Основы биотехнологии - Учебно

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Филиал ТЮМГУ в г. Тобольске
Мирюгина Татьяна Андреевна
ОСНОВЫ БИОТЕХНОЛОГИИ
Учебно-методический комплекс. Рабочая программа
для студентов направления 050100.62 Педагогическое образование
(с двумя профилями): Биология, химия
очная форма обучения
Тобольск
2014г.
1
Мирюгина Татьяна Андреевна. Основы биотехнологии. Учебно-методический
комплекс. Рабочая программа для студентов подготовки 050100.62 Педагогическое
образование (с двумя профилями): Биология, химия, Тобольск: Издательство филиала
Тюменского государственного университета в Тобольске, 2014, 17 стр.
Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с
учетом рекомендаций и ПрОП ВПО по направлению и профилю подготовки.
Рабочая программа дисциплины опубликована на сайте ТюмГУ: «Общая
биотехнология» [электронный ресурс] / Режим доступа: http://www.umk3plus.utmn.ru,
раздел «Образовательная деятельность», свободный.
Рекомендовано к изданию кафедрой биологии, экологии и МПЕ. Утверждено
директором ТюмГУ в г. Тобольске.
ОТВЕТСТВЕННЫЙ РЕДАКТОР: Таратынов Д. В. и. о. зав. кафедрой биологии,
экологии и МПЕ
© филиал Тюменского государственного университета в Тобольске, 2014.
© Мирюгина Т.А., 2014.
2
1.
Пояснительная записка
1.1. Цели и задачи дисциплины
Целью освоения дисциплины «Основы биотехнологии» является формирование у
студентов современных представлений об уровне научных достижений в области
биоинженерии и биотехнологии, клеточной и генетической инженерии
и т.д. и
знакомство с существующими промышленными биотехнологическими процессами
различного уровня.
Задачи: систематизированной форме усваивают основы клеточной и генетической
инженерии; вопросы конструирования рекомбинантных ДНК и клонирования генов;
биотехнологии трансплантации эмбрионов, получения аминокислот, интерферона,
моноклональных антител, проблемы, связанные с созданием и использованием
трансгенных растений и животных, изучают прикладные аспекты использования
достижений в биотехнологии.
Место дисциплины в структуре образовательной программы.
«Основы биотехнологии» — это ознакомительная дисциплина, которая изучает
основные понятия и теоретические принципы генной и клеточной инженерии, методы
получения биотехнологических продуктов, достижения биотехнологии и перспективы её
использования. Биотехнология междисциплинарная наука, которая возникла и
развивается на стыке нескольких биологических наук, включая микробиологию,
биохимию, физиологию растений, молекулярную биологию, генетику.
Для освоения данного курса обучающийся должен владеть базовыми знаниями по
следующим дисциплинам: «Основы современной биологии», «Микробиология и
вирусология», «Биохимия с основами биорегуляции», «Генетика и селекция».
1.2.
Освоение данной дисциплины необходимо для профессиональной деятельности
выпускников, а также для последующего прохождения практик, подготовки к итоговой
государственной аттестации.
Таблица 1.
Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми
(последующими) дисциплинами
№
Наименование обеспечиваемых Темы дисциплины необходимые для изучения
п/п
(последующих) дисциплин
обеспечиваемых (последующих) дисциплин
1.1
1.2
2.1
2.2
3.1
3.2
1.
Экологический мониторинг
+
+
4. Охрана природы и рациональное
+
+
природопользование
1.3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения данной
образовательной программы.
В результате освоения ОП выпускник должен обладать следующими компетенциями:
ОК – 4 способностью использовать знания о современной естественнонаучной картине
мира в образовательной и профессиональной деятельности, применять методы
математической обработки информации, теоретического и экспериментального
исследования;
ПК – 7 способностью организовывать сотрудничество обучающихся, поддерживать
активность и инициативность, самостоятельность обучающихся, их творческие
способности.
1.4. Перечень планируемых результатов обучения по дисциплине (модулю)
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
3
Знать:
основные
понятия
и
терминологию,
методы
получения
биотехнологических
продуктов, достижения биотехнологии и перспективы её
использования; основы биотехнологических и биомедицинских производств.
Уметь: объяснять основные понятия и методы биотехнологии; объяснять
основные теоретические положения генной инженерии, нанобиотехнологии; ставить цели
биотехнологических исследований и выбирать пути их достижения; использовать
основные методы, способы и средства получения, хранения, переработки информации.
Владеть: основными терминами биотехнологии; методами поиска и анализа
биотехнологической информации; современными представлениями об основах
биотехнологии и генной инженерии, нанобиотехнологии
2. Структура и трудоемкость дисциплины.
