модуль 1 методы культивирования микроорганизмов

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
имени ШАКАРИМА г. СЕМЕЙ
Документ СМК 3
УМКД
УМКД 042–18-9.1.22/01 -2014
уровня
УМКД
Программа
Редакция № 2 от
дисциплины
11.09.2014 г.
«Биотехнология
взамен редакции
микроорганизмов» №1 от 18.09.2014 г.
для преподавателя
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ
КОМПЛЕКС ДИСЦИПЛИНЫ
«Биотехнология микроорганизмов»
для специальности 5В070100 – «Биотехнология»
ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
ДЛЯ ПРЕПОДАВАТЕЛЯ
Семей
2014
УМКД 042-18-9.1.22/01 - 2014
Редакция № 2 от 11.09.2014 г. взамен
редакции № 1 от 18.09.2014 г.
Страница 2 из 10
ПРЕДИСЛОВИЕ
1 РАЗРАБОТАНО
Составитель
25.08. 2014 г. Г.М. Байбалинова к.т.н.,
и.о. доцента кафедры «Стандартизация и биотехнология»
2 ОБСУЖДЕНО
2.1 На заседании кафедры « Стандартизация и биотехнология»
Протокол от «25» 08. 2014 года, № 1
Заведующий кафедрой ____________ Ж.Х.Какимова
2.2 На заседании учебно-методического бюро инженернотехнологического факультета
Протокол от «04» 09. 2014 года, № 1
Председатель ______________С.С.Толеубекова
3 УТВЕРЖДЕНО
Одобрено и рекомендовано к изданию на заседании Учебно-методического
совета университета
Протокол от «11» 09. 2014 года, № 1
Председатель УМС____________ Г.К. Искакова
4 ВВЕДЕНО ВЗАМЕН редакции № 1 от 18.09.2014 г.
УМКД 042-18-9.1.22/01 - 2014
Редакция № 2 от 11.09.2014 г. взамен
редакции № 1 от 18.09.2014 г.
Страница 3 из 10
Содержание
1
2
3
4
5
6
7
Область применения
Нормативные ссылки
Общие положения
Содержание учебной дисциплины (модуля)
Перечень тем для самостоятельной работы обучающихся
Карта обеспеченности учебно-методической литературой
Литература
4
4
4
6
9
10
10
УМКД 042-18-9.1.22/01 - 2014
Редакция № 2 от 11.09.2014 г. взамен
редакции № 1 от 18.09.2014 г.
Страница 4 из 10
1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
Программа дисциплины для преподавателя, входящая в состав учебнометодического
комплекса,
по
дисциплине
«Биотехнология
микроорганизмов» предназначена для обучающихся специальности
5В070100 – «Биотехнология»
2 НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ
Настоящая программа дисциплины для преподавателя устанавливает
порядок организации учебного процесса по дисциплины «Биотехнология
микроорганизмов» в соответствии с требованиями и рекомендациями
следующих документов:
Государственный
общеобязательный
стандарт
образования
соответствующего уровня образования;
- Каталог элективных дисциплин по специальности высшего образования
5В070100- «Биотехнология»;
- СТУ 042-ГУ-4-2014 Стандарт университета «Общие требования к
разработке и оформлению учебно-методических комплексов дисциплин»;
- ДП 042-1.01-2014 Документированная процедура «Структура и
содержание учебно-методических комплексов дисциплин».
3 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
3.1. Краткое описание содержания дисциплины: в дисциплине описаны
микроорганизмы. Структура клетки Химический состав клеток. Роль воды в
процессах жизнедеятельности. Обмен веществ и ферментативные процессы.
Ферменты и коферменты. Кинетика ферментативных реакций. Важнейшие
энергетические процессы. Биосинтез белков и нуклеиновых кислот.
Принципы регуляции метаболизма. Культивирование микроорганизмов.
Оптимальные условия культивирования. Рост и размножение. Методы
культивирования. Основы микробиологического производства. Сырье.
Технологическое оборудование. Этапы технологического процесса.
Получение микробной биомассы. Хлебопекарные дрожжи. Получение
дрожжей из мелассы. Выращивание дрожжей на этанольной среде. Автолизат
дрожжей. Кормовые дрожжи. Кормовая биомасса из целлюлозосодержащих
субстратов. Микробная биомасса из природного газа. Биомасса водородных
бактерий. Медицинские дрожжи. Закваски молочнокислых бактерий.
Вакцины. Бактериальные удобрения. Бактериальные средства защиты
растений.
