| Закреплена за кафедрой | Кафедра экологии, биохимии и биотехнологии |
|---|---|
| Направление подготовки | 19.04.01. Биотехнология |
| Профиль | Промышленная микробиология и биотехнологии |
| Форма обучения | Очная |
| Общая трудоемкость | 3 ЗЕТ |
| Учебный план | 19_04_01_Биотехнология_ПроМиБио-2025 |
|
|
||||||||||||||
Распределение часов по семестрам
| Курс (семестр) | 1 (1) | Итого | ||
|---|---|---|---|---|
| Недель | 15,5 | |||
| Вид занятий | УП | РПД | УП | РПД |
| Лекции | 14 | 14 | 14 | 14 |
| Практические | 18 | 18 | 18 | 18 |
| Сам. работа | 44 | 44 | 44 | 44 |
| Консультации | 32 | 32 | 32 | 32 |
| Итого | 108 | 108 | 108 | 108 |
| 1.1. | Цель освоения дисциплины - сформировать современные представления о принципах и технике качественного, количественного и структурного биохимического анализа. Задачи: - сформировать представление о теоретических основах современных методов биохимических исследований; - рассмотреть основополагающие правила техники безопасности проведения работ в биохимической лаборатории; - уметь ориентироваться в потребительских качествах современного оборудования, возможностях современной приборной базы, реальной оценки собственных возможностей при планировании исследовательской работ. |
|---|
| Цикл (раздел) ООП: Б1.О.01 |
| УК-1 | Способен осуществлять критический анализ проблемных ситуаций на основе системного подхода, вырабатывать стратегию действий |
| УК-1.1 | Знает методы и основные принципы критического анализа и оценки проблемных ситуаций на основе системного подхода |
| УК-1.2 | Анализирует проблемную ситуацию как систему, выявляя ее составляющие и связи внутри; осуществляет поиск вариантов решения поставленной проблемной ситуации; определяет стратегию достижения поставленной цели |
| УК-1.3 | Применяет навыки критического анализа проблемных ситуаций на основе системного подхода и определяет стратегию действий для достижения поставленной цели |
| В результате освоения дисциплины обучающийся должен | |
| 3.1. | Знать: |
|---|---|
| 3.1.1. | Знает теоретические основы подготовки и осуществления биотехнологических процессов |
| 3.2. | Уметь: |
| 3.2.1. | Умеет планировать и организовывать биотехнологический процесс с использованием клеточных культур растений и культур микроорганизмов |
| 3.3. | Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть): |
| 3.3.1. | Владеет навыками работы с клеточными культурами растений и культурами микроорганизмов |
| Код занятия | Наименование разделов и тем | Вид занятия | Семестр | Часов | Компетенции | Литература |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Раздел 1. Наука и научное исследование | ||||||
| 1.1. | Наука и научное исследование | Лекции | 1 | 4 | УК-1.1, УК-1.2, УК-1.3 | Л2.1, Л1.1, Л2.2 |
| 1.2. | Наука и другие формы освоения действительности | Практические | 1 | 4 | УК-1.1, УК-1.2, УК-1.3 | Л2.1, Л1.1, Л2.2 |
| 1.3. | Основные этапы развития науки | Сам. работа | 1 | 8 | УК-1.1, УК-1.2, УК-1.3 | Л2.1, Л1.1, Л2.2 |
| Раздел 2. Методология научных исследований | ||||||
| 2.1. | Методология научных исследований | Лекции | 1 | 4 | УК-1.1, УК-1.2, УК-1.3 | Л2.1, Л1.1, Л2.2 |
| 2.2. | Методы выбора и цели направления научного исследования | Практические | 1 | 4 | УК-1.1, УК-1.2, УК-1.3 | Л2.1, Л1.1, Л2.2 |
| 2.3. | Методы и особенности теоретических и экспериментальных исследований | Сам. работа | 1 | 10 | УК-1.1, УК-1.2, УК-1.3 | Л2.1, Л1.1, Л2.2 |
| Раздел 3. Биообъекты: способы их создания и совершенствования | ||||||
| 3.1. | Биообъекты: способы их создания и совершенствования | Лекции | 1 | 2 | УК-1.1, УК-1.2, УК-1.3 | Л2.1, Л1.1, Л2.2 |
| 3.2. | Функции биообъекта - продуценты и биокатализаторы | Практические | 1 | 4 | УК-1.1, УК-1.2, УК-1.3 | Л2.1, Л1.1, Л2.2 |
| 3.3. | Микроорганизмы - продуценты вторичных метаболитов | Практические | 1 | 4 | УК-1.1, УК-1.2, УК-1.3 | Л2.1, Л1.1, Л2.2 |
| 3.4. | Макроорганизмы - биообъекты биотехнологических производств | Сам. работа | 1 | 12 | УК-1.1, УК-1.2, УК-1.3 | Л2.1, Л1.1, Л2.2 |
| 3.5. | Совершенствование биообъектов методами селекции | Консультации | 1 | 12 | УК-1.1, УК-1.2, УК-1.3 | Л2.1, Л1.1, Л2.2 |
| Раздел 4. Основные понятия биохимии микроорганизмов | ||||||
| 4.1. | Основные понятия биохимии микроорганизмов | Лекции | 1 | 4 | УК-1.1, УК-1.2, УК-1.3 | Л2.1, Л1.1, Л2.2 |
| 4.2. | Иммобилизация биообъектов | Практические | 1 | 2 | УК-1.1, УК-1.2, УК-1.3 | Л2.1, Л1.1, Л2.2 |
| 4.3. | Биотехнологические методы получения препаратов на основе живых культур микроорганизмов | Сам. работа | 1 | 14 | УК-1.1, УК-1.2, УК-1.3 | Л2.1, Л1.1, Л2.2 |
| 4.4. | Ферменты. Производство ферментов методом микробиологического синтеза | Консультации | 1 | 20 | УК-1.1, УК-1.2, УК-1.3 | Л2.1, Л1.1, Л2.2 |
| 5.1. Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины |
| Задания для оценки сформированности компетенций УК-1. Способен осуществлять критический анализ проблемных ситуаций на основе системного подхода, вырабатывать стратегию действий Код и наименование индикатора достижения профессиональной компетенции УК-1.1. Знает методы и основные принципы критического анализа и оценки проблемных ситуаций на основе системного подхода; УК-1.2. Анализирует проблемную ситуацию как систему, выявляя ее составляющие и связи внутри; осуществляет поиск вариантов решения поставленной проблемной ситуации; определяет стратегию достижения поставленной цели; УК-1.3. Применяет навыки критического анализа проблемных ситуаций на основе системного подхода и определяет стратегию действий для достижения поставленной цели. 1. Выберите один правильный ответ и обоснуйте его. Назовите главный критерий отбора биообъекта в качестве продуцента. а) быстрое накопление биомассы б) способность синтезировать целевой продукт в) способность расти на дешевых питательных средах г) секреция целевого продукта в культуральную жидкость Ответ: б. Способность накапливать целевой продукт биообъектом является главным критерием отбора продуцентов, т.к. это определяет эффективность и экономическую целесообразность процесса производства. Ответ студента может быть написан в собственной трактовке, эквивалентной по смыслу приведенному правильному тексту 2. Выберите один правильный ответ и обоснуйте его. Какие из биообъектов наиболее перспективны для получения разнообразных продуктов? а) водоросли б) простейшие в) актиномицеты г) вирусы Ответ: а. Водоросли, благодаря способности к фотосинтезу, перспективны для получения биотоплива, кормов для животных, пищевых добавок, лекарственных препаратов, биологических удобрений. Ответ студента может быть написан в собственной трактовке, эквивалентной по смыслу приведенному правильному ответу 3. Установите правильное соответствие этапов метода иммобилизации биообъектов и его характеристики: этап 1. включение в гель 2. адсорбция на носителе 3. микрокапсулирование 4. поперечная «сшивка» характеристика этапа а) помещение ферментов или клеток в микроскопические капсулы, образованные полупроницаемыми мембранами б) размещение биообъектов в микропористую структуру гелей в) использование бифункциональных реагентов для образования связей между молекулами фермента г) прикрепление ферментов или клеток к поверхности носителя Ответ: 1 б, 2 г, 3 а, 4 в. 4. Установите правильное соответствие уровней организации и биообъектов: уровни организации 1. молекулярно-генетический 2. организменный 3. клеточный / тканевой 4. биоценотический биообъекты а) сообщество растений, животных и микроорганизмов б) микроорганизмы, растения, животные в) ДНК, РНК, белки г) культуры клеток и тканей растений, животных, человека Ответ: 1 в 2 б, 3 г, 4 а. 5. Установите правильную последовательность работы с продуцентом в биотехнологии. а) выбор и подготовка продуцента б) оптимизация процесса производства целевого продукта в) создание условий для культивирования г) выделение и очистка целевого продукта Ответ: а, в, б, г. 6. Установите правильный порядок проведения генно-инженерных исследований. а) перенос вектора, содержащего требуемый ген, в модифицируемый организм б) отбор генетически модифицированных клеток с требуемым признаком в) получение изолированных генов, несущих требуемый признак г) включение гена в вектор для переноса в клетку-реципиент Ответ: в, г, а, б. 7. Ответьте на вопрос. Что предполагает термин «совершенствование» биообъекта? Ответ: Совершенствование биообъекта предполагает получение продуцентов с мутациями в геноме, которые отличаются от исходного биообъекта в сторону улучшения биотехнологических свойств, в частности, увеличения образования целевого продукта. Ответ студента может быть написан в собственной трактовке, эквивалентной по смыслу приведенному правильному тексту 8. Ответьте на вопрос. Чем