Ngành Kỹ thuật sinh học

Ngành đào tạo:           KỸ THUẬT SINH HỌC (BioEngineering)

Trình độ đào tạo:       Đại học

Thời gian đào tạo:      5 năm

MỤC TIÊU ĐÀO TẠO

Mục tiêu chung

– Chương trình đào tạo ngành Kỹ thuật sinh học nhằm đào tạo Kỹ sư có phẩm chất chính trị tốt, có năng lực chuyên môn sâu và rộng, góp phần đáp ứng nhu cầu về nhân lực trình độ cao cho ngành công nghiệp sinh học trong sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước.

– Chương trình đào tạo ngành Kỹ thuật sinh học trang bị cho sinh viên kiến thức khoa học cơ bản, lý thuyết cơ sở và các kỹ thuật chuyên ngành về lĩnh vực công nghệ sinh học.

Mục tiêu cụ thể

Kỹ sư ngành Kỹ thuật sinh học sau khi tốt nghiệp có khả năng:

– Tổ chức và điều hành sản xuất, quản lý công nghệ ở các nhà máy, xí nghiệp, công ty…vv thuộc lĩnh vực công nghệ sinh học công nghiệp, công nghệ sinh học nông nghiệp, y tế và môi trường.

– Tham gia giảng dạy và nghiên cứu khoa học tại các trường đại học kỹ thuật, các viện và các trung tâm nghiên cứu thuộc lĩnh vực công nghệ sinh học.

– Tham gia tư vấn, xây dựng các dự án đầu tư và chuyển giao công nghệ trong lĩnh vực công nghiệp sinh học.

CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO

Danh mục các học phần bắt buộc

Kiến thức giáo dục đại cương
1	Những nguyên lý cơ bản của chủ nghĩa Mác-Lênin	8	Giải tích 1
2	Tư tưởng Hồ Chí Minh	9	Giải tích 2
3	Đường lối cách mạng của Đảng Cộng sản Việt Nam	10	Vật lý 1
4	Ngoại ngữ cơ bản	11	Vật lý 2
5	Giáo dục thể chất	12	Hoá học đại cương
6	Giáo dục quốc phòng – an ninh	13	Tin học đại cương
7	Đại số
Kiến thức giáo dục chuyên nghiệp
Kiến thức cơ sở ngành
1	Hóa lý	9	Sinh học phân tử
2	Hóa học hữu cơ	10	Di truyền học
3	Hóa học phân tích	11	Sinh thái học môi trường
4	Hóa sinh đại cương	12	Tin sinh học
5	Quá trình và Thiết bị công nghệ sinh học-1	13	Kỹ thuật gen
6	Quá trình và Thiết bị công nghệ sinh học-2	14	Các phương pháp phân tích trong  công nghệ sinh học
7	Sinh học tế bào	15	An toàn sinh học
8	Vi sinh vật học đại cương
Kiến thức ngành
1	Quá trình và Thiết bị công nghệ sinh học-3	5	Kỹ thuật xử lý chất thải
2	Quản lý chất lượng trong công nghiệp sinh học	6	Công nghệ tế bào và gen thực vật
3	Cơ sở xây dựng dự án và thiết kế nhà máy CNSH	7	Kỹ thuật lên men công nghiệp
4	Công nghệ enzym
Thực tập và đồ án
1	Thực tập kỹ thuật	3	Đồ án tốt nghiệp
2	Thực tập tốt nghiệp

Nội dung các học phần bắt buộc (Khối kiến thức giáo dục chuyên nghiệp)

Hóa lý

Các cơ sở nhiệt động hóa học gồm hiệu ứng nhiệt, khả năng chiều hướng và cân bằng phản ứng, các tính chất của dung dịch phân tử, dung dịch chất điện ly gồm cân bằng ion, pH dung dịch, độ dẫn điện của dung dịch, các quy luật về tốc độ phản ứng, các phản ứng xúc tác đồng thể, xúc tác men, các hiện tượng bề mặt và hấp phụ, các tính chất của dung dịch keo, nhũ tương, dung dịch cao phân tử. Thực hành một số bài ở phòng thí nghiệm.