Семестр 8. Форма промежуточной аттестации: зачет с оценкой. Общая
трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетных единиц, 144 академических часа, из них
86,2 часов, выделенных на контактную работу с преподавателем, 57,8 часа, выделенных
на самостоятельную работу.
Таблица 2.
Вид учебной работы
Контактная работа:
Аудиторные занятия (всего)
В том числе:
Лекции
Практические занятия (ПЗ)
Семинары (С)
Лабораторные занятия (ЛЗ)
Иные виды работ:
Самостоятельная работа (всего):
Общая трудоемкость
зач. ед.
час
Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен)
Всего часов
9 семестр
88,45
36
36
4,45
65,55
4
144
Зачет с оценкой
88,45
36
36
2,2
65,55
4
144
Зачет с оценкой
3. Тематический план
Самостоятельная
работа*
4
5
7
3
Итого
часов
по
теме
Из них в интерактивной
форме
Практические
занятия*
2
Лекции*
1
недели семестра
Тема
Виды учебной
работы и
самостоятельная
работа, в час.
Иные виды контактной
работы
Таблица 3
№
Итого
количе
ство
баллов
8
9
10
30,4
2
0-20
Модуль 1. Основы биоинженерии
1.
Основы генетической
инженерии
1-3
6
8
4
16
0,4
1
2.
3.
4.
5.
6.
2
3
4
5
7
8
18,2
9
2
Основы клеточной
инженерии
Всего
8
16
24
0,6
48,6
4
Модуль 2. Биотехнология растений и животных
5-6
4
8
16
0,2
28,2
2
Биотехнология растений
7-8
4
8
16
0,4
28,4
2
Биотехнология животных
Всего
8
16
32
0,6
56,6
4
Модуль 3. Биотехнология в различных сферах деятельности человека
16
16
0,4
40,4
Биотехнология
в 9-12 8
промышленной
микробиологии и медицине
8
11,8
0,6
26,6
2
Биотехнология
в 13-14 4
производстве энергии и
охране окружающей среды
Всего
12 24
30
1,0
55,9
4
Итого (часов, баллов):
28 56
86
2,2
144
12
Из них в интерактивной
12
форме
4
2
8
8
0,2
10
0-10
0-30
0-15
0-15
0-30
0-28
0-12
0-40
0 – 100
4. Виды и формы оценочных средств в период текущего контроля
Итого количество
баллов
блиографич
еский
список
глоссарий
реферат
эссе
Письменные работы
Контрольная работа
ответ на
семинаре
Устный
опрос
Информационн
ые системы и
технологии
Таблица 4
№ темы
Модуль 1
1.1.Основы генетической
инженерии
1.2.Основы клеточной
инженерии
Всего
Модуль 2
2.1.Биотехнология растений
2.2.Биотехнология животных
Всего
Модуль 3
3.1.Биотехнология в
промышленной
микробиологии и медицине
3.2 .Биотехнология в
производстве энергии и
охране окружающей среды
Всего
Итого
0-8
0-7
0-8
0-7
0-16
0-7
0-15
0-7
0-5
0-5
0-30
0-10
0-10
0-10
0-5
0-5
0-10
0-8
0-5
0-5
0-26
0-15
0-10
0-15
0-15
0-30
0-10
0-18
0-7
0-10
0-20
0-7
0-14
5
0-12
0-5
0-8
0-8
0-7
0-10
0-20
0-40
0-100
5. Содержание дисциплины.
Модуль 1. Основы биоинженерии.
1.1 Основы генетической инженерии
Предмет биотехнологии. Этапы развития. Связь биотехнологии с другими науками.
Значение биотехнологии для решения глобальных проблем человечества. Использование
научных достижений в области физико-химической биологии и фундаментальных
биологических дисциплин в биоиндустрии. Отличие современной биотехнологии от
традиционных микробиологических производств. Экономические и социальные аспекты
развития биотехнологии. Использование научных достижений в области физикохимической биологии и фундаментальных биологических дисциплин в биоиндустрии.
Отличие современной биотехнологии от традиционных микробиологических производств.
Экономические и социальные аспекты развития биотехнологии.
Предмет. Достижения, которые обусловили успешное развитие генетической инженерии.
Современная стратегия. Основные особенности структуры и регуляции экспрессии генов
про- и эукариот. Ферменты генетической инженерии. Методы получения генов in vitro.
Векторы и конструирование рекомбинантных ДНК. Экспрессия клонированных генов.
Прикладные аспекты генетической инженерии. Геномные проекты.
1. 2.Основы клеточной инженерии
Культура клеток. Гибридизация клеток в культуре. Значение гибридизации клеток
для решения актуальных проблем биологии. Трансплантация ядер. Микроклетки и
изолированные
хромосомы.
