МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Государственное образовательное учреждение высшего

профессионального образования

«Уфимский государственный нефтяной технический университет»

УТВЕРЖДАЮ

Ректор ГОУ ВПО УГНТУ

Д.т.н., профессор А.М. Шаммазов

«»20_г.

ОСНОВНАЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ПРОГРАММА

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Направление подготовки 240700 Биотехнология Профиль подготовки Промышленная биотехнология и биоинженерия Квалификация (степень) магистр Форма обучения очная Уфа 2011 г.

СОДЕРЖАНИЕ

С 1 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

2 ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

МАГИСТРА

3 ТРЕБОВАНИЯ К РЕЗУЛЬТАТАМ ОСВОЕНИЯ ОСНОВНОЙ ОБ-

РАЗОВАТЕЛЬНОЙ ПРОГРАММЫ ПО НАПРАВЛЕНИЮ ПОДГОТОВКИ МАГИСТРА

4 ДОКУМЕНТЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ СОДЕРЖАНИЕ И ОРГАНИ-

ЗАЦИЮ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА

5 РЕСУРСНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ООП

6 ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

7 ТРЕБОВАНИЯ К УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОМУ ОБЕСПЕЧЕНИЮ

Приложение № 1 РАБОЧИЙ УЧЕБНЫЙ ПЛАН Приложение №2 АННОТАЦИИ ДИСЦИПЛИН

1 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1 Настоящая основная образовательная программа (ООП) разработана в соответствии с федеральным государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования (ФГОС ВПО) подготовки магистров по направлению 240700 Биотехнология, утвержденным приказом Министра образования и науки Российской Федерации (от 22 декабря 2009 г., № 808).

1.2 Характеристика ООП по направлению подготовки магистра Биотехнология, профиль подготовки Промышленная биотехнология и биоинженерия.

Основная образовательная программа по направлению подготовки магистра 240700 Биотехнология, профиль подготовки Промышленная биотехнология и биоинженерия является программой второго уровня высшего профессионального образования.

Нормативные сроки освоения: 2 года Квалификация выпускника в соответствии с федеральным государственным образовательным стандартом: магистр.

2 ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

МАГИСТРА

2.1 Область профессиональной деятельности магистра по направлению подготовки 240700 Биотехнология, профиль подготовки Промышленная биотехнология и биоинженерия Область профессиональной деятельности магистров включает:

- исследование, получение и применение ферментов, вирусов, микроорганизмов, клеточных культур животных и растений, продуктов их биосинтеза и биотрансформации;

- создание технологий получения новых видов продукции, включая продукцию, полученную с использованием микробиологического синтеза, биокатализа, генной инженерии и нанобиотехнологий;

- разработку научно-технической документации и технологических регламентов на производство биотехнологической продукции;

- реализацию биотехнологических процессов и производств в соответствии с соблюдением законодательных и нормативных национальных и международных актов;

- организацию и проведение контроля качества сырья, промежуточных продуктов и готовой продукции.

2.2 Объекты профессиональной деятельности магистра по направлению подготовки 240700 Биотехнология, профиль подготовки Промышленная биотехнология и биоинженерия Объектами профессиональной деятельности магистров являются:

- микроорганизмы, клеточные культуры животных и растений, вирусы, ферменты, биологически активные химические вещества;

- приборы и оборудование для исследования свойств используемых микроорганизмов, клеточных культур, получаемых путем биосинтеза веществ, получаемых в лабораторных и промышленных условиях;

- биомассы, установки и оборудование для проведения биотехнологических процессов;

- средства контроля качества сырья, полуфабрикатов и готовой продукции;

- регламенты на производство продуктов биотехнологии, международные стандарты ИСО, НАССР, GMP.

2.3 Виды и задачи профессиональной деятельности магистр по направлению подготовки 240700 Биотехнология, профиль подготовки Промышленная биотехнология и биоинженерия:

- научно-исследовательская;

- организационно-управленческая;

- производственно-технологическая;

- педагогическая.

Магистр по направлению подготовки 240700 Биотехнология должен решать следующие профессиональные задачи в соответствии с видами профессиональной деятельности и профилем программы:

Научно-исследовательская деятельность:

– подбор, обработка и анализ научно-технической и патентной информации по тематике исследования с использованием специализированных баз данных с использованием информационных технологий, включая интернет-технологии;

– анализ показателей технологического процесса на соответствие научным разработкам;

– разработка программ научных исследований, оценка и анализ полученных результатов;

– поиск и разработка новых эффективных путей получения биотехнологических продуктов, создание современных биотехнологий, в т.ч. нанобиотехнологий, технологий рекомбинантных ДНК, клеточных технологий и др.;

– выделение, идентификация и анализ продуктов биосинтеза и биотрансформации, получение новых штаммов-продуцентов биологических препаратов;

– создание композиционных форм и оптимальных способов применения биопрепаратов;

– проведение валидации технологических процессов и аналитических методик;

– изучение биохимических и биологических закономерностей процессов биосинтеза, микро - и макростехиометрии, микро- и макрокинетики роста популяций микроорганизмов и клеточных культур, взаимодействия микроорганизмов, вирусов с клетками, метаболических путей и особенностей утилизации субстрата и синтеза продуктов метаболизма;

– создание теоретических моделей, позволяющих прогнозировать характер изменения свойств сырья в процессе его биотрансформации и получать продукцию с заданными качественными характеристиками;

– экспериментальное исследование биологической и физико-химической кинетики на всех стадиях технологического процесса и их математическое описание;

– подготовка научно-технической отчетной документации, аналитических обзоров и справок, документации для участия в конкурсах научных проектов, проектов фармакопейных статей (государственных стандартов), публикация научных результатов, защита интеллектуальной собственности.