Hoá học hữu cơ          

Các khái niệm cơ bản và các phương pháp nghiên cứu cơ bản trong hóa học hữu cơ, liên kết hóa học, hiệu ứng trong hợp chất hữu cơ; tính axit, tính bazơ của các hợp chất hữu cơ; các hợp chất hữu cơ và dẫn xuất. Một số bài thực hành ở phòng thí nghiệm.

Hóa học phân tích      

Cung cấp những kiến thức về cơ sở lý thuyết của các phương pháp hóa học dùng trong phân tích (phương pháp thể tích và phương pháp khối lượng); cơ sở của một phương pháp tách thường dùng là phương pháp chiết và các bài thí nghiệm hoá học phân tích mà sinh viên sẽ thực hành tại phòng thí nghiệm.

Hóa sinh đại cương

+ Phần lý thuyết sẽ cung cấp đầy đủ các kiến thức cơ bản về hóa sinh: cấu tạo tinh chất, chức năng, phân hạng của enzym, protein, gluxit, lipit, vitamin, axit nucleic và các chất có hoạt tính sinh học. Cùng với sự trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng của các hợp chất này.

+ Phần thực hành: Thực hành một số nguyên tắc và phương pháp cơ bản trong xác định thành phần, hàm lượng, chất lượng… của các hợp phần hữu cơ.

Quá trình & Thiết bị  CNSH-1        

+ Cơ sở lý thuyết về tĩnh lực học và động lực học chất lỏng, các phương trình cơ bản của chất lỏng, cơ chế chuyển động của chất lỏng trong đường ống và trong các dạng thiết bị chủ yếu, trở lực dòng chảy.

+ Nguyên tắc và các loại máy vận chuyển của chất lỏng. Nêu những nội dung về phân riêng hệ khí và lỏng không đồng nhất dưới tác dụng của trọng lực, lực ly tâm và lực cơ học. Cơ sở lý thuyết và tính toán các quá trình nhiệt. Đưa ra nguyên tắc làm việc và cấu tạo của bơm, quạt và máy nén; nguyên tắc và cấu tạo của các thiết bị phân riêng như lắng, lọc, ly tâm; các thiết bị trao đổi nhiệt, các thiết bị bốc hơi, ngưng tụ. Thực hiện một số bài tập thực hành ở phòng thí nghiệm.

Quá trình & Thiết bị  CNSH-2  

Học phần này là phần chuyển khối, một trong bốn phần chính về quá trình và thiết bị. Nó bao gồm một chương về những cơ sở quá trình chuyển khối cùng các phương pháp chính tính tháp chuyển khối sau đó là các chương về các quá trình chuyển  khối chính, trong đó đề cập đến cân bằng pha, động lực và động học. Một số nét chính về tính chất các quá trình, tính toán, cấu trúc các dạng thiết bị chính để thực hiện.

Sinh học tế bào          

Mô tả cấu trúc tế bào, màng tế bào, quá trình vận chuyển vật chất và thông tin, các quá trình phân bào, các quá trình trao đổi chất và năng lượng trong tế bào, cơ chế tiếp nhận và xử lí thông tin tế bào,các quá trình phân bào.

Vi sinh vật học đại cương

Đặc điểm hình thái và sinh lý vi sinh vật, trao đổi chất ở vi sinh vật,  sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật, di truyền và biến dị và sinh thái vi sinh vật, khả năng ứng dụng của vi sinh vật trong công nghiệp sinh học và các bài thực hành: chuẩn bị môi trường, kỹ thuật nuôi cấy vi sinh vật, quan sát tế bào, khả năng lên men của vi sinh vật.

Sinh học phân tử

Các đại phân tử sinh học và liên kết hóa học trong hệ thống sống, đặc điểm cấu trúc của vật liệu di truyền, sao chép DNA, tính biến đổi và cơ chế sửa sai, bảo vệ DNA, biểu hiện gen, điều hòa biểu hiện gen ở prokaryote, điều hòa biểu hiện gen ở eukaryote, điều hòa biểu hiện gen và sự phát triển, các kỹ thuật cơ bản trong sinh học phân tử, các lĩnh vực ứng dụng của sinh học phân tử.

Di truyền học 

Cung cấp các kiến thức cơ bản về cấu trúc chức năng gen, cơ sở phân tử  và cơ chế của sự di truyền, cơ sở phân tử của di truyền  vi sinh vật, các quy luật di truyền, biến dị và một số ứng dụng của di truyền trong thực tiễn.

