1. Цели освоения дисциплины
| 1.1. | Подготовка студентов в области инновационных методов получения биологически активных веществ. |
|---|
2. Место дисциплины в структуре ООП
| Цикл (раздел) ООП: Б1.В.ДВ.05 |
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины
| ПК-18 | готовностью использовать знание свойств химических элементов, соединений и материалов на их основе для решения задач профессиональной деятельности |
| В результате освоения дисциплины обучающийся должен | |
| 3.1. | Знать: |
|---|---|
| 3.1.1. | Основные свойства и методы получения биологически активных веществ. Инновационные методы получения важнейших представителей биологически активных веществ. |
| 3.2. | Уметь: |
| 3.2.1. | Прогнозировать направление и результат химических превращений биологически активных веществ в процессе получения, с использованием инновационных методов. Применять знания о свойствах биологически активных веществ для решения задач профессиональной деятельности. |
| 3.3. | Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть): |
| 3.3.1. | Навыками постановки и выполнения исследовательской и экспериментальной работы при решении задач получения биологически активных веществ, с использованием инновационных методов получения. |
4. Структура и содержание дисциплины
| Код занятия | Наименование разделов и тем | Вид занятия | Семестр | Часов | Компетенции | Литература |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Раздел 1. Классификация и структура биологически активных веществ | ||||||
| 1.1. | Классификация БАВ | Лекции | 8 | 2 | ПК-18 | Л1.1, Л2.1 |
| 1.2. | Структура и функции БАВ | Практические | 8 | 6 | ПК-18 | Л1.1, Л2.1 |
| Раздел 2. Биоорганические вещества, их свойства | ||||||
| 2.1. | Белки и пептиды | Лекции | 8 | 2 | ПК-18 | Л1.1, Л2.1 |
| 2.2. | Ферменты | Лекции | 8 | 2 | ПК-18 | Л1.1, Л2.1 |
| 2.3. | Витамины | Лекции | 8 | 2 | ПК-18 | Л1.1, Л2.1 |
| 2.4. | Биологически важные гетероциклические соединения | Лекции | 8 | 4 | ПК-18 | Л1.1, Л2.1 |
| 2.5. | Основное и вспомогательное сырье, применяемое для производства БАВ. | Практические | 8 | 6 | ПК-18 | Л1.1, Л2.1 |
| Раздел 3. Основы синтеза биологически активных веществ | ||||||
| 3.1. | Общие закономерности синтеза БАВ | Лекции | 8 | 4 | ПК-18 | Л1.1, Л2.1 |
| 3.2. | Технологии синтеза БАВ | Лекции | 8 | 4 | ПК-18 | Л1.1, Л2.1 |
| 3.3. | Инновационные методы получения БАВ | Лекции | 8 | 4 | ПК-18 | Л1.1, Л2.1 |
| 3.4. | Инновационные методы получения БАВ. | Практические | 8 | 6 | ПК-18 | Л1.1, Л2.1 |
| 3.5. | Определение молекулярной массы белков | Лабораторные | 8 | 8 | ПК-18 | Л1.1, Л2.1 |
| 3.6. | Количественные методы определения белков | Лабораторные | 8 | 8 | ПК-18 | Л1.1, Л2.1 |
| 3.7. | Кислотный гидролиз белка | Лабораторные | 8 | 8 | ПК-18 | Л1.1, Л2.1 |
| 3.8. | Качественный анализ белкового гидролизата | Лабораторные | 8 | 6 | ПК-18 | Л1.1, Л2.1 |
| 3.9. | Количественное определение аминокислот | Лабораторные | 8 | 6 | ПК-18 | Л1.1, Л2.1 |
| 3.10. | Работа с конспектом лекций. Чтение и изучение учебной литературы – учебников, справочников. Работа с интернет ресурсами. Подготовка к устному опросу. | Сам. работа | 8 | 111 | ПК-18 | Л1.1, Л2.1 |
5. Фонд оценочных средств
| 5.1. Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины |
| ОЦЕНКА СФОРМИРОВАННОСТИ КОМПЕТЕНЦИИ ПК-18: готовностью использовать знание свойств химических элементов, соединений и материалов на их основе для решения задач профессиональной деятельности ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ ОТКРЫТОГО ТИПА 1. биотехнология – направление научно-технического прогресса в медицине и фармации по получению лекарственных средств с использованием 1) микроорганизмов 2) макроорганизмов животного происхождения 3) ферментов 4) макроорганизмов растительного происхождения 5) полиферментных комплексов 6) верны все, кроме 5 Ответ: 1, 2, 3, 4 2. что не стоит целью создания трансгенных животных 1) увеличение продуктивности 2) невосприимчивость к болезням 3) ксенотрансплантация органов человеку 4) продукция лекарственных веществ и продуктов