Программа дисциплины "Современные методы производства микробных биопрепаратов"
 Скачать 1.25 Mb.
|
|
Программа дисциплины "Современные методы производства микробных биопрепаратов"; 020400.68 Биология; доцент, к.н. (доцент) Вершинина В.И. Регистрационный номер 84942314 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное автономное учреждение высшего профессионального образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" Институт фундаментальной медицины и биологии подписано электронно-цифровой подписью Программа дисциплины Современные методы производства микробных биопрепаратов М1.ДВ.1 Направление подготовки: 020400.68 - Биология Профиль подготовки: Микробиология и вирусология Квалификация выпускника: магистр Форма обучения: очное Язык обучения: русский Автор(ы): Вершинина В.И. Рецензент(ы): Ильинская О.Н. СОГЛАСОВАНО: Заведующий(ая) кафедрой: Ильинская О. Н. Протокол заседания кафедры No ___ от "____" ___________ 201__г Учебно-методическая комиссия Института фундаментальной медицины и биологии: Протокол заседания УМК No ____ от "____" ___________ 201__г Регистрационный No 84942314 Казань 2014 Программа дисциплины "Современные методы производства микробных биопрепаратов"; 020400.68 Биология; доцент, к.н. (доцент) Вершинина В.И. Регистрационный номер 84942314 Страница 2 из 11. Содержание 1. Цели освоения дисциплины 2. Место дисциплины в структуре основной образовательной программы 3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины /модуля 4. Структура и содержание дисциплины/ модуля 5. Образовательные технологии, включая интерактивные формы обучения 6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов 7. Литература 8. Интернет-ресурсы 9. Материально-техническое обеспечение дисциплины/модуля согласно утвержденному учебному плану Программа дисциплины "Современные методы производства микробных биопрепаратов"; 020400.68 Биология; доцент, к.н. (доцент) Вершинина В.И. Регистрационный номер 84942314 Страница 3 из 11. Программу дисциплины разработал(а)(и) доцент, к.н. (доцент) Вершинина В.И. кафедра микробиологии ИФМиБ отделение фундаментальной медицины , Valentina.Vershinina@kpfu.ru 1. Цели освоения дисциплины Ознакомление слушателей с современными методами промышленного получения и исследования микробных биологических препаратов, полученных традиционными методами и с помощью технологий рекомбинантных ДНК. 2. Место дисциплины в структуре основной образовательной программы высшего профессионального образования Данная учебная дисциплина включена в раздел " М1.ДВ.1 Общенаучный" основной образовательной программы 020400.68 Биология и относится к дисциплинам по выбору. Осваивается на 1 курсе, 1 семестр. М1.ДВ.1 "Современные методы производства микробных биопрепаратов" является составной частью содержания общепрофессиональной подготовки магистра по профилю "Микробиология и вирусология". Курс логически взаимосвязан с другими профессиональными дисциплинами, необходимыми для реализации профессиональных функций выпускника. Перед изучением данного курса обучающийся должен освоить следующие дисциплины: Аналитическая химия, Органическая химия, Биохимия, Молекулярная биология, Генетика, Генетика микроорганизмов, Микробиология и вирусология, Физиология и биохимия микроорганизмов, Генетическая инженерия. 3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины /модуля В результате освоения дисциплины формируются следующие компетенции: Шифр компетенции Расшифровка приобретаемой компетенции ОК-1 (общекультурные компетенции) способен к творчеству (креативность) и системному мышлению . ОК-3 (общекультурные компетенции) способен к адаптации и повышению своего научного и культурного уровня. ОК-6 (общекультурные компетенции) способен самостоятельно приобретать с помощью информационных технологий и использовать в практической деятельности новые знания и умения, в том числе в новых областях знаний, непосредственно не связанных со сферой деятельности ПК-10 (профессиональные компетенции) глубоко понимает и творчески использует в научной и производственно-технологической деятельности знания фундаментальных и прикладных разделов специальных дисциплин магистерской программы. ПК-2 (профессиональные компетенции) знает и использует основные теории, концепции и принципы в избранной области деятельности, способен к системному мышлению . Программа дисциплины "Современные методы производства микробных биопрепаратов"; 020400.68 Биология; доцент, к.