| Закреплена за кафедрой | Кафедра экологии, биохимии и биотехнологии |
|---|---|
| Направление подготовки | 19.04.01. Биотехнология |
| Профиль | Промышленная микробиология и биотехнологии |
| Форма обучения | Очная |
| Общая трудоемкость | 4 ЗЕТ |
| Учебный план | 19_04_01_Биотехнология_ПроМиБио-2025 |
|
|
||||||||||||||||
Распределение часов по семестрам
| Курс (семестр) | 1 (2) | Итого | ||
|---|---|---|---|---|
| Недель | 14 | |||
| Вид занятий | УП | РПД | УП | РПД |
| Лекции | 18 | 18 | 18 | 18 |
| Лабораторные | 24 | 24 | 24 | 24 |
| Сам. работа | 29 | 29 | 29 | 29 |
| Консультации | 46 | 46 | 46 | 46 |
| Часы на контроль | 27 | 27 | 27 | 27 |
| Итого | 144 | 144 | 144 | 144 |
| 1.1. | Цель освоения дисциплины – формирование теоретических представлений о ферментах, способах их получения и использования в управляемых биотехнологических процессах. |
|---|
| Цикл (раздел) ООП: Б1.О.03 |
| ПК-2 | Способен 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 классификацию и номенклатуру ферментов; типовые технологические схемы производства ферментных препаратов; промышленные ферментные препараты, выделяемые из источников растительного, животного и микробного происхождения |
| 3.2. | Уметь: |
| 3.2.1. | Умеет предлагать технологическую схему для получения ферментного препарата требуемого качества и назначения; |
| 3.3. | Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть): |
| 3.3.1. | Владеет методами определения активности ферментов различных классов |
| Код занятия | Наименование разделов и тем | Вид занятия | Семестр | Часов | Компетенции | Литература |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Раздел 1. Строение, свойства и механизм действия ферментов | ||||||
| 1.1. | Химическая природа, строение и свойства ферментов. Классификация и номенклатура ферментов | Лекции | 2 | 6 | ПК-2.1, ПК-2.2, ПК-2.3 | Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л2.2, Л2.3 |
| 1.2. | Основы кинетики ферментативных реакций. Механизм действия ферментов. | Лекции | 2 | 6 | ПК-2.1, ПК-2.2, ПК-2.3 | Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л2.2, Л2.3 |
| 1.3. | Обнаружение действия ферментов. Свойства ферментов | Лабораторные | 2 | 10 | ПК-2.1, ПК-2.2, ПК-2.3 | Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л2.2, Л2.3 |
| 1.4. | Химическая природа, строение и свойства ферментов. Классификация и номенклатура ферментов. Основы кинетики ферментативных реакций. Механизм действия ферментов | Сам. работа | 2 | 15 | ПК-2.1, ПК-2.2, ПК-2.3 | Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л2.2, Л2.3 |
| Раздел 2. Производство ферментных препаратов | ||||||
| 2.1. | Источники получения ферментов. Ферментные препараты. Номенклатура и способы выражения активности ферментных препаратов | Лекции | 2 | 6 | ПК-2.1, ПК-2.2, ПК-2.3 | Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л2.2, Л2.3 |
| 2.2. | Основные технологические этапы производства микробных ферментных препаратов. Получение ферментных препаратов из органов и тканей животных. Ферментные препараты из растительного сырья. | Сам. работа | 2 | 14 | ПК-2.1, ПК-2.2, ПК-2.3 | Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л2.2, Л2.3 |
| 2.3. | Определение активности ферментов | Лабораторные | 2 | 14 | ПК-2.1, ПК-2.2, ПК-2.3 | Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л2.2, Л2.3 |
| 2.4. | Иммобилизованные ферменты: принципы и методы иммобилизации, свойства. Иммобилизация клеток Использованием иммобилизованных ферментов | Консультации | 2 | 26 | ПК-2.1, ПК-2.2, ПК-2.3 | Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л2.2, Л2.3 |
| Раздел 3. Использование ферментов и ферментных препаратов | ||||||
| 3.1. | Использование протеолитических ферментов. Применение амилолитических препаратов. Использование целлюлолитических ферментов и гемицеллюлазных препаратов.Использование препаратов липолитических ферментов. | Консультации | 2 | 20 | ПК-2.1, ПК-2.2, ПК-2.3 | Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л2.2, Л2.3 |
| 5.1. Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины |
| 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. Выберите один правильный ответ и обоснуйте его. Укажите ферменты, применяемые в технологии пивоварения для разжижения и осахаривания крахмала. а) пектолитические ферменты б) амилолитические ферменты в) протеолитические ферменты г) цитолитические ферменты Ответ: б. В результате действия амилолитических ферментов крахмал расщепляется до низкомолекулярных растворимых декстринов и простых сахаров, тем самым крахмальное сусло подготавливается к действию другого фермента. Ответ студента может быть написан в собственной трактовке, эквивалентной по смыслу приведенному правильному тексту 2. Выберите один правильный ответ и обоснуйте его. Какая соль предпочтительна для высаливания из экстракта ферментов животного происхождения? а) сульфат аммония б) сульфат магния в) ацетат натрия г) сульфат бария Ответ: а. Сульфат аммония часто используется для высаливания белков из-за своей высокой растворимости, низкой стоимости и доступности. Ответ студента может быть написан в собственной трактовке, эквивалентной по смыслу приведенному правильному тексту 3. Установите соответствие фермента и класса, к которому он относиться. фермент 1. хитиндеацетилаза 2. глюкозооксидаза 3. трансглутаминаза 4. пируватдекарбоксилаза класс а) трансферазы б) лиазы в) гидролазы г) оксидоредуктазы Ответ: 1 в; 2 г; 3 а; 4 б. 4. Установите соответствие вида субстратной специфичности и ее характеристики. виды субстратной специфичности 1. абсолютная 2. относительная 3. стереоспецифичность характеристики 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. 5. Установите правильный порядок 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. 6. Установите правильный порядок 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. 7. Дайте определение понятию «Константа Михаэлиса» (Кm). Ответ: это концентрация субстрата, при которой скорость реакции равна половине максимальной. Ответ студента может быть написан в собственной трактовке, эквивалентной по смыслу приведенному правильному тексту 8. Дайте определение термину «изоферменты». Ответ: Изоферменты – это различные по аминокислотной последовательности изоформы одного и того же фермента, существующие в одном организме, но, как правило, в разных его клетках, тканях или органах. Ответ студента может быть написан в собственной трактовке, эквивалентной по смыслу приведенному правильному тексту 9. Ответьте на вопрос. При каком типе ингибирования молекула ингибитора блокирует активный центр фермента и полностью предотвращает связывание фермента с субстратом? Ответ: При конкурентном ингибировании ингибитор будет конкурировать с субстратом за связывание с активным центром фермента, т.к. ингибитор по своей структуре схож с субстратом. Ответ студента может быть написан в собственной трактовке, эквивалентной по смыслу приведенному правильному тексту 10. Вставьте пропущенное словосочетание. Растительным сырьем для получения протеолитического препарата фицин являются __________ _________. Ответ: листья инжира. 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: Основные технологические этапы производства микробных ферментных препаратов. Получение ферментных препаратов из органов и тканей животных. Ферментные препараты из растительного сырья. Иммобилизованные ферменты: принципы и методы иммобилизации, использование Использование протеолитических ферментов. Применение амилолитических препаратов. Использование целлюлолитических ферментов и гемицеллюлазных препаратов. Использование препаратов липолитических ферментов. |
| 5.3. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации |
| 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. Выберите один правильный ответ и обоснуйте его. Укажите ферменты, применяемые в технологии пивоварения для разжижения и осахаривания крахмала. а) пектолитические ферменты б) амилолитические ферменты в) протеолитические ферменты г) цитолитические ферменты Ответ: б. В результате действия амилолитических ферментов крахмал расщепляется до низкомолекулярных растворимых декстринов и простых сахаров, тем самым крахмальное сусло подготавливается к действию другого фермента. Ответ студента может быть написан в собственной трактовке, эквивалентной по смыслу приведенному правильному тексту 2. Выберите один правильный ответ и обоснуйте его. Какая соль предпочтительна для высаливания из экстракта ферментов животного происхождения? а) сульфат аммония б) сульфат магния в) ацетат натрия г) сульфат бария Ответ: а. Сульфат аммония часто используется для высаливания белков из-за своей высокой растворимости, низкой стоимости и доступности. Ответ студента может быть написан в собственной трактовке, эквивалентной по смыслу приведенному правильному тексту 3. Установите соответствие фермента и класса, к которому он относиться. фермент 1. хитиндеацетилаза 2. глюкозооксидаза 3. трансглутаминаза 4. пируватдекарбоксилаза класс а) трансферазы б) лиазы в) гидролазы г) оксидоредуктазы Ответ: 1 в; 2 г; 3 а; 4 б. 4. Установите соответствие вида субстратной специфичности и ее характеристики. виды субстратной специфичности 1. абсолютная 2. относительная 3. стереоспецифичность характеристики 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. 5. Установите правильный порядок 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. 6. Установите правильный порядок 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. 