МИНОБРНАУКИ РОССИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Алтайский государственный университет»

Методы исследований в биотехнологии

рабочая программа дисциплины
Закреплена за кафедройКафедра физико-химической биологии и биотехнологии
Направление подготовки06.03.01. Биология
ПрофильФизиология
Форма обученияОчная
Общая трудоемкость3 ЗЕТ
Учебный план06_03_01_Биология-34-2017
Часов по учебному плану 108
в том числе:
аудиторные занятия 44
самостоятельная работа 64
Виды контроля по семестрам
зачеты: 5

Распределение часов по семестрам

Курс (семестр) 3 (5) Итого
Недель 19
Вид занятий УПРПДУПРПД
Лекции 20 20 20 20
Лабораторные 24 24 24 24
Сам. работа 64 64 64 64
Итого 108 108 108 108

Программу составил(и):
Иванова М.С.

Рецензент(ы):
Шапетько Е.В.

Рабочая программа дисциплины
Методы исследований в биотехнологии

разработана в соответствии с ФГОС:
Федеральный государственный образовательный стандарт высшего образования по направлению подготовки 06.03.01 БИОЛОГИЯ (уровень бакалавриата) (приказ Минобрнауки России от 07.08.2014г. №944)

составлена на основании учебного плана:
06.03.01 Биология : Ботаника, Биохимия, Биотехнология, Зоология, Физиология
утвержденного учёным советом вуза от 30.06.2017 протокол № 7.

Рабочая программа одобрена на заседании кафедры
Кафедра физико-химической биологии и биотехнологии

Протокол от 31.08.2017 г. № 1
Срок действия программы: 2017-2018 уч. г.

Заведующий кафедрой
Лаврик О.И.


Визирование РПД для исполнения в очередном учебном году

Рабочая программа пересмотрена, обсуждена и одобрена для
исполнения в 2017-2018 учебном году на заседании кафедры

Кафедра физико-химической биологии и биотехнологии

Протокол от 31.08.2017 г. № 1
Заведующий кафедрой Лаврик О.И.


1. Цели освоения дисциплины

1.1.обучение студентов современным физико-химическим и молекулярным методам исследования, используемыми при анализе биологических объектов и продуктов, получаемых при биотехнологических процессах.

2. Место дисциплины в структуре ООП

Цикл (раздел) ООП: Б1.В.ДВ.07

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

СПК-4 готовностью применять современные биохимические, микробиологические, биоинженерные и биотехнологические методы для получения продуктов биотехнологических производств
В результате освоения дисциплины обучающийся должен
3.1.Знать:
3.1.1.Основные методы биотехнологии. Принципы генотипирования, применение в биотехнологии и медицине. Возможности применения компьютерных технологий для анализа нуклеотидных и аминокислотных последовательностей, основные базы данных и компьютерные программы.
3.2.Уметь:
3.2.1.выделять ДНК из различных объектов; проводить различные типы ПЦР; осуществлять электрофорез биополимеров в агарозных гелях;
3.3.Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть):
3.3.1.современными методами для диагностики патологий; навыками интерпретации результатов бактериологических, иммунодиагностических и молекулярно-генетических и др. методов исследований.

4. Структура и содержание дисциплины

Код занятия Наименование разделов и тем Вид занятия Семестр Часов Компетенции Литература
Раздел 1. Введение.
1.1. Введение в предмет. Лекции 5 2 СПК-4 Л1.3
Раздел 2. Методы культивирования клеток.
2.1. Оборудование для культивирования клеток. Техника безопасности при работе с культурой клеток Лабораторные 5 2 СПК-4 Л2.1, Л1.2
2.2. Методы стерилизации и правила работы с культурой клеток. Сам. работа 5 5 СПК-4 Л1.2
2.3. Характеристики клеток в культуре Сам. работа 5 5 СПК-4 Л1.2
Раздел 3. Центрифугирование.
3.1. Теоретические основы седиментации. Лекции 5 2 СПК-4 Л1.3
3.2. Типы центрифуг. Правила работы и техника безопасности. Лабораторные 5 2 СПК-4 Л1.3, Л2.1
3.3. Препаративное и аналитическое центрифугирование. Сам. работа 5 4 СПК-4 Л1.3
Раздел 4. Микроскопия.
4.1. Световой микроскоп. Оптические срезы. Лекции 5 2 СПК-4 Л1.3
4.2. Визуализация живых клеток и тканей. Лекции 5 2 СПК-4 Л1.3
4.3. Стереомикроскоп. Электронный микроскоп. Лабораторные 5 2 СПК-4 Л1.3, Л2.1
Раздел 5. Методы молекулярной биологии в биотехнологии.
5.1. Выделение и разделение нуклеиновых кислот. Лекции 5 2 СПК-4 Л1.1
5.2. Молекулярная биология и биоинформатика. Молекулярный анализ последовательностей нуклеиновых кислот. Лекции 5 2 СПК-4 Л1.4
5.3. Полимеразная цепная реакция. Лабораторные 5 4 СПК-4 Л2.1, Л1.6
5.4. Секвенирование. Лабораторные 5 4 СПК-4 Л1.5, Л2.1
Раздел 6. Методы электрофореза.
6.1. Основы метода. Сам. работа 5 5 СПК-4 Л1.3
6.2. Электрофорез белков и нуклеиновых кислот. Лабораторные 5 2 СПК-4 Л1.3, Л2.1
6.3. Капиллярный электрофорез. Электрофорез на микрочипах. Лабораторные 5 2 СПК-4 Л1.3, Л2.1
Раздел 7. Рекомбинантная ДНК и генетический анализ.
7.1. Библиотеки генов. Векторы для клонирования Лекции 5 2 СПК-4 Л1.3
7.2. Анализ генов и их экспрессия. Лабораторные 5 2 СПК-4 Л1.3, Л2.1
7.3. Анализ целых геномов. Фармакогеномика. Молекулярная биотехнология и ее применение. Сам. работа 5 15 СПК-4 Л1.3, Л1.4
Раздел 8. Иммунохимические методы.
8.1. Получение антител. Мечение антител. Лекции 5 2 СПК-4 Л1.3
8.2. Иммуноблоттинг. Лабораторные 5 2 СПК-4 Л1.3
8.3. Иммуногистохимические и иммуноцитохимические методы. Сам. работа 5 10 СПК-4 Л1.3
Раздел 9. Хроматографические методы.
9.1. Теоретические основы хроматографии. Лекции 5 2 СПК-4 Л1.3, Л2.1
9.2. Параметры хроматографического процесса. Лекции 5 2 СПК-4 Л1.3, Л2.1
9.3. Жидкостная хроматография (ВЭЖХ). Лабораторные 5 2 СПК-4 Л1.3, Л2.1
9.4. Эксклюзионная хроматография (гель-фильтрация). Тонкослойная хроматография. Газо-жидкостная хроматография. Выбор хроматографической системы. Сам. работа 5 20 СПК-4 Л1.3, Л2.1

5. Фонд оценочных средств

5.1. Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины
Методы стерилизации и правила работы с культурой клеток.
Характеристики клеток в культуре.
Теоретические основы седиментации.
Основы микроскопии.
ПЦР, основные принципы.
Основы электрофореза.
Теоретические основы хроматографии.
Рекомбинантная ДНК и генетический анализ.
Иммунохимические и иммуноцитохимические методы.
5.2. Темы письменных работ для проведения текущего контроля (эссе, рефераты, курсовые работы и др.)
Культивирование клеток как основной метод биотехнологии.
Применение методов микроскопии в биотехнологии.
Хроматография в биотехнологическом исследовании.
Методы молекулярной биологии в биотехнологии.
5.3. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации
Рабочая программа дисциплины обеспечена фондом оценочных средств для проведения входного, текущего контроля и промежуточной аттестации. Фонд включает темы для письменных работ, вопросы к зачету.

6. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

6.1. Рекомендуемая литература
6.1.1. Основная литература
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л1.1 Биохимические методы анализа: М. : Наука, 2010
Л1.2 Р. Фрешни Культура животных клеток: , 2018 http://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=482865
Л1.3 Принципы и методы биохимии и молекулярной биологии: , 2015 biblioclub.ru
Л1.4 Артур М. Леск Введение в биоинформатику: Бином. Лаборатория знаний , 2009
Л1.5 Денис Ребриков, Дмитрий Коростин, Екатерина Шубина, Валерий Ильинский NGS. Высокопроизводительное секвенирование : , 2015
Л1.6 Денис Ребриков, Герман Саматов, Дмитрий Трофимов, П. Семенов, А. Савилова, И. Кофиади, Д. Абрамов ПЦР в реальном времени: , 2014
6.1.2. Дополнительная литература
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л2.1 Пол Садек Растворители для ВЭЖХ: Бином. Лаборатория знаний , 2000
6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет"
Название Эл. адрес
Э1 Элементы большой науки elementy.ru
Э2 Коммерческая биотехнология cbio.ru
Э3 Биотехнология www.biotechnolog.ru
Э4 Классическая и молекулярная биология molbiol.ru
Э5 Научная электронная библиотека elibrary.ru
Э6 Научная библиотека Алтайского государственного университета www.lib.asu.ru
6.3. Перечень программного обеспечения
MS Word, MS Excel, MS PowerPoint.
6.4. Перечень информационных справочных систем
ИБС "Лань"
ИБС "Университетская библиотека on-line"
Научная электронная библиотека http://www.e-library.ru.