лечебного питания Ответ:1 3. функцией феромонов является 1) антимикробная активность 2) противовирусная активность 3) изменение поведения организма со специфическим рецептором 4) терморегулирующая активность 5) противоопухолевая активность Ответ: 3 4. трансверсия – это вид внутригенной мутации, заключающийся 1) в замене пурина на пиримидин и наоборот 2) в замене пурина на другой пурин 3) в замене пиримидина на другой пиримидин Ответ:1 5. технологический воздух, пропускаемый через ферментационный аппарат, стерилизуют методом 1) термическим 2) ультрафиолетовым облучением 3) фильтрацией Ответ: 3 6. целевой продукт – биомасса. По технологическим параметрам целесообразен процесс биосинтеза 1) периодический 2) непрерывный 3) полупериодический 4) объемно-доливной Ответ: 1 7. преимущество метода биоконверсии стероидов перед химической трансформацией является 1) высокая скорость реакции окисления 2) окисление только по боковой цепи 3) окисление по системе сконденсированных колец Ответ: 1 8. преимущества иммобилизации клеток с повышенной проницаемостью оболочки 1) длительное сохранение жизнеспособности 2) большее связывание с носителем 3) повышение скорости диффузии субстрата 4) повышение скорости выхода целевого продукта 5) возможность использования проточных процессов 6) верны 1, 3, 5 7) верны 1, 4 Ответ: 1,3,5 9. тип питания культуры тканей растения 1) ауксотрофный 2) хемогетеротрофный 3) фотоавтотрофный 4) хемолитотрофный Ответ: 3 10. из культуры клеток Табака курительного выделяют 1) шиконин 2) убихинон 3) аймалицин 4) рутин 5) никотин Ответ: 5 11. экстракция каротина из высушенной биомассы осуществляется 1) подсолнечным маслом 2) вазелиновым маслом 3) летучим органическим растворителем 4) раствором щелочи 5) раствором кислоты Ответ: 1 12. препараты инсулина человека получают методами 1) заменой аминокислоты аланина в 30-м положении на треонин 2) технологией рекомбинантной ДНК 3) аффинной хроматографией свиного инсулина 4) путем замены аминокислот в инсулине КРС 5) экстракции из поджелудочной железы человека 6) верны все, кроме 3 Ответ: 6 13. К продуцентам для генно-инженерной биотехнологии относят: а) бактериальные клетки б) дрожжевые клетки в) эукариотические клетки г) все варианты верны Ответ: г 14. Технология рекомбинантных ДНК - это: а) совокупность процессов выделения ДНК б) совокупность экспериментальных процедур, позволяющих осуществлять перенос генетического материала (ДНК) из одного организма в другой в) совокупность процессов выделения РНК г) изучение генетического материала клетки Ответ: б 15. В биотехнологии определению «биообъект» соответствует: а) организм, продуцирующий БАВ б) организм, на котором испытывают новые БАВ в) фермент, используемый для генно-инженерных процессов г) организм, вызывающий микробную контаминацию технологического оборудования Ответ: а ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ ЗАКРЫТОГО ТИПА 1. Роль вектора в технологии рекомбинантных ДНК могут выполнять (ответ: бактериофаги) 2. Группа ферментов, относящихся к классу гидролаз, катализирующих реакцию гидролиза нуклеиновых кислот (ответ: рестриктазы) 3. Введение рекомбинантных плазмид в бактериальные клетки – это (ответ: трансформация) 4. Внехромосомный генетический элемент, способный к длительному автономному существованию и репликации (ответ: плазмиды) 5. Вирусы, заражающие бактериальные клетки (ответ: бактериофоги) 6. Совокупность методов, позволяющих путем операций in vitro переносить информацию из одного организма в другой – это (ответ: генная инженерия) 7. Медицинский препарат биологического происхождения, обеспечивающий организму появление приобретённого иммунитета к конкретному антигену (ответ: живая вакцина) 8. Вакцины, полученные из растворимых дериватов микробной клетки, например токсинов, но описывают как анатоксины (ответ: химические вакцины) 9. Изменение первичной структуры ДНК в конкретном ее участке, что, в конечном счете, приводит к изменению фенотипа биологического объекта, используемого в биотехнологических процесс (ответ: мутации) 10. Метод, основанный на выделении и