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

Физико-химические методы в биотехнологическом производстве

рабочая программа дисциплины
Закреплена за кафедройКафедра экологии, биохимии и биотехнологии
Направление подготовки19.04.01. Биотехнология
ПрофильПромышленная микробиология и биотехнологии
Форма обученияОчная
Общая трудоемкость4 ЗЕТ
Учебный план19_04_01_Биотехнология_ПроМиБио-2024
Часов по учебному плану 144
в том числе:
аудиторные занятия 42
самостоятельная работа 56
индивидуальные консультации 46
Виды контроля по семестрам
зачеты: 2

Распределение часов по семестрам

Курс (семестр) 1 (2) Итого
Недель 13
Вид занятий УПРПДУПРПД
Лекции 18 18 18 18
Лабораторные 24 24 24 24
Сам. работа 56 56 56 56
Консультации 46 46 46 46
Итого 144 144 144 144

Программу составил(и):
Старший преподаватель, Балабова Дина Владимировна;к.б.н., Доцент, Шарлаева Елена Анатольевна

Рецензент(ы):
к.б.н., Руководитель лаборатории оценки качества зерна, Барышева Надежда Владимировна

Рабочая программа дисциплины
Физико-химические методы в биотехнологическом производстве

разработана в соответствии с ФГОС:
Федеральный государственный образовательный стандарт высшего образования - магистратура по направлению подготовки 19.04.01 Биотехнология (приказ Минобрнауки России от 10.08.2021 г. № 737)

составлена на основании учебного плана:
19.04.01 Биотехнология
утвержденного учёным советом вуза от 03.05.2024 протокол № 7.

Рабочая программа одобрена на заседании кафедры
Кафедра экологии, биохимии и биотехнологии

Протокол от 31.08.2024 г. № 1
Срок действия программы: 2024-2026 уч. г.

Заведующий кафедрой
Соколова Галина Геннадьевна


1. Цели освоения дисциплины

1.1.Цель освоения дисциплины – формирование теоретических представлений о биотехнологическом процессе, о выборе биологического объекта способного модифицировать исходное сырье в необходимый продукт.

2. Место дисциплины в структуре ООП

Цикл (раздел) ООП: Б1.О.03

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

ПК-1Способен разрабатывать новые и модифицировать существующие биотехнологические процессы получения БАВ
ПК-1.1 Знает основные БАВ и методы их получения
ПК-1.2 Умеет модифицировать существующие биотехнологические процессы получения БАВ
ПК-1.3 Владеет навыками разработки новых биотехнологических процессов получения БАВ
ПК-2Способен планировать и выполнять проекты по разработке и получению готовой биотехнологической продукции
ПК-2.1 Знает требования, предъявляемые к проектной деятельности в биотехнологическом производстве
ПК-2.2 Умеет планировать проекты по разработке и получению готовой биотехнологической продукции
ПК-2.3 Владеет навыками выполнения проектов и представления полученных результатов
В результате освоения дисциплины обучающийся должен
3.1.Знать:
3.1.1.Знает биообъекты используемые в биотехнологических процессах, стадии получения конечного продукта, основные понятия о биотехнологическом процессе.
3.2.Уметь:
3.2.1.Умеет рассчитать технологическую схему получения конечного продукта, его выделение, очистку и модификацию.
3.3.Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть):
3.3.1.Владеет навыками работы с биообъектами, их культивирования, и приготовления питательных сред.

