Домой

Типовая учебная программа для высших учебных заведений по специальностям: 1-31 01 01 Биология (по направлениям)




Скачать 184.54 Kb.
НазваниеТиповая учебная программа для высших учебных заведений по специальностям: 1-31 01 01 Биология (по направлениям)
Дата09.04.2013
Размер184.54 Kb.
ТипПрограмма
Содержание
Рекомендована к утверждению в качестве типовой
Пояснительная записка
Целью курса
Примерный тематический план
Содержание учебного материала
Ii. основы молекулярной биотехнологии
Iii. сырьевая база биотехнологии
Iv. технология ферментационных процессов
V. конечные стадии получения продуктов биотехнологических производств
Vi. иммобилизованные клетки и ферменты
Vii. клеточная инженерия
Viii. достижения биотехнологии
Информационно-методическая часть
Критерии оценки результатов учебной деятельности
Перечень рекомендуемых средств диагностики
Подобные работы:


Министерство образования Республики Беларусь

Учебно-методическое объединение по естественнонаучному образованию

Учебно-методическое объединение по экологическому образованию


УТВЕРЖДАЮ

Первый заместитель Министра образования

Республики Беларусь

________________ А.И. Жук


07 10 2011 г.


Регистрационный № ТД-G. 375 /тип.


Основы биотехнологии


Типовая учебная программа

для высших учебных заведений по специальностям:

1-31 01 01 Биология (по направлениям)

направлениям специальности 1-31 01 01-01 Биология (научно-производственная деятельность), 1-31 01 01-02 Биология (научно-педагогическая деятельность);

1-33 01 01 Биоэкология



СОГЛАСОВАНО


Председатель Учебно-методического объединения по естественно-научному образованию


_______________ А.Л. Толстик


28 03 2011 г.


Председатель Учебно-методического объединения по экологическому

образованию

________________ С.П. Кундас


27 01 2011 г.



СОГЛАСОВАНО


Начальник Управления высшего и

среднего специального образования

Министерства образования

Республики Беларусь

________________ Ю.И. Миксюк

07 10 2011 г.


Проректор по учебной и воспитательной работе Государственного учреждения образования «Республиканский

институт высшей школы»

________________ В.И. Шупляк

22 06 2011 г.


Эксперт-нормоконтролер

________________ С.М. Артемьева

22 06 2011 г.


Минск 2011

Составители:

Римма Анатольевна Желдакова, доцент кафедры микробиологии Белорусского государственного университета, кандидат биологических наук, доцент;

Владимир Антонович Прокулевич, заведующий кафедрой микробиологии Белорусского государственного университета, доктор биологических наук, профессор;

Юрий Константинович Фомичев, профессор кафедры микробиологии Белорусского государственного университета, доктор медицинских наук, профессор


РЕЦЕНЗЕНТЫ:

Кафедра биотехнологии и биоэкологии Учреждения образования «Белорусский государственный технологический университет»;

Зинаида Михайловна Алещенкова, заведующая лабораторией взаимоотношений микроорганизмов почвы и высших растений Государственного научного учреждения «Институт микробиологии Национальной академии наук Беларуси», доктор биологических наук


^ РЕКОМЕНДОВАНА К УТВЕРЖДЕНИЮ В КАЧЕСТВЕ ТИПОВОЙ:


Кафедрой микробиологии Белорусского государственного университета

(протокол № 5 от 25 октября 2010 г.);


Научно-методическим советом Белорусского государственного университета

(протокол № 1 от 03 ноября 2010 г.);


Научно-методическим советом по специальности 1-31 01 01 Биология

Учебно-методического объединения по естественнонаучному образованию

(протокол № 8 от 16 ноября 2010 г.)


Научно-методическим советом по специальностям 1-33 01 01 Биоэкология, 1-33 80 01 Экология и 1-33 01 02 Геоэкология Учебно-методического объединения по экологическому образованию

(протокол № 5 от 03 декабря 2010 г.)


