WWW.METODICHKA.X-PDF.RU
БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Методические указания, пособия
 
Загрузка...

«О.В. Трофимов МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИХ МАКРОМОЛЕКУЛ Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов специальности 020501 – Биоинженерия и биоинформатика, очной ...»

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Институт биологии

Кафедра экологии и генетики

О.В. Трофимов

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИХ МАКРОМОЛЕКУЛ



Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов специальности 020501 – Биоинженерия и биоинформатика, очной формы обучения Тюменский государственный университет Трофимов О.В. Методы исследования биологических макромолекул: Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов специальности 020501 – Биоинженерия и биоинформатика, очной формы обучения. Тюмень, 2013, 14 стр.

Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и ПрООП ВПО по направлению и профилю подготовки.

Рабочая программа дисциплины опубликована на сайте ТюмГУ:

Методы исследования биологических макромолекул [ [электронный ресурс] / Режим доступа: http://www.umk3.utmn.ru., свободный.

Рекомендовано к изданию кафедрой экологии и генетики. Утверждено проректором по учебной работе Тюменского государственного университета.

ОТВЕТСТВЕННЫЙ РЕДАКТОР: заведующий кафедрой экологии и генетики Тюменского государственного университета, д.б.н., профессор Пак Ирина Владимировна © Тюменский государственный университет, 2013.

© Трофимов О.В., 2013.

1. Пояснительная записка

1.1. Цели и задачи дисциплины Целью дисциплины «Методы исследования биологических макромолекул» является приобретение практических навыков в области молекулярно-биологических исследований.

В задачи практикума входит приобретение навыков молекулярного клонирования ДНК, в частности, культивирования клеток прокариот, их трансформации, работы с бесклеточными системами рестрикции и лигирования, проведения ферментативных модификаций ДНК; освоение методик выделения и очистки нуклеиновых кислот, проведения полимеразной цепной реакции и электрофореза нуклеиновых кислот в агарозном и полиакриламидном гелях; обучение основам анализа электрофореграмм.

Учебно-методический комплекс «Методы исследования биологических макромолекул» соответствует требованиям федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования.

1.2. Место дисциплины в структуре ООП Дисциплина «Методы исследования биологических макромолекул»

относится к циклу С.3. Профессиональный цикл: базовая часть. Она логически и содержательно-методически взаимосвязана с дисциплинами С.3.

Профессионального цикла: базовой частью: молекулярной биологией и молекулярной генетикой, биоинженерией, генетической инженерией, инженерной энзимологией, а также вариативной частью: генетической рекомбинацией, основами мутагенеза и генетической токсикологии, генетическим полиморфизмом белков и ДНК. Для успешного освоения дисциплины необходимы базовые знания по химии, физике, клеточной биологии, эмбриологии, энзимологии, общей и молекулярной генетике, микробиологии и вирусологии, биохимии и молекулярной биологии, владение компьютерными программами. Для успешного освоения данной дисциплины необходимо предшествующее изучение следующих модулей:

физики, химии; эмбриологии, генетики, клеточной биологии, микробиологии, вирусологии, биохимии, энзимологии, молекулярной биологии и молекулярной генетики.

1.3. Требования к результатам освоения дисциплины Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:

- способностью к работе в многонациональном коллективе, в том числе и над междисциплинарными, инновационными проектами, способностью в качестве руководителя подразделения, лидера группы сотрудников формировать цели команды, принимать решения в ситуациях риска, учитывая цену ошибки, вести обучение и оказывать помощь сотрудникам – ОК 8;

- способностью самостоятельно или в составе группы вести научный поиск, реализуя специальные средства и методы получения нового знания – ОК 11;

- способностью самостоятельно приобретать с помощью информационных технологий и использовать в практической деятельности новые знания и умения в области биоинженерии, биоинформатики и смежных дисциплин – ПК 5;





- владением основными средствами анализа геномной, структурной и другой биологической информацией – ПК 14;

- способность получать и грамотно использовать информацию, накопленную в базах данных по структуре геномов, белков и другой биологической информации – ПК 19.

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

Знать: методические основы молекулярной биологии.

Уметь: демонстрировать базовые представления о молекулярнобиологических технологиях, применять их на практике, критически анализировать полученную информацию и представлять результаты исследований.

Владеть: практическими навыками в области молекулярной биологии и генетической инженерии.

Карта компетенций дисциплины Формулировка Результаты обучения Результаты обучения по уровням освоения материала Виды занятий Оценочные Компетенции

–  –  –

5. Содержание дисциплины Модуль 1.

1. Выделение тотальной ДНК из клеток эукариот Приготовление растворов. Механическое разрушение и лизис клеток.

Удаление дебриса. Спиртовое осаждение ДНК. Промывка и растворение осадка.

2. Полимеразная цепная реакция. Получение фрагмента ДНК для клонирования в составе плазмидного вектора Количественный расчет компонентов ПЦР. Приготовление реакционной смеси и добавление матрицы. Выбор оптимального температурного режима реакции и программирование амплификатора.

Проведение ПЦР.

3. Очистка фрагмента ДНК посредством электрофореза и элюции из агарозного геля Приготовление растворов. Заливка агарозного геля. Подготовка и нанесение образцов. Проведение электрофореза. Частичная окраска геля.

Анализ электрофореграммы и определение концентрации ДНК-фрагмента в препаратах. Элюция фрагмента ДНК из неокрашенной части геля:

измельчение геля, обработка фенолом и хлороформом, спиртовое осаждение ДНК.

Модуль 2.

4. Ферментативные модификации концов ДНК-фрагмента

Формирование «тупых» концов ДНК-фрагмента с помощью ДНКполимеразы фага Т4 в присутствии дезоксирибонуклеотидов:

количественный расчет компонентов реакционной смеси, приготовление смеси и добавление фрагмента ДНК, проведение реакции, фенольная депротеинизация, спиртовое осаждение ДНК. Фосфорилирование 5’-концов ДНК-фрагмента с помощью Т4-полинуклеотидкиназы: количественный расчет компонентов реакционной смеси, приготовление смеси и добавление фрагмента ДНК, проведение реакции, фенольная депротеинизация, спиртовое осаждение ДНК.

5. Подготовка плазмидного вектора: обработка эндонуклеазами рестрикции, дефосфорилирование

Расщепление плазмидной ДНК с помощью эндонуклеазы рестрикции:

количественный расчет компонентов реакционной смеси, приготовление смеси и добавление плазмиды, проведение реакции, фенольная депротеинизация, спиртовое осаждение ДНК. Электрофоретический анализ результатов реакции: приготовление растворов, заливка агарозного геля, подготовка и нанесение образцов, проведение электрофореза, окраска геля, качественная оценка расщепления плазмидной ДНК. Дефосфорилирование 5’-концов линеаризованного вектора с помощью щелочной фосфатазы:

количественный расчет компонентов реакционной смеси, приготовление смеси и добавление плазмидной ДНК, проведение реакции, фенольная депротеинизация, спиртовое осаждение ДНК.

Модуль 3.

6. Введение клонируемого фрагмента в состав вектора. Трансформация бактериальной культуры Лигирование фрагмента ДНК и плазмидного вектора: количественный расчет компонентов реакционной смеси, приготовление смеси, добавление вектора и фрагмента, проведение реакции. Трансформация бактериальной культуры продуктами лигазной реакции: выращивание культуры E.coli в жидкой LB-среде, приготовление компетентных клеток, собственно трансформация, посев и выращивание колоний трансформантов.

7. Выделение и очистка рекомбинантных плазмид Выделение плазмидной ДНК методом щелочного лизиса: выращивание трансформированных клеток, лизис клеток и щелочная денатурация хромосомы, удаление дебриса. Очистка плазмидной ДНК методом кипячения в присутствии ионов магния. Фенольная депротеинизация и спиртовое осаждение плазмидной ДНК.

