Рабочая программа составлена в соответствии с фгт к структуре основной профессиональной образовательной программы послевузовского профессионального образования (аспирантура)
Скачать 240.56 Kb.
|
| РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ «УТВЕРЖДАЮ»: И.о. проректора-начальник управления по научной работе _______________________ Г.Ф. Ромашкина __________ _____________ 2011г. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БИОТЕХНОЛОГИЯ. Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для аспирантов специальности 03.01.06 – Биотехнология (в том числе бионанотехнология), очной и заочной форм обучения «ПОДГОТОВЛЕНО К ИЗДАНИЮ»: Автор работы _____________________________/Пак И.В./ «______»___________2011г. Рассмотрено на заседании кафедры экологии и генетики «___»_______2011 протокол № ___ Соответствует требованиям к содержанию, структуре и оформлению. «РЕКОМЕНДОВАНО К ЭЛЕКТРОННОМУ ИЗДАНИЮ»: Объем 11 стр. Зав. кафедрой ______________________________/И.В. Пак/ «______»___________ 2011 г. Рассмотрено на заседании УМК отделения биологии Института математики, естественных наук и информационных технологий «___»________2011 протокол № ___ Соответствует ФГОС ВПО и учебному плану образовательной программы. «СОГЛАСОВАНО»: Председатель УМК ________________________/Фролова О.В./ «______»_____________2011 г. «СОГЛАСОВАНО»: Нач. отдела аспирантуры и докторантуры_____________М.Р. Сорокина «______»_____________2011 г. 2011 РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯМИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИГосударственное образовательное учреждение высшего профессионального образования ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Институт математики, естественных наук и информационных технологийКафедра экологии и генетикиПак И.В. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БИОТЕХНОЛОГИЯ. Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для аспирантов специальности 03.01.06 – Биотехнология (в том числе бионанотехнология), очной и заочной форм обучения Тюменский государственный университет 2011 Пак И. В. Экологическая биотехнология. Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для аспирантов специальности 03.01.06 - Биотехнология (в том числе бионанотехнология), очной и заочной форм обучения. Тюмень, 2011, 11 стр. Рабочая программа составлена в соответствии с ФГТ к структуре основной профессиональной образовательной программы послевузовского профессионального образования (аспирантура). Рабочая программа дисциплины (модуля) опубликована на сайте ТюмГУ: Экологическая биотехнология [электронный ресурс] / Режим доступа: http://www.umk3.utmn.ru., свободный. Рекомендовано к изданию кафедрой экологии и генетики. Утверждено и.о. проректора-начальника управления по научной работе Тюменского государственного университета. ОТВЕТСТВЕННЫЙ РЕДАКТОР:заведующий кафедрой экологии и генетикиТюменского государственного университета,д.б.н. Пак И. В.© Тюменский государственный университет, 2011. © Пак И.В., 2011
Целью дисциплины «Экологическая биотехнология» является получение базовых знаний о вопросах использования биологических методов очистки окружающей среды от техногенных загрязнений и переработки отходов. В процессе изучения дисциплины аспиранты решают следующие задачи: в систематизированной форме усваивают представления об основных закономерностях функционирования природных экосистем, путях миграции антропогенных загрязнений в окружающей среде, о путях биотрансформации органических ксенобиотиков, природных полимеров. Программа составлена на основе учебного пособия А.Е.Кузнецова, Н.Б. Градова «Научные основы экобиотехнологии» (2006). Учебно-методический комплекс «Экологическая биотехнология» соответствует паспорту специальности 03.01.06 – Биотехнология (в том числе бионанотехнология). 1.2.