Основы биотехнологии - Учебно

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Филиал в г. Тобольске
Естественнонаучный факультет
Кафедра Биологии, экологии и МПЕ
Рабочая программа учебной дисциплины
«ОСНОВЫ БИОТЕХНОЛОГИИ»
050100. 62 Педагогическое образование
(наименование направления подготовки)
Совмещенный профиль подготовки
«Биология, химия»
Квалификация (степень) выпускника
«Бакалавр»
Тобольск
2014
1
1. Цели и задачи освоения 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: формирование у студентов современных представлений о достижениях в
области биотехнологии и биоинженерии, клеточной и генетической инженерии; знакомство с
существующими промышленными биотехнологическими процессами различного уровня;
рассмотрение теоретических основ биотехнологии и знакомство студентов с ее отдельными
разделами и методами.
2. Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата (магистратуры)
Дисциплина «Основы биотехнологии» относится к курсам по выбору
профессионального цикла. «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.
Содержательные и логические взаимосвязи дисциплины «Основы биотехнологии» с
другими дисциплинами учебного плана:
а) предшествуют освоению данной дисциплины – «Микробиология», «Молекулярная
биология», «Органическая химия», «Биологическая химия».
б) должны изучаться параллельно – «Химия окружающей среды», «Химический синтез».
Освоение данной дисциплины необходимо для профессиональной деятельности
выпускников, а также для подготовки к итоговой государственной аттестации.
3. Требования к результатам освоения дисциплины
3.1. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины
3.1. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины
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.
3.2. В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
Знать: основные понятия и терминологию, методы получения биотехнологических
продуктов, достижения биотехнологии и перспективы её использования; методы управления в
сфере биотехнологии.
Уметь: объяснять основные понятия и методы биотехнологии; объяснять основные
теоретические положения генной и клеточной инженерии; ставить цели биотехнологических
исследований и выбирать пути их достижения.
Владеть: культурой мышления, основными терминами биотехнологии; методами поиска
и анализа биотехнологической информации; современными представлениями об основах
биотехнологии и генной инженерии, нанобиотехнологии.
4. Структура и содержание дисциплины
Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетные единицы (108 часов)
2
4.1. Структура дисциплины
Таблица 1
Наименование раздела
дисциплины
№
Семестр
Виды учебной работы
(в академических часах)
аудиторные занятия
СР
ЛК
КСР
ЛБ
4
4
14
10
2
Краткая история развития
биотехнологии.
Генная и клеточная инженерия.
10
6
2
4
14
3
Экологическая биотехнология.
10
4
4
6
12
12
6
36
54
1
Итого
4.2. Содержание дисциплины
Таблица 2
№
1
2
Наименование
раздела
дисциплины
Краткая история
Содержание раздела
(дидактические единицы)
развития
биотехнологии.
Введение в биотехнологию. Определение, основные понятия и
терминология. Краткая история развития биотехнологии:
использование природных штаммов дрожжей; использование
селекции штаммов дрожжей; культура меристемных клеток,
тканевые культуры клеток животных и человека.
Генная и клеточная
инженерия.
Рекомбинантная ДНК, методы её получения. Использование
методов клеточной инженерии для получения ряда белков.
Генно-инженерные подходы к решению проблемы усвоения
азота.
Клеточная инженерия. Получение, культивирование и
гибридизация протопластов. Создание искусственных
ассоциаций клеток высших растений с микроорганизмами как
способ модификации растительной клетки.
Получение трансгенных растений и животных.
3
Экологическая
биотехнология.
Биотехнология получения и использования ферментов.
Экологическая биотехнология. Перспективы развития
биотехнологии в свете решения глобальных проблем
человечества и проблемы биоэтики.
3
5. Образовательные технологии
Таблица 3
№
№
Тема занятия
занятия раздела
Виды
образовательных
технологий
Колво
часов
1
1
Предмет и задачи биотехнологии.
