Лекция 3. Использование клеточной инженерии в создании современных промышленных технологий.

Сведения о переутверждении программы

На очередной учебный год и регистрация изменений

I. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

1.2. Цели и задачи дисциплины, ее место в учебном процессе

Биотехнология – это наука о способах получения разнообразных, необходимых человеку веществ и продуктов в управляемых условиях с использованием высокоэффективных форм микроорганизмов, культур клеток и тканей растений и животных или изолированных из клеток биологических структур.

Биотехнология базируется на достижениях таких наук как микробиология, биохимия, молекулярная биология, генетика и использует эти достижения в технологических процессах производства. В связи с этим, изучение данного курса возможно только при наличии у студентов определенного объема знаний по вышеперечисленным наукам.

Изучение биотехнологии представляет большую важность для будущих биологов, так как значительно расширяет кругозор, повышает научную эрудицию и позволяет понимать и разумно подходить к обсуждению и решению многочисленных социальных и экономических проблем, возникающих в таких областях как пищевая промышленность, сельское хозяйство, экология, медицина. Кроме того, при знакомстве с некоторыми разделами биотехнологии (генная инженерия) возникает необходимость решения этических вопросов, связанных с биологической безопасностью (клонирование человека), что имеет большое воспитательное значение, особенно важное для студентов – биологов.

Программа по курсу “Введение в биотехнологию” разработана в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего и профессионального образования и программой общепрофессиональных дисциплин по направлению 020200-БИОЛОГИЯ.

Предлагаемая программа по биотехнологии рассчитана на студентов-биологов старших курсов. Она составлена с учетом новых достижений как самой биотехнологии, так и основополагающих фундаментальных наук.

Цель данного курса является изучение студентами современных биологических технологий, созданных на основе фундаментальных наук и призванных помочь решению сложных биологических, энергетических, экологических, социальных проблем современности.

Первый раздел курса дает общую характеристику предмета, знакомит с краткой историей развития биотехнологии, с понятием биологической безопасности и с подходом к решению связанных с биобезопасностью вопросов в разных странах. Второй и третий разделы посвящены изучению основных направлений биотехнологии: генетической инженерии и клеточной инженерии. Именно в них разрабатываются те принципы и технологии, которые лежат в основе решения задач, разрабатываемых в остальных разделах курса. Это вопросы регенерации организмов, их клонального размножения, оздоровления растений, экологически чистой переработки отходов сельского хозяйства, получения биотоплива и ряд других.

В задачи дисциплины входят:

-воспитание у обучающихся естественно-научного мировоззрения при использовании достижений биологии в биотехнологии и формирование научно-методического подхода к практической деятельности человека в области биотехнологии;

- изучение научных достижений в области биотехнологии с использованием знаний по биологии, полученных студентами на 1-4 курсах обучения.

Задачи курса достигаются с помощью:

- изучения основ предмета исследований, понятийного аппарата и методологической базы молекулярной биологии и генетики, биохимии нуклеиновых кислот и белков, энзимологии, микробиологии;

- ознакомления с современными направлениями развития и практического использования достижений биотехнологий;

- ознакомления с современными методами конструировании различных векторов, клонировании генов и их экспрессии в различных типах клеток, методами определения нуклеотидных последовательностей ДНК и сайт-направленного мутагенеза, выделения, очистки и анализа биологических молекул, получения и использования трансгенных животных и растений ;

- самостоятельной работы студента со специальной литературой, в том числе и электронными базами данных российских и зарубежных библиотек, а также патентной документацией и ведущими научными журналами биологической, молекулярно-биологической и молекулярно-генетической направленности, выходящими на русском и иностранных языках.

2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины.

По окончанию курса студенты должны знать:

1. основные понятия, термины и методы биотехнологии;

2. принципы биотехнологической промышленности;

3. технологии получения целевых продуктов с использованием микробиологических, растительных и животных объектов;

4. основные способы генно-инженерных технологий получения инсулина, соматотропина, интерферона и др.;

5. технологии биоэнергетики;

6. способы повышения эффективности фиксации молекулярного азота, фотосинтеза, повышения устойчивости растений к различным биотическим и абиотическим факторам с использованием методов генетической инженерии.

Студенты должны уметь:

1. приготовить питательные среды для культивирования микробных и растительных объектов;

2. подготовить экспланты для индукции каллусной ткани на агаровой среде;

3. рассчитать ростовые характеристики (подсчет числа клеток в среде культивирования, построение кривой роста) активно растущих клеточных культур.

4. пользоваться автоклавом, ламинарным шкафом, приобретать навыки работы в стерильных условиях.

Для изучения дисциплины необходимы знания по дисциплинам:

- Молекулярная биология

- Молекулярная генетика

- Биохимия;

- Микробиология и вирусология;

- Физиология растений и животных.

Виды учебной деятельности включают: лекции, семинарские занятия, внеаудиторную самостоятельную работу.

Курс изучается студентами в 9-ом семестре и заканчивается зачетом.

III. ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН ИЗУЧЕНИЯ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

«Введение в биотехнологию»

IV. ПРОГРАММА ЛЕКЦИОННЫХ ЗАНЯТИЙ

4.1. Тематический план лекций

Планы лекционных занятий

Лекция 1 . Введение. Биотехнология и биобезопасность.

Технологии сохранения генофонда.

1.Биотехнология, ее предмет, цели и задачи. Взаимосвязь биотехнологии с фундаментальными науками. Прикладной характер биотехнологии. Разделы биотехнологии.

2. Объекты современной биотехнологии. История развития биотехнологии как науки.

3. Понятие биологической безопасности в биотехнологии.

Основные понятия и категории: биотехнология, генетическая инженерия, клеточная инженерия, нанобиотехнология, трансформация, клонирование.

Лекция 2. Основные понятия генетической инженерии.

1. Создание рекомбинантных (чужеродных )ДНК.

2. Клонирование генов в различных биологических системах.

3. Использование генетической инженерии в сельском хозяйстве.

Основные понятия и категории: корончатые галлы, микроинъекции ДНК, метод «маркера», челночный вектор, вектор, плазмида, маркерный ген, репортерный ген. рестриктазы, секвенирование, рекомбинантная ДНК, ДНК – зонды, трансгеноз, трансгенные организмы.

Лекция 3. Использование клеточной инженерии в создании современных промышленных технологий.

1. Метод культуры клеток и тканей - основа клеточной инженерии.

2. Дедифференцировка и каллусогенез – основа создания пересадочных культур. Общая характеристика каллусных клеток растений. Суспензионные культуры.

3. Клональное микроразмножение. Основные типы микроразмножения: микрочеренкование, образование микроклубней и микролуковиц, индукция адвентивных почек, индукция развития пазушных меристем. Этапы процесса клонального микроразмножения. Области применения клонального микроразмножения. Оздоровление посадочного материала.

4. Использование биологических технологий для создания растений с новыми признаками (методы андрогенеза и гиногенеза, сомаклональные варианты и клеточная селекция).Введение цианобактерий в культуру клеток для создания новых симбиотических систем, фиксирующих азот.

Основные понятия и категории: культура клеток,тотипотентпость,питательные среды,дедифференцияция, детерминация развития, клеточная селекция ,каллусогенез, изолированные протопласты,органогенез,пролиферация, сомаклоны, сомаклональная вариабельностьяя, соматическая гибридизация,субкультивирование,суспензионная культура микроклональное размножение,эмбриоиды,адвентивные почки, партеногенез.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: