Document 279917

Государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Ставропольский государственный медицинский университет»
Министерства здравоохранения Российской Федерации
Кафедра физики, математики и биотехнологии
УТВЕРЖДАЮ:
Заведующий кафедрой физики,
математики и биотехнологии
___________________________Е.И. Дискаева
31 августа 2015 г
МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ВНЕАУДИТОРНОЙ РАБОТЫ
ПО ДИСЦИПЛИНЕ
«Экологическая биотехнология»
Направление подготовки 19.03.01 - Биотехнология
Профиль подготовки – Технология лекарственных препаратов
Квалификация (степень) «бакалавр»
Форма обучения - очная
г. Ставрополь
2015 г.
1. Вопросы, выносящиеся на самостоятельное изучение
(внеаудиторная работа)
№
п/п
1.
Виды
Кол-во
Коды
самостоятельной
часов формируемых
работы
компетенций
Раздел 1. Экологические аспекты биотехнологии
с
1. Время удвоения биомассы и 1. Работа
ПК-3, ПК-8
литературными
числа клеток
источниками
2. Коэффициенты конверсии
2. Ответы
на
субстрата в продукт,
контрольные вопросы
субстрата в биомассу
3. Выполнение
творческих заданий
3. Модели роста
4.
Подготовка докладов,
4. Периодическое и
сообщений
непрерывное
5. Ответы на тесты.
культивирование
5. Виды непрерывного
культивирования (хемостат,
турбидостат, тубулярная
культура)
6. Одностадийное и
многостадийное
культивирование
7. Влияние гидрохимической
обстановки на процессы
миграции
8. Гидролитические
10
абиотические процессы
9. Окислительные процессы
абиотической трансформации
и каталитическое разложение
10.Фотохимические и
фотокаталитические
процессы трансформации
11.Полимеризация и образование
связанных остатков
12. Основные биохимические
пути микробиологической
трансформации органических
ксенобиотиков
13. Факторы окружающей среды
и биодоступность
ксенобиотиков
14. Особенности
микробиологической
трансформации отдельных
классов органических
ксенобиотиков
15. Биотрансформация
ксенобиотиков водорослями
Наименование разделов дисциплины
и растениями
16. Биотрансформация
соединений азота, серы,
металлов
17. Транслокационная миграция
тяжелых металлов и
радионуклидов в растения
18. Накопление загрязнений
гидробионтами
2.
Раздел 2. Главные биологические агенты экологической биотехнологии
1. Работа
с
ПК-1, ПК-3,
1. Рекомбинантные штаммы
литературными
ПК-8, ПК-9
микроорганизмовисточниками
биодеструкторов
2. Ответы
на
контрольные вопросы
2. Системы
очистки
со 3. Выполнение
взвешенными
и
творческих заданий
неподвижными
клетками 4. Подготовка докладов,
микроорганизмов
сообщений
3. Метод адаптированных
5. Ответы на тесты
культур
10
4. Роль
ферментов
микроорганизмов в процессе
очистки
5. Физиология и способы
культивирования микробных
культур для разложения и
детоксикации загрязнителей
воздушной среды
3.
1.
2.
3.
4.
4.
Раздел 3. Защита гидросферы
с
Поверхностные и подземные 1. Работа
литературными
водные среды
источниками
Взвешенное, расворенное,
2.
Ответы
на
органическое вещество
контрольные вопросы
водных сред
3. Выполнение
Биота природных водных
творческих заданий
4. Подготовка докладов,
сред
сообщений
Экосистемы болот
ПК-1, ПК-3,
ПК-8, ПК-9
10
5. Ответы на тесты
Раздел 4. Защита атмосферы
1. Работа
с
1. Атмосферный перенос.
литературными
2. Промышленные
источниками
сельскохозяйственные и
2. Ответы
на
бытовые отходы – сырье для
контрольные вопросы
3. Выполнение
производства биогаза.
творческих заданий
4. Подготовка докладов,
сообщений
ПК-1, ПК-3,
ПК-8, ПК-9
10
5. Ответы на тесты
5.
6.
Раздел 5. Защита литосферы
1. Работа
с
1. Использование
литературными
биологических источников
источниками
для производства энергии
2. Ответы
на
2. Биотехнология получения
контрольные вопросы
3. Выполнение
метана из органических
творческих заданий
отходов
4. Подготовка докладов,
3. Биогазовые установки
сообщений
4. Состав сырья для получения
5. Ответы на тесты
биомассы-компоста
5. Биохимический и
оздоровительный аспекты
биодеградации
ПК-1, ПК-3,
ПК-8, ПК-9
6
Раздел 6. Биологические методы контроля за окружающей средой
1. Работа
с
ПК-1, ПК-3,
1. Живые организмы,
литературными
ПК-8, ПК-9
выбираемые для определения
источниками
уровня загрязнения
2. Ответы
на
окружающей среды
контрольные вопросы
8
3. Выполнение
2. Клеточные культуры для
творческих
заданий
оценки токсичности и
4. Подготовка докладов,
мутагенного потенциала
сообщений
сточных вод
5. Ответы на тесты.