Культура
клеток
эукариотных
организмов.
Дедифференцировка и каллусогенез - как основа создания пересадочных клеточных
культур. Генетическая и физиологическая гетерогенность клеточных культур.
Стерилизация - как необходимое условие культивирования клеток in vitro. Питательные
среды, их состав. Культуры каллусных клеток, их возможное использование.
Суспензионные культуры и их использование для получения веществ вторичного синтеза.
Культивирование отдельных клеток.
Модуль 2. Биотехнология растений и животных.
2.1. Биотехнология растений
Клеточная инженерия растений. Получение и использование протопластов.
Конструирование рекомбинантов растений. Культура растительных клеток и
производство полезных соединений. Тотипотентность растительных клеток. Регенерация
растений из каллусов. Индукция развития меристематических тканей. Оздоровление
растений, с помощью клонального микроразмножения. Генная инженерия растений:
выведение растений, устойчивых к насекомым-вредителям, вирусам и гербицидам.
Получение растений, противостоящих к неблагоприятным воздействиям и старению.
Плазмиды агробактерий как векторы для трансформации. Другие методы трансформации.
Успехи в получении трансгенных растений. Создание трансгенов, устойчивых к
вирусным, бактериальным и грибковым инфекциям. Проблемы биобезопасности ГМО и
Bt-растений. Изучение возможностей повышения эффективности биологической
фиксации атмосферного азота. Клональное микроразмножение растений и его
классификация
2.2 .Биотехнология животных
Трансплантация эмбрионов. Стимуляция суперовуляции. Извлечение эмбрионов.
Криоконсервация эмбрионов. Клеточная инженерия животных: искусственное получение
монозиготных близнецов, соматическая гибридизация животных клеток. Клонирование
животных. Получение трансгенных животных. Трансгенные мыши: методология.
Использование ретровирусных векторов; метод микроиъекций ДНК; использование
модифицированных эмбриональных стволовых клеток; клонирование с помощью
переноса ядра.
6
Модуль 3. Биотехнология в различных сферах деятельности человека
3.1.Биотехнология в промышленной микробиологии и медицине
Биосинтез инсулина человека в клетках E.coli. Биосинтез гормона роста. Биосинтез
интерферонов.
Гибридомы.
Моноклональные антитела. Получение вакцин.
Использование стволовых клеток. Генная терапия.
Микроорганизмы – продуценты полезных веществ. Первичные и вторичные
метаболиты. Производство ферментов, капсульных полисахаридов. Белки одноклеточных
организмов. Биотехнология в молочной промышленности: приготовление молочнокислых
продуктов, сыра, молочного сахара. Производство кормового белка. Дрожжи и продукты
дрожжевого брожения. Производство алкогольных напитков. Использование водорослей
и грибов.
3.2.Биотехнология в производстве энергии и охране окружающей среды
Источники биомассы для выработки топлива. Интенсификация фотосинтеза методами
биотехнологии. Древесина как сырье для производства биотоплива. Получение этанола.
Получение биогаза. Биофотолиз и получение водорода.
Очистка сточных вод и переработка отходов. Аэробная переработка отходов и
анаэробное разложение.
Биологическая переработка промышленных отходов.
Биодеградация ксенобиотиков в окружающей среде. Биодеградация нефтяных
загрязнений, пестицидов. Методы генетической инженерии в контроле загрязнений.
Уничтожение или утилизация твердых (мицелиальных) отходов. Биологические,
физико-химические, термические методы обезвреживания мицелиальных отходов.
Утилизация мицелиальных отходов в строительной промышленности. Использование
отдельных фракций мицелиальных отходов в качестве пеногасителей и др.
Очистка выбросов в атмосферу. Биологические, термические, физико-химические и
другие методы рекуперации и обезвреживания выбросов в атмосферу.
6. Планы семинарских занятий.
Семинар «Основы генетической инженерии»
Обсуждаемые темы:
1.Гены прокариот.
2.Гены эукариот.
3.Методы получения генов in vitro.
4.Общие свойства векторов.
5.Методы введения рекомбинантных ДНК в клетки.
Семинар «Основы клеточной инженерии»
Обсуждаемые темы:
1.Соматическая гибридизация.
2.Трансплантация ядер.
3.Микроклетки и изолированные хромосомы.
Семинар «Биотехнология растений»
Обсуждаемые темы:
1.Клеточная инженерия растений.
2.Изучение возможностей повышения эффективности биологической фиксации
атмосферного азота.
3.Проблема биобезопасности ГМО.
Семинар «Биотехнология в производстве энергии и охране окружающей среды»
Обсуждаемые темы:
1.Решение проблемы утилизации отходов методами биотехнологии.
