Рабочая программа по курсу «Промышленные инновации в биологии»

Скачать 354.6 Kb.

Название	Рабочая программа по курсу «Промышленные инновации в биологии»
страница	1/3
Дата публикации	27.06.2013
Размер	354.6 Kb.
Тип	Рабочая программа

100-bal.ru > Биология > Рабочая программа

1 2 3

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Институт биологии, экологии, почвоведения, сельского и лесного хозяйства (Биологический институт)

Утверждаю:
Директор Биологического института

_________________С.П. Кулижский

«_____»__________________2011 г.

ПРОМЫШЛЕННЫЕ ИННОВАЦИИ В БИОЛОГИИ

Рабочая программа дисциплины

Направление подготовки 020400.68 «Биология»

Магистерская программа

Квалификация выпускника

Магистр

Форма обучения очная

Томск 2011

Одобрено кафедрой _зоологии позвоночных и экологии

Протокол № ____ от «_____»______________2011 г.

Зав. кафедрой ____________________ Н.С.Москвитина

Рекомендовано методической комиссией Биологического института
Председатель методической комиссии ________________________

«______» ____________2011 г.

Рабочая программа по курсу «Промышленные инновации в биологии» составлена на основе требований Федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению подготовки 020400.68 «Биология», квалификация «магистр». Приказ Министерства образования и науки № 100 от 04 февраля 2010 года

Общий объем курса - 72 часа. Из них лекции – 6 ч., практические занятия – 24 ч, самостоятельная работа студентов – 42 ч. Зачет в первом семестре.

Общая трудоемкость курса – 2 зач. ед.

Автор: Вайшля Ольга Борисовна, к.б.н., доцент кафедры зоологии позвоночных и экологии Томского госуниверситета
Рецензент: Москвитина Нина Сергеевна, д.б.н., профессор, зав. кафедрой зоологии позвоночных и экологии Томского госуниверситета

Цель освоения дисциплины

Целью освоения дисциплины «Промышленные инновации в биологии» является формирование у студентов представлений о практическом применении биологических знаний как научной основы отдельных отраслей современного производства, рационального природопользования и фундамента экологии.

Место дисциплины в структуре ООП магистратуры

Дисциплина «Промышленные инновации в биологии» является компонентом вариативной части профессионального цикла М.2 учебного плана подготовки магистра по направлению подготовки 020400.68 «Биология». Для успешного освоения дисциплины студенты должны обладать знаниями, полученными в ходе освоения курсов базовой общепрофессиональной части учебного плана - ботаника, зоология, биохимия с основами молекулярной биологии, микробиология и вирусология, биотехнология, физиология растений, генетика и эволюция, экология и рациональное природопользование. Необходимы знания о происхождении, строении и метаболизме различных видов бактерий, вирусов, грибов, животных и растений. Освоение дисциплины «Промышленные инновации в биологии» необходимо для активного освоения студентами курсов «Современные проблемы биологии», «Глобальные экологические проблемы», «Экологическая безопасность», а также для хорошей ориентации на рынке труда после окончания магистратуры.

Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины «Промышленные инновации в биологии».

5.1. Выпускник должен обладать следующими общекультурными
компетенциями (ОК): основы биоэтики, философские проблемы биологии и экологии; способен к творчеству (креативность) и системному мышлению (ОК-1);

способен к инновационной деятельности (ОК-2);

способен к адаптации и повышению своего научного и культурного уровня (ОК-3);

понимает пути развития и перспективы сохранения цивилизации, связь геополитических и биосферных процессов, проявляет активную жизненную позицию, используя профессиональные знания (ОК-4);

способен самостоятельно приобретать с помощью информационных технологий и использовать в практической деятельности новые знания и умения, в том числе в новых областях знаний, непосредственно не связанных со сферой деятельности (ОК-6).

