ПРОГРАММА ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К СДАЧЕ ВСТУПИТЕЛЬНОГО ЭКЗАМЕНА В МАГИСТРАТУРУ
ПО СПЕЦИАЛЬНОСТИ
6М070100-Биотехнология
СОДЕРЖАНИЕ
1. Цели и задачи вступительного экзамена по специальности 6М070100 - Биотехнология:
Целью вступительного экзамена для поступающих в магистратуру по специальности «Биотехнология» является выявление той суммы знаний, которую он приобрели, обучаясь в бакалавриате. А также оценить соответствие универсальных компетенций абитуриента в магистратуру, необходимые для успешного освоения специальных компетенций, формируемых в процессе обучения по магистерской образовательной программе. Задача экзамена состоит в том, чтобы оценить способность и готовность будущих магистрантов осуществлять поиск, отбирать, синтезировать и конкретизировать информацию; оценить осознание поступающими предмета обучения в магистерской образовательной программе; оценить готовность поступающего использовать современные информационные ресурсы в процессе обучения, оценить способность сформулировать и решать современные научные и практические проблемы в науке и на производстве, преподавать в вузах, успешно осуществлять исследовательскую и управленческую деятельность в различных биотехнологических производствах и организациях.
Форма экзамена – письменно.
2. Требования к уровню подготовки лиц, поступающих в магистратуру
Поступающие в магистратуру должны знать современные методы генной и хромосомной инженерии, использующиеся в биотехнологии; уметь формулировать и изучать новые проблемы из различных областей современной биотехнологии; уметь самостоятельно планировать и организовывать исследовательскую деятельность в области биотехнологии растений, микроорганизмов и животных, владеть техникой культивирования растительных, животных и микробных клеток; владеть методами получения высокопродуктивных промышленных штаммов продуцентов, способами их культивирования и хранения; уметь организовать на научной основе трудовую деятельность, использовать полученные знания в лабораторных и производственных условиях.
НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?
3. Пререквизиты образовательной программы
«Биохимия» – 3 кредита
«Основы биотехнологии» – 6 кредитов
«Молекулярная биология» – 3 кредита
«Общая и молекулярная генетика» – 3 кредита
«Микробиология» – 3 кредита
4. Перечень экзаменационных тем
Программа предназначена для подготовки к сдаче вступительного экзамена по специальности. Формулировка вопросов в экзаменационных билетах может отличаться от тем, указанных в программе.
Культура клеток растений. Принципы и методы культивирования клеток растений. Биология культивированных клеток. Питательные среды. Условия культивирования клеток. Получение каллуса и его культивирование. Дедифференциация и каллусообразование. Гетерогенность культивируемых клеток. Рост клеток в культуре. Биотехнология растений. Культура клеток растений как объект биотехнологии. Использование культуры клеток в биосинтетической промышленности. Клональное микроразмножение растений и его преимущества. Методы клонального микроразмножения. Преодоление in vitro прогамной и постгамной несовместимости. Оплодотворение in vitro. Культура эндосперма. Гаплоидная технология. Получение гаплоидов в культуре пыльников и пыльцы. Получение гаплоидов методом селективной элиминации хромосом в гибридном зародыше. Получение гаплоидов растений in vitro женского гаметафита. Значение гаплоидов в селекции растений. Клеточная инженерия. Выделение протопластов. Получение жизнеспособных протопластов. Культивирование протопластов. Регенерация растений в культуре протопластов. Слияние протопластов. Соматическая гибридизация. Изменчивость культивируемых клеток и ее использование в селекции растений. Клеточная селекция. Методы клеточной селекции. Отбор устойчивых клеток. Индуцированный мутагенез. Сомаклональные варианты. Причины сомаклональной изменчивости. Факторы, влияющие на сомаклональную изменчивость. Генетическая инженерия растений. Получение генов, предназначенных для переноса в другой организм. Векторы для переноса генов. Методы переноса генов в растения. Возможности и перспективы развития генетической инженерии растений. Сохранение in vitro генофонда (банк генов). Замедление роста клеток. Криосохранение клеток. Классификация и типы технологических производств, применяемых в биотехнологии микроорганизмов. Основные