Требования к уровню подготовки выпускников

Бакалавр-биолог должен обладать суммой теоретических знаний и практических навыков в области биологии, позволяющих ему свободно решать профессиональные задачи:

- иметь представление о методах выделения и исследования субмикроскопических структур (электронная микроскопия, дифференциальное центрифугирование и др.), о методах культивирования клеток;

- знать биохимические характеристики основных субклеточных компонентов, метаболические пути, клеточный цикл и его регуляцию; иметь представление о биологическом узнавании, матричных макромолекулярных синтезах, термодинамических особенностях живых систем и биоэнергетике, о современных методологических подходах в области биологии клетки;

- владеть методами исследования и анализа живых систем, математическими методами обработки результатов биологических исследований;

-иметь представление о структуре гена, принципах и методах генетического анализа, мутагенезе, мутагенных эффектах природных и антропогенных факторов;

- быть знакомым с принципами генетической инженерии и ее использовании в биотехнологии, иметь представление о генетике популяций и эволюционной генетике, генетике человека, генетических основах и методах селекции;

- знать основные закономерности биологии размножения животных и растений;

- понимать механизмы роста, морфогенеза и дифференциации, причины появления аномалий развития;

- иметь представление о фундаментальных принципах и уровнях биологической организации, регуляторных механизмах, действующих на каждом уровне;

- знать последствия антропогенных воздействий на биосферу, планировать мероприятия по ее охране;

- иметь четкую ценностную ориентацию на охрану жизни и природы;

- знать экологические принципы рационального природопользования;

- знать основные принципы, методы и перспективы современной биотехнологии;

- знать и уметь применять основные математические методы моделирования биологических систем и компьютерные методы анализа их состояния.

Пояснительная записка

Дисциплина «Введение в биотехнологию» относится к общепрофессиональным дисциплинам федерального компонента. Обязательный минимум содержания дисциплины по ГОС высшего профессионального образования предполагает знание целей и задач биотехнологии; современных методов; основных направлений и перспектив развития биотехнологии; возможностей ее применения в фармакологии и медицине, в охране природы и в хозяйственных целях.

Данная дисциплина предназначена для подготовки бакалавров-биологов. Содержание изложено с учетом современных требований качества и в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по направлению 020200.62 - Биология.

Целью изучения дисциплины является формирование системных знаний, умений и навыков в области биотехнологии. Получение представлений об основных направлениях развития биотехнологии во всех отраслях народного хозяйства. Формирование у студентов биотехнологического мышления.

Задачами освоения дисциплины является изучение основных теоретических положений биотехнологии, куда входят знакомство с промышленной микробиологией, генетической и клеточной инженерией, инженерной энзимологией и сопряженными областями знаний; формирование понятий о важнейших биотехнологических процессах и методах управления ими в лабораторных и промышленных масштабах; изучение этапов различных биотехнологических процессов. Программой предусматривается получение знаний об аппаратах, используемых в биотехнологии, о способах выделения и очистки продуктов биотехнологии, понимание особенностей и преимуществ биотехнологических процессов по сравнению с химическими производствами.

В результате изучения курса студент должен знать:

• базисные понятия промышленной микробиологии, генетической и клеточной инженерии, инженерной энзимологии, необходимые для осмысления биотехнологического производства;

• этапы и методы основных биотехнологических производств и условия их проведения;

• основное биотехнологическое оборудование;

• биотехнологические процессы, используемые в различных отраслях промышленности и сельского хозяйства.

После изучения курса студент должен уметь:

• решать задачи по оптимизации питательных сред в процессе ферментации для определения максимального выхода биомассы и продукта;

• моделировать биотехнологический процесс, основываясь на знании теории проведения, оптимизации и масштабирования биотехнологического процесса и оборудования;

• пользоваться справочной и монографической литературой.

Преподавание курса на кафедре предусматривает текущий, промежуточный и итоговый (зачет) контроль знаний и умений студентов. Для самоконтроля студенты могут использовать тесты и ситуационные задачи. Текущий и промежуточный контроль знаний студентов включает написание контрольной работы, контроль самостоятельной работы (написание рефератов и домашних работ) и сдача зачета в виде тестовых вопросов (письменно) и по ситуационным задачам (в виде устного собеседования).

На лекциях студенты знакомятся с теорией проведения биотехнологических процессов, самостоятельно решают задачи, связанные с определением концентраций исходных веществ, полученных продуктов и биомассы; оптимизацией питательных сред, используемых в биотехнологии; определением влияния различных факторов (температуры, давления, рН и др.) на разных стадиях биотехнологического процесса. Большинство лекций по данному курсу читается с использованием презентаций на основе компьютерной программы Microsoft Power Point, решение задач по теории биотехнологических процессов предполагает использование программы Microsoft Excel. Для закрепления знаний проводятся экскурсии на производства г. Сыктывкара: ОАО «Сыктывкарпиво», ОАО «Сыктывкарский хлебокомбинат», ОАО Молокозавод «Сыктывкарский», в лаборатории биохимии и биотехнологии растений института биологии КНЦ УрО РАН и лаборатории биотехнологии института физиологии КНЦ УрО РАН для ознакомления с методами выращивания культур клеток и тканей высших растений и научными работами в области клеточной инженерии растений.

Данная программа предполагает, что студенты имеют фундаментальную подготовку по теоретическим и практическим разделам естественно-научных: физико-математических, биологических и химических дисциплин: высшая математика (вариационная статистика; планирование эксперимента); физика, химия, биохимия, биофизика (физические механизмы мутагенного действия, стерилизации, ферментационных процессов, выделения и очистки целевых продуктов и др); микробиология с основами вирусологии (разнообразие, морфология, физиология микроорганизмов, рост и развитие микроорганизмов, влияние различных факторов на культивирование микроорганизмов) и другие предметы – в объеме, предусматриваемом утвержденными программами обучения для химико-биологических факультетов.