Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Сыктывкарский государственный университет»

Скачать 0.8 Mb.

Название	Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Сыктывкарский государственный университет»
страница	3/7
Дата публикации	29.09.2013
Размер	0.8 Mb.
Тип	Рабочая программа

100-bal.ru > Биология > Рабочая программа

1 2 3 4 5 6 7

Тема 7. Сырье для процессов ферментации (2 часа)

Студент должен знать: ресурсы природных биоценозов как источника субстратов для биотехнологии, потребности микроорганизмов в питательных веществах, типы и компонентный состав сред.

Студент должен уметь: составить питательную среду для культивирования, рассчитать потребности штамма-продуцента при различных видах культивирования, давать экономическую оценку используемого сырья.

Содержание темы: Макроэлементы, микроэлементы, витамины. Потребности микроорганизмов в питательных веществах. Типы сред. Источники углеродного, азотного питания. Выбор сырья для конкретных процессов ферментации. Компонентный состав сред. Виды недорогого, доступного и возобновляемого сырья, растительная масса. Дробное дозирование субстрата.

Понятие о непродуктивных затратах субстратов и энергии в процессах биотехнологического синтеза. Экономическая оценка используемого сырья. Структура себестоимости продуктов микробного синтеза. Экономические аспекты биотехнологической переработки отходов.

Рекомендуемая литература по теме:

Основная:

1. Егорова Т.А., Клунова С.М., Живухина Е.А. Основы биотехнологии. Учебн. пособие. М.: Издательский центр «Академия», 2005. 208 с.

2. Егоров Н.Е. Введение в биотехнологию. М.: МГУ. 2002. с.

Дополнительная:

Бирюков В.В. Основы промышленной биотехнологии. Учебн. пособие. М.: КолосС, 2004. 296 с.
Биотехнология / отв. ред. А.А. Баев. – М.: Наука, 1984. – 310 с.

3. Бекер М.Е., Лиепинш Г.К., Райпулис Е.П. Биотехнология. М.: Агропромиздат. 1990
Тема 8. Контроль и управление биотехнологическими процессами: моделирование и оптимизация (6 часов)

Студент должен знать: методы и условия проведения основных биотехнологических производств; факторы, влияющие на проведение процесса, методы проведения оптимизации питательных сред, основные методы и критерии масштабирования процессов ферментации.

Студент должен уметь: моделировать биотехнологический процесс, основываясь на знании теории моделирования и оптимизации биотехнологического процесса и оборудования, учитывать влияние биотехнологических факторов на эффективность технологического процесса и качество конечного продукта; поддерживать оптимальные условия для биосинтеза целевого продукта и решать ситуационные задачи при отклонениях от этих условий.

Содержание темы: Методы определения концентрации микроорганизмов. Методы и приборы для контроля технологических параметров процесса культивирования – температуры, рН, содержания растворенных газов.

Применение методов планирования эксперимента при исследовании биотехнологических процессов. Выбор критерия оптимизации. Выбор исходных компонентов среды. Традиционные методы изучения многофакторных зависимостей. Метод Гаусса-Зайделя. Метод Бокса-Уилсона. Статистическая оценка результатов. Заключительные этапы оптимизации среды. Многоуровневые планы эксперимента.

Контрольная работа № 2. Провести оптимизацию питательной среды по данным задачи по методу Бокса-Уилсона.

Рекомендуемая литература по теме:

Основная:

1. Егорова Т.А., Клунова С.М., Живухина Е.А. Основы биотехнологии. Учебн. пособие. М.: Издательский центр «Академия», 2005. 208 с.

2. Егоров Н.Е. Введение в биотехнологию. М.: МГУ. 2002. с.

Дополнительная:

Бирюков В.В. Основы промышленной биотехнологии. Учебн. пособие. М.: КолосС, 2004. 296 с.
Биотехнология / отв. ред. А.А. Баев. – М.: Наука, 1984. – 310 с.
Бекер М.Е., Лиепинш Г.К., Райпулис Е.П. Биотехнология. М.: Агропромиздат. 1990.
Варфоломеев С.Д., Калюжный С.В. Биотехнология: кинетические основы микробиологических процессов. Учебное пособие для биологических и химических специальностей ВУЗов. М.: Высшая школа. 1990.
Виестур У.Э., Шмите И.А., Жилевич А.В. Биотехнология: биотехнологические агенты, технология, аппаратура. Рига: "Зинатне", 1987.

