Министерство образования и науки Республики Казахстан
Карагандинский государственный университет
имени Е.А. Букетова
Биолого-географический факультет
Кафедра ботаники
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС
ПО ДИСЦИПЛИНЕ
«ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БИОТЕХНОЛОГИЯ»
для специальности 5В070100 – Биотехнология
курс: 3
семестр: 6
Караганды 2014
Составитель:
Нуркенова Айнур Тулеутаевна – к.б.н., доцент
В учебно-методическом комплексе изложена программа изучения дисциплины «Экологическая биотехнология», определены цели и задачи дисциплины, рассмотрены теоретические и практические основы создания очистных сооружении и проведение природных охраняемых мероприятий, их классификация, достижения очистных сооружений и перспектив их применения. Особое внимание уделяется практическому применению микроорганизмов, микробных культур, их метаболитов и ферментных препаратов.
Выше перечисленные вопросы отражены с учетом получаемой специальности. Задания, которые предлагаются студентам для самостоятельной работы, носят творческий характер, способствуют развитию навыков работы с литературными источниками. В данном пособии подробно изложены методические рекомендации к выполнению каждого задания.
Учебно-методический комплекс по дисциплине «Экологическая биотехнология» для студентов специальности 5В070100 –Биотехнология: /Сост. Нуркенова А.Т. Караганды: Изд-во КарГУ, 2014. – 39 с.
© Карагандинский государственный университет, 2014
1. Типовая учебная программа дисциплины (приложение 1)
2. Рабочая учебная программа дневного отделения
|
Срок обучения |
Курс |
Семестр |
Кредиты |
Лекции |
Семинары |
СРСП |
СРС |
Всего |
Форма контроля |
|
4 года |
3 |
6 |
3 |
30 |
15 |
45 |
45 |
135 |
тестирование |
|
№ |
Наименование темы |
лекции |
семинары |
СРСП |
СРС |
|
1. |
Введение. Цель и задачи курса |
2 |
1 |
3 |
3 |
|
2 |
Методы и приемы получения полезных продуктов |
2 |
1 |
3 |
3 |
|
3 |
Пищевые добавки и получение пищевого белка |
2 |
1 |
3 |
3 |
|
4 |
Способы добычи руд |
2 |
1 |
3 |
3 |
|
5 |
Получение экологически чистой энергии |
2 |
1 |
3 |
3 |
|
6 |
Метатенки и аэротенки |
2 |
1 |
3 |
3 |
|
7 |
Биотехнология очистки вод |
2 |
1 |
3 |
3 |
|
8 |
Биотехнология защиты атмосферного воздуха |
2 |
1 |
3 |
3 |
|
9 |
Биореакторы и биофильтры |
2 |
1 |
3 |
3 |
|
10 |
Биологическая рекультивация |
2 |
1 |
3 |
3 |
|
11 |
Биотехническая очистка вод и почв от нефти и нефтепродуктов |
2 |
1 |
3 |
3 |
|
12 |
Биотехнология переработки отходов |
2 |
1 |
3 |
3 |
|
13 |
Охрана лесов и зеленых насаждений от вредителей |
2 |
1 |
3 |
3 |
|
14 |
Биодеградация ксенобиотиков |
2 |
1 |
3 |
3 |
|
15 |
Биологические методы контроля |
2 |
1 |
3 |
3 |
|
Всего |
30 |
15 |
45 |
45 |
3. Программа обучения по дисциплине (SYLLABUS)
3.1 Данные о преподавателях:
Нуркенова Айнур Тулеутаевна, доцент кафедры ботаники, к.б.н. Корпус №3. 302 ауд. 900-1600
3.2 Пререквизиты: Для изучения данного курса студенту необходимы знания по следующим направлениям: объекты биотехнологии, основы биотехнологии, микробиологическая биотехнология, экология и устойчивое развитие
3.3 Постреквизиты: Полученные знания могут быть использованы для освоения следующих предметов: промышленная биотехнология и др.
3.4 Краткое описание курса: Курс «Экологическая биотехнология» направлен на рассмотрение целей и задач биотехнологических методов Применительно к охране окружающей человека природной среды. Рассмотрены разработки и вопросы создания биологических объектов, микробных культур, сообществ, их метаболитов и препаратов, путем включения их в естественные круговороты веществ, элементов, энергии и информации. А также рассмотрены биотехнологические методы охраны окружающей среды и очистки различных загрязнений окружающей среды.
4. График выполнения и сдачи заданий по дисциплине
|
№ |
Виды работ |
Цель и содержание задания |
Ссылка на список рекомендованөной литературы |
Форма контроля (согласно рейтинг-шкале) |
Баллы (согласно рейтинг-шкале) |
Форма отчетности |
Сроки сдачи |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
1 |
Фронтальный опрос |
Знание основных терминов, определений по курсу |
№ 1, 2, 12 |
Текущий контроль |
50-100 |
устно |
3 неделя |
|
2 |
Контрольная работа |
Закрепление теоретического материала |
№ 1, 2, 12 |
Текущий контроль |
50-100 |
Письменно |
6 неделя |
|
3 |
Коллоквиум |
Оценка усвоения теоретического материала |
№ 6, 7, 8 |
Текущий контроль |
50-100 |
Устно |
9 неделя |
|
4 |
Практическое задание |
Формирование навыков умения работы с оборудованием |
№ 2, 3, 9 |
Текущий контроль |
50-100 |
письменно |
12 неделя |
|
5 |
За активность |
Закрепление теоретического материала |
№ 1, 4, 10, 11 |
Текущий контроль |
50-100 |
Устно |
15 неделя |
5. Карта учебно-методической обеспеченности дисциплины
|
№ |
Наименование учебников, пособий, используемые по курсу |
Кол-во учебников, пособий в научной библиотеке КарГУ |
|
1. Основная литература |
||
|
1 |
Экологическая биотехнология: Пер. с англ./Под ред. К.Ф. Форстера, Д.А. Дж. Вейза. – Л.: Химия, 1990. – 384 с. |
10 |
|
2 |
Основы биотехнологии: учеб. пособие / Т. А. Егорова, С. М. Клунова, Е. А. Живухина. – 3-е изд., стер. – М. : Академия, 2006. – 208 с |
8 |
|
3 |
Основы биотехнологии: учеб.пособие / Красноштанова А.А., Крылов И.А., Бабусенко Е.С. – М. : Изд-во Рос.химико-технол.ун-та им.Д.И.Менделеева, 2001. – 84с |
7 |
|
4 |
А.И. Нетрусов, Е.А. Бонч-Осмоловская, В.М. Горленко и др. Экология микроорганизмов. – М.: Издательский центр «Академия», 2004. – 272 с. |
4 |
|
5 |
Передельский Л.В., Коробкин В.И., Приходченко О.Е. Экология. – М.: Проспект, 2008 – 512 с. |
40 |
|
6 |
Одум Ю. Экология / Пер. с англ. под ред. В.Е. Соколова: В 2-х т. – М: Мир, 1986. – 634 с. |
35 |
|
7 |
Основы биотехнологии: научное издание / К. Х. Алмагамбетов. – Астана : [б. и.], 2006. – 199 с |
10 |
|
8 |
Волова Т.Г. Биотехнология. – Новосибирск: Изд-во Сибирского отделения Российской Академии наук, 1999. – 252 с. |
1 |
|
9 |
Бирюков В.В. Основы промышленной биотехнологии. – М.: КолосС, 2004. – 296 с. |
2 |
|
2. Дополнительная литература |
||
|
10 |
С. М. Клунова, Т. А. Егорова, Е. А. Живухина Биотехнология. – М. : Академия, 2010. – 256 с. |
2 |
|
11 |
Биотехнология / ред. Н.С. Егоров. – М.: Высш.шк., 1988 – .Т.2. – 208 с. |
5 |
|
2.1 Список периодических изданий |
||
|
12 |
Биотехнология. Бионанотехнологии. Бионаноматериалы (с указателями) |
|
|
13 |
Вестник КазНУ Серия биологическая |
|
|
14 |
Известия НАН РК: серия биологическая медицинская |
|
|
15 |
Вестник МГУ. Серия 16. Биология |
|
|
16 |
Известия РАН. Сер. Биологическая |
|
|
17 |
Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии |
|
|
2.2 Список источников на электронных носителях |
||
|
18 |
Биотехнология: учеб.пособие / А.П. Андреева Электрон. текстовые дан. (10.7Мб). – Караганда: Карагандинский ун-т., 2004. |
|
|
19 |
Основы генетической инженерии / В.Н. Рыбчин; Науч.ред. В.С. Гайцхоки. – Электрон. текстовые дан. (5.7Мб). – СПб.: Изд-во СпбГТУ, 2002. |
|
|
20 |
Курс лекций по дисциплине "Биотехнология": спец.: 050607 "Биология", 050608 "Экология" / Р.Р. Кенжетаев. – Караганда: КарГУ, 2007. – Электрон. текстовые дан. (2.4Мб) |
|
|
2.3 Интернет источники |
||
|
21 |
||
|
22 |
||
|
23 |
biomolecula.ru |
|
|
24 |
library.krasu.ru |
6. Лекционный комплекс (тезисы лекций)
Тема 1. Введение. Цель и задачи курса
Современная биотехнология – это направление, призванное изыскивать пути промышленного применения биологических агентов и процессов. Это комплексная многопрофильная область, включающая микробиологический синтез, генетическую, белковую и клеточную инженерию, инженерную энзимологию. Роль биотехнологии в защите и оздоровлении биосферы. Предмет экологической биотехнологии, ее цели и задачи. Биотехнологические методы и средства защиты окружающей среды. Биологические агенты и процессы экологической биотехнологии. Ферментные технологии.
Благодаря антропогенной деятельности человека (промышленной, сельскохозяйственной, бытовой и т.д.) постоянно происходит изменение физических, химических и биологических свойств окружающей среды, причём многие из этих изменений весьма неблагоприятны. Прогнозируется, что биотехнология будет оказывать многообразное и всё возрастающее влияние на способы контроля за окружающей средой и на её состояние. Прекрасным примером такого влияния служит внедрение новых, более совершенных методов биотехнологической переработки отходов, применение биотехнологии в борьбе против распространения ксенобиотиков и нефтяных загрязнений. Биотехнология активно применяется в целях очистки всех компонентов биосферы (воды, почвы, воздуха и др.) от загрязняющих веществ. Кроме того, существенным является не только сам процесс очистки, но и возможность использования выделенных отходов в качестве вторичного сырья.
Рекомендуемая литература: 1-5, 8, 12-17, 21-24
Тема 2. Методы и приемы получения полезных продуктов
Биотехнология в основном опирается на использование микроорганизмов. Помимо новых способов получения химических веществ из биомассы, биотехнология даёт нам также более эффективные и производственные катализаторы для осуществления химических взаимопревращений. Многообещающей областью дальнейшего развития представляется производство ценных веществ из растений, например терпенов и алкалоидов, используемых при производстве лекарств; в настоящее время 25% всех лекарств производится из растений.
Древнейшим биотехнологическим процессом является брожение с участием микроорганизмов. Бродильное производство и технология на основе ферментов будут основными источниками моторного топлива 21 века. Совершенствование процессов брожения, увеличение их эффективности, а также изучение многочисленных биохимических реакций, присущих микроорганизмам, происходили параллельно с выделением из клеток бактерий и грибов веществ, которые все в большей степени вытесняли синтетические продукты, такие как гипотензивные и противовоспалительные препараты. Генная инженерия и технология иммобилизованных ферментов позволили активизировать применение биотехнологических методов в производстве и модификации пищевых продуктов.
Рекомендуемая литература: 1-5, 8, 12-17, 21-24
Тема 3. Пищевые добавки и получение пищевого белка
Пищевые добавки являются веществами, необходимые для получения и хранения продуктов питания высокого качества. Подкислители вошли в практику пищевой промышленности для придания продуктам «острого» вкуса и для сохранения пищи. Самым популярным подкислителем является лимонная кислота. Расщепляя нуклеиновые кислоты с помощью нуклеазы, в промышленном масштабе получают инозин и гуанин, которые применяют как усилители вкуса. Главным усилителем вкуса считается натриевая соль глутаминовой кислоты.
Взрослому человеку при умеренной физической активности ежедневно необходимо с пищей получать около 3 тыс.кал. Однако помимо энергии организму необходим материал для роста, пища должна содержать жиры, белки, витамины и углеводы. Одним из источников пищевого белка может стать биотехнологическая переработка вегетативных тел высших грибов, а также биомассы микромицетов и водорослей. Питательную ценность имеет только мицелий истинных съедобных грибов – макромицетов (белые грибы, лисички), в составе которых отсутствуют токсичные вещества. Мицелий микромицетов уже давно используется в пищу народами Азии и Дальнего Востока, в меню которых доминирует крахмал и не хватает белков. Для обогащения крахмалсодержащих продуктов белками и придания им вкуса мяса в этих странах уж с древних времен на растительных продуктах выращивают плесневые грибы.
Рекомендуемая литература: 1-5, 8, 12-17, 21-24
Тема 4. Способы добычи руд
На протяжении столетий человечество добывало металлы из богатых и относительно простых по химическому составу руд. По мере истощения запасов таких руд стали использовать полиметаллические и более бедные руды. Традиционные способы добычи металлов загрязняли окружающую «природную среду отходами, шлаками (полезно используется не более 2% сырья). При этом извлекался только один элемент, а сопутствующие накапливались в отвалах. Более совершенен и менее антропогенен гидрометаллургический метод, основанный на использовании водных растворов, одним из разновидностей которого является бактериально-химическое выщелачивание металлов.
Основу этого процесса составляет окисление содержащихся в рудах сульфидных минералов тионовыми бактериями. При добыче каменного угля зачастую выделяется метан, являющийся причиной взрывов и смертельных случаев на шахтах.
Рекомендуемая литература: 1-5, 8, 12-17, 21-24
Тема 5. Получение экологически чистой энергии
Сегодня быстро развиваются разнообразные отрасли промышленности, в которых процессы жизнедеятельности микроорганизмов используются для создания замкнутых систем, для контроля за загрязнением сточных вод, биотестирования, для использования альтернативных энергоресурсов и химического сырья, как в промышленности, так и в сельском хозяйстве. Экологически чистые источники энергии не влияют отрицательно на окружающую среду. Современные источники энергии — ГЭС, ТЭС, АЭС — вызывают серьезные нарушения во внешней среде. Получение ценных видов органического топлива. Альтернативные источники получения экологически чистой энергии. Экологические характеристики биотоплива. Топливный этанол, водород, биогаз, ацетон, бутанол, изопропанол. Промышленное производство этанола. Микроорганизмы продуценты этанола. Утилизируемые субстраты. Образование водорода микроорганизмами. Биофотолиз воды. Промышленные сельско-хозяйственные и бытовые отходы – сырье для производства биогаза. Биогаз. Биометаногенез.
Рекомендуемая литература: 1-5, 8, 12-17, 21-24
Тема 6. Метатенки и аэротенки
Биокомпостирование твёрдых отходов. Аналогом аэробной очистки стоков является аэробное биокомпостирование твёрдых отходов. Характеристика и структура аэротенков и метатенков. Твёрдые отходы смешиваются с микроорганизмами, разлагающими вредные загрязнения, и балластным материалом типа торфа, который обеспечивает доступ кислорода к микроорганизмам. Это позволяет превратить отходы в удобрение или просто использовать их в качестве подсыпки для дорог, в строительстве и в других случаях.
Микробиологическая характеристика анаэробного ила. Метанобразующие бактерии. Биодеградация органических веществ в процессе метанового брожения. Фазы метанового брожения. Метановое сбраживание твёрдых отходов. Адаптация к токсинам.
