Біополімери в промисловості та медицині
Спеціальність: Біотехнології та біоінженерія
Код дисципліни: 6.162.02.E.062
Кількість кредитів: 4.00
Кафедра: Технологія біологічно-активних сполук, фармації та біотехнологія
Лектор: доцент Заярнюк Наталія Леонідівна
Семестр: 5 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: Вивчення навчальної дисципліни передбачає формування у здобувачів освіти компетентностей.
Загальні компетентності:
ЗК10. Здатність використовувати професійно-профільні знання і практичні навички для вирішення конкретних завдань в галузі біотехнології та біоінженерії.
Фахові компетентності:
ФК 4: Здатність працювати з біологічними агентами у біотехнологічних процесах (клітини мікроорганізмів, грибів, рослин, тварин; віруси; компоненти клітин; ферменти, іммобілізовані клітини та ферменти), визначити їх морфологію та фізіологічні особливості.
ФК 23: Здатність використовувати професійно-профільні знання і практичні навички для вирішення конкретних завдань в галузі біотехнології та біоінженерії.
Результати навчання: У результаті вивчення навчальної дисципліни здобувач освіти повинен бути здатним продемонструвати такі програмні результати навчання(РН):
Знання:
ЗН 8: Теоретичні основи сучасних технологій з використання процесів біосинтезу, біокаталізу, біотрансформації, біодетоксикації, біодеградації, біоконверсії, ензимології, клітинної та генетичної біоінженерії.
Уміння:
УМ 4: Працювати із промисловими продуцентами та лабораторними біооб’єктами біологічно-активних речовин різного походження в умовах лабораторії та виробництва.
Уміння комунікації та здатність до автономії та відповідальності:
КОМ 2. Здатність використання різноманітних методів, зокрема сучасних інформаційних технологій, для ефективно спілкування на професійному та соціальному рівнях.
АіВ 1. Здатність адаптуватись до нових ситуацій та приймати відповідні рішення.
АіВ 2. Здатність усвідомлювати необхідність навчання впродовж усього життя з метою поглиблення набутих та здобуття нових фахових знань.
АіВ 3. Здатність відповідально ставитись до виконуваної роботи, самостійно приймати рішення, досягати поставленої мети з дотриманням вимог професійної етики.
АіВ 4. Здатність демонструвати розуміння основних екологічних засад, охорони праці та безпеки життєдіяльності та їх застосування.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Пререквізити
1. Хімія 4 (фізична та колоїдна хімія)
2. Біохімія
3. Загальна мікробіологія і вірусологія
Кореквізити
1. Біопошкодження та біотрансформація органічних сполук
2. Загальна біотехнологія
3. Технологія культивування промислових продуцентів
4. Загальна мікробіологія і вірусологія, КР
Короткий зміст навчальної програми: Наведено матеріали, що дають знання про структуру та властивості біополімерів, їх відмінності від синтетичних; поняття про структурну біологію;
природний біосинтез та альтернативні: біотехнологічні та синтетичні методи одержання біополімерів та їх аналогів; біомедичне та промислове застосування; розглянуто окремі групи біополімерів: поліпрени, полісахариди, поліпептиди та прості та складні білки, нуклеїнові кислоти і неорганічні полімери; вплив на навколишнє середовище та перспективи застосування біополімерів.
Опис: Тема 1. Біополімери, полімери та ВМС. Біополімери та полімери: спільне та відмінності, характеристика, класифікація, номенклатура, однорідність та полідисперсність, фізико-хімічні та біологічні властивості.
Тема 2. Методи одержання полімерів. Природні, синтетичні та штучні полімери. Ланцюговий та ступінчатий синтез, структурна та хімічна модифікація. Біосинтез та біотехнологічні метод одержання.
Тема 3. Біологічна активність полімерів. Біополімери та полімери як медичні вироби та компоненти лікарських засобів. Біологічна активність полімерів. Вимоги до полімерів біомедичного призначення. Полімери як допоміжні речовини, полімери-носії та полімери з власною активністю. Йоногенні та нейоногенні полімери. Імобілізовані ліки та системи з контрольованим виділенням.
Тема 4. Біогенні поверхнево активні речовини (біоПАР, біосурфактанти). Поверхнева активність полімерів, гідрофільно-ліпофільний баланс. Основні класи біосурфактантів, будова, властивості, продуценти, застосування.
Тема 5. Природні полімери, основні групи. Поліпрени та полісахариди. Поліпрени: каучук та гутаперча, будова, властивості, біосинтез та хімічний синтез, застосування в техніці та медицині. Плісахариди, гомо- та гетерополісахариди, побудовані із залишків гексоз та пентоз (глюкози, фруктози, галактози, манози, галактуронової кислоти; арабіноз та інш.) та аміноцукрів (глюкозаміну, галактозаміну). Будова, властивості, застосування в різних галузях промисловості та медицині.
Тема 6. Білки. Поліпептиди, протеїни, протеїди. Структура, рівні організації, властивості, функціональне призначення. Методи одержання: біосинтез, хімічний синтез, біотехнологічні методи.
Тема 7. Нуклеїнові кислоти. ДНК та РНК, будова та рівні організації, властивості, біосинтез, полімеразна ланцюгова реакція, хімічний синтез, рекомбінантні РНК та ДНК. Властивості і функціональне призначення.
Тема 8. Застосування біологічно активних полімерів в фармації. Біополімери як наноносії та вектори. Амфіфільні біополімери. Біополімери складної будови: глікопептиди, фосфоліпіди, нуклеопротеїни, гліколіпіди та інш. Застереження до застосування: токсичність, економічна вигода, екологічні та етичні проблеми.
Методи та критерії оцінювання: Під час вивчення предмету використовуються наступні методи:
1. За типом викладу використовують репродуктивний (словесний) та інформаційно рецептивний (наочний).
2. За рівнем викладу використовують словесний метод – лекція, розповідь, пояснення, бесіда, інструктаж; наочний пояснювально-ілюстративний метод – демонстрація, ілюстрація; практичний – лабораторна робота, розв?язування задач, вправ, ситуацій.
3. За рівнем самостійної розумової діяльності використовують методи: проблемного викладання, евристичний та дослідницький методи.
4. За характером логіки пізнання використовують методи: аналітичний, синтетичний, аналітико-синтетичний, індуктивний, дедуктивний методи.
Методи, які застосовуються під час проведення занять:
- лекції проводяться у формі бесіди, дискусії, з використанням схем, різного роздаткового матеріалу та мультимедійних технологій;
- практичні заняття проводяться у формі виконання завдань, частково-пошукових та дослідницьких робіт; виконання тестів;
- самостійна робота проводиться у формі виконання індивідуальних доповідей, їх оформлення та захисту.
Критерії оцінювання результатів навчання: поточний контроль - 50 балів,
залікрвий контрольна робота - 50 балів
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100–88 балів – («відмінно») виставляється за високий рівень знань (допускаються деякі неточності) навчального матеріалу компонента, що міститься в основних і додаткових рекомендованих літературних джерелах, вміння аналізувати явища, які вивчаються, у їхньому взаємозв’язку і роз витку, чітко, лаконічно, логічно, послідовно відповідати на поставлені запитання, вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 87–71 бал – («добре») виставляється за загалом правильне розуміння навчального матеріалу компонента, включаючи розрахунки , аргументовані відповіді на поставлені запитання, які, однак, містять певні (неістотні) недоліки, за вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 70 – 50 балів – («задовільно») виставляється за слабкі знання навчального матеріалу компонента, неточні або мало аргументовані відповіді, з порушенням послідовності викладення, за слабке застосування теоретичних положень під час розв’язання практичних задач; 49–26 балів – («не атестований» з можливістю повторного складання семестрового контролю) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння застосувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 25–00 балів – («незадовільно» з обов’язковим повторним вивченням) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння орієнтуватися під час розв’язання практичних задач, незнання основних фундаментальних положень.
Рекомендована література: Електронний навчально-методичний комплекс «Біополімери в промисловості та медицині» [Електронний ресурс]. – Режим доступу: https://vns.lpnu.ua/course/view.php?id=693
1. Мельник Л.І. Хімія і фізика полімерів: Навч. посібник – Київ: НТУУ ”КПІ”
2016. – 161 с.
2. Біологічна і біоорганічна хімія : у 2 кн. : підручник. Кн. 1. Біоорганічна хімія / Б.С. Зіменковський, В.А. Музиченко, І.В. Ніженковська, Г.О. Сирова ; за ред. Б.С. Зіменковського, І.В. Ніженковської. — 2-е вид., випр. — К. : ВСВ «Медицина», 2017. - 272 с.
3. Біотехнологія: Підручник / В.Г. Герасименко, М.О. Герасименко, М.І. Цвіліховський та ін.; Під заг. ред. В.Г. Герасименка. — К.: Фірма «ІНКОС», 2006. - 647 с.
4. Пирог Т. П., Ігнатова О. А. Загальна біотехнологія: Підручник. – К: НУХТ, 2009. – 336 с.
5. Biopolymers in Medical Applications By: Senthil S. Kumar [Електронний ресурс]. – Режим доступу: https://www.books.google.com
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою:
вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112
E-mail: nolimits@lpnu.ua
Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).