Самостоятельная работа (2 часа): Познакомиться на основе дополнительной литературы и Интернета с постановкой задач масштабирования. Выявить основные подходы к масштабированию на основе концентрации растворенного кислорода и другие критерии масштабного перехода: концентрация углекислого газа, воздействие мешалки на клетки, масштабирование «снизу вверх» и «сверху вниз». Выяснить основные методы использования компьютерной техники для управления биотехнологическими процессами.

Рекомендуемая литература для самостоятельной работы:

Бейли Д., Оллис Д. Основы биохимической инженерии, в 2-х частях. М.: "Мир", 1989.
Биотехнология: Уч. пособ. Для вузов. В 8 кн./ Под ред. Н.С. Егорова, В.Д. Самуилова. – М.: Высш. шк. , 1987. – 159 с.
Евтушенков А. Н., Фомичев Ю. К. Введение в биотехнологию: Курс лекций. – Минск: БГУ, 2002. – 105 с.
Елинов Н. П. Основы биотехнологии. – СПб.: Издательская фирма «Наука», 1995. – 600 с.
Емцов В. Т. Рубежи биотехнологии. – М.: Агропромиздат, 1986.

Раздел 3. Биологические агенты в биотехнологии

Тема 9. Штаммы-продуценты: природа, свойства, особенности, требования, получение, применение (2 часа)

Студент должен знать: типы, применяемых в биотехнологии биологических агентов – штаммов-продуцентов; виды их биохимической деятельности, особенности биологии и методов культивирования в биотехнологических процессов, методы получения штаммов-продуцентов, принципы подбора и критерии, предъявляемые к ним.

Студент должен уметь: подбирать и характеризовать основные методы выращивания штаммов-продуцентов на основе их биологических особенностей.

Содержание темы: Основные биологические объекты, используемые в биотехнологии. Особенности вирусов, бактерий, грибов, водорослей, клеток высших растений, клеток животных. Культура тканей и клеток высших растений и животных. Ферменты как объекты биотехнологии. Микроорганизмы – продуценты первичных и вторичных метаболитов. Получение чистых культур клеток и тканей. Принципы подбора биотехнологических объектов для осуществления различных процессов и целевых продуктов.

Требования, предъявляемые к промышленным штаммам микроорганизмов и др. биотехнологическим объектам. Современные методы создания и усовершенствования промышленных штаммов микроорганизмов.

Основные стадии выращивания организмов-продуцентов и получение биотехнологической микробной продукции. Технология культивирования продуцентов ферментов. Способы получения посевного материала для поверхностного и глубинного культивирования. Влияние условий культивирования на рост микроорганизмов. Получение посевного материала. Требования, предъявляемые к посевному материалу. Предферментация.

Рекомендуемая литература по теме:

Основная:

1. Егорова Т.А., Клунова С.М., Живухина Е.А. Основы биотехнологии. Учебн. пособие. М.: Издательский центр «Академия», 2005. 208 с.

2. Егоров Н.Е. Введение в биотехнологию. М.: МГУ. 2002. с.

Дополнительная:

Бекер М.Е., Лиепинш Г.К., Райпулис Е.П. Биотехнология. М.: Агропромиздат. 1990.
Биотехнология / отв. ред. А.А. Баев. – М.: Наука, 1984. – 310 с.
Биотехнология: Уч. пособ. Для вузов. В 8 кн./ Под ред. Н.С. Егорова, В.Д. Самуилова. – М.: Высш. шк. , 1987. – 159 с.
Виестур У.Э., Шмите И.А., Жилевич А.В. Биотехнология: биотехнологические агенты, технология, аппаратура. Рига: "Зинатне", 1987.
Евтушенков А. Н., Фомичев Ю. К. Введение в биотехнологию: Курс лекций. – Минск: БГУ, 2002. – 105 с.
Елинов Н. П. Основы биотехнологии. – СПб.: Издательская фирма «Наука», 1995. – 600 с.

Тема 10. Основы генетической инженерии (6 часов)

Студент должен знать: базисные понятия генетической инженерии, необходимые для осмысления биотехнологического производства;

Студент должен уметь: излагать основные этапы генно-инженерных работ.