Ответственный за редакцию: Римма Анатольевна Желдакова


О


тветственный за выпуск: Римма Анатольевна Желдакова

^ ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Курс «Основы биотехнологии» направлен на рассмотрение вопросов общей характеристики биотехнологии как науки, ее достижений и перспектив, в свете современных представлений о биотехнологии как важнейшем научном направлении и отрасли промышленности.

Особое внимание уделяется рассмотрению связей между достижениями в области фундаментальных наук (микробиология, молекулярная генетика, молекулярная биология и т. п.) и прикладными аспектами их использования в решении актуальных задач современного общества.

Программа курса составлена с учетом межпредметных связей по смежным дисциплинами биологического профиля («Микробиология», «Вирусология», «Основы иммунологии», «Биохимия» и др.) Программа построена по блочно-модульному типу, что предполагает выделение основных разделов курса. Содержание и объем учебного материала по каждому модулю позволяет студентам свободно ориентироваться в изучаемых вопросах.

^ Целью курса является формирование у студентов представлений об основных направлениях и перспективах развития биотехнологии, решаемых с ее помощью задач, характеристике используемых для этого объектов и методов их создания.

Основная задача курса – получение студентами теоретических знаний и практических навыков постановки экспериментов, способствующих их дальнейшей практической деятельности в сфере народного хозяйства, медицины, охраны окружающей среды.

В результате изучения дисциплины обучаемый должен:

знать:

  • принципы подбора биологических объектов для биотехнологических производств и требования, предъявляемые к ним;

  • способы улучшения производственных и экономических характеристик и показателей продуцентов методами in vivo и in vitro;

  • типы и режимы ферментаций, состав питательных сред и основные параметры роста культур;

  • получение первичных и вторичных метаболитов;

  • основные принципы и особенности генетической инженерии и технологии рекомбинантных ДНК;

  • конструирование, способы введения генов и поиск клонов клеток с интересующими заданными свойствами;

  • методы культивирования клеток высших организмов.

  • получение трансгенных организмов

  • достижения биотехнологии, особенности развития биотехнологических производств в Республике Беларусь

уметь:

  • пользоваться микробиологическими методами исследования и использовать их при работе на биотехнологическом производстве;

  • использовать классические и современные методы генетического конструирования штаммов-продуцентов биологически активных веществ;

  • уметь использовать различные типы питательных сред для культивирования биологических объектов и получения целевых продуктов;

  • работать на биотехнологическом производстве и учитывать основные конструкторские детали его организации.

Организация самостоятельной работы студентов по курсу предполагает размещение в сетевом доступе комплекса учебных и учебно-методических материалов, включающего программу, вопросы для самоконтроля, тематику лабораторных занятий, методические и информационные материалы к ним и др. Это послужит основой для ориентации слушателей в круге рассматриваемых вопросов как в процессе изучения курса, так и в период непосредственной подготовки к экзамену.

Программа рассчитана максимально на 144 часа, в том числе 44 аудиторных: 30 часов – лекционных, 14 часов – лабораторных занятий.
^

ПРИМЕРНЫЙ ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН




разделов

и тем


Наименование разделов и тем

Аудиторные часы


Всего


Лекции

Лабора-торные

занятия

I.

Введение. Объекты биотехнологии

2

2




II.

Основы молекулярной биотехнологии

14

8

6

III.

Сырьевая база биотехнологии

6

4

2

IV.

Технологии ферментационных процессов

8

4

4

V.

Конечные стадии получения продуктов биотехнологических производств

2

2




VI.

Иммобилизованные клетки и ферменты

6

4

2

VII.

Клеточная инженерия

4

4




VIII.

Достижения биотехнология

2

2




ИТОГО:

48

30

14



^

СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОГО МАТЕРИАЛА




I. Введение. Объекты биотехнологии


Биотехнология как межотраслевая область научно-технического прогресса и раздел практических знаний. Основные факторы, обусловившие стимул в развитии современной биотехнологии. Связь биотехнологии с биологическими, химическими, техническими и другими науками. Практические задачи биотехнологии и важнейшие исторические этапы ее развития. Области применения достижений биотехнологии. Трехкомпонентность современной биотехнологии.