Проектная деятельность:

– оценка выбранного способа производства и альтернативных вариантов технологической схемы и её узлов, выбор оптимального варианта;

– проектирование опытных, опытно-промышленных и промышленных установок современного биотехнологического производства;

– реконструкция и модернизация действующих биотехнологических процессов и производств;

– моделирование и оптимизация процессов и аппаратов микробиологического синтеза;

– разработка основных этапов технологической схемы, исследование технологического процесса на опытной и опытно-промышленной установках;

– математическое моделирование и оптимизация основной аппаратуры и узлов технологической схемы;

– технологический расчет оборудования, выбор стандартного и проектирование нестандартного биотехнологического оборудования;

– разработка биологических методов для утилизации отходов производств и вредных веществ, создание замкнутых технологий, разработка методик и проведение биомониторинга, решение других проблем, связанных с охраной окружающей среды;

Организационно-управленческая деятельность:

– организация работы коллектива в условиях действующего производства, планирование работы персонала и фондов оплаты труда;

– реализация связей с ведущими научными центрами отрасли для оптимизации работы предприятия, разработка критериев оценки эффективности и плана мероприятий по ее повышению;

– проведение технико-экономического анализа производства и составление технико-экономической документации;

– разработка и реализация системы менеджмента качества биотехнологической продукции;

– разработка системы локальных нормативных актов предприятия в соответствии с требованиями ИСО, GMP и ХАСПП;

– организация работ по внедрению инноваций в области биотехнологии;

– организация материально-технического обеспечения биотехнологических производств, хранения и учета сырья, материалов и готового продукта в установленном порядке;

– обеспечение технологической дисциплины, санитарно-гигиенического режима работы предприятия, содержания технологического оборудования в надлежащем техническом состоянии;

– организация соблюдения правил техники безопасности на производстве и охраны окружающей среды;

– обеспечение профессиональной конфиденциальности.

Производственно-технологическая деятельность:

– организация, планирование и управление действующими биотехнологическими процессами и производством;

– обеспечение стабильности показателей производства и качества выпускаемой продукции в соответствии с локальными актами предприятия (технологическими регламентами, должностными рабочими инструкциями, методиками анализа);

– обеспечение эффективной работы средств контроля, автоматизации и автоматизированного управления биотехнологическим производством;

– организация и осуществление мероприятий по энерго- и ресурсосбережению, обеспечению экологической безопасности биотехнологических процессов;

– обеспечение химико-технического, биохимического и микробиологического контроля;

– разработка мероприятий по совершенствованию экономических и производственных показателей процесса, обеспечение экономической эффективности производства и получения продукта нужного качества;

– организация метрологического обеспечения производства;

– организация системы внутреннего и внешнего аудита;

– координация работ по внедрению результатов научных исследований в биотехнологическое производство;

– эксплуатация сложных экспериментальных и промышленных установок;

– обеспечение эксплуатации приборов и оборудования средств аналитического контроля и контроля производства в соответствии с техническими паспортами и инструкциями приборов и оборудования.

Педагогическая деятельность:

– подготовка и проведение различных видов учебных занятий со студентами по профильным дисциплинам;

– разработка учебных и учебно-методических материалов, в том числе в электронном виде;

– руководство научно-исследовательской работой студентов;

– обучение среднетехнического персонала на производстве.

3 ТРЕБОВАНИЯ К РЕЗУЛЬТАТАМ ОСВОЕНИЯ ОСНОВНОЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ПРОГРАММЫ

Магистр в соответствии с целями основной образовательной программы и задачами профессиональной деятельности, указанными в ФГОС ВПО по направлению подготовки 240700 Биотехнология, профиль подготовки Промышленная биотехнология и биоинженерия должен обладать следующими компетенциями:

а) общекультурными (ОК):

– владеет основами методологии научного познания при изучении различных уровней организации живой и неживой материи; способен понимать и глубоко осмысливать философские концепции естествознания, место естественных наук в выработке научного мировоззрения (ОК-1);

- способен совершенствовать и развивать свой интеллектуальный и общекультурный уровень, получать знания в области современных проблем науки, техники и технологии, гуманитарных, социальных и экономических наук (ОК- 2);

- способен к профессиональному росту, к самостоятельному обучению новым методам исследования, к изменению научного и научно-производственного профиля своей профессиональной деятельности (ОК- 3);

- способен свободно пользоваться русским и иностранным языками, как средством делового общения (ОК -4);

- способен на практике использовать умения и навыки в организации исследовательских и проектных работ, в управлении коллективом (ОК- 5);

- способен способность находить творческие решения социальных и профессиональных задач, готов к нестандартным решениям (ОК-6);

- 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 (ОК-7);

– владеет правовыми и этическими нормами при прогностической оценке последствий своей профессиональной деятельности, при разработке и осуществлении социально значимых проектов (ОК-8);

б) профессиональными (ПК) общепрофессиональными:

- способен к профессиональной эксплуатации современного биотехнологического оборудования и научных приборов в соответствии с направлением подготовки (ПК- 1);

– способен к самостоятельному обучению новым методам исследования, к изменению научного и научно-производственного профиля своей профессиональной деятельности (ПК- 2);

- готов к использованию методов математического моделирования материалов и технологических процессов, к теоретическому анализу и экспериментальной проверке теоретических гипотез (ПК-3);

– владеет навыками использования современных информационных технологий для сбора, обработки и распространения научной информации в области биотехнологии и смежных отраслей; способен использовать базы данных, программные продукты и ресурсы Интернет для решения задач профессиональной деятельности (ПК-4);

- готов к защите объектов интеллектуальной собственности и коммерциализации прав на объекты интеллектуальной собственности (ПК-5);

научно-исследовательская деятельность:

– владеет навыками планирования, организации и проведения научноисследовательских работ в области биотехнологии (ПК-6);

– умеет проводить детальный анализ научной и технической информации в области биотехнологии и смежных дисциплин с целью научной, патентной и маркетинговой поддержки проводимых фундаментальных исследований и технологических разработок (ПК-7);

– умеет представлять результаты выполненной работы в виде научнотехнических отчетов, обзоров, научных докладов и публикаций с использованием современных возможностей информационных технологий и с учетом требований по защите интеллектуальной собственности (ПК-8);

проектная деятельность:

– владеет навыками проектирования опытных, опытно-промышленных и промышленных установок биотехнологического производства (ПК-9);

– способен осуществлять технологический расчет оборудования, выбор стандартного и проектирование нестандартного оборудования (ПК-10);

– владеет навыками разработки проектной документации (ПК-11).