4. Структура и содержание дисциплины

Код занятия Наименование разделов и тем Вид занятия Семестр Часов Компетенции Литература
Раздел 1. Физико-химические методы анализа.
1.1. Физико-химические методы анализа. Лекции 2 2 ПК-1.1, ПК-1.2, ПК-1.3, ПК-2.1, ПК-2.2, ПК-2.3 Л2.1, Л1.1, Л2.2
1.2. Классификация методов анализа, и требования предъявляемые к ним. Способы выполнения анализа. Общие понятия. Относительность методов анализа. Метод стандартных образцов. Метод градуировочного графика. Метод добавок. Консультации 2 10 ПК-1.1, ПК-1.2, ПК-1.3, ПК-2.1, ПК-2.2, ПК-2.3 Л2.1, Л1.1, Л2.2
1.3. Чувствительность методов. Способы повышения чувствительности. Критерии выбора метода. Сам. работа 2 10 ПК-1.1, ПК-1.2, ПК-1.3, ПК-2.1, ПК-2.2, ПК-2.3 Л2.1, Л1.1, Л2.2
Раздел 2. Центрифугирование.
2.1. Центрифугирование. Разделение субклеточных структур с помощью центрифуг. Лекции 2 4 ПК-1.1, ПК-1.2, ПК-1.3, ПК-2.1, ПК-2.2, ПК-2.3 Л2.1, Л1.1, Л2.2
2.2. Аналитическое центрифугирование как метод биохимического анализа макромолекул. Сам. работа 2 12 ПК-1.1, ПК-1.2, ПК-1.3, ПК-2.1, ПК-2.2, ПК-2.3 Л2.1, Л1.1, Л2.2
2.3. Разделение гетерогенных систем в поле центробежных сил. Лабораторные 2 4 ПК-1.1, ПК-1.2, ПК-1.3, ПК-2.1, ПК-2.2, ПК-2.3 Л2.1, Л1.1, Л2.2
2.4. Способы центрифугирования по назначению, скорости вращения и конструкции , а также по режиму работы и типу разделения Консультации 2 8 ПК-1.1, ПК-1.2, ПК-1.3, ПК-2.1, ПК-2.2, ПК-2.3 Л2.1, Л1.1, Л2.2
Раздел 3. Хроматография.
3.1. Общие принципы хроматографии. Лекции 2 4 ПК-1.1, ПК-1.2, ПК-1.3, ПК-2.1, ПК-2.2, ПК-2.3 Л2.1, Л1.1, Л2.2
3.2. Высокоэффективная жидкостная хроматография. Сам. работа 2 12 ПК-1.1, ПК-1.2, ПК-1.3, ПК-2.1, ПК-2.2, ПК-2.3 Л2.1, Л1.1, Л2.2
3.3. Хроматографический метод разделения аминокислот. Лабораторные 2 4 ПК-1.1, ПК-1.2, ПК-1.3, ПК-2.1, ПК-2.2, ПК-2.3 Л2.1, Л1.1, Л2.2
3.4. Классификация хроматографических мето- дов анализа. Виды хроматографии по спо- собам реализации. Основные хроматогра- фические параметры. Теоретические основы хроматографическо- го разделения. Факторы, влияющие на эф- фективность разделения. Качественный и количественный анализ в хроматографии. Консультации 2 10 ПК-1.1, ПК-1.2, ПК-1.3, ПК-2.1, ПК-2.2, ПК-2.3 Л2.1, Л1.1, Л2.2
Раздел 4. Оптические методы анализа.
4.1. Оптические методы анализа. Молекулярно-адсорбционый спектральный анализ. Лекции 2 4 ПК-1.1, ПК-1.2, ПК-1.3, ПК-2.1, ПК-2.2, ПК-2.3 Л2.1, Л1.1, Л2.2
4.2. Люминесцентный анализ. Масс-спктрометрия. Сам. работа 2 12 ПК-1.1, ПК-1.2, ПК-1.3, ПК-2.1, ПК-2.2, ПК-2.3 Л2.1, Л1.1, Л2.2
4.3. Количественное определение белка по методу Брэдфорда. Лабораторные 2 4 ПК-1.1, ПК-1.2, ПК-1.3, ПК-2.1, ПК-2.2, ПК-2.3 Л2.1, Л1.1, Л2.2
4.4. Определение содержания белка по методу Лоури. Лабораторные 2 4 ПК-1.1, ПК-1.2, ПК-1.3, ПК-2.1, ПК-2.2, ПК-2.3 Л2.1, Л1.1, Л2.2
4.5. Молекулярная абсорбционная спектроскопия. Молекулярная люминесцентная спектроскопия. Консультации 2 10 ПК-1.1, ПК-1.2, ПК-1.3, ПК-2.1, ПК-2.2, ПК-2.3 Л2.1, Л1.1, Л2.2
Раздел 5. Электрофорез ДНК и белков.
5.1. Электрохимические методы. Электрофорез. Лекции 2 4 ПК-1.1, ПК-1.2, ПК-1.3, ПК-2.1, ПК-2.2, ПК-2.3 Л2.1, Л1.1, Л2.2
5.2. ПААГ электрофорез нативных белков. Сам. работа 2 10 ПК-1.1, ПК-1.2, ПК-1.3, ПК-2.1, ПК-2.2, ПК-2.3 Л2.1, Л1.1, Л2.2
5.3. Определение молекулярной массы белка методом электрофореза в ПААГ в денатурирующих условиях. Лабораторные 2 4 ПК-1.1, ПК-1.2, ПК-1.3, ПК-2.1, ПК-2.2, ПК-2.3 Л2.1, Л1.1, Л2.2
5.4. Анализ ДНК методом электрофореза в агарозном геле. Лабораторные 2 4 ПК-1.1, ПК-1.2, ПК-1.3, ПК-2.1, ПК-2.2, ПК-2.3 Л2.1, Л1.1, Л2.2
5.5. Электрохимические методы анализа для изучения электрических свойств химических систем при пропускании тока или измерении потенциала для определения концентрации и природы компонентов. Консультации 2 8 ПК-1.1, ПК-1.2, ПК-1.3, ПК-2.1, ПК-2.2, ПК-2.3 Л2.1, Л1.1, Л2.2