Основные тенденции и перспективные направления развития биотехнологии в Республике Беларусь.


^ II. ОСНОВЫ МОЛЕКУЛЯРНОЙ БИОТЕХНОЛОГИИ


Генетические способы улучшения продуцентов: организменный, клеточный и молекулярный уровни. Получение продуцентов путем ступенчатого отбора случайных мутаций и отбор продуцентов с заданным фенотипом.

Генетическая инженерия и технология рекомбинантных ДНК. Основные открытия, обосновавшие теоретически технологический подход к наследственной информации.

Инструменты генетической инженерии. Характеристика ферментов, используемых в генетической инженерии. Рестрицирующие эндонуклеазы, их основные характеристики и область применения. Методы соединения клонируемых фрагментов и векторных молекул. Выделение фрагментов ДНК.

Характеристика и особенности векторных молекул. Векторные системы, применяемые для клонирования в клетках прокариотических организмов. Типы векторов: плазмидные и фаговые, космиды и фазмиды. Классификация векторов. Упаковочная система бактериофага лямбда и область ее применения. Особенности клонирования в клетках грамотрицательных и грамположительных бактерий.

Банки генов и клонотеки геномов.

Векторные системы для клонирования в клетках эукариот: животных, растительных и дрожжевых.

Стратегия клонирования и экспрессия чужеродной генетической информации в клетках различных организмов.

Способы введения рекомбинантных ДНК в клетки различных организмов. Поиск клонов с рекомбинантной ДНК. Общая схема эксперимента по генетической инженерии.


^ III. СЫРЬЕВАЯ БАЗА БИОТЕХНОЛОГИИ


Требования, предъявляемые к питательным субстратам, использующимся в биотехнологических процессах. Основные типы питательных сред, использующихся в биотехнологии: требования к составу и качеству, принципы подбора.

Сырьевая база биотехнологии. Питательные среды для ферментационных процессов. Природные сырьевые субстраты растительного происхождения. Отходы производства как потенциальные субстраты для культивирования биологических объектов.


^ IV. ТЕХНОЛОГИЯ ФЕРМЕНТАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ


Устройство и основные конструкторские детали ферментеров и биореакторов. Системы пеногашения, теплообмена, аэрирования и перемешивания, асептики и стерилизации, используемые в ферментерах. Специализированные ферментационные технологии: аэробные, анаэробные, газофазные и др.

Типы и режимы ферментаций: периодические и непрерывные. Хемостаты и турбидостаты. Твердофазная ферментация. Особенности получения целевых продуктов при различных условиях ферментации. Принцип масштабирования технологических процессов: лабораторные, пилотные и промышленные установки.

Основные параметры роста культур: время генерации, удельная скорость роста, выход биомассы, экономический коэффициент. Кривая роста популяции клеток, характеристика отдельных фаз и получение целевых продуктов. Зависимость выхода конечного продукта от потребленного субстрата.

Особенности культивирования биологических объектов. Культивирование клеток высших растений, примеры получаемых продуктов. Культивирование клеток животных, получение моноклональных антител.


^ V. КОНЕЧНЫЕ СТАДИИ ПОЛУЧЕНИЯ ПРОДУКТОВ БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ


Конечные стадии получения целевого продукта. Отделение биомассы: флотация, фильтрование и центрифугирование. Методы дезинтеграции клеток. Выделение целевого продукта: осаждение, экстрагирование, адсорбция, электрохимические методы, ионообменная хроматография и др. Стадии концентрирования, обезвоживания, модификации и стабилизации целевых продуктов биотехнологических процессов.

Классификация продуктов биотехнологического производства.


^ VI. ИММОБИЛИЗОВАННЫЕ КЛЕТКИ И ФЕРМЕНТЫ


Иммобилизованные клетки и ферменты, преимущества их использования в биотехнологии. Характеристика используемых носителей, способы иммобилизации клеток и ферментов.