Sinh thái học môi trường

Khái niệm chung về sinh thái học, các phương pháp nghiên cứu sinh thái học, hệ sinh thái; các quy luật sinh thái, tương tác các thành tố trong hệ sinh thái lên sinh vật, sinh thái học quần thể, quần xã; các chu trình sinh địa hoá học, nhiễu loạn và hậu quả, chỉ thị sinh thái môi trường, đa dạng sinh học và sự tuyệt chủng.

Tin sinh học

+ Đại cương về cơ sở dữ liệu công nghệ sinh học (tập trung giới thiệu về CSDL www.ncbi.nlm.nih.gov, www.ebi.ac.uk và www.ddbj.ac.jp);

+ Khả năng khai thác các mảng cơ sở dữ liệu (CSDL Pubmid, Pubmidcentral, nucleotide Databases, Protein Databases….)

+ ứng dụng các chương trình xử lý dữ liệu phân tích cấu trúc trong công nghệ sinh học (tập trung vào 5 dạng chương trình(CT) ứng dụng phổ biến là: CT phân tích quy luật vận động của các chuỗi cùng nguồn CLUSTALW; CT thiết kế đoạn mồi PRIMER3; CT tìm điểm cắt đặc hiệu bởi các enzym giới hạn của sản phẩm PCR dự kiến FASTPRIMER; CT phân tích độ tương đồng để dự đoán đặc tính sản phẩm chuỗi BLAST và CT hiển thị cấu trúc không gian để phân tích dự báo đặc tính sản phẩm Cn3D).

Kỹ thuật gen

+ Kiến thức cơ bản về vật chất di truyền của cơ thể sống như cấu tạo, cách tổ chức, cách lưu giữ thông tin qua các thế hệ, quá trình phiên mã, dịch mã, các biến đổi đi kèm để thông tin di truyền được biểu hiện, các quá trình điều hoà biểu hiện gen trong cơ thể sống, kiến thức về việc sử dụng các công cụ phân tử thao tác gen để phân lập, nhân bản, nhân dòng gen, các nguyên lý để tạo ra các thể tái tổ hợp mang gen chuyển và đặc biệt là việc thiết kế các gen vào các hệ thống biểu hiện để đưa vào vật chủ thích hợp cho gen được biểu hiện;

+ Những ứng dụng của kỹ thuật gen trong việc cải tiến các chủng giống vi sinh, vật nuôi, cây trồng cũng như sản xuất các sản phẩm sử dụng trong nông nghiệp, công nghiệp và y học.

Các phương pháp phân tích trong công nghệ sinh học

Các kiến thức cơ bản, nguyên tắc hoạt động, sơ đồ hệ thống thiết bị của các phương pháp phân tích bằng công cụ thường sử dụng trong lĩnh vực công nghệ sinh học, gồm: Phương pháp quang học, điện hoá, cực phổ, sắc ký, phổ hồng ngoại, phương pháp đánh dấu và điện di mao dẫn; Các bài thí nghiệm thực hành.

An toàn sinh học

+ Phần 1: An toàn sinh học gồm: Các quy tắc về an toàn sinh học (ATSH) và các vấn đề về an toàn sinh học hoá học và hoá sinh, ATSH về vinh vật, ATSH về phóng xạ, ATSH về ADN tái tổ hợp, ATSH về cơ chế biến đổi gen (GMO – genetically modifed organims và GMF-  genetically modifed foods); ATSH và môi trường sinh thái; ATSH trên thế giới và ATSH ở Việt Nam: các công ước, hiệp ước quốc tế về ATSH.

+ Phần 2: Đạo đức sinh học, bao gồm: Quyền của con người và nghĩa vụ của con người đối với cộng đồng về khía cạnh sinh học; Đạo đức sinh học và đạo đức trong khoa học và công nghệ: đối với môi trường, đối với y tế và đối với xã hội.