требования, предъявляемые к промышленным микроорганизмам. Принцип технологичности штаммов. Основные методы селекции промышленных штаммов. Способы хранения микроорганизмов. Производство микробного белка. Понятие «идеальный» белок, Преимущества получения белка с помощью микрооорганизмов, продуценты, сырье. Тенденции в производстве микробной биомассы, безопасность микробной биомассы. Промышленные способы получения аминокислот. Экологически чистые виды топлива. Получение газообразного топлива - биогаза. Получение молекулярного водорода в качестве топлива. Использование этилового спирта в качестве топлива. Микробиологические способы получения органических кислот. Получение уксусной, лимонной, глюконовой и итаконовой кислот. Микробиологическая трансформация. Определение понятия, сферы применения, преимущества и недостатки микробной трансформации. Примение микробной трансформации в производстве стероидных препаратов. Микробиологическое производство витаминов и ферментов. Получение витамина В12, рибофлавина, провитамина Д2, витамина С, каротина - провитамина А. Производство и применение микробных ферментов. Иммобилизованные ферменты (сущность методов иммобилизации, методы иммобилизации, сферы применения иммобилизованных ферментов). Биотехнология очистки сточных вод. Характеристика биологических методов очистки сточных вод. Характеристика методов очистки сточных вод, их преимущества и недостатки. Достоинства и недостатки биохимических методов очистки сточных вод. Получение биогаза. Биотехнологическая переработка органических отходов, новые технологии биоочистки, основанные на использовании биокатализаторов и микробных клеток; метантенки, характеристика процессов брожения, протекающих в метантенках. Формирование микрофлоры метантенка, ее состав, характер взаимоотношений компонентов в симбиотическом сообществе. Биоремедиация. Биогеотехнология. Принципы использования биоремедиации в очистке почв, загрязненных органическими загрязнителями, тяжелыми металлами и радионуклидами. Биогеотехнологии металлов, бактериальное выщелачивание, микроорганизмы, участвующих в процессе выщелачивании. Биопрепараты. Микробные препараты, используемые для борьбы с вредными насекомыми и сорняками. Микробные землеудобрительные биопрепараты. Очистка сточных вод. Аэробные и анаэробные процессы очистки сточных вод, их характеристика. Реакторы, использующиеся для аэробной очистки сточных вод. Схема работы гомогенных реакторов. Популяционные проблемы «активного ила». Формирование ценозов «активного ила». Переработка промышленных отходов. Биологическая переработка промышленных отходов различных производств. Использование иммобилизованных клеток микроорганизмов для переработки стоков молокоперерабатывающих, бродильных и других пищевых производств. Проблемы биологической переработки стоков химических предприятий. Биоремедиация почв. Технология биоремедиации почв, загрязненных тяжелыми металлами, радионуклидами, органическими веществами и другими токсикантами. Основные этапы – подбор биообъектов – гипераккумуляторов поллютантов, методов их культивирования (выращивания), отделения и извлечения токсиканта. Роль взаимоотношений растений с почвенными микроорганизмами в эффективности извлечения токсикантов. Аминокислоты. Состав, свойства, виды. Полипептидная цепь. Пептидная связь, образование, свойства. Белки. Простые и сложные белки, структура, примеры. Пространственное строение белков, первичная, вторичная, третичная, четвертичная структура белков. Свойства и функции белков. Ферменты, классификация, свойства. Углеводы. Классификация, структура, свойства, стереоизомеры, функции. Моносахариды, олигосахариды, полисахариды, структура, свойства, функции. Липиды. Классификация, структура, свойства, триацилглицеры, фосфолипиды, функции. Витамины. Виды, классификация, функции. Жирорастворимые и водорастворимые витамины. Нуклеиновые кислоты. ДНК, РНК. Структура, свойства, функции. Нуклеотиды, нуклеозиды, азотистые основания. Репликация ДНК. Метаболизм. Биосинтез белка. Гликолиз, цикл лимонной кислоты, дыхательная цепь. Синтез и распад жирных кислот. Цикл мочевины. Генетика. Предмет генетики и методы исследования. Понятие о наследственности и изменчивости. Изучение наследственности и изменчивости на разных уровнях организации живой материи: молекулярном, хромосомном, клеточном, организменном и популяционном. Цитологические основы наследственности. Деление