Содержание темы: История развития генетической инженерии. Основные характеристики генетического аппарата у прокариот и эукариот. Понятия о генной, геномной и хромосомной инженерии. Плазмиды и коньюгация. Трансформация. Бактериофаги и трансдукция (генерализованная и специализированная). Применение транспозонов. Получение и слияние протопластов. Генная инженерия in vitro (технология рекомбинантных ДНК). Ферменты генной инженерии. Основные этапы генно-инженерных работ (выделение генов, включение генов в состав вектора, перенос генов в клетки-реципиенты, амплификация и экспрессия клонируемых гомологичных и гетерологичных генов. Методы идентификации и изоляции клонов с рекомбинантной ДНК. Локализованный и сайт-специфический мутагенез. Суперпродуценты и проблема стабильности векторов. Секреция чужеродных белков. Конструирование штаммов – продуцентов первичных метаболитов. Конструирование штаммов – продуцентов инсулина и интерферонов человека.

Рекомендуемая литература по теме:

Основная:

1. Егорова Т.А., Клунова С.М., Живухина Е.А. Основы биотехнологии. Учебн. пособие. М.: Издательский центр «Академия», 2005. 208 с.

2. Егоров Н.Е. Введение в биотехнологию. М.: МГУ. 2002. с.

Дополнительная:

Бейли Д., Оллис Д. Основы биохимической инженерии, в 2-х частях. М.: "Мир", 1989.

2. Глик Б., Пастернак Дж. Молекулярная биотехнология. Принципы и применение. – М.: Мир, 2002. – 589 с.

Сельскохозяйственная биотехнология. Учебное пособие /Под ред. В.С. Шевелухи. М.: «Высшая школа», 2003.
Синклер М., Берг П. Гены и геномы. М.: «Мир», т.1, 2, 1998.

Самостоятельная работа (6 часов): Познакомиться с методами создания с помощью методов генетической инженерии продуцентов новых лекарственных веществ. Дать физико-химическую характеристику внехромосомным генетическим элементам – плазмидам с точки зрения их функций у микроорганизмов, используемых в биотехнологических процессах. Выявить механизмы взаимодействия плазмид с геномом хозяина, роль плазмидной и фаговой ДНК в генетическом конструировании продуцентов биологически активных веществ. Выяснить роль транспозонов и их использование в конструировании продуцентов.

Познакомиться с химическим синтезом фрагментов ДНК, гена, методами секвенирования (определения последовательности нуклеотидов). Выявить последовательность операций при включении чужеродного гена в векторную молекулу. Дать понятие компетентные клетки, генетические маркеры.

Познакомиться с проблемами экспрессии чужеродных генов в микроорганизмах. Гены животной клетки; экзоны, нитроны. Обеспечение возможности экспрессии генов млекопитающих в микробной клетке. Способы преодоления барьеров на пути экспрессии чужеродных генов. Стабилизация чужеродных белков (целевых продуктов) в клетке. Генетические методы, обеспечивающие выделение чужеродных белков в среду.

Микроорганизмы различных систематических групп: дрожжи, эубактерии, актиномицеты и др. как хозяева при экспрессии чужеродных генов. Специфические проблемы генетической инженерии при создании новых продуцентов белковых веществ, первичных и вторичных метаболитов как целевых биотехнологических продуктов.

Рекомендуемая литература для самостоятельной работы:

Бекер М.Е., Лиепинш Г.К., Райпулис Е.П. Биотехнология. М.: Агропромиздат. 1990
Биотехнология / отв. ред. А.А. Баев. – М.: Наука, 1984. – 310 с.
Биотехнология: Уч. пособ. Для вузов. В 8 кн./ Под ред. Н.С. Егорова, В.Д. Самуилова. – М.: Высш. шк. , 1987. – 159 с.
Виестур У.Э., Шмите И.А., Жилевич А.В. Биотехнология: биотехнологические агенты, технология, аппаратура. Рига: "Зинатне", 1987.
Воробьева Л.И. Техническая микробиология. М.: МГУ. 1987.

Тема 11. Основы клеточной инженерии (6 часов)

Студент должен знать: базисные понятия клеточной инженерии, необходимые для осмысления биотехнологического производства;

Студент должен уметь: излагать основные этапы работ в области клеточной инженерии растительных и животных клеток и тканей.

