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

Молекулярные методы исследования генома и основы биоинформатики

рабочая программа дисциплины
Закреплена за кафедройКафедра физико-химической биологии и биотехнологии
Направление подготовки06.04.01. Биология
ПрофильФизико-химическая биология и биотехнология
Форма обученияОчная
Общая трудоемкость3 ЗЕТ
Учебный план06_04_01_Физхим-1-2020
Часов по учебному плану 108
в том числе:
аудиторные занятия 32
самостоятельная работа 76
Виды контроля по семестрам
зачеты: 3

Распределение часов по семестрам

Курс (семестр) 2 (3) Итого
Недель 16
Вид занятий УПРПДУПРПД
Лекции 8 8 8 8
Лабораторные 24 24 24 24
Сам. работа 76 76 76 76
Итого 108 108 108 108

Программу составил(и):
к.б.н., Доцент, Смирнов С.В.

Рецензент(ы):

Рабочая программа дисциплины
Молекулярные методы исследования генома и основы биоинформатики

разработана в соответствии с ФГОС:
Федеральный государственный образовательный стандарт высшего образования по направлению подготовки 06.04.01 БИОЛОГИЯ (уровень магистратуры) (приказ Минобрнауки России от 23.10.2015г. №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 физико-химической биологии и биотехнологии

Протокол от 16.06.2020 г. № 4
Срок действия программы: 2020-2021 уч. г.

Заведующий кафедрой
Лаврик О.И.


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 физико-химической биологии и биотехнологии

Протокол от 16.06.2020 г. № 4
Заведующий кафедрой Лаврик О.И.


1. Цели освоения дисциплины

1.1.сформировать у студентов понимание принципов основных современных методов, используемых в исследовании генома, ознакомить с основами биоинформатики.

2. Место дисциплины в структуре ООП

Цикл (раздел) ООП: Б1.В.ДВ.01.01

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

ПК-7 готовностью осуществлять проектирование и контроль биотехнологических процессов
В результате освоения дисциплины обучающийся должен
3.1.Знать:
3.1.1.основные понятия и этапы биотехнологических процессов
базовые понятия биотехнологии, а также научные и правовые основы обеспечения биобезопасности;
расширенные знания по молекулярной генетике, генетической инженерии, о геномных и клеточных технологиях;
детальное описание методов биотехнологии и микробиологии, пути создания генетически модифицированных организмов
основные методы биохимических, микробиологических, молекулярно-биотехнологических исследований;
методы ДНК-анализа, протеомики, компьютерные технологии биоинформатики;
пути применения методов биохимических, микробиологических, молекулярно-биотехнологических исследований, ДНК-анализа и использования методов биоинформатики.

3.2.Уметь:
3.2.1.осуществлять проектирование и контроль биотехнологических процессов.
искать и анализировать литературные источники по теме, работать в биотехнологической лаборатории;
провести лабораторный эксперимент по биотехнологии;
организовать лабораторный эксперимент с использованием знаний фундаментальных и прикладных разделов биотехнологии.
работать с лабораторным оборудованием при выполнении биохимических, микробиологических, молекулярно-биотехнологических исследований, ДНК-анализа;
применять методы биохимических, микробиологических, молекулярно-биотехнологических исследований, ДНК-анализа для поставленной задачи;
спланировать и поставить эксперимент в лаборатории с применением методов биохимических, микробиологических, молекулярно-биотехнологических исследований, ДНК-анализа, а также проанализировать полученные результаты с помощью биоинформационных методов.
3.3.Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть):
3.3.1.навыками, позволяющими с высокой степенью самостоятельности осуществлять проектирование и контроль биотехнологических процессов.
методами биотехнологии и микробиологии, знаниями об этапах биотехнологического процесса;
навыками работы с микробиологическими культурами и другими объектами биотехнологического производства;
навыками анализа и контроля микробиологических культур и других объектов биотехнологического производства.
навыками работы с лабораторным оборудованием при осуществлении биохимических, микробиологических, молекулярно-биотехнологических исследований, ДНК-анализа;
методической базой для осуществления биохимических, микробиологических, молекулярно-биотехнологических исследований, ДНК-анализа и навыками практического применения биоинформационных технологий;
навыками постановки эксперимента и анализа полученных данных с помощью биоинформационных технологий.

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 3 2 ПК-7 Л1.1
Раздел 2. Методы молекулярной биологии в исследовании генома.
2.1. Методы экстракции ДНК и РНК из природных образцов. Лабораторные 3 2 ПК-7 Л1.1
2.2. Полимеразная цепная реакция, история и принцип метода. Подбор специфических олигонуклеотидов для ПЦР. Лабораторные 3 4 ПК-7
2.3. ПЦР с обратной транскрипцией как базовый метод анализа экспрессии генов. Лабораторные 3 4 ПК-7
2.4. Количественный анализ экспрессии методом ПЦР в реальном времени. Лабораторные 3 2 ПК-7
2.5. Сам. работа 3 15 ПК-7
Раздел 3. Методы электрофореза.
3.1. Теоретические основы метода. Лекции 3 2 ПК-7 Л1.1
3.2. Гель-электрофорез нуклеиновых кислот. Лабораторные 3 2 ПК-7 Л1.1
3.3. Капиллярный электрофорез. Электрофорез на микрочипах. Лабораторные 3 2 ПК-7 Л1.1
3.4. Сам. работа 3 20 ПК-7
Раздел 4. Определение первичной нуклеотидной последовательности ДНК.
4.1. Определение первичной нуклеотидной последовательности ДНК. Лабораторные 3 4 ПК-7
4.2. Сам. работа 3 21 ПК-7
Раздел 5. Гибридизация нуклеиновых кислот.
5.1. Гибридизационные методы исследования экспрессии генов – Нозерн-блот, гибридизация in situ. Лекции 3 2 ПК-7 Л1.1
Раздел 6. Основы биоинформатики.
6.1. Базы данных нуклеотидных и белковых последовательностей. Лекции 3 2 ПК-7
6.2. Выравнивание последовательностей. Лабораторные 3 2 ПК-7
6.3. BLAST. Построение филогенетических деревьев. Лабораторные 3 2 ПК-7
6.4. Сам. работа 3 20 ПК-7

5. Фонд оценочных средств

5.1. Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины
Выделение хромосомной ДНК.
Выделение тотальной РНК.
Количественное определение нуклеиновых кислот.
Амплификация фрагментов ДНК с помощью ПЦР.
ПЦР в реальном времени.
Электрофорез ДНК и РНК в агарозном геле.
ДНК-ДНК гибридизация.
РНК-ДНК гибридизация.
5.2. Темы письменных работ для проведения текущего контроля (эссе, рефераты, курсовые работы и др.)
Методы молекулярной биологии в исследовании генома.
Методы электрофореза.
Секвенирование в исследовании генома.
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 типовые задания, индивидуальные домашние задания, разработка плана различных типов урока, задания для собеседования, вопросы к экзамену.
Используемые формы текущего контроля: аудиторные самостоятельные работы; устный опрос; устное сообщение: письменное тестирование.

6. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

6.1. Рекомендуемая литература
6.1.1. Основная литература
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л1.1 Принципы и методы биохимии и молекулярной биологии: , 2015 biblioclub.ru
6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет"
Название Эл. адрес
Э1 Научная библиотека Алтайского государственного университета www.lib.asu.ru
Э2 Научная электронная библиотека elibrary.ru
Э3 Классическая и молекулярная биология molbiol.ru
Э4 Элементы большой науки elementy.ru
Э5 Курс в системе Moodle portal.edu.asu.ru
6.3. Перечень программного обеспечения
MicrosoftOffice
Microsoft Windows
7-Zip
AcrobatReader
6.4. Перечень информационных справочных систем
Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://school-collection.edu.ru/catalog/pupil
ИБС "Лань"
ИБС "Университетская библиотека on-line"
Научная электронная библиотека http://www.e-library.ru.

7. Материально-техническое обеспечение дисциплины

Аудитория Назначение Оборудование
319М кабинет кафедры археологии, этнографии и музеологии – 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 38 посадочных мест; рабочее место преподавателя; доска магнитно-маркерная; трибуна; стационарный проектор: марка Epson модель EB-470 - 1 единица; интерактивная доска: марка LegaMaster модель e-Board Touch 77 - 1 единица; колонки DNS 2 шт.
119Л абонемент и читальный зал научной литературы фен – помещение для самостоятельной работы Учебная мебель на 44 посадочных места; компьютер; ноутбуки с подключением к информационно-телекоммуникационной сети «Интернет», доступом в электронную информационно-образовательную среду АлтГУ
016Л склад кафедры ботаники – помещение для хранения и профилактического обслуживания учебного оборудования Палатка Lair4 - 7 шт.; палатка Скаут Sahara-4 - 8 шт.; палатка Comfort 4 - 2 шт.; пенетромер почвенный (трость агронома) - 1 шт.; полный набор буров для отбора всех типов почв и донных осадков на глубину до 5 м - 1 шт.; почвенный цилиндрический бур 05.07 - 1 шт.; пробоотборник почвенный с подножкой - 1 шт.; мешок спальный - 9 шт.; мешок спальный Mountain зеленый - 20 шт.; спальный мешок - 20 шт.
015Л лаборатория кафедры физико-химической биологии и биотехнологии - 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 16 посадочных мест; рабочее место преподавателя; компьютер HP; МФУ Samsung; вытяжной шкаф; системы очистки воды УВОИ- «М-Ф» - 2 шт.; весы Pioneer (Ohaus); ламинар Lamsystems; камера для горизонтального электрофореза Helicon; источник питания «Эльф-4» (ДНК-Диагностика); гель-документирующая система Viber Lourmat; термостат «Гном» (ДНК-Диагностика); водяная баня WB-4MS (Biosan); электропоратор Eporator (Eppendor); амплификатор TC-Plus (Techne); UV-vis Spectrophotometer UVmini-1240 (Shimadsu); сухожарочный шкаф Binder; автоклав Tuttnauer; сухожарочный шкаф Binder

8. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины

Изучение курса «Молекулярные методы исследования генома» предполагает обязательно выполнение тестовых заданий и разбора контрольных вопросов.
Критерии оценки:
– 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.