2.Биодеградация пестицидов.
3.Биодеградация нефтяных загрязнений.
Семинар «Биотехнология производства первичных метаболитов»
Обсуждаемые темы:
7
1. Биотехнология получения первичных метаболитов. Производство аминокислот,
витаминов, органических кислот.
2. Ферментная биотехнология. Получение микробных высокоочищенных ферментных
препаратов.
3. Инженерная энзимология. Методы иммобилизации ферментов. Носители для
иммобилизации.
Семинар «Биотехнология производства вторичных метаболитов»
Обсуждаемые темы:
1. Биотехнология получения вторичных метаболитов.
2. Производство антибиотиков и вакцин.
3. Синтез полусинтетических антибиотиков.
4. Получение промышленно важных стероидов (гидрокортизона, преднизолона, половых
гормонов).
5. Получение экстрацилюмерных микробных полисахаридов (декстран, ксантан, альгинат,
карроленан и др.) и их использование в народном хозяйстве.
Семинар «Энергия и биотехнология»
Обсуждаемые темы:
1. Производство высококачественного топлива из биологического сырья, основанное на
сочетании фотосинтеза, животноводства, кормопроизводства и ферментации с
использованием соответствующих организмов.
2. Биотопливные элементы.
Семинар «Экологическая биотехнология»
Обсуждаемые темы:
1. Специфическое применение биотехнологических процессов для решения проблем
окружающей среды.
2. Переработка отходов, извлечение полезных веществ из отходов.
3. Борьба с загрязнениями, контроль за патогенной микрофлорой, биодеградация
ксенобиотиков, нефтяных загрязнений.
4. Получение экологически чистой энергии.
Семинар «Новые объекты биотехнологии»
Обсуждаемые темы:
1. Криосохранение генофонда клеток живых организмов.
2. Липидные препараты из культур жгутиконосцев.
3. Арахидоновая кислота как предшественник простагландинов.
4. Перспективы развития биотехнологии на ближайшие годы.
Семинар «Принципы использования генной инженерии в биотехнологии»
Обсуждаемые темы:
1.Способы отбора рекомбинантных клонов.
2.Методы нерестрикционного и рестрикционного получения фрагментов ДНК.
3. Векторная молекула. Способы введения ДНК в векторную молекулу.
4.Первые использованные векторы - плазмиды, основные их характеристики,
определяемые плазмидами свойства микроорганизмов.
5. Требования к векторной молекуле.
Семинар «Особенности используемых в биотехнологии генно-инженерных методов»
Обсуждаемые темы:
1.Способы улучшения секреции белка. Секреторные векторы.
2. Регуляция репликации плазмид. Факторы, ограничивающие экспрессию генов.
3. Векторы на основе фага лямбда.
5. Синтез секретируемых белков бактерий. Сигнальный пептид и прочие факторы,
определяющие секрецию пептидов.
Семинар «Разнообразие организмов продуцентов»
Обсуждаемые темы:
8
1. Актиномицеты, коринебактерии.
2. Использование клеток насекомых, бакуловирусы.
3. Вирусные векторы для животных: паповавирусы, вирус осповакцины, аденовирусы,
парвовирусы, ретровирусы.
4. Растительные векторы: транспозоны, вирусы. Способы трансформации растительных
организмов.
5. Роль генной инженерии в сельском хозяйстве.
7. Темы лабораторных работ Учебным планом не предусмотрены
8. Учебно-методическое обеспечение и планирование самостоятельной работы
студентов.
Таблица 5
№
1.1
1.2
2.1
2.2
3.2
3.3
Модули и
темы
Виды СРС
обязательные
дополнительные
Модуль 1
Основы
Изучение отдельных тем Изучение
генетической
(ответы на семинарах)
отдельных тем.
инженерии
Выполнение
индивидуальных
заданий (глоссарий)
Основы
Изучение отдельных тем Изучение
клеточной
(ответы на семинарах)
отдельных тем.
инженерии
Выполнение
индивидуальных
заданий (рефератов)
Всего по модулю 1:
Модуль 2
Биотехнология Изучение отдельных тем Изучение
растений
(ответы на семинарах)
отдельных тем.
Выполнение
индивидуальных
заданий (презентаций)
Биотехнология Выполнение
Изучение
животных
индивидуальных
отдельных тем.
заданий (эссе)
Выполнение
контрольных работ.
Всего по модулю 2:
Модуль 3
Биотехнология
Выполнение
Изучение
в промышленной индивидуальных
отдельных тем
микробиологии заданий
и медицине
(библиографический
список,
презентации)
Выполнение
контрольных работ.
Биотехнология в Изучение отдельных тем Изучение
производстве
(ответы на семинарах)
отдельных тем
энергии и охране Подготовка
к
окружающей
тестированию
среды
Всего по модулю 3:
ИТОГО:
9
Неделя Объем
семестра часов
Кол-во
баллов
1-3
16
0-20
4
8
0-10
24
0-30
5-6
16
0-15
7-8
16
0-15
32
0-30
9-12
16
0-28
13-14
11,8
0-12
17,8
83,8
0-40
0-100
Темы рефератов:
Биотехнологии, не требующие генной инженерии
1) Анаэробная очистка сточных вод.
2) Экстенсивная аэробная очистка сточных вод: биопруды, поля фильтрации и орошения.
3) Биофильтры; строение очистных сооружений.
4) Ферменты, производимые биотехнологически. Особенности производства ферментов.
5) Применение антибиотиков в сельском хозяйстве.
Принципы использования генной инженерии в биотехнологии:
1) Способы отбора рекомбинантных клонов.
2) Методы нерестрикционного и рестрикционного получения фрагментов ДНК.
3) Векторная молекула. Способы введения ДНК в векторную молекулу.
4) Первые использованные векторы - плазмиды, основные их характеристики,
определяемые плазмидами свойства микроорганизмов.
5) Требования к векторной молекуле.
Особенности используемых в биотехнологии генно-инженерных методов:
1) Способы улучшения секреции белка. Секреторные векторы.
2) Регуляция репликации плазмид. Факторы, ограничивающие экспрессию генов.
3) Векторы на основе фага лямбда.
5) Синтез секретируемых белков бактерий. Сигнальный пептид и прочие факторы,
определяющие секрецию пептидов.
Разнообразие организмов продуцентов:
1) Актиномицеты, коринебактерии.
2) Использование клеток насекомых, бакуловирусы.
3) Вирусные векторы для животных: паповавирусы, вирус осповакцины, аденовирусы,
парвовирусы, ретровирусы.
4) Растительные векторы: транспозоны, вирусы. Способы трансформации растительных
организмов.
5) Роль генной инженерии в сельском хозяйстве.
Частные примеры использования биотехнологии:
1) Интерфероны и их получение.
2) Иммуноглобулины - особенности их строения и получения.
3) Белковые гормоны человека и животных: соматотропин, инсулин.
4) Схема получения генно-инженерных вакцин, примеры.
5) Генная инженерия и наука: Использование сигнальных пептидов и флуоресцирующих
белков.
Подготовка презентаций на тему: «Биотехнология и проблемы экологии и
охраны окружающей среды»
 Рекомбинантные продуценты биологически активных веществ и проблемы
объективной информации населения.
 Организация контроля за охраной окружающей среды в условиях
биотехнологического производства.
 Классификация отходов. Соотношение различных видов отходов. Очистка
жидких отходов. Схемы очистки. Аэротенки. Активный ил и входящие в него
микроорганизмы.
 Создание методами генетической инженерии штаммов микроорганизмовдеструкторов с повышенной способностью к деструкции веществ, содержащихся в
жидких отходах.
 Основные характеристики штаммов деструкторов. Их неустойчивость в
природных условиях. Сохранение штаммов на предприятиях. Нормы внесения биомассы
штаммов при пиковых нагрузках на очистные сооружения.
10
 Уничтожение
или
утилизация
твердых
(мицелиальных)
отходов.
Биологические, физико-химические, термические методы обезвреживания мицелиальных
отходов. Утилизация мицелиальных отходов в строительной промышленности.
Использование отдельных фракций мицелиальных отходов в качестве пеногасителей и др.
 Очистка выбросов в атмосферу. Биологические, термические, физикохимические и другие методы рекуперации и обезвреживания выбросов в атмосферу.
Составить презентации по вышеперечисленным темам, для более глубокого
раскрытия экологических проблем, целесообразно использовать следующий план.
Презентации составляются группой студентов, состоящей из 3-5 человек, примерное
количество слайдов - 10 -12. Вопросы предварительно необходимо распределить, что бы
каждая группа студентов работала над своей проблемой, затем презентации
представляются всем студентам для ознакомления с проблемой.
8. Примерная тематика курсовых работ Учебным планом не предусмотрены.
9. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации по итогам
освоения дисциплины (модуля).
Контрольные вопросы к зачету
1. Предмет и задачи биотехнологии.
2. История развития биотехнологии, как науки.
3. Характеристика основных отраслей биотехнологии.
4. Характеристика клеточных технологий применяемых в биотехнологии.
5. История развития метода культуры клеток, тканей и органов высших растений.
6. Дедифференцировка растительных клеток и каллусогенез in vitro.
7. Характеристика клеточных культур высших растений.