культивировании тканей и клеток высших многоклеточных организмов (ответ: клеточная инженерия) 11. Использование культур клеток, бактерий, животных, растений, обеспечивающих синтез специфических веществ (Ответ: биотехнология) 12. Клетки продуцента вследствие мешалки или турбинного перемешивания и пропускания под давлением воздуха во всем объеме питательной среды (Ответ: глубинная ферментация) 13. При разрушении клеточных стенок дрожжей и плесневых грибов применяют (ответ: «улиточный фермент») 14. Включение фрагментов ДНК человека в плазмиды и сшивание «липких» концов (Ответ: лигирование) 15. Генная инженерия зародилась в (Ответ: 1972) 16. Основоположником генной инженерии по праву считают (Ответ: Пола Берга) 17. Первым объектом генной инженерии стала (Ответ: E.coli) 18. Перечислите какие биообъекты используют в биотехнологии (Ответ: бактерии, низшие грибы, культуры клеток, ферменты) 19. Селекция (отбор), мутагенез, гибридизация относятся к ________методам совершенствования биообъектов (Ответ: традиционным) 20. Излучение, повышенная или пониженная температура, ультразвук - это ___________мутагены (Ответ: физические) |
| 5.2. Темы письменных работ для проведения текущего контроля (эссе, рефераты, курсовые работы и др.) |
| Не предусмотрены |
| 5.3. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации |
| 1. Приведите классификацию БАВ; 2. Перечислите и охарактеризуйте основное и вспомогательное сырье, применяемое для производства БАВ; 3. Какие вещества мы относим к углеводы, на примере моносахаридов; 4. Дайте определение олиго- и полисахаридам; 5. Охарактеризуйте аминокислоты и их свойства; 6. Какие особенности строения и получения вы можете назвать для белков; 7. Перечислите основные методы получения БАВ; 8. Выявите связь между строением и биологической активностью веществ; 9. Охарактеризуйте структурную организацию белков и пептидов; 10. Назовите методы выделения белков и пептидов; 11. Дайте определение ферментам; 12. Перечислите и охарактеризуйте инновационные методы получения БАВ. |
| 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 | Мочульская Н.Н., Максимова Н.Е., Емельянов В.В. | Биоорганическая химия: | М.: Издательство Юрайт, 2018 | www.biblio-online.ru |
| 6.1.2. Дополнительная литература | ||||
| Авторы | Заглавие | Издательство, год | Эл. адрес | |
| Л2.1 | Н.А. Кутакова, Н.И. Богданович, С.Б. Селянина и др. | Лабораторный практикум по технологии биологически активных веществ и углеродных адсорбентов : учебное пособие : В 2 ч. : | Архангельск : САФУ - Ч. 2.. Анализ БАВ. - 116 с. , 2015 | biblioclub.ru |
| 6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет" | ||||
| Название | Эл. адрес | |||
| Э1 | Коваленко, Л.В. Биохимические основы химии биологически активных веществ : учебное пособие / Л.В. Коваленко. - 3-е изд. - М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2015. - 232 с | URL: http://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=427724 | ||
| Э2 | Травень, В.Ф. Органическая химия : учебное пособие для вузов : в 3 т. Т. 3. [Электронный ресурс] — Электрон. дан. — М. : Издательство "Лаборатория знаний", 2015. — 391 с | доступа: http://e.lanbook.com/book/84110 | ||
| Э3 | Биоорганическая химия : учебное пособие для вузов / Н. Н. Мочульская, Н. Е. Максимова, В. В. Емельянов ; под науч. ред. В. Н. Чарушина. — 2-е изд., испр. и доп. — М. : Издательство Юрайт, 2017. — 108 с. | URL: https://www.biblio-online.ru/book/6C70A289-4BFE-4B07-B447-3614C581D265 | ||
| Э4 | Носова, Э.В. Химия гетероциклических биологически активных веществ : учебное пособие / Э.В. Носова ; Министерство образования и науки Российской Федерации, Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина. - Екатеринбург : Издательство Уральского университета, 2014. - 205 с. | URL: http://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=275817 | ||
| Э5 | Каминский, В. А. Органическая химия в 2 ч. Часть 1 : учебник для академического бакалавриата / В. А. Каминский. — 2-е изд., испр. и доп. — М. : Издательство Юрайт, 2017. — 287 с. | URL: https://www.biblio-online.ru/book/DAE566FD-5072-455A-94E8-6811A40614E5 | ||