Технология производства ферментов в промышленных условиях, требования, предъявляемые к продуцентам ферментов.

Инженерная энзимология как современное направление биотехнологии.


^ VII. КЛЕТОЧНАЯ ИНЖЕНЕРИЯ


Методы культивирования клеток высших организмов.

Каллусные и суспензионные культуры клеток высших растений, методы их получения и область применения. Протопласты растительных клеток, их получение, методы регенерации и культивирования. Слияние протопластов растительных клеток. Гибридизация соматических клеток растений.

Культивирование клеток и тканей животных. Приемы культивирования в суспензионной культуре и и в адгезированном состоянии. Требования к качеству и составу питательных сред. Первичные и перевиваемые культуры.

Получение трансгенных организмов.


^ VIII. ДОСТИЖЕНИЯ БИОТЕХНОЛОГИИ


Производство белка одноклеточных организмов. Продуценты белка. Понятие скора. Требования к белку одноклеточных организмов, возможности его использования.

Биотехнология и медицина. Получение антибиотиков в промышленных условиях. Другие лекарственные препараты, получаемые в промышленных условиях (вакцины, пробиотики и т.д.).

Биотехнологические способы получения энергоносителей.

Биотехнология и окружающая среда. Экологическая биотехнология. Биотехнология очистки промышленных отходов.

Нанобиотехнологии и основные направления их развития.

Социальные аспекты биотехнологии и биоинженерии. Контроль применения биотехнологических методов. Понятие о биоэтике и биобезопасности.


^ ИНФОРМАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ


ЛИТЕРАТУРА


О с н о в н а я:

1. Биотехнология: В 8 кн. / под ред. Н.С. Егорова и В. Д. Самуилова. М.: Высшая школа, 1986.

2. Глик Б. Молекулярная биотехнология. Принципы и применение / Б. Глик, Дж. Пастернак. М.: Мир, 2002.

3. Егорова Т. А. Основы биотехнологии: Учеб. Пособие для высших педагогических учебных заведений / Т. А. Егорова, С. М. Клунова, Е. А. Живухина. – М.: Изд. Центр «Академия», 2003.

4. Евтушенков А. Н. Введение в биотехнологию: курс лекций/ А. Н. Евтушенков, Ю. К. Фомичев. – Мн.: БГУ, 2004.

5. Желдакова Р. А. Основы биотехнологии: Методические указания к лабораторным занятиям для студентов биологического факультета / Р. А. Желдакова, В. Е. Мямин, Е. И. Игнатенко, Ю. В. Селезнева. – Минск: БГУ, 2009. - 48 с.

6. Загоскина Н. В. Биотехнология: теория и практика. Учеб. пособие для вузов / Н. В. Загоскина, Л. В. Назаренко, Е. А. Калашникова, Е. А. Живухина. – М.: Изд. Оникс, 2009.


Д о п о л н и т е л ь н а я:

1. Албертс Б. Молекулярная биология клетки. / Албертс Б., Брей Д., Льюис Дж и др. М.: Мир, 1994. Т.1-3.

2. Воробьева Л. И. Промышленная микробиология: Учеб. пособие. – М.: Изд-во МГУ, 1989.

3. Ермишин А. П. Биотехнология. Биобезопасность. Биоэтика / Ермишин А. П. – Мн.: Тэхналогия, 2005.

4. Промышленная микробиология: Учеб. Пособие для вузов / З. А. Аркадьева, А. М. Безбородов, И.Н. Блохина и др.; Под ред. Н. С. Егорова. – М.: Высш. шк., 1989.

5.Сингер М. Гены и геномы / Сингер М., Берг П. М.:Мир, 1998.

6. Сельскохозяйственная биотехнология: Учеб. / В. С. Шевелуха, Е. А. Калашникова, Е. С. Воронин и др.; Под ред. В. С. Шевелухи – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 2003.