8. Анализ результатов клонирования Обработка полученных плазмидных конструкций эндонуклеазами рестрикции: количественный расчет компонентов реакционной смеси, приготовление смеси и добавление плазмиды, проведение реакции.

Электрофоретический анализ результатов реакции: приготовление растворов, заливка полиакриламидного геля, подготовка и нанесение образцов, проведение электрофореза, окраска геля, анализ длины фрагментов ДНК, вырезаемых эндонуклеазами рестрикии, выявление рекомбинантных клонов, определение ориентации клонированного фрагмента ДНК.

6. Темы лабораторных работ Темы и описания лабораторных работ приводятся в учебнометодическом пособии: Трофимов О.В. Большой спецпрактикум: Методы молекулярной генетики: Учебно-методическое пособие для студентов биологического факультета. Тюмень: Тюменский государственный университет, 2011, 52 стр.

7. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины I. Выделение тотальной ДНК из клеток эукариот.

Защита лабораторной работы.

II. Полимеразная цепная реакция. Получение фрагмента ДНК для клонирования в составе плазмидного вектора.

Защита лабораторной работы.

III. Очистка фрагмента ДНК посредством электрофореза и элюции из агарозного геля.

Защита лабораторной работы.

IV. Ферментативные модификации концов ДНК-фрагмента.

Защита лабораторной работы.

V. Подготовка плазмидного вектора: обработка эндонуклеазами рестрикции, дефосфорилирование.

Защита лабораторной работы.

VI. Введение клонируемого фрагмента в состав вектора. Трансформация бактериальной культуры.

Защита лабораторной работы.

VII. Выделение и очистка рекомбинантных плазмид.

Защита лабораторной работы.

VIII. Анализ результатов клонирования.

Защита лабораторной работы.

8. Образовательные технологии Мультимедийные средства обучения (презентации и видеофильмы по темам: электрофорез, полимеразная цепная реакция, трансформация микроорганизмов, принципы клонирования генов), проблемные и исследовательские методы, специализированные программы.

9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

9.1. Основная литература:

1. Льюин Б. Гены. – М.: Бином. Лаборатория знаний, 2012. – 896 с.

2. Щелкунов С.Н. Генетическая инженерия. – Новосибирск: Сибирское университетское издательство, 2004. – 496 с.

9.2. Дополнительная литература:

1. Глик Б., Пастернак Дж. Молекулярная биотехнология. Принципы и применение. – М.: Мир, 2002. – 585 с.

2. Жимулев И.Ф. Общая и молекулярная генетика: учеб. пособие для студентов ун-тов, обуч. по напр. 510600 - Биология и биолог. спец. – Новосибирск: Сибирское университетское издательство, 2003. – 479 с.

3. Клаг У.С., Каммингс М.Р. Основы генетики: курс лекций. – М.:

Техносфера, 2009. – 896 с.

4. Сингер М., Берг П. Гены и геномы: В 2-х т. – М.: Мир, 1998.

9.3. Программное обеспечение и интернет-ресурсы:

1. Программа Vector NTI Advance 9.1.

2. Программа GeneRunner 3.05.

3. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/

4. http://highwire.stanford.edu/

5. http://molbiol.ru/

10.Технические средства и материально-техническое обеспечение дисциплины Дисциплина обеспечена компьютерными презентациями, составленными автором, видеофильмами. Имеется для проведения занятий 3 мультимедийные аудитории, есть специализированные лаборатории: центр микроскопии (№408), оснащенный электронным микроскопом LSM 510мета, фазово-контрастным микроскопом Axioimager А1; лаборатория генодиагностики (№309), оснащенная высокоэффективным жидкостным хроматографом, оборудованием для проведения ПЦР, электрофореза и протеомных исследований; лаборатория биотехнологии (№111), оснащенная оборудованием для иммуноферментного анализа, биотехнологических разработок и цитогенетических исследований.