| 6.3. Перечень программного обеспечения | ||||
| Microsoft Office 10 (Office 2010 Professional, № 49464762 от 14.12.2011; Adobe Reader https://wwwimages2.adobe.com/content/dam/acom/en/legal/servicetou/Acrobat_com_Additional_TOU-en_US-20140618_1200.pdf; 7-Zip https://www.7-zip.org/license.txt; Windows 10 Pro (Майкрософт (Microsoft Corporation), 2019. Код продукта: 00330-53093-09223-ААОЕМ.Microsoft 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.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 |
|---|---|---|
| 010К | лаборатория органического синтеза - учебная аудитория для проведения занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических); проведения групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации | Лабораторные столы, стулья на 15 посадочных мест; рабочее место преподавателя; раковина; весы ВЛТЭ–2200; мешалка верхнеприводная; терморегулятор; вытяжной шкаф; электроплитка; виброизмельчитель «Ардена»; излучатель инфракрасный; центрифуга; сушильный шкаф; магнитная мешалка; водоструйный насос; прибор для определения температуры плавления; инструмент и приспособления; принадлежности и инвентарь для организации учебного процесса на подгруппу (15 человек), песочные и водяные бани; спиртовые горелки; пробки; наборы химической посуды; наборы химических реактивов. |
| 106аК | учебная аудитория кафедры физической и неорганической химии - учебная аудитория для проведения занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических); проведения групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации | Учебная мебель на 20 посадочных мест; рабочее место преподавателя; доска меловая 1шт.; шкаф с учебно-наглядными пособиями - 2 шт.; доска маркерная - 1 шт.; проектор: марка Optoma - 1 единица; стационарный экран; модели кристаллических структур; набор моделей атомов со стержнями для составления моделей молекул, деревянные модели кристаллов; дифрактограммы веществ; таблицы Гиллера; числовые ключи Ханаваля; алфавитный указатель; рентгеновская картотека JCPDS. |
| 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, мультимедийное оборудование стационарное или переносное) |
| Помещение для самостоятельной работы | помещение для самостоятельной работы обучающихся | Компьютеры, ноутбуки с подключением к информационно-телекоммуникационной сети «Интернет», доступом в электронную информационно-образовательную среду АлтГУ |
8. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины
| Методические указания и рекомендации для студентов по подготовке к лекционным занятиям Подготовка к лекциям осуществляется студентами в рамках самостоятельной работы по курсу. Она предусматривает работу с книгами, документами, первоисточниками; проработку материала лекции по рекомендованным учебникам, учебным пособиям и другим источниками информации с целью углубления знаний по данной теме. В ходе лекционных занятий по дисциплине необходимо вести конспектирование учебного материала. Конспектирование лекций – сложный вид вузовской аудиторной работы, предполагающий интенсивную умственную деятельность студента. В процессе конспектирования не следует записывать дословно всю лекцию. Целесообразно вначале понять основную мысль, излагаемую преподавателем, а затем записать ее. Желательно запись осуществлять, оставляя поля, на которых позднее, при самостоятельной работе с конспектом, можно сделать дополнительные записи, отметить непонятные места. Конспект лекции лучше подразделять на пункты. Этому в большой степени будут способствовать вопросы плана лекции, предложенные преподавателям. Следует обращать внимание на акценты, выводы, которые делает преподаватель, отмечая наиболее важные моменты в лекционном материале замечаниями «важно», «нужно запомнить» и т.