7. Материально-техническое обеспечение дисциплины

Технические средства: видеопроектор, ноутбук, переносной экран. На компьютере должны быть установлены средства MS Office 2007; Word, Excel, PowerPoint u др.
Лабораторное оборудование:
Real-time амплификатор CFX96, Bio-Rad(США)
Автоклав горизонтальный MK-2450,Tuttnauer (Израиль)
Автоматическая электрофорезная станция Experion, Bio-Rad (США)
Автоматический счетчик клеток Countness, Invitrogen (США)
Амплификатор MyCycler, Bio-Rad (США)
Анализатор плоидности CyFlow, Partec (Германия)
Вошер ELx50ТМ, BioTech (Германия)
Детектирующий термоциклер ДТ-322, ДНК-Технология (Россия)
ИК фурье-спектрометр ФТ-801, СИМЕКС (Россия)
Климатическая камера КС-200, СКТБ (Россия)
Ламинарный бокс 2-го класса биобезопасности БАВп-01-"Ламинар-С", Ламинарные системы (Россия)
Микроскоп исследовательский AxioObserverZ1, CarlZeiss (Германия)
Наноспектрофотометр Nanophotometer, Implen (Германия)
Планшетный фотометр Bio-Rad, iMark (США)
ПЦР-детектор Джин, ДНК-Технология (Россия)
Рефрижераторная центрифуга Z326K, Hermle (Германия)
Система биолистической трансформации PDS-1000/HeHepta, Bio-Rad(США)
Система высокопроизводительного секвенирования GS Junior, Roche (Германия)
Система сверхкритической экстракции SFE-200, Waters (США)
Системы для получения высокочистой воды УВОИ-«МФ»-1НА(18), МедианаФильтр (Россия)
Системы очистки воды класса «вода дистиллированная» УВОИ-«МФ», МедианаФильтр (Россия)
СО2-инкубатор MCO 20-AIC, Sanyo (Япония)
Спектрофотометр SmartSpecPlus, Bio-Rad (США)
Стереомикроскоп МСП-2, ЛОМО (Россия)
Термостат-инкубатор LIB-150M, Daihan (Корея)
Флуориметр VersaFluor, Bio-Rad (США)
Хроматографическая система ProminenceLC-20, Shimadzu (Япония)
Центрифуга MultiSpin, Eppendorf (Германия)
Центрифуга MultiSpin Plus, Eppendor (Германия)
Электропоратор Multiporator, Eppendorf(Германия)

8. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины

Курс "Методы исследований в биотехнологии" предназначен для студентов третьего курса бакалавриата биологического факультета для направления "Биотехнология". В рамках курса предусмотрены следующие формы работы: чтение лекций, проведение лабораторных занятий, самостоятельная работа студентов.
Выполнение лабораторных работ является обязательным условием успешного освоения курса. Студенты должны выполнить все лабораторные работы, оформить письменные отчеты и сдать работы преподавателю. Получение зачета по всем лабораторным работам является допуском к итоговой форме контроля по курсу.
Текущий контроль знаний студентов по дисциплине осуществляется на лабораторных занятиях в форме письменных контрольных работ или тестовых заданий, устных ответов на поставленные вопросы и их аргументации. Самостоятельная работа контролируется либо на лабораторных занятиях, либо в часы индивидуальных консультаций преподавателя.
Для итогового контроля знаний предполагается проведение экзамена. Оцениваются как качественные характеристики оценки знаний студентов, такие как полнота, обобщенность, системность и прочность знаний, так и косвенные показатели: познавательная активность и интерес, самостоятельность, критичность и т.д.
Знания студентов оцениваются по пятибалльной шкале:
– оценка "Отлично" выставляется студентам, показавшим глубокое знание теоретической части курса, умение владеть практическими приемами, освоившим основную и дополнительную литературу, рекомендованную программой курса, проявившим творческие способности в понимании, изложении и использовании на практике учебно-программного материала, полно и подробно ответившим на вопросы билета и вопросы преподавателя.
– оценка "Хорошо" выставляется студентам, показавшим глубокое знание теоретических вопросов, умение владеть практическими приемами, освоившим основную литературу, рекомендованную программой курса, обнаружившим стабильных характер знаний и способность к их самостоятельному восполнению и обновлению в ходе практической деятельности, полностью ответившим на вопросы билета и дополнительные вопросы преподавателя, но допустившим при ответах незначительные ошибки.
– оценка "Удовлетворительно" выставляется студентам, показавшим знание основных положений теории при наличии существенных пробелов в деталях, допустившим существенные ошибки при ответах на вопросы билетов и дополнительные вопросы преподавателя, но показавшим знания основного учебно-программного материала в объеме, необходимом для предстоящей работы.
– оценка "Неудовлетворительно" выставляется, если студент показал существенные пробелы в знаниях основных положений теории, которые не позволяют ему приступить к практической работе без дополнительной подготовки, не ответил на вопросы билета или преподавателя.