Приложение 8 - Государственный научный центр прикладной

Приложение 8
Программа вступительного экзамена по программе подготовки
научно-педагогических кадров в аспирантуре
направленность – биотехнология (в т.ч. бионанотехнологии),
по направлению 06.06.01 – Биологические науки
Определение биотехнологии как науки. Научные и прикладные задачи
биотехнологии. Краткая история развития биотехнологии. Связь
биотехнологии с другими науками и дисциплинами. Современные задачи и
перспективы развития биотехнологии. Роль биотехнологии в защите и
оздоровлении биосферы.
Рост и размножение микроорганизмов.
Питательные среды и условия роста микроорганизмов. Применение
питательных сред в биотехнологии и диагностике инфекционных
заболеваний. Способы получения и классификация питательных сред (по
применению, по структуре и т.д.). Методы определения числа бактерий и
бактериальной массы. Накопительные и чистые культуры микроорганизмов.
Влияние концентрации питательных веществ на скорость роста. Понятие о
синхронном росте культур и лимитирующих факторах роста. Цели и методы
синхронизации роста культур. Величины, характеризующие скорость роста.
Экономический коэффициент культивирования.
Значение воды в жизнедеятельности микроорганизмов (активность воды и
жизнеспособность). Антагонизм микроорганизмов и его использование в
практических целях. Анабиоз микроорганизмов, способы его достижения и
значение для биотехнологии.
Культивирование микроорганизмов.
Периодическое культивирование, графическая характеристика роста культур
при периодическом культивировании. Рост бактерий в периодической
культуре. Параметры кривой роста микроорганизмов и получение целевого
продукта.
Непрерывное (проточное) культивирование микроорганизмов. Контроль за
постоянством абиотических факторов при непрерывном культивировании.
Сущность и отличия непрерывного и периодического культивирования.
Глубинное культивирование. Аэрация при глубинном культивировании
микроорганизмов. Культивирование микроорганизмов в ферментерах и
реакторах. Культивирование анаэробов в ферментерах.
Производственные и контрольные штаммы микроорганизмов. Приготовление
биомассы микроорганизмов заданной концентрации. Контроль безвредности
и микробиологический контроль биологических препаратов.
Хранение микроорганизмов путем периодических пересевов и под
минеральным маслом. Хранение микроорганизмов в высушенном виде.
Простые
методы
высушивания.
Хранение
микроорганизмов
в
лиофилизированном виде. Защитные среды, условия реактивации. Хранение
микроорганизмов при низких температурах. Контроль специфической
активности биологических препаратов.
Наследственность
и
изменчивость.
Особенности
строения
и
функционирования наследственного аппарата прокариот. Модификационная
(адаптационная) изменчивость микроорганизмов: фенотип и механизмы его
формирования, наследственная обусловленность. Средства и механизмы
управления изменчивостью, гомология ДНК как критерий родственности
определяемых форм микроорганизмов. Мутации у микроорганизмов,
сущность явления и механизмы возникновения (типы мутаций). Спонтанные
и индуцированные мутации, фенотипические проявления и оценка мутаций.
Реверсия и ревертантные штаммы микроорганизмов. Конъюгация,
трансдукция, трансформация как разновидности рекомбинации у
микроорганизмов. Методы селекции микроорганизмов с заданными
свойствами (конкретные примеры). Плазмиды бактериальных клеток –
структура и биологическое значение.
Понятие об иммунитете. Гуморальный и клеточный иммунитет. Клетки
иммунной системы и их взаимодействие в иммунном ответе. Гуморальный
иммунитет, синтез антител и их биологическая функция. Особенности
иммунитета при бактериальных и вирусных инфекциях.
Генетическая инженерия: сущность и задачи технологии. Генетическая
инженерия – источники ДНК для клонирования. Технология воссоединения
фрагментов ДНК с векторными молекулами. Технология введения
рекомбинантных ДНК в клетку-реципиент. Экспрессия чужеродных
(клонированных) генов. Принципы аттенуации бактерий и вирусов.
Методы лабораторной диагностики: полимеразная цепная реакция,
генетическая детекция и генотипирование.
Основные понятия в биотехнологических процесах:
- Технология получения миниантител. Гибридомная техника и получение
моноклональных антител.
- Технология получения микрочипов.
- Технология выделения и очистки биомолекул (белков, полисахаридов и т.д.).
- Биотехнология получения пробиотиков, нормализующих микрофлору
кишечника. Применение пробиотиков. Механизм их профилактического
действия.
- Биотехнология получения гипериммунных сывороток и гаммаглобулинов
(иммуноглобулинов); рекомбинантные антитела.
Биотехнологии вакцин:
- Биотехнология инактивированных корпускулярных вакцин. Требования,
предъявляемые к производственным штаммам при изготовлении
инактивированных вакцин.
- Биотехнология живых вакцин.
- Биотехнология анатоксинов и ассоциированных вакцин.
- Биотехнология химических (субъединичных) вакцин.
- Новые принципы конструирования вакцин: вакцины на основе
искусственных антигенов, субклеточные (рибосомальные, на основе
"клеточных теней") вакцины, субьединичные вирусные вакцины, генноинженерные вакцины, "съедобные" вакцины. Адъюванты - важный компонент
вакцин.
Система госнадзора и контроля за производством и качеством биопрепаратов.
Антибиотики. Классификация антибиотиков. Селекция продуцентов,
единицы биологической активности антибиотиков и антибиотическая
продуктивность микроорганизмов. Направленный синтез антибиотиков,
основные этапы промышленного получения и контроль. Новые препараты для
терапии инфекционных заболеваний, альтернативные антибиотикам:
пробиотики, бактериоцины, бактериофаги, иммуномодуляторы.
Основная литература:
1. Сазыкин Ю.О. и др. Биотехнология: Уч. пособие/ под ред. А.В.
Катлинского. - М.: Изд. Центр «Академия», 2006. - 256 с.
2. Биотехнология. Под ред. Егорова Н.С., Самуилова В.Д. М., Высшая школа,
1987.
3. Варфоломеев С.Д., Калюжный С.В. Биотехнология: Кинетические основы
микробиологических процессов. М.: Высшая школа, 1990. - 296 с.
4. Кантере В.М. Теоретические основы технологии микробиологических
производств. М.: Агропром-издат, 1990. -271 с.
5. Промышленная микробиология. / Под ред. Егорова Н.С. - М.: Высшая
школа, 1989.
6. Матвеев В.Е. Научные основы микробиологической технологии. - М.:
Агропромиздат, 1985. -292 с.
Дополнительная литература:
1.
2.
3.
4.
5.
Бич Г. И др. Биотехнология. – М.: Мир, 1988.
Сассон А. Биотехнология. – М.: Мир, 1988. – 411 с.
Виестур У.Э. и др. Биотехнология. – Рига: Зинатне, 1987. – 263 с.
Щелкунов С.А. Генетическая инженерия. Ч.1 - Новосибирск: НГУ, 1994.
Бирюков В. В., Кантере В.М. Оптимизация пе- риодических процессов
микробиологического син- теза. - М.: Наука, 1985. - 292 с.
6. Бейли Дж., Оллис Д. Основы биохимической инженерии. В 2-х т. - М.:
Мир, 1989.