Рабочая учебная программа по дисциплине «Основы биотехнологии» (стр. 3 )

4.3. Лекции

№ п/п	Наименование лекции	Перечень учебных вопросов	Семестр	Кол. часов
7	2
1.  Раздел 1. Современные достижения в области биотехнологии
1.	Биотехнология как межотраслевая область научно-технического прогресса и раздел практических знаний	2.  Краткое изложение дидактических единиц, терминов. 3.  Цели и задачи дисциплины 4.  Социальная значимость биотехнологии. 5.  Современная биотехнология как одно из основных направлений научно-технического прогресса. 6.  Пути решения проблем экологии и охраны окружающей среды методами биотехнологии.	2	2

4.5. План практических занятий

№ п/п	Наименование занятия	Перечень учебных вопросов	Семестр	Кол-во часов
7	8
Раздел 1. Современные достижения в области биотехнологии
1.	Биотехнология и новые методы анализа и контроля	1.  Биосенсоры. 2.  Биодатчики. 3.  Новые материалы (биополимеры и др.), получаемые биотехнологическими методами	2	2
Раздел 4. Технологические основы биотехнологических производств
2.	Условия культивирования микрообъектов	1.  Условия существования микрообъектов 2.  Ферменты бактерий 3. Условия промышленного культивирования микрообъектов 4. Особенности динамики роста и размножения микроорганизмов в жидкой питательной среде 5. Хемостатная культура, или метод непрерывного культивирования микроорганизмов 6. Классификация биосинтеза по технологическим параметрам	2	2
Раздел 5. Пути решения проблем экологии и охраны окружающей среды методами биотехнологии
3.	Продукты утилизации органических отходов и их применение	1.  Вермикультура 2.  Вермикомпост 3.  Использование мух-капрофагов для переработки куриного помета и свиного навоза 4.  Биоперегной 5.  Биодеградация компоста. 6.  Микробная трансформация токсичных и опасных отходов	2	2
4.	Обеззараживание и обезвреживание осадков сточных вод	1.  Патогенные микроорганизмы сточных вод 2.  Санитарно-показательные микроорганизмы 3.  Способы обеззараживания воды 4.  Способы биохимической утилизации активного ила 5.  Дезинфектанты и окислители 6.  Хлорирование и озонирование воды 7.  Сорбенты для дезодорирования воды и удаления токсичных веществ	2	2

5. Занятия, проводимые в интерактивной форме

№ п/п	Форма занятия (Л, ПЗ, СЗ)	Наименование темы	Используемые интерактивные образовательные технологии	Кол-во часов
1.	Л	Биотехнология как межотраслевая область научно-технического прогресса и раздел практических знаний – проблемная лекция	Проблемная лекция	2
2.	ПЗ	Биотехнология и новые методы анализа и контроля	Работа в малых группах	2
3.	ПЗ	Условия культивирования микрообъектов	Занятие-визуализация	2
4.	ПЗ	Обеззараживание и обезвреживание осадков сточных вод	Проблемное занятие	2
5.	ПЗ	Продукты утилизации органических отходов и их применение	Круглый стол
Всего 100% от аудиторных занятий – 10 часов

7.  Самостоятельное изучение разделов (тем)