Получение липидов, полисахаридов, этилового спирта и
органических растворителей. Липиды. Полисахариды. Декстран. Этиловый
спирт. Органические растворители
УМКД 042-18-9.1.22/01 - 2014






Редакция № 2 от 11.09.2014 г. взамен
редакции № 1 от 18.09.2014 г.
Страница 5 из 10
3.2 Целью изучения дисциплины: получение представления об
особенностях
метаболизма
и
биосинтетических
возможностях
микроорганизмов, принципах регуляции метаболизма микроорганизмов на
генетическом и биохимическом уровне, закономерностях роста
микроорганизмов, влиянии внешних условий на рост и биосинтез первичных
и вторичных метаболитов.
3.3 Основная задача изучения дисциплины: умение практически
применять изучаемую дисциплину по специальности.
3.4 Результаты обучения:
В результате изучения дисциплины обучающийся должен:
знать основы культивирования микроорганизмов, технологические процессы
получения биомассы и продуктов тонкого микробиологического синтеза,
требования предъявляемые к сырью и конечному продукту;
владеть навыками статистической обработки экспериментальных данных
для анализа технологических процессов при производстве различных видов
биотехнологической продукции, использования методов исследований и
приборов для проведения исследований, а также навыки лабораторных
исследований;
усвоить основные положения государственного общеобязательного
стандарта специальности, содержание образовательно-профессиональной
программы специальности, задачи профессиональной деятельности,
основные методики проведения анализов, показатели в области качества и
безопасности продуктов биотехнологического производства;
уметь
демонстрировать базовые знания в области биотехнологии
микроорганизмов, работать с культурами микроорганизмов, определять
чистоту и активность культур и препаратов, контролировать рост
продуцентов, использовать знания о биотехнологии микроорганизмов в
практической деятельности, применять стандарты и технические условия для
контроля качества продукции, пользоваться терминологией, как в области
образования, так и в области биотехнологии, выялять причины нарушения
технологических процессов при производстве биотехнологической
продукции;
понимать единую политику в сфере образования и в сфере биотехнологии
производства пищевых продуктов, причины нарушения технологических
процессов при производстве биотехнологической продукции, современные
проблемы микробиологической отрасли;
иметь представление о структуре университета, о видах и проведении
учебных занятий, о нормативных документах, о переводах и отечественном
опыте в области биотехнологии, навыки анализа технологических процессов
при производстве различных видов продукции, о использовании методов
исследований микроорганизмов и приборов для проведения исследований, а
также навыки лабораторных исследований, навыки приготовления
питательных сред для культивирования, работы в ламинарном боксе,
УМКД 042-18-9.1.22/01 - 2014
Редакция № 2 от 11.09.2014 г. взамен
редакции № 1 от 18.09.2014 г.
Страница 6 из 10
стерилизацию исходного материала и изолирование из него эксплантов,
культивирование клеток на агаризованной и в жидкой среде;
 приобрести практические навыки по работе с научной, научно-технической,
нормативной документацией, способности проведения стандартных,
сертификационных испытаний качества сырья, готовой продукции и
биотехнологических процессов;
3.5 Пререквизиты курса:
«Биохимия», «Основы биотехнологических
производств», «Использование углеводного сырья в биотехнологическом
производстве», «Биотехнология бродильного производства І», «Пищевая
биотехнология».
3.6
Постреквизиты
курса:
«Проектирование
предприятий
биотехнологических производств», «Гигиена питания», «Основы научных
исследований в биотехнологии», «Биотехнология бродильных производств
2», «Экологическая биотехнология».
3.7 Выписка из рабочего учебного плана:
Таблица 1
Всего
Форма
Курс Семе Кред ЛК
СПЗ
ЛБ
СРОП СРО
час. итогового
стр
иты
час.
час.
час.
час.
час
контроля
3
5
4
30
15
15
30
90
180
экзамен
4 СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)
Таблица 2
Наименование тем и их содержание
Количество
часов
1
2
МОДУЛЬ 1 МЕТОДЫ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ
Лекционные занятия
Лекция № 1 Введение
1
Лекция № 2 Культивирование микроорганизмов
1
Лекция № 3 Методы культивирования микроорганизмов
1
Лекция № 4 Сырье используемое в микробиологическом
1
производстве
Лекция № 5 Технологическое оборудование
1
микробиологического производства
Лабораторные занятия
Занятие № 1 Приборы и аппараты в лаборатории
1
«Биотехнология микроорганизмов». Электронная микроскопия.