8. Вторичная дифференциация и морфогенез in vitro.
9. Методы получения генов in vitro для растительных организмов.
10. Описание и характеристика векторы и коструирование рекомбинантных ДНК.
11. Гибридизация клеток в культуре растительных организмов.
12. Трансплантация ядер в растительных клетках.
13. Микроклетки и изолированные хромосомы растительных клеток.
14. Культура клеток высших растений.
15. Культивирование растительных клеток и их особенности.
16. Андрогенез: получение гаплоидных растений в культуре пыльников.
17. Гиногенез: Получение гаплоидов через культуру неоплодотворенных
семяпочек и завезей.
18. Проблемы регенерации гаплоидных растений.
19. Теоретические аспекты и практическое значение гаплоидии.
20. Характеристика протопластов растительных клеток.
21. Методы получения мутантов растений in vitro и их оценка.
22. Получение мутантов in vitro характеризующихся устойчивостью к
антибиотикам.
23. Получение мутантов in vitro характеризующихся устойчивостью к гербицидам.
24. Получение мутантов in vitro характеризующихся устойчивостью к
аминокислотам и их аналогам.
25. Получение мутантов in vitro характеризующихся устойчивостью к
абиотическим стрессам.
26. Генно-инженерные подходы к решению вопроса усвоения почвенного и
атмосферного азота.
11
27. Устойчивость
высших
растений
фитопатогенам
и
вредителям
сельскохозяйственных культур.
28. Методологические основы соматической гибридизации растительных
организмов.
29. Соматическая гибридизация отдаленных видов растений.
30. Характеристика прикладных аспектов соматической гибридизации.
31. Характеристика опухолей, интродуцируемых агробактериями.
32. Классификация агробактерий и свойства онкогенных плазмид.
33. Характеристика основных векторов переноса генетической информации.
34. Методы трансформации высших растений.
35. Характеристика основных проектов получения трансгенных растений.
36. Основные этапы клонирование растительных генов.
37. Характеристика методов клонирования генов.
38. Характеристика факторов влияющих на процесс микроклонального
размножения высших растений.
39. Характеристика прямого соматического эмбриогенеза.
40. Практическое значение метода микроклонального размножения растительных
организмов.
9.1 Перечень компетенций с указанием этапов их формирования в процессе освоения
образовательной программы (выдержка из матрицы компетенций):
Циклы, дисциплины
(модули)
учебного плана ОП
Блок 1. Дисциплины (модули)
8 семестр
Введение в биотехнологию
Индекс компетенции
Общепрофессиональные
компетенции
ОПК11
Виды
Формы
аттестации
оценочных
средств
Текущая (по
УО-1
дисциплине)
ПР-2
ПР-3
ПР-4
ИС-5
ПромежуУО-3
точная (по
дисциплине)
+
+
+
+
+
+
+
12
ОПК 11
Код
компетенции
9.2 Описание показателей и критериев оценивания компетенций на различных
этапах их формирования, описание шкал оценивания:
Таблица 5
Карта критериев оценивания компетенций
Критерии в соответствии с уровнем освоения ОП
пороговый
(удовл.)
61-75 баллов
базовый (хор.)
76-90 баллов
повышенный
(отл.)
91-100 баллов
Знает:
фундаментальные
основы
биотехнологии
Знает:
фундаментальные
основы
биотехнологии,
имеет
базовые
представления об
основах
биотехнологических производств
Умеет:
демонстрировать
знания
о
фундаментальных
основах
биотехнологии
Умеет:
демонстрировать
знания
о
фундаментальных
основах
биотехнологии,
способен освоить
базовые методики,
необходимые при
биотехнологическом производстве
Владеет:
навыками
демонстрации
знаний
о
фундаментальных
основах
биотехнологии
Владеет:
навыками
демонстрации
знаний
о
фундаментальных
основах
биотехнологии,
навыками
освоения базовых
методик,
необходимых при
биотехнологическом производстве
Знает:
фундаментальные
основы
биотехнологии,
генной инженерии,
имеет
базовые
представления
об
основах
биотехнологических
и
биомедицинских
производств,
нанотехнологиях
Умеет:
демонстрировать и
передавать знания о
фундаментальных
основах
биотехнологии,
генетической
инженерии
способен
освоить
базовые методики,
необходимые
при
биотехнологическом производстве
Владеет: навыками
демонстрации
и
передачи знаний о
фундаментальных
основах
биотехнологии,
генетической
инженерии,
навыками освоения
базовых
методик,
необходимых при
биотехнологическом производстве
Виды занятий
(лекции,
семинарские,
практические,
лабораторные)
Оценочные
средства
(тесты,
творческие
работы,
проекты и др.)