Экономические и социальные аспекты развития
биотехнологии
Информационнокоммуникационные
технологии
2
2-3
1
Биотехнология получения и использования
ферментов
Интерактивные
технологии
4
4-5
1
Правила стерильной работы в лаборатории
Традиционные
образовательные
технологии
4
6-8
1
6
9-10
2
Питательные среды для микроорганизмов и их Традиционные
приготовление
образовательные
технологии
Генетическая инженерия, принципы,
Интерактивные
возможности.
технологии
11-12
2
Клеточная инженерия. Культура
эукариотических клеток животных
Интерактивные
технологии
4
13-14
2
Получение, культивирование и гибридизация
протопластов
Интерактивные
технологии
4
15
2
Методики культивирования клеток
16
2
17
3
18-19
3
20
3
21-22
3
23-24
3
Традиционные
образовательные
технологии
Микроразмножение
томатов
или
табака Традиционные
черенкованием побегов
образовательные
технологии
Биотехнология получения и использования
Интерактивные
ферментов. Промышленные процессы с
технологии
использованием иммобилизованных ферментов и
клеток
Экологическая биотехнология. Защита
Информационноокружающей среды
коммуникационные
технологии
Получение
каллусной
ткани
у
разных Традиционные
растительных объектов
образовательные
технологии
Получение и культивирование каллуса из стебля Традиционные
картофеля
образовательные
технологии
Поддержание и сохранение клеточных культур
Традиционные
образовательные
технологии
4
4
2
2
2
4
2
4
4
6. Самостоятельная работа студентов
Таблица 4
№
1
2
3
Наименование раздела
дисциплины
Краткая история развития
биотехнологии.
Генная и клеточная инженерия.
Экологическая биотехнология.
Вид самостоятельной работы
Конспектирование
текста;
составление
таблиц
для
систематизации
учебного
материала
Ответы на контрольные вопросы;
изучение дополнительных тем
занятий; работа с конспектом
лекции (обработка текста)
Использование
аудиои
видеозаписей,
компьютерной
техники и Интернета; составление
таблиц
для
систематизации
учебного материала
Трудоемкость
(в академических
часах)
14
14
26
Домашняя контрольная работа № 1
1. Какое из приведенных определений является правильным?
А) Гибридомы – это клетки, полученные путем слияния опухолевых клеток с
нормальными клетками животного или растения.
Б) Гибридомы – это клетки, полученные путем слияния протопластов с нормальными
клетками животного или растения.
В) Гибридомы – это клетки, полученные путем слияния паренхимных клеток с
нормальными клетками животного или растения.
Г) Гибридомы – это клетки, полученные путем слияния яйцеклеток с нормальными
клетками животного или растения.
2. Вставьте в данное предложение необходимое слово – Методы диагностики заболеваний
основаны на обнаружении в крови больного человека или животного специфических ...... .
А) аминокислот, Б) ДНК, В) антител, Г) рибосом, Д) плазмид.
3. Распределите продукты генной инженерии по сферам их использования – фармакология
и пищевая промышленность. (ферменты, пищевые добавки, искусственные подсластители,
ароматические вещества, антибиотики, гормоны, пищевые красители, витамины)
4. Какие препараты являются продуктами микробиологического производства на основе
генно – инженерных технологий?
А) гормоны, Б) аминокислоты, В) витамины, Г) ферменты, Д) факторы иммунитета, Е)
инсектициды, Ж) подсластители, З) интерфероны.
5. Укажите последовательность реакций при синтезе белка в дрожжевой клетке.
Используйте данные слова и словосочетания. (инициация транскрипции, транскрипция,
абберация, удаление интронов, трансляция, сплайсинг)
6. Что происходит с нуклеиновыми кислотами, попадающими в организм человека вместе
с продуктами питания?
А) проникают в клетки эпителия кишечника и там встраиваются в обмен веществ,
Б) разлагаются экзонуклеазами,
В) ничего не происходит,
Г) в продуктах питания нуклеиновые кислоты обычно не содержатся.
7. Если вы правильно решите кроссворд, то прочтете название вектора переноса генов.