5.2. Выпускник должен обладать следующими
профессиональными компетенциями (ПК):

общепрофессиональными:

понимает современные проблемы биологии и использует фундаментальные биологические представления в сфере профессиональной деятельности для постановки и решения новых задач (ПК-1);

знает и использует основные теории, концепции и принципы в избранной области деятельности, способен к системному мышлению (ПК-2);

самостоятельно анализирует имеющуюся информацию, выявляет фундаментальные проблемы (частично) (ПК-3 );

демонстрирует знание истории и методологии биологических наук, расширяющие общепрофессиональную, фундаментальную подготовку (ГЖ-4);

творчески применяет современные компьютерные технологии при сборе, хранении, обработке, анализе и передаче биологической информации (ПК-6);

понимает и глубоко осмысливает философские концепции естествознания, место естественных наук в выработке научного мировоззрения (ПК-7);

профессионально оформляет, представляет и докладывает результаты научно-исследовательских и производственно-технологических работ по утвержденным формам (ПК-9);

в соответствии с видами деятельности:

глубоко понимает и творчески использует в научной и производственно-технологической деятельности знания фундаментальных и прикладных разделов специальных дисциплин магистерской программы (ГЖ-10);

умеет планировать и реализовывать профессиональные мероприятия (в соответствии с целями магистерской программы) (ПК-11);

планирует и проводит мероприятия по оценке состояния и охране природной среды в соответствии со специализацией (ПК-14);

использует знание нормативных документов, регламентирующих организацию и методику проведения научно-исследовательских и производственно-технологических биологических работ (в соответствии с целями ООП магистратуры ) (ПК-15) (частично);

имеет навыки формирования учебного материала, чтения лекций, готов к преподаванию в высшей школе и руководству научно-исследовательскими работами (НИР) студентов, умеет представлять учебный материал в устной, письменной и графической форме для различных контингентов слушателей (ПК-16).
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

Знать:

- фундаментальные законы и закономерности функционирования и развития живых систем;

- основные направления использования достижений биологии;

- физиолого-биохимические особенности промышленно значимых микроорганизмов;

- основные подходы и способы практического применения полученных знаний

- методы контроля качества биотехнологической продукции;

- способы создания банков бактериальных и грибных штаммов для решения научных и производственных проблем биологии.

Уметь:

- глубоко понимать цель практического применения биологических знаний как научной основы отдельных отраслей современного производства, рационального природопользования и фундамента экологии;

- разрабатывать технологии производства новых биопрепаратов для народного хозяйства;

- оценивать экологические и биологические риски биоиндустрии в экологии и биологии;

- свободно использовать понятийно-категориальный аппарат прикладных направлений в экологии и биологии;

- связывать общие и частные вопросы биологии;

- использовать полученные знания в социально-экономической сфере;

- представлять полученные знания в виде рефератов, докладов, презентаций.

Владеть

- методами промышленного культивирования бактерий, грибов, вирусов и получения целевого продукта;

- навыками подготовки технической документации для прохождения процедуры госрегистрации биотехнологической продукции;

www.fips

- навыками работы в сфере наукоемких инновационных технологий

4. Структура и содержание дисциплины «Промышленные инновации в биологии»

Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетных единицы, 72 часа

№ п/п	Раздел Дисциплины	Семестр	Неделя семестра	Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость (в часах)					Формы текущего контроля успеваемости (по неделям семестра) Форма промежуточной аттестации (по семестрам)*
№ п/п	Раздел Дисциплины	Семестр	Неделя семестра	Лекции	Практические занятия	Лабораторные занятия	Семинары	Самостоятельная работа студента
1	Практическое использование достижений биотехнологии. Концепция развития биотехнологии в России.	1		2				6	контрольная работа, индивидуальные задания
2	Селекция, культивирование, изучение промышленных свойств штаммов микроорганизмов.	1		2		8		6	промежуточное тестирование
3	Паспортизация штаммов. Международное и российское депонирование во Всероссийской коллекции промышленных микроорганизмов.	1		2				6	контрольная работа, индивидуальные задания заполненный паспорт
4	Методы контроля качества биотехнологической продукции. Электронная микроскопия бактерий и вирусов.	1				8		6	промежуточное тестирование
5	Патентование разработок в области прикладной биологии. Проблема защиты объектов интеллектуальной собственности в биотехнологических разработках.	1		1				4	контрольная работа оформленный патент
6	Разработка технической документации для прохождения процедуры государственной регистрации биопрепаратов и биотехнологической продукции – технологические регламенты, технические условия, паспорта безопасности.	1		2				4	индивидуальные задания коллоквиум
7	Организация и продвижение инновационных проектов в области экологии. Взаимодействие разработчиков и инвесторов в производстве продукции биоиндустрии			1				4	проект по продвижению инновационной продукции
8	Эколого-эпидемиологический мониторинг возбудителей опасных вирусных инфекций, характеризующихся высокой степенью изменчивости генома и повышенной эпидемической опасностью	1		1				2	контрольная работа
9	Научно-практические основы аквакультуры. Управление состоянием водных экосистем и качеством воды.			1		8		4	контрольная работа
10	Перспективы получения, модификации и использования в защите окружающей среды феромонов, кайромонов, алломонов как природных сигнальных и коммуникативных молекул в надорганизменных системах.	1		2					лекция как форма совместной деятельности преподавателя и студента

