KJTS3100 Bioteknologi Emneplan

Studentene skal tilegne seg kunnskaper om ulike molekylærbiologiske metoder. Videre skal studentene få opplæring om hvordan produksjonsorganismer benyttet i bioteknologiske prosesser kan utvikles ved bruk av klassisk mutagenese og rekombinant DNA teknologi. Det vil også bli gjennomgått fermenteringsteknologiske prinsipper og enkelte enhetsoperasjoner tilknyttet nedstrømsprosessen.

Eksamen våren 2021 pga. Covid-19:

Muntlig eksamen.

Eksamensresultat kan ikke påklages.

[Eksamen tidligere:]

Individuell skriftlig eksamen under tilsyn på 3 timer.

Eksamensresultatet kan påklages.

Ved eventuell ny og utsatt eksamen kan muntlig eksamensform bli benyttet istedenfor skriftlig eksamen. Ved eventuell muntlig eksamensform ved ny og utsatt eksamen, kan eksamensresultat ikke påklages.

For å kunne ta laboratoriekurset i emnet kreves godkjent laboratoriekurs fra KJTS2100 Kjemiteknikk, KJM2300 Analytisk kjemi I og KJM2400 Biokjemi og mikrobiologi eller tilsvarende kvalifikasjoner.

Etter å ha gjennomført dette emnet har studenten følgende læringsutbytte, definert som kunnskap, ferdigheter og generell kompetanse:

Kunnskap

Studenten:

• har grunnleggende forståelse for molekylærbiologiske prinsipper
• kan forklare hvordan bioteknologiske produksjonsorganismer utvikles ved klassisk mutagenese, protoplastfusjon og rekombinant-DNA teknologi
• kan beskrive hvordan DNA amplifiseres ved vanlig PCR og real-time PCR (qPCR)
• kan skissere hvordan hybridiseringsteknikker som Southern blot, Northern blot og kolonihybridisering benyttes
• kan nevne ulike eksempler på bioteknologiske metoder og prosesser
• kan prinsippene for vekst av mikroorganismer og produksjon av biomolekyler i fermentorer
• kan redegjøre for oppbygningen av virus, hvordan virus infiserer celler og utvikles ved både lytisk og lysogen livssyklus
• kan forklare uspesifikk og spesifikk immunitet samt antistoffers struktur og funksjon i kroppen

Ferdigheter

Studenten:

• kan foreta valg av restriksjonsenzym og vektorer i rekombinant DNA teknologi
• kan transformere bakterier ved bruk av elektroporering
• kan bruke teknikker for isolering av DNA fragmenter fra agarosegeler
• kan oppkonsentrere DNA fragmenter ved bruk av PCR
• kan utføre genotyping ved bruk av real-time PCR (qPCR)

Generell kompetanse

Studenten:

• kan planlegge og gjennomføre bioteknologiske og molekylærbiologiske laboratorieforsøk
• har et bevisst forhold til etiske konsekvenser av genteknologiske metoder i forbindelse med utvikling av genmanipulerte organismer, fosterdiagnostikk, rettsmedisinske analyser og DNA analyser i forbindelse med arvelige sykdommer
• kan vurdere og formidle resultater fra bioteknologiske og genteknologiske laboratorieforsøk både skriftlig og muntlig

Undervisningen består av forelesninger, øvinger og laboratorieoppgaver.

Studentene skal tilegne seg kunnskaper om ulike typer celler og deres oppbygning, biokjemiske makromolekyler og de viktigste kjemiske reaksjonene som skjer i celler. De skal også opparbeide seg ferdigheter innen sterilteknikk og dyrking av mikroorganismer, isolering og analyse av proteiner og DNA.

For å kunne ta laboratoriekurset i emnet kreves godkjent laboratoriekurs fra KJM1400 Organisk kjemi og KJM1500 Fysikalsk kjemi eller tilsvarende kvalifikasjoner.

Etter å ha gjennomført dette emnet har studenten følgende læringsutbytte, definert som kunnskap, ferdigheter og generell kompetanse:

Kunnskap

Studenten:

• kan definere forskjellen på prokaryote og eukaryote cellers oppbygning
• har grunnleggende forståelse for mikroorganismers vekst, næringsopptak og klassifisering.
• kan presentere oppbygning og funksjon til de biokjemisk viktigste forbindelsene innen gruppen karbohydrater, lipider, proteiner og nukleinsyrer
• kan skissere strukturen og funksjonen til biologiske membraner
• kan forklare funksjonene til enzymer og koenzymer og redegjøre for enkle enzymkinetiske teorier
• kan beskrive de metabolske prosessene som glykolysen, sitronsyresyklusen, elektrontransportkjeden, lipidmetabolismen og fotosyntesen
• kan redegjøre for syntese av DNA (replikasjon), syntese av RNA (transkripsjon) og proteinsyntese (translasjon) i prokaryote organismer

Ferdigheter

Studenten:

• kan dyrke og klassifisere/identifisere enkelte typer mikroorganismer ved bruk av gramfarging, mikroskopering, metabolismeforsøk og enzymtester
• kan utføre et vekstforsøk og konstruere en vekstkurve for bakterier
• kan utføre enkle isoleringsmetoder for proteiner og analysere mengde og renhet ved gelelektroforese og spektroskopiske målinger
• kan isolere DNA og analysere mengde og renhet spektroskopisk
• kan gjennomføre enkle enzymkinetikkforsøk
• kan foreta helserisikovurdering og klassifisering av kjemiske forbindelser og løsninger

Generell kompetanse

Studenten:

• kan planlegge og gjennomføre steriltekniske og biokjemiske forsøk
• har et forhold til etiske og miljømessige konsekvenser av arbeid med levende organismer
• kan formidle resultater fra biokjemiske og mikrobiologiske laboratorieforsøk både skriftlig og muntlig
• kan vurdere kjemisk risiko ved arbeid i kjemiske bedrifter og på laboratorier

Etter å ha gjennomført dette emnet har studenten følgende læringsutbytte, definert som kunnskap, ferdigheter og generell kompetanse:

Kunnskap

Studenten kan prinsippene for:

• statistisk behandling av analytiske måledata
• kvantitative metoder med bruk av interne og eksterne standarder og med standard tilsetting
• syre- og baselikevekter, tillaging av bufferløsninger
• molekylspektroskopiske teknikker som UV-VIS og fluorescensspektroskopi
• atomspektroskopiske teknikker som flammespektroskopi og ICP
• deteksjonsgrensebestemmelse, kilder til støy i spektroskopi og kromotagrafi
• kromatografisk separasjon, beskrivelse av kolonneeffektivitet og separasjonsevne
• kromatografiske teknikker som gasskromatografi og væskekromatografi
• kvalitetskontroll og kvalitetssikring i det kjemiske laboratoriet

Ferdigheter

Studenten:

• kan gjennomføre kvantitative analyser i henhold til oppsatte prosedyrer
• kan kalibrere og justere vanlige måleinstrumenter
• kan vurdere feilkilder og beregne usikkerhet i utførte analyser
• kan velge hensiktsmessig laboratorieutstyr og bruke dette på korrekt måte
• kan anvende ulike kromatografiske og spektroskopiske teknikker og bruke instrumenteringen på riktig måte for å produsere pålitelige måleresultater
• kan bruke programvare for styring og resultatbehandling for kjemisk instrumentering
• kan benytte Excel i databehandling og datatolkning

Generell kompetanse

Studenten:

• har grunnleggende innsikt i krav til kvalitet i det kjemiske laboratoriet
• kan gjennomføre kvantitative analyser der ulike kvantifiseringsteknikker og separasjons- og målemetoder benyttes
• har innsikt i statistiske metoder for behandling av kjemiske måledata
• har kunnskap om hvordan nøyaktighet og presisjon i måleresultatene påvirkes av feilkilder og usikkerhet i instrumentering, prosedyrer og arbeidsteknikker
• har innsikt i spektroskopiske og kromatografiske metoders anvendelse, begrensinger og virkemåte.