2. Примерные вопросы для проверки самостоятельной работы
1.
Классификация микроорганизмов
2.
Методы размножения микроорганизмов
3.
Группы экологических проблем
4.
Понятие о генофонде
5.
Понятие о биоразнообразии
6.
Классификация природных ресурсов
7.
Основные загрязнители окружающей среды
8.
Влияние токсичных отходов на окружающую среду и человека
9.
Последствия загрязнения гидросферы
10.
Влияние загрязнение литосферы на здоровье человека
11.
Основные понятия биотехнологии
12.
Факторы, влияющие на окружающую среду
13.
Современные разработки экологической биотехнологии
14.
Биологические объекты биотехнологических процессов
15.
Главные продукты биотехнологических процессов
16.
Социально-значимые критерии оценки биотехнологических процессов
17.
Особенности анаэробных, твердофазных, поверхностных и др. типов
биотехнологических процессов
18.
Виды культивирования микроорганизмов
19.
Принцип отбора биообъектов для производства
20.
Кинетика микробиологических процессов
21.
Моделирование роста микроорганизмов
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
29.
30.
31.
32.
33.
34.
35.
36.
37.
38.
39.
Деструкция вещества
Стехиометрия роста микроорганизмов
Сферы использования продуктов биотехнологии
Способы очистки сточных вод
Особенности биологической очистка сточных вод
Микроорганизмы, используемые для очистки сточных вод
Основные этапы метаногенеза
Бактерии процесса метаногенеза
Типы реакторов для метаногенеза
Прогрессивные технологии для очистки сточных вод
Микроорганизмы активного ила
Биореакторы для очистки сточных вод
Очистка сточных вод промышленных предприятий
Использование метаногенеза в России
Использование метаногенеза в мировом пространстве
Химизм метаногенеза
Использование метаболитов метаногенеза
Биофильтры, биореакторы и их использование в биотехнологических методах
3. Примеры тестовых заданий
(тесты, жирным шрифтом выделены правильные ответы)
1. Преимущество бактериальной очистки нефтяного пятна в водной среде по сравнению с
химической:
1) легче проводится;
2) вызывает сопротивление окружающей среды;
3) более технологична;
4) не вызывает появления нового загрязняющего агента.
2. Самый простой в реализации очистки воды способ:
1) in situ;
2) on site;
3) from situ;
4) ex situ.
3. Способа in situ предполагает:
1) внесение специальных биопрепаратов;
2) использование физических методов ичистки;
3) использование биореактора;
4) паровую экстракцию.
4.Биохимическая очистка производственных сточных вод нефтеперерабатывающих
заводов НЕ производится в:
аэрофильтрах (биофильтры);
аэротенках;
трубопроводах;
биологических прудах.
5. Усреднение и осветление сточных вод от механических примесей проводится на:
1) четвертом этапе;
2) первом этапе;
3) втором этапе;
4) третьем этапе.
6. Существенная роль в создании и функционировании активного ила принадлежит:
1) микроорганизмам;
2) грибам;
3) растениям;
4) простейшим.
7. Какой этап отсутствует в распаде органических веществ:
1) растворение и гидролиз органических соединений;
2) филогенез;
3) ацидогенез;
4) метаногенез.
8. При определении содержания органических веществ широко используется способ:
физическое потребление кислорода;
1) ненормированное потребление кислорода;
2) нормированное потребление кислорода;
3) биохимическое потребление кислорода.
9. Биологические пруды представляют собой:
1) каскад прудов, состоящих из 6 – 7 ступеней;
2) пруды, заполненные микроорганизмами;
3) пруды, заполненные водными животными;
4) каскад прудов, состоящий из 3 – 5 ступеней.
10. Очистка сточных вод подразумевает:
1) практически полное очищение от механических частиц;
2) полное остаивание воды;
3) практически полное биологическое разложение органических соединений в воде;
4) обеззараживание воды.