Quá trình & Thiết bị CNSH-3 

Cung cấp những kiến thức cơ bản về sự chuyển đổi vật chất trong một số quá trình cơ bản của công nghệ sinh học công nghiệp như quá trình sinh khối, quá trình thuỷ phân, quá trình sinh tổng hợp vi sinh thu sản phẩm hoặc chế phẩm, cấu tạo và nguyên lý làm việc của các thiết bị sử dụng thực hiện các quá trình trên, động học của phản ứng và cách xác định các tham số của các quá trình đó.

Quản lý chất lượng trong công nghiệp sinh học

Chất lượng sản phẩm và quản lý chất lượng sản phẩm sinh học, hoạt động chất lượng và quản trị chất lượng, kỹ thuật lấy mẫu và kiểm tra bằng quy hoạch mẫu, kiểm soát quá trình sản xuất bằng các phương pháp thống kê, tiêu chuẩn hóa, các hệ thống quản trị chất lượng và đánh giá hệ thống quản trị chất lượng.

Cơ sở xây dựng dự án và thiết kế nhà máy công nghệ sinh học 

Đề cập đến trình tự và cách thức tiến hành một bản thiết kế công nghệ, một dự án tiền khả thi cho nhà máy sản xuất trong công nghiệp sinh học. Cụ thể là: luận cứ để lập dự án hoặc thiết kế (các văn bản pháp quy, các số liệu khảo sát v.v…), sự cần thiết phải đầu tư, địa điểm xây dựng và quy mô công trình; nguồn vốn, giải pháp công nghệ, thuyết minh công nghệ; giải pháp thiết bị, tính cân bằng vật chất, năng lượng, tính và chọn thiết bị, giải pháp về xây dựng, tính hiệu quả kinh tế, phương pháp thể hiện bản vẽ và cách đọc các bản vẽ công nghệ v.v…

Công nghệ enzym

+ Phần lý thuyết:  Phương pháp tách, tinh chế thu chế phẩm enzym từ các nguồn khác nhau, enzym cố định  (khái niệm, các phương pháp điều chế, đặc tính của enzym cố định, thiết bị cho phản ứng enzym và ứng dụng). Phạm vi ứng dụng và triển vọng của công nghệ enzym.

+ Phần Thí nghiệm: Thu chế phẩm enzym kỹ thuật từ vi sinh vật, từ thực vật, kiểm tra độ tinh sạch của chế phẩm enzym bằng phương pháp điện di, kiến tập tinh sạch enzym bằng phương pháp sắc ký.

Kỹ thuật xử lý chất thải

Giới thiệu các kiến thức cơ bản về chất thải, cơ sở  xử lý chất thải bằng kỹ thuật sinh học, các tác nhân sinh học tham gia trong quá trình xử lý, nguyên lý quá trình xử lý và hệ thống xử lý, các yếu tố ảnh hưởng quá trình xử lý.

Công nghệ tế bào và gen thực vật

+ Nguyên lý và cơ sở khoa học của công nghệ nuôi cấy mô tế bào thực vật (cơ sở lý luận, các nhân tố ảnh hưởng đến quá trình nuôi cấy). Các kỹ thuật của công nghệ nuôi cấy mô tế bào: kỹ thuật vi nhân giống, kỹ thuật nuôi cây meristem, kỹ thuật nuôi cấy bảo quản nguồn gen invitro, kỹ thuật nuôi cấy hạt phấn, bao phấn, noãn chưa thụ tinh, phôi, kỹ thuật nuôi cấy và dung hợp tế bào trần, kỹ thuật sản xuất sinh khối tế bào.

+ Nguyên lý và cơ sở khoa học của kỹ thuật chuyển gen vào thực vật. Các phương pháp chuyển gen và cơ chế của chúng, các bước trong qui trình chuyển gen vào thực vật: thiết kế vector chuyển gen, đánh giá sự hiện diện và biểu hiện của gen chuyển vào. Các hướng tạo cây trồng chuyển gen, các vấn đề cần quan tâm về an toàn sinh học trên các thể GMO.

Kỹ thuật lên men công nghiệp

Kiến thức về đại cương công nghệ lên men, giống và các giải pháp giống phục vụ sản xuất, chuẩn bị môi trường và thiết bị lên men, vận hành, giám sát và điều chỉnh quá trình lên men, xử lý dịch lên men để tách và tinh chế thu sản phẩm và  một số vấn đề chung trong sản xuất công nghiệp. Các bài thí nghiệm thực hành.