7. Сельскохозяйственная биотехнология: векторные системы молекулярного клонирования./ М.: Агропромиздат, 1991.

8. Современная микробиология: прокариоты / под ред. Й. Ленгелера, Г. Древса, Г. Шлегеля. М.: Мир, 2005. Т. 2.

9. Рекомбинантные молекулы: значение для науки и практики. М.: Мир, 1980.

10. Рыбчин В. Н. Основы генетической инженерии. – СПб.: Изд-во СПб ГТУ, 1999.

11. Щелкунов С. Н. Генетическая инженерия: Учеб.-справ. пособие . 2-е изд, испр. и доп. – Новосибирск: Сиб унив. изд-во, 2004.

12. Экологическая биотехнология. – Л., 1990.

^

КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ РЕЗУЛЬТАТОВ УЧЕБНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ





Баллы

Показатели оценки

1

2

1

(один)

Отсутствие знаний и компетенций в рамках образовательного стандарта или отказ от ответа

2

(два)

Фрагментарные знания в рамках образовательного стандарта; знания отдельных литературных источников, рекомендованных учебной программой дисциплины; неумение использовать научную терминологию дисциплины, наличие в ответе грубых ошибок; пассивность на лабораторных занятиях, низкий уровень культуры исполнения заданий

3

(три)

Недостаточно полный объем знаний в рамках образовательного стандарта; знание части основной литературы, рекомендованной учебной программой дисциплины; использование научной терминологии, изложение ответа на вопросы с существенными ошибками; слабое владение инструментарием учебной дисциплины, некомпетентность в решении стандартных (типовых) задач; неумение ориентироваться в основных теориях, концепциях и направлениях изучаемой дисциплины; пассивность на лабораторных занятиях, низкий уровень культуры исполнения заданий

4

(четыре)

Достаточный объем знаний в рамках образовательного стандарта; усвоение основной литературы, рекомендованной учебной программой дисциплины; использование научной терминологии, логическое изложение ответа на вопросы, умение делать выводы без существенных ошибок; владение инструментарием учебной дисциплины, умение его использовать в решении стандартных (типовых) задач; умение под руководством преподавателя решать стандартные (типовые) задачи; умение ориентироваться в основных теориях, концепциях и направлениях по изучаемой дисциплине и давать им оценку; работа под руководством преподавателя на лабораторных занятиях, допустимый уровень исполнения заданий

5

(пять)

Достаточные знания в объеме учебной программы; использование научной терминологии, грамотное логически правильное изложение ответа на вопросы, умение делать выводы; владение инструментарием учебной дисциплины, умение его использовать в решении учебных и профессиональных задач; способность самостоятельно принимать типовые решения в рамках учебной программы; усвоение основной литературы, рекомендованной учебной программой дисциплины; умение ориентироваться в базовых теориях, концепциях и направлениях по изучаемой дисциплине и давать им сравнительную оценку; самостоятельная работа на лабораторных занятиях, фрагментарное участие в групповых обсуждениях, достаточный уровень культуры исполнения заданий

6

(шесть)

Достаточно полные и систематизированные знания в объеме учебной программы; использование необходимой научной терминологии, грамотное, логически правильное изложение ответа на вопросы, умение делать обобщения и обоснованные выводы; владение инструментарием учебной дисциплины, умение его использовать в решении учебных и профессиональных задач; способность самостоятельно применять типовые решения в рамках учебной программы; усвоение основной литературы, рекомендованной учебной программой дисциплины; умение ориентироваться в базовых теориях, концепциях и направлениях по изучаемой дисциплине и давать им сравнительную оценку; активная самостоятельная работа на лабораторных занятиях, периодическое участие в групповых обсуждениях, достаточный уровень культуры исполнения заданий

7

(семь)