Содержание темы: Культура клеток и тканей: краткая история предмета. Методы и условия культивирования тканей и клеток растений и животных. Использование культуры клеток и тканей в создании современных технологий.

Клеточные культуры - возможность сохранения редких видов в коллекциях. Клональное микроразмножение. Клеточная селекция и индуцированный мутагенез. Дедифференцировка и каллусогенез как основа создания пересадочных клеточных культур. Вегетативное размножение растений методом культуры тканей. Культивирование клеток растений в глубинных условиях. Микроклональное размножение растений. Использование культуры тканей для получения безвирусного посевного материала и оздоровления растений. Использование протопластов в селекции растений. Цитопласты. Гибридизация.

Возможности и перспективы использования культур тканей животных в биотехнологии. Использование эмбриональных тканей для репродукции вирусов и получения вирусных вакцин. Трансплантация эмбрионов животных. Получение трансгенных животных. Гибридомы. Диагностические препараты и моноклональные антитела. Генная терапия. Биотехнологическое выращивание тканей и органов для имплантации.

Проведение экскурсий в лаборатории биотехнологии института биологии и физиологии КНЦ УрО РАН для ознакомления с методами клеточной инженерии для выращивания культур клеток и тканей высших растений.

Рекомендуемая литература по теме:

Основная:

1. Егорова Т.А., Клунова С.М., Живухина Е.А. Основы биотехнологии. Учебн. пособие. М.: Издательский центр «Академия», 2005. 208 с.

2. Егоров Н.Е. Введение в биотехнологию. М.: МГУ. 2002. с.

Дополнительная:

Бейли Д., Оллис Д. Основы биохимической инженерии, в 2-х частях. М.: "Мир", 1989.
Бекер М.Е., Лиепинш Г.К., Райпулис Е.П. Биотехнология. М.: Агропромиздат. 1990
Виестур У.Э., Шмите И.А., Жилевич А.В. Биотехнология: биотехнологические агенты, технология, аппаратура. Рига: "Зинатне", 1987.
Глик Б., Пастернак Дж. Молекулярная биотехнология. Принципы и применение. – М.: Мир, 2002. – 589 с.

Самостоятельная работа (6 часов): Дать характеристику макробиообъектам животного происхождения, особенностям культивирования клеток и тканей животных: человек как донор и объект иммунизации; млекопитающие, птицы, рептилии, рыбы, насекомые, паукообразные, морские беспозвоночные. Основные группы получаемых биологически активных веществ. Дать характеристику биообъектам растительного происхождения, особенностям культивирования клеток и тканей растений: дикорастущих, плантационных, водорослей. Культуры растительных тканей. Основные группы получаемых биологически активных веществ.

Написание отчета по экскурсии в лаборатории биотехнологии института биологии и физиологии КНЦ УрО РАН по методам клеточной инженерии, используемых при выращивания культур клеток и тканей высших растений.

Рекомендуемая литература для самостоятельной работы:

Грачева И. М. Технология ферментных препаратов. – М.: Агропромиздат, 1987. – 335 с.
Гриневич А.Г., Босенко А.М. Техническая микробиология. Мн.: "Вышэйшая школа", 1986
Евтушенков А. Н., Фомичев Ю. К. Введение в биотехнологию: Курс лекций. – Минск: БГУ, 2002. – 105 с.
Елинов Н. П. Основы биотехнологии. – СПб.: Издательская фирма «Наука», 1995. – 600 с.
Емцов В. Т. Рубежи биотехнологии. – М.: Агропромиздат, 1986.
Сельскохозяйственная биотехнология. Учебное пособие /Под ред. В.С. Шевелухи. М.: «Высшая школа», 2003.
Синклер М., Берг П. Гены и геномы. М.: «Мир», т.1, 2, 1998.

Раздел 4. Аппараты и методы, применяемые в биотехнологии.

1 2 3 4 5 6 7

	Учебно-методический комплекс по дисциплине языковая политика в рк... Федеральное Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования«Сыктывкарский государственный...		Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное... М., Розенштейн М. М., Серпунин Г. Г., Авдеева Е. В., Шеховцев Л. Н., Уманский С. А. Калининград: Федеральное государственное бюджетное...
	Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования		Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
	Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования		Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
	Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования		Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
	Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования		Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
	Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования		Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
	Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования		Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
	Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования		Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Сыктывкарский государственный университет»

Похожие: