скачатьФедеральное агентство по образованиюВоронежская государственная технологическая академия УТВЕРЖДАЮ Декан факультета прикладной биотехнологии, проф. Востриков С.В. _________________________________ «____» ______________________ 2005 г. РАБОЧАЯ ПРОГРАММА дисциплины «Научные основы микробного синтеза» для специальности: 240902 Пищевая биотехнология направление: 240900 Биотехнология Программа рассмотрена на заседании кафедры микробиологии и биохимии протокол № ____ от «____» ___________2005 г. Заведующий кафедрой микробиологии и биохимии ___________Корнеева О.С. на заседании методической комиссии по общим математическим и естественнонаучным дисциплинам Протокол № ____ от «____» ___________2005г. Председатель методической комиссии по общим математическим и естественнонаучным дисциплинам ___________Кузнецова И.В. на заседании методической комиссии по образованию в области технологии сырья и продуктов животного происхождения протокол №______ от «___»_______2005 г. Председатель методической комиссии Л.В. Батищева Воронеж – 2005 СОГЛАСОВАНОЗаведующий кафедрой технологии мяса и мясных продуктов, доктор технических наук, профессор Антипова Л.В.
Цель изучения дисциплины состоит в познании научных основ культивирования микроорганизмов и биохимических основ процессов их метаболизма для получения целевых метаболитов, значения влияния состава питательной среды, внешних факторов на скорость накопления продуктов метаболизма и их свойства. Задачей курса является освоение методов культивирования и модификации микроорганизмов с целью создания биотехнологических производств получения важнейших продуктов биотехнологии.
Студент должен знать:
Студент должен уметь:
Студент должен иметь навыки:
^
^ 4.1 Разделы дисциплины в виде занятий
4.2 Содержание разделов дисциплины ТЕМА 1. Микробиологический синтез: характеристика, основные понятия. Характеристика основных продуктов биотехнологии микробного синтеза. Основные направления их использования. ^ . Клеточные стенки микроорганизмов. Мембраны микробных клеток. Белки микроорганизмов. Нуклеиновые кислоты, и их производные. Углеводы микробных клеток. ^ Механизм поступления питательных веществ в клетку. Типы питания: автотрофы, гетеротрофы, хемотрофы, фототрофы, литотрофы, органотрофы. Сапрофиты и паразиты. Ауксотрофы и прототрофы. Характеристика питательных сред. Накопительные культуры и принцип элективности. Методы выделения чистых культур. Способы культивирования микроорганизмов: твердофазный, жидкофазный; периодический, непрерывный. Закономерности роста микроорганизмов при периодическом культивировании. Особенности роста культуры при непрерывном выращивании. Принцип хемостата и турбидостата. ^ Роль внешних факторов в регуляции жизнедеятельности микроорганизмов, закон минимума. Влияние физических факторов на рост и развитие микробной клетки. Значение влажности, показатель активности воды. Влияние осмотического давления, плазмолиз и плазмоптиз. Действие температуры. Методы стерилизации, основанные на действии температуры. Влияние на микроорганизмы лучистой энергии, ультразвука, гидростатического давления, токов высокой частоты. Физико-химические факторы: влияние рН на микроорганизмы; окислительно-восстановительный потенциал среды и его связь с отношением микроорганизмов к молекулярному кислороду. Аэробы и анаэробы. Химические вещества. Специфичность и механизм их действия. Химические вещества, используемые на предприятиях пищевой промышленности. Биологические факторы. Симбиоз, антагонизм, паразитизм; их значение в процессе производства и хранения пищевых продуктов. ^ Общие принципы взаимосвязи метаболических путей. Катаболизм и анаболизм: взаимосвязь и особенности. Центральные пути и ключевые соединения. Основные аспекты регуляции метаболизма. ^ Типовые схемы производства микробных метаболитов. Основные приемы контроля процессов синтеза. Аппаратурное оформление микробиологического синтеза. ^ Биосинтез антибиотиков и их роль в организме. β-Лактамные, аминогликозидные, тетрациклические, полиеновые