МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФГБОУ ВПО УЛЬЯНОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ
ФАКУЛЬТЕТ ВЕТЕРИНАРНОЙ МЕДИЦИНЫ
Кафедра микробиологии, вирусологии, эпизоотологии и ветсанэкспертизы
«УТВЕРЖДАЮ»
Проректор по учебной работе, доцент Декан факультета, профессор М.В. Постнова С.Н.Золотухин «»200 г. «_»_200 г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
ПО ДИСЦИПЛИНЕ БИОТЕХНОЛОГИЯ
ДЛЯ СТУДЕНТОВ ФАКУЛЬТЕТА ВЕТЕРИНАРНОЙ МЕДИЦИНЫ
ПО СПЕЦИАЛЬНОСТИ 110201.65 – ВЕТЕРИНАРИЯСПЕЦИАЛИЗАЦИЯ – ВРАЧ- БАКТЕРИОЛОГ
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЧАСОВ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
Очное отделение Курс Семестр Лекции Лабораторно-практические Зачет 10 семестр Контрольная работа Курсовая работа Экзамен Всего аудиторных занятий Самостоятельная работа Всего по дисциплине Цель и задачи дисциплины биотехнология 1.1. Цель преподавания дисциплины.Современная биотехнология занимает ведущее положение в системе биологических, медицинских, ветеринарных и зоотехнических знаний и представляет собой новую форму промышленной технологии, основу которой составляют биологические объекты – животные, растения, микроорганизмы.
Биотехнология – это наука, которая на основе применения знаний в области микробиологии, биохимии, генетики, генной инженерии, иммунологии, химической технологии, приборо- и машиностроения используют биологические объекты (микроорганизмы, клетки тканей животных и растений и др.) для целей промышленного производства полезных для человека и животных веществ и продуктов.
Биотехнология создает возможность получения из сравнительно дешевых, доступных и возобновляемых материалов те вещества и соединения, которые необходимы для жизни человека и животных.
Основной целью преподавания дисциплины «Биотехнология» является формирование у студентов научного мировоззрения о многообразии биотехнологических приемов и методов получения биологически активных соединений (ферментов, гормонов, витаминов, аминокислот, вакцин, лекарственных и диагностических препаратов им др.), конструирования новых биологических веществ, а также создания новых активных форм организмов, отсутствующих в природе (гибридные молекулы, животные ткани и организмы).
Фундаментом современной биотехнологии являются микробиология, генетика, биохимия, биофизика, технология, приборостроение. Сочетанное использование основных элементов указанных дисциплин позволяет создавать производственные системы для выпуска биологических препаратов, предназначенных для индикации возбудителей, диагностики, профилактики инфекционных болезней и лечения животных.
Использование современных биотехнологических приемов позволяет заменить известные, традиционные, но дорогостоящие методы, применяемые при производстве биологически активных веществ. В настоящее время существует большой ряд отраслей промышленности, в которых биотехнология играет ведущую роль. Элементы биотехнологии широко используются при производстве продуктов питания и биологически активных веществ, в интересах экологии при очистке сточных вод и грунтов, переработке производственных и хозяйственных отходов, изготовлении компостов. К числу производственных предприятий относятся биофабрики, биозаводы, биокомбинаты ветеринарного, медицинского и фармацевтического профиля, осуществляющие изготовление профилактических, лечебных, диагностических препаратов, интерферонов, дрожжей, кормовых биодобавок и др. Для получения биопрепаратов в больших объемах, культивирование микроорганизмов и клеточных культур осуществляется в промышленных масштабах, с использованием габаритного оборудования.
1.2. Задачи изучения дисциплины В задачи курса «Биотехнология» входят ознакомление студентов с природой и многообразием биотехнологических процессов, достижениями биотехнологии в области ветеринарии; изучение технологии получения производственных питательных сред для культивирования различных микроорганизмов; изучение условий, влияющих на скорость микробиологических процессов, рост и развитие микробных популяций; оптимизация микробного процесса;
отработка практических навыков по выделению производственных штаммов микроорганизмов, их селекции, хранению, использованию, использованию для промышленного изготовления вакцин и антигенов; изучение технологии приготовления терапевтических и диагностических сывороток и гамма-глобулинов, пробиотиков, антибиотиков, ферментов, витаминов и др.; изучение методов контроля, стандартизации и сертификации биологических препаратов и аттестации производственных линий; изучение устройств основного производственного оборудования для приготовления питательных сред и лекарственных форм препаратов; ознакомление с подразделениями биопредприятий, организацией и управлением биологическим производством с использованием современной электронной техники;
изучение перспективных и экологически безвредных технологических процессов, основанных на использовании микроорганизмов.
