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

Избранные главы генной инженерии
рабочая программа дисциплины

Закреплена за кафедройКафедра органической химии
Направление подготовки04.04.01. Химия
ПрофильКвантовые технологии, компьютерный наноинжиниринг и физикохимия материалов. ФГОС 3++
Форма обученияОчная
Общая трудоемкость3 ЗЕТ
Учебный план04_04_01_Химия-2-2020
Часов по учебному плану 108
в том числе:
аудиторные занятия 54
самостоятельная работа 54
Виды контроля по семестрам
зачеты: 2

Распределение часов по семестрам

Курс (семестр) 1 (2) Итого
Недель 19
Вид занятий УПРПДУПРПД
Лекции 24 24 24 24
Практические 30 30 30 30
Сам. работа 54 54 54 54
Итого 108 108 108 108

Программу составил(и):
к.б.н., доцент, Щербаков Д.Н.

Рецензент(ы):
к.х.н., доцент, председатель методической комиссии ХФ, Харнутова Е.П.

Рабочая программа дисциплины
Избранные главы генной инженерии

разработана в соответствии с ФГОС:
Федеральный государственный образовательный стандарт высшего образования по направлению подготовки 04.04.01 Химия (уровень магистратуры) (приказ Минобрнауки России от 13.07.2017г. №655)

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

Рабочая программа одобрена на заседании кафедры
Кафедра органической химии

Протокол от 22.06.2020 г. № 11
Срок действия программы: 2020-2021 уч. г.

Заведующий кафедрой
д.х.н., профессор Базарнова Н.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 органической химии

Протокол от 22.06.2020 г. № 11
Заведующий кафедрой д.х.н., профессор Базарнова Н.Г.

1. Цели освоения дисциплины

1.1.Готовность применять технологии рекомбинантных ДНК в векторных системах, используемых в генной инженерии

2. Место дисциплины в структуре ООП

Цикл (раздел) ООП: Б1.В.ДВ.01.03

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

ОПК-1: Способен выполнять комплексные экспериментальные и расчетно-теоретические исследования в избранной области химии или смежных наук с использованием современных приборов, программного обеспечения и баз данных профессионального назначения
ОПК-2: Способен анализировать, интерпретировать и обобщать результаты экспериментальных и расчетно-теоретических работ в избранной области химии или смежных наук
ПК-1: Способен проводить работы по обработке и анализу научно-технической информации и результатов исследований
В результате освоения дисциплины обучающийся должен
3.1.Знать:
3.1.1.-основные понятия и теоретические основы молекулярной биологии и биотехнологии;
-особенности реализации генетической информации в про- и эукариотической клетке,
-механизмы, закономерности и условия протекания важнейших биологических процессов;
-основные принципы и приемы создания рекомбинантных молекул и трасгенных организмов
3.2.Уметь:
3.2.1.-выделять плазмидные, вирусные и геномные ДНК;
-ставить реакции гидролиза ДНК эндонуклеазами рестрикции и лигирования фрагментов ДНК;
-проводить электрофоретический анализ ДНК;
-трансформировать клетки бактерий;
-отбирать рекомбинантные клоны;
-определять уровень экспрессии генов;
-планировать эксперименты по генной инженерии.
3.3.Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть):
3.3.1.-навыками работы с биополимерами, в том числе с рекомбинантными ДНК;
-навыками дизайна рекомбинантных молекул ДНК, подходами для достижения оптимального уровня экспрессии клонируемых генов в зависимости от используемого организма хозяина и физико-химических свойств продукта экспрессии;
-методами прогнозирования физических и химических свойств органических соединений;
-методами очистки биополимеров (элэктрофорез, центрифугирование, хроматография);
-методами определения физических констант биополимеров;
-навыками планирования и проведения генноиинженерного эксперимента;
-методами идентификации биополимеров.

4. Структура и содержание дисциплины

Код занятия Наименование разделов и тем Вид занятия Семестр Часов Компетенции Литература
Раздел 1. 1. Структура нуклеиновых кислот
1.1. 1. Введение. Нуклеотиды – мономеры нуклеиновых кислот. Пуриновые и пиримидиновые основания; кето-енольная таутомерия Макромолекулярная структура ДНК и РНК. Лекции 2 2 ОПК-1 Л1.1
1.2. 1. Структура нуклеиновых кислот Практические 2 2 ОПК-1 Л1.1
1.3. Очистка ДНК с помощью центрифугирования. Определение концентрации ДНК. Практические 2 2 ОПК-1 Л1.1
1.4. Структура нуклеиновых кислот. Сам. работа 2 8 ОПК-1 Л1.1
Раздел 2. 2. Структура и свойства белков
2.1. Аминокислотные остатки – мономеры белковых цепей. Типы аминокислот. Пептидная связь. Полипептидная цепь. Пространственная структура белков Лекции 2 4 ОПК-1 Л1.1
2.2. Пространственная структура белков. Практические 2 2 ОПК-1 Л1.1
2.3. Разделение ДНК с помощью элэктрофореза. Практические 2 2 ОПК-1 Л1.1
2.4. Гидролиз ДНК с помощью эндонуклеаз рестрикции Практические 2 2 ОПК-1 Л1.1
2.5. Структура и свойства белков Сам. работа 2 8 ОПК-1 Л1.1
Раздел 3. 3. Рибосомы и некоторые функции белков
3.1. Структура рибосом. Локализация рибосом в клетке. Некоторые функции белков Лекции 2 4 ОПК-1 Л1.1
3.2. Структура рибосом. Некоторые функции белков. Практические 2 4 ОПК-1 Л1.1
3.3. Сшивка фрагментов ДНК с помощью ДНК лигазы фага Т4 Практические 2 2 ОПК-1 Л1.1
3.4. Введение рекомбинантных ДНК в компетентные клетки Практические 2 2 ОПК-1 Л1.1
3.5. Рибосомы и некоторые функции белков Сам. работа 2 8 ОПК-1 Л1.1
Раздел 4. 4. Структура геномов
4.1. Редупликация, рекомбинация и модификация ДНК. Генетическая рекомбинация. Репарация повреждений ДНК. Транскипция и биосинтез РНК. Регуляция транскрипции упрокариот и эукариот Лекции 2 6 ОПК-1 Л1.1
4.2. Структура геномов Практические 2 2 ОПК-1 Л1.1
4.3. Отбор клонов микоорганизмов с рекомбинантными ДНК Практические 2 2 ОПК-1 Л1.1
4.4. Структура геномов Сам. работа 2 10 ОПК-1 Л1.1
Раздел 5. 5. Биосинтез белка
5.1. Активация аминокислот. Реакция первичной активации аминокислот. Химия процесса. Тип образующейся химической связи. Участвующие в этом ферменты. Этапы трансляции Лекции 2 4 ОПК-1 Л1.1
5.2. Биосинтез белка Практические 2 2 ОПК-1 Л1.1
5.3. Биосинтез белка Сам. работа 2 10 ОПК-1 Л1.1
Раздел 6. 6. Генная инженерия
6.1. Основные ферменты, применяемые в генной инженерии. Векторы для клонирования генов и фрагментов ДНК. Получение генов для клонирования. Введение рекомбинантных ДНК в клетку реципиент. Трансгенные и гибридные клетки и организмы. Лекции 2 4 ОПК-1 Л1.1
6.2. 6. Основы генной инженерии Практические 2 4 ОПК-1 Л1.1
6.3. 7. Итоговое занятие Практические 2 2 ОПК-1 Л1.1
6.4. Генная инженерия Сам. работа 2 10 ОПК-1 Л1.1

5. Фонд оценочных средств

5.1. Контрольные вопросы и задания
Смотри в Приложениях
5.2. Темы письменных работ (эссе, рефераты, курсовые работы и др.)
не предусмотрено
5.3. Фонд оценочных средств
Смотри в Приложениях
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 Под ред. В.В. Зверева, М.Н. Бойченко Медицинская микробиология, вирусология и иммунология. Том 1: Под ред. В.В. Зверева, М.Н. Бойченко, 2014 http://www.studentlibrary.ru/book/ISBN9785970429143.html
6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет"
Название Эл. адрес
Э1 Курсы в Moodle "Избранные главы генной инженерии" https://portal.edu.asu.ru/course/view.php?id=3293
6.3. Перечень программного обеспечения
Microsoft Windows 7
Microsoft Office 2010
AcrobatReader
6.4. Перечень информационных справочных систем
http://www.lib.asu.ru электронные ресурсы научной библиотеки АлтГУ
http://www.rsl.ru РГБ Российская государственная библиотека
http://ben.irex.ru БЕН Библиотека естественных наук
http://www.gpntb.ru Государственная публичная научно-техническая библиотека
http://ban.pu.ru БАН Библиотека Академии наук
http://www.nlr.ru РНБ Российская национальная библиотека
http://www.elibrary.ru Научная электронная библиотека РФФИ
http://www.lib.msu.su Библиотека МГУ

7. Материально-техническое обеспечение дисциплины

Аудитория Назначение Оборудование
Учебная аудитория для проведения занятий лекционного типа, занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических), групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации, курсового проектирования (выполнения курсовых работ), проведения практик Стандартное оборудование (учебная мебель для обучающихся, рабочее место преподавателя, доска)
Учебная аудитория для проведения занятий лекционного типа, занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических), групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации, курсового проектирования (выполнения курсовых работ), проведения практик Стандартное оборудование (учебная мебель для обучающихся, рабочее место преподавателя, доска)

8. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины

К современному специалисту общество предъявляет достаточно широкий перечень требований, среди которых немаловажное значение имеет наличие у выпускников определенных способностей и умения самостоятельно добывать знания из различных источников, систематизировать полученную информацию, давать оценку конкретной ситуации. Формирование такого умения происходит в течение всего периода обучения через участие студентов в лекционных и практических занятиях, при выполнении лабораторных работ. При этом самостоятельная работа студентов играет решающую роль в ходе всего учебного процесса.
Теоретический материал дисциплины «Избранные главы генной инженерии» изучается в течение одного семестра (1 семестр первого курса) по всем формам обучения в соответствии с учебным планом. Самостоятельная внеаудиторная работа студентов обеспечена электронными учебно-методическими ресурсами (система Moodle), возможностью общения студента с преподавателем посредством электронной почты, доступом в Internet.
Основу теоретической подготовки по дисциплине «Избранные главы генной инженерии» составляют лекции, которые представляются систематически в сочетании с практическими и лабораторными занятиями. Основные учения и владения отрабатываются и закрепляются на практических и лабораторных занятиях. Аудиторные занятия (лекции, практические и лабораторные занятия) объединены с самостоятельной внеаудиторной работой студентов над рекомендуемой литературой, а также заданиями, которые выдаёт преподаватель и при подготовке к лабораторным занятиям.
При изучении дисциплины студентами могут использоваться следующие информационные технологии и инновационные методы:
- электронный вариант учебно-методического комплекса (с использованием системы Moodle);
- ресурсы электронной библиотечной системы;
- ресурсы Интернет;
- мультимедийная техника;
- студенты могут получать консультации по SKYPE, E-mail, ISQ, вебинару.
Преподаватель, читающий дисциплину, ведет учет посещаемости и осуществляет контроль за выполнением самостоятельной работы. Текущий контроль заключается в мониторинге выполнения учебной программы дисциплины на аудиторных занятиях и оценке работы на практических и лабораторных занятиях. Перед каждым лабораторным занятием студент обязан пройти собеседование и получить допуск к выполнению лабораторной работы.
В рамках текущего контроля работа студентов оценивается по следующим критериям:
- полнота ответов на теоретические вопросы дисциплины;
- правильность ответов на вопросы и задания практической направленности при выполнении лабораторных работ, качество выполнения лабораторных работ, полнота и точность ответов при защите отчетов по лабораторным работам;
- верное решение задач;
- эффективное участие в работе команды при обсуждении проблемных ситуаций;
- использование дополнительных материалов.
Промежуточный контроль заключается в сдаче экзамена (результаты обучения сформулированы в карте компетенции – второй уровень.

1. Советы по планированию и организации времени, необходимого для изучения дисциплины. Рекомендуется следующим образом организовать время, необходимое для изучения дисциплины:
Изучение конспекта лекции в тот же день, после лекции – 10-15 минут.
Изучение конспекта лекции за день перед следующей лекцией – 10-15 минут.
Изучение теоретического материала по учебнику и конспекту – 1 час в неделю.
Подготовка к практическому занятию – 2 час.
Подготовка к лабораторному занятию – 2 час.
2. Описание последовательности действий студента («сценарий изучения дисциплины»).
Для понимания материала и качественного его усвоения рекомендуется такая последовательность действий:
А. После прослушивания лекции и окончания учебных занятий, при подготовке к занятиям следующего дня, нужно сначала просмотреть и обдумать текст лекции, прослушанной сегодня (10-15 минут).
Б. При подготовке к лекции следующего дня, нужно просмотреть текст предыдущей лекции, подумать о том, какая может быть тема следующей лекции (10-15 минут).
В. В течение недели выбрать время (не менее 1час) для работы с литературой в библиотеке.
Г. При подготовке к практическим занятиям следующего дня, необходимо сначала прочитать основные понятия и подходы по теме предстоящего занятия. При выполнении упражнения или задачи нужно сначала понять, что требуется в задаче, какой теоретический материал нужно использовать, наметить план решения задачи.
Д. Рекомендации по использованию материалов учебно-методического комплекса. Рекомендуется использовать методические указания по курсу, текст лекций преподавателя (если он имеется).
Е. Рекомендации по работе с литературой. Теоретический материал курса становится более понятным, когда дополнительно к прослушиванию лекции и изучению конспекта, изучаются и книги. Легче освоить курс придерживаясь одного учебника и конспекта. Рекомендуется, кроме «заучивания» материала, добиться состояния понимания изучаемой темы дисциплины. С этой целью рекомендуется после изучения очередного параграфа выполнить несколько простых упражнений на данную тему или/и ответить на вопросы для самоконтроля. Кроме того, очень полезно мысленно задать себе следующие вопросы (и попробовать ответить на них): о чем этот параграф, какие новые понятия введены, каков их смысл, что даст это на практике?