5. Фонд оценочных средств

5.1. Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины
Задания для оценки сформированности компетенций

ПК-1. Способен разрабатывать новые и модифицировать существующие биотехнологические процессы получения БАВ

Код и наименование индикатора достижения профессиональной компетенции ПК-1.1. Знает основные БАВ и методы их получения;
ПК-1.2. Умеет модифицировать существующие биотехнологические процессы получения БАВ;
ПК-1.3. Владеет навыками разработки новых биотехнологических процессов получения БАВ.

1. Выберите один правильный ответ и обоснуйте его. Линейная зависимость оптической плотности от концентрации сохраняется, если при разбавлении раствора:
а) выпадает осадок;
б) изменяется цвет раствора;
в) химическое состояние поглощающего вещества не меняется;
г) происходит химическая реакция.
Ответ: в. При разбавлении анализируемого вещества его состав не изменяется, меняется только его концентрация.
Ответ студента может быть написан в собственной трактовке, эквивалентной по смыслу приведенному правильному тексту

2. Выберите два правильных ответа и обоснуйте свой выбор. Ответьте на вопрос. Какие параметры относятся к основным характеристикам поглощения раствора при данной длине волны?
а) количество волн
б) оптическая плотность
в) концентрация раствора
г) длина волны
Ответ: б, в. Оптическая плотность – это основная характеристика, определяющая, насколько интенсивно раствор поглощает свет на определенной длине волны. Оптическая плотность раствора напрямую зависит от концентрации поглощающего вещества.
Ответ студента может быть написан в собственной трактовке, эквивалентной по смыслу приведенному правильному тексту

3. Ответьте на вопрос. Какие методы анализа называют физико-химическими?
Ответ: Методы количественного анализа, основанные на измерении физико-химических и физических свойств вещества с использованием приборов.
Ответ студента может быть написан в собственной трактовке, эквивалентной по смыслу приведенному правильному тексту

4. Ответьте на вопрос. Какие виды физико-химических методов анализа выделяют?
Ответ: электрохимические, хроматографические, спектральные

5. Выберите один правильный ответ и обоснуйте его. Разделение белков при электрофорезе в денатурирующих условиях зависит от:
а) суммарного заряда молекулы
б) молекулярной массы
в) пространственной конфигурации полипептидной цепи
г) всего перечисленного
Ответ: б. Потому что денатурированные белки могут быть разделены исключительно по их молекулярной массе.
Ответ студента может быть написан в собственной трактовке, эквивалентной по смыслу приведенному правильному тексту

6. Выберите один правильный ответ и обоснуйте его. Какой параметр буферного раствора критически важен для успешного электрофореза белков?
а) цвет буфера
б) значение pH
в) наличие органических растворителей
г) температура буфера выше 40 °C
Ответ: б. Оптимальное pH буфера создаёт максимальное различие в зарядах белков, что обеспечивает их эффективное разделение.
Ответ студента может быть написан в собственной трактовке, эквивалентной по смыслу приведенному правильному тексту

7. Соотнесите метод электрофореза с типом носителя или средой, в которой он проводится:
метод
1. электрофорез в агарозном геле
2. электрофорез в полиакриламидном геле
3. капиллярный электрофорез
носители/среды
а) кварцевый капилляр с буферным раствором
б) пористый гель на основе природного полисахарида
в) синтетический гель с регулируемой пористостью, используют для белков
Ответ: 1 б, 2 в, 3 а.

8. Установите правильное соответствие между приборами и видами анализа.
прибор
1. спектрофотометр
2. pH–метр
3. хроматограф
вид анализа
а) анализ концентрации ионов водорода в воде
б) анализ пробы оптическими лучами различной длины
в) выявление химического состава проб
Ответ: 1 б, 2 а, 3 в.

9. Назовите не менее 3-х преимуществ физико-химических методов анализа.
Ответ: высокая чувствительность, селективность, возможность автоматизации анализа, возможность изучать состав, строение и свойства без химических операций и нарушения целостности объекта.
Указать 3 элемента из перечисленных.
Ответ студента может быть написан в собственной трактовке, эквивалентной по смыслу приведенному правильному тексту

10. Назовите не менее 3-х недостатков физико-химических методов анализа.
Ответ: высокая погрешность, сложность и высокая стоимость аппаратуры, необходимость предварительной подготовки и калибровки приборов, отсутствие универсальности, ограничения в методах обнаружения, разделения и определения.
Указать 3 элемента из перечисленных.
Ответ студента может быть написан в собственной трактовке, эквивалентной по смыслу приведенному правильному тексту

11. Установите правильное соответствие спектра электромагнитного излучения и диапазона длин волн:
спектр электромагнитного излучения
1. видимый свет
2. ультрафиолетовое излучение
3. инфракрасное излучение
диапазон длин волн
а) 380–750 нм
б) 750–100 000 нм
в) 10–380 нм
Ответ: 1 а, 2 в, 3 б.