Дополнения и изменения к рабочей программе на 2014/2015 учебный год

В рабочую программу вносятся следующие изменения:

2. Структура и трудоемкость дисциплины.

Семестр 8. Форма промежуточной аттестации экзамен.

Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетных единиц, 108 академических часа, из них 64 выделенных на контактную работу; 43,2 часа - самостоятельную работу, 0,8 часа – иные виды контактной работы.

9.1 Перечень компетенций с указанием этапов их формирования в процессе освоения образовательной программы (выдержка из матрицы компетенций):

Циклы, дисциплины С3. Профессиональный цикл: базовая часть (модули) 8 семестр учебного плана ОП Методы исследования биологических макромолекул Индекс компетенции

–  –  –

12.Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины (модуля).

12.1 Основная литература:

1. Нефедова, Л.Н. Применение молекулярных методов исследования в генетике:

учебное пособие / Л.Н. Нефедова. – Москва: НИЦ Инфра-М, 2012. – 104 с.

[Электронный ресурс] http://znanium.com/bookread.php?book=302262.

2. Уилсон, К. Принципы и методы биохимии и молекулярной биологии / К. Уилсон, Д. Уолкер. – Москва: Бином. Лаборатория знаний, 2013. – 848 с. [Электронный ресурс] http://e.lanbook.com/view/book/8811/.

12.2 Дополнительная литература:

1. Браун, Т.А. Геномы / Т.А. Браун. – Москва: Институт компьютерных исследований, 2011. – 944 с.

2. Инге-Вечтомов, С.Г. Генетика с основами селекции: учебник для студентов вузов / С.Г. Инге-Вечтомов. – Санкт-Петербург: Н-Л, 2010. – 720 с.

3. Льюин, Б. Гены / Б. Льюин. – Москва: Бином. Лаборатория знаний, 2012. – 896 с.

4. Никольский, В.И. Генетика: учебное пособие для студентов вузов, обучающихся по специальности "Биология" / В.И. Никольский. – Москва: Академия, 2010. – 256 с.

5. Примроуз, С. Геномика. Роль в медицине / С. Примроуз, Р. Тваймен. – Москва:

Бином. Лаборатория знаний, 2014. – 276 с. [Электронный ресурс] http://e.lanbook.com/view/book/50563/.

6. ПЦР в реальном времени / Д.В. Ребриков [и др.]. – Москва: Бином. Лаборатория знаний, 2011. – 223 с. [Электронный ресурс] http://e.lanbook.com/view/book/8804/

7. Смирнов, А.В. Мир белковых молекул: учебное пособие / А.В. Смирнов. – Москва:

Бином. Лаборатория знаний, 2013. – 124 с. [Электронный ресурс] http://e.lanbook.com/view/book/56892/

14. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины (модуля).

В процессе освоения дисциплины студенты обязаны следовать следующим методическим указаниям:

Требования к посещению занятий:

1.Обязательное посещение лекционных и семинарских занятий.

2.Обязательное выполнение всех заданий и требований преподавателя.

Требования к рефератам:

1.При выполнении реферата должно быть использовано не менее 20 источников литературы.

2.Реферат должен быть хорошо отформатирован в следующем формате: шрифт 14, Times New Roman.

3. Реферат должен содержать сведения из оригинальных источников, а не составлен из ссылок и рефератов, позаимствованных из Интернета.

4.Объем реферата должен быть не менее 15 страниц и не более 25.

5.Все части реферата, составленные по литературным источникам, должны быть логически связаны и объединены единой темой.

6.Реферат должен быть хорошо структурирован, разбит на тематические разделы.

Обязательно содержание.

Требования к презентациям:

1. Компьютерные презентации должны быть выполнены в программе Power Point

2. Презентации должны содержать не менее 15 слайдов, должны включать не только иллюстративный материал, но текстовые слайды, поясняющие иллюстрации.

3.При подготовке презентаций не допускается копирование презентаций других авторов на аналогичную тему.

4.При заимствовании материала из Интернета обязательна ссылка на первоисточник.

Рабочая программа пересмотрена и одобрена на заседании кафедры экологии и генетики, протокол № 1 от «28» августа 2014 г.

–  –  –



Похожие работы:

«РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Институт Биологии Кафедра ботаники, биотехнологии и ландшафтной архитектуры Марина Викторовна Семёнова Биоэкологические основы композиции с растениями Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов направления 35.03.10 Ландшафтная архитектура профиль Садово-парковое и ландшафтное...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Институт биологии Кафедра экологии и генетики Л.С. Тупицына ГЕНОТОКСИКОЛОГИЯ Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов по направлению подготовки 06.03.01 Биология (уровень бакалавриата), профиль подготовки «Генетика», форма обучения очная Тюменский государственный университет...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Институт биологии Кафедра ботаники, биотехнологии и ландшафтной архитектуры Боме Н.А.БЕЗОПАСНОСТЬ И БИОЛОГИЧЕСКИЕ РИСКИ ТРАНСГЕННЫХ РАСТЕНИЙ Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов по направлению подготовки 020400.68 Биология, форма обучения очная Тюменский государственный...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Институт Биологии Кафедра ботаники, биотехнологии и ландшафтной архитектуры Тюменцева Е.А. ДОМИНАНТЫ ФИТОЦЕНОЗОВ ТЮМЕНСКОЙ ОБЛАСТИ Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов направления 06.03.01 Биология профиль ботаника очная форма обучения Тюменский государственный университет...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Кафедра микробиологии, эпизоотологии и вирусологии МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ по дисциплине: Б1.В.ДВ.1 «Ветеринарная вирусология» для самостоятельной работы аспирантов 2 курса по направлению подготовки 36.06.01 Ветеринария и зоотехния, направленность: «Ветеринарная микробиология, вирусология,...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Ярославский государственный университет им. П. Г. Демидова Кафедра ботаники и микробиологии Анатомия и морфология растений Учебно-методическое пособие Рекомендовано Научно-методическим советом университета для студентов, обучающихся по направлению Биология Ярославль ЯрГУ УДК 581.8(072) ББК Е56я73 А64 Рекомендовано Редакционно-издательским советом университета в качестве учебного издания. План 2015 года Рецензент кафедра ботаники и...»

«РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Институт биологии Кафедра анатомии и физиологии человека и животных Соловьев В.С. АДАПТАЦИЯ И ПАТОЛОГИЯ СТОРОНЫ ОДНОГО ПРИСПОСОБИТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов направления 020400.68 Биология; магистерская программа: «Физиология человека и животных». Форма...»

«РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Институт биологии Кафедра анатомии и физиологии человека и животных Соловьев В.С. НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ПРАКТИКА Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов направления 020400.68 Биология; магистерская программа: «Физиология человека и животных». Форма обучения – очная Тюменский...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Институт Кафедра экологии и генетики С. И. Шаповалов ЭКОЛОГИЯ ПОПУЛЯЦИЙ И СООБЩЕСТВ Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов по направлению подготовки 06.03.01 Биология (уровень бакалавриата), «Биоэкология, форма обучения очная Тюменский государственный университет Шаповалов С.И....»

«Дальневосточный государственный университет В.В. Исаева СИНЕРГЕТИКА ДЛЯ БИОЛОГОВ Вводный курс Учебное пособие Владивосток Учебное пособие составлено на основе курса лекций для студентов кафедры клеточной биологии Дальневосточного государственного университета, читаемого автором в течение нескольких лет, и представляет собой адаптированное для биологов, упрощенное и иллюстрированное изложение основных идей нелинейной науки (нередко называемой синергетикой), включающее теории бифуркаций и...»







 
2016 www.metodichka.x-pdf.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Методички, методические указания, пособия»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.