н. (доцент) Вершинина В.И. Регистрационный номер 84942314 Страница 4 из 11. Шифр компетенции Расшифровка приобретаемой компетенции ПК-12 (профессиональные компетенции) применяет методические основы проектирования и выполнения полевых и лабораторных биологических и экологических исследований с использованием современной аппаратуры и вычислительных комплексов (в соответствии с целями магистерской программы), генерирует новые идеи и методические решения. В результате освоения дисциплины студент: 1. должен знать: ? специфическую терминологию, используемую в биотехнологии; понимать цель и задачи курса; ? общие принципы организации биотехнологических производств; ? основы технологий, используемых для получения биопрепаратов 2. должен уметь: ? использовать полученные знания для анализа экспериментальных данных, касающихся всех сторон подбора, характеристики и совершенствования биологических продуцентов, а также их использования в разнообразных технологических процессах; ? самостоятельно планировать исследовательскую деятельность в данной области 3. должен владеть: ? теоретическими знаниями о различных способах получения микробных препаратов, давать оценку существующим производственным процессам и вносить предложения по их усовершенствованию. ? навыками работы с научной литературой и современными компьютерными технологиями для сбора, обработки и анализа новой информации; ? современными методами статистической обработки результатов. 4. должен демонстрировать способность и готовность: ? использовать полученные знания при изучении других дисциплин, при выполнении практических лабораторных задач, курсовых и дипломных работ, в научно-исследовательской работе; ? к самостоятельному ведению научно-исследовательской работы 4. Структура и содержание дисциплины/ модуля Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетных(ые) единиц(ы) 72 часа(ов). Форма промежуточного контроля дисциплины зачет в 1 семестре. Суммарно по дисциплине можно получить 100 баллов, из них текущая работа оценивается в 50 баллов, итоговая форма контроля - в 50 баллов. Минимальное количество для допуска к зачету 28 баллов. 86 баллов и более - "отлично" (отл.); 71-85 баллов - "хорошо" (хор.); 55-70 баллов - "удовлетворительно" (удов.); 54 балла и менее - "неудовлетворительно" (неуд.). 4.1 Структура и содержание аудиторной работы по дисциплине/ модулю Программа дисциплины "Современные методы производства микробных биопрепаратов"; 020400.68 Биология; доцент, к.н. (доцент) Вершинина В.И. Регистрационный номер 84942314 Страница 5 из 11. Тематический план дисциплины/модуля N Раздел Дисциплины/ Модуля Семестр Неделя семестра Виды и часы аудиторной работы, их трудоемкость (в часах) Текущие формы контроля ЛекцииПрактические занятия Лабораторные работы 1. Тема 1. Технология биопроцесса (продуценты БАВ, технология получения и применение). 1 1-2 4 6 0 реферат 2. Тема 2. Совершенствование микробных технологий для получения лекарственных средств (антибиотики, ферменты рекомбинантные белки). 1 3-4 4 6 0 контрольная работа презентация 3. Тема 3. Биопрепараты для промышленности и сельского хозяйства (микробные инсектициды, биоудобрения, микробные фунгициды, ферменты и др.). 1 5-8 2 6 0 письменная работа . Тема . Итоговая форма контроля 1 0 0 0 зачет Итого 10 18 0 4.2 Содержание дисциплины Тема 1. Технология биопроцесса (продуценты БАВ, технология получения и применение). лекционное занятие (4 часа(ов)): 1. Клетки прокариот и эукариот- источники БАВ; особенности их метаболизма. Способы получения и совершенствования продуцентов : селекция и мутагенез, генетическая и клеточная инженерия. Особенности промышленного синтеза при участии рекомбинантных микроорганизмов. Хранение и культивирование рекомбинантных продуцентов. 