организационно-управленческая деятельность:

- готов к организации работы коллектива исполнителей, принятию исполнительских решений в условиях спектра мнений, определению порядка выполнения работ (ПК-12);

– способен к проведению технико-экономического анализа производства и составлению технико-экономической документации (ПК-13);

– владеет основными принципами организации метрологического обеспечения производства (ПК-14);

– способен к разработке системы менеджмента качества биотехнологической продукции в соответствии с требованиями российских и международных стандартов качества (ПК-15);

– способен обеспечивать технологическую дисциплину, санитарногигиенический режим работы предприятия, содержание технологического оборудования в надлежащем техническом состоянии (ПК-16);

– способен планировать и проводить мероприятия по обеспечению техники безопасности на производстве, по мониторингу и защите окружающей среды (ПК-17);

производственно-технологическая деятельность:

– владеет навыками организации, планирования и управления действующими биотехнологическими процессами и производством (ПК-18);

– владеет типовыми методиками и способен разрабатывать новые методы инженерных расчетов технологических параметров и оборудования биотехнологических производств (ПК-19);

– способен обеспечивать стабильность показателей производства и качества выпускаемой продукции (ПК-20);

– способен осуществлять обеспечение эффективной работы средств контроля, автоматизации и автоматизированного управления производством; обеспечение химико-технического, биохимического и микробиологического контроля (ПК-21);

– владеет навыками опытно-промышленной отработки технологии и масштабирования процессов (ПК-22);

– способен к выработке и научному обоснованию схем оптимальной комплексной аттестации биотехнологических продуктов (ПК-23);

– владеет анализом показателей технологического процесса на соответствие исходным научным разработкам (ПК-24);

педагогическая деятельность:

– готов к проведению учебных занятий: семинаров, практических занятий и лабораторных практикумов (ПК-25);

– владеет навыками подготовки учебных и учебно-методических материалов (ПК-26).

– готов осваивать и использовать современные образовательные технологии (ПК-28).

4 ДОКУМЕНТЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ СОДЕРЖАНИЕ И

ОРГАНИЗАЦИЮ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА

4.1 Рабочий учебный план подготовки магистров по направлению подготовки 240700 Биотехнология (профиль подготовки Промышленная биотехнология и биоинженерия), составленный по циклам дисциплин включает в себя базовую и вариативную части, перечень дисциплин, их трудоемкость и последовательность изучения, а также график учебного процесса (см. Приложение № 1).

4.2 Аннотация рабочих программ дисциплин рабочего учебного плана (см. Приложение №2).

5 РЕСУРСНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ООП

В УГНТУ имеется соответствующая действующим санитарнотехническим нормам материально-техническая база, необходимая для проведения всех видов теоретической и практической подготовки магистра, предусмотренных учебным планом, и эффективного выполнения научноисследовательской и выпускной квалификационной работы.

Учебно-лабораторная база выпускающей кафедры биохимии и технологии микробиологических производств включает следующие лаборатории и вспомогательные помещения:

1 (1-508) – лаборатория биосинтеза 2 (1- 518) – лаборатория химии БАВ 3 (1- 519) – лаборатория микробиологии 4 (1- 522) – лаборатория биотехнологии 5 (1- 523) – лаборатория биохимии 6 (1-542) – лаборатория технологии биоорганического синтеза 7 (9-33) – лаборатория химии природных соединений 8 (9-30) – лаборатория УИРС 9 (1-166) – склад 10 (1-521а) – архив Учебно-лабораторная база соответствует требованиям ГОСа.

Материально-техническая база включает в себя приборы и оборудование для проведения лабораторных практикумов по всем учебным дисциплинам, технические средства обучения в специально оборудованных аудиториях и кабинетах, в том числе: вытяжные шкафы и боксы, весы технические и аналитические, роторные испарители, магнитные и механические мешалки, рН-метры (карманные и стационарные), сушильные шкафы различных модификаций, вакуумные насосы, дистилляторы, оборудование для тонкослойной хроматографии, электрофореза, микробиологическое оборудование для работы с микроорганизмами (ферментеры «АК -210», «Ока-01-10Т», термостатируемые шейкеры, стерилизаторы Вк-30 и ВК-75, термостаты, микробиологические боксы снабженные УФ-лампами для стерилизации, микроскопы различных модификаций), центрифуги, УФ-спектрофотометры, фотометры КФК-2М, компьютеры, принтеры, сканер, роторно-пленочные испарители, газовые хроматографы «Хроматэк-кристалл 5000.2», ЛХМ-8МД, ЛХМ-80, хроматомасс-спектрометр Shimadzu QP2010S и др.

Имеется возможность использования оборудования лабораторий Института органической химии УНЦ РАН, Института биологии УНЦ РАН, Института цитохимии и генетики УНЦ РАН (ЯМР-, ИК-спектрометры, спектрофлуориметры секвинаторы и другие приборы), ФГУП НПО «Микроген» Уфимский филиал «Иммунопрепарат». Функционирует совместная учебно-научноисследовательская лаборатория УГНТУ и Института органической химии УНЦ РАН «Био- и органическая химия». Создан научно-образовательный центр «Химия и биотехнология», в состав которого входит музей культур микроорганизмов УГНТУ.

Для использования электронных изданий и обработке результатов научных исследований в УГНТУ имеются специализированные компьютерные классы, а также рабочие места в библиотеке и на выпускающей кафедре с выходом в Интернет.

6 ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

6.1 Формы, методы и средства организации и проведения образовательного процесса а) формы, направленные на теоретическую подготовку:

Используются лекции, практические занятия, интерактивные методы обучения, семинары в диалоговом режиме, дискуссии, компьютерные симуляции, деловые и ролевые игры, разбор конкретных ситуаций, групповых дискуссий. В рамках учебных курсов предусмотриваются встречи с ведущими учеными академических институтов, представителями российских и зарубежных компаний, государственных и общественных организаций, мастер-классы экспертов и специалистов.

