Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями фгос во с учетом рекомендаций и Проп во по направлению и профилю подготовки рабочая программа дисциплины опубликована на сайте ТюмГУ: «Ботаника»
Скачать 194.08 Kb.
|
 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИРОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Филиал ТюмГУ в г. Тобольске Мирюгина Татьяна Андреевна БИОТЕХНОЛОГИЯ Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для аспирантов, обучающихся по направлению подготовки 06.06.01 Биологические науки (Ботаника) (уровень подготовки кадров высшей квалификации). Очной, заочной формы обучения Тюменский государственный университет Филиал в г.Тобольске 2014 Мирюгина Татьяна Андреевна.Биотехнология, 6 семестр. Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для аспирантов, обучающихся по направлению подготовки 06.06.01 Биологические науки (Ботаника) (уровень подготовки кадров высшей квалификации), очной и заочной форм обучения, Тобольск: Издательство филиала Тюменского государственного университета в Тобольске, 2014, 13стр. Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВО с учетом рекомендаций и ПрОП ВО по направлению и профилю подготовки. Рабочая программа дисциплины опубликована на сайте ТюмГУ: «Ботаника» [электронный ресурс] / Режим доступа: http://www.umk3plus.utmn.ru, раздел «Образовательная деятельность», свободный. Рекомендовано к изданию кафедрой биологии, экологии и МПЕ. Утверждено директором филиала ТюмГУ в г. Тобольске. ОТВЕТСТВЕННЫЙ РЕДАКТОР: Таратынов Д. В. и. о. зав. кафедрой биологии, экологии и МПЕ © филиал Тюменского государственного университета в Тобольске, 2014. © Мирюгина Т.А., 2014.
Цельюосвоения дисциплины «Биотехнология» является формирование у аспирантов современных представлений об уровне научных достижений в области биоинженерии и биотехнологии, клеточной и генетической инженерии и т.д. и знакомство с существующими промышленными биотехнологическими процессами различного уровня. Задачи:систематизированной форме усваивают основы клеточной и генетической инженерии; вопросы конструирования рекомбинантных ДНК и клонирования генов; биотехнологии трансплантации эмбрионов, получения аминокислот, интерферона, моноклональных антител, проблемы, связанные с созданием и использованием трансгенных растений и животных, изучают прикладные аспекты использования достижений в биотехнологии. 1.2. Место дисциплины в структуре образовательной программы Курс «Биотехнология»относится к вариативному циклу Б1.В.ОД.4Она логически и содержательно-методически взаимосвязана с дисциплинами профессионального цикла вариативной части: Ботаника (высшие растения), Ареология флоры и растительности России. Для успешного освоения дисциплины необходимы базовые знания по Ботанике, Микробиологии, Правовым основам природопользования, Охрана природы, Экологический мониторинг. Таблица 1. Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами
1.3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения данной образовательной программы. В результате освоения ОП выпускник должен обладать следующими компетенциями: ПК-23 самостоятельно анализирует имеющуюся информацию с использованием современных информационных технологий, выявляет фундаментальные проблемы ботаники, ставит задачу и выполняет научные исследования при решении конкретных задач по специализации с использованием оборудования. 1.4. Перечень планируемых результатов обучения по дисциплине (модулю): Знать: основные понятия и терминологию, методы получения биотехнологических продуктов, достижения биотехнологии и перспективы её использования; основы биотехнологических ибиомедицинских производств. Уметь: объяснять основные понятия и методы биотехнологии; объяснять основные теоретические положения генной инженерии, нанобиотехнологии; ставить целибиотехнологических исследований и выбирать путиих достижения; использовать основные методы, способы и средства получения, хранения, переработки информации. Владеть: основными терминами биотехнологии; методами поиска и анализа биотехнологической информации; современными представлениями об основах биотехнологии и генной инженерии, нанобиотехнологии 2. Структура и трудоемкость дисциплины Семестр 6. Форма промежуточной аттестации – зачет. Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетные единицу, 108 академических часа, из них 36 часов, выделенных на контактную работу с преподавателем, 72 ч., выделенных на самостоятельную работу. Таблица 2.