Тема 1.

Введение.

Практическое использование достижений биотехнологии в экологии. Концепция развития биотехнологии в России. Биотехнология в охране окружающей среды. Основные биообъекты в биотехнологии. Разнообразие типов питания микроорганизмов. Основные мономеры конструктивного метаболизма. Современные биосенсорные системы. Перспективы использования мультисенсорной системы на основе биочипов. Возможности использования природных хеморецепторов живых организмов. Измерительные преобразователи биосенсорных систем. Биохимические преобразователи с модифицированными организмами. Современные биоматериалы и способы их изготовления.
Тема 2.

Промышленные инновации в биологии.

Промышленные инновации в области почвенной биотехнологии. Основные направления прикладной альгологии. Новые разработки в области медицинской микробиологии. Микробные технологии в сельском и лесном хозяйстве. Инновационные проекты для ветеринарной микробиологии. Современные технологии космической биологии и экологии. Промышленная микология и фунготерапия.
Тема 3.
Научно-практические основы промышленных инноваций.
Селекция, культивирование микроорганизмов. Классификация методов культивирования. Периодические, полунепрерывные и непрерывные методы культивирования. Разнообразие источников углерода, азота, фосфора, серы и других элементов, используемых микроорганизмами. Особенности биотехнологических производств. Производства тонкого микробиологического синтеза, крупно-тонажные условно-стерильные производства. Изучение промышленных свойств штаммов микроорганизмов. Чистая культура, посевной материал. Стадии получения посевного материала для промышленного культивирования. Методы выделения, концентрирования и получения товарных форм продуктов микробиологического синтеза. Методы сохранения продуктов чистых культур микроорганизмов и обеспечение их генетической стабильности.
Тема 3.

Легализация изученных свойств промышленно значимых микроорганизмов.

Паспортизация штаммов. Правила оформления и процедура подачи для проверки заявленных свойств. Сравнение с аналогами по изученным свойствам. Адекватность методов исследования качества свойств и метаболитов штаммов-продуцентов современному уровню биологии и экологии. Международное и российское депонирование во Всероссийской коллекции промышленных микроорганизмов. Порядок сдачи культур промышленных микроорганизмов для хранения в криобанки.
Тема 4.
Методы контроля качества биотехнологической продукции.
Способы идентификации микроорганизмов. Методы проверки промышленных свойств культуры. Определение численности микроорганизмов в продукции. Электронная микроскопия грибов, бактерий и вирусов. Оценка экологической безопасности технологий получения штаммов микроорганизмов-продуцентов. Проверка продуктов на токсичность и содержание тяжелых металлов. Санитарно-гигиенический сертификат. Способы определения чувствительности биосенсоров.
Тема 5.

Патентование разработок в области прикладной биологии.

Правила написания текста патента, определение области промышленности для применения патента. Изобретения, полезные модели, ноу-хау, патенты. Отличия и преимущества. Проблема защиты объектов интеллектуальной собственности в биотехнологических разработках. Авторское право. Договор соглашения между авторами изобретения и патентообладателями.
Тема 6.