Рекомендуемая литература: 1-5, 8, 12-17, 21-24
Тема 7. Биотехнология очистки вод
Методы очистки сточных вод: биологическая, биохимическая, биофизическая. Утилизация твердой фазы сточных вод и твердых бытовых отходов с помощью анаэробного сбраживания. Биологическая очистка природных и сточных вод от органических и неорганических соединений. Биологическая очистка стоков. Существуют микроорганизмы, для которых загрязнения, содержащиеся в сточных водах, являются питательными веществами. В начале 20 века произошла революция в очистки сточных вод с помощью активного ила – сложной смеси микроорганизмов. Хотя при этом требуется перемешивать жидкость и непрерывно аэрировать её воздухом, такой способ позволяет перерабатывать большие объёмы стоков с самыми разнообразными загрязнениями. Применение микроорганизмов в качестве флокулянтов. Обеззараживание и обезвреживание осадков сточных вод – химческое, радиационное, термическое, биотермическая обработка. Способы биохимической утилизации активного ила.
Специально адаптированные микроорганизмы для очистки сточных вод от органических соединений. Иммобилизованные микроорганизмы в процессах очистки воды. Физиология иммобилизованных микроорганизмов. Типы реакторов с иммобилизованными микроорганизмами. Полимерные насадки. Загрузки волокнистой структуры в качестве носителей специализированной микрофлоры в системах очистки воды.
Рекомендуемая литература: 1-5, 8, 12-17, 21-24
Тема 8. Биотехнология защиты атмосферного воздуха
Биологические источники загрязнения атмосферы. Составы газовых смесей, подверженных биологической очистке. Биологическая очистка газовых выбросов. Многие выбросы в атмосферу содержат вредные или дурно пахнущие примеси. Для их очистки применяют биофильтры, заполненные насадкой, на которой закреплены специальные микроорганизмы. Вредные примеси сорбируются на насадке и затем потребляются и обезвреживаются микроорганизмами. Создание биологически активного сорбирующего материала для очистки загрязненного воздуха. Биотехнологические методы защиты воздуха от дурно пахнущего загрязнения. Применение биореакторов и биофильтрационных установок для очистки и дезодорации газовоздушных выбросов, а также применение биоиндикаторов чистоты воздуха.
Рекомендуемая литература: 1-5, 8, 12-16, 21-24
Тема 9. Биореакторы и биофильтры
История биотехнологии насчитывает тысячелетия (производство хлебопечения, виноделие, сыроделие и т.д.). Однако ежегодно появляются новые прикладные направления биотехнологии, общим для которых является искусственное создание условий для эволюционных, биогеохимических процессов на Земле в виде характерных биореакторов, реализующихся с большими скоростями, оставаясь совместимыми по своим продуктам с окружающей природной средой. Типы биореакторов и их классификация. Биореакторы и биофильтрационная установка для очистки и дезодорации газовоздушных выбросов.
Биологическая очистка газовых выбросов. Многие выбросы в атмосферу содержат вредные или дурно пахнущие примеси. Для их очистки применяют биофильтры, заполненные насадкой, на которой закреплены специальные микроорганизмы. Вредные примеси сорбируются на насадке и затем потребляются и обезвреживаются микроорганизмами.
Рекомендуемая литература: 1-5, 8, 12-17, 21-24
Тема 10. Биологическая рекультивация
Существуют и многие другие способы биотехнологического воздействия на окружающую среду: биодеградация химических пестицидов и инсектицидов, борьба с накоплением метана в шахтах, обессеривание нефти и каменного угля, обогащение воздуха кислородом и другие. Биологическая рекультивация заключается в искусственном создании растительных покровов различного вида и включает механическую подготовку поверхностного слоя почвы, внесение в нее удобрений, посев многолетних трав. Механическая обработка нарушенных земель. При биорекультивации используются микроорганизмы, разрушающие нефть и нефтепродукты, а также биокомпосты и нефтесорбенты. Детоксикация почвы от пестицидов и других химических загрязнителей. Биоремедиация почв.
Рекомендуемая литература: 1-5, 8, 12-17, 21-24
Тема 11. Биотехническая очистка вод и почв от нефти и нефтепродуктов
Деятельность предприятий нефтяного комплекса приводит к образованию объемов шламовых отходов: шламов чистки резервуарных парков и оборудования, осадков и избыточных активных илов сооружений биологической очистки сточных вод, шламов химводоочистки теплоэлектроцентрали нефтеперерабатываю-щего завода и др. При всем многообразии характеристик различных нефтяных отходов в самом общем виде все нефтешламы могут быть разделены на три основные группы в соответствии с условиями их образования – грунтовые, придонные и резервуарного типа. Переработка нефтешламов резервуарного типа. Биотехнологическая очистка углеводородов нефти. Интенсивная биотермическая обработка шламовых отходов нефтяного комплекса. Эффективность биодеструкции нефтяного загрязнения. В настоящее время существует большое количество методов, с помощью которых снижают и ликвидируют загрязнения нефтью и нефтепродуктами.
Рекомендуемая литература: 1-5, 8, 12-17, 21-24
Тема 12. Биотехнология переработки отходов
Биотехнологические приемы являются примером эффективного контроля за состоянием окружающей среды. Особенно остро сейчас стоит проблема распространения в окружающей среде ксенобиотиков и нефтяных загрязнений. Биологическая переработка отходов преследует три основные цели: деградация органических и неорганических токсичных отходов; возобновление ресурсов для возврата в круговорот веществ С, N, P, S и т.д. Аэробная переработка отходов в сельском хозяйстве. Переработка отходов сельского хозяйства в анаэробных условиях. Особую важность биотехнологии переработки отходов обусловливает недолговременная исчерпаемость традиционных энергоносителей: угля, нефти, газа, а также далеко не бесспорные экологические характеристики атомных электростанций. Аэробное и анаэробное компостирование. Параметры и выход продуктов компостирования.
Рекомендуемая литература: 1-5, 8, 12-17, 21-24
Тема 13. Охрана лесов и зеленых насаждений от вредителей
Большое значение для защиты атмосферного воздуха имеют мероприятия по озеленению городов и пригородных зон. Известно, что зеленые насаждения – «легкие» города. Они очищают воздух от вредных веществ, пыли, газов, снижают шум в жилых кварталах, повышают влажность воздуха в жаркие дни. Один гектар зеленых насаждений за год очищает 10 млн. м3 воздуха, а за час поглощает 8 кг углекислого газа, которые выдыхают за это время 200 человек. Газозащитный эффект зеленых насаждений зависит от характера посадки, видового состава деревьев и кустарников, времени года.
Применение биопестицидов, их классификация. Биологический метод борьбы с вредителями. Инсектицидные биологические агенты и организмы: бактерии, грибы и вирусы. Виды насекомых энтомофагов. Производство бактериальных удобрений (особенно нитрагина), биологических средств борьбы с болезнями растений и их вредителями. Образование биогумуса.
Рекомендуемая литература: 1-5, 8, 12-17, 21-24
Тема 14. Биодеградация ксенобиотиков
Ксенобиотики, их классификация. Биодеградация органических соединений, загрязняющих окружающую среду, оправдана только в том случае, если в результате происходит их полная минерализация, разрушение и детоксикация. Детоксикация загрязняющих среду веществ может быть достигнута путем всего одной модификации структуры. Судьба ксенобиотика зависит от ряда сложным образом взаимосвязанных факторов как внутреннего характера (устойчивость ксенобиотика к различным воздействиям, растворимость его в воде, размер и заряд молекулы, летучесть), так и внешнего (рН, фотоокисление, выветривание). Все эти факторы будут определять скорость и глубину его превращения. Метаболический цикл ксенобиотиков. Биодеградация ксенобиотиков. Скорость биодеградации ксенобиотика данным сообществом микроорганизмов зависит от его способности проникать в клетки, а также от структурного сходства этого синтетического продукта и природного соединения, которое подвергается естественной биодеградации. В удалении ксенобиотиков из окружающей среды важную роль играют различные механизмы метаболизма.
