[ МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ
ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
«УТВЕРЖДАЮ»
Декан факультета перерабатывающих технологий, доцент А.И.Решетняк 2013 г
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
дисциплины "Основы биотехнологии переработки сельскохозяйственной продукции" для специальности 110305.65 "Технология производства и переработки сельскохозяйственной продукции" Факультет Перерабатывающих технологий Ведущая кафедра биотехнологии, биохимии и биофизики Очная форма обучения Заочная форма обучения Вид учебной работы всего часов курс, семестр всего часов курс, семестр Лекции 4 курс, 8 семестр 6 курс, з/с 16 Практич.занятия нет нет (семинары) Лаборат.работы 4 курс, 8 семестр 6 курс, з/с 24 Всего аудиторных занятий 4 курс, 8 семестр Самостоятельная работа 4 курс, 8 семестр 6 курс, з/с 28 Производственная нет практик нет Контрольные работы нет да 6 курс, з/с Курсовой проект нет (работа) нет Зачет да апрель да 6 курс, з/с Экзамен нет нет Всего по дисциплине 70 Рабочая программа составлена на основании:Государственного образовательного стандарта высшего 1.
профессионального образования но специальности и направлению подготовки дипломированного специалиста 110305.65 "Технология производства и переработки сельскохозяйственной продукции", утвержднного 17.03.2000 г.
Регистрационный номер 138 с/сп Примерной программы дисциплины "Основы биотехнологии", 2.
утвержднной рук. Департамента образовательных программ и стандартов профессионального образования РФ 12.03.2002 г.
Рабочего учебного плана по специальности 110305.65 "Технология 3.
производства и переработки сельскохозяйственной продукции", утвержднного Ученым советом факультета перерабатывающих технологий, протокол № Преподаватели: Волкова С.А., к.б.н., доцент Хусид С.Б., ассистент Лысенко Ю.А, ассистент Рабочую программу составила Волкова С.А., к.б.н., доцент Рабочая программа обсуждена и утверждена на заседании кафедры биотехнологии, биохимии и биофизики _ 2009 г., протокол № Зав. кафедрой, профессор Петенко А.И.
_ Программа рассмотрена и одобрена методической комиссией факультета перерабатывающих технологий КубГАУ «» _ 2009 г., протокол № _ Председатель методической комиссии, профессор Щербакова Е.В.
1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ
1.1. Цель преподавания дисциплины Дисциплина "Основы биотехнологии переработки сельскохозяйственной продукции" входит в число специальных учебных дисциплин.Преподавание дисциплины "Основы биотехнологии переработки сельскохозяйственной продукции" строится исходя из требуемого уровня базовой подготовки в области биологии, микробиологии, органической и неорганической химии. Конечная цель изучения дисциплины – формирование необходимых теоретических знаний об использовании биотехнологических процессов в технике и промышленном производстве ферментов, пищевого белка, полисахаридов, гликозидов, аминокислот, пищевых кислот, витаминов и других биологически активных веществ различного функционального назначения; знание основ создания генномодифицированных источников пищи, приобретение практических навыков в организации перерабатывающих производств с применением биотехнологии.
В системе профессиональной подготовки специалистов в области биотехнологии "Основы биотехнологии переработки сельскохозяйственной продукции" занимает ведущее место, является одной из профилирующих.
Полученные студентами знания являются базой для изучения всех других специальных дисциплин учебного цикла специализации биотехнологии переработки сельскохозяйственной продукции: «Технология получения функциональных кормовых продуктов и добавок», «Технология бродильных производств»
1.2. Задачи изучения дисциплины Основной задачей изучения дисциплины "Основы биотехнологии переработки сельскохозяйственной продукции" является реализация требований, установленных в Государственном стандарте высшего профессионального образования к подготовке специалистов по технологии производства и переработки сельскохозяйственной продукции".
В ходе изучения дисциплины "Основы биотехнологии переработки сельскохозяйственной продукции" ставятся следующие задачи:
изучить способы подготовки питательных сред для культивирования ряда биообъектов, являющихся продуцентами биологически активных соединений;
освоить методы контроля качества и безопасности биотехнологических продуктов;
изучить биотехнологические процессы и способы переработки сельскохозяйственной продукции, изучить биотехнологические процессы и способы биотрансформации вторичных сырьевых ресурсов перерабатывающих предприятий и отходов.
2. ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ
ДИСЦИПЛИНЫ
2.1. В результате изучения дисциплины студенты должны:взаимосвязь процессов и биообъектов, назначение и последовательность технологических стадий производства основных биотехнологических продуктов.
применять практические навыки для организации биотехнологических производств, биологически активных соединений;
применять практические навыки для организации контроля качества биотехнологических продуктов.
в)иметь представление:
о международных системах контроля качества биотехнологических продуктов, об основных принципах технологического и технического оснащения биотехнологических производств.
По итогам изучаемого курса студенты сдают зачет.
Перечень дисциплин, усвоение которых студентами необходимо для изучения данной дисциплины Наименование дисциплины Микроиология Систематика, морфология, строение и размножение микроорганизмов.
Взаимодействие микроорганизмов между собой и другими организмами.
Способы культивирования микроорганизмов.
Типовая технологическая схема микробиологического производства.
Способы хранения культур микроорганизмов.
Технология получения посевного материала.
Характеристика и требования к сырью для приготовления питательных Биохимия Аминокислоты и белки.
кормов и Нуклеиновые кислоты.
кормовых Ферментная биотехнология.
добавок Биотрансформация вторичных сырьевых ресурсов консервного, винодельческого, сахарного, спиртового и других видов Биохимия Ферментная биотехнология.
молока и мяса Биотехнологические процессы при переработке молока.
Приготовление молочнокислых продуктов, сыра и лактозы (молочного Биотехнологические процессы при переработке мяса.
Наименование дисциплины Химия и Биотехнологические основы производства пищевых кислот - уксусной, технология лимонной, молочной и винной.
вина Основные направления применения биотехнологических процессов в
3. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
3.1. Введение.Биотехнология как научная дисциплина. Предмет, история развития, цели и задачи биотехнологии. Объекты и методы биотехнологии. Многообразие биотехнологических процессов. Перспективы развития биотехнологических производств.
3.2. Раздел 1. Микробиотехнология Способы культивирования микроорганизмов.
Выращивание микроорганизмов в производственных условиях.
Периодическое и непрерывное культивирование микроорганизмов.
Классификация систем непрерывного культивирования. Поверхностный и глубинный способы культивирования микроорганизмов.
Типовая технологическая схема микробиологического производства.
Способы хранения культур микроорганизмов. Технология получения посевного материала. Приготовление питательных сред. Характеристика и требования к сырью для приготовления питательных сред. Очистка и стерилизация воздуха. Технологические особенности ферментации.
Технологическая схема получения чистых культур дрожжей, молочнокислых бактерий. Технологическая схема получения смешанных культур.
Технологическая схема получения первичной и вторичной заквасок.
Концентрирование и отделение биомассы от культуральной жидкости.
Выделение целевых продуктов микробиологического синтеза. Очистка сточных вод и газовых выбросов.
3.3. Раздел 2. Ферментная биотехнология Применение ферментативных препаратов в перерабатывающих и пищевых производствах. Строение ферментов. Принцип действия ферментов и кинетика ферментативных реакций. Ферменты животного и растительного происхождения. Ферменты, получаемые микробным синтезом. Иммобилизация ферментов. Реализация биокаталитических процессов. Выделение и очистка продуктов ферментации. Выделение высокомолекулярных продуктов из клеточной биомассы. Особенности выделения из культуральной жидкости биологически активных веществ, содержащихся в малых количествах.
3.4. Раздел 3. Генная инженерия и создание генномодифицированных источников пищи Применение ферментативных препаратов в перерабатывающих и пищевых производствах Ферменты, используемые для получения рекомбинантных ДНК.
Источники генов. Векторы, применяемые в генной инженерии.
Конструирование ДНК и введение ее в клетку. Основные задачи и перспективы генной инженерии по созданию генномодифицированных организмов.
Классификация трансгснных организмов по признакам. Потенциальная опасность применения трансгенных культур. Основные методы контроля генетической конструкции. Международная и национальная система безопасности получения, использования, передачи и регистрации генномодифицированных организмов.
3.5. Раздел 4. Применение биотехнологическич процессов в переработке сельскохозяйственной продукции Понятие о биологически активных веществах. Применение ферментативных препаратов в перерабатывающих и пищевых производствах Применение биотехнологии в производстве пищевого белка.
Выращивание мицелия высших грибов в биореакторе. Микромицеты в питании человека.
Способы интенсификации производства этилового спирта с использованием ферментов.
Биотехнологические процессы при переработке молока. Приготовление заквасок. Приготовление молочнокислых продуктов, сыра и лактозы (молочного сахара).
Биотехнологические процессы при переработке мяса.
Биотехнология получения инвертных сахаров и подсластителей.
Биотехнологические основы производства пищевых кислот - уксусной, лимонной, молочной и винной.
Производство хлебопекарных и пивных дрожжей. Разведение дрожжей чистой культуры. Основные требования к их качеству.
Производство кваса. Приготовление смешанной закваски чистых культур дрожжей и молочнокислых бактерий.
Основные направления применения биотехнологических процессов в производстве вин, пива, соков, растительных масел, хлеба, пектина и биологически активных добавок к пище.
3.6. Раздел 5. Биотрансформация вторичных сырьевых ресурсов перерабатывающих предприятий, отходов растениеводства и животноводства.
Биотрансформация вторичных ресурсов перерабатывающих производств, отходов растениеводства и животноводства. Растительное сырье и отходы его промышленной переработки. Отходы животноводства. Другие виды сырья.
Предварительная обработка сырья. Способы гидролиза растительного сырья.
Биотрансформация вторичных сырьевых ресурсов консервного, винодельческого, сахарного, зерноперерабатывающего, спиртового и других видов перерабатывающих производств. Культивирование микроорганизмов на зерно-картофельной и мелассной барде. Биотрансформация негидролизованных растительных отходов. Биотрансформация отходов животноводческих комплексов.
4. ПРАКТИЧЕСКИЕ (СЕМИНАРСКИЕ) ЗАНЯТИЯ
Не предусмотрены5. ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ
Цель проведения лабораторных занятий заключается в закреплении полученных теоретических знаний на лекциях и в процессе самостоятельного изучения студентами специальной литературы. Основной формой проведения семинаров является обсуждение наиболее сложных и проблемных вопросов по отдельным темам, а практических занятий - решение задач и разбор хозяйственных ситуаций, охватывающих тематику изучаемой дисциплины. В обязанности преподавателя входят методическое руководство и консультирование студентов по рассматриваемым темам.№ п/п. Тема занятия, задания Вермикультивирование как способ переработки отходов животноводства.
Приготовление питательных сред для культивирования микроорганизмов Микробиологический анализ молочных продуктов и Биоконверсия отходов растениеводства методом твердофазной ферментации Фракционирование и биоконверсия вегетативной массы Конверсия отходов животноводства в биогаз Эффективность различных субстратов для вермикультивирования.
Контрольная работа Не предусмотрены
7. КОНТРОЛЬНЫЕ РАБОТЫ
Контрольная работа выполняется в виде письменного ответа на указанные в индивидуальном задании задачи и вопросы. Вариант определяется по двум последним цифрам зачетной книжки. Объем контрольной работы не должен превышать 16-18 страниц рукописного текста.Вопросы для выполнения контрольной работы Задание № 1. С какими концами получаются фрагменты ДНК, если их обработать предложенной рестриктазой.Объясните полученный результат. (сайты рестрикции для рестриктаз даны в рис 1).
последовательность, представленная одной нитью ДНК. Найдите сайты рестрикции (если они имеются) для Ваших рестриктаз и отметьте на данной нуклеотидной последовательности. Сколько фрагментов получится после ее совместного гидролиза рестриктазами, указанными в таблице?
(сайты рестрикции для рестриктаз даны на рис.1) Состав биогаза: 65% - СН4; 30% - СО2; 1% - Н2S; 4% - смесь СО; N2; О2.
С М1 кг субстрата выделяется V кг СО2.
Какое количество метана можно получить с М2 т субстрата?
Задание № Дайте письменные ответы на поставленные вопросы 1. Перспективы развития биотехнологических производств 2. Биобезопасность биотехнологической продукции 3. Периодический метод культивирования, его преимущества 4. Непрерывный метод культивирования. Классификация систем непрерывного культивирования.
5. Поверхностный способ культивирования, его преимущества 6. Глубинный способ культивирования микроорганизмов, его преимущества 7. Технология получения чистой культуры штамма-продуцента 8. Приготовление питательных сред 9. Технология получения посевного материала.
10.Роль отделения чистой культуры в биотехнологическом производстве 11.Условия выбора штамма-продуцента 12.Характеристика дрожжей, применяемых в биотехнологическом производстве, сбраживание субстрата дрожжами 13.Виды заквасок, приготовление заквасок 14.Характеристика процесса ферментации при получении биомассы одноклеточных 15.Характеристика процесса ферментации при получении метаболитов 16.Технологическое оформление биотехнологических процессов при культивировании аэробных, анаэробных и факультативно- аэробных штаммов-продуцентов 17.Методы и приемы, используемые для получения клеточной биомассы 18.Методы и приемы, используемые для получения ферментов 19.Методы и приемы, используемые для получения аминокислот 20.Методы и приемы, используемые для получения метаболитов 21.Получение товарных форм препаратов 22.Стерилизация газовых и жидкостных потоков в процессе ферментации 23.Очистка сточных вод 24.Очистка газовых выбросов 25.Каким образом образуется наименование ферментного препарата?
26.Активность фермента, стандартного и условного ферментного препарата, единицы активности 27.Характеристика стадий процесса ферментативного катализа 28.Ферменты растительного происхождения 29.Ферменты животного происхождения 30.Ферменты микробного происхождения, преимущества их получения 31.Виды субстратной специфичность фермента 32.Влияние температуры на активность ферментов 33.Влияние рН среды на активность ферментов 34.Влияние концентрации ферментов на скорость ферментативной реакции 35.Влияние концентрации субстрата на скорость ферментативной реакции 36.Способы иммобилизации ферментов 37.Преимущества использования в анализе иммобилизованных ферментов 38.Выделение и очистка ферментов 39.Роль ферментов в биотехнологическом производстве 40.Ферменты генной инженерии 41.Методы генной инженерии 42.Понятие о генной инженерии, ее роль в биотехнологическом производстве 43.Векторы генной инженерии 44.Получение рекомбинантных молекул ДНК 45.Получение трансгенных растений 46.Выбор микроорганизма-продуцента 47.Получение микробного белка 48.Продуценты и субстраты для получения пищевого белка 49.Применение ферментов при производстве мяса.
50.Применение микроорганизмов в получении кисломолочных продуктов 51.Виды брожения при получении кисломолочных продуктов 52.Применение биотехнологии в производстве молочнокислых продуктов 53.Применение ферментов при получении молочного сахара, безлактозного молока.
54.Закваски, их виды и роль в получении кисломолочных продуктов 55.Применение биотехнологии в производстве сыра 56.Применение биотехнологии в производстве йогурта и простокваши 57.Применение биотехнологии в производстве кефира и ряженки 58.Применение биотехнологии в производстве масла 59.Применение биотехнологии в производстве сметаны и творога 60.Применение биотехнологии в производстве глюкозо-фруктозных сиропов 61.Получение сахаров из молочной сыворотки 62.Применение биотехнологии в производстве биологически активных добавок к пище.
63.Использование растительных масел.
64.Использование биотехнологических процессов при получении пищевых кислот.
65.Использование биотехнологических процессов при получении уксусной кислоты 66.Использование биотехнологических процессов в хлебопечении.
67.Использование биотехнологических процессов при получении витаминов 68.Использование биотехнологических процессов при получении этанола.
69.Способы интенсификации производства этилового спирта.
70.Использование биотехнологических процессов при производстве вина 71.Использование биотехнологических процессов при производстве пива 72.Биотехнологические процессы в хлебопекарном производстве.
73.Использование биотехнологических процессов при производстве соков 74.Пектолитические ферменты, их продуценты 75.Амилолитические ферменты в биотехнологии 76.Целлюлозолитические ферменты в биотехнологии 77.Протеолитические ферменты в биотехнологии 78.Понятие растительного сырья 79.Виды растительного сырья, используемые для биоконверсии 80.Крахмалосодержащие и растительные продукты, используемые для биоконверсии 81.Делигнификация растительных субстратов, ее виды 82.Способы делигнификации 83.Мягкие варианты щелочного гидролиза клетчатки соломы 84.Способы щелочного гидролиза клетчатки соломы 85.Методы известкования соломы 86.Биологические способы биоконверсии лигноцеллюлозных субстратов 87.Биоконверсия целлюлолитических ферментов 88.Биоконверсия лигноцеллюлозных субстратов с помощью бактерий 89.Биоконверсия лигноцеллюлозных субстратов в четырехкамерном желудке жвачных животных 90.Биотрансформация вторичных сырьевых ресурсов на примере соломы 91.Биотрансформация вторичных сырьевых ресурсов на примере мелассы 92.Биотрансформация вторичных сырьевых ресурсов на примере зернокартофельной и мелассной барды 93.Биотрансформация вторичных сырьевых ресурсов на примере гидролизатов торфа 94.Биометаногенез.