12. Установите правильное соответствие основных величин поглощения вещества с их характеристикой.
величина поглощения вещества
1. оптическая плотность
2. пропускание
3. молярный коэффициент поглощения
характеристика
а) способность вещества поглощать свет
б) показатель «темноты» раствора
в) доля прошедшего света
Ответ: 1 б; 2 в; 3 а.

13. Расположите этапы анализа образца препарата методом тонкослойной хроматографии в порядке их проведения:
а) нанесение анализируемого вещества
б) вымывание
в) приготовление подвижной фазы и подготовка хроматографической камеры
г) обнаружение хроматографических зон
Ответ: в, а, б, г.

14. Расположите белки (приведены их молекулярные массы), в порядке их выхода из колонки при гель-хроматографии.
а) 5 кДа
б) 60 кДа
в) 30 кДа
Ответ: б, в, а.

15. Расположите электромагнитные колебания в порядке увеличения длины волны:
а) ИК-свет;
б) УФ-свет;
в) видимый свет.
Ответ: б, в, а.

16. Ответьте на вопрос. Какие методы анализа относятся к оптическим (спектральным)?
Ответ: колориметрия, фотометрия

17. Ответьте на вопрос. Какие методы анализа относятся к электрохимическим?
Ответ: амперометрия, потенциометрия

18. Расположите носители для электрофореза в порядке их исторического появления – от самых первых до наиболее современных.
а) на хроматографической бумаге
б) в агарозном геле
в) в полиакриламидном геле
г) в крахмальном геле
Ответ: а, г, б, в.

19. Ответьте на вопрос. Назовите не менее 3-х видов хроматографических методов анализа.
Ответ: В группу хроматографических методов входят методы газовой хроматографии, газожидкостной хроматографии, распределительной хроматографии, тонкослойной хроматографии, адсорбционной хроматографии, ионообменной и других видов хроматографии.
Указать 3 элемента из перечисленных.
Ответ студента может быть написан в собственной трактовке, эквивалентной по смыслу приведенному правильному тексту


20. Дайте определение понятию «Ионообменник».
Ответ: Твёрдое нерастворимое вещество, которое способно избирательно обменивать свои ионы на ионы из окружающего раствора.
Ответ студента может быть написан в собственной трактовке, эквивалентной по смыслу приведенному правильному тексту

Задания для оценки сформированности компетенций

ПК-2. Способен планировать и выполнять проекты по разработке и получению готовой биотехнологической продукции

Код и наименование индикатора достижения профессиональной компетенции ПК-2.1. Знает требования, предъявляемые к проектной деятельности в биотехнологическом производств;
ПК-2.2. Умеет планировать проекты по разработке и получению готовой биотехнологической продукции;
ПК-2.3. Владеет навыками выполнения проектов и представления полученных
результатов.

1. Ответьте на вопрос. Назовите не менее 3-х особенностей инфракрасного излучения.
Ответ: Не воспринимается человеческим взглядом, нагревает тела, изменяет электрическое сопротивление тел, не обладает химической активностью, проходит через многие тела.
Указать 3 элемента из перечисленных.
Ответ студента может быть написан в собственной трактовке, эквивалентной по смыслу приведенному правильному тексту

2. Ответьте на вопрос. На чем основаны оптические методы анализа?
Ответ: На взаимодействии света с веществом.
Ответ студента может быть написан в собственной трактовке, эквивалентной по смыслу приведенному правильному тексту

3. Дайте определение понятию «Электрофорез».
Ответ: Электрофорезом называется движение заряженных частиц в жидкости под действием электрического поля.
Ответ студента может быть написан в собственной трактовке, эквивалентной по смыслу приведенному правильному тексту

4. Ответьте на вопрос. Поясните, что такое электрофорез в денатурирующих условиях?
Ответ: метод разделения белков по их молекулярной массе, предварительно подвергнутых денатурации.
Ответ студента может быть написан в собственной трактовке, эквивалентной по смыслу приведенному правильному тексту

5. Вставьте пропущенное слово. Основное требование к хроматографической системе – это эффективное __________ компонентов смеси.
Ответ: разделение.