п. Можно делать это и с помощью разноцветных маркеров, подчеркивая термины и определения. Целесообразно разработать собственную систему сокращений, аббревиатур и символов общераспространенных слов и выражений, специальных терминов. Работа над конспектом лекции по дисциплине не заканчивается в лекционной аудитории, а продолжается студентом дома, при этом обучающийся повторяет содержание лекционного материала, знакомится с рекомендованной литературой, делает себе пометки в тексте лекции, продолжает конспект. Работая над конспектом лекций, всегда необходимо использовать литературу, которую рекомендовал преподаватель. Именно такая серьезная, кропотливая работа с лекционным материалом позволит глубоко овладеть материалом по дисциплине. При подготовке к лекции рекомендуется: 1. Просмотреть записи предшествующей лекции и восстановить в памяти ранее изученный материал; 2. Полезно просмотреть и предстоящий материал будущей лекции; 3. Если задана самостоятельная проработка отдельных фрагментов темы прошлой лекции, то ее надо выполнить не откладывая; 4. Психологически настроиться на лекцию. Методические указания к самостоятельной работе Самостоятельная работа студентов – это индивидуальная учебная деятельность студентов, осуществляемая под руководством, но без непосредственного участия преподавателя. Самостоятельная работа студентов по дисциплине включает в себя: углубленный анализ материалов лекций; работу с литературой для изучения тем, которые не разбираются на занятиях; выполнение самостоятельных работ, направленных на формирование практических навыков. В начале семестра студенту необходимо ознакомиться с основным содержанием курса, перечнем литературы и учебно-методических материалов, графиком контроля, шкалой оценок и правилом вычисления рейтинга, возможностями повышения рейтинга. При выполнении студентом индивидуальной работы предусмотрено посещение консультаций: с целью снятия возможных затруднений; с целью демонстрации максимального готового материала для возможной корректировки. Самостоятельная внеаудиторная работа студентов обеспечена электронными учебно-методическими ресурсами (система Moodle), возможностью общения студента с преподавателем посредством электронной почты, доступом в Internet. Методические указания к практическим (семинарским) занятиям Цель практических занятий, проводимых по дисциплине, - углубление и закрепление теоретических знаний, полученных на лекциях и в процессе самостоятельного изучения материала, а также совершенствование практических навыков по дисциплине. Необходимо ознакомиться с заданием к практическому занятию; определить примерный объем работы по подготовке к ним; выделить вопросы, упражнения и задачи, ответы на которые или выполнение и решение без предварительной подготовки не представляются возможными; ознакомиться с перечнем рекомендуемой литературы и Интернет-ресурсов. При ответах на вопросы и выполнении заданий необходимо внимательно прочитать текст и попытаться дать аргументированное объяснение с обязательной ссылкой. Порядок ответов может быть различным: либо вначале делается вывод, а затем приводятся аргументы, либо дается развернутая аргументация принятого решения, на основании которой предлагается ответ. Возможны и несколько вариантов ответов. При подготовке к занятиям обучаемые могут пользоваться техническими средствами обучения и дидактическими материалами (схемами и др.), которыми располагает учебное заведение. Эти же средства могут быть использованы и на занятиях для лучшего закрепления учебного материала или подтверждения правильности ответов на поставленные вопросы. Готовясь к практическому занятию, студенты должны: познакомиться с рекомендованной литературой; рассмотреть различные точки зрения по рассматриваемым вопросам (заданиям); выделить проблемные области; сформулировать собственную точку зрения; познакомиться со способами решения расчетных (практических) задач по теме семинара; предусмотреть спорные моменты и сформулировать дискуссионные вопросы. Выступление студента должно соответствовать требованиям логики. Четкое вычленение излагаемой проблемы, ее точная формулировка, неукоснительная последовательность аргументации именно данной проблемы, без неоправданных отступлений от нее в процессе обоснования, безусловная доказательность, непротиворечивость и полнота аргументации, правильное и содержательное использование понятий и терминов. |