б) формы, направленные на практическую подготовку:

Используются лекции, практические занятия, лабораторные занятия, научно-исследовательская работа, практики, интерактивные методы обучения, предусматривается участие обучающихся в выполнении инновационных и научно-исследовательских проектов, разработке лабораторных работ для студентов, обсуждении и оппонировании рефератов, исследовательских работ, участие в вузовских и межвузовских конференциях.

Для корректировки планов и обсуждения результатов научных исследований магистров предусматривается постоянно действующий семинар с участием специалистов.

7 ТРЕБОВАНИЯ К УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОМУ ОБЕСПЕЧЕНИЮ

а) текущего контроля успеваемости:

Промежуточный и текущий контроль качества освоения учебного материала предусматривает проведение экзаменов, зачетов, коллоквиумов, контрольных работ, обсуждения рефератов, планов и результатов научных исследований, тестирования, балльно-рейтингового контроля успеваемости студентов.

б) выпускной квалификационной работе:

Итоговая государственная аттестация включает защиту выпускной квалификационной работы.

Выпускная квалификационная работа в соответствии с магистерской программой выполняется в виде магистерской диссертации в период прохождения практики и выполнения научно-исследовательской работы и представляет собой самостоятельную и логически завершенную выпускную квалификационную работу, связанную с решением задач того вида (видов) деятельности, к которым готовится магистрант (научно-исследовательской, проектной, организационно-управленческой, производственно-технологической, педагогической).

Требования к содержанию, объему и структуре выпускной квалификационной работы (проекта) определяются высшим учебным заведением на основании действующего Положения об итоговой государственной аттестации выпускников высших учебных заведений, утвержденного федеральным органом исполнительной власти, осуществляющим функции по выработке государственной политики и нормативно-правовому регулированию в сфере образования, а также данного ФГОС ВПО в части требований к результатам освоения основной образовательной программы магистратуры.

Тематика выпускных квалификационных работ должна быть направлена на решение профессиональных задач:

– исследование, получение и применение ферментов, штаммов вирусов, микроорганизмов, клеточных культур животных и растений, продуктов их биосинтеза и биотрансформации;

– создание технологий получения новых видов продукции, включая продукцию, полученную с использованием микробиологического синтеза, биокатализа, генной инженерии и нанобиотехнологии;

– разработку научно-технической документации и технологических регаментов на производство биотехнологической продукции;

– реализацию биотехнологических процессов и производств в соответствии с требованиями санитарных правил и действующих отечественных и международных стандартов;

– эксплуатацию технологического оборудования с обеспечением экологических норм;

– контроля качества сырья и продукции, в т.ч., микробиологического, растительного и животного происхождения.

При выполнении выпускной квалификационной работы обучающиеся должны показать свою способность и умение, опираясь на полученные углубленные знания, умения и сформированные общекультурные и профессиональные компетенции, самостоятельно решать на современном уровне задачи своей профессиональной деятельности, профессионально излагать специальную информацию, научно аргументировать и защищать свою точку зрения.

в) государственному экзамену.

По решению Ученого совета УГНТУ устанавливается государственный экзамен по направлению подготовки магистра. Для объективной оценки компетенций выпускника предусматривается комплексная тематика экзаменационных вопросов и заданий, соответствующая избранным разделам из различных учебных циклов, формирующих конкретные компетенции. Предоставляется право сдачи выпускником государственного аттестационного экзамена как вступительного экзамена в аспирантуру.

РАБОЧИЙ УЧЕБНЫЙ ПЛАН

М.1 Общенаучный цикл Базовая часть 01 Современные проблемы биотехноЛ, П Э 02 Философские проблемы естествоЛ, П Э 03 Информационные технологии в науке и образовании 04 Экономика, менеджмент и инноваЛ, П Э ции в биотехнологии Иностранный язык Вариативная часть, в том числе дисциплины по выбору студента 06 ленной биотехнологии и биоинже- 3 Основы научных исследований и альной собственности М.2 Профессиональный цикл Методологические основы исслеЛ, П, Лр З, Э дований в биотехнологии Вариативная часть, в том числе дисциплины по выбору студента Теоретические основы промышЛ, П, Лр ДЗ ленной биотехнологии Методы выделения и исследования Оборудование биотехнологических Методы создания биокатализаторов Технологии промышленного получения биополимеров Методы создания продуцентов основных продуктов биотехнологии 08. Технология подготовки сырья для 09. микробиологического синтеза 09.02 Технологическая биоэнергетика Научно-исследовательская работа, Научно-производственная практика, Научно-исследовательская практика, 4 нед.

М.4 Итоговая государственная Аннотация дисциплин ООП подготовки магистра (программа Промышленная биотехнология и биоинженерия)

«СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ БИОТЕХНОЛОГИИ»

Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетные единицы (72 часа), семестр 1.

Цель и задачи дисциплины:

Целью дисциплины является обзор и анализ мировых достижений в области биотехнологии, в т.ч. основных достижений и тенденций развития биокаталитических процессов и традиционных процессов биосинтеза, окисления, биодеградации При изучении дисциплины обеспечивается подготовка специалиста в области современных направлений биотехнологии, создания прогрессивных технологий, необходимых в профессиональной деятельности магистрабиотехнолога. Соблюдается связь со смежными дисциплинам: биохимией, микробиологией и др.

Основные дидактические единицы (разделы): 1) Состояние и перспективы развития биотехнологии; 2) Основные достижения и тенденции развития процессов биосинтеза основных классов биологически активных веществ 3) Основные достижения и направления развития биокаталитических процессов в биотехнологии.

В результате изучения дисциплины студент должен:

– состояние и перспективы развития биотехнологии – новые научные решения, определяющие прогресс биотехнологии на современном этапе;

– обзор и анализ мировых достижений в области биотехнологии.