1
5
2
3
4
5
1. РНК – зависимая ДНК полимераза.
2. Фермент, который осуществляет связывание фрагментов ДНК.
3. Фермент, который осуществляет синтез ДНК на матрице ДНК.
4. Фермент, который сокращает двойную спираль ДНК с обоих концов.
5. Фермент, который осуществляет синтез нуклеотидов на концевых участках ДНК.
Домашняя контрольная работа № 2
1. Расположите продукты в порядке уменьшения времени брожения
а) солома, б) рожь, в) посевы зерновых культур, г) редька, д) яйца, е) древесина.
2. Расположите данные организмы в порядке увеличения времени брожения
а) Clostridium thermocellum, б) Zymomonas, в) Clostridium thermoaceticum.
3.Какие процессы в метаногенезе являются промежуточными и в конечном итоге ведут к
образованию метана?
А) полное окисление углеводов, Б) маслянокислое брожение, В) уксуснокислое брожение,
Г) образование лизина, Д) разложение целлюлозы.
4. В метанотенк поместили слишком много древесных стружек. Выберите действия, в
результате которых метаногенез ускорится.
а) энергичное перемешивание, б) добавление воды, в) добавление сернокислого аммония,
г) добавление водорода, д) добавление активного ила из метанотенка, е) добавление активной
массы из спиртового ферментера.
5. Какие микроорганизмы можно использовать для получения водорода?
А) метилтрофы, Б) метанотрофы, В) ацетогены, Г) цианобактерии, Д) дрожжи, Е) красные
водоросли.
6.
Вставьте пропущенные слова – В биотопливном элементе, работающем на основе
анаэробных микроорганизмов, функционируют катод и анод. Где находятся бактерии?
А) на аноде, Б) на катоде, В) в иле.
Что является топливом в биотопливном элементе?
А) питательная среда бактерий, Б) бензин, В) бактерии.
7. Можно ли купаться в биологическом пруду?
А) да, и очень приятно, там вода теплая,
Б) нет, там плохо пахнет,
В) нет, там могут быть патогенные бактерии,
Г) да, там вода очищена.
8. Зооглей – это …
а) один из компонентов активного ила,
б) сообщество бактерий, покрытых общей оболочкой,
в) иммобилизованные бактерии и водоросли,
г) симбиоз организмов, покрытых общей слизистой оболочкой.
9. Может ли активный ил содержать тяжелые металлы?
А) да, Б) нет.
10. Укажите допустимое количество кишечных палочек в 1л московской водопроводной
воды?
А) 1, Б) 10, В) 100, Г) много.
11. Расположите способы очистки стоков в порядке уменьшения степени эффективности а) биологические пруды,
б) поля фильтрации,
в) биологические фильтры,
г) поля орошения.
6
12 Где наблюдается самая сильная минерализация органических веществ при
самоочищении водоемов?
А) в зоне сильной загрязненности,
Б) в зоне средней загрязненности,
В) в зоне слабой загрязненности.
13.При каких способах обработки может образоваться болотный газ?
А) анаэробное сбраживание отходов в метантенках,
Б) аэробная переработка сточных вод в аэротенках,
В) биокомпостирование твердых отходов,
Г) захоронение твердых бытовых отходов.
14. Укажите, как изменяются свойства культур при различных способах сохранения
генофонда.
Субкультивирование Депонирование
Криосохранение
Генетическая стабильность
Генетическая изменчивость
Дыхание интенсивное
Дыхание ослабленное
Дыхание
практически
отсутствует
Питание интенсивное
Питание ослабленное
Питание
практически
отсутствует
15. Какой фактор может привести к оскудению генофонда Земли?
А) лес,
Б) человек,
В) токсины растений,
Г) хищные животные.
16.Какие явления недопустимы при криосохранении?
А) сохранение обмена веществ,
Б) обезвоживание протоплазмы,
В) сохранение генетического материала,
Г) образование льда.
17. Укажите, на какие факторы необходимо обращать внимание при различных способах
сохранения генофонда.