7. Дайте определение понятию «Константа Михаэлиса» (Кm). Ответ: это концентрация субстрата, при которой скорость реакции равна половине максимальной. Ответ студента может быть написан в собственной трактовке, эквивалентной по смыслу приведенному правильному тексту 8. Дайте определение термину «изоферменты». Ответ: Изоферменты – это различные по аминокислотной последовательности изоформы одного и того же фермента, существующие в одном организме, но, как правило, в разных его клетках, тканях или органах. Ответ студента может быть написан в собственной трактовке, эквивалентной по смыслу приведенному правильному тексту 9. Ответьте на вопрос. При каком типе ингибирования молекула ингибитора блокирует активный центр фермента и полностью предотвращает связывание фермента с субстратом? Ответ: При конкурентном ингибировании ингибитор будет конкурировать с субстратом за связывание с активным центром фермента, т.к. ингибитор по своей структуре схож с субстратом. Ответ студента может быть написан в собственной трактовке, эквивалентной по смыслу приведенному правильному тексту 10. Вставьте пропущенное словосочетание. Растительным сырьем для получения протеолитического препарата фицин являются __________ _________. Ответ: листья инжира. 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. |
| 6.1. Рекомендуемая литература | ||||
| 6.1.1. Основная литература | ||||
| Авторы | Заглавие | Издательство, год | Эл. адрес | |
| Л1.1 | А. А. Красноштанова | Организация биотехнологического производства: Лаб. практикум: учебное пособие | Издательство Юрайт, 2021 | urait.ru |
| Л1.2 | А. Г. Шлейкин, Н. Н. Скворцова, А. Н. Бландов | Прикладная энзимология: учебное пособие | Санкт-Петербург: Университет ИТМО, 2019 | biblioclub.ru |
| 6.1.2. Дополнительная литература | ||||
| Авторы | Заглавие | Издательство, год | Эл. адрес | |
| Л2.1 | А. Л. Новокшанова | Биохимия для технологов. В 2 ч. Часть 1: | Москва: Издательство Юрайт, 2021 | urait.ru |
| Л2.2 | А. Л. Новокшанова | Биохимия для технологов в 2 ч. Часть 2 : | Москва: Издательство Юрайт, 2020 | urait.ru |
| Л2.3 | Н. Ю. Степанова | Основы биотехнологии переработки растительной продукции: учебное пособие | Санкт-Петербург: СПбГАУ, 2019 | biblioclub.ru |
| 6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет" | ||||
| Название | Эл. адрес | |||
| Э1 | Научная электронная библиотека | elibrary.ru | ||
| Э2 | Биохимия промышленных ферментов | portal.edu.asu.ru | ||
| 6.3. Перечень программного обеспечения | ||||
| Microsoft Windows Microsoft Office AcrobatReader 7-Zip 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 | ||||
| 1. www.humbio.ru 2. www.elibrary.ru 3. www.sci-lib.com/molekular-biology 4. www.dis.academic.ru 5. www.nkj.ru 6. www.cancerquest.org 7. www.MolBiol.ru | ||||
| Аудитория | Назначение | Оборудование |
|---|---|---|
| 314Л | лаборатория биохимии – 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.; лабораторные столы - 10 шт.; вытяжной шкаф автономный АД С-4В1; мойка – 2 шт.; цифровой фотоэлектроколориметр АР-101; мешалка магнитная MSN300 с подогревом BioSan; рН метр лабораторный Эксперт рН; термостат жидкостный GFL-1002 с микропроцессором; анализатор влажности ADMS-70; анализатор мочи DocUReader 2 Pro 77 Elektronika; автоматические дозаторы Black Thermo - 10 шт.; набор химической посуды для биохимии и молекулярной биологии, шкаф для хранения документов – 1 шт., шкаф лабораторный - 2 шт.; хроматограф для ВЭЖХ LC -20 Prominense Shimadzu; спектрофотометр сканирующий UV - 1800 Shimadzu; весы Невские; весы аналитические Vibra AF – R220CE; набор реактивов и химической посуды для биохимии и молекулярной биологии |
| В рамках курса предусмотрены следующие формы работы: лекции, лабораторные занятия и самостоятельная работа студентов. Во время лекций студент получает систематизированные научные знания.Лабораторные занятия проводятся с целью углубления и закрепления знаний, полученных на лекциях, через формирование практических навыков работы с лабораторным оборудованием и биологическими объектами. Важным элементом обучения студента является самостоятельная работа. Задачами самостоятельной работы является приобретение навыков самостоятельной научно-исследовательской работы на основании анализа текстов литературных источников и применения различных методов исследования; выработка умения самостоятельно и критически подходить к изучаемому материалу. Работа с учебной и научной литературой является главной формой самостоятельной работы и необходима при подготовке к текущему контролю знаний или промежуточной аттестации. В течение семестра проводится текущий контроль знаний и промежуточная аттестация студентов. Текущий контроль знаний студентов по дисциплине осуществляется на лабораторных занятиях. Промежуточная аттестация осуществляется по завершению изучения дисциплины в форме экзамена. |