6. Установите правильное соответствие субстратной специфичности фермента и ее характеристики.
субстратная специфичность
1. абсолютная
2. относительная
3. стереоспецифичность
характеристика
а) фермент катализирует превращение только одного из стереоизомеров
б) фермент катализирует превращение только одного субстрата
в) фермент катализирует превращение нескольких субстратов, имеющих один тип связи.
Ответ: 1 б; 2 в; 3 а

7. Установите правильную последовательность стадий промышленного производства рекомбинантных ферментов.
а) трансформация клеток штамма-продуцента
б) клонирование гена в экспрессионный вектор
в) культивирование клеток-продуцентов
г) выделение ДНК гена фермента
Ответ: г, б, а, в.

8. Установите правильную последовательность получения ферментов из растительного сырья.
а) хроматографическая очистка
б) ультрафильтрация
в) очистка и измельчение сырья
г) горячая или холодная экстракция
Ответ: в, г, а, б

9. Вставьте пропущенное слово. Электрофоретическая подвижность белка в денатурирующих условиях зависит от его _________ .
Ответ: размера.

10. Вставьте пропущенное словосочетание. На сегодняшний день вещество _______ ________ является наилучшим носителем, используемым при электрофоретическом разделении белков и нуклеиновых кислот.
Ответ: полиакриламидный гель.

КРИТЕРИИ ОЦЕНИВАНИЯ ЗАДАНИЙ ЗАКРЫТОГО ТИПА (вопросы на сопоставление, вопросы на последовательность, вопросы с выбором одного иди нескольких ответов): Каждое задание оценивается 1 баллом.

Оценивание КИМ теоретического характера в целом:

«зачтено» – верно выполнено более 50% заданий; «не зачтено» – верно выполнено 50% и менее 50% заданий;

«отлично» – верно выполнено 85-100% заданий; «хорошо» – верно выполнено 70-84% заданий; «удовлетворительно» – верно выполнено 51-69% заданий; «неудовлетворительно» – верно выполнено 50% или менее 50% заданий.

КРИТЕРИИ ОЦЕНИВАНИЯ ОТКРЫТЫХ ВОПРОСОВ (открытые вопросы с простым ответом, открытые вопросы с развернутым ответом, комбинированные вопросы с выбором ответа и обоснованием выбора)

«Отлично» (зачтено): Ответ полный, развернутый. Вопрос точно и исчерпывающе передан, терминология сохранена, студент превосходно владеет основной и дополнительной литературой, ошибок нет.

«Хорошо» (зачтено): Ответ полный, хотя краток, терминологически правильный, нет существенных недочетов. Студент хорошо владеет пройденным программным материалом; владеет основной литературой, суждения правильны.

«Удовлетворительно» (зачтено): Ответ неполный. В терминологии имеются недостатки. Студент владеет программным материалом, но имеются недочеты. Суждения фрагментарны.

«Неудовлетворительно» (не зачтено): Не использована специальная терминология. Ответ в сущности неверен. Переданы лишь отдельные фрагменты соответствующего материала вопроса. Ответ не соответствует вопросу или вовсе не дан.
5.2. Темы письменных работ для проведения текущего контроля (эссе, рефераты, курсовые работы и др.)
Примерные темы рефератов
1. Физико-химические анализы в биотехнологии.
2. Аналитический сигнал. Количественный и качественный анализ.
3. Хроматографические методы в биотехнологии.
4. Общие принципы хроматографии.
5. Электрофорез в агарозном геле. Применение в биотехнологии.
6. Спектрофотометрические методы анализа. Применение в биотехнологии.
7. Электрохимические методы анализа. Применение в биотехнологии.
8. Методы разделения веществ. Центрифугирование. Виды центрифуг.
9. Тонкослойная хроматография. Применение в биотехнологии.
10. Жидкостная хроматография. Применение в биотехнологии.
11. Микроскопия. Методы микроскопии. Применение в биотехнологии.
12. Общие аналитические методы биотехнологии: потенциометрические, электрометрические и полярографические.
13. Титрометрический анализ. Применение в биотехнологии.
14. Фотометрия, как метод анализа. Применение в биотехнологии.
15. Спектрофотометры, классификация оборудования.
16. Ферментация. Применение в биотехнологии.
17. Биофизические факторы роста микроорганизмов.
18. Биохимические факторы роста микроорганизмов.
19. Методы хранения культур микроорганизмов.
20. Стерилизация. Методы стерилизации.
21. Твердофазная ферментация. Применение в биотехнологии.
5.3. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации
Задания для оценки сформированности компетенций

ПК-1. Способен разрабатывать новые и модифицировать существующие биотехнологические процессы получения БАВ

Код и наименование индикатора достижения профессиональной компетенции ПК-1.1. Знает основные БАВ и методы их получения;
ПК-1.2. Умеет модифицировать существующие биотехнологические процессы получения БАВ;
ПК-1.3. Владеет навыками разработки новых биотехнологических процессов получения БАВ.