95.Факторы, влияющие на процесс брожения навоза 96.Факторы, влияющие на состав биогаза 97.Микробиологический характер процесса получения биогаза.
98.Биохимический характер процесса получения биогаза.
99.Основные конструктивные требования к биореактору для получения биогаза Приложение к контрольной работе по биотехнологии class='zagtext'> AAGCTT
GGATCC CCTNAGG
ATCGAT
GTCGAC
GAATTC
CCCGGG
TGCGCA
Mst I Рис. 1. Список рестриктаз с указанием их сайтов рестрикции,GAATTCGGATCCATCGATAAGCTTAGCTCCCGTGCCAGTCGACTG
Рис. 2. Нуклеотидная последовательность8. КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ
Не предусмотрено9. ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ (УЧЕБНАЯ) ПРАКТИКА
Не предусмотрена10.САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА СТУДЕНТОВ ПОД КОНТРОЛЕМ
ПРЕПОДАВАТЕЛЯ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
Виды и объм самостоятельной работы 10.1.1. Самостоятельное изучение отдельных тем (вопросов) 14 2. Подготовка рефератов по индивидуальным заданиям Реферат 4. Проведение патентного поиска по тематике курсового 5. Выполнение студенческой научной работы (по Задания для самостоятельной работы:
10.2.
Наименование разделов, Перечень теоретических вопросов и иных заданий по Основные сведения о Классификация и номенклатура микроорганизмов.
микроорганизмах. Морфология и физиология микроорганизмов.
Ферментная биотехнология Строение ферментов.
Генная инженерия и Международная и национальная система безопасности создание получения, использования, передачи и регистрации генномодифицированных генномодифицированных организмов.
источников пищи Основные методы контроля генетической конструкции.
Применение Производство хлебопекарных и пивных дрожжей.
биотехнологических Основные требования к их качеству.
процессов в переработке сельскохозяйственной продукции Не предусмотрены 1. Пути обмена веществ у микроорганизмов 2. Основные методы контроля генетической конструкции 3. Особенности выделения из культуральной жидкости биологически активных веществ, содержащихся в малых количествах 4. Международная система безопасности получения, использования, передачи и регистрации генномодифицированных организмов 5. Национальная система безопасности получения, использования, передачи и регистрации генномодифицированных организмов 6. Особенности роста и развития микроорганизмов.
7. Основные стадии роста микроорганизмов Рекомендуемая литература для самостоятельного изучения 10.3.
отдельных тем (вопросов) Тема (вопрос) Основная литература Дополнительная литература 1. Способы хранения 1. Перт С.Д. Основы 1. Оборудование микроорганизмов. микроорганизмов и клеток. производств. М.:
2. Международная и 1. Романов Г.А. 1. Постановление Главною национальная система Генетическая инженерия государственного санитарного безопасности получения, растений и пути решения врача РФ от 6.04.99 г. № 7 "О использования, передачи проблемы биобезопасности порядке гигиенической оценки и регистрации // Физиология растений.- и регистрации пищевой генномодифицированных 2000. том 47. №3. 2. Закон продукции, полученной из организмов. Российской Федерации «О генетически 3. Применение 1. Биотехнология: Учебное 1. Грачева И.М., Иванова Л. А.
биотехнологических пособие для вузов в 8 Кантере В.М. Технология процессов для получения книгах. / Под ред. Егорова микробных белковых энергии Н.С., Самуилова В.Д. – М.: препаратов, аминокислот и Тема (вопрос) Основная литература Дополнительная литература 4. Биоконверсия 1. Вторичные сырьевые 1. Биоконверсия органических органических отходов. ресурсы пищевой и отходов в биодинамическом
11.ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
Представлены на электронном носителе12. ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В
ПРЕПОДАВАНИИ ДИСЦИПЛИНЫ
Формы инновационных технологий 12.1.1. Дискуссия - форма учебной работы, в рамках которой студенты высказывают свое мнение по проблеме, заданной преподавателем.
Проведение дискуссий по проблемным вопросам подразумевает написание студентами эссе, тезисов или рефератов по предложенной тематике.
Дискуссия групповая - метод организации совместной коллективной деятельности, позволяющий в процессе непосредственного общения путем логических доводов воздействовать на мнения, позиции и установки участников дискуссии. Целью дискуссии является интенсивное и продуктивное решение групповой задачи. Метод групповой дискуссии обеспечивает глубокую проработку имеющейся информации, возможность высказывания студентами разных точек зрения по заданной преподавателем проблеме, тем самым, способствуя выработке адекватного в данной ситуации решения. Метод групповой дискуссии увеличивает вовлеченность участников в процесс этого решения, что повышает вероятность его реализации.
Данный комплекс методов обучения используется в учебном процессе при проведении лабораторных занятий:
Конверсия отходов животноводства в биогаз Доклад (презентация) - публичное сообщение, представляющие собой развернутое изложение определенной темы, вопроса программы.
Доклад может быть представлен различными участниками процесса обучения: преподавателем, приглашенным экспертом, студентом, группой студентов.
Доклады направлены на более глубокое изучение студентами лекционного материала или рассмотрения вопросов для дополнительного изучения.
Данный метод обучения используется в учебном процессе при проведении всего курса лабораторных занятий по следующим темам:
Тема 1. Введение.Многообразие биотехнологических процессов.
Перспективы развития биотехнологических производств.
Тема 2. Микробиотехнология. Основные сведения о микроорганизмах.
Тема 3. Микробиотехнология. Способы культивирования микроорганизмов.
Тема 4. Микробиотехнология. Типовая технологическая схема микробиологического производства.
Тема 5. Ферментная биотехнология Тема 6. Генная инженерия и создание генномодифицированных источников пищи Тема 7. Применение биотехнологическич процессов в переработке сельскохозяйственной продукции Тема 8. Биотрансформация вторичных сырьевых ресурсов перерабатывающих предприятий, отходов растениеводства и животноводства.