Рекомендуемая литература: 1-5, 8, 12-17, 21-24
Тема 15. Биологические методы контроля
Биотестирование и биоиндикация. Определение биоиндикации. Классификация тест-объектов. Требования, предъявляемые к биоиндикаторам. Живые организмы, выбираемые для определения уровня загрязнения окружающей среды, клеточные культуры для оценки токсичности и мутагенного потенциала сточных вод. Развитие селективных, чувствительных и воспроизводимых методов анализа токсикантов в природных средах на основе биосенсоров, биотестов и биоиндикаторных систем. Иммуноферментный анализ. Достижения современной биологии дают новые эффективные средства индикации биологического загрязнения окружающей среды. Необходимо отметить методы, основанные на использовании моноклинальных антител, или иммуноферментные, а также электроды с иммобилизованными ферментами. Посредниками для индикации определенных соединений в воде или почве могут быть различные биологические объекты, которые аккумулируют эти вещества.
Рекомендуемая литература: 1-5, 8, 12-17, 21-24
7. Планы семинарских занятий
Тема 1. Введение. Цель и задачи курса
Вопросник:
1. Основная цель и задачи экологической биотехнологии;
2. Методы биотехнологической переработки отходов;
3. Применение биотехнологии в борьбе против распространения ксенобиотиков;
4. Применение биотехнологии в борьбе против распространения нефтяных загрязнений;
5. Применение биотехнологии в очистке всех компонентов биосферы (воды, почвы, воздуха и др.);
6. Возможность использования выделенных отходов в качестве вторичного сырья.
Задание № 1. Подготовить на семинар лекционный конспект по пройденной теме.
Задание № 2. Изобразите схематично связь экологической биотехнологии с другими науками.
Рекомендуемая литература: 1-5, 8, 12-17, 21-24
Тема 2. Методы и приемы получения полезных продуктов
Вопросник:
1. Какие катализаторы используются для осуществления химических взаимопревращений?
2. Назовите химические вещества из биомассы.
3. Что такое терпены и алкалоиды?
4. Бродильное производство и технология на основе ферментов;
5. Генная инженерия, технология иммобилизованных ферментов;
6. Применение биотехнологических методов в производстве и модификации пищевых продуктов.
Задание № 1. Подготовить на семинар лекционный конспект по пройденной теме.
Задание № 2. заполните таблицу «Типы и этапы промышленного производства полезных продуктов».
Рекомендуемая литература: 1-5, 8, 12-17, 21-24
Тема 3. Пищевые добавки и получение пищевого белка
Вопросник:
1. Какие организмы используются в пищевой биотехнологии?
2. ГМО в пищевой биотехнологии.
3. Что такое пищевые добавки, для чего они используются?
4. Перечислите пищевые добавки, которые получают биотехнологическим путем.
5. Какие микроорганизмы используют при производстве усилителей вкуса?
6. Ценность белковых продуктов.
7. Используемый в пищу белок, получаемый с микромицетов.
8. Биотехнологическая переработка вегетативных тел макромицетов.
9. Биотехнологическая переработка микромицетов.
Задание № 1. заполните таблицу «Микроорганизмы, применяемые в производстве пищевых добавок».
Задание № 2. заполните таблицу «Белковые продукты, получаемые с применением мицелиальных грибов различными народами».
Рекомендуемая литература: 1-5, 8, 12-17, 21-24
Тема 4. Способы добычи руд
Вопросник:
1. Традиционные способы добычи металлов;
2. Основная суть гидрометаллургического метода;
3. Бактериально-химическое выщелачивание металлов;
4. Микробиологические способы извлечения металлов из растворов;
5. Металлы, извлекаемые из сточных вод с помощью микроорганизмов;
6. Особенности добычи каменного угля.
Задание № 1. Подготовить на семинар лекционный конспект по пройденной теме.
Задание № 2. опишите процесс добычи руд биотехнологическими методами.
Рекомендуемая литература: 1-5, 8, 12-17, 21-24
Тема 5. Получение экологически чистой энергии
Вопросник:
1. Применение микроорганизмов для использования альтернативных энергоресурсов;
2. Использование микроорганизмов в биотестировании;
3. Что относится к экологически чистым источникам энергии;
4. Получение ценных видов органического топлива;
5. Биофотолиз воды;
6. Свойство и состав биогаза;
7. Биометаногенез.
Задание № 1. Подготовить на семинар лекционный конспект по пройденной теме.
Задание № 2. Напишите конспект на тему «Ожидаемый результат и перспективы применения биогаза».
Рекомендуемая литература: 1-5, 8, 12-17, 21-24
Тема 6. Метатенки и аэротенки
Вопросник:
1. Какие процессы протекают в метатенке?
2. Какие процессы протекают в аэротенке?
3. Биокомпостирование твёрдых отходов;
4. Строение и классификация аэротенков;
5. Структура и классификация метатенков;
6. Метановое сбраживание твёрдых отходов.
Задание № 1. Подготовить на семинар лекционный конспект по пройденной теме.
Задание № 2. Составьте и заполните таблицу с сравнительным описанием свойства и структур аэротенков и метатенков.
Задание № 3. Опишите схематически биологическую очистку воды в аэротенке
Рекомендуемая литература: 1-5, 8, 12-17, 21-24
Тема 7. Биотехнология очистки вод
Вопросник:
1. Методы очистки сточных вод;
2. На что основывается биофизическая очистка вод;
3. Биологическая очистка природных и сточных вод;
4. Классификация микроорганизмов, участвующих в очистке вод;
5. Что такое флокулянты?
Задание № 1. Подготовить на семинар лекционный конспект по пройденной теме.
Задание № 2. Заполните таблицу «Этапы очистки сточных вод».
Задание № 3. Составьте принципиальную схему очистных сооружений
Рекомендуемая литература: 1-5, 8, 12-17, 21-24
Тема 8. Биотехнология защиты атмосферного воздуха
Вопросник:
1. Биологические источники загрязнения атмосферы;
2. Составы газовых смесей, подверженных биологич. очистке;
3. Биологическая очистка газовых выбросов;
4. Биофильтры, применяемые для очистки воздуха;
5. Биологически активный сорбирующий материал для очистки загрязненного воздуха;
6. Биотехнологические методы защиты воздуха;
7. Применение биореакторов и биофильтрационных установок.
Задание № 1. Подготовить на семинар лекционный конспект по пройденной теме.
Задание № 2. Подготовьте и защитите доклад на тему: «Биотехнологические методы очистки атмосферного воздуха».
Рекомендуемая литература: 1-5, 8, 12-17, 21-24
Тема 9. Биореакторы и биофильтры
Вопросник:
1. Типы биореакторов и их классификация;
2. Конструкция биореакторов;
3. Конструкция биофильтров;
4. Биореакторы и биофильтрационная установка очистки воздуха;
5. Биофильтрационная установка для дезодорации газовоздушных выбросов;
6. Биофильтры для очистки сточных вод.
Задание № 1. Подготовить на семинар лекционный конспект по пройденной теме.
Задание № 2. Составьте экономическое обоснование для производства биореактора или биофильтра в нашем регионе. Рентабельно ли будет это производство.
Рекомендуемая литература: 1-5, 8, 12-17, 21-24
Тема 10. Биологическая рекультивация
Вопросник:
1. Особенности биологической рекультивации;
2. Детоксикация почвы от пестицидов и других загрязнителей;
3. Биоремедиация почв;
4. Механическая обработка нарушенных земель;
5. Применение биокомпостов;
6. Применение нефтесорбентов.
Задание № 1. Подготовить на семинар лекционный конспект по пройденной теме.
Задание № 2. Подготовьте конспект по классификации и применению биокомпостов.
Рекомендуемая литература: 1-5, 8, 12-16, 21-24
Тема 11. Биотехническая очистка вод и почв от нефти и нефтепродуктов
Вопросник:
1. Типы нефтешламов и отходов нефтепродуктов;
2. Характеристика различных нефтяных отходов;
3. Классификация нефтесорбентов;
4. Переработка нефтешламов резервуарного типа;
5. Переработка нефтешламов грунтового и придонного типов;
6. Биотехнологическая очистка углеводородов нефти;
7. Биотермическая обработка нефтешламовых отходов.
Задание № 1. Подготовить на семинар лекционный конспект по пройденной теме.
Задание № 2. заполните таблицу, учитывая характеристику, действие и сферу применения различных методов, снижающих и ликвидирующих загрязнения почв нефтью и нефтепродуктами.
Рекомендуемая литература: 1-5, 8, 12-17, 21-24
Тема 12. Биотехнология переработки отходов
Вопросник:
1. Классификация ТБО;
2. Биотехнологические приемы переработки отходов;
3. Биологическая переработка отходов;
4. Биокомпостирование твёрдых отходов;
5. Стадии биодеградации твердых отходов;
6. Аэробная переработка отходов в сельском хозяйстве;
7. Переработка отходов сельского хозяйства в анаэробных условиях.
Задание № 1. Подготовить на семинар лекционный конспект по пройденной теме.
Задание № 2. Заполните таблицу «Типы отходов и методы их биологической обработки».
|
Физическое состояние |
Типы отходов |
ХПК, мг/л |
Вид обработки |
Преимущество |
Рекомендуемая литература: 1-5, 8, 12-17, 21-24
Тема 13. Охрана лесов и зеленых насаждений от вредителей
Вопросник:
1. Типы деревьев и кустарников, используемых в озеленений;
2. Классификация биопестицидов;
3. Биологический метод борьбы с вредителями;
4. Инсектицидные биологические агенты и организмы;
5. Виды насекомых энтомофагов;
6. Производство бактериальных удобрений;
7. Образование биогумуса.
Задание № 1. Подготовить на семинар лекционный конспект по пройденной теме.
Задание № 2. Подготовьте литературный обзор в виде доклада на тему: «Биологические средства борьбы с болезнями растений и их вредителями».
Рекомендуемая литература: 1-5, 8, 12-17, 21-24
Тема 14. Биодеградация ксенобиотиков
Вопросник:
1. Что такое ксенобиотики?
2. Классификация ксенобиотиков;
3. Биодеградация органических соединений;
4. Биодеградация ксенобиотиков;
5. Различные механизмы метаболизма ксенобиотиков.
Задание № 1. Подготовить на семинар лекционный конспект по пройденной теме.
Задание № 2. Опишите схематично метаболический цикл ксенобиотиков.
Рекомендуемая литература: 1-5, 8, 12-17, 21-24
Тема 15. Биологические методы контроля
Вопросник:
1. Применение биоиндикаторов чистоты воздуха;
2. Особенности биотестирования;
3. Определение биоиндикации;
4. Классификация тест-объектов;
5. Требования, предъявляемые к биоиндикаторам.
Задание № 1. Подготовить на семинар лекционный конспект по пройденной теме.
Задание № 2. Подготовьте и защитите доклад на тему: «Классификация и применение биоиндикаторов чистоты воздуха».
Рекомендуемая литература: 1-5, 8, 12-17, 21-24
8. Планы лабораторных занятий
Лабораторные занятия по учебному плану не предусмотрены
9. Методические рекомендации по изучению дисциплины
Освоить материал по данным темам, изучить материал по вопросникам, сгруппировать информацию, обобщить ее в целое, проанализировать.
Пользуясь читальными залами КарГУ, залами электронных ресурсов, интернет-источниками выполнять задания по СРСП и СРС.
Для выполнения всех предложенных заданий можно пользоваться как предложенными литературными источниками, так и популярными, научно-популярными, выдержками из газет, журналов, телевизионных передач, информацией из Интернета, а также применять творческий подход. Тщательная подготовка к занятиям и в срок выполненные виды работ текущего контроля являются залогом освоения знаниями, умениями и навыками по дисциплине «Экологическая биотехнология».
Конспектирование – краткое изложение, краткая запись содержания прочитанного.
Эссе - прозаическое сочинение небольшого объема в свободной композиции, выражающее индивидуальные впечатления и соображения по конкретному поводу или вопросу.
Глоссарий – толкование понятий и терминов, встречающихся в каком-либо литературном источнике.
Аннотация – краткое свернутое изложение прочитанного без потери существенного смысла. Для написания аннотации требуется изложить краткую суть главы.
Рецензия – краткий отзыв с выражением своего отношения к прочитанному. Для написания рецензии требуется изложить краткую суть главы, указать круг читателей, на которых она рассчитана, отметить наличие наглядных материалов: таблиц, рисунков и т.д. и их названия, а также отразить свою точку зрения.
10. Методические рекомендации и указания по выполнению расчетно-графических, лабораторных работ, курсовых проектов (работ).
Выполнение расчетно-графических, лабораторных работ и курсовых проектов по учебному плану не предусмотрены
11. Планы занятий в рамках самостоятельной работы студентов под руководством преподавателя
Форма проведения СРСП аудиторная: самостоятельная работа, консультирование, опрос, защита рефератов.
Тема 1. Введение. Цель и задачи курса
Задание № 1. Напишите эссе об ученых, исследования которых стали основополагающими для развития экологической биотехнологии.
Задание № 2. Изобразите схематично связь экологической биотехнологии с другими науками.
Рекомендуемая литература: 1-5, 8, 12-17, 21-24
Тема 2. Методы и приемы получения полезных продуктов
Задание № 1. Подготовьте доклад на тему: «Новейшие способы получения химических веществ из биомассы».
Задание № 2. Подготовьте аннотацию на отдельный раздел или статью о выделении терпенов и алкалоидов, используемых при производстве лекарств.
Рекомендуемая литература: 1-5, 8, 12-17, 21-24
Тема 3. Пищевые добавки и получение пищевого белка
Задание № 1. Напишите конспект на тему: «Польза и вред глутамата натрия».
Задание № 2. Напишите эссе на тему «Получение белка благодаря культивированию одноклеточных водорослей».
Методические рекомендации по выполнению заданий – используя предложенную литературу, напишите конспект, отражая сырье, условия ферментации, продуцентов, выход глутамата натрия. Подготовьте краткое эссе, где отразите использование водорослей в пищу различными народами, современные возможности культивирования in vitro, например, сине-зеленых водорослей.
Рекомендуемая литература: 1-5, 8, 12-17, 21-24
Тема 4. Способы добычи руд
Задание № 1. Дайте полную характеристику, описывая принцип работы гидрометаллургического метода.
Задание № 2. Дайте описание и применение тионовых бактерий.
Рекомендуемая литература: 1-5, 8, 12-17, 21-24
Тема 5. Получение экологически чистой энергии
Задание № 1. Постройте схему последовательных стадии биометаногенеза.
Задание № 2. Напишите и защитите доклад на тему: «Результаты и перспективы применения биогаза».
Задание № 3. Заполните таблицу: «Фазы метанового брожения»
|
Группы бактерий, участвующие в процессе |
Исходные вещества |
Продукты |
Методические рекомендации по выполнению заданий – используя предложенную литературу, схематически проставьте процесс биометаногенеза, отмечая последовательные этапы; напишите доклад, отражая предполагаемые результаты и возможности применения биологического топлива.
Рекомендуемая литература: 1-5, 8, 12-17, 21-24
Тема 6. Метатенки и аэротенки
Задание № 1. Подготовить на проверку таблицу: «Аэротенк для очистки сточных вод»
|
Аэротенк |
Характеристика и принцип работы |
Схема |
Задание № 2. Определите что изображено на рисунке и опишите данный процесс:
Методические рекомендации по выполнению заданий – используя предложенную литературу, заполните таблицу, где нужно указать тип аэротенка, его характеристику с принципом работы; а также нужно составить схему конструкции метатенка для очистки стоков.
