8D05101 Биотехнология в АТУ

Дисциплины

• Методы научных исследований (на английском языке)

  Цель: сформировать способность научного мышления и навыки выполнения научных исследований, в том числе в рамках выполнения диссертационной работы. Функции науки. Структура научного знания. Сущность системного подхода в науке и технике. Информационный подход к исследованию процессов и систем. Логика развития науки. Научные революции и смена парадигм. Моделирование процессов и систем. Преобразование информации в процессе научного исследования. Проблема выбора в научном исследовании. Современные средства научного исследования. Планирование и управление научным исследованием. Анализ и представление результатов научных исследований. Применение ИИ (алгоритмов машинного обучения) для моделирования взаимодействий между биомолекулами, прогнозирования эффектов мутаций и т.д. Использование библиотек, таких как TensorFlow или PyTorch.

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 5
  

• Теоретические основы биотехнологических процессов

  Цель – углубление теоретических и практических знаний о биохимических механизмах метаболизма микроорганизмов и других клеточных культур, кинетических закономерностях биохимических и микробиологических процессов, а также принципах реализации культивирования клеток в различных технологических условиях. В рамках дисциплины рассматриваются современное состояние и перспективы развития биотехнологии, основные методы и технологические подходы. Изучаются особенности культивирования микроорганизмов, животных и растительных клеток, технологии получения внеклеточных и внутриклеточных продуктов биосинтеза и биотрансформации, а также способы регулирования процессов роста и синтеза в лабораторных и промышленных условиях. Особое внимание уделяется технологическому и аппаратурному оформлению процессов культивирования, обеспечению асептических условий, эффективного тепло- и массообмена, надежности и экологической безопасности производства, а также системам контроля и безопасной эксплуатации оборудования. Рассматриваются типовые схемы получения биомассы, аминокислот, ферментов, антибиотиков и бактериальных препаратов, анализируются характеристики используемого сырья, технические параметры и потребительские свойства биотехнологической продукции. Дополнительно изучаются подходы к моделированию пищевых и биотехнологических процессов с применением методов искусственного интеллекта для прогнозирования параметров культивирования, оптимизации режимов и получения целевого продукта с заданными свойствами.

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 5
  

• Геномные и протеомные технологии (на английском языке)

  Цель – формирование и развитие практических навыков работы с генетическим и белковым материалом на основе современных молекулярно-биологических и биоинформационных технологий. В рамках курса рассматриваются фундаментальные принципы геномики и протеомики, этапы их становления и междисциплинарные связи с биохимией, молекулярной биологией, медициной и биоинформатикой. Изучаются структура и функции генов, механизмы регуляции и анализа экспрессии генов, методы картирования и секвенирования геномов, а также значение и результаты Проект «Геном человека» для развития современной науки и медицины. Особое внимание уделяется понятию протеома и роли протеомики в практической медицине. Осваиваются современные методы геномного и протеомного анализа: SNP-анализ, ПЦР и реал-тайм ПЦР, ДНК-микрочипы, двумерный электрофорез белков, масс-спектрометрия (MALDI-TOF) и другие высокоточные технологии. Дополнительно рассматриваются методы подготовки, обработки и интерпретации больших массивов данных (геномные последовательности, профили экспрессии генов, белков и ферментов, результаты микробиологических, биохимических, физиологических и экологических исследований) с применением инструментов искусственного интеллекта и биоинформатического анализа.

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 5
  

• Разработка и получение биотехнологических продуктов

  Цель – освоение докторантами современных методов и технологий разработки биотехнологических продуктов различного назначения: от биологически активных соединений и ферментов до биопрепаратов и функциональных биоматериалов. В рамках курса рассматриваются современное состояние и перспективы развития биотехнологии, ключевые методы и технологические подходы отрасли. Изучаются типовые приемы культивирования микроорганизмов, клеток растений и животных, способы получения внеклеточных и внутриклеточных продуктов биосинтеза и биотрансформации, а также методы регулирования процессов роста и синтеза в лабораторных и промышленных условиях. Особое внимание уделяется иммобилизованным биокаталитическим системам и технологиям конструирования продуцентов (селекция, рекомбинантные ДНК-технологии, гибридомная технология). Осваиваются стандартные схемы выделения, очистки и тестирования продуктов микробного синтеза, аппаратурное оформление процессов культивирования, обеспечение асептики, тепло- и массообмена, технологической надежности, экологической безопасности и производственного контроля. Рассматриваются типовые технологические решения по получению биомассы, аминокислот, ферментов, антибиотиков и бактериальных препаратов, а также методы переработки органических отходов, очистки сточных вод и газовых выбросов. Анализируются характеристики сырья, основные технические параметры и потребительские свойства биотехнологической продукции в пищевой, медицинской, сельскохозяйственной, промышленной и экологической биотехнологии. Дополнительно изучаются возможности применения технологий искусственного интеллекта для оптимизации технологических режимов, повышения эффективности производственных процессов и обеспечения соблюдения нормативных требований при получении целевого продукта.

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 5
  

• Система менеджмента безопасности пищевой продукции

  Цель – формирование целостной системы фундаментальных знаний в области менеджмента безопасности пищевой продукции и развитие практических навыков внедрения и функционирования систем менеджмента качества на предприятиях пищевой отрасли. В рамках дисциплины рассматриваются показатели безопасности пищевой продукции, средства товарной информации, методы и инструменты контроля качества и безопасности, а также требования к технической документации и лабораториям контроля качества. Анализируются современные системы менеджмента безопасности пищевой продукции, их структура, содержание, преимущества и ограничения. Изучаются требования международных стандартов, в том числе ISO 22000, ISO 9001, а также подходы к аудиту и сертификации систем менеджмента безопасности пищевых продуктов. Рассматриваются принципы международной стандартизации и вопросы интеграции требований стандартов качества и безопасности при создании единой системы менеджмента на предприятии. Особое внимание уделяется программам обязательных предварительных мероприятий (GMP), разработке, внедрению и поддержанию процедур, направленных на управление опасными факторами, определение критических контрольных точек и построение системы мониторинга в рамках HACCP. Анализируются этапы жизненного цикла продукции, сопоставление технологических операций с блок-схемами процессов и верификация данных. Дополнительно рассматриваются возможности использования технологий искусственного интеллекта для повышения эффективности управления, оптимизации распределения ресурсов и ускорения соблюдения нормативных требований в системе контроля безопасности пищевой продукции.

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 5
  

• Академическое письмо (на английском языке)

  Цель: Формирование у докторантов практических навыков академического письма и структурной организации текста. Курс знакомитдокторантов с основными принципами академического письма и структурой академического текста. В процессе обучения развиваются навыки чтения и расширяется словарный запас на основе анализа образцовых текстов и обсуждения ключевых академических тем. Докторанты учатся логически организовывать идеи и писать связные абзацы, включая формулирование тематического предложения, аргументирующих деталей и заключения. Особое внимание уделяется написанию различных типов абзацев, таких как описательный, повествовательный и аргументативный, а также использованию академической лексики и средств логической связи. Кроме того, докторанты практикуют написание, редактирование и улучшение собственных текстов, участвуя в обсуждениях, презентациях и совместных учебных заданиях.

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 5
  

• Биохимические основы переработки пищевых продуктов

  Цель – изучение биохимических процессов, сопровождающих переработку сырья в пищевые продукты, включая ферментативные и химические превращения, лежащие в основе формирования качества и безопасности продукции. В рамках дисциплины рассматриваются биохимические механизмы и характерные превращения веществ в растительных и животных организмах, процессы хранения и переработки сельскохозяйственного сырья. Анализируются современные технологии пищевой промышленности: хлебопечение, виноделие, пивоварение, сыроделие, производство жиров и масел, переработка мяса, молока, рыбы, плодов и овощей. Освоение основ биохимии пищевых продуктов обеспечивает способность применять фундаментальные теоретические знания для решения практических задач пищевого производства, прогнозирования изменений состава и свойств сырья и готовой продукции, а также управления технологическими процессами. Дополнительно рассматриваются подходы к моделированию пищевых технологий с использованием методов искусственного интеллекта для оптимизации параметров переработки и получения целевого биотехнологического продукта с заданными характеристиками качества.

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 5
  

Профессии

Результаты обучения

• Демонстрирует систему научных знаний об окружающем мире, ценностях жизни и культуры; использует и применяет современные методы исследования для решения задач социального и культурного развития общества.
• Использует и интерпретирует результаты исследований для решения научных и практических задач; применяет современные теории и методы анализа в биотехнологии при разработке, планировании и проведении академически добросовестных научных исследований.
• Демонстрирует способность разрабатывать и применять обоснованные инновационные решения для повышения безопасности и эффективности производства продукции.
• Применяет глубокие специализированные профессиональные теоретические знания при проведении комплексных научных исследований в области биотехнологии.
• Использует профессиональные знания для оценки биотехнологических последствий новых явлений в науке, технике, технологиях и профессиональной сфере.
• Демонстрирует понимание современных направлений и закономерностей развития отечественной науки в условиях глобализации и интернационализации и применяет их в профессиональной деятельности.
• Применяет технологии научной и профессиональной коммуникации, использует аналитическую текстовую деятельность, методы критической оценки информации и цифровые технологии.
• Демонстрирует знание современных методов исследования биотехнологических продуктов; применяет методы анализа свойств и качества сырья для решения задач социального и культурного развития общества.

Похожие ОП