4. Темы рефератов для самостоятельной работы
Технологии фитобиоремидитации
Технологическая биоэнергетика
Перспективы получения углеводородов на основе биосистем
Микробная биотехнология
Экологизация промышленных технологий
Бактериальные удобрения
Негативные последствия накопления в биосфере синтетических полимерных
материалов
8. Особенности биологических методов сточных вод по сравнению с физикохимическими процесса очистки
9. Метанотенки и биометаногенез как процесс ликвидации отходов и экологический
метод получения энергоносителей
10. Ликвидация и переработка твердых бытовых отходов
11. Биометаногенез и компостирование – микробиология, биохимия и параметры
процесса
12. Основные принципы микробной трансформации ксенобиотиков
13. Трансгенные микроорганизмы – эффективные биодеструкторы ксенобиотиков и
нефтепродуктов.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Преимущества и недостатки фитобиоремедиации
Технологии фитобиоремедиации
Микробная и микробно-ферментативная биотехнология.
Биоремедиация загрязненных почв и грунтов: биоремедиация in situ, био-ремедиация
ex situ.
18. Принципы ранжирования воздействий предприятия на окружающую среду
19. Метод оценки жизненного цикла продукта: история возникновения, цель
использования, преимущества и недостатки
20. Трансгенные микроорганизмы – эффективные биодеструкторы ксенобиотиков.
14.
15.
16.
17.
5. Примерные вопросы для зачета
История возникновения биотехнологии и основные периоды ее развития.
Современное состояние биотехнологии и основные достижения.
Связь биотехнологии с другими науками.
Основные направления биотехнологии.
Фундаментальные отличия микроорганизмов от других живых систем.
Культивирования микроорганизмов и клеток.
Методы стерилизации при культивировании клеток и микроорганизмов в
искусственных условиях.
8. Факторы регулирования и оптимизации процесса культивирования клеток и
микроорганизмов.
9. Виды питательных сред для ферментации микроорганизмов и клеток.
10. Процессы и способы культивирования микроорганизмов и клеток.
11. Антропогенное влияние на окружающую среду.
12. Основные виды загрязнения и состояние окружающей среды.
13. Понятие о ксенобиотиках и их утилизация.
14. Диоксины и диоксиноподобные вещества и их токсичность для живых систем.
15. Влияние дымово-газовых выбросов на живые системы.
16. Преимущества биотехнологических методов перед другими методами очищения
окружающей среды от загрязнения.
17. Аппаратура и оборудование в биотехнологических методах.
18. Биофильтры, биореакторы и их использование в биотехнологических методах.
19. Медленно-, быстродействующие, капельные биофильтры, биоскрубберы,
аэротенки, метантенки, биореакторы и ферментеры в эколого-биотехнологических
методах утилизации.
20. Схемы технологических процессов очистки сточных вод.
21. Септитенки и очистка промышленных сточных вод.
22. Растения и их роль в очистке газовых выбросов.
23. Биопленка, активный ил, их свойства и значение в экологических методах
утилизации.
24. Микро- и макрофауна, микро- и макрофлора в биодеградации.
25. Биоудобрение, биогумус, биоперегной их получение и использование.
26. Технология вермикультуры.
27. Биоремедиация: принципы, проблемы, подходы.
28. Утилизация токсических веществ микроорганизмами.
29. Утилизация отходов непищевого растительного сырья.
30. Микробиологическая деградация торфа и лигнина.
31. Деградация пектиносодержащего растительного сырья.
32. Влияние нитратов и нитритов на живые организмы и их деградация в
растительных отходах.
33. Органические отходы и получение биогаза.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
34. Процессы нитрификации и денитрификации и их влияние на плодородие почвы.
35. Применение биоудобрения для повышения плодородия почвы.
36. Микробиологическая утилизация ГВ и получение кормового белка.
37. Биотехнология переработки растительных отходов.
38. Биохимический и оздоровительный аспекты биодеградации.
39. Микробная деградация крахмалосодержащих отходов.
40. Получение высокомальтозных продуктов.
41. Использование личинок мух-капрофагов для переработки органических отходов.
42. Биосенсоры и использование биологических рецепторов в качестве анализаторов.
43. Тест-системы и их использование в экомониторинге.
44. Складирование и хранение ТО.
45. Сепарация ТБО и их переработка.
46. Получение хозяйственно-ценных продуктов ТО.
47. Микрокристаллическая целлюлоза (МКЦ) и Na-карбоксиметилцеллюлоза (NaКМЦ) и их хозяйственное значение.
48. Пути повышения эффективности переработки ТО.
49. Методы восстановления естественной растительности и сохранение
биологического разнообразия растений и животных.
50. Фиторемедиация (фитотрансформация) токсикантов почвы и воды.