лекции,
семинарские
занятия
тесты, эссе,
контрольные
работы,
презентации
лекции,
семинарские
занятия
тесты, эссе,
контрольные
работы,
презентации
лекции,
семинарские
занятия
тесты, эссе,
контрольные
работы,
презентации
9.3 Типовые контрольные задания или иные материалы, необходимые для оценки
знаний, умений, навыков и (или) опыта деятельности, характеризующей этапы
формирования компетенций в процессе освоения образовательной программы.
Контрольная работа № 1
Вариант № 1.
1.Практическое использование метода трансплантации эмбрионов.
2.Искуственное получение монозиготных близнецов.
Вариант № 2.
13
1.Методы, используемые при трансплантации эмбрионов.
2.Соматическая гибридизация животных клеток.
Вариант № 3.
1.Глубокое замораживание эмбрионов.
2.Методы введения генов в зародышевые клетки.
Контрольная работа № 2
Вариант № 1.
1.Производство первичных метаболитов.
2.Капсульные полисахариды.
Вариант № 2.
1.Производство ферментов.
2.Производство белков одноклеточных организмов.
Вариант № 3.
1.Производство вторичных метаболитов.
2.Проблема биобезопасности при использовании белков одноклеточных организмов.
Тема эссе:
1.Ваше отношение к клонированию животных, к созданию трансгенных животных.
9.4 Методические материалы, определяющие процедуры оценивания знаний,
умений, навыков и (или) опыта деятельности характеризующих этапы
формирования компетенций.
В процессе освоения образовательной программы студенты выполняют контрольные
задания, необходимые для оценки знаний, умений, навыков, характеризующих этапы
формирования компетенций. Студенты, набравшие в процессе обучения за выполненные
задания 61 балл, получают допуск к зачету. По данной дисциплине учебным планом
предусмотрен зачет, который проводится в сроки, установленные учебной частью
Института биологии. Зачет предусматривает ответ на вопрос, изложенный в билете к
зачету. Вопросы к зачеты приведены в п.8. Решение о зачете выводится на основе
деятельности студента на этапах формирования компетенций (по количеству набранных
баллов) и оценке за ответ на вопрос к зачету.
10. Образовательные технологии.
Мультимедийные средства обучения (презентации по всем темам тематического плана),
проблемные и исследовательские методы (по темам модуля 2), встречи с представителями
российских компаний (по темам модуля 3), мастер-классы экспертов и специалистов (по
темам модуля 3).
Интерактивные формы:
Проведение конференции «Этические проблемы генетической инженерии».
Проведение групповой дискуссии «Биобезопасность и трансгенные организмы».
Просмотр и обсуждение фильма Института биоорганической химии РАН «Технологии
создания инсулина»
Результаты работы студенческих исследовательских групп по теме «Эффективность
использования методов биотехнологии в охране окружающей среды»
11. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины (модуля).
11.1 Основная литература:
14
1. Ксенофонтов Б.С. Основы микробиологии и экологической биотехнологии.
[Электронный ресурс] / Б.С. Ксенофонтов. - М.: ИД ФОРУМ: НИЦ ИНФРА-М, 2015. - 224
с. Режим доступа: http://znanium.com/catalog.php?bookinfo=482844 (дата обращения
06.12.2014)
2. Сазыкин, Ю.А. Биотехнология : учеб. пособие / Ю. А. Сазыкин, С. Н. Орехов,
И.И. Чакалёва ; под ред. А. В. Катлинского. - 3-е изд. - М. : Академия, 2008. - 256 с.; УМО
3. Неверова О.А. Пищевая биотехнология продуктов из сырья растительного
происхождения: учебник.- Новосибирск: Сиб.унив.изд-во, 2007.
11.2 Дополнительная литература:
1. .Белокрылова, Е. А. Особенности правового обеспечения отношений в области
экологической безопасности нанотехнологий и наноматериалов [Электронный ресурс] / Е.
А. Белокрылова // Право и экология: материалы VIII Международной школы-практикума
молодых ученых-юристов (Москва, 23-24 мая 2013 г.) / Отв. ред. Ю. А. Тихомиров, С. А.
Боголюбов. - М.: ИЗиСП: ИНФРА-М, 2014. - с. 167 - 172. - Режим доступа:
http://znanium.com/catalog.php?bookinfo=471904 (дата обращения 06.12.2014)
2. Загребельный, С.Н. Биотехнология: учебное пособие для студ. / С. Н.
Загребельный. - Новосибирск: НГУ, 2005. - 299 с.
3. Неверова, О.А. Пищевая биотехнология продуктов из сырья растительного
происхождения: учебник/ О.А..- Неверова. Новосибирск: Сиб.унив.изд-во, 2007. – 122с.