Субкультивирование Депонирование
Криосохранение
Температура умеренная
Температура пониженная
Температура очень низкая
Освещение интенсивное
Освещение ослабленное
Питание интенсивное
Питание ослабленное
Влажность повышенная
Влажность пониженная
Домашняя контрольная работа № 3
«Методы биотехнологии с использованием растительных и животных клеток»
1. Как следует модифицировать P. putida, чтобы получился штамм, эффективно
разрушающий трихлорэтилен?
2. Опишите процедуру клонирования целлюлазных генов грибов.
7
3. Как используются альфа-амилаза и глюкоамилаза в промышленном производстве
этанола? Какие манипуляции с кодирующими эти ферменты генами следует провести, чтобы
повысить эффективность процесса?
4. Что представляет собой фермент глюкозо-изомераза? В чем состоит ее ценность? как и
зачем можно модифицировать кодирующий ее ген?
5. Опишите достоинства и недостатки использования Zymomonas mobilis вместо
Saccharomyces
cerevisiae
при производстве этанола. Как повысить эффективность
промышленного использования Z. mobilis?
6. Как с помощью генноинженерных методов модифицировать Z. mobilis, чтобы можно
было пользовать этот микроорганизм для производства этанола из ксилозы?
7. Взяв три штамма Pseudomonas, один из которых используется фенол в качестве
единственного источника углерода при 0 С, второй расщепляет антрацен с образованием
катехола пр 35 С, а третий расщепляет n-толуол с образованием протокатехоата при 35 С,
предложите стратегию создания штамма, который сможет использовать в качестве
единственного источника углерода фенол, антрацен или n- толуол при 0 С.
8. Как модифицировать штамм Pseudomonas, несущий плазмиду pWWO и не способный
расщеплять 4-этилбензоат, чтобы он мог утилизировать это соединение?
9. Предложите стратегии выделения прокариотических эндоглюканазных и бетаглюкозидазных генов.
10. Что такое «супербацилла»?
11. Как повысить эффективность образования силоса, проводя манипуляции с
Lactobacillus plantarum?
12. Как следует модифицировать бактерии рубца, чтобы они обеспечивали крупный
рогатый скот незаменимыми аминокислотами?
Подготовка презентаций на тему: «Биотехнология и проблемы экологии и охраны
окружающей среды»
1.Рекомбинантные продуценты биологически активных веществ и проблемы объективной
информации населения.
2.Классификация отходов. Очистка жидких отходов.
3.Создание методами генетической инженерии штаммов микроорганизмов-деструкторов с
повышенной способностью к деструкции веществ, содержащихся в жидких отходах,
4.Основные характеристики штаммов деструкторов.
5.Уничтожение или утилизация твердых (мицелиальных) отходов.
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.
 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.
8
 Основные характеристики штаммов деструкторов. Их неустойчивость в природных
условиях. Сохранение штаммов на предприятиях. Нормы внесения биомассы штаммов при
пиковых нагрузках на очистные сооружения.
 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.
Примерная тематика 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) Активный ил (характеристика, получение, факторы, влияющие на использование
активного ила).
5) Ферменты, производимые биотехнологически. Особенности производства ферментов.
6) Применение антибиотиков в сельском хозяйстве.
7) Микробиологическая трансформация химических соединений.
8) Биотехнология в металлургии.
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) Вектора для Saccharomyces cerevisiae, прочих дрожжей.
3) Использование клеток насекомых, бакуловирусы.
4) Вирусные векторы для животных: паповавирусы, вирус осповакцины, аденовирусы,
парвовирусы, ретровирусы.
5) Растительные векторы: транспозоны, вирусы. Способы трансформации растительных
организмов.
6) Растительные векторы: Ti-плазмиды.
7) 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.
9
7. Компетентностно-ориентированные оценочные средства
7.1. Оценочные средства диагностирующего контроля
В качестве входящего контроля проводится контрольная работа по основным разделам
биологии
1). Отличия живой материи от неживой.