Рекомендуемая литература: 1-5, 8, 12-17, 21-24
Тема 7. Биотехнология очистки вод
Задание № 1. Проведите расчет и заполните таблицу: «Система аэробной очистки городских стоков».
|
Оборудование |
Количество |
Общий объем, м |
Примечание |
Задание № 2. Заполните таблицу «Биотехнологические методы очистки вод».
Задание № 3. Представьте химическую реакцию биометаногенеза
Методические рекомендации по выполнению заданий – используя предложенную литературу, заполните таблицы. В 1-м задании нужно предварительно провести расчеты городских коммунальных стоков, указать тип аэротенка для очистки вод, их количество, общий объем очищенной жидкости. Во 2-м задании таблицу составляете произвольно, учитывая методы очистки вод и их характеристику.
Рекомендуемая литература: 1-5, 8, 12-17, 21-24
Тема 8. Биотехнология защиты атмосферного воздуха
Задание № 1. Разработайте свой проект по конструкции биофильтрационной установки для очистки газовоздушных выбросов.
Методические рекомендации по выполнению заданий – используя предложенную литературу, составьте в произвольном виде свой план разработки биофильтра, тщательно обосновывая каждую деталь данной установки.
Рекомендуемая литература: 1-5, 8, 12-17, 21-24
Тема 9. Биореакторы и биофильтры
Задание № 1. Подготовьте и заполните таблицу: «Производительность и стоимость биореакторов различных систем»
|
Система |
Продуктивность, мэ/(ма-сут) |
Стоимость 1 м3 биореактора, ECU |
Задание № 2. Составьте схематически принцип действия и конструкцию биофильтрационной установки.
Методические рекомендации по выполнению заданий – используя предложенную литературу заполните таблицу: в 1-й графе пишется система биореактора, во 2-й графе его продуктивность, в 3-й графе удельная стоимость установки в расчете на 1 м3 ректора. А также нужно составить схему системы биофильтрации и принцип его работы.
Рекомендуемая литература: 1-5, 8, 12-17, 21-24
Тема 10. Биологическая рекультивация
Задание № 1. Подготовьте к проверке таблицу: «Биотехнологические методы защиты окружающей среды».
|
Метод |
Сфера применения или субстрат |
Сущность метода |
Задание № 2. Подготовьте конспект по классификации и применению биокомпостов.
Рекомендуемая литература: 1-5, 8, 12-16, 21-24
Тема 11. Биотехническая очистка вод и почв от нефти и нефтепродуктов
Задание № 1. Подготовьте и заполните таблицу:
|
Тип биотехнологического оборудования |
Характеристика |
действие |
Ожидаемый результат |
|
Нефтедеструктор |
|||
|
Светокорректирующие пленки |
|||
|
Биоконвеер |
|||
|
… |
Задание № 2. Составьте схему поэтапного проведения биодеструкции нефтешламовых отходов
Рекомендуемая литература: 1-5, 8, 12-17, 21-24
Тема 12. Биотехнология переработки отходов
Задание № 1. Опишите процесс переработки отходов сельского хозяйства в анаэробных условиях.
Задание № 2. Напишите рецензию на раздел или статью о проблемах утилизации ТБО в крупных населенных пунктах.
Рекомендуемая литература: 1-5, 8, 12-17, 21-24
Тема 13. Охрана лесов и зеленых насаждений от вредителей
Задание № 1. Составьте кроссворд по пройденной теме.
Задание № 2. Подготовьте и защитите доклад на тему: «Производство бактериальных удобрений и образование биогумуса».
Рекомендуемая литература: 1-5, 8, 12-17, 21-24
Тема 14. Биодеградация ксенобиотиков
Задание № 1. Подготовьте таблицу сравнивая различные механизмы метаболизма ксенобиотиков.
Задание № 2. Опишите схематично биодеградацию органических соединений.
Рекомендуемая литература: 1-5, 8, 12-17, 21-24
Тема 15. Биологические методы контроля
Задание № 1. Составьте и заполните таблицу: «Классификация тест-объектов».
|
Тест-объект |
Характеристика и свойства |
Область применения |
Результативность |
|
|
|
|
|
Задание № 2. Составьте перечень требований, предъявляемые к биоиндикаторам.
Рекомендуемая литература: 1-5, 8, 12-17, 21-24
12 Планы занятий в рамках самостоятельной работы студентов
Тема 1. Введение. Цель и задачи курса
Задание № 1. Напишите конспект «Задачи экологической биотехнологии».
Задание № 2. Подготовьте и защитите реферат № 1, 2. 3.
Рекомендуемая литература: 1-5, 8, 12-17, 21-24
Тема 2. Методы и приемы получения полезных продуктов
Задание № 1. Подготовить на семинар лекционный конспект по пройденной теме.
Задание № 2. заполните таблицу «Типы и этапы промышленного производства полезных продуктов».
Задание № 3. Подготовьте и защитите реферат № 5, 6, 7
Рекомендуемая литература: 1-5, 8, 12-17, 21-24
Тема 3. Пищевые добавки и получение пищевого белка
Задание № 1. В виде таблицы представьте информацию о различных пищевых добавках.
Материалы самоконтроля: в качестве чего используют в пищевой промышленности глутамат натрия?
Методические указания по выполнению: дайте характеристику различным пищевым добавкам, таким как консерванты, подсласти-тели, загустители, усилители вкуса и так далее, с указанием шифра. который указывают на упаковках пищевых продуктов.
Задание № 2. Напишите эссе о пользе и вреде ГМ продуктов.
Задание № 3. Подготовьте и защитите реферат № 8, 9, 10
Рекомендуемая литература: 1-5, 8, 12-17, 21-24
Тема 4. Способы добычи руд
Задание № 1. Опишите особенности биотехнологической добычи каменного угля.
Задание № 2. Подготовьте и защитите реферат № 11
Рекомендуемая литература: 1-5, 8, 12-17, 21-24
Тема 5. Получение экологически чистой энергии
Задание № 1. Представьте в виде таблицы классификацию источников энергии – ГЭС, ТЭС, АЭС, указывая их специфику деятельности и негативное воздействие на окружающую среду.
Задание № 2. Заполните таблицу: «Характеристика метанобразующих бактерий».
|
Род и вид |
Характеристика культуры |
субстрат |
Задание № 3. Подготовьте и защитите реферат № 12, 13, 14, 15
Рекомендуемая литература: 1-5, 8, 12-17, 21-24
Тема 6. Метатенки и аэротенки
Задание № 1. Составьте схему системы анаэробной очистки промышленных стоков в метатенках.
Задание № 2. Представьте в виде таблицы классификацию метановых бактерии.
Задание № 3. Подготовьте и защитите реферат № 16, 17, 18
Рекомендуемая литература: 1-5, 8, 12-17, 21-24
Тема 7. Биотехнология очистки вод
Задание № 1. Дайте определение понятию «флокулянты».
Задание № 2. Заполните таблицу «Классификация микроорганизмов, участвующих в очистке вод».
Задание № 2. Подготовьте и защитите реферат № 20, 21, 22
Рекомендуемая литература: 1-5, 8, 12-17, 21-24
Тема 8. Биотехнология защиты атмосферного воздуха
Задание № 1. Подготовьте конспект по теме: «Биологически активный сорбирующий материал для очистки загрязненного воздуха».
Задание № 2. Подготовьте и защитите реферат № 25, 26
Рекомендуемая литература: 1-5, 8, 12-17, 21-24
Тема 9. Биореакторы и биофильтры
Задание № 1. Подготовить схему системы биореактора и принцип его работы в очистке компонентов окружающей среды.
Задание № 2. Подготовьте и защитите реферат № 23, 24, 27, 28, 30
Рекомендуемая литература: 1-5, 8, 12-17, 21-24
Тема 10. Биологическая рекультивация
Задание № 1. Подготовьте к проверке таблицу: «Классификация микроорганизмов участвующихв биорекультивации земель».
|
Вид микроорганизма |
Сфера применения или субстрат |
Сущность метода |
Задание № 2. Подготовьте и защитите реферат № 31, 32, 33,34, 35
Рекомендуемая литература: 1-5, 8, 12-16, 21-24
Тема 11. Биотехническая очистка вод и почв от нефти и нефтепродуктов
Задание № 1. Начертите схему биотермической обработки нефтяных шламовых отходов
Задание № 2. Подготовьте и защитите реферат № 36, 37
Рекомендуемая литература: 1-5, 8, 12-17, 21-24
Тема 12. Биотехнология переработки отходов
Задание № 1. Проведите анализ и составьте динамику образования ТБО в вашем регионе.
Задание № 2. Подготовьте и защитите реферат № 38, 39, 40
Рекомендуемая литература: 1-5, 8, 12-17, 21-24
Тема 13. Охрана лесов и зеленых насаждений от вредителей
Задание № 1. Подготовьте конспект на тему: «Применение биопестицидов, их классификация».
Задание № 2. Подготовьте глоссарий по пройденной теме: «Биологические средства борьбы с болезнями растений и их вредителями».
Задание № 3. Подготовьте и защитите реферат № 41, 42, 43, 44, 45
Рекомендуемая литература: 1-5, 8, 12-17, 21-24
Тема 14. Биодеградация ксенобиотиков
Задание № 1. Расскройте понятие «ксенобиотики», описывая их свойства и область применения.
Задание № 2. Подготовьте и защитите реферат № 46, 47, 48
Рекомендуемая литература: 1-5, 8, 12-17, 21-24
Тема 15. Биологические методы контроля
Задание № 1. Составьте и заполните таблицу, указывая отличия и сходства биотестирования и биоиндикации.
Задание № 2. Подготовьте и защитите реферат № 49, 50
Рекомендуемая литература: 1-5, 8, 12-17, 21-24
13 Тематика письменных работ по курсу
1. Роль биотехнологии в защите и оздоровлении биосферы.
2. Биотехнологические методы и средства защиты окружающей среды.
3. Биологические агенты и процессы экологической биотехнологии.
4. Методы биотехнологической переработки отходов
5. Методы и приемы получения полезных продуктов
6. Производство ценных веществ из растений.
7. Генная инженерия и технология иммобилизованных ферментов.
8. Биотехнологические методы в производстве и модификации пищевых продуктов.
9. Биологически активные пищевые добавки.
10. Получение пищевого белка.
11. Способы добычи руд
12. Получение экологически чистой энергии
13. Биофотолиз воды.
14. Биогаз.
15. Биометаногенез.
16. Типы и конструкция метатенков.
17. Типы и конструкция аэротенков.
18. Биокомпостирование твёрдых отходов.
19. Метановое сбраживание твёрдых отходов.
20. Методы очистки сточных вод.
21. Биологическая очистка стоков.
22. Способы биохимической утилизации активного ила.
23. Физиология иммобилизованных микроорганизмов.
24. Типы реакторов с иммобилизованными микроорганизмами.
25. Биологические источники загрязнения атмосферы.
26. Создание биологически активного сорбирующего материала для очистки загрязненного воздуха.
27. Применение биореакторов для очистки и дезодорации воздуха.
28. Применение биофильтрационных установок для очистки и дезодорации газовоздушных выбросов
29. Применение биоиндикаторов чистоты воздуха.
30. Типы биореакторов и их классификация.
31. Биологическая рекультивация
32. Биодеградация химических пестицидов и инсектицидов.
33. Механическая обработка нарушенных земель.
34. Биокомпосты их свойства и применение.
35. Биоремедиация почв.
36. Биотехническая очистка вод и почв от нефти и нефтепродуктов
37. Типы и классификация нефтешламов.
38. Биологическая переработка отходов.
39. Деградация органических и неорганических токсичных отходов.
40. Аэробное и анаэробное компостирование.
41. Охрана лесов и зеленых насаждений от вредителей
42. Применение биопестицидов, их классификация.
43. Биологический метод борьбы с вредителями.
44. Производство бактериальных удобрений.
45. Образование биогумуса.
46. Биодеградация ксенобиотиков
47. Ксенобиотики, их классификация.
48. Метаболический цикл ксенобиотиков.
49. Биологические методы контроля
50. Иммуноферментный анализ.
14. Информация по оценке
Рейтинговая шкала оценки знаний студентов
|
Формы контроля |
Баллы |
|
Текущий |
50-100 |
|
Рубежный контроль |
50-100 |
|
Итоговый контроль |
50-100 |
|
Всего: |
50-100 |
Критерии оценки знаний
|
%-ное содер-жание |
Критерии |
|
0-49 |
Полное отсутствие знаний программного материала; незнание основного материала учебной программы и допуск грубых ошибок. |
|
50-74 |
Ответ в основном правильный, но неполный; в нем обнаруживается недостаточно глубокое понимание программного материала; допускаются отдельные ошибки в изложении ведущих идей и теоретических положений; проявляется умение лишь к репродуктивному изложению материала; отсутствуют выводы и обобщения. |
|
75-89 |
Ответ полный правильный; показаны знания основных идей, положений изучаемых источников. Правильная оценка общественных явлений. Знание фактического материала, основных понятий и законов. Привлечение материала по другим учебным предметам, из периодической печати. Умение вести доказательство, аргументировать, делать опровержение, выводы и обобщения. Но есть неточности в изложении, не ведущие, однако, к существенному искажению содержания. |
|
90-100 |
Ответ полный, правильный; показаны знания основных идей, положений изучаемых источников. Правильная оценка изучаемых источников. Правильная оценка общественных явлений. Знание фактического материала, основных понятий и законов. Привлечение материала по другим учебным предметам, из периодической печати. Умение вести доказательство, аргументировать, делать опровержение, выводы и обобщения. |
15. Тестовые задания для самоконтроля
1. В каком способе консервирования растительной продукции используется больше всего соли:
A) моченые
B) квашенные
C) &соленые
D) замороженные
E) сушенные
2. Ферментные препараты, используемые для повышения выхода соков:
A) протеаза
B) &пектинэстераза
C) пероксидаза
D) каталаза
E) целлюлаза
3. Определите, что из перечисленного не является сырьем для хлебопечения:
A) мука
B) вода
C) &жир
D) соль
E) дрожжи
4. Дрожжевое молоко это:
A) &водная суспензия клеток дрожжей
B) дрожжи, растворенные в молоке
C) молочная суспензия
D) сушенные дрожжи
E) лиофилизированные клетки дрожжей
5. Срок хранения сушенных дрожжей:
A) сутки
B) неделя
C) месяц
D) 6 месяцев
E) &24 месяца
6. Крахмал под действием амилаз расщепляется с образованием:
A) сахарозы
B) &глюкозы
C) мальтозы
D) фруктозы
E) галактозы
7. Клетки дрожжей способны сбраживать:
A) сахарозу
B) &глюкозу
C) мальтозу
D) фруктозу
E) галактозу
8. Жидкое тесто для хлеба называют:
A) опарыш
B) суспензия
C) сусло
D) &опара
E) солод
9. Спиртовое брожение протекает при рН:
A) 2-3
B) &4-5
C) 6-7
D) 8-9
E) 10-11
10. Определите, что из перечисленного не относится к спиртовому брожению:
A) анаэробный процесс
B) сбраживаются в основном моносахара
C) дрожжи не обладают амилолитическими ферментами
D) этиловый спирт угнетает жизнедеятельность дрожжей
E) &аэробный процесс
11. Полное растворение крахмала достигается при температуре:
A) 20-35оС
B) 50-70оС
C) 100-110оС
D) &130-160оС
E) 250-300оС
12. Наибольшая скорость брожения наблюдается при температуре:
A) 20оС
B) &30оС
C) 50оС
D) 100оС
E) 10оС
13. Максимальная концентрация этанола, к которой устойчивы некоторые расы дрожжей:
A) 5%
B) 12%
C) 16%
D) &20%
E) 23%
14. Определите, что из предложенного не является сырьем для пивоварения:
A) хмель
B) &масло
C) дрожжи
D) ячмень
E) вода
15. Пророщенный в искусственных условиях ячмень:
A) &солод
B) сусло
C) опара
D) суспензия
E) клейковина
16. Основная цель солодоращения:
A) изменение цвета зерна
B) накопление углекислого газа
C) &накопление амилолитических ферментов
D) разрушение клеточных мембран
E) синтез жирных кислот
17. Водный раствор экстрактивных веществ солода:
A) опара
B) &сусло
C) клейковина
D) квас
E) дробина
18. Медленное сбраживание сахаров, созревание пива и насыщение его углекислым газом:
A) главное брожение
B) квашение
C) &дображивание
D) мочение
E) солодоращение
19. Вина, не содержащие избыточной углекислоты:
A) шампанские
B) шипучие
C) столовые
D) игристые
E) &тихие
20.Высококачественные вина, прошедшие полный цикл созревания, вырабатываемые из определенных сортов винограда:
A) &марочные
B) выдержанные
C) коллекционные
D) молодые
E) кислые
Ключи правильных ответов
|
Номер вопроса |
Правильный ответ (A,B,C,D,E) |
Номер вопроса |
Правильный ответ (A,B,C,D,E) |
|
|
1 |
C |
11 |
D |
|
|
2 |
B |
12 |
B |
|
|
3 |
C |
13 |
D |
|
|
4 |
A |
14 |
B |
|
|
5 |
E |
15 |
A |
|
|
6 |
B |
16 |
C |
|
|
7 |
B |
17 |
B |
|
|
8 |
D |
18 |
C |
|
|
9 |
B |
19 |
E |
|
|
10 |
E |
20 |
A |
Критерии оценки знаний студентов
|
Количество правильных ответов |
Оценка |
|
19-20 |
Отлично |
|
16-18 |
Хорошо |
|
10-15 |
Удовлетворительно |
|
Ниже 10 баллов |
Неудовлетворительно |
16 Экзаменационные вопросы по курсу
1. Предмет экологической биотехнологии, ее цели и задачи.
2. Ферментные технологии.
3. Применение биотехнологии в борьбе против распространения ксенобиотиков
4. Применение биотехнологии в борьбе против нефтяных загрязнений.
5. Процесс брожения с участием микроорганизмов.
6. Бродильное производство и технология на основе ферментов.
7. Подкислители и усилители вкуса.
8. Биотехнологическая переработка вегетативных тел макромицетов.
9. Биотехнологическая переработка биомассы микромицетов.
10. Биотехнологическая переработка биомассы водорослей.
11. Гидрометаллургический метод добычи руд.
12. Альтернативные энергоресурсы.
13. Экологически чистые источники энергии.
14. Получение ценных видов органического топлива.
15. Экологические характеристики биотоплива.
16. Промышленное производство этанола.
17. Микроорганизмы продуценты этанола.
18. Утилизируемые субстраты.
19. Образование водорода микроорганизмами.
20. Сырье для производства биогаза.
21. Микробиологическая характеристика анаэробного ила.
22. Метанобразующие бактерии.
23. Биодеградация органических веществ в процессе метанового брожения.
24. Фазы метанового брожения.
25. Адаптация к токсинам.
26. Методы очистки сточных вод.
27. Биологическая очистка природных и сточных вод от загрязняющих веществ.
28. Биологическая очистка стоков.
29. Применение микроорганизмов в качестве флокулянтов.
30. Специально адаптированные микроорганизмы для очистки сточных вод от органических соединений.
31. Иммобилизованные микроорганизмы в процессах очистки воды.
32. Биологическая очистка природных и сточных вод от органических и неорганических соединений.
33. Составы газовых смесей, подверженных биологической очистке.
34. Биологическая очистка газовых выбросов.
35. Биотехнологические методы защиты воздуха от дурно пахнущего загрязнения.
36. Борьба с накоплением метана в шахтах
37. Обессеривание нефти и каменного угля.
38. Обогащение воздуха кислородом.
39. Нефтесорбенты их свойства и применение.
40. Детоксикация почвы от пестицидов и других химических загрязнителей.
41. Переработка нефтешламов резервуарного типа.
42. Биотехнологическая очистка углеводородов нефти.
43. Интенсивная биотермическая обработка нефтешламовых отходов.
44. Биологическая переработка отходов.
45. Деградация органических и неорганических токсичных отходов.
46. Возобновление ресурсов для возврата в круговорот веществ.
47. Аэробная переработка отходов в сельском хозяйстве.
48. Переработка отходов сельского хозяйства в анаэробных условиях.
49. Инсектицидные биологические агенты и организмы.
50. Виды насекомых энтомофагов.
51. Образование биогумуса.
52. Биодеградация ксенобиотиков
53. Ксенобиотики, их классификация.
54. Биодеградация органических соединений, загрязняющих окружающую среду.
55. Характеристика биотестирования.
56. Определение биоиндикации.
57. Классификация тест-объектов.
58. Требования, предъявляемые к биоиндикаторам.
59. Живые организмы, выбираемые для определения уровня загрязнения окружающей среды.
60. Методы определения и анализа токсикантов в природных средах.
17. Программное и мультимедийное сопровождение учебных занятий
|
Тема |
Вид занятия |
Вид программного продукта |
Место предоставления доступа |
Название специализированных аудиторий |
|
Биотехнология очистки вод |
Лекция |
Презентация |
Зал электронных ресурсов |
Ауд № 318 |
|
Биотехнология защиты атмосферного воздуха |
Лекция |
Презентация |
Зал электронных ресурсов |
Ауд № 318 |
|
Биореакторы и биофильтры |
Лекция |
Презентация |
Зал электронных ресурсов |
Ауд № 318 |
Содержание
|
1 |
Типовая учебная программа дисциплины |
3 |
|
2 |
Рабочая учебная программа дневного отделения |
3 |
|
3 |
Программа обучения по дисциплине (SYLLABUS) |
4 |
|
3.1 |
Данные о преподавателях |
4 |
|
3.2 |
Пререквизиты |
4 |
|
3.3 |
Постреквизиты |
4 |
|
3.4 |
Краткое описание курса |
4 |
|
4. |
График выполнения и сдачи заданий по дисциплине |
4 |
|
5 |
Карта учебно-методической обеспеченности дисциплины |
5 |
|
6 |
Лекционный комплекс |
6 |
|
7 |
Планы семинарских занятий |
14 |
|
8 |
Планы лабораторных занятий |
20 |
|
9 |
Методические рекомендации по изучению дисциплины |
20 |
|
10 |
Методические рекомендации и указания по выполнению расчетно-графических, лабораторных работ, курсовых проектов (работ) |
21 |
|
11 |
Планы занятий в рамках самостоятельной работы студентов под руководством преподавателя |
21 |
|
12 |
Планы занятий в рамках самостоятельной работы студентов |
26 |
|
13 |
Тематика письменных работ по курсу |
29 |
|
14 |
Информация по оценке |
30 |
|
15 |
Тестовые задания для самоконтроля |
31 |
|
16 |
Экзаменационные вопросы по курсу |
35 |
|
17 |
Программное и мультимедийное сопровождение учебных занятий |
37 |
УМК обсужден на заседании кафедры
(протокол № 7 от 28.03.2014 г.)
УМК одобрен Научно-методическим
советом КарГУ им.Е.А.Букетова
(протокол № 5 от 17.04.14 г.)
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС
по дисциплине
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БИОТЕХНОЛОГИЯ
для специальности 5В070100 – Биотехнология
Нуркенова Айнур Тулеутаевна
 |
Подписано в печать .___. Формат 60х84 1/16. Бумага книжно-журнальная. Объем ____ уч.изд.л. Тираж__ экз. Заказ №___
 |
Отпечатано типографии издательства КарГУ им. Е.А. Букетова
470061, г. Караганды, ул. Гоголя, 38