Правила работы в лаборатории
Занятие № 2
Подготовка и стерилизация посуды,
1
инструментов и приборов.
Занятие № 3 Питательные среды и техника их приготовления
1
Занятие № 4 Питательные среды и техника их приготовления
1
УМКД 042-18-9.1.22/01 - 2014
Редакция № 2 от 11.09.2014 г. взамен
редакции № 1 от 18.09.2014 г.
Страница 7 из 10
1
2
Занятие № 5 Методы посева и культивирование продуцентов
1
Практические занятия
Занятие № 1 Микроорганизмы-продуценты. Цели и задачи
1
культивирования
Занятие № 2 Стерилизация питательных сред, посуды и
1
оборудования
Занятие № 3 Питательные среды
1
Занятие № 4 Питательные среды
1
Занятие № 5 Выделение чистой культуры микроорганизмов
1
МОДУЛЬ 2 ЭТАПЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА
Лекционные занятия
Лекция № 6 Этапы технологического процесса
1
микробиологического производства
Лекция № 7 Получение микробной биомассы.
1
Лекция № 8 Хлебопекарные дрожжи
1
Лекция № 9 Получение микробной биомассы. Получение
1
дрожжей из мелассы
Лекция № 10 Автолизат дрожжей
1
Лекция № 11 Кормовые дрожжи
1
Лекция № 12 Микробная масса из природного газа
1
Лекция № 13 Биомасса водородных бактерий
1
Лекция № 14 Получение микробной биомассы. Медицинские
1
дрожжи
Лекция № 15 Получение микробной биомассы. Вакцины.
1
Лекция № 16 Бактериальные удобрения
1
Лабораторные занятия
Занятие № 6 Изучение роста микроорганизмов и влияние на
1
него рН и температуры культивирования.
Занятие № 7 Изучение роста микроорганизмов и влияние на
1
него рН и температуры культивирования.
Занятие № 8 Выделение чистых культур бактерий.
1
Количественный учет микроорганизмов
Занятие № 9 Отделение биомассы микробов от культуральной
1
жидкости
Занятие № 10 Изучение ферментативной активности
1
(бродильной, протеолитической, целлюлозолитической)
микроорганизмов
Занятие № 11 Изучение ферментативной активности
1
(бродильной, протеолитической, целлюлозолитической)
микроорганизмов
УМКД 042-18-9.1.22/01 - 2014
Редакция № 2 от 11.09.2014 г. взамен
редакции № 1 от 18.09.2014 г.
Страница 8 из 10
1
Практические занятия
Занятие № 6 Выделение чистой культуры микроорганизмов
Занятие № 7 Величина популяции и способы ее измерения
Занятие № 8 Величина популяции и способы ее измерения
Занятие № 9 Параметры роста культур микроорганизмов
Занятие № 10 Параметры роста культур микроорганизмов
МОДУЛЬ 3 ПОЛУЧЕНИЕ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
Лекционные занятия
Лекция № 17 Получение липидов
Лекция № 18 Получение полисахаридов
Лекция № 19 Получение органических растворителей
Лекция № 20 Получение этилового спирта
Лекция № 21 Получение органических кислот
Лекция № 22 Методы получения аминокислот
Лекция № 23 Получение лизина
Лекция № 24 Получение витаминов
Лекция № 25 Получение антибиотиков
Лекция № 26 Получение пеницилина
Лекция № 27 Получение ферментных препаратов
Лекция № 28 Получение микробного белка
Лекция № 29 Микробиологическая трасформация
органических соединений
Лекция № 30 Использование микроорганизмов для защиты
окружающей среды
Лабораторные занятия
Занятие № 12 Исследование хлебопекарных дрожжей.
Занятие № 13 Методы получения аминокислот из микробной
массы.
Занятие № 14 Методы экстрагирования из микробной массы
ферментов, витаминов и липидов
Занятие № 15 Микрофлора молочнокислых продуктов.
Бактериальные препараты, используемые в пищевой
промышленности (закваски, бифидумбактерии, лактобактерии).
Практические занятия
Занятие № 12 Культивирование микроорганизмов
Занятие № 13 Периодическое глубинное культивирование.
Кривая роста
Занятие № 14 Культивирование микроорганизмов
в непрерывном режиме
Занятие № 15 Культивирование микроорганизмов
в непрерывном режиме
2
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
УМКД 042-18-9.1.22/01 - 2014
Редакция № 2 от 11.09.2014 г. взамен
редакции № 1 от 18.09.2014 г.
