1. Цели освоения дисциплины
| 1.1. | Целью освоения дисциплины «Инновации и инжиниринг в биологии» является формирование у студентов представлений о практическом применении биологических знаний как научной основы отдельных отраслей современного производства, рационального природопользования и фундаментальных процессов в биологии и экологии. |
|---|
2. Место дисциплины в структуре ООП
| Цикл (раздел) ООП: Б1.О.02 |
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины
| ОПК-5 | Способен участвовать в создании и реализации новых технологий в сфере профессиональной деятельности и контроле их экологической безопасности с использованием живых объектов; |
| ОПК-5.1 | Знает теоретические основы создания и реализации новых технологий с использования различных биологических объектов; методы контроля экологической безопасности с использованием живых объектов |
| ОПК-5.2 | Умеет применять теоретические знания для создания новых технологий с использованием живых объектов |
| ОПК-5.3 | Умеет оценивать экологическую безопасность технологий с использованием живых объектов |
| ОПК-5.4 | Владеет навыками контроля экологической безопасности новых технологий с использованием живых объектов |
| В результате освоения дисциплины обучающийся должен | |
| 3.1. | Знать: |
|---|---|
| 3.1.1. | новые технологии в сфере профессиональной деятельности и методы контроля их экологической безопасности с использованием живых объектов |
| 3.2. | Уметь: |
| 3.2.1. | использовать новые технологии в сфере профессиональной деятельности |
| 3.3. | Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть): |
| 3.3.1. | методами контроля и оценки экологической безопасности с использованием живых объектов |
4. Структура и содержание дисциплины
| Код занятия | Наименование разделов и тем | Вид занятия | Семестр | Часов | Компетенции | Литература |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Раздел 1. Практическое использование достижений биотехнологии. Концепция развития биотехнологии в России. | ||||||
| 1.1. | Концепция развития биотехнологии в России. | Лекции | 3 | 2 | Л3.3, Л1.1 | |
| 1.2. | Практическое использование достижений биотехнологии | Практические | 3 | 2 | Л1.1 | |
| 1.3. | овременные биосенсорные системы. Перспективы использования мультисенсорнойсистемы на основе биочипов.Возможности использования природныххеморецепторов живых организмов. Измерительные преобразователи биосенсорных систем. Биохимические преобразователис модифицированными организмами. Современные биоматериалы и способы их изготовления | Сам. работа | 3 | 14 | Л3.2, Л1.1 | |
| Раздел 2. Селекция, культивирование, изучение промышленных свойств штаммов микроорганизмов. | ||||||
| 2.1. | Промышленные инновации в области почвенной биотехнологии. Основные направления прикладной альгологии. Новые разработки в области медицинской микробиологии. Микробные технологии в сельском и лесном хозяйстве. Инновационные проекты для ветеринарной микробиологии. | Лекции | 3 | 2 | Л3.3, Л1.1 | |
| 2.2. | Современные технологии космической биологии и экологии. Промышленная микология и фунготерапия | Практические | 3 | 2 | Л3.2, Л1.1 | |
| 2.3. | Особенности биотехнологических производств. Производства тонкого микробиологического синтеза, крупно-тонажные условно-стерильные производства. Изучение промышленных свойств штаммов микроорганизмов. Чистая культура, посевной материал. Стадии получения посевного материала для промышленного культивирования. | Практические | 3 | 2 | Л3.3, Л1.1 | |
| 2.4. | Стадии получения посевного материала для промышленного культивирования. Методы выделения, концентрирования и получения товарных форм продуктов микробиологического синтеза. Методы сохранения продуктов чистых культур микроорганизмов и обеспечение их генетической стабильности. | Сам. работа | 3 | 10 | Л3.2, Л1.1 | |