4. Шевердин, А. В. Биотехнологии и экологическая безопасность человека
[Электронный ресурс] / А. В. Шевердин // Право и экология: материалы VIII
Международной школы-практикума молодых ученых-юристов (Москва, 23-24 мая 2013 г.)
/ Отв. ред. Ю. А. Тихомиров, С. А. Боголюбов. - М.: ИЗиСП: ИНФРА-М, 2014. - с. 200 203. - Режим доступа: http://znanium.com/catalog.php?bookinfo=472024 (дата обращения
06.12.2014)
11.3 Интернет-ресурсы:
1.http://www.bio.pu.ru/index.php
Санкт-Петербургский
государственный
университет, биологический факультет.
2. http://www.soil.msu.ru/ Московской государственный университет им. М.В.
Ломоносова, факультет биологии.
4. http://www.mgul.ac.ru/info/flh/soil/ Московский государственный университет.
1. http://www.bio.vsu.ru/soil/ Воронежский государственный университет.
2. www.biotechnolog.ru
12. Перечень информационных технологий, используемых при осуществлении
образовательного процесса по дисциплине (модулю), включая перечень
программного обеспечения и информационных справочных систем (при
необходимости).
Электронный ресурс znanium: Режим доступа: www.znanium.com/.
мультимедийные средства:
1. Введение в биотехнологию. Версия 1.0 [Электронный ресурс] : электрон. учеб.метод. комплекс / Т. Г. Волова, Н. А. Войнов, Е. И. Шишацкая, Г. С. Калачева. –
Электрон. дан. (91 Мб). – Красноярск : ИПК СФУ, 2008. – (Введение в биотехнологию :
УМКД № 143-2007 / рук. творч. коллектива Т. Г. Волова). – 1 электрон. опт. диск (DVD).
– Систем. требования : Intel Pentium (или аналогичный процессор других производителей)
1 ГГц ; 512 Мб оперативной памяти ; 54 Мб свободного дискового пространства ; привод
DVD ; операционная система Microsoft Windows 2000 SP 4 / XP SP 2 / Vista (32 бит) ;
Adobe Reader 7.0 (или аналогичный продукт для чтения файлов формата pdf). – (Номер
гос. регистрации в ФГУП НТЦ «Информрегистр» 0320802394 от 21.11.2008 г.).
15
2. Волова, Т. Г. Введение в биотехнологию. Банк тестовых заданий Версия 1.0
[Электронный ресурс]: контрольно-измерительные материалы / Т. Г. Волова, Н. А.
Войнов, Е. И. Шишацкая. – Электрон. дан. (50 Мб). –Красноярск : ИПК СФУ, 2008. –
(Введение в биотехнологию : УМКД № 143-2007 / рук. творч. коллектива Т. Г. Волова). –
1 электрон. опт. диск (DVD). –Систем. требования : Intel Pentium (или аналогичный
процессор других производителей) 1 ГГц ; 512 Мб оперативной памяти ; 50 Мб
свободного дискового пространства ; привод DVD ; операционная система Microsoft
Windows 2000 SP 4 / XP SP 2 / Vista (32 бит) ; Adobe Reader 7.0 (или аналогичный продукт
для чтения файлов формата
pdf).
– (Номер гос. регистрации в ФГУП НТЦ
«Информрегистр» 0320802383 от 22.11.2008 г.).
13. Технические средства и материально-техническое обеспечение дисциплины
(модуля).
Дисциплина обеспечена компьютерными презентациями, составленными автором,
видеофильмами. Лекционная мультимедийная аудитория: компьютер «Pentium - 4»,
плазменный телевизор, документ-камера «AVerVision 300», имеется возможность
дополнительного подключения аудиовизуальных средств.
Лаборатория цифровой микроскопии: компьютеры «Core 2 Duo E 4400» - 6шт.,
электронные микроскопы «Motic DM-52» - 5 шт., цифровой стереоскопический микроскоп
«Motic DM-39» - 1 шт., биологический микроскоп со встроенной камерой «Motic
DMBA300» - 1 шт., документ-камера «AVerVision 300».
Стерилизатор воздушный, микротом санный МС 2, ламинарный шкаф, аппарат для
гистологической заливки тканей с нагревающей и охлаждающей платой, фотометр
фотоэлектрический КФК-3, центрифуга ОПН-8 с ротором РУ.
16
Дополнения и изменения к рабочей программе на 201__ / 201__ учебный год
В рабочую программу вносятся следующие изменения:
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
______
Рабочая
программа
пересмотрена
и
одобрена
на
заседании
______________________________________ «__» _______________201 г.
Заведующий кафедрой ___________________/___________________/
Подпись
Ф.И.О.
17
кафедры