занимается клеточная инженерия? Ответ: Клеточная инженерия – это раздел биотехнологии, основным направлением которого является выделение и культивирование ткани и клетки высших многоклеточных организмов. Ответ студента может быть написан в собственной трактовке, эквивалентной по смыслу приведенному правильному ответу 9. Ответьте на вопрос. Приведите примеры классификации мутаций по уровню локализации в клетке и по уровню возникновения. Ответ: По уровню локализации в клетке мутации делятся на цитоплазматические (внеядерные) и ядерные. По уровню возникновения выделяют генные мутации, хромосомные абберации, геномные мутации Ответ студента может быть написан в собственной трактовке, эквивалентной по смыслу приведенному правильному тексту 10. Вставьте пропущенное слово. Процесс поглощения бактериальной клеткой рекомбинантной ДНК из внешней среды – это ___________________. Ответ: трансформация. 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. Новейший период развития биотехнологии. Генная инженерия в биотехнологии и нанобиотехнологии. 2. Проблемы использования генно-инженерных штаммов в биотехнологических процессах. 3. Получение микробиологическим синтезом аминокислот. 4. Получение антибиотиков растительного происхождения. 5. Клеточная инженерия растений: методы получения клеток и цели культивирования. 6. Периодические и непрерывные процессы культивирования в биотехнологии. 7. Аппаратура для культивирования микроорганизмов и клеток растений. 8. Методы масс-спектрометрии. 9. Радиоизотопные методы. 10. Методы изучения лиганд-рецепторного взаимодействия. 11. Молекулярная биология и ее применение. |
| 5.3. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации |
| Задания для оценки сформированности компетенций УК-1. Способен осуществлять критический анализ проблемных ситуаций на основе системного подхода, вырабатывать стратегию действий Код и наименование индикатора достижения профессиональной компетенции УК-1.1. Знает методы и основные принципы критического анализа и оценки проблемных ситуаций на основе системного подхода; УК-1.2. Анализирует проблемную ситуацию как систему, выявляя ее составляющие и связи внутри; осуществляет поиск вариантов решения поставленной проблемной ситуации; определяет стратегию достижения поставленной цели; УК-1.3. Применяет навыки критического анализа проблемных ситуаций на основе системного подхода и определяет стратегию действий для достижения поставленной цели. 1. Выберите один правильный ответ и обоснуйте его. Назовите главный критерий отбора биообъекта в качестве продуцента. а) быстрое накопление биомассы б) способность синтезировать целевой продукт в) способность расти на дешевых питательных средах г) секреция целевого продукта в культуральную жидкость Ответ: б. Способность накапливать целевой продукт биообъектом является главным критерием отбора продуцентов, т.к. это определяет эффективность и экономическую целесообразность процесса производства. Ответ студента может быть написан в собственной трактовке, эквивалентной по смыслу приведенному правильному тексту 2. Выберите один правильный ответ и обоснуйте его. Какие из биообъектов наиболее перспективны для получения разнообразных продуктов? а) водоросли б) простейшие в) актиномицеты г) вирусы Ответ: а. Водоросли, благодаря способности к фотосинтезу, перспективны для получения биотоплива, кормов для животных, пищевых добавок, лекарственных препаратов, биологических удобрений. Ответ студента может быть написан в собственной трактовке, эквивалентной по смыслу приведенному правильному ответу 3. Установите правильное соответствие этапов метода иммобилизации биообъектов и его характеристики: этап 1. включение в гель 2. адсорбция на носителе 3. микрокапсулирование 4. поперечная «сшивка» характеристика этапа а) помещение ферментов или клеток в микроскопические капсулы, образованные полупроницаемыми мембранами б) размещение биообъектов в микропористую структуру гелей в) использование бифункциональных реагентов для образования связей между молекулами фермента г) прикрепление ферментов или клеток к поверхности носителя Ответ: 1 б, 2 г, 3 а, 4 в. 4. Установите правильное соответствие уровней организации и биообъектов: уровни организации 1. молекулярно-генетический 2. организменный 3. клеточный / тканевой 4. биоценотический биообъекты а) сообщество растений, животных и микроорганизмов б) микроорганизмы, растения, животные в) ДНК, РНК, белки г) культуры клеток и тканей растений, животных, человека Ответ: 1 в 2 б, 3 г, 4 а. 5. Установите правильную последовательность работы с продуцентом в биотехнологии. а) выбор и подготовка продуцента б) оптимизация процесса производства целевого продукта в) создание условий для культивирования г) выделение и очистка целевого продукта Ответ: а, в, б, г. 6. Установите правильный порядок проведения генно-инженерных исследований. а) перенос вектора, содержащего требуемый ген, в модифицируемый организм б) отбор генетически модифицированных клеток с требуемым признаком в) получение изолированных генов, несущих требуемый признак г) включение гена в вектор для переноса в клетку-реципиент Ответ: в, г, а, б. 7. Ответьте на вопрос. Что предполагает термин «совершенствование» биообъекта? Ответ: Совершенствование биообъекта предполагает получение продуцентов с мутациями в геноме, которые отличаются от исходного биообъекта в сторону улучшения биотехнологических свойств, в частности, увеличения образования целевого продукта. Ответ студента может быть написан в собственной трактовке, эквивалентной по смыслу приведенному правильному тексту 8. Ответьте на вопрос. Чем занимается клеточная инженерия? Ответ: Клеточная инженерия – это раздел биотехнологии, основным направлением которого является выделение и культивирование ткани и клетки высших многоклеточных организмов. Ответ студента может быть написан в собственной трактовке, эквивалентной по смыслу приведенному правильному ответу 9. Ответьте на вопрос. Приведите примеры классификации мутаций по уровню локализации в клетке и по уровню возникновения. Ответ: По уровню локализации в клетке мутации делятся на цитоплазматические (внеядерные) и ядерные. По уровню возникновения выделяют генные мутации, хромосомные абберации, геномные мутации Ответ студента может быть написан в собственной трактовке, эквивалентной по смыслу приведенному правильному тексту 10. Вставьте пропущенное слово. Процесс поглощения бактериальной клеткой рекомбинантной ДНК из внешней среды – это ___________________. Ответ: трансформация. 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 | Рогожин В.В. | Практикум по биохимии: Учебное пособие | СПб.: Изд-во "Лань", 2013 | e.lanbook.com |
| 6.1.2. Дополнительная литература | ||||
| Авторы | Заглавие | Издательство, год | Эл. адрес | |
| Л2.1 | Меретукова З.К. | Методология научного исследования и образования: Учеб. пособие для студентов, занимающихся НИР и аспирантов | Изд-во АГУ, 2003 | |
| Л2.2 | А.М. Новиков; Д.А. Новиков | Методология научного исследования: Учебное пособие | Москва : Либроком, 2010 | biblioclub.ru |
| 6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет" | ||||
| Название | Эл. адрес | |||
| Э1 | База знаний по биологии человека | www.humbio.ru | ||
| Э2 | Электронная библиотека | www.elibrary.ru | ||
| Э3 | Электронный журнал "Наука и жизнь" | www.nkj.ru | ||
| Э4 | CancerQuest. Предоставление достоверной информации о биологии и лечении рака | www.cancerquest.org | ||
| Э5 | Классическая и молекулярная биология | www.MolBiol.ru | ||
| Э6 | Информационно-справочный ресурс по биологии | www.cellbiol.ru | ||
| Э7 | Курс в Moodle "Методология прикладных исследований" | portal.edu.asu.ru | ||
| Э8 | Наука. Новости науки и техники | www.sci-lib.com/molekular-biology | ||
| 6.3. Перечень программного обеспечения | ||||
| Ноутбук, проектор. Microsoft Windows Microsoft Office 7-Zip AcrobatReader 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.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/ | ||||
| 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 |
| Программой курса предусмотрены следующие формы организации учебного процесса: лекции (вводная, тематические), лабораторные занятия, самостоятельная работа студентов. Предполагаемые формы самостоятельной работы студентов: различные виды домашних заданий, подготовка к лабораторным занятиям, выполнение рефератов. В курсе «Методология прикладных исследований» предусмотрено использование словесных (лекция, объяснение, беседа, дискуссия, обсуждение) и наглядных (демонстрация схем, таблиц) методов обучения. Текущий контроль знаний студентов по дисциплине осуществляется на лабораторных занятиях в форме письменных 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. |