней общеобразовательной школы Владеет: навыками планирования и преподавания учебной программы базового курса общей биологии и элективных курсов для средней общеобразовательной школы	лекции лабораторные работы	ПФ-3 ПФ-6 ПФ-10

10.3 Типовые контрольные задания или иные материалы, необходимые для оценки знаний, умений, навыков и (или) опыта деятельности, характеризующей этапы формирования компетенций в процессе освоения образовательной программы.