1 область применения - Государственный университет имени

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
имени ШАКАРИМА г. СЕМЕЙ
Документ СМК 3
УМКД
УМКД 042–18-9.1.21/01 -2013
уровня
УМКД
программа
Редакция № 1 от
дисциплины
«__»______20__ г
«Основы
биотехнологических
производств»
для преподавателя
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ
КОМПЛЕКС ДИСЦИПЛИНЫ
«Основы биотехнологических производств»
для специальности 5В070100 – «Биотехнология»
ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
ДЛЯ ПРЕПОДАВАТЕЛЯ
Семей
2013
УМКД 042-18-9.1.21/01 - 2013
Редакция №1 от «__»_____20__ г. Страница 2 из 10
ПРЕДИСЛОВИЕ
1 РАЗРАБОТАНО
Составитель
29.08. 2013 г. Г.М. Байбалинова к.т.н.,
и.о. доцента кафедры «Стандартизация и биотехнология»
2 ОБСУЖДЕНО
2.1 На заседании кафедры « Стандартизация и биотехнология»
Протокол от «29» 08. 2013 года, № 1
Заведующий кафедрой ____________ Ж.Х.Какимова
2.2 На заседании учебно-методического бюро инженернотехнологического факультета
Протокол от «12» 09. 2013 года, № 1
Председатель ______________С.С.Толеубекова
3 УТВЕРЖДЕНО
Одобрено и рекомендовано к изданию на заседании Учебно-методического
совета университета
Протокол от «18» 09. 2013 года, № 1
Председатель УМС____________ Г.К. Искакова
4 ВВЕДЕНО ВПЕРВЫЕ
УМКД 042-18-9.1.21/01 - 2013
Редакция №1 от «__»_____20__ г. Страница 3 из 10
Содержание
1
2
3
4
5
6
7
8
Область применения
Нормативные ссылки
Общие положения
Содержание учебной дисциплины (модуля)
Перечень тем для самостоятельной работы студентов
Учебно-методическая карта по дисциплине
Карта обеспеченности учебно-методической литературой
Литература
4
4
4
6
7
8
10
10
УМКД 042-18-9.1.21/01 - 2013
Редакция №1 от «__»_____20__ г. Страница 4 из 10
1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
Программа дисциплины для преподавателя, входящая в состав учебнометодического комплекса по дисциплине «Основы биотехнологических
производств» предназначена для студентов специальности 5В070100 –
«Биотехнология»
2 НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ
Настоящая программа дисциплины для преподавателя устанавливает
порядок организации учебного процесса по
дисциплины «Основы
биотехнологических производств»
в соответствии с требованиями и
рекомендациями следующих документов:
- Государственный общеобязательный стандарт от 23 августа 2012 года
№ 1080;
- Типовой учебный план специальности высшего образования 5В070100«Биотехнология»;
- СТУ 042-ГУ-4-2013 Стандарт университета «Общие требования к
разработке и оформлению учебно-методических комплексов дисциплин»;
- ДП 042-1.01-2013 Документированная процедура «Структура и
содержание учебно-методических комплексов дисциплин».
3 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
3.1. Краткое описание содержания дисциплины: в дисциплине описаны
биологические объекты как специфический компонент биотехнологического
производства, сырьевая база биотехнологического производства, технологии
лабораторного, промышленного, полупромышленного культивирования,
периодическое и непрерывное культивирование (хемостат, турбидостат,
оксистат), получение биомассы и продуктов жизнедеятельности
(метаболитов), первичные и вторичные метаболиты, методы выделения и
очистки конечных продуктов, получение концентратов и высокоочищенных
фармацевтических препаратов, формы готовых продуктов, использование
мутантных, гибридных и генно-инженерных продуцентов.
3.2 Целью изучения дисциплины: является освещение современного
состояния знаний о технологии получения первичных и вторичных
метаболитов как объекта биотехнологии и всех основных направлениях
биотехнологии.
3.3 Основная задача изучения дисциплины: умение практически
применять изучаемую дисциплину по специальности.
УМКД 042-18-9.1.21/01 - 2013







Редакция №1 от «__»_____20__ г. Страница 5 из 10
3.4 Результаты обучения:
В результате изучения дисциплины студент должен:
знать своеобразие метаболизма биотехнологических процессов, требования
к использованию сырья, субстратов для биотехнологического производства,
методы поддержания стерильных условий, методы получения биомассы и
метаболитов;
владеть навыками статистической обработки экспериментальных данных
для анализа технологических процессов при производстве различных видов
биотехнологической продукции, использования методов исследований и
приборов для проведения исследований, а также навыки лабораторных
исследований, знаниями о промышленной биотехнологии;
усвоить основные положения государственного общеобязательного
стандарта специальности, содержание образовательно-профессиональной
программы специальности, задачи профессиональной деятельности,
основные методики проведения анализов, показатели в области качества и
безопасности продуктов биотехнологического производства;
уметь
демонстрировать базовые знания в области биотехнологии,
использовать знания о биотехнологии в практической деятельности,
применять стандарты и технические условия для контроля качества
продукции, пользоваться терминологией, как в области образования, так и в
области биотехнологии, выялять причины нарушения технологических
процессов при производстве биотехнологической продукции;
понимать единую политику в сфере образования и в сфере биотехнологии
производства пищевых продуктов, причины нарушения технологических
процессов при производстве биотехнологической продукции, современные
проблемы пищевой отрасли;
иметь представление о структуре университета, о видах и проведении
учебных занятий, о нормативных документах, о переводах и отечественном
опыте в области биотехнологии, навыки анализа технологических процессов
при производстве различных видов продукции;
приобрести практические навыки по работе с научной, научно-технической,
нормативной документацией, способности проведения стандартных,
сертификационных испытаний качества сырья, готовой продукции и
биотехнологических процессов.