Систематизированные, глубокие и полные знания по всем разделам учебной программы; использование научной терминологии (в том числе на иностранном языке), грамотное, логически правильное изложение ответа на вопросы, умение делать обоснованные выводы и обобщения; владение инструментарием учебной дисциплины, умение его использовать в постановке и решении научных и профессиональных задач; свободное владение типовыми решениями в рамках учебной программы; усвоение основной и дополнительной литературы, рекомендованной учебной программой дисциплины; умение ориентироваться в основных теориях, концепциях и направлениях по изучаемой дисциплине и давать им аналитическую оценку; самостоятельная работа на лабораторных занятиях, участие в групповых обсуждениях, высокий уровень культуры исполнения заданий

8

(восемь)

Систематизированные, глубокие и полные знания по всем поставленным вопросам в объеме учебной программы; использование научной терминологии (в том числе на иностранном языке), грамотное и логически правильное изложение ответа на вопросы, умение делать обоснованные выводы и обобщения; владение инструментарием учебной дисциплины (в том числе техникой информационных технологий), умение его использовать в постановке и решении научных и профессиональных задач; способность самостоятельно решать сложные проблемы в рамках учебной программы; усвоение основной и дополнительной литературы, рекомендованной учебной программной дисциплины; умение ориентироваться в основных теориях, концепциях и направлениях по изучаемой дисциплине и давать им аналитическую оценку; активная самостоятельная работа на лабораторных занятиях, систематическое участие в групповых обсуждениях, высокий уровень культуры исполнения заданий

9

(девять)

Систематизированные, глубокие и полные знания по всем разделам учебной программы; точное использование научной терминологии (в том числе на иностранном языке), грамотное и логически правильное изложение ответа на вопросы; владение инструментарием учебной дисциплины, умение его эффективно использовать в постановке и решении научных и профессиональных задач; способность самостоятельно и творчески решать сложные проблемы в нестандартной ситуации в рамках учебной программы; полное усвоение основной и дополнительной литературы, рекомендованной учебной программной дисциплины; умение ориентироваться в теориях, концепциях и направлениях по изучаемой дисциплине и давать им аналитическую оценку; систематическая, активная самостоятельная работа на лабораторных занятиях, творческое участие в групповых обсуждениях, высокий уровень культуры исполнения заданий

10

(десять)

Систематизированные, глубокие и полные знания по всем разделам учебной программы, а также по основным вопросам, выходящим за ее пределы; точное использование научной терминологии (в том числе на иностранном языке), грамотное, логически правильное изложение ответа на вопросы; безупречное владение инструментарием учебной дисциплины, умение его эффективно использовать в постановке и решении научных и профессиональных задач; способность самостоятельно и творчески решать сложные проблемы в нестандартной ситуации; полное и глубокое усвоение основной и дополнительной литературы по изучаемой учебной дисциплине; умение свободно ориентироваться в теориях, концепциях и направлениях по изучаемой дисциплине и давать им аналитическую оценку, использовать научные достижения других дисциплин; творческая самостоятельная работа на лабораторных занятиях, активное творческое участие в групповых обсуждениях, высокий уровень культуры исполнения заданий



^ ПЕРЕЧЕНЬ РЕКОМЕНДУЕМЫХ СРЕДСТВ ДИАГНОСТИКИ


Типовыми учебными планами направлений специальности 1-31 01 01-01 «Биология (научно-производственная деятельность)», 1-31 01 01-02 «Биология (научно-педагогическая деятельность)» и специальности 1-33 01 01 «Биоэкология» в качестве формы итогового контроля по дисциплине рекомендован экзамен. Оценка учебных достижений студента осуществляется на экзамене и производится по десятибалльной шкале.

Для текущего контроля и самоконтроля знаний и умений студентов по данной дисциплине можно использовать следующий диагностический инструментарий:

  • защита индивидуальных заданий при выполнении лабораторных работ;

  • защита подготовленного студентом реферата;

  • проведение коллоквиума;

  • устные опросы;

  • письменные контрольные работы по отдельным темам курса;

  • компьютерное тестирование.



Скачать 184.54 Kb.
Поиск по сайту:



База данных защищена авторским правом ©dogend.ru 2014
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Уроки, справочники, рефераты