Страница 9 из 10
ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ
ОБУЧАЮЩИХСЯ
5.1 Конструкция и принцип работы термостата.
5.2 Конструкция и принцип работы автоклава.
5.3 Конструкция и принцип работы сушильного шкафа и центрифуги.
5.4 Предназначение лабораторного рН-метра и рефрактометра.
5.5 Устройство и принцип работы электронного микроскопа.
5.6 Состав питательных сред и их культивирование.
5.7 Плотные питательные среды и их характеристика.
5.8 Сухие питательные среды и их характеристика.
5.9 Углеводные питательные среды, их характеристика.
5.10 Автоклавирование.
5.11 Стерилизация текучим паром.
5.12 Пастеризация.
5.13 Стерилизация фильтрованием.
5.14 Приготовление МПБ, МПЖ, МПА.
5.15 Посев микроорганизмов на плотные питательные среды.
5.16 Посев микроорганизмов на жидкие питательные среды.
5.17 Чистые культуры микроорганизмов.
5.18 Приемы предосторожности против заражения исследуемого материала
посторонними микроорганизмами используются при посевах.
5.19 Механизм действия на микроорганизмы высоких и низких температур.
5.20 Назначение чистых культур микроорганизмов.
5.21 Методы выделения чистых культуры по методу Коха.
5.22 Метод выделения Как выделяют чистые культуры по методу
Дригальского?
5.23 Этапы проведения количественного учета с помощью счетных камер.
5.24 Способы измерения микроорганизмов.
5.25 Определение образования бактериями индола.
5.26 Расы
микроорганизмов
используемые
при
производстве
хлебопекарных дрожжей.
5.27 Стадии лабораторного размножения дрожжей.
5.28 Характеристика стадии чистой культуры.
5.29 Описание стадии естественно чистой культуры.
5.30 Методы получения аминокислот?
5.31 Продуценты лизина, их характеристика.
5.32 Основные технологические параметры получения лизина.
5.33 Сущность биуретового метода определения концентрации белков.
5.34 Процесс экстрагирования ферментов из микробной массы.
5.35 Характеристика процесса экстрагирования витаминов.
5.36 Экстрагирование липидов из микробной массы.
5.37 Методы оценки качества заквасок.
5
УМКД 042-18-9.1.22/01 - 2014
Редакция № 2 от 11.09.2014 г. взамен
редакции № 1 от 18.09.2014 г.
Страница 10 из 10
5.38 Требования, предъявляемые СанПин к качеству заквасок.
5.39 Группы делится современный ассортимент кисломолочных продуктов.
5.40 Микроорганизмы относящиеся к пробиотикам.
6 КАРТА ОБЕСПЕЧЕННОСТИ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЙ
ЛИТЕРАТУРОЙ
Таблица 3
Наименование учебников
Количество Количество
Процент
учебно-методических
экземпляров обучающихся обеспеченности
пособий
Катлинский А.В., Сазыкин
2
13
20
Ю.О., Орехов С.Н., Чакалева
И.И. Биотехнология
Елинов Н. П. Основы
2
13
20
биотехнологии.
Л.В. Тимощенко, М.В. Чубик.
2
13
20
Основы микробиологии и
биотехнологии.
Глик Б., Пастернак Дж.
2
13
20
Молекулярная
биотехнология.
6 ЛИТЕРАТУРА
7.1 Основная литература:
7.1.1 Катлинский А.В., Сазыкин Ю.О., Орехов С.Н., Чакалева И.И.
Биотехнологии
7.1.2 Елинов Н. П. Основы биотехнологии.
7.1.3 Л.В. Тимощенко, М.В. Чубик. Основы микробиологии и
биотехнологии.
7.1.4 Глик Б., Пастернак Дж. Молекулярная биотехнология.
7.1.5 Жвирблянская А.Ю., О.А. Бакушинская Микробиология в пищевой
промышленности.
7.2
Дополнительная литература:
7.2.1 Н.Ю. Громова, Ю.Ю. Косивцов, Э.М. Сульман. Технология синтеза и
биосинтеза биологически активных веществ
7.2.2 Климовский Д.Н., Смирнов В.А., Стабников В.Н. Технология спирта. М.: Пищевая промышлнность, 1967. - С. 278-300.
7.2.3 Справочник по производству спирта. Сырье, технология и
технохимконтроль/ В.Л.Яровенко, Б.А.Устинников и др. __ М.: Легкая и
пищевая промышленность, 1981.– 336 с.