2). Особи каких возрастных стадий образуют ценопопуляцию растений?
3). Сущность биохимической теории возникновения жизни.
4). Отличия клетки растительного организма от клетки животных.
5). Своеобразие живой материи на клеточном уровне.
6). Отличия многоклеточного растительного организма от многоклеточного
животного организма.
7). Раскройте характеристики геохимических функций живого вещества.
7.2. Оценочные средства текущего контроля: модульно-рейтинговая технология
оценивания работы студентов
7.2.1. Распределение рейтинговых баллов по модулям и видам работ
Таблица 5
Виды работ
Максимальное количество баллов
Модуль 1
Модуль 2
Модуль 3
Итого
10
11
14
33
Лекции
2
3
2
9
Лабораторные занятия
8
8
12
24
Самостоятельная работа
15
14
16
47
Итого за работу в семестре
25
25
30
80
Аудиторные занятия
Обобщающий контроль
20
Итого
100
7.2.2. Оценивание аудиторной работы студентов
Таблица 6
№
Наименование раздела
дисциплины
Формы оцениваемой
работы
Максимальное
Модуль
количество
(аттестация)
баллов
Работа на лекциях
1
2
3
1
Краткая история развития Конспектирование
2
биотехнологии.
лекционного материала
Генная и клеточная
Конспектирование
3
инженерия.
лекционного материала
Экологическая
Конспектирование
2
биотехнология.
лекционного материала
Работа на практических (семинарских, лабораторных) занятиях
Краткая история развития Посещение занятий
биотехнологии.
Выполнение аудиторной
контрольной работы
Фронтальный опрос по
10
1
2
3
8
1
теме
2
3
Генная и клеточная
инженерия.
Экологическая
биотехнология.
Посещение занятий
Выполнение аудиторной
контрольной работы
Фронтальный опрос по
теме
Посещение занятий
Выполнение аудиторной
контрольной работы
Фронтальный опрос по
теме
8
2
12
3
7.2.3. Оценивание самостоятельной работы студентов
Таблица 7
№
Наименование
раздела (темы)
дисциплины
Формы оцениваемой работы
1
2
3
1
Краткая история
развития
биотехнологии.
4
Составление таблицы
«Классификация современных
биологических агентов»
Составление аннотаций нескольких
научно-популярных биологических
изданий.
Составить конспект «История
формирования биотехнологии и
периодизация ключевых этапов».
1
2
2
Генная и клеточная
инженерия.
Максимальное
Модуль
количество (аттестация
баллов
3
5
1
6
4
4
Составление аннотированных
списков информационных ресурсов
по биотехнологии.
Составление таблицы «Технологии
получения, области и перспективы
Экологическая
биотехнология.
2
4
Составить конспект «Мифы и
реальные риски генноинженерных
технологий и продуктов».
4
Составление тематического
глоссария «Биотехнология»
5
Подготовка презентации «Генная и
11
5
6
применения трансгенных растений».
3
5
клеточная нженерия»
Подготовка реферата по тематике
модуля (1 реферат для каждого
студента, тема модуля – по выбору ).
6
3
5
7.2.4. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости
Примерные тесты для аудиторной контрольной работы:
1.
Процесс анаэробного расщепления органических веществ под влиянием
микроорганизмов или выделенных им ферментов называется:
а) брожение;
б) дыхание;
в) окисление.
2.
Ферменты, расщепляющие крахмал – это:
а) амилазы;
б) протеазы;
в) лактоза.
3.
Бактерии, вызывающие порчу пищевых продуктов:
а) стафилококки;
б) лактобациллы;
в) стрептомицеты.
4.
Биотоплива третьего поколения – это топлива полученные из … .
а) бактерий;
б) водорослей;
в) древесины.
5.
Для разрушения клеточной стенки растений используют фермент
а) пектиназу;
б) целлюлазу;
в) лактазу.
Примерная тематика 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.
12
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.
