Kursa kods VidZ4013

Kredītpunkti 4.50

Bioinženierija

Zinātnes nozareVides zinātne (nav zn)

Kopējais stundu skaits kursā120

Lekciju stundu skaits16

Semināru un praktisko darbu stundu skaits8

Laboratorijas darbu stundu skaits24

Studenta patstāvīgā darba stundu skaits72

Kursa apstiprinājuma datums22.02.2022

Atbildīgā struktūrvienībaZemes pārvaldības un ģeodēzijas institūts

Kursa izstrādātāji

author asoc. prof.

Mārtiņš Šabovics

Dr. sc. ing.

author

Līga Skudra

Dr. sc. ing.

Priekšzināšanas

Ķīmi1024, Ķīmija, ūdens ķīmija II

LauZ2019, Ģeoloģija un augsnes zinātne II

Aizstātais kurss

VidZB002 [GVIDB002] Bioinženierija

Kursa anotācija

Studiju kursa mērķis ir iepazīstināt studējošos un sniegt pamatzināšanas par biotehnoloģiskajiem procesiem un to principiem. Studenti iepazīstas ar biotehnoloģijas un bioinženierijas pamatjēdzieniem, to galvenajām izejvielām un ražotajiem produktiem. Apgūst mikroorganismu noteikšanas un kultivēšanas pamatprincipus. Izprot aerobos, anaerobos, periodiskos, nepārtrauktos, sterilos un nesterilos fermentācijas procesus. Iepazītas ar bioreaktoru konstrukcijām. Studiju kursā sniegtās atziņas paplašinās studējošo redzesloku ar zināšanām par to, kā pielietot biotehnoloģiskās metodes, kuras iespējams izmantot vides piesārņojuma analizēšanā un tā samazināšanā, kā arī aptvers zināšanu kopu par reglamentējošiem, drošības un sociālekonomiskiem apsvērumiem bioinženierijas pielietošanas procesā.

Kursa rezultāti un to vērtēšana

Zināšanas
1.Zina un izprot procesus par bioinženierijas procesa norisēm, kā arī ir izpratne par mikroorganismu lomu un to pielietojumu bioprocesos. (1.ieskaites darbs ar atzīmi)
2.Zināšanas par mikroorganismu kultivēšanai pielietojamo barotņu veidiem, kultivēšanas metodēm un principiem, bioreaktoru uzbūvi un to pielietošanu fermentācijas procesa norisei. (2.ieskaites darbs ar atzīmi)
3.Kognitīvas un selektīvas zināšanas par bioinženierijas metodēm dažādu izejvielu izmantošanā un produktu ieguvē un nepieciešamību vides aizsardzības problēmu risināšanā (biogāze, ūdens piesārņojuma attīrīšana). Kā arī izprot reglamentējošos, drošības un sociālekonomiskos apsvērumus bioinženierijas pielietošanas procesā. (3.ieskaites darbs ar atzīmi)
Prasmes
1.Spēj kontrolēt mikrobioloģiskā procesa norisi. (Laboratorijas darbs, diskusijas)
2.Spēj integrēt zināšanas, lai izpētītu un kritiski novērtētu bioreaktorā notiekošos procesus. Praktiskais darbs, grupu darbs un diskusijas)
3.Spēj izvēlēties atbilstošus procesus un principus mikroorganismu noteikšanai. (Laboratorijas darbs, diskusijas)
4.Spēj kritiski un analītiski piedalīties diskusijās. (Semināru nodarbības)
5.Spēj izmantot zinātnisko rakstu datu bāzes informācijas iegūšanai. (Patstāvīgais darbs)
6.Prasmes komunicēt, prezentēt un argumentēti diskutēt par bioinženierijas procesu izmantošanu vides aizsardzībā. (Semināru nodarbības)
Kompetences
1.Spēj pielietot iegūtās zināšanas un pētnieciskās prasmes, lai novērtētu bioinženierijas procesu izmantojamību vides piesārņojuma mazināšanā un tās aizsardzībā. (Laboratorijas darbs)
2.Spēj patstāvīgi formulēt, un kritiski analizēt problēmsituācijas, kas saistītas ar bioinženierijas pielietojumu vides piesārņojuma mazināšanā. (Referāts, prezentācija)

Kursa saturs(kalendārs)