Интерактивные методы обучения - методы обучения, при которых сам процесс передачи информации построен на принципе активного двухстороннего взаимодействия преподавателя и студента. Он предполагает большую активность студента, его творческое переосмысление полученных сведений. Основные критерии интерактивной модели обучения: возможность неформальной дискуссии, свободного изложения материала, наличие группповых заданий, которые требуют коллективных усилий, инициативность студента, постоянный контроль во время семестра, выполнение письменных работ. Интерактивные методы включают: метод презентации, дискуссии, метод текущего контроля, метод тестирования и др.
Данный комплекс методов обучения активно используется в учебном процессе при проведении лабораторных занятий по следующим темам:
Вермикультивирование как способ переработки отходов животноводства.
Приготовление питательных сред для культивирования микроорганизмов Конверсия отходов животноводства в биогаз Микробиологический анализмолочных продуков и заквасок Приготовление кисломолочных продуктов Эффективность различных субстратов для вермикультивирования.
4 Исследовательский метод обучения - организация обучения на основе поисковой, познавательной деятельности студентов путем постановки преподавателем познавательных и практических задач, требующих самостоятельного творческого решения. Сущность исследовательского метода обучения обусловлена его функциями. Метод организует творческий поиск и применение знаний, является условием формирования интереса, потребности в творческой деятельности, в самообразовании.
Основная идея исследовательского метода обучения заключается в использовании научного подхода к решению той или иной учебной задачи.
Работа студентов в этом случае строится по логике проведения классического научного исследования с использованием всех научноисследовательских методов и приемов, характерных для деятельности ученых. Основные этапы организации учебной деятельности при использовании исследовательского метода:
Определение общей темы исследования, предмета и объекта исследования.
Выявление и формулирование общей проблемы.
Формулировка гипотез.
Определение методов сбора и обработки данных в подтверждение выдвинутых гипотез.
Сбор данных.
Обсуждение полученных данных.
Проверка гипотез.
Формулировка понятий, обобщений, выводов.
Применение заключений, выводов.
Данный комплекс методов обучения используется в учебном процессе при выполнении студентами лабораторного практикума:
Вермикультивирование как способ переработки отходов Микробиологический анализмолочных продуков и заквасок Приготовление кисломолочных продуктов Эффективность различных субстратов для вермикультивирования.
Пост-тест - тест на оценку, позволяющий проверить знания студентов по пройденным темам.
Данный метод обучения используется в учебном процессе при проведении тестирования с использованием аттестационного педагогического измерительного материала для оценки качества знаний студентов по дисциплине.
Используется на лабораторных занятиях по теме:
Тема 1. Введение.
Тема 2. Микробиотехнология. Основные сведения о микроорганизмах.
Тема 3. Микробиотехнология. Способы культивирования микроорганизмов.
Тема 4. Микробиотехнология. Типовая технологическая схема микробиологического производства.
Тема 5. Ферментная биотехнология Тема 6. Генная инженерия и создание генномодифицированных источников пищи Тема 7. Применение биотехнологическич процессов в переработке сельскохозяйственной продукции Тема 8. Биотрансформация вторичных сырьевых ресурсов перерабатывающих предприятий, отходов растениеводства и животноводства.
5 Мультимедийные средства - используются для чтения лекций по темам:
Тема 1. Введение.
Тема 2. Микробиотехнология. Основные сведения о микроорганизмах.
Тема 3. Микробиотехнология. Способы культивирования микроорганизмов.
Тема 4. Микробиотехнология. Типовая технологическая схема микробиологического производства.
Тема 5. Ферментная биотехнология Тема 6. Генная инженерия и создание генномодифицированных источников пищи Тема 7. Применение биотехнологическич процессов в переработке сельскохозяйственной продукции Тема 8. Биотрансформация вторичных сырьевых ресурсов перерабатывающих предприятий, отходов растениеводства и животноводства.
Методические указания по проведению научной дискуссии 12.2.
Научная дискуссия представляет собой форму учебной работы, в рамках которой студенты высказывают свое мнение по проблеме, заданной преподавателем. Проведение дискуссии по проблемным вопросам предполагает перед началом дискуссии написание студентами эссе, тезисов или рефератов по предложенной тематике.
Эссе - жанр философской, эстетической, литературно-критической, художественной, научно-публицистической литературы, сочетающей подчеркнуто индивидуальную позицию автора с непринужденным, оригинальным изложением, ориентированным на разговорную речь.
Тезисы - форма записи, отражающая по пунктам основные положения работы (исследования), при помощи которой передается основное содержание. Тезисы формируют краткую систему знаний.
Реферат - краткое изложение работы (исследования), сущности какоголибо вопроса.
Перед началом научной дискуссии из числа студентов преподавателем выбирается состав общественного совета, который включает членов:
компьютерной группы (в случае, если предполагается проведение презентации доклада студента);
- протокольной группы;
- общественного жюри;
- счетной комиссии;
- группы порядка.
Перед началом научной дискуссии студенты также распределяются по проблемным группам в соответствии с темами подготовленных эссе (рефератов). Процедура дискуссии включает в себя два этапа:
выступление студента с докладом своей научной проблемы;
открытая дискуссия представленных проблем.
При этом каждый выступающий получает две оценки: за презентацию и ответы на вопросы. По результатам научной дискуссии составляется рейтинг студентов. В ходе дискуссии проводятся различные конкурсы: на самого активного оппонента, на лучший вопрос и т. д.
В группе, в которой проводится научная дискуссия, избирается докладчик, которому поручается обобщить результаты дискуссии.
Методические указания по написанию эссе Эссе - жанр философской, эстетической, литературно-критической, художественной, научно-публицистической литературы, сочетающей подчеркнуто индивидуальную позицию автора с непринужденным, оригинальным изложением, ориентированным на разговорную речь.