1. Выберите один правильный ответ и обоснуйте его. Линейная зависимость оптической плотности от концентрации сохраняется, если при разбавлении раствора:
а) выпадает осадок;
б) изменяется цвет раствора;
в) химическое состояние поглощающего вещества не меняется;
г) происходит химическая реакция.
Ответ: в. При разбавлении анализируемого вещества его состав не изменяется, меняется только его концентрация.
Ответ студента может быть написан в собственной трактовке, эквивалентной по смыслу приведенному правильному тексту

2. Выберите два правильных ответа и обоснуйте свой выбор. Ответьте на вопрос. Какие параметры относятся к основным характеристикам поглощения раствора при данной длине волны?
а) количество волн
б) оптическая плотность
в) концентрация раствора
г) длина волны
Ответ: б, в. Оптическая плотность – это основная характеристика, определяющая, насколько интенсивно раствор поглощает свет на определенной длине волны. Оптическая плотность раствора напрямую зависит от концентрации поглощающего вещества.
Ответ студента может быть написан в собственной трактовке, эквивалентной по смыслу приведенному правильному тексту

3. Ответьте на вопрос. Какие методы анализа называют физико-химическими?
Ответ: Методы количественного анализа, основанные на измерении физико-химических и физических свойств вещества с использованием приборов.
Ответ студента может быть написан в собственной трактовке, эквивалентной по смыслу приведенному правильному тексту

4. Ответьте на вопрос. Какие виды физико-химических методов анализа выделяют?
Ответ: электрохимические, хроматографические, спектральные

5. Выберите один правильный ответ и обоснуйте его. Разделение белков при электрофорезе в денатурирующих условиях зависит от:
а) суммарного заряда молекулы
б) молекулярной массы
в) пространственной конфигурации полипептидной цепи
г) всего перечисленного
Ответ: б. Потому что денатурированные белки могут быть разделены исключительно по их молекулярной массе.
Ответ студента может быть написан в собственной трактовке, эквивалентной по смыслу приведенному правильному тексту

6. Выберите один правильный ответ и обоснуйте его. Какой параметр буферного раствора критически важен для успешного электрофореза белков?
а) цвет буфера
б) значение pH
в) наличие органических растворителей
г) температура буфера выше 40 °C
Ответ: б. Оптимальное pH буфера создаёт максимальное различие в зарядах белков, что обеспечивает их эффективное разделение.
Ответ студента может быть написан в собственной трактовке, эквивалентной по смыслу приведенному правильному тексту

7. Соотнесите метод электрофореза с типом носителя или средой, в которой он проводится:
метод
1. электрофорез в агарозном геле
2. электрофорез в полиакриламидном геле
3. капиллярный электрофорез
носители/среды
а) кварцевый капилляр с буферным раствором
б) пористый гель на основе природного полисахарида
в) синтетический гель с регулируемой пористостью, используют для белков
Ответ: 1 б, 2 в, 3 а.

8. Установите правильное соответствие между приборами и видами анализа.
прибор
1. спектрофотометр
2. pH–метр
3. хроматограф
вид анализа
а) анализ концентрации ионов водорода в воде
б) анализ пробы оптическими лучами различной длины
в) выявление химического состава проб
Ответ: 1 б, 2 а, 3 в.

9. Назовите не менее 3-х преимуществ физико-химических методов анализа.
Ответ: высокая чувствительность, селективность, возможность автоматизации анализа, возможность изучать состав, строение и свойства без химических операций и нарушения целостности объекта.
Указать 3 элемента из перечисленных.
Ответ студента может быть написан в собственной трактовке, эквивалентной по смыслу приведенному правильному тексту

10. Назовите не менее 3-х недостатков физико-химических методов анализа.
Ответ: высокая погрешность, сложность и высокая стоимость аппаратуры, необходимость предварительной подготовки и калибровки приборов, отсутствие универсальности, ограничения в методах обнаружения, разделения и определения.
Указать 3 элемента из перечисленных.
Ответ студента может быть написан в собственной трактовке, эквивалентной по смыслу приведенному правильному тексту

11. Установите правильное соответствие спектра электромагнитного излучения и диапазона длин волн:
спектр электромагнитного излучения
1. видимый свет
2. ультрафиолетовое излучение
3. инфракрасное излучение
диапазон длин волн
а) 380–750 нм
б) 750–100 000 нм
в) 10–380 нм
Ответ: 1 а, 2 в, 3 б.

12. Установите правильное соответствие основных величин поглощения вещества с их характеристикой.
величина поглощения вещества
1. оптическая плотность
2. пропускание
3. молярный коэффициент поглощения
характеристика
а) способность вещества поглощать свет
б) показатель «темноты» раствора
в) доля прошедшего света
Ответ: 1 б; 2 в; 3 а.