3.5 Пререквизиты курса:
«Биохимия», «Основы биотехнологических
производств»,
«Микробиология
и
вирусология»,
«Биотехнология
бродильного производства І», «Пищевая биотехнология».
3.6
Постреквизиты
курса:
«Проектирование
биотехнологических
предприятий по производству пищевых продуктов», «Гигиена питания»,
«Основы научных исследований в биотехнологии», «Биотехнология
бродильных производств 2», «Экологическая биотехнология».
УМКД 042-18-9.1.21/01 - 2013
Редакция №1 от «__»_____20__ г. Страница 6 из 10
Выписка из рабочего учебного плана:
3.7
Таблица 1
Курс Семе
стр
3
5
Кред
иты
ЛК
час.
СПЗ
час.
ЛБ
час.
СРСП
час.
СРС
час
Всего
час.
Форма
итогового
контроля
2
15
15
-
15
45
90
экзамен
4 СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)
Таблица 2
Наименование тем и их содержание
Количество
часов
1
2
МОДУЛЬ 1 ОСНОВЫ БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ
Лекционные занятия
Введение. История развития биотехнологии.
1
Виды технологий.
1
Типовая схема биотехнологических производств
1
Основные стадии биотехнологических производств
1
Классификация продуктов биотехнологических
1
производств.
Составление блок-схем биотехнологических производств.
1
Практические занятия
Виды технологий
1
Значение биотехнологии для различных отраслей народного
1
хозяйства.
Значение биотехнологии для различных отраслей народного
1
хозяйства.
Типовая схема биотехнологических производств.
1
Изучение типов технологических схем биотехнологических
1
производств.
Изучение типов технологических схем биотехнологических
1
производств.
МОДУЛЬ 2 ФЕРМЕНТАЦИЯ И КУЛЬТИВИРОВАНИЕ
Лекционные занятия
Процесс ферментации. Основные характеристики
1
Стехиометрия процессов культивирования
1
микроорганизмов
Сырье для процессов ферментации.
1
Тубулярный и хемостатный процессы непрерывного
1
культивирования
Масштабирование процессов ферментации.
1
Биокатализ и Биотрансформация.
1
УМКД 042-18-9.1.21/01 - 2013
Редакция №1 от «__»_____20__ г. Страница 7 из 10
1
Отделение биомассы от культуральной жидкости.
Дезинтеграция клеток микроорганизмов.
Экстракционные методы выделения продуктов.
Практические занятия
Процесс ферментации
Стехиометрия процессов культивирования микроорганизмов.
Сырье для процессов ферментации
Непрерывное культивирование микроорганизмов
Масштабирование процессов ферментации
Методы иммобилизации ферментов
Изучение процессов отделения биомассы от культуральной
жидкости.
Экстракционные методы выделения продуктов метаболизма
Сорбционные методы выделения продуктов
2
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
5 ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ
СТУДЕНТОВ
5.1 Биотехнология в медицине.
5.2 Биотехнология в пищевой промышленности.
5.3 Биотехнология в сельском хозяйстве.
5.4 Экологическая биотехнология.
5.5 Кинетические характеристики процесса ферментации.
5.6 Макростехиометрические характеристики процесса ферментации.
5.7 Расчет выхода биомассы на углеродный субстрат.
5.8 Определение стехиометрических соотношений в реальных процессах
ферментации.
5.9 Расчет тепла выделяемого в биохимическом процессе.
5.10 Оптимизация ферментационных сред.
5.11 Ультрафильтрация
5.12 Иммуносорбция
5.13 Метод импульсных добавок для подбора оптимальной среды в
хемостате.
5.14 Непрерывное культивирование с внешним регулированием
параметров.
5.15 Метод Бокса-Уилсона.
УМКД 042-18-9.1.21/01 - 2013
Редакция №1 от «__»_____20__ г. Страница 8 из 10
6 УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКАЯ КАРТА ПО ДИСЦИПЛИНЕ
Таблица 3
Тема
Наглядные Вопросы для Форма
пособия,
самостояконтлекционного
практического
ТСО,
тельного
роля
занятия
занятия
плакаты,
изучения
стенды
1
2
3
4
5
Введение.
Виды
таблицы,
Введение.