Место дисциплины в структуре ООП Дисциплина «Экологическая биотехнология» относится к циклу «специальные дисциплины отрасли науки и научной специальности». Она логически и содержательно-методически взаимосвязана с дисциплинами магистратуры: М 2 (базовая часть): компьютерные технологии в биологии; математическое моделирование биологических процессов; дисциплинами М 3. Профессиональным циклом (базовой частью): современные проблемы биологии и экологии; биоинженерия; М 3. Вариативной частью (в том числе дисциплины по выбору магистров): молекулярные механизмы стабильности и изменчивости геномов. Для успешного освоения дисциплины необходимы базовые знания по ботанике, зоологии, генетике, микробиологии, экологии, умение к биометрической обработке материала, владение компьютерными статистическими программами. Для успешного освоения данной дисциплины необходимо предшествующее изучение следующих модулей бакалавриата: Б 3. Профессионального цикла: базовой (общепрофессиональной) части: экологии и рационального природопользования, микробиологии, введения в биоинженерию и биотехнологию, генетики и селекции. 1.3. Требования к результатам освоения дисциплины: Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций: - способен к творчеству (креативность) и системному мышлению; - способен к инновационной деятельности ; - способен самостоятельно приобретать с помощью информационных технологий и использовать в практической деятельности новые знания и умения, в том числе в новых областях знаний, непосредственно связанных со сферой деятельности; - понимает современные проблемы биологии и использует фундаментальные биологические представления в сфере профессиональной деятельности для постановки и решения новых задач; - самостоятельно анализирует имеющуюся информацию, выявляет фундаментальные проблемы, ставит задачу и выполняет полевые, лабораторные биологические исследования при решении конкретных задач по специализации с использованием современной аппаратуры и вычислительных средств, демонстрирует отвественность за качество работ и научную достоверность результатов; - 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. В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
Таблица 2 Планирование самостоятельной работы аспирантов
1. Введение. Предмет экобиотехнологии. Экобиотехнология – междисциплинарная область знания. Задачи экобиотехнологии. Роль экобиотехнологии в защите окружающей среды. 2. Структура и функционирование экосистем Биосфера. Экосистема. Функционирование экосистем. Перенос энергии и вещества по пищевым цепям. Продуктивность экосистем. Эволюция и изменчивость экосистем: экологические факторы, изменчивость популяций, экологическая сукцессия. Стабильность и устойчивость экосистем. Круговорот веществ: круговорот углерода, азота, серы и фосфора. Способность экосистем к самоочищению. 3. Экосистемы природных сред и сооружений биологической очистки Водные природные среды: абиотические факторы и процессы в водных средах, биота водных сред. Почва: формирование, функции и структура. Свойства почв и почвенные процессы. Биотические факторы и процессы в почвенных средах. Экосистемы болот. Экосистемы сооружений биологической очистки сточных вод: сооружения биологической очистки сточных вод, активный ил аэробной очистки сточных вод, биопленки аэробных сооружений и биообрастания. Активный ил и биопленки анаэробной очистки сточных вод. 4. Антропогенные факторы загрязнения Антропогенное воздействие на природные экосистемы. Источники загрязнения окружающей среды. Химические вещества загрязнители. Отходы. Биологические факторы загрязнения природных сред: характеристика биологического загрязнения, загрязнение промышленными штаммами микроорганизмов, генетически модифицированные организмы. 5. Пути переноса и трансформации загрязняющих веществ Перенос и миграция загрязняющих веществ в окружающей среде. Атмосферный перенос. Водная миграция. Миграция в почвенных средах. Биогенный перенос. Миграция тяжелых металлов и радионуклидов. 6. Абиотическая трансформация загрязнений в окружающей среде Окислительные процессы абиотической трансформации и каталитическое разложение. Фотохимические и фотокаталитические процессы трансформации. Полимеризация и образование связанных остатков. 7. Микробиологическая трансформация Микробиологическая трансформация. Биотрансформация и биодоступность. Реакции окисления, восстановления, деградации, конъюгации. Дегалогенирование. Микроорганизмы-деструкторы. Динамика роста микроорганизмов-деструкторов и биологическое разложение ксенобиотиков. 8. Биотрансформация ксенобиотиков и биодеструкция природных полимеров Микробиологическая трансформация органических ксенобиотиков. Разложение нефти и нефтепродуктов. Биодеградация ПАВ. Разложение ПАУ. Биотрансформация галогенсодержащих органических соединений. Разложение пестицидов. Разложение нитрилов и цианидов. Биодеструкция отравляющих и взрывчатых веществ. Биотрансформация ксенобиотиков водорослями и растениями. Биодеструкция природных полимеров: основные природные полимеры. Разложение целлюлозы. Биодеградация лигнина. Биодеградация ксенобиотиков лигнолитическими микроорганизмами. 