Минобрнауки россии астраханский государственный университет
 Скачать 252.5 Kb.
|
|
Тема 1. ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ И МЕТОДЫ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БИОТЕХНОЛОГИИ. ИСТОРИЧЕСКОЕ РАЗВИТИЕ Основные задачи и методы экологической биотехнологии. Историческое развитие. Экологическая биотехнология как перспективное направление современной биотехнологии. Задачи и методические подходы экологической биотехнологии. Историческое развитие современных отраслей экологической биотехнологии. История развития экологической биотехнологии. Современное развитие экологической биотехнологии. Структура современной биотехнологии. Основные научно-практические направления. Экологическая биотехнология в решении социальных проблем. Связь экологической биотехнологии с проблемами природоохранительного плана. Тема 2. БИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОЧИСТКИ СТОКОВ И УТИЛИЗАЦИИ ТВЕРДЫХ ОТХОДОВ Биологические методы очистки стоков. Аэробные процессы очистки сточных вод. Качество воды и методы очистки. Особенности биологических методов по сравнению с физико-химическими процесса очистки. Критерии проектирования биотехнологических процессов очистки. Активный ил – составляющие и химизм действия. Типы аппаратов для аэробной очистки стоков. Гомогенные реакторы и гетерогенные аэробные реакторы. Принцип функционирования, эффективности действия. Окситенки. Реакторы с неподвижной биопленкой. Особенности эксплуатации и производительность. Характеристика биополенки. Анаэробные процессы очистки сточных вод. Теоретические основы процесса. Формальная кинетика. Биохимия и микробиология. Промышленные аппараты для сбраживания стоков. Септиктенки. Анаэробный биофильтр. Характеристики биополенки и активного ила. Требования к параметрам процессов водоочистки. Эффективность работы анаэробных очистных сооружений. Утилизации активного ила*. Количество и качество отходов. Утилизация и конверсия. Сырой активный ил. Переработка ила. Переработка растительных отходов. Метанотенки и биометаногенез как процесс ликвидации отходов и экологический метод получения энергоносителей. Типы и устройство метанотенков. Биоочистка газовоздушных выбросов. Типы биокатализаторов и аппаратов для данных процессов. Биофильтры. Биоскрубберы на основе нативных и иммобилизованных клеток. Биореакторы с омываемым слоем. Новейшие методы деградации ксенобиотиков. Иммобилизованные клетки и ферменты. Принципы и методы иммобилизации. Свойства иммобилизованных биосистем. Типы реакторов с иммобилизованными клетками. Реакторы полного смешения. Реакторы с псевдосжиженным слоем. Реакторы с неподвижным слоем. Эрлифтные аппараты и анаэробные биореакторы. Тема 3. БИОРЕМЕДИАЦИЯ Общие концепции биоремедиации. Понятия: фиторемедиация, микроборемедиация, зооремедиация. Преимущества и недостатки фитобиоремедиации. Технологии фитобиоремедиации: ризофильтрация, фитоэкстракция, фитостимуляция, фитоиспарение. Микроборемедиация. Агенты микроборемедиации. Преимущества микроборемедиации. Методы и технологии биоремедеации. Микробная биотехнология. Микробно-ферментативная биотехнология. Биоремедиация загрязненных почв и грунтов: биоремедиация in situ, биоремедиация ex situ. Биоремедиация окружающей среды: биодеградация тяжелых металлов, очистка от нефти и нефтепродуктов, биоремедиация атмосферы Тема 4.ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ БИОЭНЕРГЕТИКА Биотехнология в решение энергетических проблем. Биоэнергетика. Биометаногенез. Получение биогаза. Получение биоэтанола и других спиртов. Перспективы получения углеводородов на основе биосистем. Биологическое получение водорода. Биотопливные элементы и биоэлектрокатализ. Новые подходы к получению биотоплива. Тема 5. БИОТЕХНОЛОГИЯ И ЭКОЛОГИЗАЦИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ Биопестициды – альтернатива химическим пестицидам. Методы получения и применения. Принцип действия. Бактериальные, грибные и вирусные препараты для борьбы с вредителями и болезнями сельскохозяйственных растений и животных. Бактериальные удобрения – разумная альтернатива химическим удобрениям. Получение, применение. Биотехнологические подходы создания препаратов долго-временного действия, депонированных в резорбируемые полимерные матриксы Тема 6. РАЗРУШАЕМЫЕ БИОПОЛИМЕРЫ – ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ АЛЬТЕРНАТИВА СИНТЕТИЧЕСКИМ НЕРАЗРУШАЕМЫМ ПЛАСТИКАМ Негативные последствия накопления в биосфере синтетических полимерных материалов. Экологические проблемы в связи с аккумуляций в биосфере синтетических пластиков. Биотехнологической потенциал полигидроксиалканоатов в качестве альтернативы синтетическим полимерным материалам. Биопластики – основные понятия, источники для получения, характеристика. Полигидроксиалканоаты – характеристика, субстраты и способы получения, штаммы-продуценты. Принципы биоразрушения ПГА. Факторы, влияющие на скорости биораспада ПГА в природе*. Результаты исследования разрушаемости ПГА. Тема 7. БИОИНДИКАЦИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОДНЫХ ЭКОСИСТЕМ Количественная и качественная биоиндикация. Принципы биологического мониторинга и биотестирования текущего состояния объектов природной среды. Количественный биомониторинг техногенного загрязнения окружающей среды. «Активный» и «пассивный» биомониторинг. Принципы выбора объекта как биотеста. Растительные экосистемы как объект биоиндикации. Фитоиндикация ранних стадий техногенных загрязнений среды. Индикаторная роль отдельных групп водной биоты. Принцип оптимальности в радиационном контроле лесных экосистем. Биоиндикация водных экосистем на основании анализа гематогенеза и размножения рыб. Морская биотехнология. Разработка вакцин против болезней рыб и ракообразных, вызываемых вирусами и вибрионами. Генная инженерия морских растений. Культивирование морских водорослей, которые могут употребляться в пищу человека, сельскохозяйственных животных, использоваться как сырье для многих отраслей промышленности. Получение лекарственных средств из морских организмов. Получение противоядий к токсинам морских животных. Тема 8. ВОССТАНОВЛЕНИЕ ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВ, САМООЧИЩЕНИЕ ВОДОЕМОВ, БИОГЕОТЕХНОЛОГИЯ. ЗАКОНОДАТЕЛЬНЫЕ МЕХАНИЗМЫ. ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БИОТЕХНОЛОГИИ Процессы восстановления плодородия почв. Самоочищение водоемов.Основные направления биогеотехнологии и рациональное использование природных ресурсов. Перспективы развития экологической биотехнологии. Особенности компонентов, биопрепаратов для восстановления почв. Количественные показатели загрязненности воды: микробное число, колииндекс, колититр. Процессы самоочищения водоемов. Биопрепараты для очистки водоемов. Понятие биогеотехнологии, биогидрометаллургии. Биологическая безопасность. Микроорганизмы важные в биогидрометаллургии. Основные группы микроорганизмов и процессы с их участием. Законодательные и эколого-экономические механизмы реализации природоохранных технологий. Особенности развития экологической биотехнологии. Взаимосвязь с другими инновационными направлениями в настоящее время и прогноз на будущее. Тема 9. БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ЗАЩИТЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ В СОВРЕМЕННОМ ОБЩЕСТВЕ. Значимость биотехнологических методов для защиты окружающей среды в современном обществе. Глобальные экологические проблемы. Роль биотехнологии в экологическом мониторинге и создании новых высокочувствительных методов анализа загрязнений. Применение биотехнологий в диагностике и лечении заболеваний, вызванных влиянием экологических факторов. 5. ПЕРЕЧЕНЬ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ ОБУЧАЮЩИХСЯ 5.1. Указания по организации и проведению лекционных, практических (семинарских) и лабораторных занятий с перечнем учебно-методического обеспечения 5.2. Указания для обучающихся по освоению дисциплины (модулю) Рабочей программой дисциплины предусмотрена самостоятельная работа аспирантов в объеме 26 часов. Самостоятельная работа проводится с целью углубления знаний по дисциплине и предусматривает: - чтение аспирантами рекомендованной литературы и усвоение теоретического материала дисциплины; - работу с Интернет-источниками; - подготовку к написанию контрольных работ и доклада; - подготовку к зачету. Для расширения знаний по дисциплине рекомендуется использовать Интернет-ресурсы: проводить поиск в различных системах, таких как www.rambler.ru, www.yandex.ru, www.google.ru, www.yahoo.ru и использовать материалы сайтов, рекомендованных преподавателем на лекционных занятиях. Таблица 4. Содержание самостоятельной работы обучающихся
5.3. Виды и формы письменных работ, предусмотренных при освоении дисциплины (модуля), выполняемые обучающимися самостоятельно. Требования к подготовке, содержанию и оформлению доклада, сообщения Доклад, сообщение подготавливается по заданной теме из числа предложенных для изучаемого раздела/темы дисциплины/модуля. Для подготовки доклада, сообщения аспиранту необходимо изучить теоретический материал учебника и дополнительной литературы изучаемого раздела/темы, выполнить собственный анализ предметной области в рамках задания (нормы кормления, показатели питательности кормов или рациона в целом, соответствия рациона физиологическим потребностям животных и т.д.). Содержание доклада, сообщения должно включать следующие элементы: титульная часть, содержание, введение, основная часть, заключение, использованные источники. В докладе, сообщении должны быть освещены все существенные элементы заданной темы. Объем доклада, сообщения должен соответствовать продолжительности устного выступления 8-10 минут. Текст и иллюстрации должны быть выполнены лично автором доклада, сообщения. Оформление доклада, сообщения выполняется в формате электронной презентации, соответствующему имеющемуся лицензионному программному обеспечению. Электронная презентация должна отражать все рекомендованные в содержании элементы доклада, сообщения. Рекомендованный объем электронной презентации – 16-20 слайдов. Рекомендовано использовать при оформлении слайда следующие элементы: заголовок слайда, текст, иллюстрации (рисунок, таблица, формула и т.д.). Текстовые и графические элементы должны обеспечивать возможность их адекватного восприятия присутствующими при демонстрации в аудитории с использованием мультимедийной компьютерной техники. Подготовленный доклад, сообщение представляется на проверку в формате .ppt или .pptx на электронную почту преподавателя. 6. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ И ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 6.1. Образовательные технологии
Учебные занятия по дисциплине могут проводиться с применением информационно-телекоммуникационных сетей при опосредованном (на расстоянии) интерактивном взаимодействии обучающихся и преподавателя в режимах on-line и/или off-line в формах: видеолекций, лекций-презентаций, видеоконференции, собеседования в режиме чат, форума, чата и др. 6.2. Информационные технологии При реализации различных видов работ могут использоваться электронное обучение и дистанционные образовательные технологии. - использование возможностей Интернета в учебном процессе (использование информационного сайта преподавателя (рассылка заданий, предоставление выполненных работ, ответы на вопросы, ознакомление учащихся с оценками и т.д.)); - использование электронных учебников и различных сайтов (например, электронные библиотеки, журналы и т.д.) как источников информации; - использование возможностей электронной почты преподавателя; - использование средств представления учебной информации (электронных учебных пособий и практикумов, презентаций и т.д.); - использование интерактивных средств взаимодействия участников образовательного процесса (технологии дистанционного или открытого обучения в глобальной сети (веб-конференции, форумы, учебно-методические материалы и др.)); - использование интегрированных образовательных сред, где главной составляющей являются не только применяемые технологии, но и содержательная часть, т.е. информационные ресурсы (доступ к мировым информационным ресурсам, на базе которых строится учебный процесс) - использование виртуальной обучающей среды (или системы управления обучением LМS Moodle) или иных информационных систем, сервисов и мессенджеров. 6.3. Перечень программного обеспечения и информационных справочных систем Лицензионное учебное программное обеспечение
Электронные ресурсы 1. Электронный каталог Научной библиотеки АГУ на базе MARKSQL НПО «Информ-систем»,https://library.asu.edu.ru 2. Электронная библиотека «Астраханский государственный университет» собственной генерации на электронной платформе ООО «БИБЛИОТЕХ», https://biblio.asu.edu.ru 3. Электронная библиотека диссертаций (ЭБД) РГБ , http://dvs.rsl.ru 4. Электронная библиотечная система (ЭБС) ООО «Политехресурс» «Консультант студента», www.studentlibrary.ru 6. ЭБС «АйПиАр Медиа» (IPRbooks), www. Iprbookshop.ru 7. Научная электронная библиотека eLIBRARY.ru ООО «РУНЭБ», http://elibrary.ru 8. Универсальная справочно-информационная полнотекстовая база данных периодических изданий ООО «ИВИС», http://dlib.eastview.com. 9. Научная электронная библиотека eLIBRARY.RU Информационно - аналитическая система SCIENCE INDEX [организация], http://elibrary.ru. 10. Корпоративный проект Ассоциации региональных библиотечных консорциумов (АРБИКОН) «Межрегиональная аналитическая роспись статей» (МАРС), http://mars.arbicon.ru. 11. ЭБС «Юрайт» раздел «Легендарные книги», www.biblio-online.ru. 7. ФОНД ОЦЕНОЧНЫХ СРЕДСТВ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ И ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ДИСЦИПЛИНЕ (МОДУЛЮ) 7.1. Паспорт фонда оценочных средств При проведении текущего контроля и промежуточной аттестации по дисциплине (модулю) «Биотехнология и защита окружающей среды» проверяется сформированность у обучающихся компетенций, указанных в разделе 3 настоящей программы. Этапность формирования данных компетенций в процессе освоения образовательной программы определяется последовательным освоением дисциплин (модулей) и прохождением практик, а в процессе освоения дисциплины (модуля) – последовательным достижением результатов освоения содержательно связанных между собой разделов, тем. Таблица 5 Соответствие разделов, тем дисциплины (модуля), результатов обучения по дисциплине (модулю) и оценочных средств
7.2. Описание показателей и критериев оценивания компетенций, описание шкал оценивания Таблица 6 Показатели оценивания результатов обучения
7.3. Контрольные задания или иные материалы, необходимые для оценки знаний, умений, навыков и (или) опыта деятельности Вопросы для контрольных работ |