Программа составлена с учетом логической связи с учебными планами дисциплин гуманитарного, социальноэкономического, естесственно-научного, общепрофессионального и специального циклов.
ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Студент должен знать Программа курса по биотехнологии обеспечит получение студентами фундаментальных знаний в области технологии зооветеринарных биопрепаратов и даст возможность будущему специалисту использовать их в своей практической деятельности.При изучении дисциплины «Биотехнология» студент должен знать:
- основные учения в области гуманитарных и социально-экономических наук, научно анализировать социально значимые проблемы и процессы;
- владеть современными научными методами познания природы на уровне необходимом для решения задач, имеющих естественно научное содержание и возникающих при выполнении профессиональных функций;
- кинетические основы микробиологических процессов, количественные и качественные характеристики роста и развития микробных популяций, механизмы, определяющие скорость биологических процессов;
- методы и приемы, позволяющие получать биологически активные соединения и биопрепараты и успешно применять их в ветеринарной, медицинской, биологической и зоотехнической практике;
- основные и вспомогательные элементы технологии производства и контроля качества биопрепаратов;
- иметь представление о способах масштабирования и оптимизации биотехнологических процессов, координирования микробного метаболизма;
- иметь представление о методах подготовки технологического оборудования к работе, выделения, концентрирования, высушивания и приготовления готовых лекарственных форм препаратов из продуктов микробного синтеза.
- проводить микроскопию с помощью светового, люминесцентного и электронного микроскопов;
- пользоваться приборами и оборудованием, применяемыми в микробиологической промышленности, подготавливать их к работе (биореакторы, приборы производства и контроля, технологическое оборудование и др.);
- подготавливать и стерилизовать лабораторную посуду;
- составлять прописи питательных сред и проводить их контроль по общему и аминному азоту, триптофану, рН;
- готовить питательные основы, среды и дополнительные растворы для культивирования микроорганизмов;
- поддерживать жизнеспособность эталонных и производственных штаммов микроорганизмов, посевных культур;
- культивировать микроорганизмы с использованием различных питательных сред;
- окрашивать мазки микроорганизмов различными методами;
- определять число живых клеток микроорганизмов в пробах различными методами;
- биопрепараты;
- осуществлять контроль показателей качества биопрепаратов различными методами;
- составлять серии биопрепаратов и проводить их стандартизацию; расфасовывать биопрепараты в ампулы и флаконы;
- определять экономическую эффективность биотехнологических процессов.
При освоении дисциплины «Биотехнология» студентам необходимо ознакомиться с некоторыми технологическими процессами непосредственно на производстве (предприятия биологического производства, производственные отделы НИИ, НИВС, республиканские, краевые, областные ветеринарные лаборатории, частные фирмы и др.).
Усвоение студентами курса оценивается преподавателем на лабораторно-практических, семинарских занятиях, коллоквиумах, письменных контрольных работах. Форма итогового контроля – экзамен.
ветеринарной биотехнологии.
2 Использование продуктов биотехнологического синтеза 1 Мультимедийная Опрос на 1- 3 Сельскохозяйственная и ветеринарная биотехнология 2 Мультимедийная Опрос на 1- 7 Промышленное культивирование микроорганизмов. 2 Мультимедийная Опрос на 1- 13 Биотехнология производства антигенов, бактериофагов, 2 Мультимедийная Опрос на 1- исследования на электронном микроскопе. микроскопа. Схематический ЛПЗ и 4 Микроорганизмы исходный элемент 1 Набор сухих бактериологических Опрос на 1- биотехнологических систем. Окрашивание красок и их растворов, культуры ЛПЗ и 5 Питательные среды цели их использования и 1 Агар-агар, пептон, желатина, Опрос на 1- задачи решаемые их применением. Способы мясная вода, перевар Хоттингера, ЛПЗ и приготовления и стерилизации питательных сред. МПА, МПБ, среды Китта- зачете 6 Эталонный производственных штамм, посевные 1 Штаммы микроорганизмов в Опрос на 1- Культивирование. Определение числа живых вакуумный насос, МПА, МПБ. зачете клеток.
8 Оборудование и приборы для промышленного 1 Плакаты с рисунками и схемами Опрос на 1- 10 Методы выделения продуктов микробного 1 Лиофильная сушка. Штаммы Опрос на 1- синтеза. Методы высушивания биопрепаратов. микроорганизмов, питательные ЛПЗ и 11 Современная классификация биопрепаратов. 1 Флаконы и ампулы с живыми и Опрос на 1- Виды вакцин и технология их изготовления инактивированными вакцинами, ЛПЗ и 12 Определение реагенности вакцин. Контроль 1 Вакцины, кролики, белые мыши, Опрос на 1- культивирования, получение противовирусных перевиваемые культуры клеток, ЛПЗ и 15 Основы производства аллергенов, бактериофагов, 2 Туберкулин, бруцеллин, лечебно- Опрос на 1- 5. Питательные основы, среды и дополнительные растворы, используемые в микробиологической и 6. Требования, предъявляемые к питательным средам. Технология приготовления и контроль производственных 7. Энергетический и конструктивный метаболизм бактерий. Координация микробного метаболизма. 1-25 9. Контрольные штаммы микроорганизмов. Эталонный, производственный штамм, посевные микробные 14. Установки для поверхностного и глубинного культивирования микроорганизмов. 1-25 21. Технология приготовления аттенуированных и инактивированных вакцин. Контроль их качества. 1-25 28. Отбор животных продуцентов и их гипериммунизация. Грундирование. 1- 29. Технология приготовления диагностических препаратов. Контроль их качества. 1-25 30. Основы биотехнологии производства пробиотиков, антибиотиков, ферментов и витаминов. 1-25 31. Сертификация биологических препаратов. 1- 32. Аттестация производства биопрепаратов. 1- 33. Основная научно-техническая документация на биопрепараты и требования, предъявляемые к ней. 1-
ВОПРОСЫ К СЕМИНАРУ
«Микроорганизмы – специфический элемент биотехнологических систем»1. Биотехнология. Определение, этапы развития.
2. Цели и задачи биотехнологии.
3.Объекты и методы биотехнологии.
4.Основные виды микроскопии.
5.Строение микробной клетки. Основные элементы клетки.
6.Химический состав бактериальной клетки. Отличия грамположительныз и грамотрицательных бактерий.
7.Методы культивирования микроорганизмов.
8.Устройство светового микроскопа.
9.Люминесцентная микроскопия.
10.Устройство электронного микроскопа.
11.Устройство автоклава.
12.Термостат, его устройство и назначение.
13.Назначение и устройство сухожарового шкафа.
14.Правила упаковки посуды для стерилизации.
15.Стерилизация питательных сред.
16.Методы определения рН среды.
17.Установки для поверхностного и глубинного культивирования микроорганизмов.
18.Технология приготовления и контроль питательных сред.
19.Сырье для микробиологических процессов.
20.Эталонный производственный штамм, посевные микробные культуры.
21.Энергетический метаболизм бактерий. Брожение и дыхание.
22.Рост и размножение микроорганизмов.
1.Цель и задачи биотехнологии как науки.
2.Объекты и методы биотехнологии. Получение биообъектов – суперпродуцентов.
3.Сходства и различия в строении эукариотов и прокариотов.
4.Классификация питательных сред.
5.Сельскохозяйственная биотехнология. Ее цели и задачи.
6.Исторические этапы развития биотехнологии.
7.Классификация биопрепаратов.
8.Пищевая биотехнология, ее цели и задачи. Использование для пищевых целей продуктов микробного синтеза и трансгенных пищевых продуктов.
9.Задачи и роль промышленной биотехнологии.
10.Классификация искусственных вакцин.
11.Современная классификация вакцин.
12.Закономерности роста и развития микроорганизмов. Продукты микробного синтеза.
13.Биотехнологическая переработка сельскохозяйственных отходов.
14.Клеточная инженерия. Основные решаемые задачи.
15.Методы выделения чистых культур.
16.Глубинное и поверхностное культивирование микроорганизмов.
17.Требования, предъявляемые к питательным средам.
18.Генно-инженерные объекты.
19.Сырье для приготовления питательных сред.
20.Методы идентификации микроорганизмов.
21.Питательные основы, среды и дополнительные растворы. Методы их приготовления.
22.Биотехнологические основы очистки сточных вод.
23.Основы обеспечения безопасных условий труда.
24.Классификация профилактических биопрепаратов.
25.Виды антигенов.
26.Классификация диагностических препаратов.
27.Классификация терапевтических биопрепаратов.
28.Виды аллергенов. Применение их для диагностики инфекционных болезней.
29.Структура и химический состав бактериальной клетки.
30.Контрольные, эталонные штаммы и посевные микробные культуры. Их характеристика.
31.Приготовление живых вакцин.
32.Седиментация, как метод выделения и концентрирования продуктов микробного синтеза.
33.Основные виды микроскопии.
34.Методы выделения и концентрирования продуктов микробного синтеза.
35.Метод трансплантации эмбрионов животных.
36.Способы получения гамма-глобулинов.
37.Методы промышленного культивирования микроорганизмов.
38.Аппараты для выделения и концентрирования продуктов микробного синтеза.
39.Ультрафильтрация, ее сущность. Устройство ультрафильтрационной установки.
40.Фазы роста микроорганизмов.
41.Отбор животных-продуцентов гипериммунных сывороток.
42.Технологические приемы получения моноклональных антител.
43.Сорбционные методы концентрирования продуктов микробного синтеза.
44.Непрерывное и периодическое культивирование микроорганизмов.
45.Научно-техническая документация на биопрепараты.
46.Основы производства гипериммунных препаратов.
47.Методы высушивания биопрепаратов.
48.Требования, предъявляемые к производственным и контрольным штаммам микроорганизмов.
49.Оптимальные условия культивирования аэробных и анаэробных микроорганизмов.
50.Масштабирование и оптимизация процессов культивирования микроорганизмов.
51.Содержание и кормление животных-продуцентов гипериммунных сывороток.
52.Основные показатели контроля качества биологических препаратов и технологические приемы его проведения.
53.Методы определения концентрации микроорганизмов.
54.Метаболизм бактерий.
55.Строение куриного эмбриона.
56.Этапы контроля качества биопрепаратов.
57.Методы выделения и концентрирования продуктов микробного синтеза.
58.Контроль качества гипериммунных сывороток.
59.Содержание и кормление лабораторных животных.
60.Оценка качества штаммов микроорганизмов-суперпродуцентов.
61.Контроль качества антибактериальных вакцин.
62.Способы получения генов.
63.М.етоды приготовления гамма-глобулинов.
64.Способы введения биопрепаратов в организм животных.
65.Животные-химеры. Технология их получения.
66.Технология приготовления гидролизатов, экстрактов, настоев, лизатов как основ питательных сред.
67.Технология получения антибиотиков.
68.Технология приготовления инактивированных вакцин.
69.Технология производства кормовых дрожжей.
70.Технология получения ферментов.
71..Использование рекомбинантных микроорганизмов для получения витаминов (синтез L-аскорбиновой кислоты).
72.Объекты биотехнологии, особенности микробиологического процесса.
73.Технология приготовления гамма-глобулинов риваноловым методом.
74.Диагностические сыворотки. Технология их приготовления.
75.Биотехнология молочных продуктов.
76.Технология получения анатоксинов.
77.Технология получения кормового белка.
78.Технология кровопускания у животных при получении гипериммунных сывороток.
79.Подготовка биореактора к работе.
80.Устройство и назначение автоклава.
81.Устройство биореактора.
82.Правила упаковки посуды для стерилизации.
83.Устройство электронного микроскопа, его применение.
. 84. Сущность и основные характеристики ПЦР-анализа.
85.Основные этапы технологии ПЦР-анализа.
86. Преимущества ПЦР-метод 87.Приготовление и окрашивание мазков микроорганизмов по Граму.
88.Оснащение рабочего места при проведении посевов микроорганизмов на питательные среды. Устройство микробиологического бокса.
89. Основные принципы получения моноклональных антител.
90. Лекарственные вещества, связанные с моноклональными антителами.
91. Способы иммунизации при получении гибридом.
92. Методы гибридизации.
93. Новые концепции биотехнологии с внедрением метода МАТ.
1. Актуальные проблемы генетики. Материалы 2-й конференции московского общества генетиков и селекционеров им. Н.И. Вавилова, посвященный 115- летию со дня рождения академика Н.И. Вавилова. Москва 20-21 февраля 2003 г. Том 2. - М. : МСХА им Тимирязева, 2003. - 384 с.
2. Бакай, Анатолий Владимирович. Генетика / А.В. Бакай. - М. : КолосС, 2006. - 448 с.
3. Егорова, Татьяна Алексеевна. Основы биотехнологии: / Т.А. Егорова, С.М. Клунова, Е.А. Живухина. - 2-е изд., стер. - М. : Академия, 2005. - 208 с.
4. Иванова, Людмила Афанасьевна. Пищевая биотехнология / Л.А. Иванова; Под ред. И.М. Грачевой. - М. :
КолосС, 2008. - 472 с.
5. Индирякова, Ольга Анатольевна. Теоретические основы прогрессивных технологий (биотехнология) Ч. 1 / О.А.Индирякова. - Ульяновск: УГСХА, 2003. - 96 с.
6. Калинина, Людмила Валентиновна. Технология цельномолочных продуктов / Л.В. Калинина, В.И. Ганина, Н.И.
Дунченко. - СПб. : ГИОРД, 2008. - 248 с.
7. Катмаков, Петр Сергеевич. Биотехнология в животноводстве / П. С. Катмаков, В. П. Гавриленко, А. В. Бушов. Ульяновск : УГСХА, 2011. - 154 с. – 8. Клаг, Уильям С. Основы генетики / У.С. Клаг, М.Р. Каммингс. Пер. с англ. А.А. Лушниковой, С.М. Мусаткина.
«