Sylabus předmětu
Požadavky pro získání zápočtu a složení zkoušky
Zápočet: V průběhu semestru posluchači absolvují v rámci cvičení dva písemné testy (obvykle v 7. a 14. výukovém týdnu) zaměřené na řešení jednoduchých výpočtově orientovaných problémů. Z každého testu je možno získat 0-50 bodů. Podmínkou pro získání zápočtu je získání alespoň 25 bodů z každého testu.
Posluchači, kteří nesplní uvedený požadavek v průběhu semestru, mohou absolvovat testy znovu ve dvou náhradních termínech ve zkouškovém období. V těchto náhradních termínech se posluchači též mohou pokusit o vylepšení bodového zisku z jednoho či obou testů (výsledek takového pokusu se započítává do celkového bodového hodnocení pouze tehdy, je-li vyšší než nejvyšší výsledek předchozích pokusů).
Zkouška: Zkouška z předmětu Inženýrství biologických procesů je ústní. Podmínkou pro absolvování ústní zkoušky je získání zápočtu.
Při ústní zkoušce si posluchač losuje dvojici otázek z předem sestaveného seznamu. Odpověď na každou otázku je hodnocena 0-50 bodů. K úspěšnému složení zkoušky musí posluchač získat alespoň 20 bodů z každé otázky.
Bodové hodnocení z ústní zkoušky a bodové hodnocení obou testů se sečte do celkového bodového hodnocení předmětu a výsledná známka je určena dle následující tabulky:
| Celkový součet bodů | Klasifikace |
|---|---|
| < 100 | F |
| 100–119 | E |
| 120–139 | D |
| 140–159 | C |
| 160–179 | B |
| 180–200 | A |
Zkušební otázky
- Základní poznatky z biologie mikroorganismů. Požadavky mikroorganismů na fyzikálně-chemické vlastnosti prostředí. Morfologie buněk. Taxonomie mikroorganismů. Prokaryotické a eukaryotické mikroorganismy. Viry. Základní charakteristiky uvedených organismů. Stavba a základní charakteristiky prokaryotické a eukaryotické buňky, organely.
- Složení buněčné hmoty. Proteiny, nukleové kyseliny, polysacharidy, lipidy a další složky. Jejich biologické funkce. Buněčné živiny. Účel přijímání živin. Mikro- a makroživiny. Růstová (kultivační média) definovaná a komplexní. Základní suroviny pro přípravu kultivačních médií.
- Enzymy: struktura a podstata funkce enzymů. Klasifikace enzymů, názvosloví. Základy enzymové kinetiky. Kinetika Michaelise a Mentenové. Předpoklady při odvozování kinetických rovnic pro enzymové reakce.
- Určování hodnot kinetických konstant enzymových reakcí. Složitější modely enzymové kinetiky (alosterické enzymy, inhibice).
- Vliv hodnoty pH a teploty na enzymové reakce. Inaktivace enzymů.
- Imobilizace enzymů: základní metody a techniky. Vliv mikroprostředí na enzymové reakce s imobilizovanými enzymy. Transportní procesy v systémech s imobilizovanými enzymy – přestup hmoty na povrch neporézního nosiče imobilizovaného enzymu, Damköhlerovo kritérium, vnější faktor účinnosti. Vnitřní difuze v porézním nosiči, faktor účinnosti, Thielův modul.
- Růst mikrobiálních buněk, specifická růstová rychlost, stanovení koncentrace buněk v médiu. Růst ve vsádkových systémech. Fáze růstové křivky. Stechiometrické parametry růstu buněk.
- Vliv kultivačních podmínek (teplota, pH, konc. rozpuštěného kyslíku) na kinetiku růstu mikroorganismů. Produkce tepla při růstu mikroorganismů. Strukturované a segregované modely růstu.
- Entalpická bilance a určení metabolického tepla v chlazeném bioreaktoru.
- Závislost růstové rychlosti na koncentraci limitujícího substrátu, Monodova rovnice a další modely. Vliv inhibitorů na růstovou rychlost. Popis růstu buněk ve vsádkových systémech s Monodovou kinetikou. Logistická rovnice.
- Růst mikroorganismů v kontinuálních kulturách. Chemostat a turbidostat. Popis chemostatu bez vlivu endogenního metabolismu a bez tvorby produktu. Diskuze optimální zřeďovací rychlosti pomocí grafu (bez odvození).
- Růst mikroorganismů v kontinuálních kulturách - popis chemostatu s vlivem endogenního metabolismu a s tvorbou produktu.
- Provozní úvahy – srovnání jednoduchého vsádkového a průtočného bioreaktoru. Možnosti jiných uspořádání.
- Typy průmyslových biorekatorů, aerace, zvětšování měřítka, sterilizace.