антибиотики. Применение антибиотиков в пищевой биотехнологии. Биосинтез витаминов: витамины групп В и D. Каратиноиды, аскорбиновая кислота. Характеристика промышленных методов получения. Биосинтез липидов и их производных: биосинтез насыщенных и ненасыщенных жирных кислот, триацилглицеринов, фосфолипидов, стероидов. Регуляция биосинтеза. Биосинтез аминокислот и белка. ^ Требования предъявляемые к продуцентам ферментов. Получение бактериальных пектолитических ферментов. Получение протеолитических, липолитических и амилолитических ферментов: продуценты, способы, приемы. Карбогидразы микробного происхождения. Создание мультиэнзимных композиций. ТЕМА 9. Основные достижения и перспективы микробной биотехнологии. Перспективные технологии и продуценты в микробном синтезе. ^
^ Текущий контроль предусматривает: рейтинговую систему оценку знаний студентов по уровню их подготовки к коллоквиуму, лабораторным работам с использованием, как лекционного материала, так и рекомендуемых литературных источников. Промежуточный контроль предусматривает отчеты по лабораторным работам, машинный контроль знаний, коллоквиум. Итоговый контроль: зачёт (за весь курс) Вопросы к коллоквиуму: 1. Микробный синтез. Основные понятия. Направления развития. 2. Основные продукты, получаемые микробным синтезом. 3. Поверхностные структуры клеточной стенки. Функции клеточной стенки микроорганизмов. 4. Строение и состав клеточной стенки микроорганизмов. Фимбрии и пили. Капсулы и слизь. 5. Мембраны микробных клеток. Биосинтез пептидогликана. 6. Охарактеризуйте поверхностные структуры микробной клетки. 7. Какие биополимеры образуют клеточную стенку микроорганизмов. 8. Чем отличается строение клеточных стенок микроскопических грибов. 9. Белки микроорганизмов. Нуклеиновые кислоты и их производные. 10. Углеводы микробных клеток. 11. Основные типы питания микроорганизмов. Автотрофы, гетеротрофы. 12. Основные типы питания микроорганизмов: хемотрофы, литотрофы, органотрофы. 13. Сапрофиты и паразиты. Ауксотрофы и прототрофы. 14. Основные источники (элементы) питания микроорганизмов. 15. Характеристика питательных сред. 16. Накопительные культуры и принцип элективности. 17. Способы культивирования микроорганизмов: твердофазный, жидкофазный. 18. Способы культивирования микроорганизмов: периодический, непрерывный. 19. Методы выделения чистых культур. 20. Закономерности роста микроорганизмов при периодическом культивировании. 21. Особенности роста культуры при непрерывном выращивании. 22. Принцип хемостата и турбидостата. 23. Роль внешних факторов в регуляции жизнедеятельности микроорганизмов, закон минимума. 24. Влияние физических факторов на рост и развитие микробной клетки. 25. Значение влажности, показатель активности воды. 26. Влияние осмотического давления, плазмолиз и плазмоптиз. 27. Действие температуры. Методы стерилизации, основанные на действии температуры. 28. Влияние на микроорганизмы лучистой энергии, ультразвука, гидростатического давления, токов высокой частоты. 29. Физико-химические факторы: влияние рН на микроорганизмы; окислительно-восстановительный потенциал среды и его связь с отношением микроорганизмов к молекулярному кислороду. 30. Аэробы и анаэробы. 31. Влияние химических веществ на биосинтетические свойства микроорганизмов. 32. Специфичность и механизм их действия. 33. Химические вещества, используемые на предприятиях пищевой промышленности. 34. Влияние биологических факторов на биосинтетические свойства микроорганизмов. 35. Симбиоз, антагонизм, паразитизм; их значение в процессе производства и хранения пищевых продуктов. 36. Взаимосвязь процессов обмена – катаболизма и анаболизма. 37. Понятие первичного и вторичного обмена. 38. Понятие о центральных путях обмена и основных этапах метаболизма. 39. Ацетил-КоА и пировиноградная кислота – как ключевые соединения метаболизма. 40. Катаболизм и анаболизм: взаимосвязь и особенности. 41. Общие принципы взаимосвязи метаболических путей. 42. Центральные пути и ключевые соединения. 43. Основные аспекты регуляции метаболизма. 44. Основные механизмы регуляции метаболизма. 45. Генетический контроль синтеза ферментов. Компартментализация. Вопросы к итоговому контролю (зачет) 1. Типовые схемы производства микробных метаболитов. 2. Основные приемы контроля процессов синтеза. 3. Аппаратурное оформление микробиологического синтеза. 4. Аппаратурное оформление процессов выделения и очистки некоторых продуктов микробного синтеза 5. Способы выделения целевого продукта. 6. Экстракционный метод выделения целевого вещества. 7. Принципиальная схема получения витаминов. 8. Биосинтез антибиотиков и их роль в организме. 9. β-Лактамные, аминогликозидные антибиотики. 10. Тетрациклические, полиеновые антибиотики. 11. Применение антибиотиков в пищевой биотехнологии. 12. Биосинтез витаминов: витамины групп В и D. 13. Микробный синтез каратиноидов, аскорбиновой кислоты. 14. Характеристика промышленных методов получения витаминов. 15. Принципиальная схема биосинтеза липидов и их производных. 16. насыщенных и ненасыщенных жирных кислот. 17. Биосинтез триацилглицеринов, фосфолипидов, стероидов. 18. Биосинтез аминокислот и белка. 19. Требования предъявляемы к продуцентам ферментов. 20. Получение бактериальных пектолитических ферментов. 21. Получение протеолитических, липолитических и амилолитических ферментов: продуценты, способы, приемы. 22. Карбогидразы микробного происхождения. 23. Мультиэнзимные композиции: способы получения, перспективы использования. 24. Основы патогенности микроорганизмов. Факторы патогенности. 25. Понятие об афлотоксинах, их свойства. 26. Чужеродные вещества, включение в метаболизм живого организма. 27. Биотрансформация чужеродных веществ. 28. Автолитические процессы. 29. Катаболизм и анаболизм: взаимосвязь и особенности. 30. Перспективные технологии и продуценты в микробном синтезе. ^ 7.1 Основная литература
^
^ Для обучения используются тексты лекций с указанием источников основной и дополнительной литературы по каждой теме дисциплины, наглядные пособия, раздаточный материал. ^ Для обучения и промежуточного контроля знаний студентов используются компьютерная программа ЦНИТ ВГТА “Техническая микробиология”. Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по специальности подготовки дипломированного специалиста: 271500 «Пищевая биотехнология». Программу разработал Ст.преподаватель кафедры микробиологии и биохимии Капранчиков В.С. ^ Воронежская государственная технологическая академия УТВЕРЖДАЮ Декан факультета безотрывного образования, проф. Болотов В.М. _________________________________ «____» ______________________ 2005 г. ПРИЛОЖЕНИЕ к рабочей программе дисциплины «Научные основы микробного синтеза» для специальности: 271500 Пищевая биотехнология направление: 655500 Биотехнология Программа рассмотрена на заседании кафедры микробиологии и биохимии протокол № ____ от «____» ___________2005 г. Заведующий кафедрой микробиологии и биохимии ___________Корнеева О.С. на заседании методической комиссии по общим математическим и естественнонаучным дисциплинам Протокол № ____ от «____» ___________2005г. Председатель методической комиссии по общим математическим и естественнонаучным дисциплинам ___________Кузнецова И.В. на заседании методической комиссии по образованию в области технологии сырья и продуктов животного происхождения протокол №______ от «___»_______2005 г. Председатель методической комиссии Л.В. Батищева Воронеж – 2005 Пункты 1, 2, 4.2, 7.1, 7.2, 7.3, 7.4 представлены в основной рабочей программе дисциплины. ^
^ 4.1. Разделы дисциплины и виды занятий
^
^ Итоговый контроль предусматривает проведение зачета по теоретическому курсу и лабораторным занятиям в соответствии с содержанием рабочей программы. Вопросы к зачету прилагаются к основной рабочей программе. Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по специальности подготовки дипломированного специалиста: 271500 «Пищевая биотехнология». Программу разработал ст.преподаватель кафедры микробиологии и биохимии Капранчиков В.С.
|