№ п/п	Наименование раздела дисциплины. Вопросы, выносимые на самостоятельное изучение	Виды СРС	Кол-во часов
	Раздел 1. Современные достижения в области биотехнологии Биотехнологизация народного хозяйства. Биотехнология и энергетика. Биотехнология и природные ресурсы. Применение биотехнологических методов в горнодобывающей, нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности. Химическая технология и биотехнология. Комбинирование биосинтеза и оргсинтеза при многостадийном получении полупродуктов и целевых продуктов. Биотехнология и новые методы анализа и контроля. Биосенсоры. Биодатчики. Новые материалы (биополимеры и др.), получаемые биотехнологическими методами. Биотехнология и интенсификация сельскохозяйственного производства. Повышение продуктивности сельскохозяйственных растений и животных. Новые методы культивирования растений. Новые виды кормов. Биотехнология и пищевая промышленность. Совершенствование путей переработки сельскохозяйственных продуктов. Новые разновидности пищевых продуктов. Биотехнология и медицина. Получение биотехнологическими методами лекарственных, профилактических и диагностических препаратов. Биотехнология и понимание основ патологии инфекционных, онкологических и наследственных заболеваний.	для овладения знаниями: – чтение текста; использование аудио - и видеозаписей, компьютерной техники и Интернета и др.; для закрепления и систематизации знаний – работа с конспектом лекции; работа над учебным материалом (; составление плана и тезисов ответа; составление таблиц для систематизации учебного материала; изучение нормативных материалов; ответы на контрольные вопросы; для формирования умений: – овладение практическими навыками	2
	Раздел 2. Объекты биотехнологии Макробиообъекты животного происхождения. Человек как донор. Человек как объект иммунизации и донор. Млекопитающие, птицы, рептилии, рыбы, насекомые, паукообразные, морские беспозвоночные. Культуры тканей человека и других млекопитающих. Основные группы получаемых биологически активных веществ. Биообъекты растительного происхождения. Дикорастущие, плантационные растения. Водоросли. Культуры растительных тканей. Основные группы получаемых биологически активных веществ. Биообъекты – микроорганизмы. Эукариоты (простейшие, грибы, дрожжи). Прокариоты (актиномицеты, эубактерии). Вирусы. Основные группы получаемых биологически активных соединений. Биообъекты – макромолекулы с ферментативной активностью. Промышленные биокатализаторы на основе индивидуальных ферментов и мультиферментных комплексов. Биоконверсия (биотрансформация) при получении гормонов, витаминов, антибиотиков и других биологически активных веществ.	для овладения знаниями: – чтение текста; использование аудио - и видеозаписей, компьютерной техники и Интернета и др.; для закрепления и систематизации знаний – работа с конспектом лекции; работа над учебным материалом (; составление плана и тезисов ответа; составление таблиц для систематизации учебного материала; изучение нормативных материалов; ответы на контрольные вопросы; для формирования умений: – овладение практическими навыками	15
	Раздел 3. Сырьевая база биотехнологии Требования, предъявляемые к питательным субстратам, использующимся в биотехнологических процессах. Основные типы питательных сред, использующихся в биотехнологии: требования к составу и качеству, принципы подбора. Сырьевая база биотехнологии. Питательные среды для ферментационных процессов. Природные сырьевые субстраты растительного происхождения. Отходы производства как потенциальные субстраты для культивирования биологических объектов.	для овладения знаниями: – чтение текста; использование аудио - и видеозаписей, компьютерной техники и Интернета и др.; для закрепления и систематизации знаний – работа с конспектом лекции; работа над учебным материалом (; составление плана и тезисов ответа; составление таблиц для систематизации учебного материала; изучение нормативных материалов; ответы на контрольные вопросы; для формирования умений: – овладение практическими навыками для овладения знаниями: – чтение текста; использование аудио - и видеозаписей, компьютерной техники и Интернета и др.; для закрепления и систематизации знаний – работа с конспектом лекции; работа над учебным материалом (; составление плана и тезисов ответа; составление таблиц для систематизации учебного материала; изучение нормативных материалов; ответы на контрольные вопросы; для формирования умений: – овладение практическими навыками	15
	Раздел 4. Технологические основы биотехнологических производств Биотехнологический процесс как базовый этап, обеспечивающий сырье для получения лекарственных, профилактических, диагностических препаратов. Биотехнологический процесс как промежуточный или заключительный этап производства препарата. Биотехнологический процесс, обеспечивающий все стадии создания лечебного, профилактического, диагностического препарата. Общие основы экзогенной регуляции продуктивности макро - и микрообъектов. Жизнеобеспечение макроорганизмов – животных и высших растений как источника биомассы. Жизнеобеспечение микроорганизмов как источника биомассы. Защита от контаминации. Предотвращение выброса в окружающую среду. Техногенная экологическая ниша для существования микрообъектов в монокультуре. Жизнеобеспечение культур клеток высших растений и животных. Обеспечение эффективной работы биообъектов, используемых как промышленные биокатализаторы. Сочетание условий для поддержания жизнеобеспечения биообъекта и максимального синтеза целевого продукта при наиболее сложном варианте биотехнологического процесса. Направленная регуляция состава питательной среды и воздействия физических факторов в течение ферментации. Предшественники целевого продукта и время их внесения в среду. Слагаемые биотехнологического процесса производства лекарственных средств. Иерархическая структура биотехнологического производства. Первая ступень построения: подсистемы типа биообъект – биореакторы, биомасса –сепараторы, экстракторы и т. п. Вторая ступень построения: объединение подсистем в функционально единую цепь (участок, цех). Технологические основы создания блочно-модульных типовых решений. Третья ступень построения: последовательность блоков и модулей функциональных участков. Опытно-промышленная установка, предприятие законченного цикла, основные и вспомогательные (общеинженерные) подсистемы. Схема последовательно реализуемых стадий превращения исходного сырья в лекарственное средство. Оптимизация биообъекта, процессов и аппаратов как единого целого в биотехнологическом производстве. Подготовительные операции при использовании в производстве биообъектов макроуровня. Многоэтапность подготовки посевного материала. Комплексные и синтетические питательные среды. Их компоненты. Концентрация отдельного расходуемого компонента питательной среды и скорость размножения биообъекта в техногенной нише. Методы стерилизации питательных сред. Сохранение биологической полноценности сред при их стерилизации. Стерилизация ферментационного оборудования. «Слабые точки» внутри стерилизуемых емкостей. Проблемы герметизации оборудования и коммуникаций. Очистка и стерилизация технологического воздуха. Предварительная очистка. Стерилизующая фильтрация. Предел размера пропускаемых частиц. Эффективность работы фильтров. Критерии подбора ферментеров при реализации конкретных целей. Классификация биосинтеза по технологическим параметрам. Принципы организации материальных потоков: периодический, полупериодический, отъемно-доливной, непрерывный. Глубинная ферментация. Массообмен. Поверхностная ферментация. Требования к ферментационному процессу в зависимости от физиологического значения целевых продуктов для продуцента – первичные метаболиты, вторичные метаболиты, высокомолекулярные вещества. Биомасса как целевой продукт. Выделение, концентрирование и очистка биотехнологических продуктов. Стандартизация лекарственных средств, получаемых методами биотехнологии. Фасовка. Контроль и управление биотехнологическими процессами. Контроль концентрации субстратов и биотехнологических продуктов. Титриметрические методы. Оптические методы. Биохимические (ферментативные) методы контроля. Электроды и биосенсоры на основе иммобилизованных клеток. Высокоэффективная жидкостная хроматография при решении задач биотехнологического производства.	для овладения знаниями: – чтение текста; использование аудио - и видеозаписей, компьютерной техники и Интернета и др.; для закрепления и систематизации знаний – работа с конспектом лекции; работа над учебным материалом (; составление плана и тезисов ответа; составление таблиц для систематизации учебного материала; изучение нормативных материалов; ответы на контрольные вопросы; для формирования умений: – овладение практическими навыками	15
	Раздел 5. Пути решения проблем экологии и охраны окружающей среды методами биотехнологии Микробиологические способы извлечения металлов из растворов. Метилирование металлов микроорганизмами и перевод в летучую форму. Внеклеточное осаждение тяжелых металлов. Биосорбция клетками микроорганизмов. Биологические обрастания в промышленных системах водоснабжения и кондиционирования воздуха. Состав биообрастаний. Методы борьбы с биообрастаниями. Биоциды и их свойств. Комбинированные методы борьбы с биообрастаниями.	для овладения знаниями: – чтение текста; использование аудио - и видеозаписей, компьютерной техники и Интернета и др.; для закрепления и систематизации знаний – работа с конспектом лекции; работа над учебным материалом (; составление плана и тезисов ответа; составление таблиц для систематизации учебного материала; изучение нормативных материалов; ответы на контрольные вопросы; для формирования умений: – овладение практическими навыками	15

7. Библиотечно-информационные ресурсы