Опрос,
История
технологий
слайды
История
защита
развития
развития
работы
биотехнологии
биотехнологии
Виды
Значение
таблицы,
Виды
Опрос,
технологий.
биотехнологии
слайды
технологий.
защита
для различных
работы
отраслей
народного
хозяйства.
Типовая схема
Значение
таблицы,
Типовая схема Опрос,
биотехнологичес- биотехнологии
слайды
биотехнолозащита
ких производств
для различных
гических
работы
отраслей
производств
народного
хозяйства.
Основные стадии
Типовая схема
таблицы,
Основные
Опрос,
биотехнологичес- биотехнологичес слайды
стадии
защита
ких производств
ких производств.
биотехнолоработы
гических
производств
Классификация
Изучение типов таблицы,
КлассифиОпрос,
продуктов
технологических слайды
кация
защита
биотехнологичес- схем
продуктов
работы
ких производств.
биотехнологичес
биотехн.
ких производств.
производств
Составление
Изучение типов таблицы,
Составление
Опрос,
блок-схем
технологических слайды
блок-схем
защита
биотехнологиисхем
биотехнолоработы
ческих
биотехнологичес
гических
производств.
ких производств.
производств
Процесс
Процесс
таблицы,
Процесс
Опрос,
ферментации.
ферментации
слайды
ферментации защита
Основные
работы
характеристики
УМКД 042-18-9.1.21/01 - 2013
1
Стехиометрия
процессов
культивирования
микроорганизмов
Сырье для
процессов
ферментации.
Тубулярный и
хемостатный
процессы
непрерывного
культивирования
Масштабирован
ие процессов
ферментации
Редакция №1 от «__»_____20__ г. Страница 9 из 10
2
Стехиометрия
процессов
культивирования
микроорганизмов
Сырье для
процессов
ферментации
Непрерывное
культивирование
микроорганизмов
Масштабиров
ание
процессов
ферментации
Биокатализ и
Методы
Биотрансформаиммобилизации
ция
ферментов
Отделение
Изучение
биомассы
от процессов
культуральной
отделения
жидкости.
биомассы от
культуральной
жидкости.
Дезинтеграция
Экстракционные
клеток
методы
микроорганизмов. выделения
продуктов
метаболизма
Экстракционные
Сорбционные
методы выделения методы
продуктов.
выделения
продуктов
3
таблицы,
слайды
таблицы,
слайды
таблицы,
слайды
таблицы,
слайды
таблицы,
слайды
таблицы,
слайды
4
Процессов
культивирования микроорганизмов
Сырье для
процессов
ферментации
Тубулярный и
хемостатный
процессы
5
Опрос,
защита
работы
Масштабирование
процессов
ферментации
Биокатализ и
Биотрансформация.
Отделение
биомассы
от
культуральной
жидкости.
Опрос,
защита
работы
Опрос,
защита
работы
Опрос,
защита
работы
Опрос,
защита
работы
Опрос,
защита
работы
таблицы,
слайды
Дезинтеграция Опрос,
клеток
защита
микроорганиз- работы
мов.
таблицы,
слайды
Экстракционные методы
выделения
продуктов.
Опрос,
защита
работы
УМКД 042-18-9.1.21/01 - 2013
Редакция №1 от «__»_____20__ г. Страница 10 из 10
7 КАРТА ОБЕСПЕЧЕННОСТИ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЙ
ЛИТЕРАТУРОЙ
Таблица 4
Наименование учебников
Количество Количество
Процент
учебно-методических пособий экземпляров студентов обеспеченности
Основы промышленной
2
11
20
биотехнологии
Оптимизация периодических
2
11
20
процессов ферментации
Основы биотехнологии
2
11
20
Молекулярная и
2
11
20
генетическая биотехнология
Ферментация и технология
2
11
20
ферментов
8 ЛИТЕРАТУРА
8.1 Основная литература:
8.1.1 Бирюков В.В. Основы промышленной биотехнологии. – М.:
КолосС, 2004. – 296с
8.1.2 Бейли ДЖ., Оллис Д. Основы биохимической инженерии. В 2т.-М.:
Мир, 1989.592с.
8.1.3 Бирюков В.В., Кантере В.М. Оптимизация периодических процессов
микробиологического синтеза. –М.: Наука, 1985.292с.
8.1.4 Ферментация и технология ферментов / Д.Уонг, Ч. Коней и др.: Пер. с
англ. /Под ред. К.А. Калунянца. М.: Легкая и пищевая
промышленность,1983,336с.
8.2 Дополнительная литература:
8.2.1 Сассон А. Биотехнология: свершения и надежды: Пер. с англ. /Под
ред. В.Г. Дебабова. –М.: Мир, 1987. 412с.
8.2.2 Яковлев Технология микробиологического синтеза. Л.: Химия,
1987.272с.
8.2.3 Мосичев М.С., Складнев А.А., Котов В.Б. Общая технология
микробиологических производств. - М.: Легкая и пищевая
промышленность, 1982. 264с.