Оформление технической документации на продукты промышленных инноваций.
Правила оформления технической документации для прохождения процедуры государственной регистрации биопрепаратов и биотехнологической продукции. Написание основных разделов технологических регламентов, технических условий, паспортов безопасности продукции. Разработка регламентов применения инновационной продукции. Процедура получения санитарно-эпидемиологического заключения на продукцию, выдаваемое Федеральной службой по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека. Изучение параметров острой токсичности микробиологических препаратов. Заключения о патогенности штаммов. Экспертные заключения НИЦ ТБП по результатам токсиколого – гигиенической оценки биологических препаратов. Экспертные заключения ГОУВПО МГУ по оценке воздействия на окружающую среду микробиологических препаратов.
Тема 7.

Организация и продвижение инновационных проектов в области биологии.

Признаки инновационности продукции. Что такое НИР, НИОКР, опытное и промышленное производство. Коммерциализация результатов НИР. Подготовка и правила подачи инновационных проектов на конкурсы. Венчурные и инвестиционные фонды: плюсы и минусы. Томская технико-внедренческая зона: опыт работы. Маркетинг университетов и научных лабораторий. Организация продвижения инновационных проектов в области экологии. Основные потребители инновационной продукции в области экологии. Взаимодействие разработчиков и инвесторов в производстве продукции биоиндустрии.
Тема 8.

Примеры инновационных проектов в области биологии.

Разработка экологически безопасных биопестицидов и биоудобрений агропромышленного назначения. Научно-практические основы аквакультуры. Управление состоянием водных экосистем и качеством воды и сточных вод. Биосенсоры для определения качества воды. Эколого-эпидемиологический мониторинг возбудителей опасных вирусных инфекций, характеризующихся высокой степенью изменчивости генома и повышенной эпидемической опасностью.
Тема 9.

Перспективные направления промышленных инноваций в области биологии.

Иммобилизованные ферменты и клетки микроорганизмов. Способы иммобилизации, их применение. Биосенсоры на основе новых ферментов. Включение живых клеток в полимеры и твердые носители с сохранением 100% активности ферментов. Новые биоэлектронные устройства для повышения качества медицинских анализов, контроля технологических процессов, оценки качества пищевых продуктов и окружающей среды.

Перспективы получения, модификации и использования в защите окружающей среды феромонов, кайромонов, алломонов как природных сигнальных и коммуникативных молекул в надорганизменных системах.

5. Образовательные технологии

Наряду с классическими технологиями обучения (лекции, семинары и самостоятельная подготовка студентов) при осуществлении курса применяются другие методы, включающие:

лекции с применением мультимедийных средств, облегчающих понимание темы или вопроса, в частности, при чтении лекционного курса используются презентации;
часть лекционного материала и материалов семинарских занятий доступны через сеть Интернет, режим доступа к которым указан в списке раздела 7 данной программы. Указанные сайты обеспечивают и более широкий самостоятельный поиск информации;
режим собеседования с преподавателем, реализуемый через коллоквиумы, позволяет, кроме функции контроля, развить у обучаемых навыки профессиональной речи;
самоконтроль, реализуемый посредством сетевого компьютерного тестирования, позволяет обучающимся самостоятельно оценивать собственный уровень знаний, наличие пробелов и вовремя их устранять, не дожидаясь контрольных процедур, осуществляемых по расписанию (контрольные работы и др.);
развитие критического мышления через чтение и письмо;
лекция как форма совместной деятельности преподавателя и студента

6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной успеваемости, по итогам освоения дисциплины.

6.1. Примерная тематика рефератов и эссе

1. Промышленные инновации в области почвенной биотехнологии.

2. Основные направления прикладной альгологии.

3. Новые разработки в области медицинской микробиологии.

4. Микробные технологии в сельском и лесном хозяйстве.

5. Инновационные проекты для ветеринарной микробиологии.

6. Современные технологии космической биологии и экологии.

7. Промышленная микология и фунготерапия.