клетки. Гибридологический метод. Закономерности, открытые Г. Менделем. Закон “Чистоты гамет”. Значение анализирующего скрещивания. Множественный аллелизм. Взаимодействие аллельных генов. Полное, неполное, кодоминирование. Статистический анализ расщеплений. Взаимодействие неаллельных генов: комплементарность, эпистаз, полимерия. Гены-модификаторы. Плейотропное действие генов. Пенетрантность и экспрессивность. Половые хромосомы. Гомо - и гетерогаметность пола. Хромосомная теория определения пола. Наследование сцепленное с полом. Наследование при нерасхождении половых хромосом. Первичное и вторичное нерасхождение хромосом. Балансовая теория определения пола. Интерсексы. Гинандроморфизм. Сцепление генов. Кроссинговер. Генетическое и цитологическое доказательство кроссинговера. Мутационная изменчивость. Генеративные и соматические мутации. Генные, геномные, хромосомные мутации. Мутация на молекулярном уровне и рекомбинация. Генетическая структура популяций. Закон Харди-Вайнберга и его применение. Генетика человека. Наследственные заболевания и причины их возникновения. Генетический қод. Функция гена. Предмет и методы биотехнологии животных. Основные направления и задачи современной биотехнологии. Объекты и методы исследования. Молекулярная биология и генетика – фундаментальная основа биотехнологии. Материальные носители наследственности. ДНК и РНК. Идентичность генома основной массы соматических клеток разных тканей одного организма геному зиготы. Искусственное оплодотворение у животных. Основные этапы искусственного оплодотворения у животных (на примере лабораторной мыши). История исследований по получению химер. Первичный и вторичный химеризм. Клонирование животных. История исследований по клонированию животных. Метод клонирования с помощью пересадки ядер. Метод клонирования с помощью пересадки ядер. Способы энуклеации яйцеклеток. Генетическая трансформация. История развития исследований по генетической трансформации. Способы введения чужеродной ДНК в клетки животных. Понятие о криоконсервации. Криоконсервация гамет и эмбрионов как один из путей сохранения генетического ресурсов. Пищевая биотехнология. Предмет и методы пищевой биотехнологии. Микроорганизмы, использующиеся в бродильных производствах для получения практически ценных продуктов, их биохимическая деятельность. Дрожжевое производство. Сущность и основные стадии технологического процесса производства дрожжей. Производство спирта. Субстраты, использующиеся в спиртовом производстве (зерно, картофель, сахарная свекла, меласса и др.). Сущность и основные стадии технологического процесса. Пивоварение. Биохимические основы процесса сбраживания пивного сусла. Сущность и основные стадии технологического процесса. Виноделие. Уксуснокислые и молочнокислые бактерии и их роль в виноделии. Сущность и основные стадии технологического процесса. Плесневые грибы - вредители винодельческого промышленности. Хлебопекарное производство. Сущность технологического процесса. Основные микроорганизмы, использующиеся в хлебопекарном производстве. Сущность и основные стадии технологического процесса. Молокоперерабатывающее производство. Виды продукции молокоперерабатывающей промышленности – молочнокислые напитки, сыр, йогурт, кумыс, шубат. Сущность и основные стадии технологического процесса. Органические кислоты. Микроорганизмы – продуценты молочной, уксусной, лимонной, яблочной, итаконовой и других органических кислот, применяющихся в пищевой промышленности. Сущность и основные стадии технологического процесса получения органических кислот. Микроорганизмы - основа биотехнологических производств. Метаболические возможности микробных клеток. Характеристика микроорганизмов, осуществляющих спиртовое, молочнокислое, пропионовокислое, маслянокислое брожение. Сырьевая база биотехнологического производства. Источники сырья. Виды сырья. Классификация питательных сред. Периодическое культивирование. Особенности роста микроорганизмов в условиях периодического культивирования. характеристика кривых роста, применение. Поверхностный метод. Глубинный метод. Непрерывное культивирование. Особенности роста микроорганизмов в условиях непрерывного культивирования. хемостат, Турбидостат, оксистат. Сравнительная характеристика, применение. Методы выделения и очистки конечных продуктов биотехнологических производств. Сепарация. Флотация. Фильтрация. Центрифугирование.