7.3 Оценочные средства промежуточной аттестации
7.3.1. Рубежные баллы рейтинговой системы оценки успеваемости студентов
Таблица 8
Вид
Допуск к
аттестации аттестации
40 баллов
Зачёт
61 балл
Экзамен (соответствие рейтинговых баллов
и академических оценок)
Удовл.
Хорошо
Отлично
61-72 баллов 73-86 баллов
87-100 баллов
7.3.2. Оценочные средства для промежуточной аттестации
Вопросы для зачета
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
завязей.
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.
13
26. Генно-инженерные подходы к решению вопроса усвоения почвенного и
атмосферного азота.
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.
8. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
а) основная литература:
1.
Неверова О.А. Пищевая биотехнология продуктов из сырья растительного
происхождения: учебник.- Новосибирск: Сиб.унив.изд-во, 2007.
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. Сазыкин Ю.О. Биотехнология: учеб. пособ. для студ. вузов / под ред. А.В.
Катлинского.- 2-е изд.- М.: Академия, 2007.
Б) дополнительная литература:
1.
Волиханова Г., Рахимбаев И. Культура клеток и биотехнология растений.-АлмаАта, 1989.
2.
Голощапов А.П. Прикладная генетика: введение в биотехнологию: учеб. пособие.
/ А. П. Голощапов. - Курган: Зауралье, 2004. - 248 с. Гриф: Рекомендовано методсоветом по
направлению
3.
Егорова, Т. А. Основы биотехнологии: учеб. пособие для студ. вузов, обуч. по
спец. "Биология"/ Т. А. Егорова, С. М. Клунова, Е. А. Живухина. – М.: Академия, 2003. - 208 с.
Гриф УМО
4.
Клунова, С. М. Биотехнология: учеб. для студентов вузов /C.М. Клунова, Т.А.
Егорова, Е.А. Живухина. М.: Академия, 2010. -256 с. Гриф УМО
5.
Клетки = Cells: [учеб. для студентов вузов]: пер. с англ./ ред. Б. Льюин [и др.]. –
М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2011. - 951 с.
6.
Лутова, Л. А. Биотехнология высших растений: учебник/ Л. А. Лутова; С.-Петерб.
гос. ун-т. - СПб: Изд-во СПБГУ, 2003. - 228 с.
14
7.
Молекулярно-генетические и биохимические методы в современной биологии
растений: [сб. науч. ст.] / ред. Вл. В. Кузнецов, В. В. Кузнецов, Г. А. Романов. М.: БИНОМ.
Лаборатория знаний, 2012. - 487с.
8.
Сельскохозяйственная биотехнология: учеб. для студ. ВУЗов/ред. В.С. Шевелуха.
М.: Высшая школа, 2008. - 710 c. Гриф МО
9.
Телитченко М., Остроумов С. Введение в проблемы биохимической экологии.
Биотехнология, охрана среды.-М.: Наука, 1990.
в) периодические издания:
Журналы:
1. Вестник МГУ. Серия №16. Биология
2. Журнал общей биологии
3. Журнал экспериментальной биологии
4. Успехи современной биологии
Газеты
1. Реферативные журналы ВИНИТИ
2. Биология: -Раздел 04Р. Биотехнология. Бионанотехнологии. Бионаноматериалы.
3. Охрана природы и воспроизводство природных ресурсов
г) 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.).
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.).
д) 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.
3. http://ru.wikipedia.org/ электронная энциклопедия.
4. http://www.mgul.ac.ru/info/flh/soil/ Московский государственный университет.
5. http://www.bio.vsu.ru/soil/ Воронежский государственный университет.
9. Материально-техническое обеспечение дисциплины
15
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.
10. Паспорт рабочей программы дисциплины
Разработчик(и) : Мирюгина Т.А., к.с-х.н, доцент кафедры биологии, экологии и МПЕ
Программа одобрена на заседании кафедры биологии, экологии и МПЕ
от «04» сентября 2012 г., протокол № 1
Согласовано:
Зав. кафедрой Садыкова Э.Ф.
«___» ________________г.
Лист согласования
16