6.2. Примеры билетов для проведения письменных контрольных работ:

- Разнообразие источников углерода, азота, фосфора, серы и других элементов, используемых микроорганизмами.

- Теория лимитирования и ингибирования роста клеток элементами питания.

- Основные биообъекты в биотехнологии. Обмен веществ как совокупность пластического и энергетического обменов.

- Разнообразие типов питания микроорганизмов. Основные мономеры конструктивного метаболизма.

- Фазы культивирования в простых периодических условиях. Физиологические характеристики при простом периодическом культивировании.

- Первичные и вторичные метаболиты. Модели роста и образования продуктов.

- Экспоненциальная модель роста. Модель Моно. Сложные модели роста.

- Классификация методов культивирования. Периодические, полунепрерывные и непрерывные методы культивирования.

- Иммобилизованные ферменты и клетки микроорганизмов. Способы иммобилизации, их применение.

- Механизмы регуляции метаболических процессов, протекающих в клетках.

- Способы получения штаммов микроорганизмов-продуцентов.

- Примеры использования штаммов, полученных методами генной инженерии.

- Направленный синтез органических кислот.

- Направленный синтез аминокислот. Регулирование и оптимизация культивирования на примере получения метионина.
6.3. Фонд контрольных заданий

- Основные принципы обеспечения асептических условий для культивирования штаммов-продуцентов

- Первичные, вторичные источники загрязнений. Основные методы стерилизации, сущность

- Микробиологические и санитарные требования и контроль производства. Стерилизация жидких сред. Методы, сущность.

- Условия и показатели надежности стерилизации жидких сред. Стерилизация твердых сред, оборудования, коммуникаций.

- Стерилизация воздуха. Методы, сущность. Условия и показатели, обеспечивающие надежность стерилизации воздуха. Технологическая схема подготовки и стерилизации воздуха перед культивированием.

- Сущность процесса культивирования микроорганизмв. Физиологические факторы и их изменение при культивировании.

- Массообмен при анаэробном и аэробном культивировании. Функции. Показатели, характеризующие процесс массобмена.

- Культивирование смешанной популяции. Типы сосуществования микроорганизмов. Анаэробное, аэробное культивирование смешанной популяции.

- Особенности биотехнологических производств. Производства тонкого микробиологического синтеза, крупно-тонажные условно-стерильные производства.

- Требования к выбору технологических параметров производства и оборудования. Поверхностное культивирование. Твердофазное культивирование.

- Использование бактерий в промышленной технологии.

- Чистая культура, посевной материал. Методы сохранения продуктов чистых культур микроорганизмов и обеспечение их генетической стабильности.

- Стадии получения посевного материала для промышленного культивирования.

- Методы выделения, концентрирования и получения товарных форм продуктов микробиологического синтеза.

- Микрофлора при биологической очистке сточных вод. Активный ил. Состав и свойства активного ила.

- Кинетика биохимического окисления загрязнений. Механизм изьятия органических веществ из сточных вод.

- Технологические показатели активного ила. Концентрация, иловый индекс, нагрузка, возраст, дегидрогеназная активность.

- Характеристика и показатели сточных вод. ХПК, БПК, ПДК.

- Критерии степени пригодности сточных вод для микробиологической очистки.

- Анаэробный метод очистки сточных вод. Сущность, параметры процесса.

6.4. Образцы тестовых билетов для промежуточной оценки остаточных знаний

Что следует считать «промышленной инновацией»:

а. новые виды биологической продукции

б. более совершенное промышленное оборудование

в. новые штаммы микроорганизмов

г. новая упаковка биопрепаратов

Паспортизация новых штаммов - это:

а. изучение физиолого-биохимических признаков организма;

б. выписка технических параметров культивирования микроорганизмов;

в. сравнение с лучшим аналогом;

г. ДНК-идентификация микроорганизма

При оценке патентоспособности инновационной продукции учитываются:

а. индексы цитирования научных разработок для данной продукции;

б. количество сходных по формуле изобретения патентов;

в. новизна продукции;

г. спрос потребителей.
5. Оптимальной формой взаимодействия разработчиков и инвесторов в производстве продукции биоиндустрии является:

а. договор на создание научной продукции;

б. соглашение о партнерстве;

в. создание общего малого инновационного предприятия;

г. еженедельные планерки.
6.5. Образцы экзаменационных билетов

Билет № 1

1. Основные методы селекции промышленных штаммов-продуцентов микроорганизмов. Паспортизация штаммов.