1. Bioinženierija, tās vēsture, loma un pamatjēdzieni (L 1h); Bioinženierijas pielietojums vides aizsardzībā un piesārņojuma mazināšanā (PD 1h); Mikroorganismu kultivēšanas metožu pielietojums (LD 2h)
2. Biotehnoloģiskajos procesos izmantojamās izejvielas. (L 1h); Mikroorganismu noteikšana kultivēšanas procesā (LD 1h)
3. Mikroorganismi kā bioloģisko sistēmu pamatvienība. (L 1h); Bioinženierijas pielietojums vides aizsardzībā un piesārņojuma mazināšanā (PD 1h); Mikroorganismu morfoloģija (LD 2h)
4. Baktēriju, raugu, mikroskopisko sēņu morfoloģija (L 1h); Mikroorganismu morfoloģija, noteikšana (LD 1h).
5. Mikroorganismu kultivēšanas fizioloģiskie pamati. (L 1h); 1.ieskaites darbs ar atzīmi (S 1h); Mikroorganismu morfoloģija (LD 2h).
6. Bioreaktoru darbības principi. (L 1h); Mikroorganismu morfoloģija, noteikšana (LD 1h)
7. Bioreaktoru darbības principi. (L 1h); Kioto protokols (PD 1h); Gaisa analīzes (LD 2h)
8. Bioreaktoru konstrukcijas, uzbūve. un aprīkojums. (L 1h); Gaisa analīzes, mikroorganismu identificēšana (LD 1h)
9. Bioreaktoru aprīkojums (L 1h); Bioinženierijā iegūstamo izejvielu pielietojums bio-kanalizācijās (PD 1h); Fermentācijas process un mikroorganismu kultivēšana (LD 2h)
10. Bioreaktoru fermentācijas procesu kontrole un vadīšana. (L 1h); Mikroorganismu identificēšana (LD 1h)
11. Fermentācijas procesu tehnoloģijas (aerobā, anaerobā, virsmas un dziļumfermentācija) (L 1h); 2.ieskaites darbs ar atzīmi (S 1h); Mikroorganismu biomasas iegūšana fermentācijas procesā (LD 2h)
12. Šķidrās fāzes un cietfāzes fermentācijas process (L 1h); Mikroorganismu identificēšana (LD 1h)
13. Biogāze, tās iegūšana izmantošana (L 1h); Klimata tehnoloģijas, biopreparāti vides aizsardzībā (PD 1h); Ūdens analīzes (LD 2h)
14. Biogāzes ieguves process un bioreaktoru konstrukcijas (L 1h); Ūdens analīzes, mikroorganismu identificēšana (LD 1h)
15. Bioloģiskā notekūdeņu attīrīšana un pielietoti mikroorganismi (L 1h); Aktīvo dūņu analīzes (LD 2h)
16. Ūdens piesārņojums, mikroorganismi un darbības veidi (L 1h); 3.ieskaites darbs ar atzīmi (S 1h); Aktīvo dūņu mikroorganismu identificēšana (LD 1h)

L – lekcijas; PD – praktiskie darbi; S – seminārs; LD – laboratorijas darbi

Nepilna laika klātiene:
Tiek īstenotas visas tēmas, kas norādītas pilna laika klātienei, bet kontaktstundu skaits ir ½ no norādīto stundu skaita.

Prasības kredītpunktu iegūšanai

1. Semestra laikā sekmīgi izpildīti 3 ieskaites darbi ar atzīmi.
2. Sagatavota prezentācija par praktiskajās nodarbībās apskatāmajām tēmām vai ar vides piesārņojuma mazināšanu saistītiem jautājumiem. Par sagatavoto un noprezentēto darbu kopā var iegūt līdz 10 ballēm.
3. 100% nostrādāti un atbildēti laboratorijas darbi.
4. Studiju kursa noslēgumā sekmīgi izpildīts rakstisks eksāmens par visu studiju kursa teorētisko daļu.

Studējošo patstāvīgo darbu organizācijas un uzdevumu raksturojums

Studentam patstāvīgi jāsagatavojas 3 ieskaites darbiem. Ieskaites darba laikā studentam ir jāatbild gan uz testa, gan aprakstošajiem jautājumiem. Ieskaite ir nokārtota, ja ir iegūts sekmīgs vērtējums (ne zemāk par “4”). Visu trīs ieskaišu sekmīgais vērtējums, prezentācija par tēmu un visi pieņemtie laboratorijas darbu protokoli studentam dod tiesības kārtot rakstisku eksāmenu par visu kursa studiju teorētisko daļu.
Studentam atbilstoši izvirzītajām prasībām patstāvīgā darba ietvaros jāsagatavo prezentācija un tā jānoprezentē, par konkrētu tēmu, kas ir saistīta ar vides piesārņojuma mazināšanu vai to saistītiem jautājumiem, ņemot vērā biotehnoloģiskos procesus un to pielietojumu.