5. Рекомендуемая литература
Основная литература:
Биотехнология растений, изд-во «Конжык», 1996. Основы биотехнологии. Астана, 2006. -224 с. , и др. Биотехнология. СПб.: ГИОРД, 2005, 792 с. , Прикладная биотехнология. Воронеж. ВГТА. 2001, 332 б. , , Биотехнология. М., «Академия», 2010. – 256 с. , , Биотехнология: теория и практика. М., : Оникс, 2009. – 496 с. , , Биотехнология. М., «Академия», 2006. Промышленная микробиология: Учебное пособие / Под ред. . - М.: Высшая школа, 1989. - 688 с. Биотехнология: Учебное пособие для вузов в 8-ми кн. - М.: Высшая школа, 1987. Экологическая биотехнология: пер. с англ./ Под ред. , Д. А.Дж. Вейза.- Л.: 1990.- 384 с. . Введение в биохимическую экологию.- М., 1990 Голицын, А. Н.. Основы промышленной экологии.- М., 2002 , И др. Микробиологическая очистка воды. Киев: Наукова думка, 1988. Курс инженерной экологии.- М., 2001 , Биохимия; Учебник для вузов. ,М. Дрофа,, 2004. 638 с. , , . Биохимия. М. Медицина,2000. , Биохимия; Учебник для вузов. ,М. Дрофа,, 2004. 638 с. -Г. Наглядная биохимия. 2-е изд.: Пер с нем.-М.: Мир, 2004.- 469 с. , , Генетика. М.: Колос, 2007. – С. 448. Молекулярная биология. Москва, 2008. Общая и молекулярная генетика. Новосибирск. Изд-во Сиб. АН. 2006. – С.478. , , . Сборник задач по генетике. Под ред. . Москва. «ВУЗовская книга». 2001. С. 135. Инге- Генетика с основами селекции. "Высшая школа", 1989. и др. Общая генетика. М., “Высшая школа”. 1985. Сборник задач по общей генетике. М., МГУ, 1982. Перенос генов в соматические и половые клетки. Новосибирск. 1985. Карш Фр. Дж. Гормональная регуляция размножения у млекопитающих. Под ред. К. Остина, Р. Шорта.- Москва “Мир”.-1987. Трансплантация эмбрионов сельско-хозяйственных животных. М., 1989. Биотехнология в воспроизводстве и селекции крупного рогатого скота. Л., Агропромиздат,1989. и др. Основы сельскохозяйственной биотехнологии. Москва ВО «Агропромиздат», 1990. , Дж. Гриффитс. Биотехнология клеток животных. Москва, ВО «Агропромиздат» 2 тома. 2000. Пастернак Дж. Молекулярная биотехнология. Принципы и применение. М. Мир, 2002. 589 с. Биология индивидуального развития (Генетический аспект) М. МГУ, 2002, 264 с. , , и др. Сельскохозяйственная биотехнология. 2-е изд. М. Высшая школа, 2003. Генная инженерия. Новосибирск. Изд-во Новосибирского государственного университета. 2004. Процессы и аппараты микробиологических пройзводств.- М. Легкая и пищевая промышленность. 1981.- 240с. Основы промышленной биотехнологии: Учебник для вузов/под ред. . – М: «Колос» 2004. Введение в биотехнологию: /под ред. . – М.: Пищевая промышленность 1978. Биотехнология: /под ред. и др. – М.: Высшая школа 1987. , , Общая технология микробиологических производств. – М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982. – 263с. Промышленная микробиология / Под ред. —М.: Высшая школа, 1989. -688с. , . Микробиология в пищевой промышленности. 1975.-С.501. Промышленная микробиология // Под общей редакцией проф. , Москва, "Высшая школа". 1989. - С.688. , Биотехнология, СПб.: Наука, 1995.- С.600. Альберт Сассон., Биотехнология: Свершения и надежды. Москва, "Мир", 1987.-С.404.
Дополнительная литература:
Критерии оценки знаний и компетенций
Оценка «Отлично» - Полно раскрыто содержание материала в объёме больше программы; правильно и полно даны определения и раскрыто содержание понятий, верно использована терминология; для доказательства использованы различные умения, выводы из наблюдений и опытов; ответ самостоятельный и показывает кругозор прентендента.
Оценка «Хорошо» - Раскрыто содержание материала, правильно даны определения, понятия и использованы научные термины, ответ в основном самостоятельный, но допущена неполнота определений, не влияющая на их смысл, и/или незначительные нарушения последовательности изложения, и/или незначительные неточности при использовании терминологии или в выводах.
Оценка «Удовлетворительно» - Продемонстрировано усвоение основного содержание учебного материала, но изложено фрагментарно, не всегда последовательно, определения понятий недостаточно чёткие, не использованы выводы и обобщения из наблюдения и опытов, допущены существенные ошибки при их изложении, допущены ошибки и неточности в использовании терминологии, определении понятий.
Оценка «Неудовлетворительно» - Основное содержание учебного материала не раскрыто, не даны ответы на вспомогательные вопросы, допущены грубые ошибки в определении понятий и в использовании терминологии.