Основная цель написания научно-публицистического эссе - выразить личную точку зрения автора по конкретной проблеме, изложив при этом ее предельно четко и кратко; показать собственную позицию автора.
Научно-публицистическое эссе, характеризуют следующие особенности.
1. Отражается личная точка зрения автора по конкретному вопросу или проблеме, при этом четко показывается собственная позиция.
2. Предполагается свободное, оригинальное изложение текста эссе.
3. Эссе подготавливается в стиле близком к разговорной речи, характеризующимся свободным лексическим составом языка, образностью и афористичностью.
4. Исследование не должно претендовать на слишком глубокий анализ, достаточно ограничиться рассуждениями, яркими впечатлениями.
5. При подготовке эссе важен не большой объем, а конкретность темы исследования.
6. Стиль эссе характеризуется непринужденным, своеобразным, оригинальным, образным изложением мысли.
7. От других форм научного исследования эссе отличается особый синтаксис: наличие неполных предложений, многоточий и т. п.
8. Исследование не требует изложения концепции, а только собственного впечатления о ней, умозаключений, выводов автора.
Структура эссе предполагает следующее.
1. Небольшой объем: 10 -15 страниц.
2. Соответствие замыслу автора избранной им форме.
3. В начале работы указывается тема эссе.
4. Актуальность темы подчеркивается личной позицией автора, которая в данном случае по определению является актуальной.
5. Небольшие (в свободной форме) вводная и заключительная части, которые необходимы для определения целей и позиций автора, его выводов.
6. Список литературы может быть представлен в свободной форме.
7. Использование схем, диаграмм, таблиц, расчетов, иллюстрирующих основные выводы автора.
8. Демонстрация собственной позиции автора (изложение позиций других авторов может быть предельно кратким, но должно ощущаться знание автором этих позиций).
9. Ссылка на использованную литературу.
10.Наличие в работе элементов скрытого диалога, полемики с оппонентами и т.п.
11.Свободная композиция, которая должна только подчеркивать глубокие знания и убеждения автора по выбранной им теме.
1. Дать определение понятию «биотехнология»
2. Объекты биотехнологии 3. Цель и задачи биотехнологии 4. Заслуга Д.Такамине в становлении биотехнологии 5. Заслуга Л.Пастера в становлении биотехнологии 6. Заслуга Чейна и Флори в становлении биотехнологии 7. Заслуга Сэнгера в становлении биотехнологии 8. Заслуга Ниренберга в становлении биотехнологии 9. Заслуга Д.Уотсона и Ф.Крика в становлении биотехнологии 10.Заслуга Максама и Гилберта в становлении биотехнологии 11.Заслуга Меррифилда в становлении биотехнологии 12.Заслуга Корана и Итакура в становлении биотехнологии 13.Три этапа в становлении биотехнологии 14.Преимущества биотехнологии перед другими промышленными технологиями 15.Разделы биотехнологии 16.Методы биотехнологии 17.Перспективы развития биотехнологических производств 18.Дать определение понятию «риск» приложений генной инженерии 19.Третий и четвертый уровни риска приложений генной инженерии 20.Дать определение понятию «открытая система»
21.Каковы необходимые меры для выпуска трансгенного организма в окружающую среду 22.Дать определение понятию «биобезопасность»
23.Дать определение понятию «пищевая безопасность»
24.Отличия методов генной инженерии от обычных манипуляций с микроорганизмами 25.Суть выведения новых сортов с использованием методов генной инженерии 26.Уровень содержания генетически модифицированных источников (ГМИ) в пищевых продуктах, обязательный для маркировки 27.Периодический метод культивирования. Явления, происходящие при периодическом методе культивирования. Технологические трудности периодического метода культивирования 28.Непрерывный метод культивирования. Явления, происходящие при непрерывном методе культивирования 29.Классификация систем непрерывного культивирования.
30.Метод глубинной ферментации.
31.Гомогенно-непрерывный метод 32.Гетерогенно- непрерывный метод 33.Градиентно-непрерывный метод 34.Преимущества непрерывного метода:
35.Поверхностный способ культивирования. Преимущества поверхностного способа культивирования. Недостатки поверхностного способа культивирования 36.Глубинный способы культивирования микроорганизмов. Преимущества глубинного способа культивирования. Недостатки глубинного способа культивирования 37.Стерильность при поверхностном и глубинном методах культивирования 38.Значение чистоты штамма-продуцента 39.Технология получения посевного материала.
40.Роль отделения чистой культуры 41.Условия выбора штамма-продуцента 42.Характеристика дрожжей 43.Дрожжи верхового и низового брожения 44.Дрожжи пылевидные и хлопьевидные 45.Раса или штамм дрожжей 46.Характеристика сбраживания субстрата дрожжами 47.Эффект Пастера 48.Приготовление чистой культуры дрожжей. Получение маточных дрожжей (заквасок) 49.Приготовление заквасок 50.Общая схема приготовления заквасок. Лабораторная и производственная закваски.
51.Дать определению понятию «ферментация»
52.Какие типы принципиально отличающихся процессов выделяют в промышленной биотехнологии?
53.Требования асептики при получении биомассы одноклеточных ипри получении метаболитов 54.Технологическое оформление биотехнологических процессов при культивировании аэробных, анаэробных и факультативно- аэробных штаммов-продуцентов 55.Технологическое оформление термостатирования процесса ферментации при культивировании аэробных, аэробных твердофазных и анаэробных штаммов-продуцентов 56.Обоснуйте необходимость более полного исчерпания компонентов питательной среды на стадии ферментации 57.Методы и приемы, используемые для получения клеточной биомассы 58.Методы и приемы, используемые для получения ферментов, аминокислот и др. метаболитов 59.Как обеспечивают максимально благоприятные условия для роста культуры и ее продуктивности в периодических и непрерывно действующих процессах биосинтеза?
