Міністерство освіти і науки україни

Миколаївський національній університет

імені В.О.Сухомлинського

Біологічний факультет

Кафедра фізіології та біохімії

Гаркович О.Л.

ПРОГРАМА НОРМАТИВНОЇ НАВЧАЛЬНОЇ ДИСЦИПЛІНИ

біотехнологія

для студентів

біологічного факультету

Напряму підготовки 0401 – природничі науки

Шифр та назва спеціальності: 6.040102 – Біологія

освітньо-кваліфікаційного рівня «бакалавр»

Миколаїв - 2010

Програма ухвалена вченою радою Миколаївського національного університету імені В.О.Сухомлинського

протокол № ____ від «____»____________2010 р.

Рецензенти: доктор педагогічних наук, професор Шиян Н.І. (Полтавський національній педагогічний університет імені В.Г. Короленка, завідувач кафедри хімії та методики викладання хімії), доктор біологічних наук, професор Цебржинський О.І. (Миколаївський національній університет імені В.О. Сухомлинського, завідувач кафедри фізіології та біохімії)

Укладач: кандидат біологічних наук, доцент кафедри фізіології та біохімії Гаркович О.Л. (Миколаївський національній університет імені В.О. Сухомлинського)

Авторська навчальна програма з курсу біотехнології для студентів природничого факультету. – Миколаїв: 2010. – 14 с.

 Кафедра фізіології та біохімії Миколаївського національного університету імені В.О. Сухомлинського

Опис предмета навчальної дисципліни

Біотехнологія як наука є найважливішим розділом сучасної біології, яка, як і фізика, стала наприкінці XX сторіччя одним із провідних пріоритетів у світовій науці й економіці.

Курс бітехнології у вищих навчальних закладах повинен забезпечити підготовку висококваліфікованих учителів біології, здатних висвітлювати в шкільному курсі питання біотехнології на рівні сучасного стану хімічної науки і промисловості.

Курс біотехнології покликаний підготувати майбутнього вчителя біології до умінь: 1) тісно зв'язувати шкільний курс біології з життям шляхом широкого використання новітніх досягнень хіміко-біологічної промисловості на уроках біології; 2) якісно підготовляти і проводити екскурсії школярів на біотехнологічні й інші промислові підприємства; 3) проводити професійну орієнтацію учнів; 4) організовувати різні позакласні заходи (факультативи по біотехнології, шкільні вечори і вікторини по біотехнологічній тематиці і т.п.).

Предмет біотехнології включає в себе: лекційний курс, лабораторний практикум. При вивченні курсу біотехнології студенти повинні оволодіти певними знаннями та навичками, зокрема:

Студенти повинні знати:

• мету та завдання біотехнології. Біотехнологічні препарати (продукти) та їх властивості.

• нормативні документи, що регламентують якість біотехнологічної продукції.

• принципи аналізу якості біотехнологічної продукції.

• поняття про міжнародні та національні стандарти якості.

• визначення і підбір умов зберігання та транспортування сировини в залежності від її джерела.

• поняття про вихідну сировину біотехнологічного виробництва; джерела вихідної сировини й правила зберігання біологічно активних речовин.

• біотехнологічні процедури: класифікація та відповідність нормативним документам.

• спектрофотометричні методи аналізу активності ферментів в умовах біотехнологічних виробництв.

• міжнародні нормативні акти та документи, що регламентують біотехнологічні процедури з ферментами та отриманими на їх основі ферментними препаратами.

• аналіз біотехнологічного продукту на вміст білкових, пептидних фракцій або вмісту нуклеїнових кислот.

• білковий, пептидний склад біотехнологічних об'єктів, вміст нуклеїнових кислот.

• кількісне визначення вмісту загальних жирних кислот або низькомолекулярних речовин в біотехнологічному продукті.

• склад загальних, насичених та ненасичених, ессенціальних жирних кислот або певних низькомолекулярних сполук, що були використані в процесі виробництва в біотехнологічному об'єкті.