Критерии оценки итоговой формы контроля – зачета
1. Посещаемость лекций и практических занятий
2. Выполнения заданий для самостоятельной работы – написание и защита реферата и
выполнение контрольных заданий.
3. Устный опрос по вопросам для проверки выполнения самостоятельной работы.
6. Библиотечно-информационные ресурсы
6.1. Литература
а) основная:
1. Иванова Е.П. Теоретические основы прогрессивных технологий (химия, биотехнология)
[Электронный ресурс]: учеб. пособие ∕ Е.П. Иванова, Т.Е. Дроздова. − Издательство
Московского государственного открытого университета, 2009. – 156 с. – Режим доступа:
http://www.knigafund.ru/books/148865(ЭБС «КнигаФонд»)
2. Орехов С.Н. Фармацевтическая биотехнология. Руководство к практическим занятиям
[Электронный ресурс] : учеб. пособие / С.Н. Орехов ; под ред. В.А. Быкова, А.В.
Катлинского – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2009. – 384 с. – Режим доступа:
http://www.studentlibrary.ru/book/ISBN9785970413036.html
3. Градова Н.Б. Биологическая безопасность биотехнологических производств [Текст]:
учеб. пособие / [Н.Б. Градова]. – М.: ДеЛи принт, 2010. – 136 с. (5 экз.)
6. Прикладная экобиотехнология [Текст]: учеб. пособие в 2-х томах / [А.Е. Кузнецов и
др.]. − М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2010. – 1114 с. (25 экз.)
4. Биология с основами экологии [Текст]: учеб. / Под ред. А.С. Лукаткина. − 2-е изд., испр.
– М.: Академия, 2011. – 400 с. (5 экз.)
5. Иванов, В. П. Медицинская экология [Текст] :учеб. для мед. вузов / В. П. Иванов,Н. В.
Иванова, А. В. Полоников ; под общ. ред. В. П. Иванова. – СПб.: СпецЛит, 2012. – 316 с.5 экз.
б) дополнительная:
1. Иванов В.П. Медицинская экология (для студентов медицинских вузов) [Электронный
ресурс] / В.П. Иванов, Н.В. Иванова. − М. : ООО «Издательство СпецЛит», 2011. – 320 с. –
Режим доступа: http://www.studentlibrary.ru/book/ISBN9785299004700.html
2. Краснюк И.И. Фармацевтическая технология. Технология лекарственных форм
[Электронный ресурс]: учеб. / И.И. Краснюк, Г.В. Михайлова, Л.И. Мурадова; под ред.
И.И. Краснюка, Г.В. Михайловой – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2013. – 656 с. – Режим доступа:
http://www.studentlibrary.ru/book/ISBN9785970424087.html
3. Медицинская микробиология, вирусология и иммунология. [Электронный ресурс]:
учеб. в 2-х томах. Том 1 / Под ред. В.В. Зверева, М.Н. Бойченко. – М.: ГЭОТАР-Медиа,
2010. – 448 с. – Режим доступа: http://www.studentlibrary.ru/book/ISBN9785970414187.html
4. Медицинская микробиология, вирусология и иммунология [Текст]: учеб. для студентов
мед. вузов / Под ред. А.А. Воробьева. – 2-е изд., испр. и доп. – М.: Мед. информ. агенство
(МИА), 2008. – 704 с. (2 экз.)
6.2.Базы данных, справочные и поисковые системы,
Интернет-ресурсы, ссылки
1. http://ecobiotech.ru – информационная деятельность в области экобиотехнологии
2. http://biofile.ru/bio/17196.html – научный информационный журнал «Экологические
биотехнологии»
3. http://www.ecoindustry.ru/literature/view/487.html – экология производства
Научно-библиографические Базы данных:
4. www.elibrary.ru – Научная электронная библиотека (НЭБ) Medline
5. www.ncbi.nlm.nih.gov/PubMed
6. www.isinet.com, http://wos.elibrary.ru –
Science Citation Index DERWENT
Biotechnology Abstracts http://thomsonderwent.com
7. http://www.ecoindustry.ru/dictionary.html?t Журнал «экология производства»
8. http://www.microzym.ru/bio.htm. Сайт «Биотехнология»
9. https://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_
10. www.dnastar.com – фактографические базы данных (Программа DNASTAR)
11. http://www.listbiology.ru/ham-49.html – сайт по биологии
12. http://cbio.ru/page/51/id/3074/ – журнал «Коммерческие биотехнологии»
13. http://www.biotechnolog.ru/map.htm – сайт «Биотехнология»
Разработчик:
Ассистент кафедры физики, математики
и биотехнологии СтГМУ, к.б.н.
__________________ Н.В. Панова