13. Расположите этапы анализа образца препарата методом тонкослойной хроматографии в порядке их проведения:
а) нанесение анализируемого вещества
б) вымывание
в) приготовление подвижной фазы и подготовка хроматографической камеры
г) обнаружение хроматографических зон
Ответ: в, а, б, г.

14. Расположите белки (приведены их молекулярные массы), в порядке их выхода из колонки при гель-хроматографии.
а) 5 кДа
б) 60 кДа
в) 30 кДа
Ответ: б, в, а.

15. Расположите электромагнитные колебания в порядке увеличения длины волны:
а) ИК-свет;
б) УФ-свет;
в) видимый свет.
Ответ: б, в, а.

16. Ответьте на вопрос. Какие методы анализа относятся к оптическим (спектральным)?
Ответ: колориметрия, фотометрия

17. Ответьте на вопрос. Какие методы анализа относятся к электрохимическим?
Ответ: амперометрия, потенциометрия

18. Расположите носители для электрофореза в порядке их исторического появления – от самых первых до наиболее современных.
а) на хроматографической бумаге
б) в агарозном геле
в) в полиакриламидном геле
г) в крахмальном геле
Ответ: а, г, б, в.

19. Ответьте на вопрос. Назовите не менее 3-х видов хроматографических методов анализа.
Ответ: В группу хроматографических методов входят методы газовой хроматографии, газожидкостной хроматографии, распределительной хроматографии, тонкослойной хроматографии, адсорбционной хроматографии, ионообменной и других видов хроматографии.
Указать 3 элемента из перечисленных.
Ответ студента может быть написан в собственной трактовке, эквивалентной по смыслу приведенному правильному тексту


20. Дайте определение понятию «Ионообменник».
Ответ: Твёрдое нерастворимое вещество, которое способно избирательно обменивать свои ионы на ионы из окружающего раствора.
Ответ студента может быть написан в собственной трактовке, эквивалентной по смыслу приведенному правильному тексту

Задания для оценки сформированности компетенций

ПК-2. Способен планировать и выполнять проекты по разработке и получению готовой биотехнологической продукции

Код и наименование индикатора достижения профессиональной компетенции ПК-2.1. Знает требования, предъявляемые к проектной деятельности в биотехнологическом производств;
ПК-2.2. Умеет планировать проекты по разработке и получению готовой биотехнологической продукции;
ПК-2.3. Владеет навыками выполнения проектов и представления полученных
результатов.

1. Ответьте на вопрос. Назовите не менее 3-х особенностей инфракрасного излучения.
Ответ: Не воспринимается человеческим взглядом, нагревает тела, изменяет электрическое сопротивление тел, не обладает химической активностью, проходит через многие тела.
Указать 3 элемента из перечисленных.
Ответ студента может быть написан в собственной трактовке, эквивалентной по смыслу приведенному правильному тексту

2. Ответьте на вопрос. На чем основаны оптические методы анализа?
Ответ: На взаимодействии света с веществом.
Ответ студента может быть написан в собственной трактовке, эквивалентной по смыслу приведенному правильному тексту

3. Дайте определение понятию «Электрофорез».
Ответ: Электрофорезом называется движение заряженных частиц в жидкости под действием электрического поля.
Ответ студента может быть написан в собственной трактовке, эквивалентной по смыслу приведенному правильному тексту

4. Ответьте на вопрос. Поясните, что такое электрофорез в денатурирующих условиях?
Ответ: метод разделения белков по их молекулярной массе, предварительно подвергнутых денатурации.
Ответ студента может быть написан в собственной трактовке, эквивалентной по смыслу приведенному правильному тексту

5. Вставьте пропущенное слово. Основное требование к хроматографической системе – это эффективное __________ компонентов смеси.
Ответ: разделение.

6. Установите правильное соответствие субстратной специфичности фермента и ее характеристики.
субстратная специфичность
1. абсолютная
2. относительная
3. стереоспецифичность
характеристика
а) фермент катализирует превращение только одного из стереоизомеров
б) фермент катализирует превращение только одного субстрата
в) фермент катализирует превращение нескольких субстратов, имеющих один тип связи.
Ответ: 1 б; 2 в; 3 а

7. Установите правильную последовательность стадий промышленного производства рекомбинантных ферментов.
а) трансформация клеток штамма-продуцента
б) клонирование гена в экспрессионный вектор
в) культивирование клеток-продуцентов
г) выделение ДНК гена фермента
Ответ: г, б, а, в.