• склад визначених хімічних речовин в ґрунті, воді, повітрі, в біологічних об'єктах даної природної зони.

• методи якісного і кількісного аналізу хімічних речовин по їх функціональним групам або відповідно до структури молекули.

• оцінку ступеня біологічної небезпечності сировини, що використовується для одержання біотехнологічного продукту або в процесі обробки біотехнологічного продукту.

• хімічно активні речовини, токсичні речовини, перетворення органічних і неорганічних речовин під впливом хімічних агентів, температури, тиску, інших агентів, що може привести до продукування токсичних, вибухових та хімічних небезпечних речовин.

• визначення наслідків можливої небезпеки від перетворення хімічних та біологічних речовин, що використовуються при проведенні біотехнологічного процесу.

• теоретичне обґрунтування можливих наслідків впливу процесу на сполуки, що знаходяться у використанні, або їх взаємодії в умовах процесу.

• визначення кількісного вмісту цільового продукту в сировині та його максимально можливого виходу при застосуванні різноманітних методів виділення та очистки.

• продуценти (мікробіологічні, генетично модифіковані тварини, культури клітин, інші) біотехнологічних продуктів та природна сировина (тваринні та рослинні тканини, плазма крові, клітини крові, молоко, гумус, тощо), що вміщує біологічно активні речовини.

• методи лабораторної і промислової очистки біологічно активних речовин адекватних для даного біотехнологічного продукту.

• промисловий регламент виробництва біотехнологічного продукту, норми техніки безпеки, санітарні норми біотехнологічного виробництва.

• методи виділення та очищення біотехнологічних продуктів; принципи використання певних методів в залежності від природи біотехнологічної продукції.

• систему оптимізації методів отримання біотехнологічної продукції.

• оцінка відповідності біотехнологічного продукту вимогам нормативних документів.

Cтуденти повинні уміти:

• в умовах виробничої діяльності на основі аналізу комплексу властивостей біотехнологічного продукту оцінювати його відповідність вимогам міжнародних та державних норм і стандартів.

• в умовах виробничої біотехнологічної лабораторії або її моделі визначати адекватні біотехнологічні процедури отримання, зберігання та транспортування вихідної сировини в залежності від джерела її походження.

• в умовах виробничої діяльності, за допомогою методів тонкошарової хроматографії та аналізу амінокислотного складу певного біотехнологічного препарату, визначати відповідність жирнокислотного або амінокислотного складу біотехнологічного препарату ліпідного або білково-пептидного походження існуючим стандартам та нормативам.

• в умовах лабораторії, керуючись відповідними протоколами та регламентами, отримати заданий тип комерційного білкового препарату з плазми крові, використовуючи метод іонообмінної хроматографії.

• в умовах виробничої діяльності, використовуючи спектрофотометричні методи, визначати відповідність властивостей протеолітичних ферментів у біотехнологічних препаратах міжнародними нормами та стандартами.

• в умовах виробництва в лабораторії контролю процесу та якості, використовуючи метод диск-електрофорезу в ПААГ в денатуруючих умовах (з додецилсульфатом натрія), виявити наявність у біотехнологічному продукті домішок, які не відповідають затвердженому сертифікату якості на цей продукт або фармакопейній статті.

• в умовах лабораторії використовуючи методи екстракції, тонкошарової та газо-рідинної хроматографії, провести оцінку відповідності кількісного та якісного складу жирних кислот та можливих шкідливих низькомолекулярних домішок в цільовому біотехнологічному продукті нормам та стандартам на даний продукт.

• у польових (експедиційних) умовах використовуючи методи екстракції та хімічної модифікації з виявленням специфічних груп, провести оцінку забруднення природного середовища (ґрунт, вода, повітря, природні біологічні об'єкти, інше) хімічними речовинами, що використовуються для боротьби із сільськогосподарськими шкідниками та бур'янами.

• в умовах виробничої діяльності, керуючись сертифікованими методичними рекомендаціями та нормативними актами, оцінювати ступінь біологічної небезпечності вихідної сировини при проведенні певної біотехнологічної процедури.

• в умовах виробничої діяльності або пілотної лінії за допомогою різноманітних методів первинної очистки визначити кількісний вміст цільового продукту, його властивості та можливий вихід на початкових стадіях процесу з сировини, яка пропонується для виробництва цільового продукту.

• в умовах виробничої діяльності або пілотної лінії за допомогою різноманітних методів високої очистки (хроматографія, мембранна фільтрація) визначити можливий вихід цільового продукту на кінцевих стадіях процесу з проміжного продукту при його виробництві.

• в умовах виробничої діяльності або пілотної лінії, використовуючи існуючі методичні рекомендації, акти та нормативні документи, розробити стандартні операційні процедури за стадіями виробничого процесу біотехнологічного продукту.

• в умовах виробничої діяльності або пілотної лінії, використовуючи узагальнену інформацію щодо методів біотехнологічного виробництва, для заданого біотехнологічного продукту або препарату обирати оптимальну методику промислового отримання цього біотехнологічного продукту (препарату) з множини можливих методик.

Види навчальної діяльності студентів. Провідною формою активізації пізнавальної діяльності студентів лишається лекція, в ході якої викладач орієнтує студентів на творче оволодіння матеріалом, дає настанови для наступної самостійної роботи над книгою. Тобто, лекції втрачають свою виключно інформаційну функцію. На лекції викладаються лише узагальнені, вузлові питання навчальної дисципліни, методи й алгоритми розв’язання основних завдань.

Лабораторні заняття включають у себе семінарську, практичну та лабораторну частину.

Обов’язковим видом навчальної діяльності студентів є самостійна робота, яка виконується в позааудиторний час. Завдання для самостійної роботи поділяються на інваріантні (обов’язкові) та варіативні (Варіативна складова – творчі завдання).

Форми контролю, умови рейтингової оцінки, критерії оцінювання. Кожне лабораторне заняття починається експрес-контролем, що проводиться у формі короткочасної (10 – 15 хв.) контрольної роботи, тестового машинного (комп’ютерного) чи безмашинного контролю. Цій формі контролю підлягає матеріал шкільного підручника з теми, що виноситься на лабораторне заняття. Експрес-контроль оцінюється максимально 4 балами. Відповідь на семінарській частині заняття теж оцінюється в балах. За активну участь у розв’язанні проблем, винесених на обговорення, студент може одержати теж 4 бали, але, враховуючи глибину розкриття питання, серйозність підготовки, винесення власних суджень, викладач може додати бали з так званого “призового фонду” (до 1 бала на заняття). Виконання лабораторної роботи теж оцінюється 4 балами.

До кожного заняття пропонується рекомендована література: а) – обов’язкова, б) – додаткова, що позначається номером, під яким вона знаходиться у списку літератури в кінці посібника.

Підсумковою формою контролю є контрольно-екзаменаційна робота, яка проводиться 1 астрономічну годину в присутності викладача і включає в себе 3 теоретичних питання. До кожного модуля розроблено по 15 варіантів контрольно-екзаменаційних робіт. Кожне завдання цієї роботи оцінюється максимально 10 балами, тобто студент може одержати за таку роботу 30 балів. Але якщо в роботі студент пропонує декілька способів розв’язку задачі чи оригінальну відповідь на теоретичне питання, викладач може додати з “призового фонду” 5 балів.

Якщо при написанні контрольно-екзаменаційної роботи студент набирає більше 60% балів, робота вважається зарахованою. Якщо ж кількість балів становить менше 60%, то студенту надається право повторного виконання цієї роботи (але іншого варіанту). За переписування контрольної роботи від кількості балів, набраних за повторне виконання роботи, віднімається 5 балів. Якщо студент не з’явився без поважних причин на контрольну роботу, то отримує нуль балів до рейтингу. Якщо ж студент не з’явився на контрольну роботу з поважної причини, він має право написати цю роботу без знімання штрафних балів за домовленістю з викладачем.