60.На чем основан современный подход к управлению микробиологическими процессами?
61.На чем основан метод оптимизации периодических технологических процессов?
62.Получение товарных форм препаратов 63.Стадии ферментации 64.Очистка сточных вод 65.Очистка газовых выбросов 66.Дать определению понятиям «фермент» и «активный центр фермента»
67.Дать определению понятию «энергия активации»
68.Каким образом образуется наименование ферментного препарата?
69.Дать определению понятию «стандартная единица активности фермента»
70.Охарактеризуйте условия, при которых определяют активность ферментов 71.Дать определению понятию «активность ферментного препарата»
72.Дать определению понятию «активность условного ферментного препарата»
73.Дать определению понятию «одна условная тонна ферментного препарата»
74.Охарактеризуйте три стадии процесса ферментативного катализа 75.Приведите примеры ферментов растительного и животного происхождения 76.Преимущества получения ферментов микробного происхождения 77.Дать определению понятиям «абсолютная и относительная субстратная специфичность фермента»
78.Охарактеризуйте влияние температуры, рН среды на активность ферментов 79.Охарактеризуйте влияние концентрации субстрата и концентрации фермента на скорость ферментативной реакции 80.Перечислите трудности при использовании неиммобилизованных ферментов 81.Дать определению понятию «иммобилизация ферментов». Преимущества использования в анализе иммобилизованных ферментов 82.Перечислите способы иммобилизации ферментов 83.Дать определение понятию «генная инженерия»
84.Использование методов генной инженерии 85.Перечислите ферменты генной инженерии 86.Дать определению понятиям «рестриктаза», «ревертаза», «ДНК-лигаза» и «ДНК-полимераза»
87.Что такое «липкие и тупые концы»?
88.Дать определению понятию «векторы генной инженерии». Что используют в качестве векторов генной инженерии?
89.Дать определению понятию «плазмида»
90.Дать определению понятию «рекомбинантные молекулы ДНК». Каким образом получают рекомбинантные молекулы ДНК?
91.Что такое «Ti-плазмида»?
92.Какие бактерии используют для получения трансгенных растений?
93.Каким образом получают трансгенные растения?
94.Что такое «T-ДНК»?
95.Какие параметры учитывают при выборе микроорганизма-продуцента пищевого белка?
96.Перечислите группы микроорганизмов, которые используются для получения микробного белка 97.Особенности состава микробного белка 98.Продуценты пищевого белка 99.Перечислите субстраты, которые используются для получения микробного белка 100. Применение дрожжей, микро- и макромицетов, водорослей и бактерий в производстве пищевого белка 101. Применение ферментов при производстве мяса.
102. Перечислите группы микроорганизмов, участвующих в получении кисломолочных продуктов 103. Перечислите основные реакции, протекающие в молоке при ферментации 104. Охарактеризуйте роль молочной кислоты при получении кисломолочных продуктов 105. Охарактеризуйте роль масляно-кислого, лимоннокислого брожения и спиртового брожения брожения при получении кисломолочных продуктов 106. Применение биотехнологии в производстве молочнокислых продуктов 107. Применение биотехнологии в производстве лактозы (молочного сахара).
108. Применение ферментов при получении молочного сахара, безлактозного молока.
109. Закваски, их виды и роль в получении кисломолочных продуктов 110. Применение биотехнологии в производстве сыра, йогурта 111. Применение биотехнологии в производстве масла 112. Биотехнологические процессы при получении молочного сахара 113. Биотехнологические процессы при получении безлактозного молока.
114. Получение сахаров из молочной сыворотки 115. Применение биотехнологии в производстве биологически активных добавок к пище.
116. Использование клеток в биотехнологических процессах при получении растительных масел.
117. Использование биотехнологических процессов при получении пищевых кислот.
118. Использование клеток в биотехнологических процессах при производстве витаминов и БАД 119. Пути получения этанола.
120. Перечислите растения, использующиеся для производства этилового спирта. Назовите их основной запасной углевод 121. Способы интенсификации производства этилового спирта.
122. Использование биотехнологических процессов при производстве этилового спирта 123. Как подготавливают сырье для брожения при получении этанола?
124. Каковы особенности производства спиртопродуктов?
125. Использование биотехнологических процессов при производстве вина 126. Использование биотехнологических процессов при производстве пива 127. Перечислите преимущества использования заквасок при производстве 128. Недостатки использования диких дрожжей при производстве вина 129. Чем определяются вкусовые различия между сортами винограда?
130. Что такое углекислотная мацерация вина?
131. Роль яблочно-молочнокислого брожения при производстве вина 132. Роль обработки сернистым газом при производстве вина 133. Роль гриба Botrytis cinerea при производстве вина 134. Биотехнологические процессы в хлебопекарном производстве.
135. Использование биотехнологических процессов при производстве лимонной кислоты 136. Использование биотехнологических процессов при производстве молочной кислоты 137. Использование биотехнологических процессов при производстве уксусной кислоты 138. Производство винной кислоты 139. Назовите основные стадии переработки фруктов, на которых используются ферменты 140. Обстоятельства, которые учитываются при выборе ферментов для получения соков 141. Что представляют собой пектиновые вещества?
142. Ферменты, катализирующие гидролиз пектиновых веществ 143. Охарактеризуйте полигалактуроназы и их виды 144. Охарактеризуйте пектинметилэстеразы 145. Охарактеризуйте трансэлиминазы.
146. Назовите продуценты пектолитических ферментов 147. Понятие о биоконверсии.
148. Перечислите основные процессы биоконверсии растительного сырья 149. Виды сырья для биоконверсии.
150. Структура стенок растительных клеток 151. Крахмалосодержащие и растительные продукты, используемые для биоконверсии 152. Конечные продукты естественной биоконверсии лигноцеллюлозных субстратов 153. Основные задачи регулирования биоконверсии в промышленных условиях 154. Зачем необходима предварительная обработка лигноцеллюлозных субстратов для биоконверсии?
