Раздел 1. Роль микроорганизмов и микробных биотехнологий в экологии

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

«ОСНОВЫ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БИОТЕХНОЛОГИИ»

для подготовки бакалавров по профилю «Экология»

ФГОС ВПО 3-го поколения

Направление  022000.62 «Экология и природопользование»

Курс 3

Семестр 5

Москва, 2012

Составители: В.Т.Емцев, д.б.н., профессор: Селицкая О.В., к.б.н., доцент

^{(ФИО, ученая степень, ученое звание)}                        «__» ________ 2012 г.

Рабочая программа предназначена для преподавания дисциплины блока

Б3.В.ДВ.3.2  студентам очной формы обучения.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО по направлению подготовки 022000 «Экология и природопользование», утвержденного приказом Министерства образования и науки РФ от 22 декабря 2009 г.  и зарегистрированного в Минюсте РФ 2 февраля 2010 г. №16209.

Программа обсуждена на заседании кафедры микробиологии и иммунологии

Зав. кафедрой Селицкая О.В., к.б.н., доцент

 «__» ________ 2012 г.

Рецензент: _ Черников В.А.,_д.с.-х.н., профессор __________________________

^{(ФИО, ученая степень, ученое звание)                                                                                            (подпись)}

Проверено:

Начальник отдела менеджмента

качества образования                         ______________ Л.А. Ефимова

                                                                                                                        ^{(подпись)}

Начальник отдела

разработки и обеспечения

образовательных программ УМУ     ______________ Л.М. Сашина

                                                                      ^{(подпись)}

Согласовано:

Декан факультета ПАЭ Наумов В.Д., д.б.н., профессор

«__» ________ 2012 г.

Программа обсуждена на заседании Ученого совета факультета почвоведения, агрохимии и экологии, протокол № ______

Секретарь ученого совета факультета  почвоведения, агрохимии и экологии  Игнатьева С.Л., к.с-х.н, доцент

«__» ________ 2012 г.

Программа принята учебно-методической комиссией по направлению подготовки 022000.62 «Экология и природопользование» протокол № ______

Председатель учебно-методической комиссии:  

Васенев И.И., д.б.н., профессор

 «__» ________ 2012г.

Заведующий выпускающей кафедрой: Васенев И.И., д.б.н., профессор

                                                                                «__» _______ 2012г.

Начальник УИТ                                      _______________М.Ю.Гладких

Отдел комплектования ЦНБ              _______________Е.А. Комарова

Копия электронного варианта получена:

Начальник отдела поддержки

дистанционного обучения УИТ         ______________ И.Н. Батура

Оглавление

1. Цели освоения дисциплины... 8

2. Место дисциплины в учебном процессе.. 8

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины 8

4. Структура и содержание дисциплины... 11

4.1. Распределение трудоемкости дисциплины по видам работ по семестрам.. 11

4.2. Содержание дисциплины.. 11

4.3. Лабораторные и семинарские занятия. 14

4.4 Перечень вопросов для самостоятельного изучения дисциплины.. 16

4.5.Курсовые работы, контрольные работы, тесты, вопросы к коллоквиумам.. 17

5. Образовательные технологии.. 19

6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины... 20

7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины... 22

7.1 Основная литература.. 22

7.2 Дополнительная литература.. 22

7.3 Методические указания, рекомендации и другие материалы к занятиям.. 23

7.4 Программное обеспечение и Интернет-ресурсы.. 23

7.5 Базы данных, информационно-справочные и поисковые системы.. 23

8. Материально - техническое обеспечение дисциплины... 23

9. Методические рекомендации студентам по освоению дисциплины... 23

9.1 Виды и формы отработки пропущенных занятий.. 24

10. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины... 24

Аннотация

Университет: РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева

Наименование дисциплины: Основы экологической биотехнологии

Кафедра: Микробиологии и иммунологии

Значение дисциплины «Основы экологической биотехнологии»:

Экологическая биотехнология – направление биотехнологии, в основе которого лежит использование живых организмов и систем для решения экологических проблем, включая переработку отходов и борьбу с загрязнением окружающей среды. Экологическая биотехнология охватывает множество дисциплин, набор которых меняется в зависимости от характера проблемы. Существенно то, что как ни одна дисциплина не может в своём развитии игнорировать проблемы окружающей среды, так и при решении этих проблем нельзя игнорировать ни одну из дисциплин. Каждый биотехнолог (вне зависимости от того, специализируется он на проблемах окружающей среды или нет) должен стараться работать так, чтобы выполнить это правило.

Освоение дисциплины «Основы экологической биотехнологии» позволит сформировать у студентов современные представления о биологической индикации загрязнённой почвенной среды и роли микробиоты в самоочищении почв, о деградации ксенобиотиков в природных экосистемах микроорганизмами; о микробной деструкции нефти и нефтепродуктов; об использовании микроорганизмов в технологиях утилизации отходов и сточных вод.

Полученные знания и навыки дадут возможность молодым специалистам-экологам не только решать теоретические задачи, но и грамотно взаимодействовать с микроорганизмами в производственных условиях.

Задачи дисциплины:

- сформировать у студентов (бакалавров) представление о ведущих тенденциях в технологической микробиологии;

- сформировать у бакалавров представление о современных методах и приемах использования микроорганизмов для оптимизации процессов переработки отходов животноводства и вопросов сохранения среды, окружающей производственные сооружения;

- осветить проблемы, касающиеся использования микроорганизмов и микробиологических методов в решении технологических задач и технологических процессов, связанных с переработкой отходов городского хозяйства и сельскохозяйственного производства;

- подготовить бакалавров к применению полученных знаний при планировании и проведении мероприятий по очистке окружающей среды, разработке технологий получения вторичных целевых продуктов из отходов.

Курс дисциплины «Основы экологической биотехнологии» строится на современных данных об участии микроорганизмов технологических процессах переработки отходов и возможности использования новых разработок по управлению микробной активностью в условиях производства.

Дисциплина «Основы экологической биотехнологиии» призвана дать знания о биологической индикации загрязнённой почвенной среды и роли микробиоты в самоочищении почв, о деградации ксенобиотиков в природных экосистемах микроорганизмами; о микробной деструкции нефти и нефтепродуктов; об использовании микроорганизмов в технологиях утилизации отходов и сточных вод.

В результате освоения курса бакалавр должен получить навыки пользования приборами и оборудованием (биореакторами и биофильтрами) и овладеть методами микробиологических исследований. Бакалавр должен уметь:

- проводить описание биологического разнообразия микроорганизмов в очистных сооружениях и оценивать его современными методами количественной обработки информации.

- использовать специфические формы бактерий для применения их в очистке жидких загрязнителей и регулировать их деятельность в очистных процессах.

наблюдать за сукцессиями микробов, происходящими в реакторах. При изменении качественного состава микроорганизмов, участвующих в процессах, принимать соответствующие меры (изменение рh, температуры).

Обладать способностью к использованию теоретических знаний в практической деятельности очистки твёрдых и жидких отходов. Использовать биореакторы, метантеки и биофильтры, применяемые для очистки жидких отходов, выделяемых животными, для получения биогаза и удобрений.

Регулировать микробные процессы трансформации пищевых отходов в метантеках с целью обеспечения непрерывного образования биогаза.

Использовать в процессах очистки сточных вод иммобилизованные ферменты.

Для изучения дисциплины необходимы знания в области: Микробиологии, биоразнообразия, зоологии,  экологии животных, экологии и охраны почв, биогеохимии, общей и сельскохозяйственной экологии, урбоэкологии, экологического мониторинга, оценки воздействия на окружающую среду, методов экологических исследований.

Дисциплина «Основы экологической биотехнологии» является основополагающей для изучения следующих дисциплин: обращение с отходами, основы экотоксикология, нормирование и снижение загрязнения окружающей среды, охрана окружающей среды, химия окружающей среды.

Содержание дисциплины: В курсе рассматриваются основы генетики и генной инженерии микроорганизмов, сельскохозяйственной микробиологии и экологической биотехнологии. Подробно излагаются технологические вопросы, касающиеся использования микроорганизмов и микробиологических методов в решении экологических проблем, загрязняющих производственные помещения и окружающую среду. Рассмотрены технологии биоочистки  животноводческих стоков, переработка отходов сельского хозяйства и перерабатывающей промышленности. Показаны дальнейшие перспективы использования биотехнологии для комплексной охраны окружающей среды и восстановления плодородия почв.

    Новизна дисциплины «Основы экологической биотехнологии»заключается в том, что на занятиях студенты не только приобретают знания о биоразнообразии микроскопических живых существ и их роли в биосфере, узнают об использовании полезных свойств микроорганизмов в жизни человека, но и приобретают навыки работы с микроорганизмами как в лабораторных, так и в производственных условиях (например, аэротенки, метантенки, биофильтры и т. д.), с освоением технологических процессов, происходящих на соответствующих производствах. Особенностью преподавания курса является широкое использование активных и интерактивных образовательных технологий.

Трудоемкость в зач. ед.: 3.

Формы контроля: защита лабораторных работ; тестирование, коллоквиумы, зачет с оценкой.

    Ведущие преподаватели: Емцев В.Т., д.б.н., проф.,Селицкая О.В., к.б.н., доц.

1. Цели освоения дисциплины

Целью освоения дисциплины «Основы экологической биотехнологии» является приобретение теоретических знаний об использовании живых организмов и систем для решения экологических проблем, включая переработку отходов и борьбу с загрязнением окружающей среды и приобретение умений и навыков использования полученных знаний для решения практических проблем в области экологии и охраны природы.

2. Место дисциплины в учебном процессе

Дисциплина «Основы экологической биотехнологии» включена в цикл Б3.В.ДВ.3.2 дисциплин вариативной части. В дисциплине «Основы экологической биотехнологии» реализуются требования ФГОС ВПО, ООП ВПО и Учебного плана по направлению 022.000 «Экология и природопользование».

Предшествующими курсами, на которых непосредственно базируется дисциплина«Основы экологической биотехнологии» являются: «Микробиология», «Биоразнообразие», «Зоология», «Экология животных», «Экология и охрана почв», «Биогеохимия», «Общая экология», «Сельскохозяйственная экология», «Урбоэкология», «Экологический мониторинг», «Оценка воздействия на окружающую среду», «Методы экологических исследований».

Дисциплина «Основы экологической биотехнологии» является основополагающей для изучения следующих дисциплин: «Обращение с отходами», «Основы экотоксикологии», «Нормирование и снижение загрязнения окружающей среды», «Охрана окружающей среды», «Химия окружающей среды».

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

Изучение данной учебной дисциплины направлено на формирование у обучающихся профессиональных компетенций (ПК), представленных в таблице 1.

Таблица 1

Требования к результатам освоения учебной дисциплины

4. Структура и содержание дисциплины

4.1. Распределение трудоемкости дисциплины по видам работ по семестрам

Общая трудоёмкость дисциплины составляет 3 зач.ед. (108 часов), их распределение по видам работ по семестрам представлено в таблице 2.

Таблица 2

Распределение трудоемкости дисциплины по видам работ по семестрам

Вид учебной работы