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

Научно-исследовательский практикум по биотехнологии

рабочая программа дисциплины
Закреплена за кафедройКафедра экологии, биохимии и биотехнологии
Направление подготовки06.04.01. Биология
ПрофильБиохимия и биотехнология
Форма обученияОчная
Общая трудоемкость3 ЗЕТ
Учебный план06_04_01_Биохим_Биотех-1-2020
Часов по учебному плану 108
в том числе:
аудиторные занятия 32
самостоятельная работа 76
Виды контроля по семестрам
зачеты: 2

Распределение часов по семестрам

Курс (семестр) 1 (2) Итого
Недель 14
Вид занятий УПРПДУПРПД
Лабораторные 32 32 32 32
Сам. работа 76 76 76 76
Итого 108 108 108 108

Программу составил(и):
к.б.н., доцент, Хлебова Л.П.

Рецензент(ы):
к.с.-х.н., уч. сек. ФГБНУ ФАНЦА, Никитина Е.Д.

Рабочая программа дисциплины
Научно-исследовательский практикум по биотехнологии

разработана в соответствии с ФГОС:
Федеральный государственный образовательный стандарт высшего образования по направлению подготовки 06.04.01 БИОЛОГИЯ (уровень магистратуры) (приказ Минобрнауки России от 23.09.2015г. №1052)

составлена на основании учебного плана:
06.04.01 Биология
утвержденного учёным советом вуза от 30.06.2020 протокол № 6.

Рабочая программа одобрена на заседании кафедры
Кафедра экологии, биохимии и биотехнологии

Протокол от 31.08.2020 г. № 1
Срок действия программы: 2020-2021 уч. г.

Заведующий кафедрой
Соколова Г.Г.


Визирование РПД для исполнения в очередном учебном году

Рабочая программа пересмотрена, обсуждена и одобрена для
исполнения в 2020-2021 учебном году на заседании кафедры

Кафедра экологии, биохимии и биотехнологии

Протокол от 31.08.2020 г. № 1
Заведующий кафедрой Соколова Г.Г.


1. Цели освоения дисциплины

1.1.Цель освоения дисциплины - формирование современных представлений об уровне научных достижений в области биоинженерии и биотехнологии, клеточной и генетической инженерии, энзимологии; знакомство с современными промышленными биотехнологическими процессами.

2. Место дисциплины в структуре ООП

Цикл (раздел) ООП: Б1.В.03

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

ПК-3 способностью применять методические основы проектирования, выполнения полевых и лабораторных биологических, экологических исследований, использовать современную аппаратуру и вычислительные комплексы (в соответствии с направленностью (профилем) программы магистратуры)
В результате освоения дисциплины обучающийся должен
3.1.Знать:
3.1.1.- современные методы исследований в области биотехнологии;
- экспериментальные методы работы с биологическими объектами;
- назначение лабораторной посуды, инструментов и материалов, используемых в биотехнологии растений и животных;
- правила обращения с лабораторным оборудованием; принципы работы приборов (рН-метра, спектрофотометра, микроскопов, технических и аналитических весов, центрифуги, лабораторной бани, автоклава, бидистиллятора и др.);
- современные методы обработки полученных научных данных;
- приемы составления научно-технических отчетов, обзоров и т.д.
3.2.Уметь:
3.2.1.- эксплуатировать современную аппаратуру для проведения исследований в области биотехнологии;
- обосновано выбирать и применять методы исследований для достижения поставленной цели;
- выполнять основные этапы работы с изолированными тканями и органами растений и животных в культуре in vitro;
- пользоваться инструментарием, лабораторным оборудованием и различными приборами на разных этапах подготовки и культивирования биотехнологических объектов;
- самостоятельно излагать и анализировать имеющуюся информацию;
- грамотно представлять результаты собственных исследований.
3.3.Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть):
3.3.1.- навыками планирования и проведения экспериментальных работ с биологическими объектами;
- навыками работы с биологическими объектами в полевых условиях и биотехнологических лабораториях с использованием современной аппаратуры;
- техникой работы в стерильных условиях;
- клеточными технологиями, облегчающими и ускоряющими традиционный процесс создания новых сортов растений и пород животных;
- умением излагать и критически анализировать получаемую при проведении исследований информацию;
- умением излагать и критически анализировать получаемую при проведении исследований информацию.

4. Структура и содержание дисциплины

Код занятия Наименование разделов и тем Вид занятия Семестр Часов Компетенции Литература
Раздел 1. Организация работы по биотехнологии растений
1.1. Оборудование биотехнологичекой лаборатории и правила работы с ним Лабораторные 2 2 Л2.1, Л2.2, Л2.4, Л2.3
1.2. Подготовка биотехнологичекой лаборатории, оборудования и инструментов к работе с культурами Лабораторные 2 2 Л2.1, Л2.2, Л2.4, Л2.3, Л1.1
1.3. Организация работы в ламинарном боксе Лабораторные 2 2 Л2.1, Л2.2, Л2.4, Л2.3, Л1.1
1.4. Особенности развития биотехнологии в главных регионах мира Сам. работа 2 20 Л2.1, Л2.2, Л2.4, Л2.3, Л1.1
Раздел 2. Подготовка питательных сред для культивирования in vitro растительных клеток и тканей
2.1. Приготовление маточных растворов компонентов питательных сред для культивирования растительных эксплантов Лабораторные 2 2 Л2.1, Л2.2, Л2.4, Л2.3, Л1.1
2.2. Приготовление и стерилизация питательной среды Мурасиге-Скуга для культивирования изолированных клеток и тканей Лабораторные 2 2 Л2.1, Л2.2, Л2.4, Л2.3, Л1.1
Раздел 3. Стерилизация растительного материала
3.1. Подбор стерилизирующего агента для растительных эксплантов Лабораторные 2 2 Л2.1, Л2.2, Л2.4, Л2.3, Л1.1
3.2. Получение стерильных проростков в культуре изолированных зародышей Лабораторные 2 2 Л2.1, Л2.2, Л2.4, Л2.3, Л1.1
Раздел 4. Культура каллусной ткани
4.1. Получение первичного каллуса из корней асептичеких проростков фасоли Лабораторные 2 2 Л2.1, Л2.2, Л2.4, Л2.3, Л1.1
4.2. Получение первичного каллуса из корнеплода моркови Лабораторные 2 2 Л2.1, Л2.2, Л2.4, Л2.3, Л1.1
4.3. Пассирование каллусной ткани на свежую питательную среду Лабораторные 2 2 Л2.1, Л2.2, Л2.4, Л2.3, Л1.1
4.4. Субкультивирование каллуса и снятие ростовых характеристик каллусной ткани картофеля Лабораторные 2 2 Л2.1, Л2.2, Л2.4, Л2.3, Л1.1
4.5. Использование биотехнологии растений в сельском хозяйстве, селекции и растениеводстве Сам. работа 2 20
Раздел 5. Суспензионная культура
5.1. Получение и культивирование суспензии клеток на питательных средах различного гормонального состава Лабораторные 2 2 Л2.1, Л2.2, Л2.4, Л2.3, Л1.1
5.2. Подсчет плотности клеток в суспензионной культуре Лабораторные 2 2 Л2.1, Л2.2, Л2.4, Л2.3, Л1.1
5.3. Определение степени агрегированности и жизнеспособности клеток суспензионной культуры Лабораторные 2 2 Л2.1, Л2.2, Л2.4, Л2.3, Л1.1
5.4. Определение динамики роста суспензионной культуры Лабораторные 2 4 Л2.1, Л2.2, Л2.4, Л2.3, Л1.1
5.5. Применение суспензионных культур в научных и прикладных аспектах Сам. работа 2 36 Л2.1, Л2.2, Л2.4, Л2.3, Л1.1

5. Фонд оценочных средств

5.1. Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины
5.2. Темы письменных работ для проведения текущего контроля (эссе, рефераты, курсовые работы и др.)
ТЕМЫ РЕФЕРАТОВ
1. Каллусные культуры растений. Фазы ростового цикла каллусных культур.
2. Опухолевые и привыкшие ткани. Сходство и различия.
3. Суспензионные культуры растений.
4. Соматическая гибридизация.
5. Морфогенез в клеточных культурах растений. Типы морфогенеза.
6. Этапы соматического эмбриогенеза. Причины возникновения и условия для дальнейшего развития.
7. Индукция разных типов органогенеза в культуре каллусных тканей.
8. Генетические и эпигенетические основы морфогенеза. Белки-маркеры морфогенеза.
9. Клональное размножение растений и практическое применение.
10. Размножение растений методом активации развития существующих в растении меристем.
11. Размножение растений методом индукции возникновения адвентивных почек.
12. Методы оздоровления посадочного материала от вирусов.
13. Методы клеточной инженерии растений.
14. Основы криосохранения растений.
15. Методы приготовления суспензионной культуры.

ПРИМЕРЫ ТЕСТОВЫХ ЗАДАНИЙ
1. Объединение геномов клеток разных видов и родов возможно при соматической гибридизации:
1. только в природных условиях;
2. только в искусственных условиях;
3. в природных условиях и искусственных условиях.
2. Высокая стабильность протопластов достигается при хранении:
1. на холоду;
2. в гипертонической среде;
3. в среде с добавлением антиоксидантов;
4. в анаэробных условиях.
3. Полиэтиленгликоль ПЭ 4, вносимый в суспензию протопластов:
1. способствует их слиянию;
2. предотвращяет их слияние;
3. повышает стабильность суспензии;
4. предотвращает микробное заражение.
4. Для протопластирования наиболее подходят суспензионные культуры:
1. в лаг-фазе;
2. в фазе ускоренного роста;
3. в логарифмической фазе;
4. в фазе замедленного роста;
5. в стационарной фазе;
6. в фазе отмирания.
5.Технологический воздух для биотехнологического производства стерилизуют:
1. нагреванием;
2. фильтрованием;
3. облучением.
6. Преимущество растительного сырья, получаемого при выращивании культур клеток перед сырьем, получаемым из плантационных или дикорастущих растений:
1. большая концентрация целевого продукта;
2. меньшая стоимость;
3. стандартность;
4. более простое извлечение целевого продукта.
7. Ауксины – термин, под которым объединяются специфические стимуляторы роста:
1. растительных тканей;
2. актиномицетов;
3. животных тканей;
4. эубактерий.

5.3. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации
см. Приложения

6. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

6.1. Рекомендуемая литература
6.1.1. Основная литература
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л1.1 Хлебова Л.П., Яценко Е.С., Сперанская Н.Ю. Практикум по биотехнологии. Культура клеток, тканей и органов: Алт. гос. ун-т, 2016 elibrary.asu.ru
6.1.2. Дополнительная литература
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л2.1 Т.А. Егорова, С.М. Клунова, Е.А .Живухина Основы биотехнологии: М.: Академия, 2008
Л2.2 Вечернина Н.А Биотехнология растений: Барнаул: АлтГУ, 2009
Л2.3 В.С.Шевелуха Сельскохозяйственная биотехнология : М.: Высш. шк, 1998 15
Л2.4 Лутова Л. А Биотехнология высших растений: СПбГУ.:Изд-во С.-Петерб.ун-та, 2003 10
6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет"
Название Эл. адрес
Э1 1. www.biotechnolog.ru
Э2 2. www.cbio.ru
Э3 3. www.un.org.ru
Э4 4. www.elibrary.ru
Э5 5. www.lib.asu.ru
Э6 Курс в Moodle "Научно-исследовательский пратикум по биотехнологии" portal.edu.asu.ru
6.3. Перечень программного обеспечения
MS Office; Word, Excel, PowerPoint u др.
Microsoft Windows
7-Zip
AcrobatReader
6.4. Перечень информационных справочных систем
http://www.consultant.ru/
http://elibrary.asu.ru
http://elibrary.ru
http://www.scopus.com
https://link.springer.com/
http://www.biolib.de/
https://biomolecula.ru/
https://openlibrary.org/
http://cyberleninka.ru/
https://bioumo.ru/

7. Материально-техническое обеспечение дисциплины

Аудитория Назначение Оборудование
Помещение для самостоятельной работы помещение для самостоятельной работы обучающихся Компьютеры, ноутбуки с подключением к информационно-телекоммуникационной сети «Интернет», доступом в электронную информационно-образовательную среду АлтГУ
122Л лаборатория микробиологии - учебная аудитория для проведения занятий лекционного типа; занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических); проведения групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации Учебная мебель на 14 посадочных мест; рабочее место преподавателя; доска меловая 1 шт.; микроскоп монокулярный Микмед 1 – 6 шт.; термостат с охлаждением ТСО – 1/80; иономер Анион – 7000; камера климатическая ICN750L Memmert; микроскоп Альтами – 2 шт.; микроскоп Бимам ЕСС-Р-11; бокс абактериальной воздушной среды 2 класса биологической безопасности БАВнп-01; шкаф для хранения абораторной посуды и реактивов – 1 шт.; набор реактивов и химической посуды для микробиологии и биотехнологии; раковина.

8. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины

1.Подготовка рефератов один из видов самостоятельной работы, в которой автор раскрывает суть исследуемой проблемы; приводит различные точки зрения, а также собственные взгляды не нее. Содержание реферата должно быть логичным; изложение материала носит проблемно-тематический характер.
Правила оформления реферата.
Объем реферата должен составлять до 15 страниц машинописного текста и обязательно включать:
• Титульный лист (образец)
• Содержание
• Введение. Введение отражает осознание автором актуальности темы в современное время и различные направления работы современного научного общества по теме исследования с перечислением авторов
• Основная часть реферата. Все главы работы должны быть логично взаимосвязаны. Все параграфы и подразделы работы должны быть подчинены главному направлению темы, органически связаны между собой и являться логическим продолжением один другого. Вместе с тем, каждая глава должна носить самостоятельный законченный характер.
• Заключение. Все задачи, поставленные во введении должны найти отражение в заключении
• Библиографический список (не менее 5 источников) включает в себя нормативно-правовые акты, специальную научную и учебную литературу, другие использованные материалы, и должен быть организован в соответствии с едиными требованиями библиографического описания произведений печати.

При необходимости (по желанию студента) материал может содержать рисунки, таблицы.
Реферат сдается студентом в назначенный преподавателем срок.

При выставлении оценки за выполненный студентом реферат учитывается полнота раскрытия проблемы, сложность и доступность изложения, современная оценка проблемы, соответствие материала всем указанным пунктам плана, объем и количество использованной литературы, правильность оформления.

2. Подготовка к выступлениям с докладами, сообщениями на занятиях.
Доклад – содержательно подготовленный устный научный текст, как правило, опирающийся на написанные реферат (даже в случаях, когда докладчик не обращается к тексту при выступлении), обладающий четкой композиционной и жанровой оформленностью, а также характерными чертами устной научной речи.
Цель доклада – не только сообщить определенную информацию, но и, обеспечив активное логическое мышление слушателей, добиться ее усвоения.
Правила подготовки доклада
Подготовка доклада делается парами. К докладу должна быть сделана презентация (ppt или pdf) и электронный конспект доклада. Конспект должен содержать название доклада и имена докладчиков. Сам доклад должен длиться не более 15 минут. После его окончания проводится дискуссия с аудиторией. При подготовки доклада необходимо учитывать следующие правила:
- понимание материала: вы должны полностью понимать то, что говорите.
- знание искусства выступлений: обязательно прочесть классические руководства:
- идеальные источники: не ограничивайтесь предложенными источниками, найдите наиболее подходящие и удобные для вас материалы.
- одобрение преподавателя: предварительная версия электронного конспекта доклада и слайды должны быть согласованы с преподавателем за несколько дней до выступления.
- пробное выступление: при подготовке доклада необходимо сделать пробное выступление (например, друг перед другом, если доклад готовится вдвоем).

3. Подготовка учебных презентаций и видеофильмов.
Учебная презентация - форма представления учебного материала в программе Microsoft Power Point. Презентация - это не просто конспект определенной темы из учебника, это творческое изложение материала, представление реферата или доклада по определенной теме.
Правила оформления учебных презентаций
Объем презентации должен составлять от 15 до 25 слайдов и обязательно включать: титульный лист; план; введение; содержание; заключение; список литературы (не менее 5 источников) и ссылки на источники из Интернета.
Защита презентации происходит на одном из занятий. В течение 5 минут студент демонстрирует и рассказывает содержание работы по презентации.
Методические указания по подготовке учебных презентаций указаны электронном учебном пособии:

Ваганов А.В. Подготовка и создание презентаций по практическим курсам «Информационные технологии в биологии и экологии [электронный доступ]
http://ssbg.asu.ru/down-vaganov/didakt_mat/Praesento_Vaganov_A.V._2012.pdf
http://ssbg.asu.ru/praesento.html

При выставлении оценки за выполненный студентом доклад и подготовленную презентацию учитывается полнота раскрытия проблемы, доступность изложения, научность представленных материалов, современная оценка проблемы, соответствие материала всем указанным пунктам плана, объем и количество использованной литературы, правильность оформления и эстетичность представленной презентации.

4. Защита лабораторных работ
После выполнения лабораторная работа подлежит сдаче (защите работы) преподавателю. Защита проходит каждым студентом индивидуально.
При оценке выполнения лабораторной работы учитывается:
- правильность и аккуратность выполнения, наличие анализа результатов, грамотного вывода по работе;
- знание теоретического материала по выполненной работе и методики выполнения;
- степень самостоятельности в выполнении работы.
Форма отчета: сдача (защита) лабораторных работ

5. На тестирование отводится 20 минут. Каждый вариант тестовых заданий включает 20 вопросов. За каждый правильно отвеченный вопрос дается 1 балл. Перевод в бально-рейтинговую оценку представлен выше.