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

Практикум по молекулярной биологии и биотехнологии

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
Лабораторные 32 32 32 32
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
Практикум по молекулярной биологии и 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 23.10.2015г. №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.получение навыков практической работы в области молекулярной биологии и биотехнологии

2. Место дисциплины в структуре ООП

Цикл (раздел) ООП: Б1.В.ДВ.01.01

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

ОПК-4 способностью самостоятельно анализировать имеющуюся информацию, выявлять фундаментальные проблемы, ставить задачу и выполнять полевые, лабораторные биологические исследования при решении конкретных задач с использованием современной аппаратуры и вычислительных средств, нести ответственность за качество работ и научную достоверность результатов
ПК-6 способностью руководить рабочим коллективом, обеспечивать меры производственной безопасности
В результате освоения дисциплины обучающийся должен
3.1.Знать:
3.1.1.основные фундаментальные проблемы молекулярной биологии
основные понятия и этапы биотехнологических процессов.
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.самостоятельно анализировать имеющуюся информацию
выявлять фундаментальные проблемы, ставить задачи, с целью проведения биологических исследований
использовать современную аппаратуру и вычислительные средства, нести ответственность за качество работ и научную достоверность
осуществлять проектирование и контроль биотехнологических процессов.
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 выполнения полевых, лабораторных биологических исследований при решении конкретных задач в области молекулярной биологии
навыками, позволяющими с высокой степенью самостоятельности осуществлять проектирование и контроль биотехнологических процессов.
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. Строение нуклеиновых кислот. "Анатомия" генома.
1.1. Выделение и фракционирование нуклеиновых кислот эукариот. Солевая экстракция ДНК Лабораторные 3 4 ОПК-4 Л1.1
1.2. Определение концентрации и качества препаратов нуклеиновых кислот методом спектрофотометрии Лабораторные 3 4 ОПК-4 Л1.1
1.3. Сам. работа 3 33
Раздел 2. Механизмы репликации и репарации нуклеиновых кислот. Рекомбинация, рестрикция и модификация ДНК
2.1. Полимеразная цепная реакция Лабораторные 3 7 ОПК-4 Л1.1
2.2. Ферментативный гидролиз нуклеиновых кислот Лабораторные 3 4 ОПК-4 Л1.1
2.3. Сам. работа 3 10
Раздел 3. Генетический код. Транскрипция. Биосинтез белка.
3.1. Определение первичной нуклеотидной последовательности ДНК (секвенирование по Сэнджеру) Лабораторные 3 7 ОПК-4 Л1.1
3.2. Агарозный гель-электрофорез ДНК Лабораторные 3 4 ОПК-4 Л1.1
3.3. Масс-спектрометрия белков и нуклеиновых кислот Лабораторные 3 2 ОПК-4 Л1.1
3.4. Сам. работа 3 33

5. Фонд оценочных средств

5.1. Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины
1. Каков механизм действия ферментов рестрикции ДНК?
2. Классификация нуклеаз и их биологическая роль.
3. Какие реакции осуществляют фосфатазы и нуклеотидазы?
4. Какова функция рестриктаз в клетках бактерий?
5. Каковы принципы деления рестриктаз на классы?
6. Что такое сайт рестрикции?
7. Какие сайты рестрикции узнают рестриктазы II класса?
8. По какому принципу делят II класс на подклассы?
9. Каковы основные условия проведения рестрикции?
10. Какой показатель принимают за единицу активности рестриктазы?
11. Какой принцип лежит в основе метода электрофореза?
12. Какая масса агарозы необходима для приготовления 150 мл 2.5%-ного геля?
13. Какой концентрации агарозный гель нужно использовать для разделения методом электрофореза фрагментов ДНК размером 350 и 150 п.н.?
14. В каком направлении и почему движутся молекулы ДНК при проведении электрофореза?
15. От каких факторов зависит скорость движения молекул ДНК в агарозном геле в процессе электрофореза?
16. Почему нужно избегать образования в геле пузырьков воздуха?
17. За счет чего происходит визуализация ДНК в геле?
18. Каким образом можно контролировать движение молекул ДНК в геле во
время электрофореза?
19. На каких этапах проведения электрофореза необходимо работать в
перчатках и почему?
20. Какой детергент используют для экстракции ДНК, каково его назначение?
21. Чем отличаются процессы экстракции ДНК из растительных и животных
тканей?
22. Почему рН экстрагирующего буфера должен быть равен 8?
23. Для чего используют фенол и хлороформ?
24. Каковы основные этапы выделения и очистки нуклеиновых кислот при
использовании методов сорбции?
25. Каково действие гуанидинтиоционата?
26. С какой целью применяется солевой буфер?
27. Какова роль суспензии ионообменников?
5.2. Темы письменных работ для проведения текущего контроля (эссе, рефераты, курсовые работы и др.)
1.Молекулярный механизм репликации ДНК.

2.Транскрипция. Характеристика транскриптона и оперона. Условия, необходимые для транскрипции.

3.Молекулярные механизмы транскрипции. Посттранскрипционная модификация пре-м-РНК.

4.Структура т-РНК. Активация и рекогниция аминокислот. Роль аминоацил т-РНК – синтетазы.

5.Генетический код, его свойства.

6.Молекулярные механизмы инициации трансляции (образование инициаторного комплекса).

7.Молекулярные механизмы элонгации и терминации трансляции. Цикл элонгации, его энергетика.

8.Посттрансляционная модификация белка.

9.Молекулярные механизмы регуляции синтеза белка у прокариот (лактозный, триптофановый опероны).

10.Молекулярные механизмы регуляции синтеза белка у эукариот.

11.Особенности репликации, транскрипции и трансляции у эукариот.

12.Мутации, виды. Биологическое значение.

13.Механизмы репарации ДНК.

14.Использование ДНК технологий в медицине.

15.Лекарственные вещества активаторы и ингибиторы белкового синтеза.

16.Строение различных типов иммуноглобулинов

17.Биохимические аспекты источников разнообразия антител.

18.Регуляция синтеза иммуноглобулинов

19.Молекулярные основы специфического клеточного иммунитета

20.Молекулярные основы неспецифического гуморального иммунитета

21.Молекулярные основы специфического гуморального иммунитета

22.Физиологические и биохимические механизмы регуляции иммунного ответа

23.Эволюция иммунной системы
5.3. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации
См. Приложение

6. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

6.1. Рекомендуемая литература
6.1.1. Основная литература
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л1.1 Мушкамбаров, Н.Н. Молекулярная биология: учебное пособие для медицинских вузов М. Мед. информ. агентство (МИА), 2007
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 Курс в системе Moodle portal.edu.asu.ru
6.3. Перечень программного обеспечения
MS Word, MS Excel, MS PowerPoint.
Microsoft Windows
7-Zip
AcrobatReader
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

Аудитория Назначение Оборудование
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
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.
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
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.

8. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины

Общий результат выводится как интергальная оценка, складывающаяся из текущего контроля 50% и промежуточного 50%.
I. Текущий контроль по дисциплине включает:
- Вовремя выполненное лабораторно-практическое занятие с анализом и объяснением полученных результатов - (по 2 балла за каждое)
- Выполнение домашней работы - 2 балла
- Устный ответ - 10 баллов
- Письменная работа - 10 баллов
II. Итоговый контроль по дисциплине включает зачет: - 40 баллов.
III. Кроме того к общему итогу могут добавляться:
- Посещение занятий - 2 балла.
- Работа по актуализации опорных знаний на лекциях - 2 балла,
- Подготовка докладов, презентаций - 4 балла,
- Иные виды деятельности (сообщение и т.д. ) - 2 балла.
Итоговым контролем является зачет. Он проводится в традиционный классической устной или письменной форме. В вопросы итогового контроля входит не только материал лекционных и лабораторно-практических занятий, но и темы, вынесенные на самостоятельное изучение. В билет включено два теоретических вопроса, соответствующие содержанию формируемых компетенций. На ответ и решение задачи студенту отводится 35 минут. За ответ на теоретические вопросы студент может получить максимально 40 баллов.