2.Основные требования к выбору технологической схемы производства биопродукции.

Билет № 2

Виды культивирования микроорганизмов.
Международное и российское депонирование во Всероссийской коллекции промышленных микроорганизмов.

Билет № 3

Патентование разработок в области прикладной биологии.
Анаэробный метод очистки сточных вод. Сущность, параметры процесса.

Билет № 4

Проблема защиты объектов интеллектуальной собственности в биотехнологических разработках.
Способы иммобилизации ферментов и клеток микроорганизмов.

Билет № 5

1. Организация и продвижение инновационных проектов в области биологии. Взаимодействие разработчиков и инвесторов в производстве продукции биоиндустрии

2. Методы модификации, стабилизации, стандартизации товарных форм биопродукции.
7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины «Промышленные инновации в биологии»

1 2 3

Добавить документ в свой блог или на сайт

	Рабочая программа по биологии для 7 класса на 2013 2014 учебный год Рабочая программа по курсу «Биология» 7 класс составлена на основе «Обязательного минимума содержания основного общего образования...		Рабочая учебная программа по курсу биологии в 10-11 классах Д. К. Беляев, П. М. Бородин, Н. Н. Воронцов и др.; под ред. Д. К. Беляева, Г. М. Дымшица. – М.: Просвещение, 2008, требований к уровню...
	Рабочая программа по учебному курсу общей биологии для 10 класса Инструктивно-методическое письмо Министерства образования и науки «Об особенностях преподавания учебного предмета биологии», приказы...		Тема 1: передовые педагогические технологии и инновации в педагогике Ключевые слова: педагогическая система(ПС), структура педагогической системы; инновации, педагогические инновации, технологичность,...
	Рабочая программа учебного курса биологии 8 класс Учитель: Краюхина... Рабочая программа предназначена для изучения курса «Человек и его здоровье» в 8 классе по курсу «Биология. Многообразие живых организмов»...		Рабочая программа по учебному курсу «Биологии» в 6-9 классе Базовый... Решить эту задачу можно на основе преемственного развития ведущих биологических законов, теорий, идей, обеспечивающих фундамент для...
	Рабочая программа по учебному курсу биологии для 8 класса Составитель		Рабочая программа по учебному курсу биологии для 6 класса Составитель
	Рабочая программа учебного курса биологии в 7 классе Учитель: Краюхина... Данная адаптированная рабочая программа по курсу «Биология. Многообразие живых организмов» составлена в соответствии с		Рабочая программа по биологии 6 б класс Рабочая программа учебного курса по биологии 6 а класса (далее – рабочая программа) составлена на основе примерной программы среднего...
	Рабочая программа по биологии 6 а класс Рабочая программа учебного курса по биологии 6 а класса (далее – рабочая программа) составлена на основе примерной программы среднего...		Рабочая программа по биологии 9 б класс Рабочая программа учебного курса по биологии 9 б класса (далее – рабочая программа) составлена на основе примерной программы среднего...
	Рабочая программа по биологии 7 а класс Рабочая программа учебного курса по биологии 7 а класса (далее – рабочая программа) составлена на основе примерной программы среднего...		Рабочая программа по биологии Домашнее обучение Рабочая программа учебного курса по биологии 7 а класса (далее – рабочая программа) составлена на основе примерной программы среднего...
	Рабочая программа по биологии для 6 класса составлена на основе Стандарта... Рабочая программа предусматривает обучение биологии в объёме 1 час неделю в течение 1 учебного года		Рабочая программа По биологии 7класс Составитель: учитель биологии... Данная рабочая программа по биологии в 7 классе составлена на основании следующих документов

Рабочая программа по курсу «Промышленные инновации в биологии»

Похожие: