МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

УТВЕРЖДАЮ

Директор ИФВТ А.Н. Яковлев

ПРОГРАММА

В ступительного испытания (междисциплинарного экзамена) Д ля поступаю щ их в магистратуру по направлению 19.04.01 Биотехнология

И Н СТИ ТУ Т Ф ИЗИКИ ВЫ СОКИХ ТЕХ Н О ЛО ГИ Й

Обеспечиваю щая кафедра:

К А Ф ЕДРА БИО ТЕХ Н ОЛОГИ И И О РГА Н И ЧЕС КО Й ХИМ ИИ

г. Томск - 2014 г.

Программа содержит перечень тем (вопросов) по дисциплинам базовой части профессионального цикла учебного плана подготовки бакалавров по направлению 240700 «Биотехнология», вошедших в содержание билетов (тестовых заданий) вступительных испытаний в магистратуру.

Составители:

Доцент кафедры БИОХ, к.х.н. Лесина Ю.А.

Доцен? кафедры БИОХ, к.х.н. Тимощенко J1.B.

Доцент кафедры БИОХ, к.м.н. Чубик М.В.

Программа рассмотрена и одобрена методическим семинаром кафедры О/ БИОХ Протокол № / от « ^ » 2014 г.

Руководитель ООП В.Д. Филимонов В.Д. Филимонов Зав. кафедрой БИОХ 1. Дисциплины, включенные в программу вступительных кспытаний в магистратуру:

1.1. Общая биология и микробиология 1.2. Основы биотехнологии 1.3. Основы проектирования и оборудование биотехнологических производств 2. Содержание учебных дисциплин Общая биология и микробиология 2.1с Связь с предмета с общетехническими и специальными дисциплинами.

Уровне организации и свойства живых систем. Химическая организация живых систем. Концепция клеточного строения. Прокариоты и эукариоты.

Компа'*тменты клеток. Ультраструктура клеток. Обмен веществ и превращение энергии в клетке. Классификация организмов в соответствии с источ!, дками энергии и углерода. Жизненный цикл клетки. Основы генетики и эволюция организмов. Биосфера, экосистемы и биоценозы. Строение и разнообразие микроорганизмов. Метаболизм микроорганизмов. Питание бактерий. Питательные среды. Ферменты метаболизма бактерий, определение биохимических свойств. Дыхание бактерий, классификация микроорганизмов по типам дыхания, условия культивирования аэробных и анаэробных бактерий. Размножение, рост и развитие микроорганизмов.

Процессы биосинтеза, превращение биологических молекул микроорганизмами. Действие физических, химических и биологических факторов на микроорганизмы. Антибиотики. Микрофлора окружающей среды, пищевых продуктов, организма человека, растительного лекарственного сырья и готовых лекарств. Генетика и изменчивость микроорганизмов. Генная инженерия бактерий. Практическое использование бактерий, в том числе, полученных с помощью методов генной инженерии.

Литература для подготовки:

основная литература 1. Тимощенко Л.В., Чубик М.В.Основы биотехнологии: учебное пособ-тг — Томск: Изд-во ТПУ, 2005. — 220 с.

2. Тимощенко Л.В., Чубик М.В. Основы микробиологии и биотехнологии (учебное пособие). Томск: Изд-во ТПУ, 2009.- 194 с.

В.Д.Тимаков, В.С.Левашев, JI.Б.Борисов. Микробиология.

М. Медицина, 1983.

4. Р. Досон, Д. Эллиот и др. Справочник биохимика. - М.: Мирс.

Н.Грин, У. Стаут, Д. Тейлор. Биология (в 3-х томах) - М.: Мир, 6. Бейли Дж. Э., Оллис Д.Ф. Основы биохимической инженерии в 2-х частях. - М: Мир, 7. Я. Мусил, О. Новакова, К. Кунц. Современная биохимия в схемах. М.: Мир-1981, 216с.

3. П. Эткинс. Молекулы. -М.: Мир.- 1991, 215с.

9. Бейли Дж. Э., Оллис Д.Ф. Основы биохимической инженерии в 2-х частях. - М: Мир, 1989..

10. Смирнов Н.Н. Биохимические реакторы - Л: Химия, 1987.

11. Смирнов Н.Н., Волжинский А.И., Плесовских В.А. Химические реакторы в примерах и задачах. - СПб.: Химия, 1994.

12. Лабораторный практикум по общей биотехнологии. Часть 1.

Сост. Л.В. Тимощенко, М.В. Чубик. - Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2007. - 40 с.

дополнительная литература:

1. Уэбб Ф. Биохимическая технология и микробиологический синтез.

— М.: Медицина, 1969.

2. Бирюков В.В. Основы промышленной биотехнологии: учебное пособие — М.: КолосС, 2004. — 295 с.

/ ’/ег«е/-ресурсы:

1. www.medbook.net.ru /,. www.molbiol.ru J. www.medicalherbs.sci-lib.com 2./ Основы биотехнологии Предмет биотехнологии. Связь биотехнологии с естественными наукой. Основные направления современной биотехнологии. Элементы, слагающие биотехнологические процессы и биотехнологии: биологические агенты, субстраты и среды, аппаратура, продукты. Критерии оценки эффективности процессов. Скорость роста продуцента. Продуктивность.

Выход- продукта. Конечная концентрация продукта. Удельные энергозатраты.

Непр-цуктивные затраты субстрата. Принципиальная схема реализации биотетнологических процессов. Ферментация в твердых средах. Первичные метаболиты. Вторичные метаболиты. Антибиотики. Виды антибиотиков.

Меха-лзм устойчивости микроорганизмов к антибиотикам. Генная инжет ттрия. Инженерная энзимология. Ферментные препараты, применяемые в промышленности. Методы стабилизации и иммобилизации ферментов.

';

Биотг-Тяологические методы очистки и деградации токсикантов.

Биологические методы очистки стоков. Общие показатели загрязненности сточяэ-х вод. Биоочистка газо-воздушных выбросов. Биофильтры, биостоубберы и биореакторы с омываемым слоем. Технологическая оно т. л етика и биологическая переработка минерального сырья.

Сельскохозяйственная биотехнология. Этические и профессиональные проб;т;мы биотехнологии.

1. Трощ енко Л.В., Чубик М.В. Основы биотехнологии. Учебное пособие.Том-т изд-во ТПУ, 2005. - 225 с.

2. Тимощенко Л.В., Чубик М.В. Основы биотехнологии. Учебное пособие.Том'г:. изд-во ТПУ, 2009. - 196 с.

3. Бис-технология: учебник / И.В. Тихонов, Е.А. Рубан, Т.Н. Грязнева и др.;

под р.д. Е.С. Воронина. - СПб.: ГИОРД, 2008 - 704 с.

4. Е л й тю в Н.П. Основы биотехнологии. - СПб.: Наука, 1995. - 600 с.

5. Бей^и Дж., Оллис Д. Основы биохимической инженерии. Тт. 1,2. - М.:

Мир, 1989.

6. Сясоон А. Биотехнология: свершения к надежды. М.: Мир, 1987. - 312 с.

Дополнительная литература:

1. Биотехнология: учеб. пособие для вузов. В 8 кн. / под ред. Н.С. Егорова, В.Д. Самуилова. Кн.1: Проблемы и перспективы / Н.С. Егоров, А.В. Олескин, В.Д. Самуилов. - М.: Высш. шк., 1987.

2.. Timoshenko L.V. The Bases of Biotechnology. Textbook. Tomsk: TPU Press, 1999 - 127 p.

Imer-iet-pecypcbi:

1. h. :p ://www. biotechnolo gу.com 2. :-itp://www.biotechnologie.de Я.З. Основы проектирования и оборудование биотехнологических Стратегия системного анализа биотехнологических систем (БТС).

Криге-уии эффективности и оптимальности БТС. Основы технологического и строительного проектирования биотехнологических и химикофарм '.:;евтических производств. Проектная документация: состав, порядок разр.ч :;отки, согласования, утверждения. Принципы масштабирования технологических процессов: лабораторные, пилотные и промышленные уста;т::зки и решаемые с их использованием задачи. Специальные вопросы проелтлрования биохимических производств. Типовая аппаратура биохимических производств, ее материал и детали. Классификация и требования, предъявляемые к аппаратам. Факторы, определяющие конструкцию реакционных аппаратов. Технологические характеристики метал г.ов, применяемых в биохимических и химико-фармацевтических производствах, способы их защиты. Пластмассы в оборудовании биохх /.ических производств. Аппаратура типовых процессов биотехнологии.

Оси г. с >1 промышленной асептики. Тепло- и массообменные процессы стадии ферме нтации. Основное ферментационное оборудование, его выбор и расчет.

Конструкции ферментеров. Критерии выбора и оценка эффективности работ” биореактора. Автоматизированный контроль и управление биор- -~,:торами. Аппаратурное оформление процессов разделения и очистки продуктов биотехнологических производств. Отделение биомассы.

Вид:

-ние целевого продукта. Оборудование для хранения, транспортировки и дозирования материалов. Улучшение экологичности био'1 дологических производств. Общие сведения об основных источниках про^ы-лленных отходов и выбросов, их воздействие на окружающую среду, с н о с v л утилизации.

. литература для подготовки:

1. Грундинг К.-Г. Проектирование промышленных предприятий: принципы, мслоды, практика - М.: Альпина, 2007. - 340 с.

2. Ферментационные аппараты для процессов микробиологического синтеза / А Ю. Винаров, JT.C. Гордеев, А.А. Кухаренко и др. - М.: ДеЛи принт, 3. Каоаров В.В. Моделирование и системный анализ биохимических производств / В.В. Кафаров, А. Ю. Винаров, Л. С. Гордеев. - М.: Лесная промышленность, 1985. - 280 с.

4. Ословы проектирования химических производств: учебник для вузов / В.;-:/- Косинцев, А.И. Михайличенко, Н.С. Крашенинникова и др. под ред.

/\.'Л Михайличенко. - М.: Академкнига, 2006. - 332 с.

5. Гл? нов Н.П. Основы биотехнологии. - СПб.: Наука, 1995. - 600 с.

6. Проектирование чистых помещений / под. Ред. В. Уайта. Пер. с англ. М.- изд-во "Клинрум", 2004. - 360 с.

7. Бирюков В.В. Основы промышленной биотехнологии: учебное пособие — -Л. : КолосС, 2004. — 295 с.

8. /и '-.перт Л.З. Основы проектирования химических установок. — М.:

9. Оедосеев К.Г. Процессы и аппараты биотехнологии в химикоfpaj. мацевтической промышленности. М.: Медицина, 1969.

ю./лт-инсон Б. Биохимические реакторы. - М: Пищевая промышленность, 11.Бей ли Дж. Э., Оллис Д.Ф. Основы биохимической инженерии в 2-х 1 i гях. - М: Мир, 1989.

12.У:--л5 Ф. Биохимическая технология и микробиологический синтез. — М.:

Медицина, 1969.

13.Сь;лрнов Н.Н. Биохимические реакторы - Л: Химия, 1987.

14.Смирнов Н.Н., Волжинский А.И., Плесовских В.А. Химические реакторы I: примерах и задачах. - СПб.: Химия, 1994.

15Л л -валов В.П., Колдобский Г.И. Основы проектирования и с Зслудование производств тонкого органического синтеза. - М.: Химия, П:>7.-287 с.

3. Гр имер экзаменационного билета

ВСТУПИТЕЛЬНОЕ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ

ИСПЫТАНИЕ

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТОМСКИЙ

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ №

Механизм ферментативной реакции. Кофакторы и коферменты, их роль в работе ферментов.

2. Процессы с участием активного ила.

Фракционирование экстрактов биомассы. Способы разделения суспензий. Аппаратурное оформление баллов Транспорт веществ через клеточную мембрану. 5. Стерилизация. Методы стерилизации. Стерилизация производственных помещениях.