– интеграционные тенденции современного познания;

– новейшие достижения на стыке химической технологии и биотехнологии, методологию научного творчества, современные информационные технологии, методы получения, обработки и хранения информации;

организацию биотехнологического производства: производственный процесс и принципы его организации, типы, формы и методы организации производства;

уметь:

– осуществлять методологическое обоснование научного исследования;

– пользоваться научной, справочной и методической литературой;

– использовать электронные базы данных в образовательной и научной деятельности;

– осуществлять компьютерную литературную обработку научной и научнотехнической информации, вести патентный поиск;

владеть:

– навыками историко-методологического анализа научного исследования и методами обработки и представления научных результатов;

Компетенции, формируемые при изучении дисциплины ОК-1, ОК-2,ОК-3, ОК-5, ОК-6,ОК-7, ПК-2, ПК-7, ПК-8, ПК-25, ПК-26, ПК-28.

Виды учебной работы: лекции, практические занятия.

Изучение дисциплины заканчивается экзаменом.

«СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ПРОМЫШЛЕННОЙ

БИОТЕХНОЛОГИИ И БИОИНЖЕНЕРИИ»

Общая трудоемкость дисциплины составляет 108 часа (3 зачетные единицы).

Цели и задачи дисциплины:

Целью дисциплины является привитие студенту необходимого объема знаний по современным проблемам промышленной биотехнологии и биоинженерии, навыков для проведения проектно-иследовательских, научноисследовательских работ в области современной промышленной биотехнологии и биоинженерии.

Предусматривается изучение проблем современных промышленных производств с позиций достижений современной клеточной биотехнологии, микробиологии, генно-инженерных технологий и биоинженерии, а также процессов с использованием комплексных химико-биотехнологических методов и технологий.

Основные дидактические единицы (разделы):

1.Способы совершенствования биообъектов. Иммобилизованные биообъекты. 2 Проблемы поиска, создания и применения новых продуктов биотехнологии в различных отраслях науки и производства. Производство антибиотиков для медицины. 3. Основы нанобиотехнологии: достижения и перспективы.

В результате изучения дисциплины «Современные проблемы промышленной биотехнологии и биоинженерии» студент должен:

современные проблемы и возможные биотехнологические и биоинженерные подходы к решению задач производства; способы и методы совершенствования биообъектов, методы их иммобилизации, основные технологические способы переработки различных видов сырья и отходов; получения высокоочищенных препаратов биотехнологии для медицины.

(ОК-1, ОК-2, ОК-6, ОК-9, ОК-13, ПК-5, ПК-6, ПК-10, ПК-16, ПК-17, ПК-18).

применять навыки по теории и практике изучаемой дисциплины для оценки эффективности использования биообъектов, субстратов в производстве продуцкии, для проведения технологических расчетов процессов биотехнологии и биоинженерии (ОК-1, ОК-2, ОК-6, ОК-9, ОК-13, ПК-5, ПК-6, ПК-10, ПК-16, ПК-17, ПК-18).

- приемами работы с микроорганизмами; правилами безопасной работы в химической и микробиологической лаборатории; методами расчета основных параметров биотехнологических процессов и оборудования; методами моделирования и масштабирования биотехнологического процесса; методами планирования, проведения и обработки биотехнологических экспериментов. (ОК-1, ОКОК-6, ОК-9, ОК-13, ПК-5, ПК-6, ПК-10, ПК-16, ПК-17, ПК-18).

Виды учебной работы: лекции – 16 ч, практические занятия, деловые игры - 16 ч, лабораторные работы- 36 ч, самостоятельная работа студентов- ч, РГР- 2 ч.

Изучение дисциплины заканчивается сдачей зачета.

«ОСНОВЫ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И УПРАВЛЕНИЯ

ОБЪЕКТАМИ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ»

Общая трудоемкость дисциплины составляет: 4 зачетных единиц, 144 часа Цели и задачи дисциплины:

Целью изучения дисциплины является формирование необходимой базы знаний в области основ научного исследования и управления объектами интеллектуальной собственности.

Основные дидактические единицы (разделы):

1. Планирование эксперимента;

2. Методологические основы обработки результатов эксперимента;

3. Управление объектами интеллектуальной собственности.

В результате изучения дисциплины «Основы научного исследования и управление объектами интеллектуальной собственности» студент должен:

классификацию, виды и задачи экспериментов;

стратегию и тактику постановки экспериментов;

основы планирования экспериментов;

методы и способы измерений, погрешности измерений;

основные принципы организации и управлении научными исследованиями и разработками в России и международных стандартах в этой механизмы управления инновационными процессами и инновационной деятельностью.

использовать потенциал вычислительной техники в научных исследованиях;

проводить исследования объектов интеллектуальной и промышленной собственности;

анализировать эффективность внедрения объектов интеллектуальной собственности.

владеть:

справочной, методической и научной литературой в области основ научного исследования и управления объектами интеллектуальной собственности.

Компетенции, формируемые при изучении дисциплины:

(ОК–1); (ОК-2); (ОК-3); (ОК-7); (ОК-12); (ОК-13); (ПК-1); (ПК-4); (ПК-6);

(ПК-7); (ПК-8); (ПК-9); (ПК-18).

Виды учебной работы: лекции, практические занятия, лабораторные работы, деловые игры.

Изучение дисциплины заканчивается: сдачей зачета.

«МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИССЛЕДОВАНИЙ В

БИОТЕХНОЛОГИИ»

Общая трудоемкость дисциплины составляет: 6 зачетных единиц, 216 часов Цели и задачи дисциплины:

Целью изучения дисциплины является формирование необходимой базы знаний методологических основ исследований в области биотехнологии по профилю будущей профессии выпускника по направлению подготовки «Биотехнология» с квалификацией (степенью) «магистр».

Задачей дисциплины является:

– приобретение навыков планирования, организации и проведения научноисследовательских работ в области биотехнологии;

– освоение детального анализа научной и технической информации в области биотехнологии и смежных дисциплин с целью научной, патентной и маркетинговой поддержки проводимых фундаментальных исследований и технологических разработок;

– приобретение навыков представления результатов выполненной работы в виде научно-технических отчетов, обзоров, научных докладов и публикаций с использованием современных возможностей информационных технологий и с учетом требований по защите интеллектуальной собственности.