Таблица 3.
4. Содержание дисциплины. 1.Основы генетической инженерии Предмет биотехнологии. Этапы развития. Связь биотехнологии с другими науками. Значение биотехнологии для решения глобальных проблем человечества. Использование научных достижений в области физико-химической биологии и фундаментальных биологических дисциплин в биоиндустрии. Отличие современной биотехнологии от традиционных микробиологических производств. Экономические и социальные аспекты развития биотехнологии. Использование научных до стижений в области физико-химической биологии и фундамен тальных биологических дисциплин в биоиндустрии. Отличие со временной биотехнологии от традиционных микробиологических производств. Экономические и социальные аспекты развития био технологии. Предмет. Достижения, которые обусловили успешное развитие генетической инженерии. Современная стратегия. Основные особенности структуры и регуляции экспрессии генов про- и эукариот. Ферменты генетической инженерии. Методы получения генов invitro. Векторы и конструирование рекомбинантных ДНК. Экспрессия клонированных генов. Прикладные аспекты генетической инженерии. Геномные проекты. 2.Основы клеточной инженерии Культура клеток. Гибридизация клеток в культуре. Значение гибридизации клеток для решения актуальных проблем биологии. Трансплантация ядер. Микроклетки и изолированные хромосомы.Культура клеток эукариотных организмов. Дедифференцировка и каллусогенез - как основа создания пересадочных клеточ ных культур. Генетическая и физиологическая гетерогенность кле точных культур. Стерилизация - как необходимое условие куль тивирования клеток invitro. Питательные среды, их состав. Куль туры каллусных клеток, их возможное использование. Суспензионные культуры и их использование для получения веществ вто ричного синтеза. Культивирование отдельных клеток.
Клеточная инженерия растений. Получение и использование протопластов. Конструирование рекомбинантов растений. Культура растительных клеток и производство полезных соединений. Тотипотентность растительных клеток. Регенерация растений из каллусов. Индукция развития меристематических тканей. Оздоров ление растений, с помощью клональногомикроразмножения.Генная инженерия растений: выведение растений, устойчивых к насекомым-вредителям, вирусам и гербицидам. Получение растений, противостоящих к неблагоприятным воздействиям и старению.Плазмиды агробактерий как векторы для трансформации. Другие методы трансформации. Успехи в получении трансгенных растений. Создание трансгенов, устойчивых к вирусным, бактериальным и грибковым инфекциям. Проблемы биобезопасности ГМО и Bt-растений. Изучение возможностей повышения эффективности биологической фиксации атмосферного азота.Клональноемикроразмножение растений и его классификация 4. Биотехнология животных Трансплантация эмбрионов. Стимуляция суперовуляции. Извлечение эмбрионов. Криоконсервация эмбрионов. Клеточная инженерия животных: искусственное получение монозиготных близнецов, соматическая гибридизация животных клеток. Клонирование животных. Получение трансгенных животных.Трансгенные мыши: методология. Использование ретровирусных векторов; метод микроиъекций ДНК; использование модифицированных эмбриональных стволовых клеток; клонирование с помощью переноса ядра. 5.Биотехнология в промышленной микробиологиии медицине Биосинтез инсулина человека в клетках E.coli. Биосинтез гормона роста. Биосинтез интерферонов. Гибридомы. Моноклональные антитела. Получение вакцин. Использование стволовых клеток. Генная терапия. Микроорганизмы – продуценты полезных веществ. Первичные и вторичные метаболиты. Производство ферментов, капсульных полисахаридов. Белки одноклеточных организмов.Биотехнология в молочной промышленности: приготовление молочнокислых продуктов, сыра, молочного сахара. Производство кормового белка. Дрожжи и продукты дрожжевого брожения. Производство алкогольных напитков. Использование водорослей и грибов. 6.Биотехнология в производстве энергии и охране окружающей среды Источники биомассы для выработки топлива. Интенсификация фотосинтеза методами биотехнологии. Древесина как сырье для производства биотоплива. Получение этанола. Получение биогаза. Биофотолиз и получение водорода. Очистка сточных вод и переработка отходов. Аэробная переработка отходов и анаэробное разложение. Биологическая переработка промышленных отходов. Биодеградация ксенобиотиков в окружающей среде. Биодеградация нефтяных загрязнений, пестицидов. Методы генетической инженерии в контроле загрязнений. Уничтожение или утилизация твердых (мицелиальных) отходов. Биологические, физико-химические, термические методы обезвреживания мицелиальных отходов. Утилизация мицелиальных отходов в строительной промышленности. Использование отдельных фракций мицелиальных отходов в качестве пеногасителей и др. Очистка выбросов в атмосферу. Биологические, термические, физико-химические и другие методы рекуперации и обезвреживания выбросов в атмосферу. 5. Планы семинарских занятий. Семинар «Основы генетической инженерии» Обсуждаемые темы: 1.Гены прокариот. 2.Гены эукариот. 3.Методы получения генов invitro. 4.Общие свойства векторов. 5.Методы введения рекомбинантных ДНК в клетки. Семинар «Основы клеточной инженерии» Обсуждаемые темы: 1.Соматическая гибридизация. 2.Трансплантация ядер. 3.Микроклетки и изолированные хромосомы. Семинар «Биотехнология растений» Обсуждаемые темы: 1.Клеточная инженерия растений. 2.Изучение возможностей повышения эффективности биологической фиксации атмосферного азота. 3.Проблема биобезопасности ГМО. Семинар «Биотехнология в производстве энергии и охране окружающей среды» Обсуждаемые темы: 1.Решение проблемы утилизации отходов методами биотехнологии. 2.Биодеградация пестицидов. 3.Биодеградация нефтяных загрязнений. Семинар «Биотехнология производства первичных метаболитов» Обсуждаемые темы:
Семинар «Биотехнология производства вторичных метаболитов» Обсуждаемые темы:
Семинар «Энергия и биотехнология» Обсуждаемые темы:
Семинар «Экологическая биотехнология» Обсуждаемые темы:
Семинар «Новые объекты биотехнологии» Обсуждаемые темы:
Семинар «Принципы использования генной инженерии в биотехнологии» Обсуждаемые темы: 1.Способы отбора рекомбинантных клонов. 2.Методы нерестрикционного и рестрикционного получения фрагментов ДНК. 3. Векторная молекула. Способы введения ДНК в векторную молекулу. 4.Первые использованные векторы - плазмиды, основные их характеристики, определяемые плазмидами свойства микроорганизмов. 5. Требования к векторной молекуле. Семинар «Особенности используемых в биотехнологии генно-инженерных методов» Обсуждаемые темы: 1.Способы улучшения секреции белка. Секреторные векторы. 2. Регуляция репликации плазмид. Факторы, ограничивающие экспрессию генов. 3. Векторы на основе фага лямбда. 5. Синтез секретируемых белков бактерий. Сигнальный пептид и прочие факторы, определяющие секрецию пептидов. Семинар «Разнообразие организмов продуцентов» Обсуждаемые темы: 1. Актиномицеты, коринебактерии. 2. Использование клеток насекомых, бакуловирусы. 3. Вирусные векторы для животных: паповавирусы, вирус осповакцины, аденовирусы, парвовирусы, ретровирусы. 4. Растительные векторы: транспозоны, вирусы. Способы трансформации растительных организмов. 5. Роль генной инженерии в сельском хозяйстве. Б 6. Учебно-методическое обеспечение и планирование самостоятельной работы аспирантов. Таблица 3 Планирование самостоятельной работы аспирантов
Темы рефератов: Биотехнологии, не требующие генной инженерии 1) Анаэробная очистка сточных вод. 2) Экстенсивная аэробная очистка сточных вод: биопруды, поля фильтрации и орошения. 3) Биофильтры; строение очистных сооружений. 4) Ферменты, производимые биотехнологически. Особенности производства ферментов. 5) Применение антибиотиков в сельском хозяйстве. Принципы использования генной инженерии в биотехнологии:
Особенности используемых в биотехнологии генно-инженерных методов: 1) Способы улучшения секреции белка. Секреторные векторы. 2) Регуляция репликации плазмид. Факторы, ограничивающие экспрессию генов. 3) Векторы на основе фага лямбда. 5) Синтез секретируемых белков бактерий. Сигнальный пептид и прочие факторы, определяющие секрецию пептидов. Разнообразие организмов продуцентов: 1) Актиномицеты, коринебактерии. 2) Использование клеток насекомых, бакуловирусы. 3) Вирусные векторы для животных: паповавирусы, вирус осповакцины, аденовирусы, парвовирусы, ретровирусы. 4) Растительные векторы: транспозоны, вирусы. Способы трансформации растительных организмов. 5) Роль генной инженерии в сельском хозяйстве. Частные примеры использования биотехнологии: 1) Интерфероны и их получение. 2) Иммуноглобулины - особенности их строения и получения. 3) Белковые гормоны человека и животных: соматотропин, инсулин. 4) Схема получения генно-инженерных вакцин, примеры. 5) Генная инженерия и наука: Использование сигнальных пептидов и флуоресцирующих белков. Подготовка презентаций на тему: «Биотехнология и проблемы экологии и охраны окружающей среды»
Составить презентации по вышеперечисленным темам, для более глубокого раскрытия экологических проблем, целесообразно использовать следующий план. Презентации составляются группой студентов, состоящей из 3-5 человек, примерное количество слайдов - 10 -12.Вопросы предварительно необходимо распределить, что бы каждая группа студентов работала над своей проблемой, затем презентации представляются всем студентам для ознакомления с проблемой. 7. Типовые контрольные задания или иные материалы, необходимые для оценки знаний, умений, навыков и (или) опыта деятельности, характеризующей этапы формирования компетенций в процессе освоения образовательной программы. Учебно-методическое обеспечение выполнения обучающимися самостоятельных заданий практикума включает методические указания к выполнению каждого задания. Контрольные вопросы к зачету
8. Образовательные технологии
9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины (модуля). 9.1 Основная литература:
2. Сазыкин, Ю.А. Биотехнология : учеб.пособие / Ю. А. Сазыкин, С. Н. Орехов, И.И. Чакалёва ; под ред. А. В. Катлинского. - 3-е изд. - М. : Академия, 2008. - 256 с.; УМО 3.Неверова О.А. Пищевая биотехнология продуктов из сырья растительного происхождения: учебник.- Новосибирск: Сиб.унив.изд-во, 2007. 9.2 Дополнительная литература:
9.3 Интернет-ресурсы: 1.http://www.bio.pu.ru/index.php Санкт-Петербургский государственный университет, биологический факультет. 2. http://www.soil.msu.ru/ Московской государственный университет им. М.В. Ломоносова, факультет биологии. 4. http://www.mgul.ac.ru/info/flh/soil/ Московский государственный университет.
10. Перечень информационных технологий, используемых при осуществлении образовательного процесса по дисциплине, включая перечень программного обеспечения и информационных справочных систем. Специализированное программное обеспечение для расчета параметров биологического разнообразия и устойчивости сообществ животных и растений: Statistica, STATAN, BirdCalc, 11. Технические средства и материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля). Лекционная мультимедийная аудитория: компьютер «Pentium - 4», плазменный теле-визор, документ-камера «AVerVision 300», имеется возможность дополнительногоподклю-чения аудиовизуальных средств. Лаборатория цифровой микроскопии: компьютеры «Core 2 Duo E 4400» - 6шт., элек-тронные микроскопы «Motic DM-52» - 5 шт., цифровой стереоскопический микроскоп «Mot-ic DM-39» - 1 шт., биологический микроскоп со встроенной камерой «Motic DMBA300» - 1 шт., документ-камера «AVerVision 300». Дополнения и изменения к рабочей программе на 201__ / 201__ учебный год В рабочую программу вносятся следующие изменения: _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Рабочая программа пересмотрена и одобрена на заседании кафедры ______________________________________ «__» _______________201 г. Заведующий кафедрой ___________________/___________________/ Подпись Ф.И.О. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Добавить документ в свой блог или на сайт