2.Технология биопроцессов.Основная ферментация. Периодическое и непрерывное культивирование. Выделение и очистка целевого продукта. Критерии оценки эффективности процесса. Аппаратурное обеспечение биотехнологических процессов. практическое занятие (6 часа(ов)): 1.Основные методы выделения и очистки биологически активных веществ.Фракционное осаждение, хроматографические методы и адсорбция. 2. Методы выделения и анализа белков, углеводов, нуклеиновых кислот, липидов и др. БАВ. Тема 2. Совершенствование микробных технологий для получения лекарственных средств (антибиотики, ферменты рекомбинантные белки). лекционное занятие (4 часа(ов)): Программа дисциплины "Современные методы производства микробных биопрепаратов"; 020400.68 Биология; доцент, к.н. (доцент) Вершинина В.И. Регистрационный номер 84942314 Страница 6 из 11. 1.Антибиотики. Классификация. Продуценты антибиотиков. Основные закономерности биосинтеза антибиотиков. Сырье, среды и технология промышленного получения антибиотиков. 2.Получение полусинтетических антибиотиков. Контроль производства и анализ готовой продукции. Перспективы современной биотехнологии в области промышленного получения антибиотиков. практическое занятие (6 часа(ов)): 1.Молекулярные механизмы формирования антибиотикоустойчивости и способы ее преодоления. 2.Клонирование генов биосинтеза антибиотиков. 3.Усовершенствование производства антибиотиков. Синтез новых антибиотиков. Тема 3. Биопрепараты для промышленности и сельского хозяйства (микробные инсектициды, биоудобрения, микробные фунгициды, ферменты и др.). лекционное занятие (2 часа(ов)): Биопрепараты для промышленности и сельского хозяйства. Микробные инсектициды, фунгициды, биоудобрения (микроорганизмы -продуценты, особенности технологии получения). Преимущества и недостатки. практическое занятие (6 часа(ов)): 1. Биопрепараты на основе токсинов бацилл. Токсины B. thuringiensis. Механизм действия токсинов и аспекты применения. Идентификация и генетическая инженерия генов токсинов. 2.Производство микробных белковых препаратов. Получение БОО на отходах различных производств Коммерческие кормовые препараты для сельскохозяйственных животных. 3.Использование методов генетической инженерии в совершенствовании биопрепаратов для защиты растений. 4.3 Структура и содержание самостоятельной работы дисциплины (модуля) N Раздел Дисциплины Семестр Неделя семестра Виды самостоятельной работы студентов Трудоемкость (в часах) Формы контроля самостоятельной работы 1. Тема 1. Технология биопроцесса (продуценты БАВ, технология получения и применение). 1 1-2 подготовка к реферату (темы рефератов): 1. Жидкостная хроматография как основа для получения биоп 16 реферат 2. Тема 2. Совершенствование микробных технологий для получения лекарственных средств (антибиотики, ферменты рекомбинантные белки). 1 3-4 подготовка к контрольной работе: 1.Ферменты (промышленное получение и применение). 8 контрольная работа подготовка к презентации: Микробиологическое производство лекарственных средств. 8 презентация Программа дисциплины "Современные методы производства микробных биопрепаратов"; 020400.68 Биология; доцент, к.н. (доцент) Вершинина В.И. Регистрационный номер 84942314 Страница 7 из 11. N Раздел Дисциплины Семестр Неделя семестра Виды самостоятельной работы студентов Трудоемкость (в часах) Формы контроля самостоятельной работы 3. Тема 3. Биопрепараты для промышленности и сельского хозяйства (микробные инсектициды, биоудобрения, микробные фунгициды, ферменты и др.). 1 5-8 подготовка к письменной работе: Биопрепараты для промышленности и сельского хозяйства. 12 письменная работа Итого 44 5. Образовательные технологии, включая интерактивные формы обучения Предполагается использование традиционных образовательных технологий - лекций и семинаров с использованием мультимедийных программ при подготовке студентами докладов по темам для самостоятельного изучения и выступление на семинарских занятиях с видео- и аудио-материалами. 6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов Тема 1. Технология биопроцесса (продуценты БАВ, технология получения и применение). реферат , примерные темы: подготовка к реферату (темы рефератов): 1. Жидкостная хроматография как основа для получения биопрепаратов. 2.Промышленный синтез белков при участиии рекомбинантных микроорганизмов. 3.Эндонуклеазы рестрикции (получение и применение). Тема 2. Совершенствование микробных технологий для получения лекарственных средств (антибиотики, ферменты рекомбинантные белки). контрольная работа , примерные вопросы: Подготовка к контрольной работе:Ферменты (промышленное получение и применение). Ключевые вопросы:практически значимые ферменты микроорганизмов; основные методы получения и очистки ферментов; стандартизация ферментных препаратов презентация , примерные вопросы: Микробиологическое производство лекарственных препаратов (антибиотики, ферменты,рекомбинантные белки как лекарственные средства гормоны, цитокины, факторы врожденного иммунитета и иммуномодуляторы, антитела). Тема 3. Биопрепараты для промышленности и сельского хозяйства (микробные инсектициды, биоудобрения, микробные фунгициды, ферменты и др.). письменная работа , примерные вопросы: Тема: Биопрепараты для промышленности и сельского хозяйства (понятие о биопрепаратах, методах получения и примнения; технологии получения микробных инсектицидов, фунгицидов, биоудобрений,стимуляторов роста растений). Тема . Итоговая форма контроля Примерные вопросы к зачету: Контроль текущей успеваемости - 2 контрольные работы, 1 реферат, 1 презентация-доклада. Аттестация по итогам освоения дисциплины - зачет Программа дисциплины "Современные методы производства микробных биопрепаратов"; 020400.68 Биология; доцент, к.н. (доцент) Вершинина В.И. Регистрационный номер 84942314 Страница 8 из 11. Вопросы для зачета по курсу ""Современные методы производства микробных биопрепаратов" 1. Клетки прокариот и эукариот - источники биологически активных веществ, особенности их метаболизма. 2. Способы получения и совершенствования продуцентов. Селекция и мутагенез. 3. Создание биообъектов методами генетической и клеточной инженерии. Хранение и культивирование рекомбинантных продуцентов. 4. Иммобилизованные биообъекты. Способы получения и применение в промышленных условиях. 5. Общая технологическая схема производства биопрепаратов. 6. Биореакторы и культивирование про- и эукариот. 7. Особенности промышленного синтеза при участии рекомбинантных микроорганизмов. 8. Целевые продукты: микробиологические концентраты, "живая", аттенуированная или инактивированная биомасса, высокомолекулярное вещество, низкомолекулярные первичные и вторичные метаболиты. 9. Очистка биологически активных веществ. Фракционное осаждение, хроматографические методы и адсорбция. 10. Основные методы выделения и очистки биологически активных веществ. 11. Жидкостная хроматография и высокоэффективная жидкостная хроматография биомолекул. Принцип метода. 12. Аппаратурное оформление процесса хроматографической очистки. 13. Ионообменная хроматография. Механизмы разделения веществ. Возможности методов, основные параметры, пути интенсификации, оборудование. 14. Гель - фильтрация. Аффинная хроматография. Возможности методов, основные параметры, пути интенсификации, оборудование. 15. Противоточная хроматография и ультрафильтрация. Возможности методов, основные параметры, пути интенсификации, оборудование. 16. Получение целевых продуктов разной степени чистоты. Препараты технические и высокоочищенные. Получение товарной формы биопрепаратов. 17. Методы контроля качества конечного продукта (биологические, химические, физические). 18. Эндонуклеазы рестрикции и их использование в биотехнологии. Классификация рестриктаз. 19. Современные методы получения рестриктаз. 20. Бакуловирусы как основа биоинсектицидов. Усиление биоконтроля с помощью генной инженерии. 21. Микробные инсектициды. Биопрепараты на основе токсинов бацилл. Механизм действия токсинов и аспекты применения. 22. Генетическая инженерия токсинов B. thuringiensis. 23. Клонирование генов биосинтеза антибиотиков. Синтез новых антибиотиков 24. . Усовершенствование производства антибиотиков. 25. Ферменты как лекарственные препараты. Протеолитически, амилолитические, липолитические ферменты как средства заместительной терапии. 26. Микробные ферменты. Применение в биотехнологии. Проблемы стандартизации ферментных препаратов 27. L-Аспарагиназа. ДНКаза и альгинат-лиаза. Новые подходы в энзимотерапии. 28. Основные типы вакцин, лицензированных для клинического использования. Принципы изготовления и применения. Особенности формирования иммунитета. 29. Современные подходы к созданию вакцин нового поколения. Эффективность и безопасность. 30. Вакцины нового поколения: рекомбинантные субъединичные, генные вакцины, VLP-вакцины, вакцины растительного происхождения. Технология получения. Программа дисциплины "Современные методы производства микробных биопрепаратов"; 020400.68 Биология; доцент, к.н. (доцент) Вершинина В.И. Регистрационный номер 84942314 Страница 9 из 11. 31. Применение новых методик к разработке, тестированию и производству вакцин. Новые адъюванты и системы доставки. 32. Современные вакцины против гриппа. Принципы конструирования. Особенности формирования иммунитета. 33. Трудности и перспективы создания вакцин против ВИЧ. 34. Получение антител с помощью моноклональных антител. Гибридомная технология. 35. Моноклональные антитела как лекарственные средства. 36. Структура и функции иммуноглобулиновых молекул. Инженерия антител. 37. Получение антител с помощью микроорганизмов. 38. Интерлейкины и другие имменомодуляторы. Особенности строения и функции. Получение с помощью методов генетической инженерии. 39. Производство микробных белковых препаратов. 40. Микробные инсектициды. 41. Микробные фунгициды. Препараты на основе грибов рода Trichoderma. 42. Использование методов генетической инженерии в совершенствовании биопрепаратов для защиты растений. 7.1. Основная литература: 1. Биотехнология, генная инженерия./из книги Медицинская микробиология, вирусология и иммунология: учебник. В 2-х томах. Том 1. / Под ред. В.В. Зверева, М.Н. Бойченко. 2011. - 448 с. http://www.studmedlib.ru/ru/doc/ISBN9785970414187-0005.html 2. Козлов. С.Н. Антимикобактериальные лекарственные средства./ С.Н. Козлов -M.: ГЭОТАР-Медиа, 2011. http://www.studmedlib.ru/ru/book/970409169V0039.html 3. Микробиологические аспекты биотехнологии /из книги Медицинская микробиология : учебное пособие // под ред. В.И. Покровского.- 4-е изд., стереот. - М. : ГЭОТАР-Медиа, 2010. - 768 с. http://www.studmedlib.ru/ru/doc/ISBN9785970415306-0006.html 4. Микробная биотехнология. /под ред О.Н.Ильинской. -Казань. Изд-во: Казанский университет -2006.- 4254 с. 5. Орехов С.Н. Фармацевтическая биотехнология. Руководство к практическим занятиям. / Под ред. В.А. Быкова, А.В. Катлинского.- М. : ГЭОТАР-Медиа, 2009. - 384 с. http://www.studmedlib.ru/ru/book/ISBN9785970413036.html 5. Плакунов В.К., Николаев Ю. А.Основы динамической биохимии. Изд-во: Логос.М., - 2010.- 215 с. http://www.bibliorossica.com/book.html?currBookId=6340&ln=ru&search_query 6. Сизенцов А.Н., Мисетов И.А., Каримов И.Ф. Антибиотики и химиотерапевтические препараты : учебник. - Изд-во: Оренбургский государственный университет. - Оренбург. -2012.- 489 с. http://www.bibliorossica.com/book.html?currBookId=8567&ln=ru&search_query 7.2. Дополнительная литература: 1. Кузьмина Н.А. Основы биотехнологии. http://www.biotechnolog.ru 2. Захарова Н. Г., В. И. Вершинина, О. Н. Ильинская. Микробиология в определениях и иллюстрациях. Изд-во: ФЭН., Казань, 799с. 7.3. Интернет-ресурсы: Программа дисциплины "Современные методы производства микробных биопрепаратов"; 020400.68 Биология; доцент, к.н. (доцент) Вершинина В.И. Регистрационный номер 84942314 Страница 10 из 11. Биология человека - http://humbio.ru/humbio/genexp/000ed605.htm Биотехнология в виде слайд-лекции (презентации). - www.slideshare.net/galinahurtina/ss-3897383 Интернет портал по биотехнологии - http://bio-x.ru Материалы по учебному курсу Биотехнология - http://biotechnolog.ru/ Электронное пособие по Биотехнологии. - www.rusdocs.com/biotexnologii 8. Материально-техническое обеспечение дисциплины(модуля) Освоение дисциплины "Современные методы производства микробных биопрепаратов" предполагает использование следующего материально-технического обеспечения: Мультимедийная аудитория, вместимостью более 60 человек. Мультимедийная аудитория состоит из интегрированных инженерных систем с единой системой управления, оснащенная современными средствами воспроизведения и визуализации любой видео и аудио информации, получения и передачи электронных документов. Типовая комплектация мультимедийной аудитории состоит из: мультимедийного проектора, автоматизированного проекционного экрана, акустической системы, а также интерактивной трибуны преподавателя, включающей тач-скрин монитор с диагональю не менее 22 дюймов, персональный компьютер (с техническими характеристиками не ниже Intel Core i3-2100, DDR3 4096Mb, 500Gb), конференц-микрофон, беспроводной микрофон, блок управления оборудованием, интерфейсы подключения: USB,audio, HDMI. Интерактивная трибуна преподавателя является ключевым элементом управления, объединяющим все устройства в единую систему, и служит полноценным рабочим местом преподавателя. Преподаватель имеет возможность легко управлять всей системой, не отходя от трибуны, что позволяет проводить лекции, практические занятия, презентации, вебинары, конференции и другие виды аудиторной нагрузки обучающихся в удобной и доступной для них форме с применением современных интерактивных средств обучения, в том числе с использованием в процессе обучения всех корпоративных ресурсов. Мультимедийная аудитория также оснащена широкополосным доступом в сеть интернет. Компьютерное оборудованием имеет соответствующее лицензионное программное обеспечение. Учебно-методическая литература для данной дисциплины имеется в наличии в электронно-библиотечной системе " БиблиоРоссика", доступ к которой предоставлен студентам. В ЭБС " БиблиоРоссика " представлены коллекции актуальной научной и учебной литературы по гуманитарным наукам, включающие в себя публикации ведущих российских издательств гуманитарной литературы, издания на английском языке ведущих американских и европейских издательств, а также редкие и малотиражные издания российских региональных вузов. ЭБС "БиблиоРоссика" обеспечивает широкий законный доступ к необходимым для образовательного процесса изданиям с использованием инновационных технологий и соответствует всем требованиям федеральных государственных образовательных стандартов высшего профессионального образования (ФГОС ВПО) нового поколения. Учебно-методическая литература для данной дисциплины имеется в наличии в электронно-библиотечной системе "Консультант студента" , доступ к которой предоставлен студентам. Электронная библиотечная система "Консультант студента" предоставляет полнотекстовый доступ к современной учебной литературе по основным дисциплинам, изучаемым в медицинских вузах (представлены издания как чисто медицинского профиля, так и по естественным, точным и общественным наукам). ЭБС предоставляет вузу наиболее полные комплекты необходимой литературы в соответствии с требованиями государственных образовательных стандартов с соблюдением авторских и смежных прав. Для обеспечения преподавания дисциплины необходимы: мультимедийный проектор, ноутбук. Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и учебным планом по направлению 020400.68 "Биология" и магистерской программе Микробиология и вирусология . Программа дисциплины "Современные методы производства микробных биопрепаратов"; 020400.68 Биология; доцент, к.н. (доцент) Вершинина В.И. Регистрационный номер 84942314 Страница 11 из 11. Автор(ы): Вершинина В.И. ____________________ "__" _________ 201 __ г. Рецензент(ы): Ильинская О.Н. ____________________ "__" _________ 201 __ г. |