Основные дидактические единицы (разделы):

1. Подбор, обработка и анализ научно-технической и патентной информации разработка программ научных исследований, оценка и анализ полученных результатов.

2. Поиск и разработка новых эффективных путей получения биотехнологических продуктов.

3. Проведение валидации технологических процессов и аналитических методик.

4. Подготовка научно-технической отчетной документации, публикация научных результатов, защита интеллектуальной собственности.

В результате изучения дисциплины «Методологические основы исследований в биотехнологии» студент должен:

– биохимию и физиологию микроорганизмов и других биологических объектов;

– прикладную молекулярную биологию, генетическую и клеточную инженерию;

– основы конструирования новых штаммов-продуцентов биологически активных веществ;

– научные основы новейших биотехнологий, основанных на применении популяций микробных, животных и растительных клеток, полученных селекционными и генетическими методами;

– строение и функции основных классов биологически активных веществ;

– технологии важнейших белков;

– основы синтеза основных классов биологически активных веществ и их физико-химические характеристики;

– закономерности развития и функционирования популяций микробных, животных и растительных клеток;

– теоретические основы решения экологических проблем с позиций современной биотехнологии;

– принципы конструирования биологически активных веществ с заданными свойствами;

– теоретические основы создания производственных процессов получения биологически активных веществ.

– определять кинетические и термодинамические закономерности процессов роста микробных, животных и растительных клеток;

– проводить синтез, физико-химическое исследование и анализ биологически активных веществ;

– осуществлять химико-технический, биохимический и микробиологический контроль биотехнологического процесса;

– планировать и проводить научные исследования.

– методами селекции, модификации и конструирования живых систем и их компонентов как объектов деятельности биотехнологии;

– методами биосинтеза, выделения, идентификации и анализа продуктов биосинтеза и биотрансформации;

– приемами и методами безопасной работы с соединениями, обладающими физиологической активностью, и культурами биологических агентов.

Компетенции, формируемые при изучении дисциплины:

ОК-2, ОК-3, ОК-5, ОК-6, ОК-8, ПК-2, ПК-6, ПК-7, ПК-8, ПК-9, ПК-10, ПК-11, ПК-12, ПК-13, ПК-14, ПК-15, ПК-16, ПК-17, ПК-18, ПК-19, ПК-20, ПК-21, ПК-22, ПК-23, ПК-24, ПК-25, ПК-26, ПК-27, ПК- Виды учебной работы: лекции, практические занятия, лабораторные работы, деловые игры.

Изучение дисциплины заканчивается: сдача зачета, экзамен.

«ИЗБРАННЫЕ ГЛАВЫ БИОХИМИИ»

Цели и задачи дисциплины:

Целью дисциплины является обеспечение будущего магистра необходимым объемом дополнительных знаний в области биохимии. Углубленными и расширенными представлениями о различных классах низкомолекулярных биорегуляторов, функциях и механизмах действия ферментов, кинетике ферментативных реакций.

При изучении курса обеспечивается фундаментальная подготовка магистрабиотехнолога.

Основные дидактические единицы:

1. Природные синтетические низкомолекулярные биорегуляторы;

2. Механизмы ферментативных реакций:

3. Кинетика ферментативных реакций;

В результате изучения дисциплины «Избранные главы биохимии» студент должен:

– дополнительные сведения о различных классах природных и синтетических низкомолекулярных биорегуляторов;

– биохимические функции низкомолекулярных биорегуляторов;

– механизмы реакций, протекающие с участием ферментов;

– роль ферментов в регуляции метаболических процессов;

– механизмы ингибирования ферментативной активности;

– зависимость ферментативной активности от различных факторов;

– кинетику гомогенно-катализируемых и гетерогенно-катализируемых ферментативных реакций;

– различные типы реакции, катализируемые ферментами.

уметь:

– использовать полученные знания по биохимии в производственной и научной деятельности;

– выбирать необходимые методы и оборудование для выделения и идентификации, низкомолекулярных биорегуляторов и ферментов;

– определять физико-химических и биохимические характеристики низкомолекулярных биорегуляторов и ферментов;

–проводить кинетические исследования и количественно описывать ферментативные реакции.

владеть:

–методами исследования строения и свойств низкомолекулярных биорегуляторов и ферментов –методами поиска необходимой научной информации в области биологически активных веществ.

Компетенции, формируемые при изучении дисциплины:

(ОК-7), (ОК-12), (ОК-13), (ПК-1), (ПК-2), (ПК-3), (ПК-4), (ПК-6), (ПК-7), (ПКПК-9).

Виды учебной работы: лекции, практические и лабораторные занятия.

Изучение дисциплины заканчивается: экзаменом.

«МЕТОДЫ ВЫДЕЛЕНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОДУКТОВ

БИОСИНТЕЗА И БИОТРАНСФОРМАЦИИ»

Общая трудоемкость дисциплины составляет: 4 зачетных единиц, 144 часа Цели и задачи дисциплины:

Целью изучения дисциплины является формирование необходимой базы знаний в области методов выделения (экстракция, хроматография, перегонка, ректификация, перекристаллизация и др.), хроматографических и спектральных методов исследования (спектроскопия ядерного магнитного резонанса, ИК-спектроскопия, газо-жидкостная хроматография, хроматомассспектрометрия и др.) продуктов биосинтеза и биотрансформации.

Основные дидактические единицы (разделы):

4. Методы выделения продуктов биосинтеза и биотрансформации (экстракция, хроматография, перегонка, ректификация, перекристаллизация и др.);

5. Хроматографические и спектральные методы исследования продуктов биосинтеза и биотрансформации (спектроскопия ядерного магнитного резонанса, ИК-спектроскопия, газо-жидкостная хроматография, хроматомасс-спектрометрия и др.).

