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

Практикум по 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 трудоемкость4 ЗЕТ
Учебный план06_04_01_Физхим-2-2020
Часов по учебному плану 144
в том числе:
аудиторные занятия 42
самостоятельная работа 102
Виды контроля по семестрам
зачеты: 3

Распределение часов по семестрам

Курс (семестр) 2 (3) Итого
Недель 15
Вид занятий УПРПДУПРПД
Лабораторные 42 42 42 42
Сам. работа 102 102 102 102
Итого 144 144 144 144

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

Рецензент(ы):

Рабочая программа дисциплины
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 23.10.2015г. №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 навыки работы с основными биотехнологическими объектами.

2. Место дисциплины в структуре ООП

Цикл (раздел) ООП: Б1.В

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-7 готовностью осуществлять проектирование и контроль биотехнологических процессов
В результате освоения дисциплины обучающийся должен
3.1.Знать:
3.1.1.основные понятия, номенклатуру и принципы биотехнологии; основные биотехнологические методы исследований
основные понятия и этапы биотехнологических процессов
основные методы биохимических, микробиологических, молекулярно-биотехнологических исследований;
методы ДНК-анализа, протеомики, компьютерные технологии биоинформатики;
3.2.Уметь:
3.2.1.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.
осуществлять проектирование и контроль биотехнологических процессов.
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 работы в лабораторных и полевых условиях, навыками работы с литературой по теме и с лабораторным оборудованием.
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. Характеристика объектов биотехнологии.
1.1. Общая схема и аппаратурное обеспечение биотехнологических процессов. Правила работы с оборудованием и контрольно-измерительными приборами. Лабораторные 3 2 Л1.1
1.2. Микроорганизмы - специфический элемент биотехнологических систем. Лабораторные 3 2 Л1.1
1.3. Приготовление, окрашивание и микроскопия препаратов. Лабораторные 3 2 Л1.1
1.4. Приготовление питательных основ, сред и дополнительных растворов. Лабораторные 3 2 Л1.1
1.5. Общая схема и аппаратурное обеспечение биотехнологических процессов. Правила работы с оборудованием и контрольно-измерительными приборами. Сам. работа 3 8
1.6. Микроорганизмы - специфический элемент биотехнологических систем. Сам. работа 3 8
1.7. Приготовление, окрашивание и микроскопия препаратов. Сам. работа 3 8
1.8. Приготовление питательных основ, сред и дополнительных растворов. Сам. работа 3 8
Раздел 2. Основы и методы культивирования микроорганизмов.
2.1. Непрерывное и периодическое культивирование. Фазы роста микробной культуры при периодическом культивировании. Лабораторные 3 2 Л1.1
2.2. Поверхностное и глубинное культивирование микроорганизмов. Лабораторные 3 2 Л1.1
2.3. Оборудование и приборы для промышленного культивирования микроорганизмов. Подготовка реакторов к работе. Режимы и технология стерилизации реакторов. Лабораторные 3 2 Л1.1
2.4. Непрерывное и периодическое культивирование. Фазы роста микробной культуры при периодическом культивировании. Сам. работа 3 8
2.5. Поверхностное и глубинное культивирование микроорганизмов. Сам. работа 3 8
2.6. Оборудование и приборы для промышленного культивирования микроорганизмов. Подготовка реакторов к работе. Режимы и технология стерилизации реакторов. Сам. работа 3 8
Раздел 3. Вирусы и клеточные культуры как объекты биотехнологии.
3.1. Методы культивирования вирусов в организме лабораторных животных, куриных эмбрионах и культурах клеток. Отработка методов идентификации вирусов в культуре клеток. Сам. работа 3 6 Л1.1
3.2. Промышленное культивирование вирусов. Аппаратное обеспечение. Сам. работа 3 6 Л1.1
3.3. Культивирование вирусов роллерным способом. Сам. работа 3 6 Л1.1
3.4. Работа вирусологической лаборатории. Лабораторные 3 2 Л1.1
Раздел 4. Получение целевого продукта.
4.1. Методы получения целевого продукта. Контроль количественных и качественных показателей целевого продукта. Лабораторные 3 2 Л1.1
4.2. Технологический процесс. Коллекционный и производственный штаммы. Посевные микробные культуры, их приготовление и сертификация. Лабораторные 3 2 Л1.1
4.3. Методы получения целевого продукта. Контроль количественных и качественных показателей целевого продукта. Сам. работа 3 8
4.4. Технологический процесс. Коллекционный и производственный штаммы. Посевные микробные культуры, их приготовление и сертификация. Сам. работа 3 8
4.5. Способы хранения и поддержания штаммов. Проверка чистоты культуры. Определение общей и биологической концентрации. Сам. работа 3 12
Раздел 5. Вакцины.
5.1. Виды вакцин и технология их изготовления. Отработка методов инактивирования и аттенуирования вакцинных штаммов микроорганизмов. Лабораторные 3 2 Л1.1
5.2. Основы производства гипериммунных сывороток и иммуноглобулинов. Получение гамма-глобулина риваноловым методом. Контроль качества готового препарата. Лабораторные 3 2 Л1.1
Раздел 6. Диагностические препараты.
6.1. Технология производства диагностических препаратов (сывороток, антигенов, аллергенов, бактериофагов и моноклональных антител). Лабораторные 3 2 Л1.1
6.2. Методы диагностики инфекционных болезней. Лабораторные 3 2 Л1.1
6.3. Современная классификация биопрепаратов. Методы высушивания биопрепаратов. Технология промышленного производства бактериофагов. Технология промышленного производства пробиотиков. Приготовление питательных сред для культивирования молочнокислых бактерий. Лабораторные 3 2 Л1.1
Раздел 7. Электронная микроскопия.
7.1. Устройство электронного микроскопа. Методы подготовки биологических образцов для исследования в электронном микроскопе. Лабораторные 3 2 Л1.1
Раздел 8. Производство антибиотиков.
8.1. Биотехнологические основы производства антибиотиков. Особенности получения готовых лекарственных форм биологических препаратов. Лабораторные 3 2 Л1.1
Раздел 9. Контроль качества биопрепаратов.
9.1. Основные показатели контроля качества биопрепаратов и технологические приемы его проведения. Порядок регистрации и сертификации биопрепаратов. Лабораторные 3 2 Л1.1
Раздел 10. Моноклональные антитела.
10.1. Получение моноклональных антител. Иммунизация мышей. Лабораторные 3 2 Л1.1
Раздел 11. Гибридомы.
11.1. Гибридизация миеломных и плазматических клеток, скрининг и клонирование гибридом. Лабораторные 3 2 Л1.1
Раздел 12. Тест-системы ПЦР.
12.1. Использование тест-системы ПЦР для идентификации бактерий вида Bacillus anthracis. Лабораторные 3 2 Л1.1

5. Фонд оценочных средств

5.1. Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины
1) Приготовление, окрашивание и микроскопия препаратов.
2) Приготовление питательных основ, сред и дополнительных растворов.
3) Непрерывное и периодическое культивирование микроорганизмов.
4) Методы культивирования вирусов в организме лабораторных животных, куриных эмбрионах и культурах клеток.
5) Культивирование вирусов роллерным способом.
6) Способы хранения и поддержания штаммов. Проверка чистоты культуры.
7) Основы производства гипериммунных сывороток и иммуноглобулинов.
8) Методы диагностики инфекционных болезней.
9) Современная классификация биопрепаратов.
10) Приготовление питательных сред для культивирования молочнокислых бактерий.
11) Устройство электронного микроскопа.
12) Биотехнологические основы производства антибиотиков.
13) Основные показатели контроля качества биопрепаратов.
14) Получение моноклональных антител.
15) Гибридизация мисломных и плазматических клеток.
16) Использование тест-системы ПЦР для идентификации бактерий вида Bacillus anthracis.
5.2. Темы письменных работ для проведения текущего контроля (эссе, рефераты, курсовые работы и др.)
1) Технология промышленного производства бактериофагов.
2) Технология промышленного производства пробиотиков.
3) Виды вакцин и технология их изготовления.
4) Порядок регистрации и сертификации биопрепаратов.
5) Работа вирусологической лаборатории.
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 Рольф Шмид Наглядная биотехнология и генетическая инженерия: Бином. Лаборатория знаний , 2014
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 Биотехнология http://www.biotechnolog.ru/
Э5 Коммерческая биотехнология cbio.ru
Э6 Элементы большой науки elementy.ru
Э7 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
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
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.
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

Опираясь на знания микробиологии, биохимии, генетики, генной инженерии, иммунологии и используя современное оборудование и приборы, биотехнология создаёт возможность получения практически всех необходимых для жизнедеятельности человека веществ и соединений как из дорогих, так и сравнительно дешёвых, доступных и возобновляемых материалов природного и искусственного происхождения. Биотехнология использует микроорганизмы и вирусы, которые в процессе своей жизнедеятельности вырабатывают естественным путем необходимые нам вещества - витамины, ферменты, аминокислоты, органические кислоты, спирты, антибиотики и другие биологически активные соединения. «Практикум по биотехнологии» позволяет начинающим специалистам освоить азы биотехнологической науки и практики в кратчайшие сроки. Данная дисциплина поможет студентам более глубоко познакомиться не только с материалами, которые они должны усвоить на лекционных и практических занятиях, но и значительно облегчить их самостоятельную подготовку.
Изучение курса «Практикум по биотехнологии» предполагает обязательно разбор 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.