| Раздел 3. Паспортизация штаммов. Международное и российское депонирование во Всероссийской коллекции промышленных микроорганизмов. | ||||||
| 3.1. | Паспортизация штаммов. Правила оформления и процедура подачи для проверки заявленных свойств. Сравнение с аналогами по изученным свойствам. Адекватность методов исследования качества свойств и метаболитов штаммов-продуцентов современному уровню биологии и экологии. | Лекции | 3 | 2 | Л3.2, Л1.1 | |
| 3.2. | Международное и российское депонирование во Всероссийской коллекции промышленных микроорганизмов. Порядок сдачи культур промышленных микроорганизмов для хранения в криобанки | Практические | 3 | 2 | Л3.1, Л1.1 | |
| 3.3. | Признаки инновационности продукции. Что такое НИР, НИОКР, опытное и промышленное производство. Коммерциализация результатов НИР. Подготовка и правила подачи инновационных проектов на конкурсы. | Сам. работа | 3 | 12 | Л3.1, Л3.3, Л1.1 | |
| Раздел 4. Методы контроля качества биотехнологической продукции. Электронная микроскопия бактерий и вирусов | ||||||
| 4.1. | Способы идентификации микроорганизмов. Методы проверки промышленных свойств культуры. Определение численности микроорганизмов в продукции. Электронная микроскопия грибов, бактерий и вирусов. Оценка экологической безопасности технологий получения штаммов микроорганизмов-продуцентов. | Лекции | 3 | 2 | Л3.1, Л3.2, Л1.1 | |
| 4.2. | Проверка продуктов на токсичность и содержание тяжелых металлов. Санитарно-гигиенический сертификат. | Практические | 3 | 2 | Л3.1, Л2.1, Л1.1 | |
| 4.3. | Способы определения чувствительности биосенсоров | Сам. работа | 3 | 10 | Л3.4, Л1.1 | |
| Раздел 5. Патентование разработок в области прикладной биологии. Проблема защиты объектов интеллектуальной собственности в биотехнологических разработках. | ||||||
| 5.1. | Правила оформления технической документации для прохождения процедуры государственной регистрации биопрепаратов и биотехнологической продукции. Написание основных разделов технологических регламентов, технических условий, паспортов безопасности продукции. Разработка регламентов применения инновационной продукции. | Лекции | 3 | 2 | Л3.1, Л3.3, Л1.1 | |
| 5.2. | Заключения о патогенности штаммов. Экспертные заключенияНИЦ ТБП по результатам токсиколого –гигиенической оценки биологических препаратов. Экспертные заключения ГОУВПО МГУ по оценке воздействия на окружающую среду микробиологических препаратов. | Практические | 3 | 4 | Л3.4, Л3.3, Л1.1 | |
| 5.3. | Процедура получения санитарно-эпидемиологического заключения на продукцию, выдаваемое Федеральной службой по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека. | Сам. работа | 3 | 10 | Л3.4, Л3.3, Л1.1 | |
| Раздел 6. Организация и продвижение инновационных проектов в области экологии. Взаимодействие разработчиков и инвесторов в производстве продукции биоиндустрии | ||||||
| 6.1. | Признаки инновационности продукции. Что такое НИР, НИОКР, опытное и промышленное производство. Коммерциализация результатов НИР. Подготовка и правила подачи инновационных проектов на конкурсы. Венчурные и инвестиционные фонды: плюсы и минусы. | Лекции | 3 | 2 | Л3.4, Л3.3, Л1.1 | |
| 6.2. | Организация продвижения инновационных проектов в биологии. | Практические | 3 | 2 | Л1.1 | |
| 6.3. | Основные потребители инновационной продукции в биологии. Взаимодействие разработчиков и инвесторов в производстве продукции биоиндустрии | Сам. работа | 3 | 10 | Л3.2, Л1.1 | |
| Раздел 7. Примеры инновационных проктов в биологии | ||||||
| 7.1. | Разработка экологически безопасных биопестицидов и биоудобрений агропромышленного назначения. Научно-практические основы аквакультуры. Управление состоянием водных экосистем и качеством водыи сточных вод. Биосенсоры для определения качества воды. | Лекции | 3 | 2 | Л3.2, Л1.1 | |
| 7.2. | Иммобилизованные ферменты и клетки микроорганизмов. Способы иммобилизации, их применение. Биосенсоры на основе новых ферментов. Включение живых клеток в полимеры и твердые носители с сохранением 100% активности ферментов. Новые биоэлектронные устройства для повышения качества медицинских анализов, контроля технологических процессов, оценки качества пищевых продуктов и окружающей среды. | Практические | 3 | 2 | Л3.2, Л1.1 | |
| 7.3. | Перспективы получения, модификации и использования в защите окружающей среды феромонов, кайромонов, алломонов как природных сигнальных и коммуникативных молекул в надорганизменных системах. | Сам. работа | 3 | 10 | Л3.2, Л1.1 | |
5. Фонд оценочных средств
| 5.1. Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины |
| Тестовые задания к разделу 1. Что следует считать «промышленной инновацией»: а. новые виды биологической продукции б. более совершенное промышленное оборудование в. новые штаммы микроорганизмов г. новая упаковка биопрепаратов 2. Паспортизация новых штаммов - это: а. изучение физиолого-биохимических признаков организма; б. выписка технических параметров культивирования микроорганизмов; в. сравнение с лучшим аналогом; г. ДНК-идентификация микроорганизма 3. При оценке патентоспособности инновационной продукции учитываются: а. индексы цитирования научных разработок для данной продукции; б. количество сходных по формуле изобретения патентов; в. новизна продукции; г. спрос потребителей. 4. Оптимальной формой взаимодействия разработчиков и инвесторов в производстве продукции биоиндустрии является: а. договор на создание научной продукции; б. соглашение о партнерстве; в. создание общего малого инновационного предприятия; г. еженедельные планерки. |
| 5.2. Темы письменных работ для проведения текущего контроля (эссе, рефераты, курсовые работы и др.) |
| Темы рефератов 1. Разнообразие источников углерода, азота, фосфора, серы и других элементов, используемых микроорганизмами. 2. Теория лимитирования и ингибирования роста клеток элементами питания. 3. Основные биообъекты в биотехнологии. Обмен веществ как совокупность пластического и энергетического обменов. 4. Разнообразие типов питания микроорганизмов. Основные мономеры конструктивного метаболизма. 5. Фазы культивирования в простых периодических условиях. Физиологические характеристики при простом периодическом культивировании. 6. Первичные и вторичные метаболиты. Модели роста и образования продуктов. 7. Экспоненциальная модель роста. Модель Моно. Сложные модели роста. 8. Классификация методов культивирования. Периодические, полунепрерывные и непрерывные методы культивирования. |
| 5.3. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации |
| Вопросы к зачету 1. Основные методы селекции промышленных штаммов-продуцентов микроорганизмов. 2. Паспортизация штаммов. 3. Основные требования к выбору технологической схемы производства биопродукции 4. Виды культивирования микроорганизмов. 5. Международное и российское депонирование во Всероссийской коллекции промышленных микроорганизмов. 6. Патентование разработок в области прикладной биологии 7. Анаэробный метод очистки сточных вод. Сущность, параметры процесса. 8. Проблема защиты объектов интеллектуальной собственности в биотехнологических разработках. 9. Способы иммобилизации ферментов и клеток микроорганизмов. 10. Организация и продвижение инновационных проектов в области биологии 11. Взаимодействие разработчиков и инвесторов в производстве продукции биоиндустрии 12. Методы модификации, стабилизации, стандартизации товарных форм биопродукции |
| Приложения |
|
Приложение 1.
ФОС Инновации и инжиниринг.docx
|
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. А. Колодязной, М. А. Самотруевой | Биотехнология: учебник | Москва : ГЭОТАР-Медиа, 2020 | www.studentlibrary.ru |
| 6.1.2. Дополнительная литература | ||||
| Авторы | Заглавие | Издательство, год | Эл. адрес | |
| Л2.1 | Р.С. Спиера и др | Биотехнология клеток животных: | – М.: Агропромиздат, 1989 | |
| 6.1.3. Дополнительные источники | ||||
| Авторы | Заглавие | Издательство, год | Эл. адрес | |
| Л3.1 | Вечернина Н.А. | Методы биотехнологии в селекции, размножении и сохранении генофонда растений: | – Барнаул: Изд-во АлтГУ, 2004 | |
| Л3.2 | Щелкунов С.Н. | Генетическая инженерия : Учебное пособие | Новосибирск: Сиб. Унив. изд-во, 2010 | biblioclub.ru |
| Л3.3 | Рольф Шмид | Наглядная биотехнология и генетическая инженерия: | Бином. Лаборатория знаний , 2014 | |
| Л3.4 | В.С. Шевелуха | Сельскохозяйственная биотехнология : | М.: Высш. шк, 1998 | |
| 6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет" | ||||
| Название | Эл. адрес | |||
| Э1 | Blackwell Publishing | www.blackwell-synergy.com | ||
| Э2 | Nature publishing group | www.nature.com | ||
| Э3 | SAGE Publications | www.sagepub.com | ||
| Э4 | Курс Moodle | portal.edu.asu.ru | ||
| 6.3. Перечень программного обеспечения | ||||
| MS Office; Word, Excel, PowerPoint u др. Microsoft Windows 7-Zip AcrobatReaderMicrosoft Office 2010 (Office 2010 Professional, № 4065231 от 08.12.2010), (бессрочно); Microsoft Windows 7 (Windows 7 Professional, № 61834699 от 22.04.2013), (бессрочно); Chrome (http://www.chromium.org/chromium-os/licenses), (бессрочно); 7-Zip (http://www.7-zip.org/license.txt), (бессрочно); AcrobatReader (http://wwwimages.adobe.com/content/dam/Adobe/en/legal/servicetou/Acrobat_com_Additional_TOU-en_US-20140618_1200.pdf), (бессрочно); ASTRA LINUX SPECIAL EDITION (https://astralinux.ru/products/astra-linux-special-edition/), (бессрочно); LibreOffice (https://ru.libreoffice.org/), (бессрочно); Веб-браузер Chromium (https://www.chromium.org/Home/), (бессрочно); Антивирус Касперский (https://www.kaspersky.ru/), (до 23 июня 2024); Архиватор Ark (https://apps.kde.org/ark/), (бессрочно); Okular (https://okular.kde.org/ru/download/), (бессрочно); Редактор изображений Gimp (https://www.gimp.org/), (бессрочно) | ||||
| 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 |
|---|---|---|
| 111Л | лаборатория землеведения и почвоведения; кабинет почвоведения; кабинет почвоведения, земледелия и агрохимии – 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 26 посадочных места; рабочее место преподавателя; доска меловая 1 шт.; стационарный экран: марка Digis Optimal-C – 1 шт.; шкаф для хранения наглядного материала для занятий по почвоведению и геологии (коллекция почв, минералов, схемы, рисунки) – 2 шт. |
8. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины
| Программой курса предусмотрены следующие формы организации учебного процесса: лекции (вводная, тематические), практические занятия, самостоятельная работа студентов. Предполагаемые формы самостоятельной работы студентов: различные виды домашних заданий, подготовка к лабораторным занятиям, выполнение рефератов. В курсе «Инновации и инжиниринг в биологии» предусмотрено использование словесных (лекция, объяснение, беседа, дискуссия, обсуждение) и наглядных (демонстрация схем, таблиц) методов обучения. Текущий контроль знаний студентов по дисциплине осуществляется на практических занятиях в форме контрольных работ, устных ответов на поставленные вопросы и их аргументации. Уровень знаний и способность самостоятельно мыслить могут быть оценены при обсуждении тематических выступлений, в ходе дискуссии или беседы. Самостоятельная работа контролируется либо на лабораторных занятиях, либо в часы индивидуальных консультаций преподавателя. |