9. Биотрансформация соединений азота и серы Биотрансформация соединений азота. Азотфиксация. Ассимиляция азотсодержащих веществ. Аммонификация связанного азота. Автотрофная нитрификация. Диссимиляционная нитратредукция и денитрификация. Альтернативные пути биологической нитрификации-денитрификации. Микробиологическая трансформация соединений серы. 10. Биотрансформация металлов Микробиологическая трансформация металлов. Роль микроорганизмов в изменении подвижности и концентрировании металлов в природных средах. Токсическое действие металлов на микроорганизмы. Транслокационная миграция металлов в растения и их накопление гидробионтами. 6. Планы семинарских занятий. 2. Структура и функционирование экосистем. Обсуждаемые темы: 1. Стабильность и устойчивость экосистем. 2. Способность экосистем к самоочищению 6. Абиотическая трансформация загрязнений в окружающей среде Обсуждаемые темы: 1.Окислительные процессы абиотической трансформации и каталитическое разложение. 2.Фотохимические и фотокаталитические процессы трансформации. 3.Полимеризация и образование связанных остатков. 7. Семинар «Микробиологическая трансформация» Обсуждаемые темы: 1. Биотрансформация и биодоступность. 2. Микроорганизмы-деструкторы. 3.Динамика роста микроорганизмов-деструкторов и биологическое разложение ксенобиотиков. 7. Примерная тематика контрольных работ. 1. Биологические факторы загрязнения природных сред. 2. Миграция тяжелых металлов и радионуклидов в среде и в живых организмах. 3. Разложение нефти и нефтепродуктов под действием микроорганизмов. 4. Микробиологическая трансформация соединений серы. 8. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины. 1.Введение Составление библиографического списка по теме «Новейшие исследования в области экобиотехнологии» (по журналу «Биотехнология», реферативным журналам за период с 2000 по 2010 год) 3.Экосистемы природных сред и сооружений биологической очистки Темы рефератов: 1.Экосистемы болот. 2.Экосистемы сооружений биологической очистки сточных вод: сооружения биологической очистки сточных вод, активный ил аэробной очистки сточных вод, биопленки аэробных сооружений и биообрастания. 3. Активный ил и биопленки анаэробной очистки сточных вод. 4. Антропогенные факторы загрязнения Темы компьютерных презентаций: 1. Антропогенное воздействие на природные экосистемы. 2. Источники загрязнения окружающей среды. 3. Химические вещества загрязнители. 4. Биологические факторы загрязнения природных сред. 5. Загрязнение генетически модифицированными организмами. 5. Пути переноса и трансформации загрязняющих веществ Составление глоссария: Абиотический Антропогенный фактор Ассимиляция Биогаз Биопленка Биообрастание Биогенный фактор Пестицид Дефолиант Норма реакции Для составления глоссария можно использовать следующую литературу: 1. Кузнецов А.Е., Градова Н.Б. Научные основы экобиотехнологии. М.: Мир. 2006 2. Бигон М., Харпер Дж., Таунсенд К. Экология, популяции и сообщества. В 2-х томах. М.: Мир. 1989. 8. Биотрансформация ксенобиотиков и биодеструкция природных полимеров Контрольная работа Вариант № 1. 1. Микробиологическая трансформация органических ксенобиотиков. 2. Разложение нефти и нефтепродуктов. Вариант № 2. 1. Биодеградация ПАВ и разложение ПАУ. 2. Биотрансформация галогенсодержащих органических соединений. Вариант № 3. 1. Разложение пестицидов. 2. Биотрансформация ксенобиотиков водорослями и растениями. 9. Биотрансформация соединений азота и серы Темы компьютерных презентаций: 1. Биотрансформация соединений азота. 2. Альтернативные пути биологической нитрификации-денитрификации. 3.Микробиологическая трансформация соединений серы. 10. Биотрансформация металлов Темы рефератов: 1. Микробиологическая трансформация металлов. 2. Роль микроорганизмов в изменении подвижности и концентрировании металлов в природных средах. 3. Токсическое действие металлов на микроорганизмы. 4. Транслокационная миграция металлов в растения и их накопление гидробионтами. Контрольные вопросы к зачету 1. Предмет экобиотехнологии. Экобиотехнология – междисциплинарная область знания. 