8. Установите правильную последовательность получения ферментов из растительного сырья.
а) хроматографическая очистка
б) ультрафильтрация
в) очистка и измельчение сырья
г) горячая или холодная экстракция
Ответ: в, г, а, б

9. Вставьте пропущенное слово. Электрофоретическая подвижность белка в денатурирующих условиях зависит от его _________ .
Ответ: размера.

10. Вставьте пропущенное словосочетание. На сегодняшний день вещество _______ ________ является наилучшим носителем, используемым при электрофоретическом разделении белков и нуклеиновых кислот.
Ответ: полиакриламидный гель.

КРИТЕРИИ ОЦЕНИВАНИЯ ЗАДАНИЙ ЗАКРЫТОГО ТИПА (вопросы на сопоставление, вопросы на последовательность, вопросы с выбором одного иди нескольких ответов): Каждое задание оценивается 1 баллом.

Оценивание КИМ теоретического характера в целом:

«зачтено» – верно выполнено более 50% заданий; «не зачтено» – верно выполнено 50% и менее 50% заданий;

«отлично» – верно выполнено 85-100% заданий; «хорошо» – верно выполнено 70-84% заданий; «удовлетворительно» – верно выполнено 51-69% заданий; «неудовлетворительно» – верно выполнено 50% или менее 50% заданий.

КРИТЕРИИ ОЦЕНИВАНИЯ ОТКРЫТЫХ ВОПРОСОВ (открытые вопросы с простым ответом, открытые вопросы с развернутым ответом, комбинированные вопросы с выбором ответа и обоснованием выбора)

«Отлично» (зачтено): Ответ полный, развернутый. Вопрос точно и исчерпывающе передан, терминология сохранена, студент превосходно владеет основной и дополнительной литературой, ошибок нет.

«Хорошо» (зачтено): Ответ полный, хотя краток, терминологически правильный, нет существенных недочетов. Студент хорошо владеет пройденным программным материалом; владеет основной литературой, суждения правильны.

«Удовлетворительно» (зачтено): Ответ неполный. В терминологии имеются недостатки. Студент владеет программным материалом, но имеются недочеты. Суждения фрагментарны.

«Неудовлетворительно» (не зачтено): Не использована специальная терминология. Ответ в сущности неверен. Переданы лишь отдельные фрагменты соответствующего материала вопроса. Ответ не соответствует вопросу или вовсе не дан.

6. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

6.1. Рекомендуемая литература
6.1.1. Основная литература
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л1.1 Никитина Н.Г. - отв. ред. АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА 4-е изд., пер. и доп. Учебник и практикум для академического бакалавриата: Гриф УМО ВО М.:Издательство Юрайт, 2018 biblio-online.ru
6.1.2. Дополнительная литература
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л2.1 В.И. Криштафович, Д.В. Криштафович, Н.В. Еремеева Физико-химические методы исследования: Учебник для бакалавров М. : Дашков и К, 2015 e.lanbook.com
Л2.2 Г.К. Лупенко, А.И. Апарнев, Т.П. Александрова, А.А. Казакова Физико-химические методы анализа : Лабораторный практикум: учебно-методическое пособие Издательство НГТУ, 2010 www.studentlibrary.ru
6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет"
Название Эл. адрес
Э1 Научная электронная библиотека elibrary.ru
Э2 Курс на moodle portal.edu.asu.ru
6.3. Перечень программного обеспечения
Интернет-ресурсы, мультимедийный проектор


Microsoft Windows
Microsoft Office
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
122Л лаборатория микробиологии - 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 14 посадочных мест; рабочее место преподавателя; доска меловая 1 шт.; микроскоп монокулярный Микмед 1 – 6 шт.; термостат с охлаждением ТСО – 1/80; иономер Анион – 7000; камера климатическая ICN750L Memmert; микроскоп Альтами – 2 шт.; микроскоп Бимам ЕСС-Р-11; бокс абактериальной воздушной среды 2 класса биологической безопасности БАВнп-01; шкаф для хранения абораторной посуды и реактивов – 1 шт.; набор реактивов и химической посуды для микробиологии и биотехнологии; раковина.
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

Защита лабораторных работ
После выполнения лабораторная работа подлежит сдаче (защите работы) преподавателю. Защита проходит каждым студентом индивидуально.
При оценке выполнения лабораторной работы учитывается:
- правильность и аккуратность выполнения, наличие анализа результатов, грамотного вывода по работе;
- знание теоретического материала по выполненной работе и методики выполнения;
- степень самостоятельности в выполнении работы.
Форма отчета: сдача (защита) лабораторных.
На тестирование отводится 20 минут. Каждый вариант тестовых заданий включает 20 вопросов. За каждый правильно отвеченный вопрос дается 1 балл. Перевод в бально-рейтинговую оценку представлен выше.