В результате изучения дисциплины «Методы выделения и исследования продуктов биосинтеза и биотрансформации» студент должен:

знать:

физико-химические основы методов выделения продуктов биосинтеза и биотрансформации (экстракции, хроматографии, перегонки, ректификации, перекристаллизации и др.);

области практического применения основных методов выделения продуктов биосинтеза и биотрансформации (экстракции, хроматографии, перегонки, ректификации, перекристаллизации и др.);

физико-химические основы методов ядерного магнитного резонанса, инфракрасной спектроскопии, газо-жидкостной хроматографии, хроматомасс-спектрометрии;

области практического применения методов ядерного магнитного резонанса, инфракрасной спектроскопии, газо-жидкостной хроматографии и хроматомасс-спектрометрии.

уметь:

выделять продукты биосинтеза и биотрансформации с использованием методов экстракции, хроматографии, перегонки, ректификации, перекристаллизации и др.;

разделять сложные смеси продуктов биосинтеза и биотрансформации на индивидуальные компоненты;

решать задачи, связанные с определением химической структуры продуктов биосинтеза и биотрансформации;

проводить идентификацию продуктов биосинтеза и биотрансформации с использованием метода хроматомасс-спектрометрии;

проводить качественный и количественный анализ с использованием метода газо-жидкостной хроматографии;

владеть:

навыками работы с газо-жидкостным хроматографом и хроматомассспектрометром;

справочной, методической и научной литературой в области физикохимических методов выделения и спектральных методов исследования сложных органических соединений;

Компетенции, формируемые при изучении дисциплины:

(ОК–1); (ОК-2); (ОК-3); (ОК-7); (ОК-12); (ОК-13); (ПК-1); (ПК-4); (ПК-6);

(ПК-7); (ПК-8); (ПК-9); (ПК-18).

Виды учебной работы: лекции, практические занятия, лабораторные работы, деловые игры.

Изучение дисциплины заканчивается: сдачей зачета.

«ОБОРУДОВАНИЕ БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРЕДПРИЯТИЙ»

Общая трудоемкость дисциплины составляет 144 часа (4 зачетные единицы).

Цели и задачи дисциплины: Целью дисциплины является обеспечение будущего специалиста необходимым объемом знаний в области инженерных расчетов основного технологического оборудования и выбора этого оборудования.

При изучении дисциплины обеспечивается фундаментальная подготовка студента в области устройства и работы современного оборудования биотехнологических производств; соблюдается связь с дисциплинами «Процессы и аппараты химической технологии», «Процессы и аппараты биотехнологии» и «Основы биотехнологии». Изучаются устройства, работа и методы расчета типовых аппаратов, применяемых в промышленной биотехнологии.

Даются углубленные знания, нацеленные на разработку методов интенсификации процессов, совершенствовании конструкции аппаратов, а также методики их расчета. Особое внимание уделяется особенностям протекания массообменных, тепловых, гидродинамических и механических процессов в сочетании с биологическими процессами роста, метаболизма и отмирания микроорганизмов.

Основные дидактические единицы (разделы):

1 Периодическое и непрерывное культивирование.

2 Теплообмен при микробиологическом синтезе. Теплообменные устройства культиваторов.

3 Стерилизация сырья и оборудования.

4 Современные ферментеры для культивирования клеток микроорганизмов.

5 Масштабирование процессов ферментации.

6 Реакторы с иммобилизованными ферментами и клетками микроорганизмов.

В результате изучения дисциплины «Оборудование биотехнологических предприятий» студент должен:

- кинетические закономерности роста популяции микроорганизмов в условиях периодического и непрерывного культивирования;

- тепловой баланс культиватора;

- теоретические основы процессов очистки воздуха и питательной среды от посторонней микрофлоры;

- устройство, работу и выбор аппаратов для культивирования;

- гидродинамические и массообменные параметры масштабирования;

- типы, кинетику работы и эксплуатацию реакторов с иммобилизованных ферментов и клеток.

(ОК-1, ОК-2, ОК-5, ПК-1, ПК-3, ПК-6, ПК-8, ПК-10, ПК-19, ПК-22, ПКУметь:

- использовать основные уравнения, описывающие рост популяции микроорганизмов в условиях периодического и непрерывного культивирования;

- определять тепловой эффект реакций микробиологического синтеза, рассчитывать коэффициент теплопередачи, выбирать тип теплообменного устройства культиватора;

- выбирать оборудование для очистки воздуха и питательной среды от посторонней микрофлоры;

- проводить обработку результатов измерений с использованием пакетов прикладных программ;

- использовать стандарты и другие нормативные документы при оценке, контроле качества и сертификации сырья и продукции;

- подбирать аппараты для культивирования клеток;

- поддерживать в лабораторных и промышленных аппаратах выбранных параметров для обеспечения успешного масштабного перехода;

- выбирать реакторы с иммобилизованными ферментами и клетками.

(ОК-1, ОК-2, ОК-5, ПК-1, ПК-3, ПК-6, ПК-8, ПК-10, ПК-19, ПК-22, ПКВладеть:

- средствами компьютерной графики (ввод, вывод, отображение, преобразование и редактирование графических объектов);

- методами расчета основных параметров биотехнологических процессов и оборудования;

- методами очистки и стерилизации воздуха, конструирования и стерилизации питательных сред;

- методами моделирования и масштабирования биотехнологического процесса;

- методами планирования, проведения и обработки биотехнологических экспериментов;

- приемами действий в аварийных и чрезвычайных ситуациях, оказания первой помощи пострадавшим.

(ОК-1, ОК-2, ОК-5, ПК-1, ПК-3, ПК-6, ПК-8, ПК-10, ПК-19, ПК-22, ПКВиды учебной работы: Предусмотрены следующие виды занятий: лекции, практические занятия, лабораторные работы, деловые игры, самостоятельная работа студентов.

Изучение дисциплины заканчивается сдачей экзамена.

«ОСНОВЫ ГЕНЕТИЧЕСКОЙ, ИММУНОЛОГИЧЕСКОЙ, КЛЕТОЧНОЙ

И БЕЛКОВОЙ ИНЖЕНЕРИИ»

Общая трудоемкость дисциплины составляет: 4 зачетных единиц, 144 часа Цели и задачи дисциплины:

Целью изучения дисциплины является формирование необходимой базы знаний в области генетической, иммунологической, клеточной и белковой инженерии»

Основные дидактические единицы (разделы):

6. Общие принципы и методы генетической, иммунологической, клеточной и белковой инженерии;

7. Конструирование штаммов – продуцентов первичных метаболитов;

8. Направленный мутагенез молекул ДНК in vitro;

9. Генно-инженерные системы бактерий Escherichia coli, рода Bacillus и дрожжей Saccharomyces cerevisiae;

10. Генетическая инженерия культивируемых клеток млекопитающих;

11. Белковая инженерия;

12. Векторные системы на основе вирусов животных;

13. Противовирусные вакцины;

14. Трансгенные растения и животные.

В результате изучения дисциплины «Основы генетической, иммунологической, клеточной и белковой инженерии» студент должен:

основные принципы и методы генетической, иммунологической, клеточной и белковой инженерии;

области практического применения основных методов генетической, иммунологической, клеточной и белковой инженерии.

конструировать гибридные молекулы ДНК in vitro;

вводить молекулы ДНК в клетки;

расшифровывать нуклеотидные последовательности ДНК;

разделять методом электрофореза гигантские молекулы ДНК.

владеть:

методами отбора гибридных клонов, амплификации последовательностей ДНК in vitro, химико-ферментативного синтеза двухцепочечных справочной, методической и научной литературой в области генетической, иммунологической, клеточной и белковой инженерии.

Компетенции, формируемые при изучении дисциплины:

(ОК–1); (ОК-2); (ОК-3); (ОК-7); (ОК-12); (ОК-13); (ПК-1); (ПК-4); (ПК-6);

(ПК-7); (ПК-8); (ПК-9); (ПК-18).

Виды учебной работы: лекции, практические занятия, лабораторные работы, деловые игры.

Изучение дисциплины заканчивается: сдачей зачета.

«ТЕХНОЛОГИЯ ПОДГОТОВКИ СЫРЬЯ ДЛЯ

МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОГО СИНТЕЗА»

Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетные единицы, 144 ч.

Цели и задачи дисциплины Целью дисциплины является обеспечение будущего магистра необходимым объемом знаний в области технологии подготовки сырья для микробиологических производств.

Задачей дисциплины является привитие магистрам умения анализировать и выбирать сырьё для получения биотехнологической продукции.

При изучении дисциплины обеспечивается подготовка магистра в области технологии подготовки отходов деревообрабатывающей, целлюлознобумажной промышленности и сельского хозяйства, а также с технологией подготовки продуктов нефтепереработки, нефтехимии и газовой промышленности, используемых как сырьё для микробиологической промышленности.

Основные дидактические единицы (разделы):

1. Классификация сырья биотехнологических производств.

2. Технология подготовки отходов деревообрабатывающей, целлюлозобумажной промышленности и сельского хозяйства.

3. Технология подготовки отходов пищевой промышленности.

4. Технология подготовки продуктов нефтепереработки, нефтехимии и газовой промышленности, используемых как сырьё для биотехнологических производств.

В результате изучения дисциплины «Технология подготовки сырья для микробиологических производств» студент должен:

знать:

классификацию сырья, используемого в биотехнологии; технологию подготовки различных видов сырья для микробиологических производств; критерии оценки эффективности производства; ферментативный и химический гидролиз растительного сырья; характеристику получаемых продуктов; основные аппараты технологических схем; иметь представление о способах получения биопрепаратов на основе переработки отходов деревообрабатывающей, целлюлозо-бумажной, пищевой промышленности и др.

уметь:

использовать полученные знания в производственной или научной деятельности для решения практических задач; применять методы управления процессами, обеспечивающими выпуск продукции, отвечающей требованиям стандарта и рынка; методы и технологии переработки различных видов сырья-субстратов биотехнологических производств; определять физико- химические константы сырья и получаемых продуктов.

справочной и методической литературой; основными методами, способами и средствами получения и хранения полученной продукции; способами выделения основных и побочных продуктов; способами управления основными процессами подготовки сырья-субстратов биотехнологических производств.

Компетенции, формируемые при изучении дисциплины: (ОК-1), (ОК-2), (ОК-3), (ОК-4), (ОК-5), (ОК-6), (ОК-7), (ПК-1), (ПК-2), (ПК-4).

Виды учебной работы: лекции, практические и лабораторные занятия.

Изучение дисциплины заканчивается зачетом.

«ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ БИОЭНЕРГЕТИКА»

Цели и задачи дисциплины:

Целью дисциплины является обеспечение будущего магистра необходимым объёмом знаний в области технической биоэнергетики, включающем информацию об возобновлемых источниках сырья, основных биоэнергоносителях, научных основах процессов получения биотоплив, различных технологических схемах их производства, биоэнергопреобразователях, мировых тенденциях развития биоэнергетики и научных достижениях в этой области.

Основные дидактические единицы:

1. Мировые тенденции в развитии биоэнергетики и основные направления научных исследований в этой области;

2. Характеристика источников возобновляемого сырья и основных биоэнергоносителей;

3. Технологии производства биотоплив (биоспиртов, биоэфиров, биоводорода, биогаза, жиров).

В результате изучения дисциплины «Технологическая биоэнергетика»

студент должен:

знать:

– основные научные достижения в развитии биоэнергетики;

– основные мировые тенденции в развитии производства биотоплив;

– источники возобновляемого сырья, лежащие основе производства биотоплив;

– основные виды и характеристики биотоплив;

– различные технологические схемы производства биотоплив;

– преимущества и недостатки различных технологических схем производств биотоплив;

– микроорганизмы, ферменты, используемые в процессах подготовки и переработки сырья.

Уметь:

– анализировать преимущества и недостатки различных технологических схем производства биотоплив;

– выбирать необходимую предпочтительную технологию для переработки конкретного сырья.

– обосновывать параметры технологических процессов.

Владеть:

– современными методами химических, биохимических и микробиологических исследований;

– методами проведения стандартных испытаний биотоплив и определения их качества.

Виды учебной работы: лекции, практические и лабораторные занятия.

Изучение дисциплины заканчивают сдачей зачета.