2. Задачи экобиотехнологии. Роль экобиотехнологии в защите окружающей среды. 3. Функционирование экосистем. 4. Продуктивность экосистем. 5. Эволюция и изменчивость экосистем. 6. Стабильность и устойчивость экосистем. 7. Круговорот веществ: круговорот углерода, азота, серы и фосфора. 8. Способность экосистем к самоочищению. 9. Абиотические факторы и процессы в водных средах, биота водных сред. 10. Почва: формирование, функции и структура. 11. Свойства почв и почвенные процессы. Биотические факторы и процессы в почвенных средах. 12. Экосистемы болот. 13. Экосистемы сооружений биологической очистки сточных вод. 14. Активный ил и биопленки анаэробной очистки сточных вод. 15. Источники загрязнения окружающей среды. 16. Химические вещества загрязнители. 17. Отходы. 18. Биологические факторы загрязнения природных сред. 19. Перенос и миграция загрязняющих веществ в окружающей среде. 20. Миграция тяжелых металлов и радионуклидов. 21. Окислительные процессы абиотической трансформации и каталитическое разложение. 22. Фотохимические и фотокаталитические процессы трансформации. 23. Полимеризация и образование связанных остатков. 24. Биотрансформация и биодоступность. 25. Реакции окисления, восстановления, деградации, конъюгации. 26. Дегалогенирование. 27. Микроорганизмы-деструкторы. Динамика роста микроорганизмов-деструкторов и биологическое разложение ксенобиотиков. 28. Микробиологическая трансформация органических ксенобиотиков. 29. Разложение нефти и нефтепродуктов. 30. Биодеградация ПАВ. Разложение ПАУ. 31. Биотрансформация галогенсодержащих органических соединений. 32. Разложение пестицидов. Разложение нитрилов и цианидов. Биодеструкция отравляющих и взрывчатых веществ. 33. Биотрансформация ксенобиотиков водорослями и растениями. 34. Биодеструкция природных полимеров: основные природные полимеры. 35. Биотрансформация соединений азота. 36. Микробиологическая трансформация соединений серы. 37. Роль микроорганизмов в изменении подвижности и концентрировании металлов в природных средах. 38. Транслокационная миграция металлов в растения и их накопление гидробионтами. 9. Образовательные технологии. По всем темам дисциплины использование мультимедийных средств обучения (презентации). Использование проблемных и исследовательских методов при написании рефератов, составлении компьютерных презентаций, глоссария и библиографического списка. Интерактивные формы: Тема 3. Групповая дискуссия на тему «Эффективность биопленок и значимость биообрастаний». Тема 4. Решение проблемной задачи «Эффективность и безопасность существующих методов уничтожения отходов». Тема 8. Конференция на тему «Биотрансформация ксенобиотиков» 10. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины. 10.1.Основная литература: 1. Биотехнология. Принципы и применение/Под. редакцией И.Хиггинса и др. М.: Мир, 1998. 2. Егорова Т.А. и др. Основы биотехнологии. М.: Академия. 2003. 3. Кузнецов А.Е., Градова Н.Б. Научные основы экобиотехнологии. М.: Мир. 2006. 4. Скурлатов Ю.И., Дука Г.Г., Мизити А. введение в экологическую химию. М.: Высшая школа. 1994. 5. Пак И.В., Цой Р.М. Введение в биотехнологию. Тюмень: ТюмГУ. 2002. 6. Экологическая биотехнология / Под ред. К.Ф. Форстера, Д.А. Дж. Вейза. Л.: Химия. 1990. 10.2.Дополнительная: 1. Герасименко В.Г. Биотехнология. Киев:Выша школа. 1989. 2. Жимулев И.Ф. Общая и молекулярная генетика. Новосибирск: изд-во НГУ. 2002. 3. Журнал «Биотехнология» М.: Биотехнология. (2005-2011 гг.). 4. Журнал «Генетика». М.:Академиздат Наука. (2005-2011 гг.) 5. Журнал «Молекулярная биология» М.: Академиздат Наука. (2005-2011 гг.) 6. Сассон А. Биотехнология: свершения и надежды. М.:Мир. 1987. 10.3. Интернет – ресурсы:
11. Технические средства и материально-техническое обеспечение дисциплины. Дисциплина обеспечена компьютерными презентациями, составленными автором, видеофильмами. На факультете имеется для проведения занятий 3 мультимедийные аудитории, есть специализированные лаборатории: центр микроскопии (№ 408), оснащенный электронным микроскопом LSM 510-мета, фазово-контрастным микроскопом Axioimager А1; лаборатория молекулярной генетики (№ 309), оснащенная хроматографом ВСЖХ, ПЦР; лаборатория популяционной генетики (№ 111), оснащенная приборами для проведения электрофореза и цитогенетических исследований. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Добавить документ в свой блог или на сайт