Studiju rezultātu vērtēšanas kritēriji

Kursa gala vērtējums tiek iegūts, kārtojot eksāmenu par visu studiju kursa teorētisko daļu. Eksāmens kopā ietver 60 jautājumus (testa un aprakstošie jautājumi). Pareizi atbildot uz visiem eksāmena jautājumiem, iespējams iegūt 100 punktus. Eksāmena atzīmes vērtējums ir atkarīgs no iegūto punktu skaita.
Vērtējumu skala:
40 ... 45 punkti 4 balles;
46 ... 55 punkti 5 balles;
56 ... 65 punkti 6 balles;
66 ... 75 punkti 7 balles;
76 ... 85 punkti 8 balles;
86 ... 95 punkti 9 balles;
96 ... 100 punkti 10 balles.

Obligātā literatūra

1. Gemste I., Vucāns A. Notekūdeņu dūņas un to izmantošana. Jelgava: LLU, 2002. 172 lpp.
2. Viesturs U., Kārkliņa D., Ciproviča I. Bioprocessing and bioengineering : the course of the learning material for bachelor's and master's students and SOCRATUS/ERASMUS exchange programmes students specializing in food science and technology. Jelgava: LLU, 2004. 60 p.
3. Kārkliņš R., Lemba J., Liepiņš G. Organisko skābju biotehnoloģija = Biotechnologie den organischen Sauren = Biotechnology of organic acids. Rīga : "Stampa informserviss", 2002. 214 lpp.
4. Barnum S.R. Biotechnology: an introduction. Belmont: Brooks/Cole, 2005. 360 p.

Papildliteratūra

1. Schmid R. Pocket Guide to Biotechnology and Genetic Engeneering. WILEY – VCH, 2002. 345 p.
2. Kļaviņš M. Vides piesārņojums un tā iedarbība. Rīga: LU Akadēmiskais apgāds, 2012. 199 lpp.
3. Kalniņš A. Biogāzes ražošanas saimnieciskie un vides ieguvumi. Rīga: [Autorizdevums], 2009. 147 lpp.

Periodika un citi informācijas avoti

1. Biotechology and Bioengineering. [tiešsaiste]. Published/Hosted by John Wiley and Sons. ISSN (Print): 0006-3592. ISSN (Online): 1097-0290. [skatīts 27.05.2014.]. Pieejams Wiley: http://onlinelibrary.wiley.com/journal/10.1002/%28ISSN%291097-0290
2. Environmental Engineering and Policy. [tiešsaiste]. Published/Hosted by Springer. ISSN (Print): 1433-6618. ISSN (Online): 1434-0852. [skatīts 27.05.2014.]. Pieejams: http://link.springer.com/journal/10022
3. Journal of Applied Biology & Biotechnology (JAB). [tiešsaite] ISSN (Print): 2347-212X. [skatīts 25.01.2015]. Pieejams: http://jabonline.in/past_issue.php 1.Scopus datubāze [tiešsaiste]. Pieejams: https://www.scopus.com
4. Web of Science datubāzes [tiešsaiste]. Pieejams: https://apps.webofknowledge.com
5. ScienceDirect Freedom Collection datubāze [tiešsaiste]. Pieejams: https://www. sciencedirect.com
6. EBSCO eBook Academic Collection datubāze [tiešsaiste]. Pieejams: http://web.b.ebscohost.com/ehost/search/advanced?vid=0&sid=5b9d8f4e-5779-40cd-9b4b-5e 20f3d1432b%40pdc-v-sessmgr02
6.EBSCOhost datubāzes [tiešsaiste]. Pieejams: http://search.ebscohost.com/
7. Wiley Online Journals datubāze [tiešsaiste]. Pieejams: https://onlinelibrary.wiley.com/

Piezīmes

Obligātais studiju kurss Vides un būvzinātņu fakultātes profesionālās augstākās izglītības bakalaura studiju programmas “Vide un ūdenssaimniecība” studentiem.