155. Дайте определение делигнификации 156. На какие группы делятся виды делигнификации?
157. Охарактеризуйте первую группу способов делигнификации 158. Охарактеризуйте вторую группу способов делигнификации 159. Охарактеризуйте мягкие варианты щелочного гидролиза клетчатки соломы 160. Охарактеризуйте термобарометрический метод, методы известкования соломы, обработки едким натрием и жидким аммиаком 161. Охарактеризуйте биологические способы биоконверсии лигноцеллюлозных субстратов 162. Охарактеризуйте биоконверсию лигноцеллюлозных субстратов с помощью целлюлолитических ферментов 163. Охарактеризуйте биоконверсию лигноцеллюлозных субстратов с помощью прямого сбраживания целлюлозными бактериями гексоз и пентоз, образующихся при гидролизе целлюлозы и гемицеллюлоз 164. Охарактеризуйте биоконверсию лигноцеллюлозных субстратов в четырехкамерном желудке жвачных животных 165. Факторы повышения эффективности переработки клетчатки 166. Охарактеризуйте биотрансформацию вторичных сырьевых ресурсов на примере соломы 167. Охарактеризуйте биотрансформацию вторичных сырьевых ресурсов на примере зерно-картофельной и мелассной барды 168. Охарактеризуйте биотрансформацию вторичных сырьевых ресурсов на примере мелассы и гидролизатов торфа 169. Дайте определение понятию биометаногенез.
170. Назовите факторы, влияющие на процесс брожения навоза.
171. Какие факторы влияют на практически достижимый выход газа в промышленной установке?
172. Охарактеризуйте микробиологический характер процесса получения биогаза.
173. Охарактеризуйте биохимический характер процесса получения биогаза.
174. Какие технологические системы применяются в производстве биогаза?
175. Каковы основные конструктивные требования к реактору?
14.УЧЕБНО–МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Рекомендуемая литература 14.1.Основная 1. Сельскохозяйственная биотехнология: Учебник /В.С. Шевелуха, Н.А. Калашникова. С.В. Дегтярев и др.: Под ред. B.C. Шевелухи.М.: Высшая шкода.-2003.—460 с. (Рекоменд. УМО: с грифом главка 2. Сельскохозяйственная биотехнология: Учеб. пособие /B.C.
Шевелуха, Е. А. Калашникова, С. В. Дегтярев и др.: Под ред. B.C.
Шевелухи. - М.: Изд. ТСХА.-1995.-302 с. (Рекоменд. УМО; с грифом главка науки МСХ).
3. Петенко А. И., Плутахин Г. А. Основы сельскохозяйственной биотехнологии: Учебное пособие. - Краснодар. КубГАУ.- 1999.- с. (С грифом главка науки МСХ).
Дополнительная 1. Биотехнология. / Бутенко Р.Г., Гусев М.В.. Киркин А.Ф. и др. – М.:
Высшая школа,1987.
2. Биотехнология. / Под ред. Хиггинса И., Веста Д., Джонса Дж. Пер. с англ. – М.: Мир.1988.
3. Биотехнология: Учебное пособие для вузов в 8 книгах. / Под ред.
Егорова Н.С.. Са-муилова В.Д. – М.: Высшая школа. 1987.
4. Беккер M.R.. Лиепиныш Г.К., Райпулис Е.П. Биотехнология. - М.:
Агропромиздат,1990.
5. Грачева И.М., Иванова Л.А., Каптере В.М. Технология микробных белковых препаратов, аминокислот и биоэнергия. - М.: Колос. 1992.
6. Елинов Н.П. Основы биотехнологии. СПб.: Наука. 1995.
7. Яковлев В.И. Технология микробиологического синтеза. – Л.:
8. Сельскохозяйственная биотехнология: Учебник /В.С. Шевелуха. Г.
А. Калашникова. С.В. Дегтярев и др.: Под ред. B.C. Шевелухи. - М.:
Высшая школа. 1998.
9. Временные правила безопасного получения, использования и передачи генно-инженерно-модифицированных (трансгенных) растений и их фрагментов, содержащих рекомбинантную ДНК. – М.:
10.Вторичные сырьевые ресурсы пищевой и перерабатывающей промышленности АПК России и охрана окружающей среды.
Справочник. Под общей ред. акад. Е.И.Сизенко.- М.:
Пищепромиздат, 1999.
11.Дорохов Д.П. О методах идентификации генетически модифицированных продуктов.//Партнеры и конкуренты, 1999, №3.
12.Закон Российской Федерации «О государственном регулировании в области генно-инженерной деятельности», №86 – ФЗ от 05.06.96 г.
13.Медико-биологическая оценка новых видов пищевой продукции, полученной из генетически модифицированных источников.
Методические указания МУК 2.3.2. - М.,1999.
Средства обеспечения освоения дисциплины 14.2.
1. Мультимедийные иллюстрации к лекциям.
2. Демонстрационный материал на презентационных слайдах по темам дисциплины.
Пакеты прикладных программ для проведения лабораторнопрактических занятий Power pointer
15. МАТЕРИАЛЬНО–ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
1. Рh-метрЭВ- 2. Весы ВЛТК-500, ВТ- 3. Химреактивы для приготовления растворов и питательных сред 4. Ламинар-боксы для работы с объектами в асептических условиях.5. Водяная баня.
6. Термометр.
7. Центрифуга (до 14 тыс.об/мин) 8. Электрическая плитка 9. Иммерсионный микроскоп.
10.Микробиологические петли.
11.Чашки Петри и др. стеклянная посуда.
12.Лотки для вермикультивирования 13.Спиртовки 14.Универсальный индикатор 15.Аудитории для проведения лабораторных работ на 15 человек.
рабочей программы с другими дисциплинами специальности Наименование согласование растениеводческой продукции стандартизации мяса и мясных продуктов
«